JP2002339853A - 充電ステーション - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/007—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/11—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing electrical energy
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
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- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
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- H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
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Abstract
(57)【要約】
【課題】太陽光発電と風力発電を備える充電ステーショ
ンの発電効率を向上する。 【解決手段】風力発電機2は、上下に少なくとも一組ず
つ備えられた太陽光電池パネル1a〜1c,13a〜1
3cによって挟まれており、太陽光パネル1a〜1c、
13a〜13cの中心部に相当する位置に備えられてい
る。上下の太陽光電池パネル1a〜1c,13a〜13
c間の距離は、風力発電機2が設けられている中心部が
もっとも小さく、風力発電機2から遠ざかるにつれて大
きくなっていく。これにより、上下の太陽光電池パネル
1a〜1c,13a〜13cがダクトの役割を果たし、
風力発電機2に向かう風を収集するとともに、収集した
風の速度を増加させるので、発電量が増加する。
ンの発電効率を向上する。 【解決手段】風力発電機2は、上下に少なくとも一組ず
つ備えられた太陽光電池パネル1a〜1c,13a〜1
3cによって挟まれており、太陽光パネル1a〜1c、
13a〜13cの中心部に相当する位置に備えられてい
る。上下の太陽光電池パネル1a〜1c,13a〜13
c間の距離は、風力発電機2が設けられている中心部が
もっとも小さく、風力発電機2から遠ざかるにつれて大
きくなっていく。これにより、上下の太陽光電池パネル
1a〜1c,13a〜13cがダクトの役割を果たし、
風力発電機2に向かう風を収集するとともに、収集した
風の速度を増加させるので、発電量が増加する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリの充電を
行う充電ステーションに関する。
行う充電ステーションに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば電気自動車に備えられたバッテリ
の充電を行う充電ステーションとして、太陽光電池パネ
ルと風力発電機を備えて、太陽光発電と風力発電による
電力を用いるものが知られている。この充電ステーショ
ンでは、電気自動車を充電するための電力を、太陽光と
風による自然のエネルギーを利用して得ている。従っ
て、電力の発電から電気自動車の充電にいたるまでの電
力の流れを考えたときに、極めてゼロエミッションに近
いものといえる。
の充電を行う充電ステーションとして、太陽光電池パネ
ルと風力発電機を備えて、太陽光発電と風力発電による
電力を用いるものが知られている。この充電ステーショ
ンでは、電気自動車を充電するための電力を、太陽光と
風による自然のエネルギーを利用して得ている。従っ
て、電力の発電から電気自動車の充電にいたるまでの電
力の流れを考えたときに、極めてゼロエミッションに近
いものといえる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
太陽光パネルと風力発電機を備えた充電ステーションで
は、単に太陽光発電と風力発電による電力を利用するも
のであり、両電力の発電効率や充電ステーションのサイ
ズ等までは考慮されていなかった。
太陽光パネルと風力発電機を備えた充電ステーションで
は、単に太陽光発電と風力発電による電力を利用するも
のであり、両電力の発電効率や充電ステーションのサイ
ズ等までは考慮されていなかった。
【0004】本発明の目的は、太陽光発電と風力発電の
発電効率を向上させるとともに、サイズを縮小化した充
電ステーションを提供することにある。
発電効率を向上させるとともに、サイズを縮小化した充
電ステーションを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図1
〜2を参照して本発明を説明する。 (1)本発明による充電ステーションは、風力により発
電する風力発電機2と、風力発電機2を挟んで、上下に
少なくとも一組ずつ備えられた太陽光電池パネル1a〜
1c,13a〜13cと、風力発電機2と太陽光パネル
1a〜1c,13a〜13cとによって発電された電力
を蓄電するバッテリ6とを備え、一組の太陽光電池パネ
ル1a〜1c,13a〜13cにより、風力発電機2に
向かう風を収集するとともに、収集した風の速度を増加
させるダクトを形成し、風力発電機2をダクトの内部に
配設することにより、上記目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1の充電ステーション
において、太陽光電池パネル1a〜1c,13a〜13
cのそれぞれは円形形状を呈し、上側の太陽光電池パネ
