CN105122582A - 自然能量发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有蓄电功能的自然能量光发电系统，其具备：具有至少1个将自然能量变换为电力的发电部的发电组件、和具有至少1个将由所述发电部变换的电力的一部分蓄电的蓄电装置的蓄电组件，其特征在于，所述发电组件和所述蓄电组件并列地连接，对来自所述发电组件的输出电力施加来自蓄电组件的输出电力，由此作为自然能量发电系统的输出电力的稳定化是可能的。根据上述构成，能使利用自然能量的发电组件的输出稳定化。

Description

自然能量发电系统
技术领域
后述的实施方式大概涉及自然能量发电系统。
背景技术
具有风车的风力发电系统或具有太阳能电池等发电组件的光发电系统作为清洁的能量系统备受关注。作为目前的光发电系统，硅系太阳能电池(单结晶硅、多结晶硅)、化合物系太阳能电池、硅化物系太阳能电池、色素增敏太阳能电池等各种各样的光发电系统正在实用化。这些太阳能电池接受太阳光等的光而进行发电。
太阳能电池的输出电压随着时间的经过而大幅变动。这起因于日照量的变动。就日照量的变动而言，即使天气稍微阴天也产生很大的变动。为了防止该输出变动，例如如特开2012-253848号公报(专利文献1)所示，使用功率调节而抑制输出电压的变动。通过使用功率调节，谋求输出电压的稳定化。但是，在该方式中，经常存在功率调节必须运转、功率调节的负荷大的难点，特别是存在随着输出电压变大而负荷变大的问题点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2012-253848号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明要解决的课题在于，提供能使发电组件中的输出电压稳定化的自然能量发电系统。
用于解决课题的手段
实施方式涉及具有蓄电功能的自然能量发电系统，其具备：具有至少1个将自然能量变换为电力的发电部的发电组件、和具有至少1个将由所述发电部变换的电力的一部分蓄电的蓄电装置的蓄电组件，其特征在于，所述发电组件和所述蓄电组件并列地连接，对来自所述发电组件的输出电力施加来自蓄电组件的输出电力，由此作为自然能量发电系统的输出电力的稳定化是可能的。
附图说明
图1是用于例示实施方式涉及的自然能量发电系统的构成的示意图。
图2是用于例示实施方式涉及的蓄电组件的构成的示意图。
图3是表示比较例1涉及的发电系统的输出电压的图。
图4是表示实施例4涉及的发电系统的输出电压的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行例示。予以说明，各附图中，在同样的构成要素中附加相同的符号，详细的说明适当省略。
图1是用于例示本实施方式涉及的光发电系统的构成的示意图。图1中，符号1为自然能量发电系统(光发电系统)，2为发电组件，3为蓄电组件，4为二极管，5为功率调节，6为负荷。
首先，实施方式涉及的光发电系统为具有具备发电组件2和蓄电组件3的蓄电功能的光发电系统。
发电组件2具有至少1个将自然能量变换为电力的发电部。作为自然能量，可列举太阳光或风力。即，发电部利用光起电力效果或风力起电力效果将自然能量变换为电力。太阳光容易引起日照量的变化，风力容易引起风量的变化。
作为发电部，可以由例如太阳能电池(也称为光电池等)等构成。在将发电部设为太阳能电池的情况下，对太阳能电池的种类没有特别限定。予以说明，将发电部设为太阳能电池的情况下，将在一张透明基板(玻璃板等)上所形成的太阳能电池面板计数为一个发电部。例如，发电部可以由硅系的太阳能电池、化合物系的太阳能电池、有机系的太阳能电池等构成。
作为硅系的太阳能电池，可以例示例如使用有结晶硅或非晶硅的太阳能电池。
作为使用了结晶硅的太阳能电池，可以例示使用有单结晶硅的太阳能电池(单结晶硅型)、使用有多结晶硅的太阳能电池(多结晶硅型)、使用有微细的结晶的硅的太阳能电池(微结晶硅型)等。
