ソーラーパネルからバッテリーを充電するために必要なチャージコントローラ。今回は、意外に知られていないチャージコントローラの基本機能について学びましょう。

バッテリーに直接ソーラーパネルをつけちゃダメなの？

「バッテリーを充電したいけれど、チャージコントローラは高いし、ソーラーパネルを直接つなげちゃおう！」

あぶない！
間違いですよ。

…でももし、そんなことをすると何が起きるでしょうか？

ソーラーパネルにバッテリーを直結すると、大切なバッテリーをダメにするだけでなく、火災の危険があります。

逆に言えば、直接つないだ時に起きる、色々な問題を解決してくれるのがチャージコントローラなのです。

過充電を防止する

最大電圧を超えると、電池の正極が劣化をはじめます。正極が劣化すると電池の内部抵抗が上昇し、バッテリーのパワー(一度に流せる最大電流)が低下するほか、容量が減少して、やがて寿命を迎えます。

チャージコントローラは、バッテリーが最大電圧になると、ソーラーパネルとバッテリーの回路を自動的に切り離して、過充電を防止してくれます。

過電流を防止する

通常は、ソーラーパネルを選定する際に、ソーラーパネルの短絡電流がバッテリーの最大充電電流を上回らないようにします。

やむを得ずバッテリーの電流値よりも短絡電流が大きいソーラーパネルしかない場合でも、最大電流を制限する機能を持つチャージコントローラを利用すれば大丈夫。例えば東京デバイセズのIW1608は最大電流を5Aに制限します。

※最大電流を制限しないチャージコントローラもあります。過電流保護があるかどうかは仕様をご確認ください。

逆流を防止する

それでは、夜になってソーラーパネルの電圧が下がって、バッテリーの電圧より低くなった場合には、何が起きるでしょうか？

なんと、バッテリー側からソーラーパネル側に逆流してしまうのです。

ソーラーパネルは電気的な素子としてはダイオードと等価です。ダイオードは、理論的には、一方向にしか電流を流しません。しかし、現実のダイオードは逆方向にわずかに電流を流してしまう特性があります。これは漏れ電流と呼ばれ、ソーラーパネルにも同じ特性があります。しかも、ソーラーパネルの漏れ電流はダイオードよりもとても大きく、バッテリーに貯められた電力をどんどん放電していきます。

チャージコントローラは、常にソーラーパネル側とバッテリー側の電圧を比較して、もしソーラーパネル側の電圧が低くなった場合には回路を切断し、バッテリーが無駄な電力を消費するのを防止してくれるのです。