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プリウス技術検討室
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ソーラーパネルについて・・・
CARトップでしたっけ、次期プリウスに
屋根に太陽電池を搭載するとか、記事になっていましたね…。
まぁ媒体が媒体ですし、情報の真偽はおいといて、ルーフに太陽電池を搭載したらどうなるかを考えてみるのも一興かと…。
ちなみに、クルマ＋太陽電池というと 日テレ系のあの番組の
『ソーラーカー だ○吉』が有名ですね。
あれについては、どうでしょう…、いろいろありますからねぇ…
ダイハツのハイゼットを改造した”ソーラーカー”と言っていますが、どうでしょう…。私の感覚では、正確なソーラーカーとは言いにくいですね。使用しているソーラーパネルの大きさからして、競技用ソーラーカーでいう
480Wクラス
ぐらいだと思うのですが、その出力で
1400kg（プリウスと同じ位）
の車両を動かすことはできません。最大効率で0.48kW、ちっとも動かないはずです。（それも最大効率、真夏の炎天下、12時ぐらいの話ですから）
番組だと日暮れと共に、走行できなくなっているようですが、別に太陽光の発電でその都度走行しているわけではないんですね。
実は、ハイゼットのEVは存在しています。
http://www.env.go.jp/air/car/vehicles/ele-006.htm
この資料によると、鉛蓄電池を搭載して、バッテリ容量が
60Ah×240V= 14400Wh = 14.4kWh
これで
110km走行可能
ということです。
（でもこれ10-15モードですから、実際はもっと短いでしょう）
重量が大体同じですから、
１KWあたり、7.6km
でしょうか。
これをベースに考えると、0.48KWの太陽電池、うーん、実際には朝夕の太陽光の角度とかを考慮すると平均的には半分の0.24KWくらいでしょうか。これだと、1時間充電して、
0.24KW×１H × 7.6 =
1.8Km
しか走行できません。
（条件良く12時間 充電できて 22kmぐらいでしょうか）
日本の年間日照時間がだいたい1600～2000時間ですから、2000時間で計算すると、年間せいぜい3600kmぐらいしか走行できないはずなんです。（いろんな条件をよいほうに考えての値ですね）
1回の放送で60kmぐらい走行するのなら、いったい何日分チャージしてから走行しているのでしょうかね？
さてさて、話は戻ってプリウスに搭載されたとしたらの話。
どうでしょう。上記の競技用ソーラーパネルと同じぐらいのスペックで、ルーフに入れられる大きさはせいぜい半分くらいのサイズでしょうか。
であれば、
0.24KW
これで走ることはまずできません。（発電効率が革新的に向上することはまず考えられない…それができたらえらいことです）
で、0.24kWとして、本当は日差しに正対するように角度調整したいところですが、クルマのルーフはそう行きませんね。
実際の効率としては、やはり50～60％ぐらいまで落ちますかね。
で、0.24×0.6 = 0.14KW
1時間日差しの下を走行できて0.14KWh
… プリウスのバッテリが6.5A×201.6V = 1310W =
1.3KW
ですから、
1時間の走行で、SOC 10%分ぐらいの得
ですかね。
ただ、現在のSOC制御だとうまく行かないですね。約40～80%までしか使わないようですから、4時間も炎天下放置したらそれで制御SOCとしてはチャージいっぱいになってしまいますね。
上記は効率等を好意的に扱ったので、これより効果が期待できることはまずないでしょう。
それでも、技術的な興味・夢を持って期待してしまいますがね(^^
ちなみに私は『太陽電池』という言葉は嫌い。本来蓄えられたエネルギーを電気として出力するのでなく、外部からの光エネルギーを電気エネルギーに変換するのだから、”電池”じゃないはず。本来は発電機（ジェネレータ）であるはずなんだけどなぁ…まぁ、これはどうでもいい話(^^
▼ この記事へのコメント ▼