另外，也可以设为层叠了结晶硅和非晶硅的太阳能电池(混合型)、或层叠了吸收波长域不同的多个硅层的太阳能电池(多接合型)而构成。
作为化合物系的太阳能电池，可以例示使用有例如InGaAs(铟·镓·砷)、GaAs(镓·砷)、被称为黄铜矿(chalcopyrite)系的I-III-VI族化合物等的太阳能电池。
作为有机系的太阳能电池，可以例示例如使用有机色素得到光起电力的太阳能电池(色素增敏太阳能电池)、使用有机薄膜半导体得到光起电力的太阳能电池(有机薄膜太阳能电池)等。
予以说明，发电部并不限定于例示的发电部，只要可以利用光起电力效果将太阳光等光的能量变换为电力，就可以优选使用。另外，发电部可以由风力发电、即可以将风力变换为电力的部构成。另外，发电组件2可以串联连接多个发电组件。另外，在组合多个发电组件时，可以组合太阳光发电组件和风力发电组件而构成。
接着，对蓄电组件3进行说明。发电组件具有至少1个蓄电由所述发电部变换的电力的一部分的蓄电装置。作为蓄电装置，优选后述的电容器型蓄电组件。另外，蓄电组件3可以串联连接多个蓄电组件。
另外，发电组件2和蓄电组件3并列地连接。另外，串联连接有多个发电组件的情况下，将串联连接的多个发电组件作为一个发电组件，与蓄电组件并列地连接。另外，串联连接有多个蓄电组件的情况下，将串联连接的多个蓄电组件作为多个蓄电组件，与发电组件并列地连接。另外，将串联连接的多个发电组件作为一个发电组件，将串联连接的多个蓄电组件作为一个蓄电组件，可以将发电组件和蓄电组件并列连接。
实施方式的自然能量发电系统的特征在于，与发电组件2和蓄电组件3并列地连接，通过对来自发电组件的输出电力施加来自蓄电组件的输出电力，作为自然能量发电系统的输出电力的稳定化是可能的。
蓄电组件可以蓄电发电组件的输出电压的一部分。另外，蓄电组件可以对发电组件的输出电压施加蓄电的电的一部分。通过对蓄电组件储存电气，对输出电压施加其一部分，可以使自然能量发电系统的输出电压稳定化。
通过蓄电发电组件的输出电力的一部分、特别是输出电压高的部分，对输出电压低的部分供给蓄电的电的一部分，防止自然能量发电系统的输出电压在上下大幅变动，可以谋求输出电压的稳定化。因此，根据日照量的微小的变动，即使太阳能电池等发电组件的输出电压在上下变动，也可以缩小其上下的变动幅度，得到稳定的输出电压。另外，关于风力发电，即使根据风量的变动而发电组件的输出电压在上下变动，也可以缩小其上下的变动幅度，得到稳定的输出电压。
另外，优选在发电组件2和蓄电组件3之间设置二极管4。另外，通过在发电组件2和蓄电组件3之间设置二极管4，可以防止来自蓄电组件3的电流流入发电组件2的逆流现象。通过设置防逆流的二极管4，也可以有效地施加蓄电组件2的电力。
另外，图1中，表示在发电组件的背面粘贴了蓄电组件的结构。实现自然能量发电系统的小型化的情况下，优选在发电组件的背面设置蓄电组件的结构。予以说明，实施方式的自然能量发电系统并不限定于这样的结构，将发电组件和蓄电组件并列地连接即可。
另外，自然能量发电系统1与功率调节5连接。另外，在功率调节5上连接有负荷6。负荷6只要是使用笔记本电脑或电视机等小电力设备、家庭或工场等中·大规模设备、智能电网等综合设备等电力的设备，就没有特别限定。
另外，功率调节为以可以在负荷6中使用的方式变换由自然能量发电系统供给的电力的系统。由太阳能电池等自然能量发电系统供给的电力为直流电。另一方面，在负荷6中使用的电一般为交流电。功率调节为可以将由自然能量发电系统供给的直流电变换为在负荷6中使用的交流电的装置。现有的自然能量发电系统成为根据日照量火风量的微小的变动而输出电压大幅上下的直流电压。为了根据功率调节而变换为稳定的交流电压，不能避免功率调节的复杂化或大型化。因此，招致功率调节的大型化、高价格化。
