【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電、風力発電などの発電量を表示するための発電量表示装置に関し、詳しくは、室外或いは室内の見学者が太陽光発電等の発電量を容易に視認でき、しかも発電量表示に消費される電力量が少なくて済む発電量表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電、風力発電などの自然エネルギーを利用した発電装置においては、これらのクリーンエネルギーに関心を持ってもらう教育目的もあって、時々刻々変化する発電量を見学者に表示することが行われている。
【０００３】
発電量を表示する装置としては従来から種々の形態が知られている。代表的なものとしては、発電電流の流れる回路上に基準抵抗を配置し、その両端の電位差を測定し、その測定量を指示針で目盛りを示したり（アナログ表示）、当該測定値をデジタル変換してＬＥＤ数値文字や液晶数値文字で示す（デジタル表示）発電量表示装置を挙げることができる。
例えば、特許文献１（特開２０００−１７２１６７号公報）や特許文献２（特開２０００−２８４００６号公報）などには、発電表示パネルに発電量をデジタル表示する構成を備えた発電量表示装置が開示されている。
その他、特許文献３（特開平７−３８１２９号公報）には、円状に配置した複数個の発光ダイオードにて花部を構成し、太陽電池の発電量に応じて順次花部が点灯する構成の太陽電池発光装置なども開示されている。
【０００４】
ところで、太陽光発電装置等において発電量を表示する場合、発電量表示に消費される電気量を如何に節約するかが従来からの課題であった。例えば、太陽光発電の発電電力を夜間照明に利用する装置の場合、仮に発電量の測定及び表示に５ｗ／ｈ程度の電力が消費されるとすると一日の消費電力は１２０ｗｈとなり、これは２０ｗの蛍光灯を６時間点灯する電気量に相当し、本来の目的である夜間照明を疎外する電気量である。
これに対して、太陽光電池や蓄電池などの容量を増大させて、発電量表示に消費される電気量の影響を少なくする解決策も考えられるが、それでは発電システムの設置費用が高くなり甚だ不経済である。
【０００５】
そこで従来、発電量表示の消費電気量を節約する手段として、次のような提案がなされている。
例えば特許文献４（特開２００２−１４２３６６号公報）は、発電電力の表示を１つのＬＥＤの点滅パターンによって表示する表示装置を開示している。
また、特許文献５（特開平８−８８９４０号公報）は、太陽光発電の発電量を多段階に分けたバー表示若しくは７セグメントの文字表示する際、発電状態に応じて表示形態を、例えば常時表示、間欠表示、非表示のいずれかに切換える発電状態表示装置を開示している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１７２１６７号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８４００６号公報
【特許文献３】
特開平７−３８１２９号公報
【特許文献４】
特開２００２−１４２３６６号公報
【特許文献５】
特開平８−８８９４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、新たな知見に基づき、発電量表示に消費される電力量が少なくて済む発電量表示装置を提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発電量を示す数字を数個選択して適宜間隔をおいて表示すると共に、各数字の近傍にそれぞれ１個のＬＥＤランプ（発光ダイオード）を配置してなる表示部を備えた発電量表示装置を提案する。
発電量をデジタル表示しようとする場合、従来は多数のＬＥＤランプを使ってバー表示するか若しくは７セグメント表示するか、或いは、パルス発生回路等を介して点滅表示するかなどしていたが、本発明の発電量表示装置は、これらに比べて、必要なＬＥＤランプの数が少なくて済み、しかも制御方法も簡易となるから、より少ない消費電力で発電量を表示することができる。
【０００９】
上記構成の発電量表示装置において、発電量を示す数字としては、例えば、蓄電に最低限必要な必要発電量を示す整数値と、当該必要発電量の前後において等間隔離れた１〜３個の整数値と、以上の整数値の最小値よりも前記等間隔より大きく離れて小さな１個の整数値とを選択し、これらの数字を表示部に表示するのが好ましい。蓄電に最低限必要な必要発電量が発電されているか否かを確認できると同時に、より少ない個数の数字で発電量の変化も視認することができる。
【００１０】
上記構成の発電量表示装置において、発電量に対応した所定のＬＥＤランプを発光させるためには、例えば表示部の出力を制御する発電量表示制御部を備え、
当該発電量表示制御部は、発電量を段階的に分類してなる複数の発電量範囲と、各発電量範囲に対応して発光させるＬＥＤランプの出力チャンネルとを関連付けて記憶する記憶機能と、必要に応じて発電量を検出する検出機能と、発電量がいずれの発電量範囲に属するかを判定する判定機能と、判定された発電量範囲に対応したＬＥＤランプの出力チャンネルに出力信号を送る出力制御機能とを備えるように構成するのが好ましい。
【００１１】
本発明の発電量表示装置は、太陽光発電、風力発電、水力発電、その他の発電方法による発電量を表示する装置として利用することができる。中でも、小型の太陽光発電や風力発電などは発電状況を知る上で厳密な発電量を表示することが要求されないため、これら小型の太陽光発電や風力発電等の発電量を表示する装置として特に好ましい。
【００１２】
なお、本発明において、「ＬＥＤランプ」とは発光ダイオードによる光源体を広く包含する意であり、「光透過性板体」とは、ＬＥＤランプの光が透過する板体を広く包含する意であり、透明及び半透明であってもよい。
また、「発電量」とは、発電電圧、発電電流、発電電力量など、パラメータを問わず発電量を示す値を全て包含する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
但し、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に制限されるものではない。
【００１４】
本発明の発電量表示装置は、発電量を表示する表示部と、発電量に基づいて表示部の出力を制御する発電量表示制御部と、から構成することができる。
【００１５】
表示部は、発電量を示す数字を数個選択して適宜間隔をおいて表示すると共に、各数字の近傍にそれぞれ１個の発光手段を配置して構成することができる。
【００１６】
発電量を示す数字は、見学者が発電量の変化を視認でき、かつＬＥＤランプの消費電力が少なくて済むように、３個〜１０個、中でも４個〜６個程度を選択して表示するのが好ましい。
