CN101228686B - 发电系统 - Google Patents

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Abstract

目的在于在不丧失照明功能的情况下利用太阳能。出于此目的，提供了一种使用落在将预定内部空间8与外部空间分开的透明板7上的太阳能产生电力的发电系统，其特征在于透明板7具有薄的膜状或板状热发电模块11，其可透过太阳能中的至少一部分可见光，且其通过内部空间的温度与外部空间的温度之间的温度差来产生电动势。因此，可利用对进入内部空间8的光进行阻塞产生的热来产生电力。

Description

发电系统
技术领域
本发明涉及适用于由来自太阳的能量产生电力的发电系统，特别涉及利用落在例如玻璃等透明板上的太阳能动力产生电力的系统。
背景技术
太阳光包含多种波长的射线，例如紫外线、可见光、红外线等等。由于紫外线的波长短且其能量高，在现有技术中，紫外线已被作为光电元件的太阳能电池回收为电力。另外，由于太阳光中的红外线是热线(heat ray)，其可被用作发热源。例如，根据日本特开No.2001-53322教授的发明，将热电元件布置在太阳能电池之下，除了光发电外，通过用冷却装置冷却热电元件的下部来进行热发电。
同时，由于太阳光包含如上所阐述的热线，如果热线进入室内或车辆的客舱，冷却效应被减弱。因此，根据日本特开No.2004-114900所教授的车辆用舱房温度上升限制装置，由调光玻璃以及通过根据外部温度、太阳辐射量或导航系统测量所得太阳位置而封闭遮阳篷来遮住太阳光束。
根据上面提到的日本特开No.2001-53322公开的发明，出于对热电元件下侧进行冷却的目的，必须将冷却装置布置在该系统中。因此，太阳光被冷却装置遮住。这意味着该系统被假定为不适用于将光引入室内的窗玻璃。因此，该系统在这一点上必须进行改进。
另一方面，日本特许No.2004-114900中公开的发明能够遮蔽或减少妨碍或降低空气调节效率的太阳辐射。然而，由于太阳能被遮蔽，该能量不能被回收利用。因此，此系统也必须改进，以便有效地利用清洁且自然的能量。
发明内容
在注意上述技术问题的情况下想到本发明，且本发明的目的在于提供一种发电系统，该系统能够有效地利用太阳能而不损失太阳光的照明功能。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种发电系统，该系统用于利用落在透明板(其将预定的内部空间与外部空间分开)上的太阳能产生电力，其中，透明板具有薄的板状或膜状热发电模块，该模块能够透过太阳能中的至少一部分可见光，且其根据内部空间温度与外部空间温度之间的温度差来产生电动势。
根据本发明的发电系统，除了热发电模块外，透明板具有薄的板状或膜状光致变色材料，该材料能够改变从中透过的光的量。
除了上述内容之外，本发明的发电系统还包含控制装置，该装置用于：与在可见光的量小的情况下透过光致变色材料的光的量相比，在可见光的量大的情况下减小透过光致变色材料的光的量。
根据本发明的另一实施形态，提供了一种发电系统，该系统用于利用落在玻璃窗(其将车辆内部与车辆外部分开)上的太阳能产生电力，其中，玻璃窗包含：薄的板状或膜状光致变色材料，该材料能够改变从中透过的光的量；薄的板状或膜状热发电模块，其能够透过太阳能中的至少一部分可见光，其根据车内温度与车外温度之间的温度差产生电动势，且其能够与光致变色材料传送热。发电系统还包含控制装置，该装置用于在车辆行驶条件的基础上控制透过光致变色材料的光的量。
车辆的行驶条件包括以下中的至少任意一个：车速；车上的太阳辐射量；行驶模式，例如向前行驶和向后行驶；用于选择车辆变速比范围的换档(shifting)模式；事先存储的行驶环境以及车辆位置；从外部传送来的行驶环境。
另外，光致变色材料包含能够控制热线吸收率的调光玻璃，且控制装置适用于通过增大热线吸收率来减小透过光致变色材料的光的量。
根据本发明，光致变色材料包含作为光反射层的调光玻璃，其中，对热线的反射是可控制的，且其被布置在透明板或玻璃窗的与太阳光进入侧相反的一侧上，控制装置适用于通过增大对热线的反射来减小透过光致变色材料的光的量。
除上述内容之外，根据本发明的发电系统，光致变色材料以可传热的方式与热发电模块的内表面和外表面中温度高于另一面的一个相连，且热发电模块适用于根据光致变色材料侧的温度与相反侧的温度之间的温度差来产生电动势。
