ノートパソコン VAIO(超小型 PCG-U1)  ソーラーチャージャー  試作品  2008/2/26

ノートパソコンが電源無しで屋外で使いたい、でも大げさな太陽電池は移動に不便だ・・・・
では ノートの大きさの太陽電池で直接充電すればスマート。あの大きなACアダプターさえ持ち運ばなくてすむ。

本体だけ持ち運んで太陽から充電できます。日が当たれば駆動時間を延長することが出来ます。

直接充電するから効率がよい。(普通のソーラーシステムみたいに外部バッテリーやインバーターは不要)


  
VAIOの蓋一面が太陽電池になっていて、MPPS(最大電力スイッチングコンバーター)を通してPCの電源ジャックに直接繋いでいます。
下に敷いてある紙はA4のコピー用紙で、システムとしてA5の大きさで重量増加も殆どありません。

 
蓋を閉めて背面から見たところ MPPS回路から直接電源に銅パイプを加工した専用プラグです。
もちろんACアダプターからの充電も従来通り可能です。
試作ゆえMPPS回路は透明テープで絶縁のみしてあるので、見た目は良くありませんが回路自身はPCの内部隙間に内蔵できる大きさです
(頑張れば携帯電話にも内蔵できます)

この太陽電池はシリコンウェハー一枚分を樹脂モールドしたもので 公称出力 2W/9V 厚みは2mm程度
(冬場でMPPS制御して最大実出力1.4W程度 窓越しでは1W程度の充電能力)


窓越しに太陽光で充電している様子です。
データを採るため配線途中にテスターが繋がっています。

VAIO充電用MPPS仕様
充電電圧12.5V〜18V (電圧低下、過電圧防止制御)
実充電電流 0.01mA(min)〜120mA(max) 雨が降っていても僅かでも充電します。
晴れて、直射日光を受ければ、4時間充電して1時間駆動可能です(冬の朝から昼までの実測)
計算上は直射日光で16時間でこのバッテリーをフル充電可能です。


充電時は蓋の角度とパソコンの向きを太陽光に直角になるようにするとより発電量が増えます。
そうしなくても、日陰でも それなりに充電します。(電灯を点けるぐらいの暗さでは充電しなくなります)
発電量が徴小(nAレベルでは充電はしていますが、充電のLEDは消灯します)


多少でも日の当たると所に置いておくといつかはフル充電になります。
またこの大きさの太陽電池ではバッテリー無しでの起動は出来ません。(4倍あれば可能ではあります)
しかし、パソコンにとって過酷な条件なので止めて於いてください。


量産時販売可能価格   1万円以下(ただしノートパソコンは除く)
販売予定    なし  (パソコンメーカー承認を受けなければならない・・たぶん)
※MPPS回路のみのOEM供給は可能



追記
太陽電池の電圧の高いものを直に接続すると、パソコンの充電回路損傷を招きますので類似実験をするときは
電源管理機能を付加することをお勧めします。またパソコンにより制御が違いあると想像しますので
くれぐれも、発火爆発の無いよう注意を御願いします。

太陽電池(PV)をMPPS無しで直接電源に接続したら・・・
このVAIOの場合 12.3V程度の電圧が掛かるとバッテリーに充電が始まり、有る程度の充電が終わったら充電回路をスイッチングして過充電に対応している。

1 まずPVが充電可能な電圧のセルの組み合わせは、定格14V(直列28セル)以上が必要で、多少曇りでも充出来るように余裕が必要で、市販されているモジュールとしては12V鉛バッテリ用の18〜22Vとなる。定格18VのPVでも開放電圧はおおよそ22V以上の電圧まで出力されるので、PC側の耐電圧を超えてしまい破壊されるので、直接接続は危険である。

2 充電電圧が12V近辺(曇りまたは陰)でふらつく場合、出力電流が0で充電出来ないにも拘わらず充電回路が働いて自己消費電力でバッテリーを消耗してしまい過放電に至ってしまい、充電しているつもりが放電してしまう事になる(携帯電話の直接充電では保護回路無しで微弱充電すると充電ランプが点灯していながら放電してしまいます)ので、PVを常時接続することは危険である。

これらはPCがACアダプターから十分な電力と電圧制御がされている事が前提であるので、通常太陽電池からPCに充電する場合、太陽電池から外部バッテリーに充電してインバーターでAC100Vに変換しPCのACアダプターを介してPCの電源に接続することのなる。
これらの電力機器がモバイル環境を困難にし、また損失(効率が悪い)が大きいため太陽電池そのものが大きく大出力が必要となってさらに携帯性を困難にしてしまっている。本試作品と同程度の充電性能を確保するには少なくとも太陽電池の面積が2倍以上は必要となる。

MPPS回路は直接充電することを可能として、上記の欠点を無くして携帯性を確保、さらにコストの激減を達成することができる。
さらに鏡をを用いてPVに当たる光の量を倍増(AM1.5以上)すればそれなり(MPPSの基本)の充電量が増加する。


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