JP2004124920A - 多種電源設置型街路灯 - Google Patents

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Atsushi Sasaki
佐々木 敦志
Kazuhiro Kudo
工藤 一博
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株式会社タカシュウ
Kudo Kensetsu Kk
工藤建設株式会社
Iwafuji Kogyo Kk
イワフジ工業株式会社
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    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S9/00Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
    • F21S9/02Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator
    • F21S9/03Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator rechargeable by exposure to light
    • F21S9/032Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator rechargeable by exposure to light the solar unit being separate from the lighting unit
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

【課題】点灯必要期間における安定点灯と自然エネルギの利用とを最大限に融和することを実現し、信頼性に優れ、かつ自然環境を考慮した実際的な多種電源設置型街路灯を提供する。
【解決手段】電圧監視部9は、蓄電池8の蓄電状態が照明灯2の点灯に必要な定格値になっているか否かを監視する。監視データを受けて電源切替/給電制御部10は、定格値以上の場合には、蓄電池8から照明灯2への給電を行い、照明灯2を点灯させる。しかし、定格値未満の場合には、電源切替/給電制御部10は、商用電源11から電源供給を受けるように配線切替を行って、商用電源11から照明灯2への給電を行い、照明灯2を点灯させる。
【選択図】  図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風力発電機と太陽電池とを設置し、さらには商用電源も用いられるようにした多種電源設置型の街路灯に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、環境問題の一環として、自然エネルギを導入して利用しようとする流れにあり、その中で自然環境エネルギの利用を図ることができる風力発電機あるいは太陽電池を、商用電源に換えて用いることが企業のみならず一般家庭においても実施されてきている。
【0003】
そのような傾向にある中で、発明者らは一般的に商用電源が用いられている街路灯に注目し、街路灯にも自然エネルギーを利用した電源供給が行われるようすることを考察した。
【0004】
従来技術として、特許文献1には、太陽電池を用いて蓄電して、発光ダイオードなどの照明灯を夜間に点灯させるような街路灯が記載されている。また、特許文献2には、電柱に小型風力発電機を設置した構成が記載されている。
【0005】
さらに、特許文献3には、太陽電池とプロペラ風車式風力発電機とを電源とし、LEDを照明部とする街路灯が記載されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平08−007616号公報
【特許文献2】
登録実用新案第3061856号公報
【特許文献3】
特開平2002−251903号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、街路灯として要求されることは、薄暮からの点灯必要期間中、常時、照明灯を安定して点灯させることであり、特許文献1に記載されている太陽電池のみを電源とする構成では、大面積の受光面で大容量の太陽電池,蓄電池を使用する以外は、点灯必要期間中、発光に必要な電力を得ることはできない。これは実用的な街路灯としては大きな問題である。さらには太陽光の受光という自然環境の不安定さという問題もある。同様にして、特許文献2に記載されている風力発電機のみを電源とする構成においても、必要電力の確保、および自然環境の不安定さという問題を含んでいる。
【0008】
そこで、特許文献3に記載されているような太陽電池あるいは風力発電を併用した電源構成にすることに考えが至ったが、必要電力量を確保できる確度は、太陽電池あるいは風力発電の単独使用に比べて向上するが、併用案でも、自然環境の変化に対応するという課題を完全に解決することができるわけではなく、現状の太陽電池と風力発電機の発電能力と、街路灯として適した大きさ,設置スペースなどを考慮した場合、点灯必要期間中、照明灯の発光に必要な電力を確実に確保することはできない。
【0009】
そこで、本発明は、前記従来技術の解決課題を解決し、点灯必要期間における安定点灯と自然エネルギの利用とを最大限に融和することを実現し、信頼性に優れ、かつ自然環境を考慮した実際的な多種電源設置型街路灯を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するため、本発明は、ポールに、照明灯と、風力発電機と太陽電池とを設置してなる多種電源設置型街路灯であって、前記照明灯の電源回路部に、前記風力発電機および前記太陽電池の蓄電部と、商用電源とを接続し、前記蓄電部における蓄電状態が前記照明灯の発光に必要な定格値を満たしているか否かを監視する監視部と、この監視部にて前記定格値を満たしていないと判断された場合に、前記監視部からの出力を受けて前記電源回路部に前記商用電源からの電源供給を可能にする電源切換/給電制御部を備えたものであり、この構成により、商用電源をも使用することで、自然エネルギを利用した電源の利点を最大限に利用して、自然環境の変化に対応して確実かつ安定して点灯することが可能になる。