根据本发明，透明板或玻璃窗还包含薄的板状或膜状光发电模块，该模块通过由接收太阳光实现的光电转换产生电动势。
除了以上内容之外，光发电模块以可传热的方式与光致变色材料相连。
另外，本发明的发电系统还包含这样的装置，该装置用于：与光发电模块温度低的情况下相比，在光发电模块温度高的情况下，增大透过光致变色材料的光的量。
如上所述，根据本发明，薄的板状或膜状热发电模块(其能够从中透过至少一部分可见光)被附着到将内部空间与外部空间分开的透明板。因此，太阳光能被用作内部空间的光源，并且，太阳能能够被回收为作为通过太阳光中的热线对热发电模块进行加热的结果而产生的电力。
另外，根据本发明，射入内部空间的光的量能由附着到透明板的光致变色材料进行控制。因此，例如在对内部空间进行冷却的情况下，冷却效率能通过减少射入内部空间的光的量而得到改进。同时，热发电模块的输出能利用作为由光致变色材料阻塞一部分太阳光的结果所产生的热而得到增大。出于这个原因，热效率能在对内部空间进行冷却的情况下整体得到改进。
根据本发明，在可见光的量大的情况下，例如在白天，控制装置进行控制，以便减小透过光致变色材料的光的量。在这种情况下，进入内部空间的可见光的量相对减小，然而，落在透明板上的可见光的量整体大。出于这个原因，在对内部空间进行冷却的情况下，可在不损失从内部空间到外部空间的可见性的情况下减少降低冷却效率的负面因素。另外，由于热发电模块利用由被光致变色材料阻塞的一部分光转换得到的热产生电力，太阳能的回收效率能够得到改进。
如上面所阐释，根据本发明，透过将车内与车外分开的玻璃窗的光的量受到控制装置的控制，且热发电模块利用玻璃窗的热产生电力。另外，透光量基于车辆的行驶条件受到控制。出于这个原因，例如在太阳辐射的量大的情况下，内部空间中的冷却效率能通过减少透光量得到改进，同时，能通过热发电模块利用由被部分阻塞的太阳光转换得到的、玻璃窗的热产生电力。结果，能量效率能在整体上得到改进。
另外，如上所述，车辆的行驶条件包括多种信息中的至少任意一种，能量回收能根据车辆周围的环境(例如温度或天气)高效率地进行，且从车辆内部空间的可见性也能得到保证。
根据本发明，调光玻璃在减少从中透过的光的量的情况下吸收太阳光。结果，调光玻璃的温度升高，热发电模块利用所产生的热产生电力。由于这个原因，太阳能能够有效地得到回收和利用。
根据本发明，车辆内部空间中的冷却效率能够通过增加对热线的反射率以减小射入车辆内部空间的热线的量得到改进。同时，热发电模块能利用在调光玻璃中蓄积的热产生电力。因此，太阳能能够有效地得到回收和利用。
在光致变色材料阻塞至少一部分太阳光的情况下，被阻塞的光在光致变色材料中被转换为热。因此，光致变色材料的温度升高。根据本发明，热发电模块的一个面以可传热的方式与光致变色材料相连。因此，热发电模块根据光致变色材料侧的温度与作为被冷却侧的相反侧的温度之间的温度差产生电力。这里，热发电模块的被冷却侧可根据情况位于(车辆)内或(车辆)外侧。由于这个原因，通过利用由光致变色材料的调光操作产生的热发电来回收太阳能，太阳能能被高效利用。
另外，光发电模块利用太阳光通过光电转换产生电力。根据本发明，因此，不仅热能，而且光能能被有效地回收利用。
另外，根据本发明，在光发电模块作为光电转换的结果产生热的情况下，所产生的热被传送到光致变色材料，且热发电模块利用光致变色材料的热产生电力。出于这个原因，减少了被发射到外部的热的量。这意味着能量回收效率能在整体上得到改进。
另外，根据本发明，在光发电模块的温度高的情况下，从中透过的光的量相对增加。因此，能够防止光发电模块中过度的温度上升，使得光发电模块能被设置到高效产生电力的最优温度。除了上述内容之外，能够防止从光致变色材料接收热的各个发电模块的破损及其耐久性的劣化。结果，改进了发电效率。
附图说明
图1为一截面图，其原理性地示出了包含用于本发明的发电系统的发电模块和光致变色模块的玻璃窗的一个实例；
图2为一侧视图，其示出了本发明所应用的车辆的一个实例；
图3为一原理图，其示出了车辆中的接收侧蓄电装置以及接收侧线圈的布置实例；
图4原理性地示出了车辆前门的构造；
图5为一框图，其示出了从发电模块到蓄电装置的馈送线与控制线的一个实例；
图6为一框图，其示出了被提供给控制单元的信息，该单元控制车辆中的光致变色模块以及各个发电模块；