与此相对，本实施方式涉及的自然能量发电系统具有并列地连接有发电组件和蓄电组件的单元结构，因此可以谋求自然能量发电系统的输出电压的稳定化。因此，可以减轻从利用功率调节的直流向交流的变换作业、向作为目的的输出电压的变换等作业负担。因此，要求相同的输出的情况下，可以谋求功率调节的小型化。另外，减少从直流向交流的变换的负担，所以，可以进行高输出化(增大瓦特时Wh)。因此，可以提供容易使用的自然能量发电系统。
另外，实施方式的自然能量发电系统通过谋求输出的稳定化，将发电组件的输出的平均值设为A(单位：W(瓦特))时，可以将自然能量发电系统的输出抑制在A±0.25A(W)的范围内。这意味着：相对于平均输出A(W)，可以在±25％的范围抑制输出的偏离。
在一般的硅系太阳能电池中，日照量的变动引起的输出的偏离相对于平均输出A(W)，产生超过了±30％的大的偏离。只要为实施方式的自然能量发电系统，则可以将输出的偏离抑制在±25％的范围内。即，相对于发电组件的输出的平均值A(W)，在偏离是最小输出为0.7A以下或最大输出为1.3A以上时，也显示作为自然能量发电系统的输出电力的稳定化是可能的。
另外，缩小率优选为40％以上。缩小率通过缩小率(％)＝[(自然能量发电的最大输出变动幅度—合成输出的最大输出变动幅度)/自然能量发电的最大输出变动幅度]×100而求出。合成输出是指实施方式的自然能量发电系统的输出。缩小率越接近于100％，表示越进行平滑化(输出的稳定化)。
另外，将所述发电组件的输出的平均值设为A(W)时，所述蓄电装置的蓄电容量(J)优选为300(秒)×A(W)以上。就蓄电装置的蓄电容量而言，串联连接有多个蓄电组件的情况下，将其合计值设为蓄电组件的蓄电容量。另外，蓄电装置的蓄电容量(J)为300(秒)×A(W)以上时，可以将自然能量发电系统的输出设为A±0.25A(W)的范围。通过进一步将蓄电容量(J)设为350(秒)×A(W)以上，可以将自然能量发电系统的输出设为A±0.20A(W)的范围。另外，缩小率也设为50％以上成为可能。
接着，对蓄电组件3进行说明。关于蓄电组件，只要具有上述蓄电容量，对其结构没有特别限定，作为优选的蓄电组件，可列举如下的蓄电组件。
蓄电组件的蓄电装置优选具备氧化钨粉末作为多孔质电极层。另外，氧化钨粉末优选为具有六方晶结晶结构的三氧化钨粉末。
如上所述，对蓄电组件要求几乎同时进行蓄电和放电。因此，优选容易贮存电且容易放出电、可以充放电的高速化(具有所谓的瞬发力)的蓄电装置。作为多孔质电极层，通过具备氧化钨粉末，可以有效地进行蓄电和放电。
另外，氧化钨粉末优选为具有六方晶结晶结构的三氧化钨粉末。予以说明，三氧化钨的化学量理论比近似于WO3即可，只要为WO2.6～3.0的范围，功能上可以看作为三氧化钨。
氧化钨采用单斜晶、三斜晶、六方晶等各种各样的结晶结构。在实施方式的蓄电组件中，优选在氧化钨粉末一粒之中存在具有六方晶结晶结构的部分(一部分或全部)。
通过在氧化钨粉末、特别是三氧化钨(WO3)粉末中具备六方晶结晶结构，可以有效地Li离子的授受，使电极反应提高。六方晶结晶结构三氧化钨具有成为在结晶结构内部由WO6八面体的6元环构成的Li的离子的扩散通道的隧道结构，因此，结晶内的Li的扩散成为高速，可以降低充放电反应时的内部电阻。另外，通过Li的扩散的高速化，使用有实施方式涉及的氧化钨(WO3)粉末的各种电池(蓄电池、色素增敏太阳能电池、电容器、Li离子二次电池)可以进行充放电的高速化(在短时间的放电、在短时间的充电)。
作为测定内部电阻的方法，可以用直流法求出。该测定法为以定电流进行放电、通过将放电时的电流密度以2水准以上进行而算出内部电阻的方法。具体而言，由放电时的电流密度和放电开始电压的关系算出内部电阻。
根据本实施方式，可以在将WO3作为电极插入的电容器或电池的单元构成的状态下测定内部电阻。进而，上述扩散通道也成为可以贮藏Li的空间，因此，与单斜晶WO3相比，可以贮藏2倍左右的Li。将可以贮藏的Li量用LixWO3的形态标记时，在单斜晶中为x＜0.67，与此相对，在六方晶结构中，可以设为0＜1.34。因此，氧化钨粉末优选体积率50％以上、进而90～100％具有六方晶结晶结构。如果可以使六方晶结晶结构为50体积％以上，则可以使表示Li量的x值为0.67以上。予以说明，LixWO3中的x值的上限没有特别限定。