数字を選択する基準としては、必要発電量（例えばバッテリが蓄電するのに最低限必要な電気量（電圧、電流、電力等））を基準にして、その基準値とその前後の数字とを選択するのが好ましい。例えば、蓄電に最低限必要な必要発電量を示す整数値と、当該必要発電量の前後において等間隔離れた１〜３個の整数値と、以上の整数値の最小値よりも前記等間隔より大きく離れて小さな１個の整数値とを、合わせて４〜８個選択するのが好ましい。具体的には、バッテリの必要電圧容量が１２Ｖである場合、基準とする１２Ｖと、基準より１小さい値を１個と、基準より１或いは２大きい値を２個と、更にこれらの最小値である１１より２以上小さな値を１個（ここでは４つ小さな７を選択）とを選択するようにして「７、１１、１２、１３、１４」の５個の数字を選択することを好ましく例示できる。
【００１７】
発光手段としては、ＬＥＤランプ（発光ダイオード）を採用するのが好ましい。ＬＥＤランプの消費電力は約０．２８ｗ／ｈ程度と非常に少なく、しかも発光力が強く、遠くからの視認性に優れ、更には様々な発光色を選択可能である特色を有している。
ＬＥＤランプの発光色は、全てのＬＥＤランプの発光色を同じ１色とすることも、互いに異なる２色以上とすることもできる。
ＬＥＤランプの発光形式としては、各発電量に対応して関連付けられたＬＥＤランプのみを発光させる形式（一段毎点灯形式）を採用することも、又、各発電量に対応して関連付けられたＬＥＤランプとそれ以下の発電量に対応した全てのＬＥＤランプを発光させてＬＥＤランプ列によるバーが棒グラフ状に伸縮する形式（加算点灯形式）を採用することも、又、スイッチによって両方の形式を切り替える形式を採用することもできる。
【００１８】
上記構成を備えた表示部において、発電量を示す数字とＬＥＤランプとは同じ面上に配置することも、又、異なる面上に配置することもできる。要するに、表示部を正面から見た場合に、数個の数字の近傍にそれぞれ１個の発光手段（ＬＥＤランプ）が配置されていればよい。
【００１９】
具体的には、光透過性板体を表示部表面に配設し、当該光透過性板体の裏面側に発光手段（ＬＥＤランプ）を配置し、発電量を示す数字を光透過性板体の前面側又は裏面側のいずれかに配置して表示部を構成することができる。
この際、光透過性板体とＬＥＤランプの距離は、特に制限するものではないが１０ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００２０】
光透過性板体は、透明或いは半透明なガラス、透明或いは半透明なプラスチック（例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂など）など、透明或いは半透明な任意の材質からなる板体を使用可能である。中でも、透明な板体（材質はガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などのプラスチック）の裏面を、光が拡散し得るように微細凹凸加工（フロスト加工、サンドブラスト加工等を含む）してなるものが特に好ましい。ＬＥＤランプの光線は直線性が極めて高いため、そのままではＬＥＤランプの光源が光透過性板体に小さな光点として映し出されるだけであるが、光透過性板体の裏面を微細凹凸加工することにより、ＬＥＤランプからの光線が微細凹凸加工面で拡散して所定の大きさのスポットとして映し出され、遠くからでも鮮明に視認できるようになるから、室外設置用の発電量表示装置に特に優れている。この際、スポットの大きさは、特に制限するものではないが、光の強度や微細凹凸加工面の粗度等によって変化させることができるから、表示部の大きさなどに合わせて適宜設計すればよい。
なお、光透過性板体の表面を微細凹凸加工して光を拡散させることも可能であるが、光がぼやけてしまったり、表面に異物や汚れが付着し易くなるので好ましくない。
微細凹凸加工する範囲は、光透過性板体の裏面全面であっても、裏面の一部、例えばスポットとして映し出したい部分を部分的に加工するようにしてもよい。
【００２１】
発電量表示制御部は、発電量に基づいて表示部の出力を制御する機能を備えていれば、具体的構成（回路）は任意であるが、好ましくは、発電量を段階的に分類して複数の発電量範囲を設定し、複数の発電量範囲と、各発電量範囲に対応して発光させるＬＥＤランプの出力チャンネルとを関連付けて記憶する記憶機能（記憶手段）と、発電量を検出する検出機能（検出手段）と、発電量がいずれの発電量範囲に属するかを判定する判定機能（判定手段）と、判定された発電量範囲に対応したＬＥＤランプの出力チャンネルに出力信号を送る出力制御機能（出力制御手段）とを持たせるように構成することができる。
【００２２】
（実施例）
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
ただし、本実施例は、太陽光発電機及び風力発電機で発生した電力をバッテリに蓄電し、蓄電した電力を夜間照明用に利用する自己発電型照明装置に本発明の発電量表示装置を組み込んだ例を示してあるが、本発明がこのような例に制限されるものではない。
【００２３】
自己発電型照明装置１は、主として、図１に示すように、柱状の本体１Ａに取り付けられた、風力発電機２、太陽光発電機（太陽電池）３、照明器具４、発電された電力を蓄えるバッテリ５、太陽光発電機３の発電量を表示する発電量表示装置６、及び発電、蓄電、各種出力等を制御するハイブリッドコントローラ７を備え、電気回路的には、図２に示すように、ハイブリッドコントローラ７を中心に、風力発電機２、太陽光発電機３、照明器具４、バッテリ（蓄電池）５及び発電量表示装置６が接続された構成となっている。
【００２４】
発電量表示装置６は、主に発電量表示制御部８と表示部９とからなり、図３〜図５に示すように、表示部９は、筐体１１の前面部分に長方形状の窓部１１ａを切り欠いて形成し、この窓部１１ａに透明なアクリル樹脂からなる光透過性板体１２が嵌め込まれて表示部表面９ａ内に配設され、筐体１１の内部において、光透過性板体１２の裏面に取付板１３が固定されている。当該取付板１３は、凹溝部とその両縁から張り出した固定片部とを備え、当該固定片部を介して光透過性板体１２に固定され、当該凹溝部の底面には、発電量を示す５個の数字１４が縦方向に適宜間隔をおいて表示され、各数字１４の近傍横にはそれぞれ１個のＬＥＤランプ１５が設置され、さらに取付板１３の裏面側には適宜間隔をおいて基板１６が並設されている。基板１５は発電量表示制御部８を備えている。
【００２５】
上記の発電量表示装置６において、光透過性板体１２は、厚さ約２０ｍｍのアクリル樹脂板からなり、その裏面は微細凹凸加工され、平均粗度（Ｒｚ）２５〜１５μｍ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）とされている。
また、光透過性板体１２の裏面とＬＥＤランプ１５との距離は約１０ｍｍである。
発電量を示す数字１４としては、発電電圧（Ｖ）を示す「７」「１１」「１２」「１３」「１４」の５個が選択され、各数字の近傍には「青色」「緑色」「黄色」「朱色」「赤色」に発光するＬＥＤランプが配置され、表示部９を正面から見ると、図１に示すように、各数字１４の横に各色のスポット１７（直径約１５ｍｍ）が映し出されるようになっている。