图7为一流程图，其示出了基于太阳辐射量和隧道(tunnel)的存在对本发明的发电系统中的光致变色模块进行控制的控制实例；
图8为一流程图，其示出了基于车辆的行驶条件或行驶环境将本发明的发电系统中的光致变色模块的透过因数设置到多个模式的控制实例；
图9示出了用于在车辆向前行驶的情况下计算前门的玻璃窗与挡风玻璃的透过因数的图(map)的实例；
图10示出了用于在车辆向后行驶的情况下计算后窗玻璃以及舱背门(hatch back door)玻璃窗的透过因数的图的实例；
图11示出了用于在车辆向后行驶的情况下计算透过因数的图的实例；
图12示出了除车辆由于交通灯停止的情况之外车辆停止的情况下计算透过因数的图的实例；
图13示出了在车辆由于交通灯停止的情况下计算前门玻璃窗以及挡风玻璃的透过因数的图的实例；
图14示出了在车辆由于交通灯停止的情况下计算后窗玻璃以及舱背门玻璃窗的透过因数的图的实例；
图15示出了用于推定模块温度的图的实例；
图16示出了用于基于模块温度设置透过因数的图的实例；
图17为一流程图，其示出了用于从馈送侧线圈向接收侧线圈供给电力的控制实例；
图18为一截面图，其原理性地示出了包含用于本发明的发电系统的发电模块和光致变色模块的玻璃窗的另一实例；
图19为一截面图，其原理性地示出了包含用于本发明的发电系统的发电模块和光致变色模块的玻璃窗的另一实例；
图20为一截面图，其原理性地示出了包含用于本发明的发电系统的发电模块和光致变色模块的玻璃窗的另一实例；
图21为一截面图，其原理性地示出了包含用于本发明的发电系统的发电模块和光致变色模块的玻璃窗的另一实例；
图22为一截面图，其原理性地示出了包含用于本发明的发电系统的发电模块和光致变色模块的玻璃窗的另一实例；
图23为一截面图，其原理性地示出了包含用于本发明的发电系统的发电模块和光致变色模块的玻璃窗的另一实例。
具体实施方式
本发明的发电系统可适用于接收太阳光的多种设备和装置。特别地，如果将本发明的发电系统应用于自动车，其能够改进燃料消耗和气体排放。相应地，将在下面阐释将本发明应用于车辆的实例。车辆1的一个实例在图2、3、4中示出。其中所示的车辆1为所谓的1厢汽车，其具有包括一对前门2、位于前门2后部的一对滑动后门3以及后端的舱背门4在内的五个门。门2、3、4分别地具有与本发明的透明板对应的玻璃窗5。玻璃窗5也被设置在前板(front sheet)前方，并被设置为天窗(sunroof)的一部分。
除了将车辆内部与外部空间分开的作用以外，这些玻璃窗5具有控制从中透过的光的量以及产生电力的功能。具有三层结构的玻璃窗5的一个实例在图1中原理性地示出。如图1所示，与本发明的光致变色材料对应的光致变色模块9被布置在玻璃7的朝向车辆内部8的一个面上。这里，玻璃7至少能够透过可见光。作为传统的调光玻璃，光致变色模块9的透明度通过对光致变色模块9通电而减小，从外部通过光致变色模块9射入车辆内部8的光的量由此减小。光致变色模块9的形式为薄的板状或膜状外形，光致变色模块9被层叠或附着到玻璃7的朝向车辆内部8的一面。这里，其透明度通过通电而增大的调光玻璃也可被用作光致变色模块9。
另外，光发电模块10和热发电模块11被布置在离车辆内部8最近的一侧。这两个模块均被形成为薄板外形或膜状外形，并被赋予半透明性。光发电模块10主要由n型半导体和p型半导体构成，并适用于通过接收例如太阳光的光来产生电动势。也就是说，光发电模块10为透明太阳能电池，其中，由例如TiO2、ZnO等制成的膜电极在透明玻璃或例如PET(即聚乙烯对苯二甲酸酯)的合成树脂的表面上形成。因此，传统的太阳能电池可被用作光发电模块10。
另一方面，热发电模块11主要由n型半导体和p型半导体构成，并适用于根据其顶面和底面温度之间的温度差--具体而言，通过接收热能--来产生电动势。热发电模块11可通过选择传统的电极材料和应用到已知的TFT(薄膜晶体管)技术制造。
这里，层叠这些模块10和11的顺序不应限制于所示出的实例，这些模块10和11中的任何一个可被放在玻璃7侧。具有光电功能以及热发电功能的复合结构模块也可使用。另外，光发电模块10也可主要由有机材料制成。