另外，氧化钨粉末中的六方晶结晶的比率可以由XRD衍射峰的强度值求出。在此，为了利用XRD衍射法同定为六方晶，至少需要5个衍射峰的一致，从低角度侧为(100)、(001)、(110)、(101)、(200)。作为2θ，典型地分别成为14.01±0.10°、27.80±0.10°、24.39±0.10°、24.86±0.10°、28.23±0.10°。
通过将这些峰强度和六方晶以外的结晶系的峰强度进行比较，可以求出六方晶的比率。作为六方晶以外的结晶，可列举单斜晶、立方晶等。特别是暴露于约370℃以上、进而500℃以上的高温下时，容易成为单斜晶。
另外，只要为单斜晶，就可检测(002)、(020)、(200)、(022)、(202)的5个峰。例如，六方晶和单斜晶两方存在的情况下，通过求出各自的最强峰比，可以求出六方晶的体积比。为了求出该体积比率，可以采用六方晶、单斜晶的各自的结晶系的最强峰3个的XRD衍射强度值的平均、预先基于在两结晶系中测定的标准曲线进行计算。在此，作为六方晶，使用(100)、(001)、(200)的3个峰而算出，作为单斜晶，使用(002)、(020)、(200)的3个峰而算出。
予以说明，XRD分析是在Cu靶材、管电压40kV、管电流40mA进行。
另外，将氧化钨粉末进行拉曼光分析时，优选在690±10cm-1或/和780±10cm-1检测强度峰。另外，780±10cm-1的峰优选为尖锐的峰。作为尖锐的峰，优选半值宽度为50cm-1以下的峰。半值宽度为50cm-1、进而为40cm-1以下时，显示结晶性良好。结晶性良好是指没有晶格的变形或缺陷等。通过结晶性的提高，可以更有效地实施Li的授受。另外，优选在950±10cm-1没有检测出强度峰。950±10cm-1的强度峰表示氧化钨粉末(WO3)的水合物存在。水合物存在时，有时根据用途，作为电极材料变得不适合。
另外，结晶性不充分，或水合物混合存在时，成为可以减少蓄电容量的原因。另外，根据用途(电池的种类)，有可能成为充放电循环特性降低的主要原因。换句话说，优选为结晶性良好、水合物不混合存在的氧化钨(WO3)粉末。作为研究这样的结晶性和水合物的有无的手段，拉曼光分光法为佳。
予以说明，拉曼分光分析用以下的方法实施。装置可使用PhotonDesing社制PDP-320。测定条件设为测定模式以显微拉曼、测定倍率100倍、波束直径1μm以下、光源Ar+激光(波长514.5nm)、激光功率0.5mW(attube，在管)、衍射格子Single600gr/mm、十字狭缝100μm、狭缝100μm、检测器CCD/Roper1340channel。在该条件将至100～1500cm-1进行分析。试样形态可以仍旧以氧化钨粒子的状态进行测定。
另外，氧化钨粉末的BET比表面积优选为1m2/g以上。BET比表面积低于1m2/g时，粒径在需要以上变大，因此，有可能难以使如上所述的体积率50％以上为六方晶。因此，BET比表面积优选为3m2/g以上。予以说明，氧化钨粉末的BET比表面积的上限没有特别限定，优选为60m2/g以下。具有六方晶结晶结构的氧化钨(WO3)粉末的情况下，固体内的Li的扩散速度快，因此，比较的粒径变大，即使低比表面积，也可以缩小内部电阻。
另外，具有实施方式涉及的六方晶结构的氧化钨(WO3)粉末的情况下，可以在粉末内具有细孔。该情况下，有可能粒径和比表面积未必具有整合性。即，在表观上的粒径大的情况下，在内部具有细孔时，有时比表面积变大。予以说明，由电极层的膜厚的关系，作为粒径，优选为100μm以下。
另外，可以在氧化钨粉末的表面设置金属氧化物。设置于表面的金属氧化物既可以为氧化钨粉末表面的一部分，也可以为表面全部。有时使用氧化钨粉末形成多孔质电极层。此时，设置金属氧化物覆膜时，可以提高氧化钨粉末彼此的结合力。提高结合力，则可以形成得到多孔质电极层的氧化钨粉末彼此的结合部分的低电阻化。另外，作为金属氧化物，可列举氧化铟、氧化钇、氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化镁、氧化铝、氧化铈、氧化铥、氧化锰、氧化钽、氧化铌、氧化镧、ITO、氧化钪、氧化钐、氧化钕、氧化钆等。其中，优选氧化铟、氧化钇。
