ソーラー自転車
電動自転車
１．１ 持続可能でない乗り物 電動自転車 の改造
４年前に買ったSANYOの電気アシスト自転車のバッテリーがへたってきてパワーが出なくなった。
最初は力強く２５ｋｍくらい乗れた。最近は力も衰え、１５ｋｍくらいでなくなってしまう。
電動アシスト自転車にはモーター駆動の快感があるが、
①純正バッテリーは１７０００円と高い。
②交換したとしても毎回充電しないと使えない。
③充電には時間がかかるので、乗りたい時にすぐ乗れない。
④途中で電気が無くなると、すごく重い。
など、不満がいっぱいある乗り物だ。バッテリーを交換する気になれない。
それで、
今流行の省エネ・CO2削減・循環型社会の構築に向けて
ソーラー電気自転車に改造してみる。
１．２ ソーラーセルの必要容量
必要なソーラーセルの電力容量は、自転車の使用形態により大きく変動する。
(ア) ・連続走行に必要な発電能力
バッテリーの容量は２４V2.8Ahである。街中だと平均30分で６ｋｍくらい走れる。2時間で２４ｋｍ走るとバッテリーがなくなるので、1時間当たり1.4Ahの電力を消費する。ゆえに晴天の日に連続走行するために必要な発電能力は、1.4A×２４V＝３４Wとなる。
(イ) 1週間に1回充電する程度のちょい乗りの場合
1日往復20分の通勤に使用し、1週間で20分×６日＝120分使用し、1週間に1回充電する使用形態の場合、屋外に駐車できれば8時間×6日＝48時間充電できる。1時間あたりの発電量は2.8Ah/48h＝0.06Aでよい。
１．３ ソーラーセルの選定
今回、ソーラーセルの選定は、前かごにつけることが可能な大きさから決めた。
24V充電用ソーラーパネルを調べると、http://www.ymt7.net/で
15W 6980円 大きさ41x36cm、
8W 4300円 大きさ31x29cmがあった。
前かごにつけるには8Wがちょうどいい大きさだけど、品切れ。（8月入荷とのこと）
すぐに入手できる15Wは、ちょっと大きく、かごからはみ出す。
15Wの性能を計算すると、充電電流は0.44A(at 35V)、満充電になる時間は2.8Ah/0.44A=6.4時間となる。約1日で満充電となり、1日に２４ｋｍくらい走行可能となり、平均２－３ｋｍしか乗らない私の使用状況では過剰性能である。
しかし、思い立ったが吉日。注文した。電池の半額なので許す。
現物が届いた。予想以上に重い。強化ガラスが重い。大きい。アルミフレームの角が痛い。がっかり。
朝6時の太陽(写真２)では、出力２５０ｍAと仕様より少なめ。
でも、自転車に取り付ける。（写真は載せただけ）
人前に出るには勇気が必要。
２. 純正バッテリーの構造
電動自転車にソーラーセル接続のため、純正バッテリーを調べる。
２．１ サンヨーの純正バッテリーCY-N30の構造
・ 充電器にはサーミスタしか接続されていない。
・ 電気抵抗０と思うタブの2点間の電圧を検出しており、ICは大電流を積算していると思う。
・ 自転車に取り付けると、ICからの4本目の信号線がつながる。オシロで見ると、1秒に1回くらいの間隔でシリアル信号2バイトくらいでている。バッテリー容量を通信していると思う。
２．２ サンヨーの純正充電器の性能
充電器とバッテリーは3本で接続される。充電特性は以下のとおり。
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（分） T(V) ＋端子(V)
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-- 0.00 27.2 接続していないとき
00 3.06 27.2 充電開始、ランプ点灯
10 3.04 27.9
20 2.95 28.4
30 2.84 29.0
40 2.66 29.0 電圧が少し下がって充電完了
50 2.53 28.5 充電ランプ消えていた
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２．３ ソーラー充電回路（構想）
・ 計算どおりの発電能力であれば、過充電保護回路が必要。
・ 発電電圧、電流、出力と、充電電圧、電流の表示
・ 最大出力制御
・ 制御回路の省エネ、小型、防水