Ｔｅａｍ宮工（宮崎工）の挑戦！　ソーラーカーレース鈴鹿ラストラン

毎回ご覧いただきありがとうございます。

 

先週、宮崎県の方にも緊急事態宣言が出て、高校生の学校生活は完全にストップしております。ここを乗り越えて、また以前のように活動が再開できる日を待ち望んでおります・・・。

 

 

さて、先日ご報告しました「ソーラーパネルの自作②」で、ご指摘いただいた件がありました。（Facebookにコメントいただきました木本工作所・木本さん、東海大学・木村先生、ありがとうございます。）

１２セルの直列接続に際して、横列への接続と電極「＋」「ー」の取り出し部分。試作の段階では（その辺にあった）ニッケル薄帯板を用いてみましたが、やはり導電率（導体の電気抵抗）の観点から、最も適した材質にすべきであることが言えます。

 

ちなみに、計算してみました。

理想的な材質である「銅」と「ニッケル」を比較した際の損失は以下のようになります。

 

導体の電気抵抗値　Ｒ［Ω］＝ ρ  ✕ Ｌ ／ Ａ

ρ：導体の抵抗率［Ω・ｍ］　　Ｌ：導体の長さ［ｍ］　　Ａ：導体の断面積［ｍ^2］

 

今回の試算では、１モジュールに用いる導体について、Ｌ＝560［mm］、

Ａ＝厚さ0.2［mm］× 幅8［mm］としました。

 

 

「ニッケル」　ρ＝6.99 × 10^-8 [Ω・m]の場合

Ｒ ＝ 6.99 × 10^-8 [Ω・m]　×　560 × 10^-3 [m]／（0.2 × 10^-3 [m]　×　8 × 10^-3 [m] ＝ 0.024465 [Ω]　

 

「銅」　ρ ＝ 1.68×10^-8 [Ω・m]の場合

Ｒ ＝  1.68 × 10^-8 [Ω・m]　×　560 × 10^-3 [m]／（0.2×10^-3[m]　×　8 × 10^-3 [m] ＝ 0.00588 [Ω]　

 

 

・・・抵抗率も示すとおり４倍以上の大きさになってしまいます。

 

このモジュールが発電した際に流れる電流を仮に５［A］としたところ、導体による損失Ｐ［W］は電流の２乗に比例するので・・・

 

 

「ニッケル」　Ｐ ＝Ｉ^2 × Ｒ ＝ ５[A] ^2 × 0.024465 [Ω] ＝ 0.611625［W］

 

「銅」　Ｐ＝Ｉ^2 × Ｒ ＝ ５[A]^2 × 0.00588 [Ω] ＝ 0.147［W］

 

 

材質の変更により１モジュールあたり0.5［W］近くの損失を抑えることができます。車体全体だと８［W］程でしょうか・・・。

 

ニッケル薄帯板は電池タブによく用いられることから市販品が存在し、希望する幅・厚みのモノが入手できます。しかし、太陽電池セルの接続に適切な「錫メッキ銅薄板」は適切なスペック（幅・厚み）のモノが市販品に見当たらず、「ならば作ってしまおう！」というＴｅａｍ宮工お決まりの発想で自作することになりました。

 

 

「錫メッキ銅薄板の自作」

 

各種金属への各種メッキの方法はいくつかありますが、今回はインターネットでもよく見かける自作方法を参考にしました。

 

○ 材料

・銅薄板（C1020）　厚さ0.2mm・・・ホームセンターで入手

・鉛フリーハンダ

・酸性の液体（サンポール：水＝１：４）

 

 

○ 工程

・酸性の液体に、適当な大きさに切った薄銅板と、30cm程の鉛フリーハンダを漬け込み、電流を流します。

 

 

・薄銅板はあらかじめ中性洗剤でよく洗います。鉛フリーハンダは折り曲げて捩っておきます。

 

・電源には電気実習用の安定化電源を用います。（乾電池でもいけるようです。）

「＋」には鉛フリーハンダ、「ー」には薄銅板を、それぞれワニ口クリップで接続します。電圧は適当な値（数ボルト）にしますが、電流が0.3[A]になるよう電源装置のＣＣで調整します。この大きさで約１５分くらいで、表面がほどよくメッキされます。

 

念のため、薄銅板の向きを裏返して５分ほど継続します。

 

 

・時間が来たら取り出して、中性洗剤とスポンジで磨くようによく洗い流します。

・水気を切ったら適切な幅に切りそろえて、完成となります。

 

 

・実際に組み込みました。錫メッキしたことでハンダの乗りも良く、見た目もそれらしくなりました。

 

 

作業後の廃液は環境を考えて、重曹で中和した後、セメントに固めてから産業廃棄物として処分します。（よほど濁らない限り何度でも繰り返して使用できるので、また後日増産するためにしばらくは廃棄せずに保管しておきます。）

 

 

・・・次回の報告はラミネート加工に進んでいきます。

引き続き、皆様からのあたたかいご支援、お待ちしております。