另外，作为蓄电组件的一例，图2中例示电容器型蓄电装置。图中，符号10为电容器型蓄电装置，11为电极层(负极侧电极层)，12为负极层，13为隔膜层，14为正极层，15为电极层(正极侧电极层)。
电极层11及电极层15由铝箔等导电性金属构成。在电极层11上设置负极层12。负极层12使用实施方式涉及的电池用电极材料。此时，作为电池用电极材料，优选设为由氧化钨粉末构成的多孔质电极层。另外，多孔质电极层优选膜厚为1μm以上、空隙率为20～80体积％。
接着，配置隔膜层13。隔膜层13为将负极层12和正极层14以一定的间隔配置而设置间隙并含浸有电解液的层。隔膜层13例如由聚乙烯多孔质膜构成，优选含浸含有Li离子的电解液。另外，图2中，在隔膜层13的下侧具备正极层14及电极层15。
正极层14由包含LiCoO2等Li复合氧化物的多孔质层形成。另外，作为Li复合氧化物，可列举具有LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2及它们的混合组成的氧化物。另外，电极层15成为集电体层。
另外，作为电解液，可以适用有机溶剂或离子液体等各种各样的物质。作为有机溶剂，可列举碳酸亚丙酯或碳酸亚乙酯、γ-丁内酯等。另外，作为离子液体，可列举乙基甲基咪唑双三氟甲烷磺酸酯等。
电容器型蓄电装置具有这样的层叠结构。另外，通过层叠多个该层叠结构，也可以提高蓄电容量。另外，为了提高蓄电容量，可以卷绕带状的层叠结构而构成。另外，设为电容器的情况下，将这样的层叠结构贮藏在贮藏容器(金属罐等)中。
另外，为了制造具有所述六方晶结晶结构的氧化钨粉末，优选使用了液相反应的合成方法。为了制造氧化钨粉末，也有使用了等离子火焰的合成方法，但暴露于500℃以上的高温时，六方晶容易变化为单斜晶，因此不优选。因此，使用液相反应，制造工序中的热处理温度也低于500℃时，优选利用低热反应。为了进一步促进液相中的成长，也可以为在加压下利用水热反应的制造方法。
另外，作为利用液相反应的制造方法，有各种各样的方法，作为一例，可列举以下的方法。作为起始材料，使用钨酸(H2WO4)、使用氢氧化钠(NaOH)等碱性溶液、碳酸氢铵(NH4HCO3)等酸性溶液调整pH。其后为在高压釜容器中进行热处理，促进(水热反应)反应来制造的方法。另外，通过使金属钨在过氧化氢水中溶解、使用氨、盐酸等调整pH，也可以使氧化钨析出。通过将这样得到的反应生成物在200℃以上、400℃以下的温度实施热处理，可以得到使水合物含量降低化的六方晶WO3。在此，设为400℃以下是为了避免向单斜晶的相变化。
作为起始材料，使用Na2WO4、Li2WO4、(NH4)10[H2W12O42]·4H2O、ATP(对钨酸铵)等也是有效的。另外，可以使用2种以上的钨酸作为原材料。另外，液相反应后，进行过滤、水洗、干燥工序。如果进行液相反应并实施适当的热处理，则可以得到具有六方晶结晶结构的氧化钨(WO3)粉末。另外，使得到的氧化钨粉末充分地进行干燥。
另外，制造LixWO3粉末时，使具有六方晶结晶结构的氧化钨(WO3)粉末浸渍于含有Li离子的溶液中的方法是有效的。另外，可以进行在多孔质电极层(厚度为1μm以上且空隙率为20～80体积％)上形成具有六方晶结晶结构的氧化钨(WO3)粉末后、浸渍于含有Li离子的溶液中的工序。
如果为如上述那样的蓄电装置，则可以使蓄电容量变大，可以在其上实现充放电的高速化。另外，可以使多孔质电极层的内部电阻低电阻化为20Ω·cm2以下、进而为15Ω·cm2以下。通过减少内部电阻，可以实现充放电的高速化。因此，可以谋求自然能量发电系统的输出电力的稳定化。
