２２ボルトで１２Ｖ，１．５ｋｗモータを回す。

質問

表題の様な構成で、パネルとモーター（１２Ｖ，１．５ＫＷ）の間にＤＣ－ＤＣコンバータを入れて１２Ｖに落とす必要があると思うのですが、モータには荷重がかかると１２５アンペアぐらいまで流れると思いますが。

質問の１．このような環境で使用可能なＤＣ－DCコンバータは市場にありますでしょうか。

質問の２．出力元は２２v, 130Wほどの太陽光パネルですが、１２Ｖのモータに接続した場合、モーターはどの程度持ちますでしょうか。あるいはパネルに問題が発生しますでしょうか。

質問の３．たとえば太陽光パネルの一部を光に当てないようにすれば出力を１２Ｖすることは可能ですか。

よろしくお願い申し上げます。

回答No.14

noname_deadbeef · ベストアンサー

分野がわかったので12Vとは鉛蓄電池の12Vだということがわかりました。つまり満充電状態で15V近くなるのも想定した設計になっているはずです。
そして鉛蓄電池を22Vで充電することのほうがよっぽど危ないです。
充電の途中とかはいいんです。パネルの電圧が低下しますから。しかし電池の電圧が14.4Vになったら満充電のサイン。それ以上充電を続けると水素ガスが発生するので危険です。
あと過放電は、危なくはないのですがあっという間に電池が死にます。11Vを切ったらすぐモータを止めてください。
常時電圧計をつないでおいてつきっきりで監視するか、しっかりした電圧監視回路を用意するかのどちらかですね。14.4VのほうはDC-DCコンバータにしてしまえば安心か。

単純計算で５時間漂流しながら充電して３０分進むみたいな状態ですね。１日じゃ着かなそう。

minn kota batteryで検索するときちんとこれ向けのバッテリーと充電器が出てきますね。こういうのを買うか、こういうのが売っているところに相談するのが確実です。

しかしもはや趣味＞アウトドア＞フィッシングのカテゴリで聞き直したほうがよさそうな(^_^;;

参考URL：

https://www.google.co.jp/search?q=minn+kota+battery

お礼

ご回答ありがとうございました。

補足

この場を借りて皆様にはそれぞれ有益なご回答をいただきました。ありがとうございます。ベストアンサーを決定するにあたり、現在の製作者の立場として、もっとも必要と思われる情報を与えてくださった方に差し上げることにしました。全員の方に差し上げることが出来ないので、ご了承のほどお願いもうしあげます。

回答No.13

yamame17gou

改めて「ソーラー　バッテリー充電器」検索の１ページ目
https://www.google.co.jp/webhp?sourceid=navclient&hl=ja&ie=UTF-8#hl=ja&site=webhp&source=hp&q=%E3%82%BD%E3%83%BC%E3%83%A9%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%83%E3%83%86%E3%83%AA%E3%83%BC%E5%85%85%E9%9B%BB%E5%99%A8+%E3%83%9C%E3%83%BC%E3%83%88&oq=%E3%82%BD%E3%83%BC%E3%83%A9%E3%83%BC&gs_l=hp.1.0.35i39j0l9.5000.17609.0.21375.7.7.0.0.0.0.734.4422.5-4j3.7.0...0.0...1c.4j1.16.hp.kLm7Q6eXFD0&bav=on.2,or.&bvm=bv.47534661,d.dGI&fp=6fefe4a81a0f1170&biw=1280&bih=643

結果はキーワードの工夫次第です。

お礼

URLの情報をいただきまして、ありがとうございます。

回答No.12

yamame17gou

それでも過充電防止機能付きがベターです。
http://www.kiryu-ginza.com/shopbrand/026/P/

お礼

忘れておりまして申し訳ございませんでした。いつもありがとうございます。

回答No.11

yamame17gou

ソーラーユニット自体にバッテリーとモーターを損傷するエネルギーがありません。
モーターを回していない時に充電作用があるだけでモーターエネルギー源にはなりません。

お礼

忘れておりまして申し訳ございませんでした。いつもありがとうございます。

回答No.10

yamame17gou

「電動船外機」等で実情を把握する必要があります。

http://www.fishland.co.jp/fishland/t_boat.html

「ソーラー」等を付記すれば更に展開できます。

「22V 130W」はソーラーのユニットの仕様だと思います。

各関係要素のメーカー、型式を明示すると回答も得やすくなります。

不明や想定があるならそれも明示すべきです。

何か現状の装置、船等があるならそれもです。

お礼

ご提案ありがとうございました。

補足

パネルはシャープ製の屋根に取り付けるタイプのもので、船外機はMinn Kota製のTurbe65です。ボートは今後どこかで調達する予定です。もちろん事前に充電した自動車用のバッテリーは搭載するつもりですが、単純にパネルからバッテリーに接続し、バッテリーから船外機に接続したとしても、パネルからの２２Ｖが直接船外機に接続される関係でモータの破損の可能性を心配しています。