【００２６】
発電量表示制御部８は、図２に示すように、太陽光発電機３、表示部９及びハイブリッドコントローラ７と接続され、図６に示すように、主として、太陽光発電機（太陽電池）３で発電された電気をアナログ／ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器２０と、バッテリへの充放電を制御するチャージ制御部２１と、各ＬＥＤランプ１５が点灯する電圧範囲を記憶し、発電電圧がいずれの電圧範囲に該当するかを判定し、判定した電圧範囲に対応するＬＥＤランプ１５の出力チャンネルに出力信号を送るソーラー電圧判定・出力制御部２２と、バッテリが蓄電している電気を監視しアナログ／ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器２３と、５個のＬＥＤランプ１５にそれぞれ接続した出力チャンネルＹ０〜Ｙ４と、逆流防止ダイオード２４とを備えている。
【００２７】
太陽光発電機（太陽電池）３で発生した電圧は、Ａ／Ｄ変換器２０でディジタル変換されてチャージ制御部２１に供給され、チャージ制御部２１で発電量表示に必要な電圧がソーラー電圧判定・出力制御部２２に供給され、それ以外の電圧は逆流防止ダイオード２４を介してバッテリ５に供給される。ソーラー電圧判定・出力制御部２２では、供給された電圧を検出し、検出した発電電圧がいずれの電圧範囲に該当するかを判定し、判定した電圧範囲に対応するＬＥＤランプ１５の出力チャンネルＹ０〜Ｙ４に対して出力信号及び電圧を出力するように構成されている。
【００２８】
更に詳しくは、上記ソーラー電圧判定・出力制御部２２は、主として、発電電圧を６段階に分類し、各段階の電圧範囲と、対応するＬＥＤランプ１５の出力チャンネル（Ｙ０〜Ｙ４）とを関連付けて記憶する記憶機能（記憶手段）、発電電圧がいずれの電圧範囲に属するかを判定する判定機能（判定手段）、及び、判定した電圧範囲に関連付けられた出力チャンネルに対して出力信号を送りスイッチングを行わせる出力制御機能（出力制御手段）を備えている。
具体的には、下記表１に示すように、発電電圧を６．５Ｖ以下、６．５〜１１．０Ｖ、１１．０〜１２．０Ｖ、１２．０〜１２．９Ｖ、１２．９〜１３．８Ｖ、１３．８Ｖ以上の６段階に分類し、各段階を点灯電圧範囲として記憶する共に、各点灯電圧範囲に対応する出力チャンネルＹ０〜Ｙ４と、各点灯電圧範囲に対応した消灯電圧とを関連付けて記憶し、図７に示すように、発電電圧が点灯電圧に達すると対応する出力チャンネルにスイッチＯＮの出力信号を送り、逆に発電電圧が降下して消灯電圧に達すると対応する出力チャンネルにスイッチＯＦＦの出力信号を送るように設計されている。
【００２９】
【表１】
【００３０】
図８は、発電量表示制御部８の動作を示したフローチャートである。
発電量表示制御部８は、先ずバッテリ５が過充電過放電になるのを防ぐために、バッテリ５の電圧（図の「バッテリ電圧」）が所定値以上であるか否かを判定し、バッテリ５への充電（チャージ）及び照明器具４への出力を制御する。
次に、太陽光発電機３で発生した電圧（図の「ソーラー電圧」）が１３．８Ｖ以上であるか否かを判定し、以上（Ｙ）であれば出力チャンネルＹ４をＯＮ、Ｙ３をＯＦＦとし、未満（Ｎ）であれば、次のステップでソーラー電圧が１２．０Ｖ以上であるか否かを判定し、以上（Ｙ）であれば出力チャンネルＹ３をＯＮ、Ｙ２をＯＦＦとし、未満（Ｎ）であれば、次のステップに進むというようにして順次該当する電圧範囲を判定していき、最後のステップでソーラー電圧６．５未満と判定した場合には、出力チャンネルＹ０をＯＦＦとし、再びバッテリ５の電圧が所定値以上であるか否かを判定するステップにループするように構成されており、図９に示すように、上記動作でＯＮとされた出力チャンネルに接続するＬＥＤランプ１５が点灯するようになっている。即ち、７Ｖ未満では全てのＬＥＤランプ１５が消灯し、６．５〜１１．０Ｖでは青色のＬＥＤランプ１５が、１１．０〜１２．０Ｖでは緑色のＬＥＤランプ１５が、１２．０〜１２．９Ｖでは黄色のＬＥＤランプ１５が、１２．９〜１３．８Ｖでは朱色のＬＥＤランプ１５が、１３．８Ｖ以上では赤色のＬＥＤランプ１５が順次発光する。
【００３１】
次に、自己発電型照明装置１の動作について説明する。
風力発電機２が風を受けると発電を開始して発電出力電圧が上昇する。又、太陽光発電機３のソーラーパネルに太陽光が当たると発電を開始して発電出力電圧が上昇する。両者の発電出力が充電開示電圧（バッテリの蓄電可能容量、本例の場合１２Ｖ）に達すると、ハイブリッドコントローラ７の指示によってバッテリ３は充電（チャージ）を開始し、放電開示電圧（バッテリの蓄電限界容量、本例の場合１３．８Ｖ）に対すると、ハイブリッドコントローラ７の指示によってバッテリ３は余剰電圧の放電を開始する。
そして、センサーによって夜間になったことを感知すると、ハイブリッドコントローラ７の指示によってバッテリ３から直流点灯インバータを介して照明器具４へ電力が出力され、照明器具４は点灯する。
以上の動作と同時に、上記の如く、太陽光発電機３の発電量（電圧）に応じて発電量表示装置６のＬＥＤランプ１５が順次点灯する。
【００３２】
なお、上記の例では、発電電圧に対応する１個のＬＥＤランプ１５が順次点灯する一段毎点灯形式を採用しているが、図１０に示すように、発電電圧に対応するＬＥＤランプ１５とそれ以下の発電電圧に対応する全てのＬＥＤランプ１５が発光して、ＬＥＤランプ列によるバーが棒グラフ状に伸縮する加算点灯形式を採用することも可能である。又、スイッチによって両方の形式を切り替えらられるようにすることもできる。
加算点灯形式を採用する場合、ＬＥＤランプ１５の発光色は全て同じ色であってもよいが、互いに異なる色とすれば、より遠くから発電量を鮮明に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る自己発電型照明装置の一例を示した側面図である。
【図２】図１の自己発電型照明装置の電気回路的構成の一例を示したブロック図である。
【図３】本発明の一実施例に係る発電量表示装置の表示部の一例を示した正面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る発電量表示装置の表示部の一例を示した縦断面図である。
【図５】図４の表示部の横断面図である。
【図６】発電量表示制御部の構成の一例を示したブロック図である。
【図７】発電電圧と各出力チャンネルのスイッチ動作（ＯＮ／ＯＦＦ）の一例を示した図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）ともに発電量表示制御部の動作の一例を示したフローチャートである。
【図９】発電電圧と各ＬＥＤランプ（出力チャンネル）の点灯状態（ＯＮ／ＯＦＦ）の一例を示した図である。
