LR0GC02と電気二重層コンデンサ(1)

秋月で安く買えるLR0GC02ですが、電源ケーブルレスのバッテリ方式に使うのに便利ですよね。

バッテリだと充電とか色々面倒なので、電気二重層コンデンサで考えてみました。

(Li系だと爆発とか怖いしね… コンデンサなら)

先駆者さんのサイトです。

今回はConstant Voltage法を適用してできるだけ効率よく充電する方法を試してみます。

Constant Voltage法の原理は単純です。最大電力となる電圧はだいたい、わかっているのでその電圧になるように負荷電流を調整します。

ふむふむ。ほぼほぼ電流は太陽光の照射強度によるようですね。次の文献によると、

一日のピークは800W/m^2ぐらいですね。とすると、最大電力時に45mA、5V, 280mWぐらいは電力をとれそうです。

こんな感じでやってみました。普通DC-DCを作るときは負荷電圧でフィードバックしますが、入力電圧が一定値になるように電圧を制御します。よって、出力電圧と電流は成り行きで決定されることになります。今回は5Vになるように制御してみました。通常と制御が異なるのでゲインが-1倍になります。

(ちなみに、太陽電池特性は適当です。)

このシミュレーション結果によると、まずまずですかね。最大で770mAほどピークがあります。

ほぼほぼ、最大効率で充電？できているはずです。ちなみに、コンデンサの電圧が上がるほど、充電電流が減るので、電圧の上昇率は低下します。コンデンサ容量を1mFとして充電までの時間は約0.5sです。

なので、非常にざっくりした計算によると10Fの場合1万倍の時間がかかるので、5000sです。したがって、天候が良ければ、90minで充電完了といったところでしょうか。

制御の電源を考える必要がありますが、そのうちブレッドボードで回路を作ってみます。