回答No.9

yamame17gou

要はバッテリー駆動の話で太陽パネルはその充電用です。
船外機の仕様が12Vなら12Vバッテリーで対応すべきで24Vなら24Vでです。

お礼

忘れておりまして申し訳ございませんでした。いつもありがとうございます。

補足

構成としましてはパネルのプラスマイナスを１２Ｖのバッテリーの＋－に接続し、同じ＋－から船外機の＋－につなぎますので、太陽が照りつけているときは22Vが船外機にも流れますので、支障が無いかなと言うのが質問の主旨でして、１２ｖには１２ｖという具合に許容範囲が無いという場合は少なくともパネルとバッテリの間にＤＣ－ＤＣコンバータか定電圧電源装置をかませるということなんだと理解し始めました。

回答No.8

noname_deadbeef

＞この場合この電力をそのままモーターに直結したら、どんな障害が発生するのでしょうか

安定して回っている時にはパネルの出力は電圧が低下していると考えられるのでモータに12V以上かかることはない気はするのです。
でもDCモータ（ブラシ式）ならブラシが浮いている短い時間に出力電圧が回復して、次にブラシが接触するときに火花が飛んでいるかもとか…
ブラシレスDCモータならブラシの代わりに制御用の電子回路が入っているので、起動時にその回路に一瞬22Vがかかったりするんじゃないかとか…

回避方法としては、DC-DCコンバータで電圧を12V以下に下げるというのがひとつ。
あるいは、No.2補足でお考えのようにバッテリー（鉛蓄電池12Vとかでしょうか）と並列にすると電圧が安定するという効果もあるので…というかバッテリーの充電方法はどうなっていますか？？こっちのほうが心配です。

ORUKA1951様

電灯用器具と比較するのは不適切ではないでしょうか？扇風機の弱は全く省エネにならないことになりますよ。
あと「出力元は２２v, 130W」の太陽電池は（生の太陽電池そのものとすれば）
原理的に「晴天下で約6A」しか出ないものなので、約 10.9Aなんて取り出せません。

でも
＞負荷時の１２Ｖ，１．５ＫＷ　のモーター　（電流: 125A）を回すのはきついはずです。

はちょっと同意します。どんな負荷なんでしょうね…

お礼

重ねてご回答ありがとうございました。

補足

確かにどんな負荷なのかという疑問ははじめに述べておくべきでした。基本的に電気に関しましては大した知識がございません。現在計画しているのは135W（２２ｖ）出力の太陽光パネルを３ｍ未満のボードに載せて、２馬力以下（1.5KW)出力の船外機に接続して、三浦半島から東京湾の日の出埠頭まで走行した場合、接続の機器が破損しないで作動するかどうか成功の可能性を探っています。現在テストではパネルから直接１２Ｖの鉛電池（自動車用）につなげて充電しています。そもそも１２Ｖのバッテリーに22Vの電圧をかけて良いものか判然としませんが、現状は充電が出来ておりまして、破損も発生していません。バッテリーが傷んでいるかどうかは判然としませんが、

回答No.7

ORUKA1951

＞現状でモーターは太陽が真上に来るころは高速で回ります。
　これと、最初の説明が大きく矛盾しています。

　まず電力ですが、
・1.5Vの電池を交流にして昇圧して100Vすれば、電灯用器具を動かせるか？
　おかしいと分かると思います。ロスを無視しても

　　(入力) 電圧×電流　⇒ 電圧×電流 (出力)
　　　　　　　(電力)　　　　　(電力)

　の関係は常に成り立ちます。
　　「出力元は２２v, 130W」と (電流) = (電力)/(電圧) より
　　(入力) 130W　= 130W = x × 12V より、約 10.9Aしか取り出せない。