【図１０】発電電圧と各ＬＥＤランプ（出力チャンネル）の点灯状態（ＯＮ／ＯＦＦ）の他例を示した図である。
【符号の説明】
１ 自己発電型照明装置
１Ａ 本体
２ 風力発電機
３ 太陽光発電機（太陽電池）
４ 照明器具
５ バッテリ
６ 発電量表示装置
７ ハイブリッドコントローラ
８ 発電量表示制御部
９ 表示部
９ａ 表示部表面
１１ 筐体
１１ａ 窓部
１２ 光透過性板体
１３ 取付板
１４ 数字
１５ ＬＥＤランプ
１６ 基板
１７ スポット
２０ Ａ／Ｄ変換器
２１ チャージ制御部
２２ ソーラー電圧判定・出力制御部
２３ Ａ／Ｄ変換器
Ｙ０〜Ｙ４ 出力チャンネル
２４ 逆流防止ダイオード[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power generation amount display device for displaying a power generation amount such as photovoltaic power generation and wind power generation. More specifically, an outdoor or indoor visitor can easily visually recognize a power generation amount such as solar power generation, and The present invention relates to a power generation amount display device that requires a small amount of electric power to be displayed.
[0002]
[Prior art]
In the case of power generators that use natural energy such as solar power and wind power, there is also an educational purpose to raise interest in these clean energies. ing.
[0003]
Various types of devices for displaying the amount of power generation have been conventionally known. As a typical example, a reference resistor is placed on a circuit through which a generated current flows, the potential difference between both ends is measured, and the measured amount is indicated on a scale with an indicator (analog display), and the measured value is converted into a digital value. Then, a power generation amount display device (digital display) indicated by LED numerical characters or liquid crystal numerical characters can be given.
For example, Patent Literature 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-172167) and Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-284006) disclose a power generation amount display device provided with a configuration for digitally displaying the power generation amount on a power generation display panel. It has been disclosed.
In addition, Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-38129) discloses a configuration in which a flower portion is configured by a plurality of light emitting diodes arranged in a circle, and the flower portion is sequentially turned on according to the amount of power generated by a solar cell. And the like are disclosed.
[0004]
By the way, when displaying the amount of power generation in a solar power generation device or the like, how to save the amount of electricity consumed for displaying the amount of power generation has been a conventional problem. For example, in the case of an apparatus that uses the power generated by solar power for nighttime illumination, if power of about 5 w / h is consumed for measuring and displaying the power generation, the daily power consumption is 120 wh, which is 20 watts. Is equivalent to the amount of electricity for turning on the fluorescent lamp for 6 hours, and is an amount of electricity that excludes nighttime illumination, which is the original purpose.
