LED太陽光発電、発電量の実験

身近にあるＬＥＤで試してみよう。

測定条件
晴天、ＬＥＤ１本、負荷抵抗５１ＫΩ、内部インピーダンスの大きいデジタルテスター

ＬＥＤにより出力電圧がちがいます。
抵抗を同じ５１ＫΩを使うと流れる電流もそれぞれちがうことになります。
なぜ、５１ＫΩにしたかと言うと高輝度オレンジＬＥＤを標準ＬＥＤとし出力電圧が
少し下がった（ドロップした）抵抗値にしました。これで、１本で流すことのできる電流が
わかります。
・負荷を付けて電圧が下がりすぎた場合、ＬＥＤの流すことのできる電流値を超えて
しまったため電圧が下がってしまったことがわかります。
（例）
高輝度オレンジ色の場合（実測値ではありません）
出力電圧１．５Ｖ、負荷抵抗５１ＫΩをΩの法則で計算すると
１．５Ｖ÷５１０００（５１ＫΩ）＝０．００００２９４Ａ（０．０２９４ｍＡ）
１本で０．０２９４ｍＡの電流を取り出すことができることがわかります。

他の色でも色々抵抗値をかえて細かく調べれば１本で取り出すことのできる電流を
調べることができるのですが、ゆっくり調べる時間がないため高輝度オレンジＬＥＤの
負荷抵抗５１ＫΩで高輝度オレンジＬＥＤより沢山の電流が流せるか流せないかだけの
実験です。
ボリュームを使いドロップする抵抗値を調べるのも可能ですが今回は止めました。
お時間のある方、調べてみてはいかがでしょうか。

赤色　負荷　１．５５２Ｖ

赤色　無負荷　１．６２８Ｖ

 

 

 

青色　負荷　０．６８７Ｖ

青色　無負荷　２．２８８Ｖ

 

 

 

オレンジ色　負荷　１．５３９Ｖ

オレンジ色　無負荷　１．６２７Ｖ

 

 

 

緑色　負荷　０．２３１３V

緑色　無負荷　２．０３５Ｖ

 

 

 

紫色　負荷　０．２１９５Ｖ

紫色　無負荷　２．４０９Ｖ

 

 

 

白色　負荷　０．１７１Ｖ

白色　無負荷　２．２９１Ｖ

 

タケウチ電子在庫の高輝度ＬＥＤでテストしました。多少ＬＥＤの傾きにより測定誤差があると思います。
青色、以前調べた時は３Ｖぐらいの電圧が出ていることを確認しましたが今回調べたＬＥＤはご覧の通り
２．３Ｖぐらいでした。ＬＥＤ個々のバラツキか太陽光強さのちがいが考えられます。

高輝度赤ＬＥＤと高輝度オレンジＬＥＤはほぼ同じ「電圧と電流」が取り出せることがわかりました。
高輝度白ＬＥＤは、高輝度青ＬＥＤにフィルターを付けて白く発光させているので効率が悪いようです。

☆電圧が２Ｖ以上出るＬＥＤは、抵抗負荷が一定なので電流の条件が厳しいかもしれません。
お時間のある方は、抵抗値を調べて流すことのできる電流を調べて下さい。

 

 

LED発電のヒント

★ＬＥＤの前に虫眼鏡（凸レンズ）を付けると発電量が数倍（数十倍？）になります。あまり光を集中させると
焼けてしまいますのでピントをずらして焼けないように注意が必要です。
ＬＥＤ発電機をつくるなら試して見てはいかがでしょうか。

凸レンズでLEDへ太陽光を集中させている様子

ＬＥＤアップの様子

 

赤高輝度ＬＥＤを使用しています。
太陽光を受けるためのＬＥＤは、２個直列（１個で凸レンズ無し１．５Ｖ発電）にして３Ｖの電圧を取り出します。
２本直列でも発光したのですが凸レンズで集めた光をＬＥＤにあてる角度によりピンポイントで変わってしまうので
２本直列を２回路作りました。直並列回路を作りある程度凸レンズのあたりが変わっても変化が少ないようにしました。
（写真を見て気づいたのですが４本中３本にレンズの光が当たっているようです）

実験結果
・自然光でも見た目でかすかに赤く点灯しました。（中心で明るく光っている所）
・凸レンズを使い光を集めることにより、はっきりわかるように赤く点灯しました。（写真のとおり）
・太陽光強さ測定装置のＬＥＤに凸レンズで光を集めてあてたら、アナログメーターが振り切って測定不能なぐらい発電しました。

上記回路で取り出すことのできた電流はＬＥＤの光量から見て１ｍＡ以下だと思いますが、凸レンズを使いＬＥＤの数を増やせば
ＬＥＤ発電装置も夢では無いことがわかります。最近高輝度ＬＥＤの価格が安くなってきたのでエコ発電に期待できます。

（注意）
上記内容は、思いつきで調べた結果なので皆さんが同じような測定をしても同じ結果が出るという
ものではありません。参考程度にご覧下さい。