レオナルド・ダ・ヴィンチ教室 谷内 稜 (6年)
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太陽電池のつなぎ方、光の色の種類、太陽電池の種類、光源の種類、光の強さ、太陽電池を分解して発電量の違いを調べる。
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上のような太陽電池を使います。
・ 光源装置：100V,650WのＯＨＰ
・ 太陽電池：ダイワ太陽電池Ｌ型（最大1.7Ｖ450mA）
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太陽電池はどのようにつなげばよいのだろうか？
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上の二つの図のように、直列、並列につなげて発電力の違いを調べます。
僕の予想で、直列につなぐと電圧が高くなり並列につなぐと電流が多くなると思う。
測定結果は、次の通り
〔結果〕 予想通り直列につなぐと電圧が高くなり、並列につなぐと電流が多くなった。
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太陽電池はどの光で一番発電しているか。
上の図のように、ＯＨＰのステージに赤、緑、青、黄色の塩ビ板をのせて太陽電池に光を当てる。
僕の予想は全部同じだと思いました。
実験結果は、次の通り
〔結果〕 黄色が一番明るく、よく発電した。
だが、全部同じ照度だと、赤がもっとも効率よく発電したと思う。
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違う太陽電池を使うと、どれが一番発電するだろうか?
使用した太陽電池は、
・ ダイワ太陽電池L型（シリコン単結晶1.7Ｖ450mA）
・ ダイワ太陽電池H型（シリコン単結晶1.7Ｖ450mA）
・ 特別仕様 結晶タイプ（シリコン単結晶0.4V2.6A）
僕の予想は特別仕様の太陽電池は、発電する電流が多い。
測定結果は次の通り
〔結果〕 予想通り、特別仕様の太陽電池は電流だけは多かった。
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同じ照度でも、光源が変わると発電量が変わるのだろうか?
今回使用した光源
・ OHP（ハロゲンランプ）
・ 蛍光灯
条件を統一するため、照度はスライダックで同じにして実験します。
予想は、OHPの方が多く発電すると思った。
測定結果は次の通り
〔結果〕 予想通りハロゲンランプの方が多く発電した。
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光源の照度を変えたらどうなるだろうか。
予想は、光源の明るさが暗くなるにつれて、発電量も減ると思う。
測定結果は次の通り
〔結果〕 予想通り光源の明るさが暗くなるにつれて、発電量も減った。
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ダイワ太陽電池Ｈ型を分解する。
中には3つのパネルがある。
これをセルと呼ぶ。（下の図）
8．1太陽電池の表と裏
太陽電池は薄いので、裏でも発電できるだろうか？
3枚つないだままで実験する。
予想は、裏は発電しないと思った。
測定結果は次の通り
〔結果〕 予想と違って、裏も少しは発電した。
6.2 セルを並べる
セルを1枚ずつにして直列につなぐと、セル1枚の倍の電圧になるだろうか?
僕の予想は、1個に比べ、並列につなげば電流が多く直列は電圧が多くなると思った。
測定結果は次の通り
〔結果〕 予想通りになった。
6.3 セルの温度による発電量の違い
太陽電池の温度を変えるとどうなるだろうか?
100W白熱電球の光で太陽電池を温めて実験する。
僕の予想は、温めると良く発電すると思った。
測定結果は次の通り
〔結果〕 僕の予想の逆で、温度が低いほど発電した。
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① 光源を赤にすると良く発電した。
* 今度赤外線や、紫外線などの、可視光線以外の光で実験したい。
* 結晶タイプの太陽電池だけではなく、アモルファスタイプでも実験したい。
* 光源の実験では、OHPと蛍光灯でやってOHPが良く発電した。 だが、太陽で実験してどちらが良く発電するか調べたい。
* 太陽電池は、裏に比べて表が発電する。 だが、両面に同じ光を当てると電圧が高くなるのか電流が多くなるのか調べたい。
* 太陽電池の温度は、低いほうがいい。 だが、あまり差が出ないから、もっともっと冷やして実験したい。
② 実験結果より太陽電池の発電量を高くする条件は
* 電圧を高くするには直列にし、電流を高くするには並列にすること
* 白色以外では赤色にすること
* 光源は、ハロゲンランプにすること
* 太陽電池は光源に表にむけること
* セルの温度が低くすること などである事がわかった。
③ 感想 僕は、セルの裏でも発電できる事がわかりました。 実験は面白い結果がでたり、予想どおりの結果がでたりしました。一番面白いと思った実験は、『セルの温度による発電量の違い』の実験です。これは、セルの温度が高くなると、発電しにくくなることがわかりました。
普段あまり目立たない縁の下の力持ちの太陽電池も、いろいろな方向から調べると興味深い結果が得られるのだなと思いました。