发电模块10和11所产生的电力被存储在安装在车辆1上的接收侧蓄电装置12中。馈送侧线圈13和接收侧线圈14用于从门2、3、4的各个发电模块10、11向接收侧蓄电装置12供给电力。具体而言，如图4所示，馈送侧线圈13被单独地布置在门2、3、4的预定部分，并被连接到发电模块10、11。另一方面，作为馈送侧线圈的对应物的接收侧线圈14被布置在与馈送侧线圈13相对的车体(body)上。这里，在图4中，参考标号15表示外面板，16表示门板，17表示门锁定机构。
图5为一框图，其示出了通过前述线圈13、14充电的控制线。门2、3、4分别具有与发电模块10和11相连的馈送侧蓄电装置18、夹在馈送侧蓄电装置18与馈送侧线圈13之间电传送电路控制装置19。馈送侧蓄电装置18为二次电池或电容器，其用于临时存储由发电模块10、11产生的电力。电传送电路控制装置19将输出自馈送侧蓄电装置18的直流转换为交流，并将转换得到的交流馈送到馈送侧线圈13。另外，电传送电路控制装置19根据需要控制电压和电流。
另一方面，接收侧线圈14通过进入电路控制装置被连接到接收侧蓄电装置12。通过将交流施加到馈送侧线圈13，在接收侧线圈14上产生感应电动势。因此，进入电路控制装置20适用于将在接收侧线圈14上产生的交流转换为直流，并通过根据需要控制电压或电流来用直流对接收侧蓄电装置12充电。如同前面提到的馈送侧蓄电装置18一样，接收侧蓄电装置12可为二次电池或电容器，并通过电压控制装置21与蓄电池22连接。电压控制装置21的作用在于将输出自接收侧蓄电装置12的电压调节为由之对蓄电池充电的电压。蓄电池22作为车辆1的总电源，电力由之被供到例如起动器电机、前灯、内部灯、刮水器电动机等电气设备。
相应地，通过使用馈送侧线圈13和接收侧线圈14由此将电力从门2、3、4的发电模块10和11馈送到接收侧蓄电装置12，能够消除对于提供用于在各门2、3、4和车体之间馈送电力的电气配线(harness)的需要以及对于借助垫圈(grommet)防水和防尘的需要。结果，车辆重量可得到减轻，车辆的组装可得到简化。
为了控制透过光致变色模块9的光的量，并控制光发电模块10和热发电模块11的发电量，提供了控制单元23。使用控制单元23的控制的概览在图6中示出。控制单元23主要由微计算机构成。控制单元23基于预先输入和存储的信息进行计算，并基于计算结果向各个模块9、10、11输出指示信号。
例如，来自日射传感器的信息24，即落在车辆1上的太阳光的量(或强度(intensiveness))的检测值作为用于计算的信息被输入到控制单元23。另外，导航信息(NAVI)25和基础设施(infrastructure)信息26被输入到控制单元23。导航信息25为在期望行驶路线上指明车辆1的当前位置(即纬度、经度和海拔)的信息，其被车内导航系统获取。导航信息25包含区分车辆1是在爬山还是下坡、车辆1在地方公路还是高速公路上行驶、车辆1在城区还是在郊区、车辆1在直路还是在弯路行驶等的信息。这些信息可预先按照地图存储，或也可以从人造卫星接收。
另一方面，基础设施信息26为从地面信息分发系统(例如灯塔或信号杆)发送的信号，且该信号可由与导航系统一起安装在车辆1上的接收系统接收。具体而言，基础设施信息26为通过VICS(即车辆信息与通信系统)或SSVS(即超智能车辆系统)获取的信息。基础设施信息26包含与交通拥堵、道路建设、积雪、泥崩、河水上涨、交通阻断、存在坠石或倒树、十字路口存在停止车辆、存在行人或动物、前方即将到达的十字路口的交通灯指示(即红、黄、绿)、前方即将到达的铁路交叉点的横越杆的信号和状态指示、横越杆和信号改变的时间等等有关的信息。
另外，来自未示出的对车辆1的速度进行检测的车速传感器27的信息、来自未示出的发动机旋转角度传感器28的信息、来自未示出的加速器踏板传感器29的信息、来自未示出的制动踏板传感器30的信息、来自未示出的停车制动器传感器31的信息、来自未示出的换档位置传感器32的信息等等被输入到控制单元23。车辆1的行驶条件--具体而言，车辆1是否正在停止、车辆1是否正在向前行驶、车辆1是否正在加速、车辆1是否正在减速等--可基于上面列出的信息进行判断。
本发明的发电系统使用上面提到的控制单元23进行将在下面阐释的发电控制。图7为一流程图，其示出了一个控制实例。首先，来自日射传感器的信息24和导航信息25被输入(在步骤S1中)。接着，基于来自日射传感器的输入信息24判断太阳辐射的量是否大于预设基准值α(在步骤S2中)。例如，基准值α被设置为在晴朗天气下日落前的辐射量水平。因此，步骤S2中的判断也可以为在其他类型的信息的基础上判断当前时间是否为白天或天气是否晴朗的判断。
