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成立

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

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

支援総額

590,000

目標金額 500,000円

支援者
8人
募集終了日
2021年3月22日
プロジェクトは成立しました!
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2021年01月28日 20:10

ソーラーパネルの自作③

毎回ご覧いただきありがとうございます。

 

少し間が開いてしまいましたが、ソーラーパネルの自作について、続きをご報告します。

 

先日より高校生は活動再開し、最近ではソーラーパネルのラミネート加工を主に作業しております。

この工程は試作の段階から試行錯誤を繰り返してきましたが、すでに必要枚数の1/3ほどを終えた現段階では、かなり安定した品質で量産しています。

 

 

①モジュールの構造

ソーラーカーに搭載するソーラーパネルは、とにかく軽く・薄くなければならないため、住宅用のようなガラス板を基盤としない厚さ1mm以下の薄いラミネート構造となります。

 

今回の自作ソーラーパネルでは、・・・

表面のフィルムには高機能フッ素樹脂フィルム「アフレックス」(厚さ25μm・AGC製)を表裏両面に用い、

セルと表面フィルムの間の封止材には、太陽電池用封止シート「ソーラーエバ」(厚さ0.3mm・三井化学東セロ製)を用いました。

 

 

これら表面フィルムと封止材については、太陽光の透過に関わる発電効率と、走行車体の状態に応じた強度を考慮した上で、可能な限り薄く・軽くを目指して十分な検討を行ってきました。今回は幸運にも各メーカー様からサンプル協力をいただくことができ、上記の各品を選定させていただくことになりました。

また、これら資材の選定や工法(真空加熱の方法)については、検討の段階から関係方々にいろいろご助言いただきました。

ご指導・ご協力いただきました皆様、そして各メーカー様、ありがとうございます。

 

②ラミネート加工の機材

機材といっても、今回、我々の工法は「ドライカーボン」と同様になります。

工場の生産ラインで見られるような特別なラミネーター機器を用いることなく、熱源と真空ポンプ、副資材を用います。

 

熱源以外はドライカーボンで用いるモノと同じですが、肝心の熱源については、ラミネート加工時に封止材となるEVAがしっかり軟化しなければならないため、これに適した専用の釜を自作しました。

 

 

熱源には、ヤフオクで格安入手した中古のホットプレート(同じ製品2台)を用います。入手直後に分解し、鉄板とその周辺部分の縁などを加工したものを2台、横に並べて580✕640の平板が置けるようにし、熱効率を高めるために合板で作った箱(蓋付き)に入れます。

 

ヤフオクにて入手直後のホットプレート中古品(左)と、

加工により変身したホットプレート(右)

 

電源は家庭用コンセントAC100Vを用いますが、バランス良い温度管理のために2台のホットプレートは電気的に直列接続とします。

これに対して電源電圧が100Vだと電力(発熱量)が不足するため、電圧調整器(スライダック)で130Vまで昇圧することでちょうど良い発熱量が得られます。

 

ホットプレート(一般的な家庭用で定格1500w程度の製品)

 →電熱部の抵抗値R=7.5[Ω]/台  2台で15[Ω]

 

 電圧V=130[V]により、

 電流I=130/15 =8.66[A]

 消費電力P=8.66^2✕15 =1126.67[W]

 

このホットプレート単体を定格電圧100Vで使用すると、・・・

 電流I=100/7.5[Ω] =13.33[A]

 消費電力P=13.33^2✕7.5 =1333.33[W]

 

ホットプレート2台を定格電圧で動作させると2600[W]以上とやや大きな電力となりますが、試験段階(セル1枚のラミネート加工試験)からそこまで大きな熱量は必要ないと感じ、2台直列接続にスライダック全開電圧130Vとしました。

熱量的には1台でも充分ですが、それよりもソーラーパネル前面・均一に加熱するためには同等の面積が必要であることから、このような構成になりました。

この大きさだと125mm✕125mmのセルが縦4✕横3=12枚セルのモジュールが最大となります。できればもう一回り大きなモノ(縦5✕横4=20枚セルのモジュール)を作りたかったのですが、このあたりの大きさが我々の技術的には手頃であるようです。

温度調整には市販の温度調整器を用います。温度調整器本体とSSR(リレー)、温度センサの3点セットで3000円程度のモノが通販商品で出回っており、Amazonや楽天などの通販で入手できます。(我々はヤフオクで入手しました。)

今回はすでに入手済・ドライカーボンの釜でも使用している同品を3個使い続けていいますが、これまで一度も誤作動や表示誤差などの問題はなく、信頼性は悪くないようです。

 

 

3つの温度センサのうち、2つは各ホットプレートの内部(ホットプレート付属の温度センサー棒の挿入穴)に埋め込み、もう1つはラミネート加工品の上に置きます。熱源(ホットプレート)と製品の温度を常に把握できるようにしておきます。

 

 

③真空パック時の副資材、他

厚さ4mmの強化ガラスを背板にして、・・・

「フィルム」・「封止材」・「セル」・「封止材」・「フィルム」

・・・の順で積層します。

 

 

強化フロートガラス・・・

t=4mm 580✕460mm

 全周糸面磨き処理+4角角落とし加工(1~2mm)

 (株)コダマガラス様にてオーダーメイド(5~6千円)

 

副資材・・・

「バッグフィルム」「ブリーザファブリック」「シーラントテープ」の3点。いずれもドライカーボン(130プリプレグ)の使用に耐える高耐熱性(180~200℃前後)のものです。

 

 

これらを使って、高校生の手作業によりソーラーパネルを作り上げます。

 

・・・次回はいよいよ、ラミネート加工の作業を工程に沿って報告します。

 

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。

 

活動再開!!プロジェクト目標金額、達成!!
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リターン

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