いつも勉強になります。
私は難しい話は分からないですが、いつも青空駐車しているので
例えばＢＬ２まで使って帰ってきていても、次回ににＢＬ８で
出ることができれば、それだけで随分と助かるなあと思ってしまいます。
特に短距離主体ならかなり効果が出るのではないか、と思います。
こんばんは、
アメリカでは本気になって売り込んでいる会社があります。
http://www.solarelectricalvehicles.com/
彼らのシステムは、ＨＶバッテリに直接充電するのではなく、追加の鉛電池に充電し、DC-DCコンバータでＨＶバッテリーと同じ電圧に昇圧して補助する形になっています。
彼らの宣伝文句では、最大20mile分の充電量が得られるとありますが、215Wポッキリの太陽電池では、マユツバ物なんです。
わたし的には、費用対効果に疑問がある、炎天下に駐車するより日陰に駐車してさわやかに走り始めたいと思っています。
我輩の通勤距離なら、ガソリン使わなくて済むかも？
SOLAR PRIUSですか。
20 miles per day 1日あたり20マイル
fuel economy by up to 29% 燃費29％向上
(depending on driving habits and conditions). お約束
車載太陽電池は車内の空調用に限定し、自宅へ太陽電池パネルを設置して、そこからプラグインなり自宅用の電源なりに使った方が効率としては良いような気もするのですが。。
だ○きちは、鉛バッテリーを１０数個搭載していますね
一般ドライバーも運転しているので１週間丸まる充電ではないはず
坂道も普通の道も同じような距離走れるのがちょっと不思議ですけどね^_^;
１時間でＳＯＣ１０％、微妙ですねぇ、１ｃｃを競うＥ－１ならいいでしょうけど、普段のメリットは、薄そう
炎天下に車を駐車すると運転席右のAピラー根元のパネルが浮き上がってきます。
太陽電池は興味深い部分であり，車体に降り注いでいる太陽光をエネルギーに変換できることは素晴らしいことだと思います。
さん、実際に20型のルーフにソーラーパネルを搭載した
SOLAR PRIUSの情報、ありがとうございます。
面白く拝見させていただきました(^^
実際に曲面のルールに搭載されたイメージを見ると、
これでは発電効率はもっと低い見たいですね。
しかし、0.215kWで、20mile（32km）のEV走行とは･･･
（本当にマユにツバつけて見ないとだめですね）
接続図はこちらですね↓（SOLAR PRIUS のHP）
http://www.solarelectricalvehicles.com/articles/prius-white-paper.shtml
3kWhの鉛蓄電池（Lead Acid Battery ）というと、どうでしょう、4～5個ぐらいのバッテリといった感じでしょうか。（ラゲッジの写真に結構大きなモジュールが･･･）
標準Ni-MHバッテリの2.3倍の容量を積んで、その電力で走っている状況ですかね。
（状況よくて20mile行くかもしれないけど、充電は１日ではとても追いつかないはず･･･）
ソーラーパネルの効率については、京セラのHPに参考資料がありましのたので、ご紹介を･･･
素子温度上昇による損失が、12月～2月：10%、3月～5月及び9月～11月：15%、6月～8月：20%
日差しが強い夏場では、ソーラーパネル温度が上昇し、効率が80%にまで落ちるとのこと･･･
そのほか､配線、受光面の汚れ、逆流防止ダイオードによる損失が、約5%･･･
http://www.kyocera.co.jp/prdct/solar/pvh/points/hatsuden/explain.html
あと水平面置きで、効率が88%（12%の損失）
http://www.kyocera.co.jp/prdct/solar/pvh/points/hatsuden/angle.html
これだけで、スペックの
0.8×0.95×0.88 = 0.67 ･･･ 33%も損失するのですね。
20型 SOLAR PRIUSの場合、0.215kW ×0.67 = 0.14kW