在步骤S2的答案为是的情况下，判断车辆1是否正在隧道中行驶或进入隧道(在步骤S3中)。换句话说，在步骤S3中进行的判断是这样的判断：即使太阳光辐射量大，判断车辆是否在阴影中或将进入阴影。步骤S3中的判断可基于上面提到的导航信息25进行。
在车辆1并非在隧道中行驶的情况下，即在车辆1并非在阴影中故而步骤S3中的回答为否的情况下，光致变色模块9被致动(在步骤S4中)。具体而言，通过向之施加电压，透过光致变色模块9的光的量被减小。结果，进入车辆内部8的光的量减小。因此，在对车辆内部8进行冷却的情况下，车辆内部8的冷却效率得到改进。在这种情况下，即使透过光致变色模块9的光的量减小，足够的太阳辐射落在车辆1上，故车辆内部8的亮度能够得到保证。这意味着透过玻璃窗5的可视性不会降低。
于是，光发电模块10被致动，以便进行光发电(在步骤S5中)。光发电模块10通过接收由光致变色模块9减少的光来产生电动势。因此，光发电模块10的发电量被降低，但其发热量也被降低。由于这个原因，光发电模块10的发电效率的劣化及其耐久性的劣化能通过抑制其温升得到避免。
其后，热发电模块11被致动(在步骤S6中)。作为接收太阳光中的热线(例如红外线)的结果，热发电模块11的朝向光致变色模块9的一面的温度相对升高。另外，由光致变色模块9阻塞一部分进入辐射所产生的热也被传送到热发电模块11的朝向光致变色模块9的所述面。结果，热发电模块11的两个面的温度之间的差，即朝向光致变色模块9的面的温度与朝向车辆内部8的面的温度之间的差变得更大。也就是说，由于根据温度差进行热发电，热发电效率得到改进，或者，热发电的生产量得到提高。这意味着通过光致变色模块9阻塞一部分进入辐射所产生的热能被用于产生电力。
相反，太阳光辐射量小于预设基准值α，使得步骤S2的回答为否，程序直接前进到步骤S5和S6，以便进行光发电和热发电，而不致动光致变色模块9。在这种情况下，由于透过玻璃窗5的光的量相对较大，可视性不会降低。另外，由于光致变色模块9不阻塞光，其温度不会格外升高。然而，在这种情况下，到达光发电模块10的光的量相对增大。由于这个原因，光发电的生产量能得到提高，太阳能回收率的劣化能够得到防止或避免。
至此阐释的控制实例是对光致变色模块9致动和解除致动的实例。然而，根据本发明，透过光致变色模块9的光的量，换言之，光致变色模块9的光透过率也根据车辆1的行驶条件(或环境)改变到多个模式。其实例在图8的流程图中示出。根据此控制实例，图6所列的信息被首先输入(在步骤S11中)。具体而言，来自日射传感器的信息24、导航信息25、基础设施信息26、来自车速传感器的信息27、来自发动机旋转角度传感器的信息28、来自加速器踏板传感器的信息29、来自制动踏板传感器的信息30、来自停车制动器传感器的信息31、来自换档位置传感器的信息32在步骤S11中被输入。于是，基于来自车速传感器的信息27，判断车辆1是否被停止(在步骤S12中)。
在车辆1的速度高于预设值故而步骤S12的答案为否的情况下，判断设置倒档级(reverse gear stage)的R(reverse)位置是否被选择(在步骤S13中)。在步骤S13中的答案为否的情况下，计算光致变色模块9的光透过率I。例如，光透过率I可在图的基础上进行计算。图的实例在图9和10中示出。
图9示出了用于计算前门玻璃窗和挡风玻璃中的光致变色模块9的光透过率I的图。根据图9所示的图，车速和太阳辐射量被用作计算光透过率I的参数。光透过率I根据车辆加速和太阳辐射量的减小而被提高。这种设置的目的在于通过在太阳辐射量小的情况下允许光容易地透过来保证可视性，并促进光发电。
另一方面，图10示出了估计后门和舱背门的玻璃窗中的光致变色模块9的光透过率I的图。在图10中，光透过率I被设置为总体低于图9的图所示。这是因为对于后门和舱背门的窗户来说仅需要一定水平的可视性，而并不像挡风玻璃和前门的窗户那样。另外，这种设置的原因在于通过降低进入车辆1的热来改进冷却效率，并增加热发电的生产量。
在图8所示步骤S13中的答案为否的情况下，特别地，在R位置被选择以便向后驱动车辆1的情况下，或在车辆1向后行驶的情况下，计算光透过率II(在步骤S15中)。图11示出了用于对所有的玻璃5计算光透过率II的图的一个实例。根据图11所示的图，光透过率II根据太阳辐射量的增加而轻微减小。在向后驱动车辆的情况下，有必要保证所有窗户的可视性。出于这个目的，图11的图中的光透过率II被设置得较大，以便允许光的容易的透过。
