JP2002164564A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽電池モジュールを用いた太陽光発電装置
にあって、簡単な構成によって発電量のレベル表示機能
をもたせて、機器を接続する前に現在の発電量を目視確
認できるようにするとともに、接続しようとする機器の
消費電力の大きさに即したレベル表示を行わせるように
する。 【構成】 太陽電池モジュールの受光面と同一面に配さ
れる受光量検出用の太陽電池セルと、その受光量検出用
セルの検出信号にもとづいて発電量のレベル表示を行う
表示部およびその表示駆動回路と、接続機器の消費電力
の大きさに応じて表示部における表示レベルを可変に調
整する手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電量の表示機能をも
った小型の太陽光発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大型の太陽光発電装置では、実際
に機器を接続したときの出力電流および出力電圧の検出
を行って、機器への供給電力をメータ表示するようにし
ている。しかし、携帯用電源として用いられる小型の太
陽光発電装置では、構造の簡素化を図るべく、そのよう
な接続機器への供給電力を表示する機能をもたせていな
いのが実状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、機器を接続したときの出力電流および出力電圧か
ら供給電力を表示するようにした太陽光発電装置では、
実際に機器を接続してみなければそのときの太陽電池モ
ジュールの発電量を把握できないことである。また、供
給電力の表示機能をもたない太陽光発電装置では、太陽
電池モジュールの発電状態を全く把握することができ
ず、実際に機器を接続したときの機器の動作状態からし
か現在の発電量が充足しているか不足しているかの判断
をなすことができないことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、太陽電池モジ
ュールを用いた太陽光発電装置にあって、簡単な構成に
よって発電量の表示機能をもたせて、機器を接続する前
に現在の発電量を目視確認できるようにするべく、太陽
電池モジュールの受光面と同一面に配される受光量検出
用の太陽電池セルと、その太陽電池セルによる受光量検
出信号のレベル判定を行って、発電量の段階的なレベル
表示を行う表示部およびその表示駆動回路とを設けるよ
うにしている。

【０００５】そして、その際、特に本発明にあっては、
表示部における表示状態をみることによって、接続しよ
うとする機器が現在の発電量によって動作可能であるか
否かを容易に判断できるようにするべく、太陽電池モジ
ュールに接続される機器の消費電力の大きさに応じて表
示部に表示される発電量の段階的なレベルを可変に調整
する手段を設けて、機器の消費電力に即した発電量のレ
ベル表示を行わせることができるようにしている。

【０００６】

【実施例】図１および図２は、本発明による太陽光発電
装置の一構成例をしている。

【０００７】その太陽光発電装置は、太陽電池モジュー
ル１からなっており、その太陽電池モジュール１の受光
面２（図中矢印Ｐは入射光を示している）と同一面に受
光量検出用の太陽電池セル３が設けられている。そし
て、その太陽電池モジュール１内には、受光量検出用セ
ル３の検出信号にもとづいて発電量を段階的に表示する
表示部４およびその表示駆動回路（図４参照）とが、太
陽電池モジュール１の受光面２を遮ることがないよう
に、一体に封入されてユニット化されている。

【０００８】その際、太陽電池モジュール１の受光面２
と同一面に受光量検出用セル３が設けられているので、
太陽電池モジュール１の発電量を何ら低下させることな
く、その受光量に即した検出信号を得ることができるよ
うになる。

【０００９】表示部４は、太陽電池モジュール１の一側
面において、発電量の段階的な表示状態が目視可能なよ
うに配されている。したがって、太陽電池モジュールの
受光面２に影を落すことなく、その表示部４の表示状態
をみることができるようになる。

【００１０】また、図３は本発明による太陽光発電装置
の他の構成例を示しており、この場合には特に、表示部
４およびその表示駆動回路を別途パッケージ化して、そ
のパッケージ６を、太陽電池モジュール１の一側方から
表示部４の表示状態をみることができるように、太陽電
池モジュール１の下面に取り付けるようにしている。そ
れによれば、特に、太陽電池モジュール１自体の影にな
る箇所でＬＥＤ４１が発光するために、その表示状態が
みやすくなる。そして、その表示部４の表示面を斜め下
方に向けることにより、比較的高い所に太陽電池モジュ
ール１を設置したときに、その表示部４の表示状態を下
側方からみやすくなるようにしている。

【００１１】図４は、その太陽光発電装置の電気的な回
路構成を示している。ここでは、受光量検出用セル３に
直列に負荷抵抗Ｒが接続され、その負荷抵抗Ｒの端子電
圧を受光量検出用セル３の検出電圧として表示駆動回路
５が読み込んで、段階的に設定されている各基準電圧と
その検出電圧との比較をそれぞれなすことによって段階
的なレベル判定が行われ、その判定されたレベルにした
がって表示部４に発電量の表示が段階的（例えば５段
階）になされるようになっている。Ｅは、太陽電池モジ
ュール１の出力電圧である。