ルと下側の太陽光電池パネルとの間隔が太陽光電池パネ
ルの周囲から中央に向かって序々に狭くなることを特徴
とする。 (3)請求項3の発明は、請求項1または2の充電ステ
ーションにおいて、風力発電機2はサボニウス型風力発
電機2であることを特徴とする。 (4)請求項4の発明は、請求項3の充電ステーション
において、サボニウス型風力発電機2の羽根の少なくと
も一枚には、間隙を有することを特徴とする。 (5)請求項5の発明は、請求項1または2の充電ステ
ーションにおいて、風力発電機2はブレード型風力発電
機2であることを特徴とする。
〜2を参照して本発明を説明する。 (1)本発明による充電ステーションは、風力により発
電する風力発電機2と、風力発電機2を挟んで、上下に
少なくとも一組ずつ備えられた太陽光電池パネル1a〜
1c,13a〜13cと、風力発電機2と太陽光パネル
1a〜1c,13a〜13cとによって発電された電力
を蓄電するバッテリ6とを備え、一組の太陽光電池パネ
ル1a〜1c,13a〜13cにより、風力発電機2に
向かう風を収集するとともに、収集した風の速度を増加
させるダクトを形成し、風力発電機2をダクトの内部に
配設することにより、上記目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1の充電ステーション
において、太陽光電池パネル1a〜1c,13a〜13
cのそれぞれは円形形状を呈し、上側の太陽光電池パネ
ルと下側の太陽光電池パネルとの間隔が太陽光電池パネ
ルの周囲から中央に向かって序々に狭くなることを特徴
とする。 (3)請求項3の発明は、請求項1または2の充電ステ
ーションにおいて、風力発電機2はサボニウス型風力発
電機2であることを特徴とする。 (4)請求項4の発明は、請求項3の充電ステーション
において、サボニウス型風力発電機2の羽根の少なくと
も一枚には、間隙を有することを特徴とする。 (5)請求項5の発明は、請求項1または2の充電ステ
ーションにおいて、風力発電機2はブレード型風力発電
機2であることを特徴とする。
【0006】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態
の図と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に
限定されるものではない。
では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態
の図と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に
限定されるものではない。
【0007】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
る。 (1)請求項1〜5の発明によれば、風力発電機を挟ん
で上下に設置される太陽光電池パネルがダクトを形成
し、風力発電機2に効果的に風を取り込むことができ
る。これにより、風力発電機による発電量が増加するの
で、充電ステーション全体として所望の発電量を得るこ
とを考えると、太陽光電池パネルの数を減らしたり、風
力発電機のサイズを小さくすることができる。従って、
充電ステーション全体のサイズを縮小することができ
る。 (2)請求項2の発明によれば、太陽光電池パネルを円
形にしたので、風力発電機を挟んだ上下の太陽光電池パ
ネルは、風力発電機の周囲の全ての方向に対してダクト
の役割を果たすようになる。従って、風力発電機には全
ての方向からの風を効果的に取り入れることができるの
で、風力発電機による発電量が増加する。 (3)請求項3の発明によれば、風力発電機としてサボ
ニウス型風力発電機を用いることにより、低速の風でも
作動するというサボニウス型風力発電機の利点を生かし
て、風の弱い場所でも利用することができる。 (4)請求項4の発明によれば、サボニウス型風力発電
機の少なくとも一枚の羽根は間隙を有することにより、
非回転方向に風を受けたときの抵抗を減少させることが
できるので、風量発電機の回転効率を向上させるととも
に、発電量を増加させることができる。
る。 (1)請求項1〜5の発明によれば、風力発電機を挟ん
で上下に設置される太陽光電池パネルがダクトを形成
し、風力発電機2に効果的に風を取り込むことができ
る。これにより、風力発電機による発電量が増加するの
で、充電ステーション全体として所望の発電量を得るこ
とを考えると、太陽光電池パネルの数を減らしたり、風
力発電機のサイズを小さくすることができる。従って、
充電ステーション全体のサイズを縮小することができ
る。 (2)請求項2の発明によれば、太陽光電池パネルを円
形にしたので、風力発電機を挟んだ上下の太陽光電池パ
ネルは、風力発電機の周囲の全ての方向に対してダクト
の役割を果たすようになる。従って、風力発電機には全
ての方向からの風を効果的に取り入れることができるの
で、風力発電機による発電量が増加する。 (3)請求項3の発明によれば、風力発電機としてサボ
ニウス型風力発電機を用いることにより、低速の風でも
作動するというサボニウス型風力発電機の利点を生かし
て、風の弱い場所でも利用することができる。 (4)請求項4の発明によれば、サボニウス型風力発電
機の少なくとも一枚の羽根は間隙を有することにより、
非回転方向に風を受けたときの抵抗を減少させることが
できるので、風量発電機の回転効率を向上させるととも
に、発電量を増加させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は、本
発明による充電ステーションの一実施の形態の構成を示