On the other hand, a solution to increase the capacity of solar cells and storage batteries to reduce the effect of the amount of electricity consumed to display the amount of power generation is conceivable, but this increases the installation cost of the power generation system and is extremely uneconomical. It is.
[0005]
Therefore, conventionally, the following proposals have been made as means for saving the amount of electricity consumed in the power generation amount display.
For example, Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-142366) discloses a display device that displays the generated power by a blinking pattern of one LED.
Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-88940) discloses that, when a power generation amount of a photovoltaic power generation is displayed in a multi-stage bar display or a seven-segment character display, the display form is changed in accordance with the power generation state. A power generation status display device that switches between display, intermittent display, and non-display is disclosed.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-172167 [Patent Document 2]
JP 2000-284006 A [Patent Document 3]
JP-A-7-38129 [Patent Document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-142366 [Patent Document 5]
JP-A-8-88940
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a power generation amount display device that requires a small amount of power to display the power generation amount based on new knowledge.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a power generation system that includes a display unit having several numbers indicating the amount of power generation, displaying the numbers at appropriate intervals, and arranging one LED lamp (light emitting diode) near each number. A quantity display device is proposed.
Conventionally, when attempting to digitally display the amount of power generation, a bar display or a 7-segment display using a large number of LED lamps, or a blinking display via a pulse generation circuit or the like has been used. The power generation amount display device according to the present invention requires less number of LED lamps and also simplifies the control method, so that the power generation amount can be displayed with less power consumption.
[0009]
In the power generation amount display device having the above-described configuration, the number indicating the power generation amount includes, for example, an integer value indicating a minimum required power generation amount for power storage, and one to three pieces at equal intervals before and after the required power generation amount. It is preferable to select an integer value and one integer value that is larger than the minimum value of the above integer values by a distance larger than the equal interval and smaller, and displays these numbers on a display unit. At the same time, it is possible to confirm whether or not the minimum required power generation amount for power storage is being generated, and at the same time, it is possible to visually recognize the change in the power generation amount with a smaller number.