在车辆1停止故而步骤S12中的答案为是的情况下，基于导航信息25和基础设施信息26判断车辆1是否在交通灯处停止(在步骤S16中)。也就是说，进行步骤S16中的判断，以便判断车辆1正在如何停止。具体而言，在步骤S16中，判断车辆是临时停止还是停止一定量的时间。因此，例如，步骤S16中的判断可基于来自停车制动器传感器31的信号进行，或基于作为基础设施信息26的内容之一的、关于交通拥堵的信息进行。
在步骤S16中的答案为否的情况下，具体而言，在车辆1并非在信号等处临时停止且将持续一定量的时间不行驶的情况下，计算光透过率III(在步骤S17中)。图12示出了用于计算透过率III的图的一个实例。如上面提到的图11所示的图那样，太阳辐射的量也被用作图12中的参数，且透过率III按照太阳辐射的量的上升而轻微减小。然而，对于R位置被选择的情况，光透过率III被设置为明显低于图11中的光透过率II。这种设置的原因在于，在车辆1停止一定量的时间的情况下，不必保证高的可视性，且有必要将车辆内部8的温度上升抑制得尽可能低。
相反，在车辆1由于停止信号而暂时停下故而步骤S16的回答为是的情况下，计算光透过率IV(在步骤S18中)。如同在前面提到的向前驱动车辆1的情况下那样，分别准备如图13所示用于前门窗户和挡风玻璃的图以及如图14所示用于后门和舱背门窗户的图。在步骤S8中，基于这些图计算光透过率IV。在图13和14所示的图中，太阳光辐射量和入射角(例如太阳高度)被用作设置光透过率IV的参数。由图13和14可见，光透过率IV随着太阳辐射量的上升并随着相对于窗户5的入射角接近于直角而减小。这样设置的原因在于在太阳辐射量大的情况下有必要通过减小进入车辆内部8的太阳辐射量来改进冷却效率，且即使在光透过率IV低的情况下，可视性劣化的可能性相当低。另外，由于每单位面积光量在相对于窗户5的入射角接近于直角的情况下大，光透过率IV在太阳光量大的情况下被设置为相对较低的比率。
在如上所阐释地基于车辆1的行驶条件或其周围的环境计算光致变色模块9的光透过率之后，光致变色模块9根据计算得到的光透过率被致动(在步骤S19中)。于是，如同图7所示控制实例中那样，光发电模块10被致动(在步骤S20中)，热发电模块11被致动(在步骤S21中)。
作为进行图8所示控制的结果，透过光致变色模块9的光的量，即透过玻璃窗5的可视性能根据车辆1的实际行驶条件及其周围环境得到适当的设置或调节。因此，车辆1中的冷却效率能通过在不降低可视性的情况下控制进入车辆内部8的光的量得到改进。另外，热发电与光发电的比例可在进行这些发电时根据车辆1的实际行驶条件及其周围的环境得到适当的设置。结果，能量效率以及太阳能的回收效率能得到整体改进。
如上所述，玻璃窗5的光透过率不仅影响热发电的效率、光发电效率以及可视性，还影响发电模块10和11的温度。具体而言，如果光透过率在太阳光充足照射的情况下被降低，热在玻璃窗5上蓄积，故使发电模块10和11的温度上升。然而，如果温度过度上升，光发电模块10的发电效率特别降低。为了避免这样的问题，根据本发明，玻璃窗5的光透过率也根据发电模块10与11的温度而不是车辆1的行驶条件被设置。
具体而言，首先检测发电模块10和11的温度或发电模块10与11所附着的玻璃窗5的温度。这种温度检测可通过在发电模块10与11或玻璃窗5中布置(未示出的)温度传感器进行。或者，温度可由太阳辐射量或外部温度以及车辆1的速度进行推定。图15示出了用于基于太阳辐射量或外部温度以及车辆1的速度推定模块温度的图的实例。由图15可见，模块温度根据太阳辐射量或外部温度的上升以及车速的降低被推定为较高的温度。
在发电模块10和11或玻璃窗5的温度被检测之后，基于检测得到的温度设置玻璃窗5的光透过率。具体而言，在模块温度高的情况下，与模块温度低的情况下相比，光透过率被设置为较高的比率。图16示出了用于设置玻璃窗5的光透过率的图的一个实例。从图16中可以看出，光透过率--换句话说，透过玻璃窗5的光的量--根据太阳辐射量以及模块温度的上升被设置为较高的比率。