す図である。なお、以下の発明の実施の形態では、充電
ステーションを電気自動車を充電するためのステーショ
ンとして説明するが、これに限られず、例えば家庭用電
力を蓄電するものに用いても良い。図1に示す充電ステ
ーションは、太陽電池モジュール1と風力発電機2とD
Cコントローラ3とインバータ4と充電スタンド5とバ
ッテリ6とを備えている。この構成は、以下で説明する
第1〜第5の実施の形態の充電ステーションに共通のも
のである。
発明による充電ステーションの一実施の形態の構成を示
す図である。なお、以下の発明の実施の形態では、充電
ステーションを電気自動車を充電するためのステーショ
ンとして説明するが、これに限られず、例えば家庭用電
力を蓄電するものに用いても良い。図1に示す充電ステ
ーションは、太陽電池モジュール1と風力発電機2とD
Cコントローラ3とインバータ4と充電スタンド5とバ
ッテリ6とを備えている。この構成は、以下で説明する
第1〜第5の実施の形態の充電ステーションに共通のも
のである。
【0009】太陽電池モジュール1は、太陽光により発
電する太陽光電池パネルを複数備えている。この太陽光
電池パネルは、太陽光が照射しやすい充電ステーション
の屋根に取り付けられている。風力発電機2は、風力に
より発電するものであり、充電ステーションの上方部に
取り付けられている。太陽電池モジュール1と風力発電
機2は、それぞれDCコントローラ3と接続されてい
る。DCコントローラ3は、太陽電池モジュール1と風
力発電機2で発電した直流電力の制御を行う。すなわ
ち、過電流防止や逆流防止などの電流制御、過充電防止
や過電圧防止などの電圧制御を行う。上記制御の行われ
た直流電力は、バッテリ6に蓄電されるための電圧に変
換された後、バッテリ6に蓄電される。
電する太陽光電池パネルを複数備えている。この太陽光
電池パネルは、太陽光が照射しやすい充電ステーション
の屋根に取り付けられている。風力発電機2は、風力に
より発電するものであり、充電ステーションの上方部に
取り付けられている。太陽電池モジュール1と風力発電
機2は、それぞれDCコントローラ3と接続されてい
る。DCコントローラ3は、太陽電池モジュール1と風
力発電機2で発電した直流電力の制御を行う。すなわ
ち、過電流防止や逆流防止などの電流制御、過充電防止
や過電圧防止などの電圧制御を行う。上記制御の行われ
た直流電力は、バッテリ6に蓄電されるための電圧に変
換された後、バッテリ6に蓄電される。
【0010】インバータ4は、バッテリ6に蓄電されて
いる電力、または太陽電池モジュール1や風力発電機2
で発電されて直接インバータに供給される直流電力を、
所望の値の交流電力に変換する。インバータ4で交流電
力に変換された電力は、充電スタンド5を介して電気自
動車に供給される。
いる電力、または太陽電池モジュール1や風力発電機2
で発電されて直接インバータに供給される直流電力を、
所望の値の交流電力に変換する。インバータ4で交流電
力に変換された電力は、充電スタンド5を介して電気自
動車に供給される。
【0011】図2は、本発明による充電ステーションの
第1の実施の形態の側面図、図3は斜め上方から見た図
である。この充電ステーションでは、一度に3台の電気
自動車10を充電することができる。第1の実施の形態
の充電ステーションでは、風力発電機2としてサボニウ
ス型風力発電機2が用いられている。サボニウス型風力
発電機2は、垂直軸風車であるサボニウス風車を用いる
ものである。サボニウス風車は、比較的大きなトルクを
発生し、風向きに関係なく低速の風でも起動することが
できるので、風の弱いところでも利用することができる
という特徴をもつ。サボニウス型風力発電機2(以下、
単に風力発電機と呼ぶ)は、支持体11a,11bや補
強体12により支えられ、地面上方の位置に設けられて
いる。また、風力発電機2は、図2に示すように太陽光
電池パネルの中心部に相当する位置に設けられている。
この第1の実施の形態では、図3に示すように、風力発
電機2は所定の間隔にて2つ設置されている。
第1の実施の形態の側面図、図3は斜め上方から見た図
である。この充電ステーションでは、一度に3台の電気
自動車10を充電することができる。第1の実施の形態
の充電ステーションでは、風力発電機2としてサボニウ
ス型風力発電機2が用いられている。サボニウス型風力
発電機2は、垂直軸風車であるサボニウス風車を用いる
ものである。サボニウス風車は、比較的大きなトルクを
発生し、風向きに関係なく低速の風でも起動することが
できるので、風の弱いところでも利用することができる
という特徴をもつ。サボニウス型風力発電機2(以下、
単に風力発電機と呼ぶ)は、支持体11a,11bや補
強体12により支えられ、地面上方の位置に設けられて
いる。また、風力発電機2は、図2に示すように太陽光
電池パネルの中心部に相当する位置に設けられている。
この第1の実施の形態では、図3に示すように、風力発
電機2は所定の間隔にて2つ設置されている。
【0012】太陽光電池パネル1a〜1cは、風力発電
機2を挟んで、上下に1組ずつ取り付けられている。太
陽光電池パネル1a〜1cは、一日の照射時間が最も長
い方向に向けて取り付けられている。風力発電機2を挟
む上下のパネルの全てを太陽光電池パネルとすることも
できるが、本実施の形態では、太陽光が照射される時間
が長い方向を向く位置に太陽光電池パネル1a〜1cを
設け、他のパネルは可視光透過パネル13a〜13cと
している。これにより、全てのパネルを太陽光電池パネ
ルとしたときに比べて、コストを抑えることができる。
また、可視光透過パネルを用いることにより、下に設け