另外，近年来，带有并设有所谓的蓄电池的蓄电功能的太阳能电池也正在增加。只是因为，太阳能电池不耐于日照量的变化，不由蓄电池频繁地供给电时，不对负荷(电气设备)供给电而成为关闭状态。蓄电池重复进行充放电时，充电容量降低。关于风力发电，同样地不耐于风量的变化，不由蓄电池频繁地供给电时，对负荷(电气设备)不供给电而成为关闭状态。
本实施方式涉及的自然能量发电系统为了谋求输出电力的稳定化，也可以降低蓄电池的运转次数。因此，作为并设有蓄电池的自然能量发电系统，通过使用实施方式的自然能量发电系统，可以减少蓄电池的使用次数。其结果，谋求并设有蓄电池的光发电系统的长寿命化，或将蓄电池自身小型化也是可能的。
(实施例)
(太阳光发电组件)
作为第一发电组件，准备输出电力210W的硅系太阳能电池。另外，将串联连接有第一发电组件2基的发电组件设为第二发电组件。
(蓄电组件)
准备具有六方晶结晶结构的三氧化钨粉末。试样1涉及的三氧化钨粉末将BET比表面积设为2g/m2，试样2涉及的三氧化钨粉末将BET比表面积设为5g/m2，试样3涉及的三氧化钨粉末将BET比表面积设为10g/m2，试样4涉及的三氧化钨粉末将BET比表面积设为15g/m2。予以说明，三氧化钨粉末的组成均为WO2.6～3.0的范围内。
接着，对各三氧化钨粉末实施XRD分析及拉曼光分析。通过XRD分析，研究三氧化钨中的六方晶结晶结构的比例(体积％)。
实施XRD分析法的情况下，如果为六方晶，则检测到(100)、(001)、(200)、(101)、(200)的5个峰。另外，如果为单斜晶，则检测到(002)、(020)、(200)、(022)、(202)的5个峰。
另外，具有六方晶和单斜晶混合的构成相的情况下，可以用六方晶的最强峰和单斜晶的最强峰之比求出。另外，作为六方晶，求出(100)、(001)、(200)的3个峰的平均值(平均峰强度)，作为单斜晶，求出(002)、(020)、(200)的3个峰的平均值(平均峰强度)。使用预先测定的标准曲线进行测定。
另外，通过实施拉曼光分析法，可以确认结晶结构或水合物的有无。具体而言，在六方晶中，在690±10cm-1或/和780±10cm-1处检测到强度峰。另外，在单斜晶中，在720±10cm-1或/和800±10cm-1处检测到强度峰。其中，六方晶的690±10cm-1、单斜晶的720±10cm-1容易判别，因此，优选根据该2个峰的有无来判断。另外，水合物的情况下，在950±10cm-1处检测到强度峰。
将其结果示于表1。
[表1]
由表1所示的测定结果可知：就试样1而言，六方晶和单斜晶混合存在。另外，就试样2～4而言，六方晶为100％。另外，试样1～4均通过拉曼光分析没有观察到950±10cm-1的峰，确认水合物不存在。
接着，在三氧化钨粉末(WO3)粉末中混合作为导电助剂的乙炔黑和作为粘结材料的PolyVinylideneDiFluoride(聚偏氟乙烯)，制作浆料。将该浆料在厚度15μm的铝箔(负极侧电极层11)上印刷并干燥，制成负极电极片(负极层12)。作为正极，使用LiCoO2粉末，用与上述负极同样的方法制作浆料，涂布于厚度15μm的铝箔(正极侧电极层15)上，干燥后，制作正极电极片(正极层14)。另外，WO3粉末和乙炔黑的混合比(质量比)设为WO3粉末：乙炔黑＝100：10。另外，以WO3粉末和乙炔黑的合计的负极材料的单位面积重量成为12mg/cm2的方式进行调整，以干燥后的膜厚成为20μm、空隙率成为50％的方式形成。另外，作为正极材料的单位面积重量，相对于负极材料的电容量设置具有充分富余的量。
另外，使用聚乙烯多孔质膜(膜厚20μm)作为隔膜层(隔膜层13)。在将这些、电极、隔膜层切成10cm见方并层叠14层的基础上，焊接用于取出电流的线标。将该层叠体插入于层压型的槽中，含浸电解液之后进行脱泡、密闭，制作电容器型蓄电装置(试样1A～4A)。电解液使用在EC/DEC溶液中溶解有LiPF6作为电解质的溶液。予以说明，EC为EthyleneCarbonate，DEC为DiethylCarbonate的简称。