因此，在发电模块10与11或玻璃窗5的温度高或变高的情况下，允许太阳光容易地透过玻璃窗5。这意味着热难以在玻璃窗5上蓄积。由于这个原因，发电模块10与11中的温度上升得到了抑制。结果，可由发电模块高效率地进行发电。这里，用于基于模块温度以这种方式控制透过窗5的光的量的装置对应于用于增大透过本发明的光致变色材料的光的量的装置。
另外，光发电模块10和热发电模块11以可传热的方式布置。因此，在太阳辐射量大的情况下，通过降低光透过率以便抑制光发电的生产量，光发电模块10中过度的温度上升可得到抑制。结果，可防止光发电模块10的发电效率的劣化，且其耐久性能够得到改进。另一方面，由于热发电模块11将光发电模块10的热转换为电力，太阳能的回收效率能够进一步得到改进。
如上所述，根据本发明的发电系统，使用馈送侧线圈13和接收侧线圈14将电力从门侧供到车体侧。因此，为了改进电传输效率，优选为进行图17所示的控制。在图17中，来自前面提到的门锁定机构的门锁定信号被首先输入(在步骤S31中)。于是，基于门锁定信号判断门2、3、4是否关闭(在步骤S32中)。
在步骤S32中的回答为否的情况下，程序结束而不进行任何特别的控制。相反，在步骤S32中的回答为是的情况下，关闭的门2、3、4的电力传送/接收装置被致动(在步骤S33中)。具体而言，电力在门2、3、4的馈送侧线圈13与接收侧线圈14之间通过在它们之间产生电磁感应而被传送。因此，电力可以以最短距离在线圈13与14之间传送，电力传送过程中的电力损耗因此被最小化。
这里，根据本发明，光致变色材料的类型以及光致变色材料、玻璃、发电模块的布置可任意改变。其实例将在下文中阐释。图18示出了这样的实例：热线反射光致变色模块9A在车辆内部8一侧的面上(下文中的内表面)被附着到玻璃7，且热发电模块11和光发电模块10被附着到光致变色模块9A的内表面。根据这种配置，在通过增大其反射率来相对减小透过光致变色模块9A的光的量的情况下，热被集中在光致变色模块9A以及玻璃7上。结果，热发电模块11的发电效率能使用所集中的热得到改进。
图19示出了热发电模块11和光发电模块10被附着到玻璃7的内表面且吸收热的光致变色模块9B被附着到玻璃7的外表面的实例。根据这种配置，在通过增大其吸收率来相对减小透过光致变色模块9B的光的量的情况下，热在光致变色模块9B和玻璃7上蓄积。结果，可使用所蓄积的热改进热发电模块11的发电效率。
图20示出了层叠玻璃结构的实例。具体而言，反射热的光致变色模块9A被附着到外层玻璃7A的内表面，光发电模块10和热发电模块11被夹在光致变色模块9A与内层玻璃7B之间。换句话说，将内层玻璃7B在车辆内部8一侧添加到图18所示的构造。相应地，热发电模块11的发电效率能够如图18所示的实例那样得到改进。
图21也示出了层叠玻璃结构的实例。具体而言，吸收热的光致变色模块9B被附着到外层玻璃7A的外表面，热发电模块11和光发电模块10被附着到外层玻璃7A的内表面，内层玻璃7B被布置在热发电模块11和光发电模块10的内表面上。换句话说，内层玻璃7B在车辆内部8一侧被添加到图19所示的构造。相应地，热发电模块11的发电效率能够如图19所示的实例那样得到改进。
另外，图22示出了一实例，其中，光发电模块10和热发电模块11被附着到玻璃7的内表面，反射热的光致变色模块9A被附着到发电模块10与11的内表面。另外，图23示出了一实例，其中，吸收热的光致变色模块9B被附着到玻璃7的外表面，光发电模块10和热发电模块11被附着到光致变色模块9B的外表面。在这些构造中，光致变色模块9的温度可通过吸收热线由作为调光结果产生的热上升。结果，热发电模块11的温度在车辆内部8一侧上升为高于更接近车外的一侧的温度。在冬季，外部温度特别低，故车辆内部8一侧与车外一侧的温度之间的差变得更大。因此，除了外部温度与车辆内部8温度之间的差外，热发电模块11使用这种光控所产生的温度差(即热能)有效地产生电力。结果，热发电模块11的发电效率得到改进。
这里，本发明不应限制于如上所阐释的特定实例。具体而言，用于选择车辆1的变速比范围的换档模式也可被用作表示车辆1的行驶条件的信息。例如，本发明还可适用于不在下雪模式(其中，开始移动车辆1的变速比小于最大变速比)被选择的情况下进行减小光透过量的控制，在下雪模式以外的换档模式被选择的情况下进行任何一种上面所述的控制。另外，本发明可适用于例如阳光房、温室等静止设施。另外，本发明还包含仅热发电模块被附着到玻璃的构造。

Claims (19)