られている太陽光電池パネル1aにも太陽光を照射させ
ることができる。なお、下側のパネル13b,13c
は、可視光透過パネル以外のパネルを用いてもよい。
機2を挟んで、上下に1組ずつ取り付けられている。太
陽光電池パネル1a〜1cは、一日の照射時間が最も長
い方向に向けて取り付けられている。風力発電機2を挟
む上下のパネルの全てを太陽光電池パネルとすることも
できるが、本実施の形態では、太陽光が照射される時間
が長い方向を向く位置に太陽光電池パネル1a〜1cを
設け、他のパネルは可視光透過パネル13a〜13cと
している。これにより、全てのパネルを太陽光電池パネ
ルとしたときに比べて、コストを抑えることができる。
また、可視光透過パネルを用いることにより、下に設け
られている太陽光電池パネル1aにも太陽光を照射させ
ることができる。なお、下側のパネル13b,13c
は、可視光透過パネル以外のパネルを用いてもよい。
【0013】図2,図3に示すように、上下のパネル間
の間隔は、風力発電機2が設けられている位置(1b〜
13b間)が最も狭い。すなわち、可視光透過パネル1
3aと太陽光電池パネル1aとの間、および可視光透過
パネル13cと太陽光電池パネル1cとの間の距離を、
風力発電機2から遠ざかるにつれて、大きくしている。
つまり、上下のパネルを外側に大きく開くように設置し
ている。
の間隔は、風力発電機2が設けられている位置(1b〜
13b間)が最も狭い。すなわち、可視光透過パネル1
3aと太陽光電池パネル1aとの間、および可視光透過
パネル13cと太陽光電池パネル1cとの間の距離を、
風力発電機2から遠ざかるにつれて、大きくしている。
つまり、上下のパネルを外側に大きく開くように設置し
ている。
【0014】図4は、太陽光電池パネル1a〜1cおよ
び可視光透過パネル13a〜13cの一実施の形態の大
きさを示す図である。上述した最も間隔が狭いパネル1
bと13bとの距離は2.2m、外側の最も離れた部分の
距離は6.7mである。本発明は、図4に示す大きさに限
定されることはない。図5は、風力発電機2とその上下
に設置されているパネルを上方から見た図である。図
中、円で表されているのが風力発電機2である。上下に
備えられたパネルは、図の左右方向が外側に向かって大
きく開口しており、風が左右方向から流入してくるとき
の風力が最も大きい。
び可視光透過パネル13a〜13cの一実施の形態の大
きさを示す図である。上述した最も間隔が狭いパネル1
bと13bとの距離は2.2m、外側の最も離れた部分の
距離は6.7mである。本発明は、図4に示す大きさに限
定されることはない。図5は、風力発電機2とその上下
に設置されているパネルを上方から見た図である。図
中、円で表されているのが風力発電機2である。上下に
備えられたパネルは、図の左右方向が外側に向かって大
きく開口しており、風が左右方向から流入してくるとき
の風力が最も大きい。
【0015】風力発電機2の上下に設ける太陽光電池パ
ネル1a〜1cと可視光透過パネル13a〜13cを、
上述したように取り付けることにより、上下のパネル1
a〜1c,13a〜13cはダクトの役割を果たすよう
になる。従って、上下のパネルを並行に設置した場合に
比べて、大きく開いた開口部から風力発電機2に導かれ
る風量が増大するので、風力発電機2による発電量が増
加する。これにより、充電ステーション全体での所望の
発電量を得ることを考えた場合、太陽光発電による発電
量を減らすことができるので、太陽光電池パネル1a〜
1cの数を削減することができる。また、太陽光電池パ
ネル1a〜1cの数を減らすとともに、風力発電機2自
体の大きさを小さくすることもできる。従って、充電ス
テーション全体のサイズを縮小することができ、充電ス
テーションを製造する際、さらに設置する際のコストを
下げることができる。
ネル1a〜1cと可視光透過パネル13a〜13cを、
上述したように取り付けることにより、上下のパネル1
a〜1c,13a〜13cはダクトの役割を果たすよう
になる。従って、上下のパネルを並行に設置した場合に
比べて、大きく開いた開口部から風力発電機2に導かれ
る風量が増大するので、風力発電機2による発電量が増
加する。これにより、充電ステーション全体での所望の
発電量を得ることを考えた場合、太陽光発電による発電
量を減らすことができるので、太陽光電池パネル1a〜
1cの数を削減することができる。また、太陽光電池パ
ネル1a〜1cの数を減らすとともに、風力発電機2自
体の大きさを小さくすることもできる。従って、充電ス
テーション全体のサイズを縮小することができ、充電ス
テーションを製造する際、さらに設置する際のコストを
下げることができる。
【0016】図6,図7は、本発明による充電ステーシ
ョンの第1の実施の形態の変形例を示す図である。この
充電ステーションでは、一度に6台の電気自動車10を
充電することができる。図7は発電機2と電気自動車1
0の配置を示す図である。図7に示すように、発電機2
の周囲に6台の電気自動車10を配置できるようになっ
ている。太陽光電池パネル1a〜1c、風力発電機2の
取り付け位置などは、図2に示す充電ステーションと変
わりない。すなわち、本発明は太陽光電池パネル1a〜
1cと風力発電機2が上述したような構成を備えていれ
ば、充電スタンドの数や位置に影響されることはない。
ョンの第1の実施の形態の変形例を示す図である。この
充電ステーションでは、一度に6台の電気自動車10を
充電することができる。図7は発電機2と電気自動車1
0の配置を示す図である。図7に示すように、発電機2
の周囲に6台の電気自動車10を配置できるようになっ
ている。太陽光電池パネル1a〜1c、風力発電機2の