ルーフが曲面であることと、朝夕の日差しの変化を考慮すると、
確実にこれより下回るのでしょうね。仮にこの半分･･･0.07kWか･･･
まぁ、こういう性能と引き換えに、結構な値段（数万円～数十万円?）と、
結構な重量（数kg～10kg?）がかかるわけで、確かに費用対効果としては疑問ですね。
ちなみに0.07kWで年間日照時間1,600ｈとして、
ソーラーパネルの効果がエネルギーとして、112kwh ですね。
これだとガソリン換算で 年間 40Lぐらいの効果でしょうかね。
ル－フに重量物が来る事で運動性能低下のデメリットはありませんか？
重量物は下に配置する というセオリーに反します。
面白い情報ありがとうございます。
>
さん
アメリカのPVプリウス情報、楽しいですね！
アメリカみたいに日照時間が長い国は、PV搭載の効果が高いかもしれませんね！
日本みたいに梅雨があったり、四季がはっきりしている国は、メリットは小さいかな？特に北海道は、雪も降りますし･･･
朝からウオチッングしていたのですが、既に結論らしきものが出たようですね！
個人的には、勤務先が青空駐車なので、日中の満充電が期待できますので魅力的ですが．．．．．
私の個人的な見解ですが、ソーラー充電ではイニシャルコストをペイすることは、かなり難しく、非現実的だと考えております。
既に、住宅用のソーラー発電は１０年以上も前から実用化されておりますが、地域差があるにせよ普及しておりません。
特に、私の地域では、年間の日照時間の点からも非常に不利ですから、ソーラー発電を導入して良かった！、との話を聞いたことがありません。
結局、イニシャルコストに見合うメリットが出せない状態が続いております。
蛇足になりますが、陳腐化したと思われるソーラー給湯器の方が、案外と評価が高いです！
プリウスだったら、冷却水の保温でソーラーが使えたら面白い！、というのは、単なる思いつきです（笑
ソーラーパネル、実際の効果は上記試算のように限られていて、消費者として元を取るということにはならないでしょうね…。（マニアとしてはまぁ面白いのですけどね）
ソーラーパネル、自動車用の実績のないものですし、搭載・品質・耐久性など製品化はいろいろ難しいでしょう。
仮にあったとして、新技術としてアピールするために、一部にオプション設定といったくらいじゃないでしょうか
（しかもサイズを限定しないと、とても高くなるかも… 記事にあるような215万円でソーラーパネル搭載はまずありえないと思います）
重心高が高くなることについては、当然、車両運動系への影響はありますね。
ただ、例えばラクティスのパノラマルーフ（大型ガラスルーフ）装着すると、約30kg(！)ルーフ重量が増加するんですよ。それでも、あの種のクルマとしては許容されていますからね。クルマの性格次第でしょうか。
冷却水については話が変わるんですが、
電動ウォーターポンプを搭載して、暖機運転中は冷却水の循環をとめて、早くシリンダーヘッド部の温度が上がるようにならないかなぁと思っています。
同様のアプローチはBMWの直6系で実施してますし、新型MINIの直4エンジンだと通常ウォーターポンプながら、切り替え機構で暖機運転中の冷却水循環を停止する機構が入っています。
＞
さん
＞切り替え機構で暖機運転中の冷却水循環を停止する機構が入っています。
プーリーに、電磁クラッチでも付いてるんですか？
Five Star Stories ネタで申し訳ないです。
"LED MIRAGE"のスーパーイレーザーエンジンを搭載するとか？
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%83%E3%83%89%E3%
83%BB%E3%83%9F%E3%83%A9%E3%83%BC%E3%82%B8%E3%83%A5
さん、
>> 切り替え機構で暖機運転中の冷却水循環を停止する機構が入っています。
> プーリーに、電磁クラッチでも付いてるんですか？
----------------
言葉で説明するのは難しいのですが…
ウォーターポンプ（WP)のプーリーとベルトの間に
可動式のプーリーがあって、可動プーリーが両者から離れるとWPは動作せず、