[0010]
In the power generation amount display device having the above configuration, in order to emit a predetermined LED lamp corresponding to the power generation amount, for example, a power generation amount display control unit that controls an output of the display unit is provided,
The power generation amount display control unit has a storage function of storing a plurality of power generation ranges obtained by classifying the power generation in stages and an output channel of an LED lamp that emits light corresponding to each power generation range, A detection function for detecting the power generation amount as needed, a determination function for determining which power generation range the power generation amount belongs to, and sending an output signal to an output channel of the LED lamp corresponding to the determined power generation range. It is preferable to provide an output control function.
[0011]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The power generation amount display device of the present invention can be used as a device that displays the amount of power generation by solar power generation, wind power generation, hydroelectric power generation, and other power generation methods. Above all, small solar power generation and wind power generation are not required to display the exact amount of power generation in order to know the power generation status. preferable.
[0012]
In the present invention, the “LED lamp” is intended to broadly include a light source body formed of a light emitting diode, and the “light transmissive plate” is intended to broadly encompass a plate through which light of an LED lamp is transmitted. Yes, and may be transparent and translucent.
Further, the “power generation amount” includes all values indicating the power generation amount regardless of parameters, such as a generation voltage, a generation current, and a generation power amount.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
However, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
[0014]
The power generation amount display device of the present invention can include a display unit that displays a power generation amount and a power generation amount display control unit that controls an output of the display unit based on the power generation amount.
[0015]
The display unit can be configured by selecting several numbers indicating the amount of power generation and displaying them at appropriate intervals, and arranging one light emitting means near each number.
[0016]
The number indicating the amount of power generation is displayed by selecting three to ten, especially four to six, so that a visitor can visually recognize the change in the power generation and reduce the power consumption of the LED lamp. Is preferred.
As a criterion for selecting a number, a reference value and a number before and after the reference value are selected based on a necessary power generation amount (for example, a minimum amount of electricity (voltage, current, electric power, etc.) required for the battery to store electricity). Is preferred. For example, an integer value indicating the minimum required power generation amount required for power storage, one to three integer values spaced at equal intervals before and after the required power generation amount, It is preferable to select 4 to 8 integer values that are far apart and small. Specifically, when the required voltage capacity of the battery is 12 V, a reference value of 12 V, one value smaller than the reference by one, two values one or two larger than the reference, and a minimum value of these values It is preferable to select five numbers “7, 11, 12, 13, 14” by selecting one value that is two or more smaller than a certain 11 (here, select 7 that is four smaller). it can.
[0017]
It is preferable to use an LED lamp (light emitting diode) as the light emitting means. The power consumption of the LED lamp is very low, about 0.28 w / h, and the LED lamp has a strong luminous power, excellent visibility from a distance, and has a feature that various luminescent colors can be selected.
The emission colors of the LED lamps can be the same emission color of all the LED lamps, or two or more different colors.
As the light emission format of the LED lamp, a format in which only the LED lamp associated with each power generation amount is illuminated (lighting format for each stage) may be employed, or the LED associated with each power generation amount may be used. It is also possible to adopt a form in which all the LED lamps corresponding to the lamps and the power generation amount lower than the lamps emit light and the bars of the LED lamp rows expand and contract in a bar graph shape (additional lighting form), or switch between both forms by a switch. The format can also be adopted.
[0018]
In the display unit having the above configuration, the number indicating the amount of power generation and the LED lamp can be arranged on the same surface or on different surfaces. In short, when the display unit is viewed from the front, one light emitting means (LED lamp) may be arranged near each of several numbers.
[0019]
Specifically, the light-transmitting plate is disposed on the surface of the display unit, the light-emitting means (LED lamp) is disposed on the back side of the light-transmitting plate, and the number indicating the power generation is indicated by the light-transmitting plate. Can be arranged on either the front side or the back side to form a display unit.
At this time, the distance between the light transmitting plate and the LED lamp is not particularly limited, but is preferably about 10 mm.
[0020]
As the light transmissive plate, a plate made of any transparent or translucent material such as transparent or translucent glass, transparent or translucent plastic (for example, acrylic resin, polycarbonate resin, etc.) can be used. Above all, a transparent plate body (made of plastic such as glass, acrylic resin, polycarbonate resin, etc.) which has been subjected to fine unevenness (including frosting, sandblasting, etc.) so that light can be diffused, is particularly used. preferable. Since the light of the LED lamp has a very high linearity, the light source of the LED lamp is projected as a small light spot on the light-transmitting plate as it is. Since the light from the LED lamp is diffused on the finely textured surface and projected as a spot of a predetermined size, and can be clearly recognized even from a distance, it is particularly excellent as a power generation display device for outdoor installation. . At this time, the size of the spot is not particularly limited, but can be changed depending on the intensity of light and the roughness of the finely textured surface, and may be appropriately designed according to the size of the display unit. Good.
Although it is possible to diffuse the light by processing the surface of the light-transmitting plate body with fine irregularities, it is not preferable because the light is blurred and foreign matter and dirt easily adhere to the surface.