取り付け位置などは、図2に示す充電ステーションと変
わりない。すなわち、本発明は太陽光電池パネル1a〜
1cと風力発電機2が上述したような構成を備えていれ
ば、充電スタンドの数や位置に影響されることはない。
【0017】(第2の実施の形態)図8〜図10は、本
発明による充電ステーションの第2の実施の形態を示す
図である。第1の実施の形態の充電ステーションと異な
るのは、風力発電機である。すなわち、第2の実施の形
態の充電ステーションでは、ブレード型風力発電機2を
用いている。ブレード型風量発電機2は、サボニウス型
風力発電機と比べて、同じ風力の風を受けたときの出力
が大きい。太陽光パネル1a〜1c、可視光透過パネル
13a〜13cの取り付け位置や構成は、第1の実施の
形態の充電ステーションと変わりはない。
発明による充電ステーションの第2の実施の形態を示す
図である。第1の実施の形態の充電ステーションと異な
るのは、風力発電機である。すなわち、第2の実施の形
態の充電ステーションでは、ブレード型風力発電機2を
用いている。ブレード型風量発電機2は、サボニウス型
風力発電機と比べて、同じ風力の風を受けたときの出力
が大きい。太陽光パネル1a〜1c、可視光透過パネル
13a〜13cの取り付け位置や構成は、第1の実施の
形態の充電ステーションと変わりはない。
【0018】図9は、太陽光電池パネル1a〜1c、可
視光透過パネル13a〜13cの一実施の形態の大きさ
と、ブレード型風力発電機2の位置関係を示す側面図、
図9は上から見た図である。ブレード型風量発電機2
は、図9,図10では2枚しか示されていないが、複数
枚のブレード2a,2bを備えている。この複数枚のブ
レード2a,2bからなる風車で風を受けて回転軸2c
を回転させることにより、発電機を駆動するものであ
る。このブレード型風量発電機2では、風速の加速倍率
は3倍から9倍なので、図10のX方向0.6〜Y方向1.8
m/sの風があれば、定格出力(5.4m/s)を確保すること
ができる。ブレード型風力発電機1基の出力は、サボニ
ウス型風力発電機2基の出力よりも大きい。
視光透過パネル13a〜13cの一実施の形態の大きさ
と、ブレード型風力発電機2の位置関係を示す側面図、
図9は上から見た図である。ブレード型風量発電機2
は、図9,図10では2枚しか示されていないが、複数
枚のブレード2a,2bを備えている。この複数枚のブ
レード2a,2bからなる風車で風を受けて回転軸2c
を回転させることにより、発電機を駆動するものであ
る。このブレード型風量発電機2では、風速の加速倍率
は3倍から9倍なので、図10のX方向0.6〜Y方向1.8
m/sの風があれば、定格出力(5.4m/s)を確保すること
ができる。ブレード型風力発電機1基の出力は、サボニ
ウス型風力発電機2基の出力よりも大きい。
【0019】この第2の実施の形態の充電ステーション
においても、第1の実施の形態の充電ステーションと同
じ効果を得ることができる。すなわち、太陽光電池パネ
ル1a〜1cと可視光透過パネル13a〜13cを、第
1の実施の形態の充電ステーションと同じように取り付
けることにより、ブレード型風力発電機2による発電量
が増加する。これにより、充電ステーション全体のサイ
ズを縮小することができ、充電ステーションを製造する
際、さらに設置する際のコストを下げることができる。
においても、第1の実施の形態の充電ステーションと同
じ効果を得ることができる。すなわち、太陽光電池パネ
ル1a〜1cと可視光透過パネル13a〜13cを、第
1の実施の形態の充電ステーションと同じように取り付
けることにより、ブレード型風力発電機2による発電量
が増加する。これにより、充電ステーション全体のサイ
ズを縮小することができ、充電ステーションを製造する
際、さらに設置する際のコストを下げることができる。
【0020】(第3の実施の形態)図11,図12は、
本発明による充電ステーションの第3の実施の形態を示
す図である。風力発電機は、第2の実施の形態の充電ス
テーションに用いられたブレード型風量発電機2であ
る。第3の実施の形態の充電ステーションでは、太陽光
電池パネル1a〜1cと可視光透過パネル13a〜13
cが、流体力学を考慮した構造となっている。すなわ
ち、図11,図12に示すように、太陽光電池パネル1
a,1cと可視光透過パネル13a,13cは、曲面形
状を有している。これは、風力発電機2に風が流れ込む
(流れ出す)側に対して凸状となっている。また、パネ
ル1cと13aは太陽光電池パネル1bと、パネル1a
と13cは可視光透過パネル13bとそれぞれ滑らかに
接続されている。上下のパネル間の距離などの構成は、
第1,第2の実施の形態の充電ステーションに用いられ
ているパネルと同じ構成である。
本発明による充電ステーションの第3の実施の形態を示
す図である。風力発電機は、第2の実施の形態の充電ス
テーションに用いられたブレード型風量発電機2であ
る。第3の実施の形態の充電ステーションでは、太陽光
電池パネル1a〜1cと可視光透過パネル13a〜13
cが、流体力学を考慮した構造となっている。すなわ
ち、図11,図12に示すように、太陽光電池パネル1
a,1cと可視光透過パネル13a,13cは、曲面形
状を有している。これは、風力発電機2に風が流れ込む
(流れ出す)側に対して凸状となっている。また、パネ
ル1cと13aは太陽光電池パネル1bと、パネル1a
と13cは可視光透過パネル13bとそれぞれ滑らかに
接続されている。上下のパネル間の距離などの構成は、
第1,第2の実施の形態の充電ステーションに用いられ
ているパネルと同じ構成である。
【0021】これにより、例えば、図12の左側から風