可動プーリーがWPとベルト両者に接すると摩擦でWPを駆動する仕組みになっています。（可動プーリーの切り替えは電動みたいです）
詳細はMotorFan illustrated vol.5 エンジンのP69に記載があります。
そのうち、別トピックでこの技術とエンジンについては触れたいと思います。
こんばんは、
ソーラーパネルの話題からズレますが、ウォーターポンプがらみの損失について…
熱損失と機械損失があると思います。
熱損失については、サーモスタットが閉じた状態では、ヘッドとブロック間で循環しているだけなので、各部の温度を均一にするという利点以上の損失はないと思います。
機械損失についてですが、BMWの電動ウォーターポンプやプーリーの空回りは、この機械損失を最小限におさえる試みのような気がします。
プリウスや普通のエンジンは、どれくらいの動力をウォーターポンプを回すのに消費しているのでしょうか？
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プリウス技術検討室
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ソーラーパネルについて・・・
屋根に太陽電池を搭載するとか、記事になっていましたね…。
まぁ媒体が媒体ですし、情報の真偽はおいといて、ルーフに太陽電池を搭載したらどうなるかを考えてみるのも一興かと…。
ちなみに、クルマ＋太陽電池というと 日テレ系のあの番組の
『ソーラーカー だ○吉』が有名ですね。
あれについては、どうでしょう…、いろいろありますからねぇ…
番組だと日暮れと共に、走行できなくなっているようですが、別に太陽光の発電でその都度走行しているわけではないんですね。
実は、ハイゼットのEVは存在しています。
http://www.env.go.jp/air/car/vehicles/ele-006.htm
この資料によると、鉛蓄電池を搭載して、バッテリ容量が
60Ah×240V= 14400Wh = 14.4kWh
これで110km走行可能ということです。
（でもこれ10-15モードですから、実際はもっと短いでしょう）
重量が大体同じですから、１KWあたり、7.6km でしょうか。
これをベースに考えると、0.48KWの太陽電池、うーん、実際には朝夕の太陽光の角度とかを考慮すると平均的には半分の0.24KWくらいでしょうか。これだと、1時間充電して、
0.24KW×１H × 7.6 = 1.8Km しか走行できません。
（条件良く12時間 充電できて 22kmぐらいでしょうか）
日本の年間日照時間がだいたい1600～2000時間ですから、2000時間で計算すると、年間せいぜい3600kmぐらいしか走行できないはずなんです。（いろんな条件をよいほうに考えての値ですね）
1回の放送で60kmぐらい走行するのなら、いったい何日分チャージしてから走行しているのでしょうかね？
さてさて、話は戻ってプリウスに搭載されたとしたらの話。
どうでしょう。上記の競技用ソーラーパネルと同じぐらいのスペックで、ルーフに入れられる大きさはせいぜい半分くらいのサイズでしょうか。
であれば、0.24KW これで走ることはまずできません。（発電効率が革新的に向上することはまず考えられない…それができたらえらいことです）
で、0.24kWとして、本当は日差しに正対するように角度調整したいところですが、クルマのルーフはそう行きませんね。
実際の効率としては、やはり50～60％ぐらいまで落ちますかね。
で、0.24×0.6 = 0.14KW
1時間日差しの下を走行できて0.14KWh… プリウスのバッテリが6.5A×201.6V = 1310W = 1.3KW ですから、1時間の走行で、SOC 10%分ぐらいの得ですかね。
ただ、現在のSOC制御だとうまく行かないですね。約40～80%までしか使わないようですから、4時間も炎天下放置したらそれで制御SOCとしてはチャージいっぱいになってしまいますね。
上記は効率等を好意的に扱ったので、これより効果が期待できることはまずないでしょう。
それでも、技術的な興味・夢を持って期待してしまいますがね(^^