使用上述电容器型蓄电装置研究充放电特性。首先，为了测定电容量，使用充放电装置在1.5V～3.0V的电压范围内进行充放电试验。充电最初以定电流模式进行，在到达3.0V的时刻转移至3.0V的定电压模式，继续充电至电流量减少为一定的值。充电结束后以一定电流进行放电，由放电时的电容量求出电容器型蓄电装置的电容量。作为电容量的值，使用放电时的能量容量值(J)。
接着，利用直流法实施内部电阻的测定。将定电流中的放电在使电流量以1mA、5mA的2水准进行变化的条件下实施，由各自的放电开始电压和负荷电流量的关系求出内部电阻值(Ω·cm2)。
表2表示初期的电容量(蓄电容量)及内部电阻值。
[表2]
试样No. 负极材料 蓄电容量(J) 内部电阻(Ω·cm2)
试样1A 试样1 75000 13
试样2A 试样2 77000 10
试样3A 试样3 80000 8
试样4A 试样4 80000 7
具有试样1A～4A涉及的蓄电装置的蓄电组件，蓄电容量高，内部电阻低。由于内部电阻低，因此，充放电的高速化是可能的。
(实施例1～7及比较例1～2)
接着，在所述第一发电组件或第二发电组件上并列地连接试样1A～4A的蓄电组件，制作表3所示的实施例1～7涉及的自然能量发电系统。予以说明，在发电组件和蓄电组件之间设置了用于从蓄电组件向发电组件的防逆流的二极管。
予以说明，在比较例1～2中，准备没有设置蓄电组件的发电系统。比较例1仅设为第一发电组件，比较例2仅设为第二发电组件。
关于实施例及比较例涉及的自然能量发电系统，研究了输出电力的偏离。就输出电力的偏离而言，照射60分钟太阳光，求出自然能量发电系统的输出电力的平均值(W)。另外，就偏离而言，相对于平均值，用％表示最大的偏移(最大的变动值)。另外，也求出缩小率(％)。缩小率(％)设为单位时间60分钟，作为60分钟时的缩小率(％)＝[(第一发电组件(或第二发电组件)的最大输出变动幅度-实施例涉及的自然能量发电系统的最大输出变动幅度)/实施例涉及的自然能量发电系统的最大输出变动幅度]×100而求出。将其结果同时示于表3。
[表3]
由上述表3所示的结果判明：实施例1～7涉及的自然能量发电系统可降低输出电力的偏离。另外，图3表示比较例1的输出电力坐标图，另一方面，图4表示实施例4的输出电力坐标图。如图4所示，得知：实施例4的自然能量发电系统不拘泥于使用相同的发电组件而实现了输出电力的稳定化。
特别判明：通过使用蓄电容量大的蓄电组件，可以降低偏离。另外，为了使蓄电容量变大，串联连接有多个蓄电组件的方法也是有效的。另外，通过使蓄电容量(J)增大至300(秒)×A(W)以上、进而350(秒)×A(W)以上，可以抑制光发电系统的输出电力的偏离。这是因为，实施方式涉及的电容器型蓄电装置可以与充放电的高速化相对应。
与此相对，如比较例1及比较例2那样，不采用与蓄电组件的单元结构时，输出电力的偏离大。
如上所述，实施方式涉及的自然能量发电系统可以设为耐于日照量的变化的光发电系统。另外，可以将进行了稳定化之后的输出电力供给于功率调节，因此，可以减少功率调节的负担。
(风力发电组件)
作为第三发电组件，准备输出电力400W的风力发电设备。另外，作为第四发电组件，准备输出电力600W的风力发电设备。
(蓄电组件)
准备上述的试样1A～4A。
(蓄电池组件)
以第三发电组件用来准备蓄电容量400Wh的铅蓄电池，另一方面，以第四发电组件用来准备蓄电容量600Wh的铅蓄电池。
(实施例8～11及比较例3～4)
接着，在所述第三发电组件或第四发电组件上并列地连接试样1A～4A的蓄电组件，制作表4所示的实施例8～11涉及的自然能量发电系统。予以说明，在发电组件和蓄电组件之间设置用于从蓄电组件向发电组件的防逆流的二极管。
予以说明，就比较例3～4而言，准备不设置蓄电组件的发电系统。比较例3仅设为第三发电组件，比较例4仅设为第四发电组件。
另外，在实施例及比较例涉及的自然能量发电系统上分别连接蓄电池组件。