が風力発電機2に流れ込む場合について考えると、パネ
ル1a,13aが平らである場合に比べて、効率良く風
力発電機2に風を流入させることができるとともに、風
力発電機2に流入する風の流速を早くすることができ
る。従って、太陽光電池パネル1a,1cと可視光透過
パネル13a,13cが平らである場合に比べて風力発
電機2の発電量が増加するので、第1,第2の実施の形
態の充電ステーションと同じ理由により、充電ステーシ
ョン全体のサイズを小さくすることができる。
が風力発電機2に流れ込む場合について考えると、パネ
ル1a,13aが平らである場合に比べて、効率良く風
力発電機2に風を流入させることができるとともに、風
力発電機2に流入する風の流速を早くすることができ
る。従って、太陽光電池パネル1a,1cと可視光透過
パネル13a,13cが平らである場合に比べて風力発
電機2の発電量が増加するので、第1,第2の実施の形
態の充電ステーションと同じ理由により、充電ステーシ
ョン全体のサイズを小さくすることができる。
【0022】(第4の実施の形態)図13,図14は、
本発明による充電ステーションの第4の実施の形態を示
す図である。風力発電機は、第2,第3の実施の形態の
充電ステーションに用いられているブレード型風量発電
機2である。第4の実施の形態の充電ステーションで
は、図14に示すように、太陽光電池パネルが円形にな
っている。太陽光電池パネルは、図14の半径r1の円
と半径r3の円の間の領域に設けられており、半径r1
の領域には、可視光透過パネルなどの他のパネルが用い
られる。ただし、半径r1の円の領域にも太陽光電池パ
ネルを設けてもよいし、下のパネルのうち、太陽光が照
射しにくい位置には、太陽光電池パネル以外のパネルを
用いてもよい。
本発明による充電ステーションの第4の実施の形態を示
す図である。風力発電機は、第2,第3の実施の形態の
充電ステーションに用いられているブレード型風量発電
機2である。第4の実施の形態の充電ステーションで
は、図14に示すように、太陽光電池パネルが円形にな
っている。太陽光電池パネルは、図14の半径r1の円
と半径r3の円の間の領域に設けられており、半径r1
の領域には、可視光透過パネルなどの他のパネルが用い
られる。ただし、半径r1の円の領域にも太陽光電池パ
ネルを設けてもよいし、下のパネルのうち、太陽光が照
射しにくい位置には、太陽光電池パネル以外のパネルを
用いてもよい。
【0023】風力発電機2は太陽光電池パネルの円の中
心に対応する位置に設けられている。上下の太陽光電池
パネル間の間隔は、第1〜第3の実施の形態と同様に、
風力発電機2が設けられている位置が最も狭い。すなわ
ち、風力発電機2から遠ざかるにつれて、上下の太陽光
電池パネル間の距離は大きくなり、上下のパネルが外側
に大きく開いた構造となっている。
心に対応する位置に設けられている。上下の太陽光電池
パネル間の間隔は、第1〜第3の実施の形態と同様に、
風力発電機2が設けられている位置が最も狭い。すなわ
ち、風力発電機2から遠ざかるにつれて、上下の太陽光
電池パネル間の距離は大きくなり、上下のパネルが外側
に大きく開いた構造となっている。
【0024】太陽光電池パネルを円形にすることによ
り、上下の太陽光電池パネルは、風力発電機2の周囲3
60°全ての方向に対してダクトの役割を果たすように
なる。従って、風力発電機2には全ての方向からの風を
効果的に取り入れることができるので、特定の方向から
の風を効果的に取り入れる場合に比べて、風力発電機2
による発電量が増加する。これにより、上述した理由と
同様の理由により、充電ステーション全体のサイズを縮
小することができる。
り、上下の太陽光電池パネルは、風力発電機2の周囲3
60°全ての方向に対してダクトの役割を果たすように
なる。従って、風力発電機2には全ての方向からの風を
効果的に取り入れることができるので、特定の方向から
の風を効果的に取り入れる場合に比べて、風力発電機2
による発電量が増加する。これにより、上述した理由と
同様の理由により、充電ステーション全体のサイズを縮
小することができる。
【0025】(第5の実施の形態)図15(a)は、従
来のサボニウス型風力発電機2の上面図、図15(b)
は、本発明による充電ステーションの第5の実施の形態
に用いられるサボニウス型風力発電機2の上面図であ
る。サボニウス型風力発電機2は、図15(a)に示す
ように例えば湾曲した形状を有する2枚の羽根20a、
20b(回転翼)を備え、凹面で風を受ける。図15
(a)の左側から風が流れてきた場合、2枚の羽根20
a、20bのうち、凹面の羽根20aは風を受けて回転
しようとするが、もう一枚の凸面となっている羽根20
bはこの回転を妨げる向きに風を受ける。従って、同一
方向から流れてくる風に対して、2枚の羽根20a、2
0bが相反する動きをしようとするために、羽根の回転
効率、すなわち発電効率が悪い。
来のサボニウス型風力発電機2の上面図、図15(b)
は、本発明による充電ステーションの第5の実施の形態
に用いられるサボニウス型風力発電機2の上面図であ
る。サボニウス型風力発電機2は、図15(a)に示す
ように例えば湾曲した形状を有する2枚の羽根20a、
20b(回転翼)を備え、凹面で風を受ける。図15
(a)の左側から風が流れてきた場合、2枚の羽根20
a、20bのうち、凹面の羽根20aは風を受けて回転
しようとするが、もう一枚の凸面となっている羽根20
bはこの回転を妨げる向きに風を受ける。従って、同一
方向から流れてくる風に対して、2枚の羽根20a、2
0bが相反する動きをしようとするために、羽根の回転
効率、すなわち発電効率が悪い。