私は難しい話は分からないですが、いつも青空駐車しているので
例えばＢＬ２まで使って帰ってきていても、次回ににＢＬ８で
出ることができれば、それだけで随分と助かるなあと思ってしまいます。
特に短距離主体ならかなり効果が出るのではないか、と思います。
アメリカでは本気になって売り込んでいる会社があります。
http://www.solarelectricalvehicles.com/
彼らのシステムは、ＨＶバッテリに直接充電するのではなく、追加の鉛電池に充電し、DC-DCコンバータでＨＶバッテリーと同じ電圧に昇圧して補助する形になっています。
彼らの宣伝文句では、最大20mile分の充電量が得られるとありますが、215Wポッキリの太陽電池では、マユツバ物なんです。
わたし的には、費用対効果に疑問がある、炎天下に駐車するより日陰に駐車してさわやかに走り始めたいと思っています。
20 miles per day 1日あたり20マイル
fuel economy by up to 29% 燃費29％向上
(depending on driving habits and conditions). お約束
車載太陽電池は車内の空調用に限定し、自宅へ太陽電池パネルを設置して、そこからプラグインなり自宅用の電源なりに使った方が効率としては良いような気もするのですが。。
一般ドライバーも運転しているので１週間丸まる充電ではないはず
坂道も普通の道も同じような距離走れるのがちょっと不思議ですけどね^_^;
１時間でＳＯＣ１０％、微妙ですねぇ、１ｃｃを競うＥ－１ならいいでしょうけど、普段のメリットは、薄そう
太陽電池は興味深い部分であり，車体に降り注いでいる太陽光をエネルギーに変換できることは素晴らしいことだと思います。
SOLAR PRIUSの情報、ありがとうございます。
面白く拝見させていただきました(^^
実際に曲面のルールに搭載されたイメージを見ると、
これでは発電効率はもっと低い見たいですね。
しかし、0.215kWで、20mile（32km）のEV走行とは･･･
（本当にマユにツバつけて見ないとだめですね）
接続図はこちらですね↓（SOLAR PRIUS のHP）
http://www.solarelectricalvehicles.com/articles/prius-white-paper.shtml
3kWhの鉛蓄電池（Lead Acid Battery ）というと、どうでしょう、4～5個ぐらいのバッテリといった感じでしょうか。（ラゲッジの写真に結構大きなモジュールが･･･）
標準Ni-MHバッテリの2.3倍の容量を積んで、その電力で走っている状況ですかね。
（状況よくて20mile行くかもしれないけど、充電は１日ではとても追いつかないはず･･･）
素子温度上昇による損失が、12月～2月：10%、3月～5月及び9月～11月：15%、6月～8月：20%
日差しが強い夏場では、ソーラーパネル温度が上昇し、効率が80%にまで落ちるとのこと･･･
そのほか､配線、受光面の汚れ、逆流防止ダイオードによる損失が、約5%･･･
http://www.kyocera.co.jp/prdct/solar/pvh/points/hatsuden/explain.html
あと水平面置きで、効率が88%（12%の損失）
http://www.kyocera.co.jp/prdct/solar/pvh/points/hatsuden/angle.html
これだけで、スペックの
0.8×0.95×0.88 = 0.67 ･･･ 33%も損失するのですね。
20型 SOLAR PRIUSの場合、0.215kW ×0.67 = 0.14kW
ルーフが曲面であることと、朝夕の日差しの変化を考慮すると、
確実にこれより下回るのでしょうね。仮にこの半分･･･0.07kWか･･･
まぁ、こういう性能と引き換えに、結構な値段（数万円～数十万円?）と、
結構な重量（数kg～10kg?）がかかるわけで、確かに費用対効果としては疑問ですね。
ちなみに0.07kWで年間日照時間1,600ｈとして、
ソーラーパネルの効果がエネルギーとして、112kwh ですね。