关于实施例及比较例涉及的自然能量发电系统，研究了输出电力的偏离。就输出电力的偏离而言，进行60分钟风力发电，求出自然能量发电系统的输出电力的平均值(W)。另外，就偏离而言，相对于平均值，用％表示最大的偏移(最大的变动值)。
另外，也求出缩小率(％)。缩小率(％)设为单位时间60分钟，作为60分钟时的缩小率(％)＝[(第三发电组件(或第四发电组件)的最大输出变动幅度-实施例涉及的自然能量发电系统的最大输出变动幅度)/实施例涉及的自然能量发电系统的最大输出变动幅度]×100求出。将其结果同时示于下述表4。
[表4]
如上所述，本实施方式涉及的自然能量发电系统可以设为耐于风量变化的自然能量发电系统。另外，可以将进行了稳定化之后的输出电力供给于功率调节，因此，可以降低功率调节的负担。
接着，在实施例8～11及比较例3～4中分别连接蓄电池系统。进行3小时的风力发电，确认该期间进行了几次来自蓄电池系统的放电。将其结果示于表5。
[表5]
试样No. 来自蓄电池系统的放电次数(次)
实施例8 8
实施例9 5
实施例10 3
实施例11 2
比较例3 15
比较例4 18
如上所述，根据本实施方式涉及的自然能量发电系统，也可以减少来自蓄电池系统的放电次数。其结果，蓄电池系统的使用次数减少，因此，作为自然能量发电系统整体长期维持可靠性也是可能的。
以上，例示了本发明的几个实施方式，但这些实施方式作为例子提示，没有打算限定发明的范围。这些新的实施方式可以以其它的各种各样的形态实施，在不脱离发明的要点的范围内可以进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形例包含在发明的范围或要点中，同时，包含在专利权利要求所记载的发明和其等同范围中。另外，上述的各实施方式可以相互地组合而实施。
符号说明
1···自然能量发电系统(光发电系统、风力发电系统)
2···发电组件
3···蓄电组件
4···二极管
5···功率调节
6···负荷
10···电容器型蓄电装置
11···电极层(负极侧电极层)
12···负极层
13···隔膜层
14···正极层
15···电极层(正极侧电极层)

Claims (8)

1.具有蓄电功能的自然能量发电系统，其具备：具有至少1个将自然能量变换为电力的发电部的发电组件、和具有至少1个将由所述发电部变换的电力的一部分蓄电的蓄电装置的蓄电组件，其特征在于，
所述发电组件和所述蓄电组件并列地连接，对来自所述发电组件的输出电力施加来自蓄电组件的输出电力，由此作为光发电系统的输出电力的稳定化是可能的。
2.根据权利要求1所述的光发电系统，其特征在于，所谓稳定化，是将发电组件的输出的平均值设为A(W)时，能使自然能量发电系统的输出在A±0.25A(W)的范围。
3.根据权利要求1～2中任一项所述的自然能量发电系统，其特征在于，相对于发电组件的输出的平均值A(W)，在偏离至最小输出0.7A以下或最大输出1.3A以上时，作为自然能量发电系统的输出电力的稳定化也是可能的。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的自然能量发电系统，其特征在于，将所述发电组件的输出的平均值设为A(W)时，所述蓄电装置的蓄电容量(J)为300(秒)×A(W)以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的自然能量发电系统，其特征在于，蓄电装置具备作为多孔质电极层的氧化钨粉末。
6.根据权利要求5所述的自然能量发电系统，其特征在于，氧化钨粉末为具有六方晶结晶结构的三氧化钨粉末。
7.根据权利要求5～6中任一项所述的自然能量发电系统，其特征在于，所述多孔质电极层的膜厚为1μm以上、空隙率为20～80体积％。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的自然能量发电系统，其特征在于，自然能量为太阳光、风力的任一种以上。
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