【0026】第5の実施の形態に用いられるサボニウス
型風力発電機2は、上記問題を解決するために、図15
(b)に示すように一方の羽根20cに縦方向に切れ込
み、すなわち間隙20dを設けている。これにより、間
隙20dを有する羽根20cへの風が回転の抵抗となり
難くなり、非回転方向に受ける抵抗を減少することがで
き、2枚の羽根20a、20bの両方に間隙20dが無
い場合に比べてスムーズに回転することができる。これ
により、発電効率を向上させるとともに、発電量を増や
すことができる。なお、サボニウス型風力発電機2の羽
根を2枚より多く備えることもできる。この場合、少な
くとも一枚以上の羽根に切れ目を設けるようにすればよ
い。
型風力発電機2は、上記問題を解決するために、図15
(b)に示すように一方の羽根20cに縦方向に切れ込
み、すなわち間隙20dを設けている。これにより、間
隙20dを有する羽根20cへの風が回転の抵抗となり
難くなり、非回転方向に受ける抵抗を減少することがで
き、2枚の羽根20a、20bの両方に間隙20dが無
い場合に比べてスムーズに回転することができる。これ
により、発電効率を向上させるとともに、発電量を増や
すことができる。なお、サボニウス型風力発電機2の羽
根を2枚より多く備えることもできる。この場合、少な
くとも一枚以上の羽根に切れ目を設けるようにすればよ
い。
【0027】なお、羽根に設ける間隙20dは上述した
縦方向だけに限られるものではない。すなわち、間隙2
0dを入れることにより非回転方向に風を受けたときの
抵抗を減少させることが目的であり、この目的を達成で
きるものであるならば、間隙20dの形状、すなわち羽
根20cの形状はどのようなものであってもよい。よっ
て一方の羽根20aのみを有し、他方の羽根20cが無
いものであっても同様の効果が得られる。
縦方向だけに限られるものではない。すなわち、間隙2
0dを入れることにより非回転方向に風を受けたときの
抵抗を減少させることが目的であり、この目的を達成で
きるものであるならば、間隙20dの形状、すなわち羽
根20cの形状はどのようなものであってもよい。よっ
て一方の羽根20aのみを有し、他方の羽根20cが無
いものであっても同様の効果が得られる。
【0028】以上詳細に説明したように、太陽光電池パ
ネル1a〜1cと風力発電機2とを備える充電ステーシ
ョンにおいて、太陽光電池パネル1a〜1cを外側に大
きく開いた構造(ディフューザ)にすることにより、太
陽光電池パネル1a〜1cがダクトの役割を果たすの
で、風力発電機2に効果的に風を取り入れることができ
る。これにより、風力発電機2による発電量が増加する
ので、充電ステーション全体での所望の発電量を得るこ
とを考えた場合、太陽光電池パネル1a〜1cの数を削
減することができる。また、太陽光電池パネル1a〜1
cの数を減らすとともに、風力発電機2自体の大きさを
小さくすることもできる。従って、充電ステーション全
体のサイズを縮小することができ、充電ステーションを
製造する際、さらに設置する際のコストを下げることが
できる。
ネル1a〜1cと風力発電機2とを備える充電ステーシ
ョンにおいて、太陽光電池パネル1a〜1cを外側に大
きく開いた構造(ディフューザ)にすることにより、太
陽光電池パネル1a〜1cがダクトの役割を果たすの
で、風力発電機2に効果的に風を取り入れることができ
る。これにより、風力発電機2による発電量が増加する
ので、充電ステーション全体での所望の発電量を得るこ
とを考えた場合、太陽光電池パネル1a〜1cの数を削
減することができる。また、太陽光電池パネル1a〜1
cの数を減らすとともに、風力発電機2自体の大きさを
小さくすることもできる。従って、充電ステーション全
体のサイズを縮小することができ、充電ステーションを
製造する際、さらに設置する際のコストを下げることが
できる。
【0029】また、太陽光電池パネル1a〜1cを流体
力学を考慮して設置することにより、さらに効果的に風
力発電機2に風を取り込むことができる。太陽光電池パ
ネル1a〜1cを円形にすれば、風力発電機2にすべて
の方向からの風を効果的に取り込むことができるので、
さらに風力発電機2による発電量を増加させることがで
きる。
力学を考慮して設置することにより、さらに効果的に風
力発電機2に風を取り込むことができる。太陽光電池パ
ネル1a〜1cを円形にすれば、風力発電機2にすべて
の方向からの風を効果的に取り込むことができるので、
さらに風力発電機2による発電量を増加させることがで
きる。
【0030】この充電ステーションに用いられる風力発
電機は、どのようなものでもよい。上述したサボニウス
型風力発電機2を用いる場合、2枚の羽根のうちの一枚
に間隙を有することにより、間隙を有する羽根での非回
転方向に風を受けたときの抵抗を減少させることがで
き、風力発電機2による発電量を増加させることができ
る。また、ブレード型風量発電機2を用いれば、サボニ
ウス型風力発電機2よりも高出力を得ることができる。
電機は、どのようなものでもよい。上述したサボニウス
型風力発電機2を用いる場合、2枚の羽根のうちの一枚
に間隙を有することにより、間隙を有する羽根での非回
転方向に風を受けたときの抵抗を減少させることがで
き、風力発電機2による発電量を増加させることができ
る。また、ブレード型風量発電機2を用いれば、サボニ
ウス型風力発電機2よりも高出力を得ることができる。
【0031】本発明は上述した実施の形態に何ら限定さ
れることはない。例えば、太陽電池パネルの大きさ等
は、上述した大きさに限定されることはない。風力発電
機は、太陽電池パネルの中心に相当する位置に複数機備