The range in which the fine unevenness is processed may be the entire rear surface of the light-transmitting plate body, or a part of the rear surface, for example, a portion to be projected as a spot may be partially processed.
[0021]
As long as the power generation amount display control unit has a function of controlling the output of the display unit based on the power generation amount, the specific configuration (circuit) is arbitrary, but preferably, the power generation amount is classified stepwise. A storage function (storage means) for setting a plurality of power generation ranges, associating the plurality of power generation ranges with an output channel of an LED lamp that emits light corresponding to each power generation range, and detecting the power generation amount. A detection function (detection means), a determination function (determination means) for determining which power generation range the power generation belongs to, and an output for sending an output signal to an output channel of the LED lamp corresponding to the determined power generation range It can be configured to have a control function (output control means).
[0022]
(Example)
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
However, in this embodiment, the power generated by the solar power generator and the wind power generator is stored in a battery, and the generated power display device of the present invention is incorporated in a self-powered lighting device that uses the stored power for nighttime illumination. Although an example is shown, the present invention is not limited to such an example.
[0023]
As shown in FIG. 1, the self-powered lighting device 1 mainly includes a wind power generator 2, a solar power generator (solar cell) 3, a lighting device 4, and a generated electric power, which are attached to a columnar main body 1A. It includes a battery 5 to be stored, a power generation amount display device 6 for displaying a power generation amount of the solar power generator 3, and a hybrid controller 7 for controlling power generation, power storage, various outputs, and the like. , A wind power generator 2, a solar power generator 3, a lighting fixture 4, a battery (storage battery) 5, and a power generation amount display device 6 are connected around a hybrid controller 7.
[0024]
The power generation amount display device 6 mainly includes a power generation amount display control unit 8 and a display unit 9. As shown in FIGS. 3 to 5, the display unit 9 has a rectangular window on the front surface of the housing 11. A light-transmitting plate 12 made of a transparent acrylic resin is fitted into the window 11a and disposed in the display surface 9a. A mounting plate 13 is fixed to the back of the body 12. The mounting plate 13 includes a groove and a fixing piece protruding from both edges thereof. The mounting plate 13 is fixed to the light-transmitting plate 12 through the fixing piece, and the bottom surface of the groove has a power generation amount. The five numbers 14 shown are displayed at appropriate intervals in the vertical direction, one LED lamp 15 is installed in the vicinity of each number 14, and an appropriate interval is provided on the back side of the mounting plate 13. The substrates 16 are arranged side by side. The substrate 15 includes a power generation amount display control unit 8.
[0025]
In the power generation amount display device 6 described above, the light transmissive plate 12 is made of an acrylic resin plate having a thickness of about 20 mm, and the back surface thereof is finely roughened, and has an average roughness (Rz) of 25 to 15 μm (JIS B 0601). It has been.
The distance between the back surface of the light transmitting plate 12 and the LED lamp 15 is about 10 mm.
As the number 14 indicating the amount of power generation, five numbers “7”, “11”, “12”, “13”, and “14” indicating the generation voltage (V) are selected, and “blue”, “green” near each number. LED lamps that emit “yellow”, “vermilion”, and “red” are arranged. When the display section 9 is viewed from the front, spots 17 (about 15 mm in diameter) of each color are located beside each numeral 14 as shown in FIG. It is being projected.
[0026]
The power generation amount display control unit 8 is connected to the solar power generator 3, the display unit 9, and the hybrid controller 7 as shown in FIG. 2, and mainly includes the solar power generator (solar cell) 3 as shown in FIG. A / D converter 20 for performing analog / digital conversion of the electricity generated by the above, a charge control unit 21 for controlling charging and discharging of a battery, and a voltage range in which each LED lamp 15 is turned on are stored. And a solar voltage determination / output control unit 22 for sending an output signal to an output channel of the LED lamp 15 corresponding to the determined voltage range. A / D converter 23 for digital / digital conversion, output channels Y0 to Y4 respectively connected to five LED lamps 15, and backflow prevention diode 24.
[0027]
The voltage generated by the photovoltaic generator (solar cell) 3 is digitally converted by the A / D converter 20 and supplied to the charge control unit 21, and the charge control unit 21 determines the voltage required for displaying the amount of generated power by the solar voltage. -The voltage is supplied to the output control unit 22, and the other voltage is supplied to the battery 5 via the backflow prevention diode 24. The solar voltage determination / output control unit 22 detects the supplied voltage, determines to which voltage range the detected generated voltage falls, and outputs the output channels Y0 to Y0 of the LED lamp 15 corresponding to the determined voltage range. It is configured to output an output signal and a voltage to Y4.
[0028]
More specifically, the solar voltage determination / output control unit 22 mainly classifies the generated voltage into six levels, and associates the voltage range of each level with the output channel (Y0 to Y4) of the corresponding LED lamp 15. A storage function (storage means) for storing, a determination function (determination means) for determining which voltage range the generated voltage belongs to, and an output signal transmitted to an output channel associated with the determined voltage range to perform switching. An output control function (output control means) to be performed is provided.