【００１２】表示部４は、発電量の段階的な表示レベル
数に応じた複数（例えば５つ）のＬＥＤ４１が並設され
おり、発電量が多いほどＬＥＤ４１の点灯数が多くなる
ように設定されている。

【００１３】このように構成された本発明による太陽光
発電装置によれば、太陽電池モジュール１に機器を実際
に接続してその動作状態をみるまでもなく、その前に表
示部４におけるＬＥＤ４１の点灯数をみることによって
現在の発電量を目視確認することができ、機器を接続し
た場合にそれが動作可能か否かの判断を的確に行わせる
ことができるようになる。

【００１４】また、この太陽光発電装置を設置するに際
して、その表示部４における発電量のレベル表示状態を
みることによって、発電量が最大となる最適な方向を容
易に見極めることができるようになる。

【００１５】そして、機器を接続しているときにあって
も、表示部４における発電量のレベル表示状態をみるこ
とによって、経時的な発電量の変化を逐次知ることがで
きるようになる。

【００１６】図５は、本発明による太陽光発電装置を、
野外などでＡＶ機器などの携帯用電源として容易に設置
することができるようにしたときの構成例を示してい
る。

【００１７】ここでは、太陽電池モジュール（１）、受
光量検出用セル（３）、表示部（４）および表示駆動回
路（５）が一体に組み込まれてユニット化された太陽光
発電装置本体７を、その受光面２の方向を自在に変える
ことのできるフレキシブルな支柱８によって支持し、そ
の支柱８の先端に設けたクリップ９によって適宜箇所に
挟持させることができるようにしている。

【００１８】その太陽光発電装置本体７の下面中央に
は、図６に示すように、支柱８の取付座１０が設けられ
ており、その取付座１０にネジ１１によって支柱８が着
脱自在に取り付けられるようになっている。

【００１９】また、そのフレキシブルな支柱８の内部を
通して、太陽電池モジュール１の出力コード１２が引き
出されている。

【００２０】このように構成された携帯用電源を用いる
に際して、例えば、図７に示すように、ビーチパラソル
１３の端にクリップ９によって太陽光発電装置本体７を
取り付け、その受光面２を太陽の方に向くようにセット
したうえで、ラジオ１４をつける。そして、夕方になっ
てラジオ１４の音が小さくなってきたら、夕日の方向に
受光面２を傾けるようにすればよい。

【００２１】また、図８に示すように、夜のキャンプ場
において、太陽光発電装置本体７の受光面２がガスラン
タン１５に対向するように設置すれば、ラジオ１４の電
源に用いることができる。その際、ラジオ１４を聞くこ
とができるかどうかは表示部（４）の表示状態をみれば
一目瞭然となる。

【００２２】本発明は、以上のような太陽光発電装置に
あって、特に、太陽電池モジュール１に接続される機器
の消費電力の大きさに応じて表示部４における表示レベ
ルを可変に調整する手段を設けるようにしている。

【００２３】図９は、太陽電池モジュール１の一般的な
出力特性を示している。ここで、Ａは日射量が最大時の
出力特性を、Ｂは日射量が最大時の１／２の出力特性
を、Ｃは日射量が最大時の１／４の出力特性をそれぞれ
示している。また、ａ点は日射量が最大時における最大
出力動作点を、ｂ点は日射量が１／２時の最大出力動作
点を、ｃ点は日射量が１／４時の最大出力動作点をそれ
ぞれ示している。

【００２４】いま、このような出力特性をもった太陽電
池モジュール１に負荷（大）特性Ｌ１をもって動作点ｂ
以上で動作する機器（例えばラジオカセットレコーダ）
を接続する場合、日射量が最大時の１／２以上あればそ
の機器は動作可能になる。

【００２５】この場合、図１０中ＤＩＳＰ１に示すよう
に、日射量が最大時の１／２のときの受光量検出用セル
３による検出信号の５段階によるレベル判定がレベル２
となって、表示部４における５つのＬＥＤのうちの２つ
が点灯するようにレベル配分しておけば、その機器を接
続する前に、表示部４のＬＥＤが２つ以上点灯していれ
ば動作が可能であり、その点灯数が１つ以下であれば動
作が不可能であると判断できるようになる。

【００２６】その際、表示部４における５つのＬＥＤの
うちの３つ以上が点灯していれば、そのときの太陽電池
モジュール１の発電量が機器を動作させるのに充分であ
ると判断して、太陽光発電装置本体７の設置に気を使う
必要がなくなる。