1.一种发电系统，其用于利用落在将预定的内部空间与外部空间分开的透明板上的太阳能产生电力，其特征在于：
所述透明板具有薄的板状或膜状热发电模块，该模块可传送太阳能中的至少一部分可见光，且根据所述内部空间的温度与所述外部空间的温度之间的温度差产生电动势，
除所述热发电模块以外，所述透明板具有薄的板状或膜状光致变色材料，该材料能够改变穿透所述光致变色材料的光量。
2.根据权利要求1的发电系统，其特征在于还包含：
控制装置，其用于：与可见光量小的情况下相比，在可见光量大的情况下，减少穿透所述光致变色材料的光量。
3.一种发电系统，其用于利用落在将车内与车外分开的玻璃窗上的太阳能产生电力，其特征在于：
所述玻璃窗包含：
薄的板状或膜状光致变色材料，其能够改变穿透所述光致变色材料的光量，以及
薄的板状或膜状热发电模块，其可传送太阳能中的至少一部分可见光，根据车内温度与车外温度之间的温度差产生电动势，并且能够用所述光致变色材料传送热；且
该系统还包含控制装置，所述控制装置用于基于所述车的行驶条件控制穿透所述光致变色材料的光量。
4.根据权利要求3的发电系统，其特征在于所述行驶条件包含下列之中的至少任意一个：
车速；
车辆上的太阳辐射量；
行驶模式；
用于选择车辆变速比范围的变速模式；
车辆位置和预先存储的行驶环境；以及
从外部传送来的行驶环境。
5.根据权利要求4的发电系统，其特征在于，行驶模式包括向前行驶和向后行驶。
6.根据权利要求2的发电系统，其特征在于：
所述光致变色材料包含能够控制热线吸收率的调光玻璃，且
所述控制装置适用于通过增大热线吸收率来减小穿透所述光致变色材料的光量。
7.根据权利要求2的发电系统，其特征在于：
所述光致变色材料包含作为光反射层的调光玻璃，其中，对热线的反射是可控制的，且所述调光玻璃是布置在所述透明板的与太阳光进来的一侧相反的一侧上；且
所述控制装置适用于通过增大对热线的反射来减小穿透所述光致变色材料的光量。
8.根据权利要求1的发电系统，其特征在于：
所述光致变色材料以可传送热的方式与所述热发电模块的内表面与外表面中温度高于另一面的一个相连；且
所述热发电模块适用于根据所述光致变色材料侧的温度与相反侧的温度之间的温度差产生电动势。
9.根据权利要求1的发电系统，其特征在于：
所述透明板还包含薄的板状或膜状光发电模块，该模块通过由接收太阳光实现的光电转换来产生电动势。
10.根据权利要求9的发电系统，其特征在于：
所述光发电模块以可传送热的方式与所述光致变色材料相连。
11.根据权利要求10的发电系统，其特征在于还包含：
用于与所述光发电模块的温度低的情况下相比在所述光发电模块的温度高的情况下增大穿透所述光致变色材料的光量的装置。
12.根据权利要求9-11中任意一项的发电系统，其特征在于：
所述光发电模块被布置在所述热发电模块的外侧。
13.根据权利要求3的发电系统，其特征在于：
所述光致变色材料包含能够控制热线吸收率的调光玻璃，且
所述控制装置适用于通过增大热线吸收率来减小穿透所述光致变色材料的光量。
14.根据权利要求3的发电系统，其特征在于：
所述光致变色材料包含作为光反射层的调光玻璃，其中，对热线的反射是可控制的，且所述调光玻璃是布置在所述玻璃窗的与太阳光进来的一侧相反的一侧上；且
所述控制装置适用于通过增大对热线的反射来减小穿透所述光致变色材料的光量。
15.根据权利要求3的发电系统，其特征在于：
所述光致变色材料以可传送热的方式与所述热发电模块的内表面与外表面中温度高于另一面的一个相连；且
所述热发电模块适用于根据所述光致变色材料侧的温度与相反侧的温度之间的温度差产生电动势。
16.根据权利要求3的发电系统，其特征在于：
所述玻璃窗还包含薄的板状或膜状光发电模块，该模块通过由接收太阳光实现的光电转换来产生电动势。
17.根据权利要求16的发电系统，其特征在于：
所述光发电模块以可传送热的方式与所述光致变色材料相连。
18.根据权利要求17的发电系统，其特征在于还包含：
用于与所述光发电模块的温度低的情况下相比在所述光发电模块的温度高的情况下增大穿透所述光致变色材料的光量的装置。
19.根据权利要求16-18中任意一项的发电系统，其特征在于：
所述光发电模块被布置在所述热发电模块的外侧。
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