えることもできる。また、電気自動車以外の電気で動く
ものを充電するのに用いることもできる。また、太陽光
電池パネルを上下に一組備えるものとして説明したが、
2組以上であってもよい。また、風力発電機は太陽光電
池パネルの中央部に配置するものとして説明したが、ダ
クト効果が得られるものであれば中央部でなくてもよ
い。
れることはない。例えば、太陽電池パネルの大きさ等
は、上述した大きさに限定されることはない。風力発電
機は、太陽電池パネルの中心に相当する位置に複数機備
えることもできる。また、電気自動車以外の電気で動く
ものを充電するのに用いることもできる。また、太陽光
電池パネルを上下に一組備えるものとして説明したが、
2組以上であってもよい。また、風力発電機は太陽光電
池パネルの中央部に配置するものとして説明したが、ダ
クト効果が得られるものであれば中央部でなくてもよ
い。
【図1】本発明による充電ステーションの第1の実施の
形態の構成を示す図
形態の構成を示す図
【図2】本発明による充電ステーションの第1の実施の
形態の外観図
形態の外観図
【図3】本発明による充電ステーションの第1の実施の
形態の斜め上方からの外観図
形態の斜め上方からの外観図
【図4】本発明による充電ステーションの太陽光電池パ
ネルと可視光透過パネルの一実施の形態の大きさを示す
図
ネルと可視光透過パネルの一実施の形態の大きさを示す
図
【図5】本発明による充電ステーションの第1の実施の
形態の上面図
形態の上面図
【図6】本発明による充電ステーションの第1の実施の
形態の変形例の外観図
形態の変形例の外観図
【図7】本発明による充電ステーションの第1の実施の
形態の変形例における風力発電機と電気自動車の位置関
係を示す図
形態の変形例における風力発電機と電気自動車の位置関
係を示す図
【図8】本発明による充電ステーションの第2の実施の
形態の斜め上方からの外観図
形態の斜め上方からの外観図
【図9】本発明による充電ステーションの太陽光電池パ
ネル、可視光透過パネルと風力発電機の一実施の形態の
大きさを示す図
ネル、可視光透過パネルと風力発電機の一実施の形態の
大きさを示す図
【図10】本発明による充電ステーションの風力発電機
の一実施の形態の大きさを示す図
の一実施の形態の大きさを示す図
【図11】本発明による充電ステーションの第3の実施
の形態の斜め上方からの外観図
の形態の斜め上方からの外観図
【図12】本発明による充電ステーションの太陽光電池
パネル、可視光透過パネルと風力発電機の一実施の形態
の形状と大きさを示す図
パネル、可視光透過パネルと風力発電機の一実施の形態
の形状と大きさを示す図
【図13】本発明による充電ステーションの第4の実施
の形態の外観図
の形態の外観図
【図14】本発明による充電ステーションの第4の実施
の形態の太陽光電池パネルの外観図
の形態の太陽光電池パネルの外観図
【図15】図15(a)は、従来のサボニウス型風力発
電機の羽根の形状を示す図、図15(b)は、本発明に
よる充電ステーションの第5の実施の形態のサボニウス
型風力発電機の羽根の形状を示す図
電機の羽根の形状を示す図、図15(b)は、本発明に
よる充電ステーションの第5の実施の形態のサボニウス
型風力発電機の羽根の形状を示す図
1…太陽電池モジュール、2…風力発電機、3…DCコ
ントローラ、4…インバータ、5…充電スタンド、6…
バッテリ、11a,11b…支持体、12…補強体、2
0a,20b,20c…羽根
ントローラ、4…インバータ、5…充電スタンド、6…
バッテリ、11a,11b…支持体、12…補強体、2
0a,20b,20c…羽根
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02J 7/00 303 H02J 7/00 303A 303B 7/35 7/35 H Fターム(参考) 3H078 AA02 AA07 AA26 AA32 AA34 BB18 BB20 BB21 CC01 CC22 CC32 CC44 5G003 AA06 AA07 BA01 FA01 5H115 PA11 PG04 PI16 PO07 PO15 PU01 PV09 QA10 SE06 UI35 UI40
Claims (5)
- 【請求項1】風力により発電する風力発電機と、 前記風力発電機を挟んで、上下に少なくとも一組ずつ備
えられた太陽光電池パネルと、 前記風力発電機と前記太陽電池パネルとによって発電さ
れた電力を蓄電するバッテリとを備え、 前記一組の太陽光電池パネルにより前記風力発電機に向
かう風を収集するとともに、収集した風の速度を増加さ
せるダクトを形成し、 前記風力発電機を前記ダクトの内部に配設することを特
徴とする充電ステーション。 - 【請求項2】請求項1に記載の充電ステーションにおい
て、 前記太陽光電池パネルのそれぞれは円形形状を呈し、上
側の太陽光電池パネルと下側の太陽光電池パネルとの間
隔が太陽光電池パネルの周囲から中央に向かって序々に
狭くなることを特徴とする充電ステーション。 - 【請求項3】請求項1または2に記載の充電ステーショ
ンにおいて、 前記風力発電機はサボニウス型風力発電機であることを
特徴とする充電ステーション。 - 【請求項4】請求項3に記載の充電ステーションにおい
て、 前記サボニウス型風力発電機の羽根の少なくとも一枚に
は、間隙を有することを特徴とする充電ステーション。 - 【請求項5】請求項1または2に記載の充電ステーショ
ンにおいて、 前記風力発電機はブレード型風力発電機であることを特
徴とする自動車用充電ステーション。
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