【００２７】また、図９に示すような出力特性をもった
太陽電池モジュール１に負荷（小）特性Ｌ２をもって動
作点ｃ以上で動作する機器（例えばイヤホーン専用ＣＤ
プレーヤー）を接続する場合、日射量が最大時の１／４
以上あればその機器は動作可能になる。

【００２８】この場合、図１０中ＤＩＳＰ１に示すレベ
ル配分で太陽電池モジュール１の発電量の表示を行わせ
ると、日射量が最大時の１／４で機器の動作が可能であ
るにもかかわらず、そのときの表示部４におけるＬＥＤ
の点灯数が１つ以下となって、その機器が動作可能であ
るか否かの判断が困難になってしまう。

【００２９】したがって、この場合には、図１０中ＤＩ
ＳＰ２に示すように、日射量が最大時の１／４のときの
受光量検出用セル３による検出信号の５段階によるレベ
ル判定がレベル２となって、表示部４における５つのＬ
ＥＤのうちの２つが点灯するようにレベル配分しておけ
ば、その機器を接続する前に、表示部４のＬＥＤが２つ
以上点灯していれば動作が可能であり、その点灯数が１
つ以下であれば動作が不可能であると容易に判断するこ
とができるようになる。

【００３０】このように、太陽電池モジュール１に接続
する機器の消費電力の大きさに応じて表示部４における
段階的な表示レベルを適宜調整することで、負荷にみあ
った最適な発電量のレベル表示が行われるようになる。

【００３１】表示部４における段階的な表示レベルを可
変に調整するための具体的な手段としては、図１１に示
すように、受光量検出用セル３に接続された負荷抵抗Ｒ
（その端子電圧が受光量の検出信号として表示駆動回路
５に与えられてレベル判定が行われる）を可変にする。

【００３２】図１２は受光量検出用セル３の出力特性を
示しており、Ａ′は日射量が最大時の出力特性を、Ｂ′
は日射量が最大時の１／２の出力特性を、Ｃ′は日射量
が最大時の１／４の出力特性を示している。

【００３３】このような出力特性をもった受光量検出用
セル３に接続された負荷抵抗Ｒの端子電圧は、日射量に
比例して直線的に変化する。その際、図１２中ＲＬ１の
特性で示すように、負荷抵抗Ｒの端子電圧がＶｂ以上あ
れば日射量は最大時の１／２以上となり、そのときの太
陽電池モジュール１の発電量も最大時の１／２以上とな
って、前述したラジオカセットレコーダが動作可能な状
態になる。したがって、この場合には、そのときの負荷
抵抗Ｒの端子電圧Ｖｂが表示駆動回路５においてレベル
２と判定されて、表示部４における２つのＬＥＤが点灯
するようにする。

【００３４】また、そのＲＬ１の特性にあって、負荷抵
抗Ｒの端子電圧がＶｃ以上あれば日射量は最大時の１／
４以上となり、そのときの太陽電池モジュール１の発電
量も最大時の１／４以上となって、前述したイヤホーン
専用ＣＤプレーヤーが動作可能な状態になるが、そのと
きの端子電圧Ｖｃが表示駆動回路５においてレベル１以
下であると判定されてしまう。

【００３５】したがって、この場合には、図１２中点線
で示すＲＬ２の特性になるように、負荷抵抗Ｒの抵抗値
を調整する（抵抗値を増大させる）。そのときの負荷抵
抗Ｒの端子電圧Ｖｂが表示駆動回路５においてレベル２
と判定されて、表示部４における２つのＬＥＤが点灯す
ることになる。

【００３６】受光量検出用セル３としては、それが発電
用の太陽電池モジュール１に使用されているセルと同じ
特性を有していることが望ましいが、特性が異なるもの
であってもよい。また、光電変換効率は高くても低くて
も問題はなく、負荷抵抗Ｒの抵抗値を適宜調整すること
によって受光量の変化を電圧に変換できるものであれば
よい。

【００３７】図１３は、受光量検出用セル３に接続され
る負荷抵抗の抵抗値を調整することによって、表示部４
における表示レベルを変更できるようにしたときの表示
部４および表示駆動回路５の具体的な回路構成例を示し
ている。図中、５１はマルチプレクサ構成からなる表示
駆動部を示している。

【００３８】ここでは、ＶＲ１＋ＶＲ２が図１１に示す
負荷抵抗Ｒに相当している。この２つの抵抗値を接続機
器の消費電力の大きさと太陽電池モジュール１の動作条
件に応じて適宜調整することによって、どの表示レベル
でいくつのＬＥＤを点灯させるかを決定できるようにな
る。