＞現状でモーターは太陽が真上に来るころは高速で回ります。
　無負荷のモーターは何の仕事もしていないわけですから、確かに流れる電流は少ないとは思いますが、それでも
負荷時の１２Ｖ，１．５ＫＷ　のモーター　（電流: 125A）を回すのはきついはずです。

★モーターは無負荷のときは、電流は極めてわずかしかかかりません。手でシャフトを持つ程度の負荷で電流は大幅に増えます。特に直流モーターはそうなります。

　モーターの最大出力が1500Wでしたら、入力側も最大1500W以上確保しないとダメだという事です。それでもロスを考えると無理ですよ。

お礼

再度のご回答ありがとうございました。

補足

入力側のパネルの出力と、受電側のモータの必要電力が一致していることが重要だという回答には納得させられるものがあります。が現実の手持ちの部品をなんとか使用したいということで、今回質問をさせていただきました。直結してパネルにもモーターにも問題が無ければそのまま使用したいと思っていますが、どんな結果になりますでしょうか。

回答No.6

yamame17gou

モーターの1.5Kwは電気的量では無く機械的動力出力ですからその様な計算にはなりません。

お礼

ご回答ありがとうございました。

補足

確かに軸受けや熱などでエネルギーが消費されますので、実際の電力量は1.5KWを割合は分かりませんが、増大すると思います。

回答No.5

noname_deadbeef

＞モーターの定格電圧が１２Ｖであっても、入力電力が１３５ｗ程度であればそれが２２ｖであっても、モーターになにか過度の負担がかかるということではないのでしょうか。

色々考えたのですが、やっぱり定格電圧を超える電圧を掛けることのできる回路構成というのは人には勧められません。
モータが元気よく動いている間はいいのかもしれなくても、何かでコイルが焼き切れたあとに別経路で24Vがかかって絶縁破壊とか電気分解とか…燃えなくてもPCBが漏れて問題になるとか…
理論と実績の両面で信頼出来る専門家の登場を待ちましょう…

お礼

再度のご回答ありがとうございます。

補足

想像するに1.5KWの定格電圧のモーターはボルトが12Vであるならば、電流は１２５アンペアが許容値だと思います。太陽光パネルは１３５Ｗの出力で電圧は２２Ｖですので、アンペア数は5.4となりますが、この場合この電力をそのままモーターに直結したら、どんな障害が発生するのでしょうかと言うことと、もしあるならば、その回避方法はありますかと言うのが質問の主旨ですが、いかがでしょうか。

回答No.4

noname_deadbeef

＞モータには荷重がかかると１２５アンペアぐらいまで流れると思いますが。

うーん、荷重の種類によります。
目的がポンプを動かすことで、そのポンプは逆流（逆回転）しない構造である、とすれば、単に「力が足りなくて回らない」という状態になります。逆流する場合だとモータが発電機になってしまいDC-DCコンバータやパネルを焼き切る可能性があります。
∴質問１→まず荷重の仕様を確認のこと。あと念のため、モータはDCモータで間違いないですか？

次に電圧のことを脇において、定格1.5kWのDCモータに130Wの電源を繋げば130W×効率の分のトルク出力しか得られないでしょうね。さらにポンプの摩擦抵抗が大きければまさに「力が足りなくて回らない」という状態に。

質問２→「力が足りなくて回らない」ならNo.1さんの回答の通りです。限られたW数の中で確実に動かしたいならDC-DCコンバータで「電圧を下げて代わりに大電流を取り出す」のが良いでしょう。12Vにこだわらず6Vとか3VとかでもOKです。回転速度は電圧に、力（トルク）は電流に比例します。ただしあまり電流を流すとモータのコイルが焼き切れます。

質問３→パネルの仕様がわかりませんが、あまりそういうことはしてほしくないなぁ…

お礼

忘れておりまして申し訳ございませんでした。いつもありがとうございます。

補足

確かに直流の電源としてバッテリーに接続している場合荷重により電流値は大きく変動します。しかし相手が太陽パネルなので、そもそも発生する出力は１３５Ｗを超えることが出来ないと思います。従いまして、ご回答の様にその範囲内の出力しかモーターは得られておりません。ここで質問ですが、このような場合モーターの定格電圧が１２Ｖであっても、入力電力が１３５ｗ程度であればそれが２２ｖであっても、モーターになにか過度の負担がかかるということではないのでしょうか。