これだとガソリン換算で 年間 40Lぐらいの効果でしょうかね。
重量物は下に配置する というセオリーに反します。
>
アメリカのPVプリウス情報、楽しいですね！
アメリカみたいに日照時間が長い国は、PV搭載の効果が高いかもしれませんね！
日本みたいに梅雨があったり、四季がはっきりしている国は、メリットは小さいかな？特に北海道は、雪も降りますし･･･
個人的には、勤務先が青空駐車なので、日中の満充電が期待できますので魅力的ですが．．．．．
私の個人的な見解ですが、ソーラー充電ではイニシャルコストをペイすることは、かなり難しく、非現実的だと考えております。
既に、住宅用のソーラー発電は１０年以上も前から実用化されておりますが、地域差があるにせよ普及しておりません。
特に、私の地域では、年間の日照時間の点からも非常に不利ですから、ソーラー発電を導入して良かった！、との話を聞いたことがありません。
結局、イニシャルコストに見合うメリットが出せない状態が続いております。
蛇足になりますが、陳腐化したと思われるソーラー給湯器の方が、案外と評価が高いです！
プリウスだったら、冷却水の保温でソーラーが使えたら面白い！、というのは、単なる思いつきです（笑
ソーラーパネル、自動車用の実績のないものですし、搭載・品質・耐久性など製品化はいろいろ難しいでしょう。
仮にあったとして、新技術としてアピールするために、一部にオプション設定といったくらいじゃないでしょうか
（しかもサイズを限定しないと、とても高くなるかも… 記事にあるような215万円でソーラーパネル搭載はまずありえないと思います）
重心高が高くなることについては、当然、車両運動系への影響はありますね。
ただ、例えばラクティスのパノラマルーフ（大型ガラスルーフ）装着すると、約30kg(！)ルーフ重量が増加するんですよ。それでも、あの種のクルマとしては許容されていますからね。クルマの性格次第でしょうか。
冷却水については話が変わるんですが、
電動ウォーターポンプを搭載して、暖機運転中は冷却水の循環をとめて、早くシリンダーヘッド部の温度が上がるようにならないかなぁと思っています。
同様のアプローチはBMWの直6系で実施してますし、新型MINIの直4エンジンだと通常ウォーターポンプながら、切り替え機構で暖機運転中の冷却水循環を停止する機構が入っています。
＞切り替え機構で暖機運転中の冷却水循環を停止する機構が入っています。
プーリーに、電磁クラッチでも付いてるんですか？
"LED MIRAGE"のスーパーイレーザーエンジンを搭載するとか？
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%83%E3%83%89%E3%
83%BB%E3%83%9F%E3%83%A9%E3%83%BC%E3%82%B8%E3%83%A5
>> 切り替え機構で暖機運転中の冷却水循環を停止する機構が入っています。
> プーリーに、電磁クラッチでも付いてるんですか？
----------------
言葉で説明するのは難しいのですが…
ウォーターポンプ（WP)のプーリーとベルトの間に
可動式のプーリーがあって、可動プーリーが両者から離れるとWPは動作せず、
可動プーリーがWPとベルト両者に接すると摩擦でWPを駆動する仕組みになっています。（可動プーリーの切り替えは電動みたいです）
詳細はMotorFan illustrated vol.5 エンジンのP69に記載があります。
そのうち、別トピックでこの技術とエンジンについては触れたいと思います。
ソーラーパネルの話題からズレますが、ウォーターポンプがらみの損失について…
熱損失と機械損失があると思います。
熱損失については、サーモスタットが閉じた状態では、ヘッドとブロック間で循環しているだけなので、各部の温度を均一にするという利点以上の損失はないと思います。
機械損失についてですが、BMWの電動ウォーターポンプやプーリーの空回りは、この機械損失を最小限におさえる試みのような気がします。
プリウスや普通のエンジンは、どれくらいの動力をウォーターポンプを回すのに消費しているのでしょうか？