【００３９】また、表示部４における段階的な表示レベ
ルを可変に調整するための他の具体的な手段として、表
示駆動回路５において、予め複数の比較器に段階的に設
定されている各基準電圧と受光量検出用セル３に接続さ
れた負荷抵抗Ｒの端子電圧との比較をそれぞれなして、
その端子電圧のレベル判定を行うウインドコンパレータ
構成をとる場合に、各比較器における基準電圧を可変に
調整できるようにしてもよい。

【００４０】また、段階的なレベル表示を行う表示部４
としては、前述した複数のＬＥＤの点灯によるものに限
らず、その他に液晶ディスプレイによるものを用いて、
表示駆動回路５で判定されたレベルに応じた長さのバー
を表示させたり、またその判定されたレベルに応じた数
のバーを表示させたりすることも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上、本発明は、太陽電池モジュールを
用いた太陽光発電装置にあって、太陽電池モジュールの
受光面と同一面に配される受光量検出用の太陽電池セル
と、その受光量検出用セルの検出信号にもとづいて発電
量の表示を行う表示部およびその表示駆動回路とを設け
るようにしたもので、簡単な構成によって発電量の表示
機能をもたせて、機器を接続する前に現在の発電量を目
視確認できるという利点を有している。

【００４２】その際、太陽電池モジュールの現在の発電
量を段階的にレベル表示するようにしているので、機器
を接続する場合にそれが正常に動作するか否かの判断を
容易になすことができるようになる。そして、この太陽
光発電装置を設置するに際して、その表示部における発
電量のレベル表示状態をみることによって、発電量が最
大となる最適な方向に容易に設置することができるよう
になるなど、特に携帯用の小型電源装置として最適なも
のとなる。

【００４３】そして、特に本発明では、太陽電池モジュ
ールに接続される機器の消費電力の大きさに応じて表示
部に表示される発電量の段階的なレベルを可変に調整す
る手段を設けることによって、接続しようとする機器に
即したレベル表示を行わせることができるようになり、
そのレベル表示状態をみることによってその機器が現在
の発電量によって動作可能であるか否かを容易に判断す
ることができるという利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による太陽光発電装置の一実施例を示す
平面図である。

【図２】同実施例による太陽光発電装置の斜視図であ
る。

【図３】本発明による太陽光発電装置の他の実施例を示
す正面図である。

【図４】本発明による太陽光発電装置の電気的な回路構
成を示す図である。

【図５】本発明による太陽光発電装置を携帯用電源とし
て用いるようにしたときの構成例を示す斜視図である。

【図６】同構成例における太陽光発電装置本体の支柱へ
の取付け部分を示す正面図である。

【図７】本発明による太陽光発電装置を携帯用電源とし
て用いるときの使用の一態様を示す簡略図である。

【図８】本発明による太陽光発電装置を携帯用電源とし
て用いるときの使用の他の態様を示す簡略図である。

【図９】太陽電池モジュールの一般的な出力特性および
接続機器の負荷特性を示す図である。

【図１０】日射量に応じて表示部における各ＬＥＤを点
灯させるレベル配分の例を示す図である。

【図１１】受光量検出用セルに負荷抵抗を接続した状態
を示す電気回路図である。

【図１２】受光量検出用セルの出力特性および負荷抵抗
の特性を示す図である。

【図１３】表示レベルを変更できるようにしたときの表
示部および表示駆動回路の具体的な構成例を示す電気回
路図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池モジュール ２ 受光面 ３ 受光量検出用セル ４ 表示部 ５ 表示駆動回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池モジュールと、その太陽電池モ
   ジュールの受光面と同一面に配される受光量検出用の太
   陽電池セルと、発電量の段階的なレベル表示を行う表示
   部と、前記太陽電池セルによる受光量検出信号の段階的
   なレベル判定を行って、その判定結果に応じて表示部の
   駆動を行わせる表示駆動回路と、太陽電池モジュールに
   接続される機器の消費電力の大きさに応じて表示部にお
   ける表示レベルを可変に調整する手段を設けたことを特
   徴とする太陽光発電装置。
2. 【請求項２】 受光量検出用の太陽電池セルに接続され
   た負荷抵抗の端子電圧を表示駆動回路に与えて段階的な
   レベル判定を行うように構成したうえで、その負荷抵抗
   を可変に調整できるようにしたことを特徴とする請求項
   １の記載による太陽光発電装置。
3. 【請求項３】 受光量検出用の太陽電池セルに接続され
   た負荷抵抗の端子電圧を比較基準レベルが設定された複
   数の比較器と逐次比較して段階的なレベル判定を行うよ
   うに構成したうえで、各比較器における基準レベルを可
   変に調整できるようにしたことを特徴とする請求項１の
   記載による太陽光発電装置。