Specifically, as shown in Table 1 below, the generated voltage is 6.5 V or less, 6.5 to 11.0 V, 11.0 to 12.0 V, 12.0 to 12.9 V, 12.9 to 13 .8 V, 13.8 V or more, each stage is stored as a lighting voltage range, and the output channels Y0 to Y4 corresponding to each lighting voltage range and the light-off voltage corresponding to each lighting voltage range are stored. As shown in FIG. 7, when the generated voltage reaches the lighting voltage, the switch ON output signal is sent to the corresponding output channel, and conversely, when the generated voltage drops and reaches the unlit voltage, the corresponding output channel is output. Is designed to send a switch-off output signal to the switch.
[0029]
[Table 1]
[0030]
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the power generation amount display control unit 8.
The power generation amount display controller 8 first determines whether or not the voltage of the battery 5 (“battery voltage” in the figure) is equal to or higher than a predetermined value in order to prevent the battery 5 from being overcharged and overdischarged. And the output to the lighting equipment 4 is controlled.
Next, it is determined whether or not the voltage ("solar voltage" in the figure) generated by the photovoltaic generator 3 is 13.8 V or more, and if it is (Y), the output channel Y4 is turned on and Y3 is turned off. If it is less than (N), it is determined in the next step whether or not the solar voltage is 12.0 V or more. If it is more than (Y), the output channel Y3 is turned on and Y2 is turned off. N), proceed to the next step, and sequentially determine the corresponding voltage range. If the last step determines that the solar voltage is less than 6.5, turn off the output channel Y0, It is configured to loop again to a step of determining whether or not the voltage of the battery 5 is equal to or higher than a predetermined value. As shown in FIG. 9, the LED lamp 15 connected to the output channel that has been turned on by the above operation is turned on. Lights up It has become to so that. That is, when the voltage is less than 7V, all the LED lamps 15 are turned off. When the voltage is 6.5 to 11.0V, the blue LED lamp 15 is used. When the voltage is 11.0 to 12.0V, the green LED lamp 15 is 12.0 to 12. At 9 V, the yellow LED lamp 15 emits light, at 12.9 to 13.8 V, the vermilion LED lamp 15 emits light, and at 13.8 V or higher, the red LED lamp 15 emits light.
[0031]
Next, the operation of the self-powered lighting device 1 will be described.
When the wind power generator 2 receives the wind, power generation is started and the power generation output voltage rises. Further, when sunlight hits the solar panel of the solar power generator 3, power generation is started and the power generation output voltage is increased. When the power generation output of both the batteries reaches the charge disclosure voltage (the storable capacity of the battery, 12 V in this example), the battery 3 starts charging (charging) according to the instruction of the hybrid controller 7, and the discharge disclosure voltage (the battery storage limit). The battery 3 starts discharging the surplus voltage according to the instruction of the hybrid controller 7 (for the capacity, 13.8 V in this example).
When the nighttime is detected by the sensor, electric power is output from the battery 3 to the lighting fixture 4 via the DC lighting inverter according to the instruction of the hybrid controller 7, and the lighting fixture 4 is turned on.
Simultaneously with the above operation, as described above, the LED lamps 15 of the power generation amount display device 6 are sequentially turned on according to the power generation amount (voltage) of the solar power generator 3.
[0032]
Note that, in the above example, a one-stage lighting mode in which one LED lamp 15 corresponding to the generated voltage is sequentially turned on is adopted. However, as shown in FIG. It is also possible to adopt an additive lighting mode in which all the LED lamps 15 corresponding to the following power generation voltages emit light, and the bar of the LED lamp row expands and contracts in a bar graph shape. Further, both types can be switched by a switch.
When the addition lighting mode is adopted, the emission colors of the LED lamps 15 may all be the same color, but if the colors are different from each other, the power generation amount can be clearly recognized from a greater distance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an example of a self-powered lighting device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of an electric circuit configuration of the self-powered lighting device of FIG.
FIG. 3 is a front view showing an example of a display unit of the power generation amount display device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of a display unit of the power generation amount display device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the display unit of FIG.
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a power generation amount display control unit.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a generated voltage and a switch operation (ON / OFF) of each output channel.
8A and 8B are flowcharts showing an example of the operation of the power generation amount display control unit.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a generated voltage and a lighting state (ON / OFF) of each LED lamp (output channel).
FIG. 10 is a diagram showing another example of a generated voltage and a lighting state (ON / OFF) of each LED lamp (output channel).
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 self-powered lighting device 1A main body 2 wind power generator 3 solar power generator (solar cell)
Reference Signs List 4 lighting equipment 5 battery 6 power generation amount display device 7 hybrid controller 8 power generation amount display control section 9 display section 9a display section surface 11 housing 11a window section 12 light transmissive plate 13 mounting plate 14 numeral 15 LED lamp 16 substrate 17 spot Reference Signs List 20 A / D converter 21 Charge control unit 22 Solar voltage judgment / output control unit 23 A / D converters Y0 to Y4 Output channel 24 Backflow prevention diode