【0011】
また、プロペラ型風車の風力発電機では外形的な異様さと共に、発電時の風きり音の大きさの問題などから一般市街地などでは使用することは問題が多いが、本発明のように、風車として、クロスフロー風車を用いた風力発電機を使用することによって、前記問題を解決することができる。
【0012】
また、前記ポールにおいて、先端部にクロスフロー風車型風力発電機を、クロスフロー風車における長手方向を上下にして設置し、この風力発電機の下部に太陽電池の受光面を傾斜させて設置し、この太陽電池の受光面の下部に前記照明灯を設置したことによって、各部の機能が互いに干渉しない設置構造にすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0014】
図1は本発明の実施形態を説明するための多種電源設置型街路灯の全体構成図であり、1はポール、2は照明灯、3は風車にクロスフロー風車4を使用した風力発電機、5は太陽電池の受光部である受光パネルであって、ポール1の上端部から下方に向けて、クロスフロー風車4を、その長手方向を上下にして設置し、また太陽電池の受光パネル5を傾斜させて設置し、さらに受光パネル5の下部に照明灯2を設置して、各部の機能が互いに干渉しない設置構造にしてある。
【0015】
図2は本実施形態における照明灯に対する給電コントロールを行う電源回路部の構成を示すブロック図であり、当該電源回路部は、ポール1内部に搭載したり、ポール1近傍の外付け筐体に内設することが考えられる。
【0016】
図2において、風力発電機3の発電部6と太陽電池発電部7は、適当な変換回路を介して蓄電池8に接続され発電気が蓄電されるようになっている。蓄電池8には電圧監視部9が設けられて、端子間電圧が監視されて電源切替/給電制御部10に監視データを出力する。電源切替/給電制御部10は商用電源11からの給電することを可能にしている。この電源切替/給電制御部10の給電コントロールによって照明灯2が点灯/消灯される。
【0017】
図3は本実施形態における給電コントロールに係るフローチャートであり、図示しない照度センサにより、街路灯周囲の外部環境の明るさが監視されており、薄暮などの照明が必要になると(S1)、電圧監視部9により、蓄電池8の蓄電状態が照明灯2の点灯に必要な定格値(例えば100V)になっているか否かが監視される(S2)。
【0018】
監視データを受けて電源切替/給電制御部10は、定格値以上の場合(S3のY)には、蓄電池8から照明灯2への給電を行い(S4)、照明灯2を点灯させる(S5)。しかし、定格値未満の場合(S3のN)には、電源切替/給電制御部10は、商用電源11から電源供給を受けるように配線切替を行って、商用電源11から照明灯2への給電を行い(S6)、照明灯2を点灯させる(S5)。
【0019】
このように、街路灯の電源として風力,太陽電池による発電に加えて、商用電源をも使用することで、自然エネルギを利用した電源の利点を最大限に利用して、自然環境の変化に対応して確実かつ安定した点灯が常に可能になる。
【0020】
例えば、風力発電機および太陽電池などの容量によって差違があるため、一概に比較することはできないが、出願人らが試作した100V高圧ナトリウム灯を用いた図1に示すような街路灯では、年間における平均風力が3.5m/s、かつ通常日照が得られた場合には、商用電源のみを使用する街路灯と比較して、商用電源の30%強に相当する電力を削減することができる。
【0021】
また、プロペラ型風車の風力発電機では、外形的な異様さ等と共に、発電時の風きり音の大きさの問題などから一般市街地などでは使用することは問題が多いが、本実施形態では、図1に示すように、風力発電機の風車として、クロスフロー風車を用いたことによって、これを解決することができる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、風力発電機と太陽電池とを搭載し、さらに商用電源をも使用することで、自然エネルギを利用した電源の利点を最大限に利用して、自然環境の変化に対応して確実かつ安定した点灯が可能になり、自然環境を考慮した街路灯として実際的に機能する多種電源設置型街路灯を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための多種電源設置型街路灯の全体構成図である。
【図2】本実施形態における照明灯に対する給電コントロールの電源回路部の構成を示すブロック図である。
【図3】本実施形態における照明灯に対する給電コントロールに係るフローチャートである。
【符号の説明】
1 ポール
2 照明灯
3 風車発電機
4 クロスフロー風車
5 太陽電池の受光パネル
6 風力発電部
7 太陽電池発電部
8 蓄電池
9 電圧監視部
10 電源切替/給電制御部
11 商用電源

Claims (3)

  1. ポールに、照明灯と、風力発電機と太陽電池とを設置してなる多種電源設置型街路灯であって、
    前記照明灯の電源回路部に、前記風力発電機および前記太陽電池の蓄電部と、商用電源とを接続し、前記蓄電部における蓄電状態が前記照明灯の発光に必要な定格値を満たしているか否かを監視する監視部と、この監視部にて前記定格値を満たしていないと判断された場合に、前記監視部からの出力を受けて前記電源回路部に前記商用電源からの電源供給を可能にする電源切換/給電制御部を備えたことを特徴とする多種電源設置型街路灯。
  2. 前記風力発電機として、クロスフロー風車からなる風力発電機を用いたことを特徴とする請求項1記載の多種電源設置型街路灯。
  3. 前記ポールにおいて、先端部にクロスフロー風車型風力発電機を、クロスフロー風車における長手方向を上下にして設置し、この風力発電機の下部に太陽電池の受光面を傾斜させて設置し、この太陽電池の受光面の下部に前記照明灯を設置したことを特徴とする請求項1または2記載の多種電源設置型街路灯。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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