JP2005026595A

JP2005026595A - 太陽電池・風力発電部複合一体型発電装置

Info

Publication number: JP2005026595A
Application number: JP2003205843A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Honma; 博和本間; Ichiro Yamashita; 伊智朗山下; Hitoshi Koyama; 仁児山; Takeshi Kajimura; 武志梶村
Original assignee: Systec KK
Current assignee: Systec KK
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】太陽電池部と風力発電部を着脱自在にする電気的機械的接続部を有することによる製造面の複雑さ、形状の大型化、接続部の劣化による信頼性の欠如を回避する。
【解決手段】太陽電池部と風力発電部を電気的機械的連結部を介することなく一体型に構成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、持ち運び可能で、風力により風車を回転させて発電を行う発電装置と、太陽からの光を受けて発電する太陽電池発電装置を一体化した複合一体型発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、特開２００１−１５３０２８で、弱いトルクしか得られない風にも対応し、エネルギーの有効利用が図れる発電装置を提案した。ここで提案された発電装置を再度引用すると、図４のようであり、そのＩ−Ｉでの断面図は図５のようになっていた。その詳細な説明は、特開２００１−１５３０２８に記載されているので省略するが、羽根５１を有するヨーク５２の内部に円筒状で周方向にＳ極とＮ極が交互に形成された永久磁石５３が設けられることにより、回転体５４の内側が回転磁石になっていて、回転体５４の内側にコイルを有する固定子鉄心５５が設けられていて、回転補助手段であるシャフト５６の長さが短くでき、増減速機等の付加的装置を介することなく、羽根で受けた風力で直接発電ができ、伝達損失を抑え、弱い風に対しても高効率の発電が可能であった。
【０００３】
この風力発電装置により、その軽量さゆえに、海や山への持ち運びが可能となり、手軽に小電力を獲得することが可能となった。しかしながら、風力発電の特徴から風の弱い場合には、発電量が少ないという欠点があり、利用の面では、全天候型の発電装置が待望されてきた。
【０００４】
そのため、他の発電手段との共用、とりわけ、太陽電池との共用が必要になって来たことに対応し、特開２００２−１３５９９６では、風力発電ユニットと太陽電池発電ユニットと二次電池ユニットを各々の連結部を介し、着脱自在に連結する発電装置を提案した。図３は、特開２００２−１３５９９６に示された一実施例である。詳細は特開２００２−１３５９９６の記述に譲るとして、簡単に説明すると、３１は風力発電ユニットであり、３２は、太陽電池発電ユニットであり、両者は、両者の間にある連結部３３を介して、コンセント状のもので電気的機械的に接続され、また着脱自在となっている。３４は発電された電力を充電して蓄えるための二次電池ユニットであり、風力発電ユニット３１とは、両者の間にある連結部３５を介して、電気的機械的に接続され、同様に着脱自在となっている。従って、使用上からは、三者間の接続は、自由度があり、例えば、太陽電池発電ユニット３２と二次電池ユニット３４のみの接続組み合わせも可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、着脱自在という便利さは好都合な利点と認めつつも、多くの使い方では、ユニットを接続したまま使用する場合が多く、連結部を有する意味合いが無い場合が生じてきた。すなわち、連結部があるため、その分、小型にならないこと、動作環境の温度、水分、酸素、塩分、着脱回数等による接続部の劣化を防止して品質を確保した連結部を得るには、それなりの製造コストが余分に必要であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、小型でかつ軽量で、弱い風のエネルギーを利用して発電が可能であり、風の無い場合でも、太陽の光を受けて太陽電池が発電を行い、曇っている場合には、風力で発電するように、風の無い場合と曇っている場合に、各々、二つの発電ユニットが相補って発電を行うものであるが、前記の不都合を回避するために、太陽電池部と風力発電部を連結部を介することなく、一体型に構成した発電装置を提供するものである。これにより、より一層の小型化と品質の向上と、製造コストの低減を図れることとなった。請求項１記載の発明は、太陽からの光を受けて発電する太陽電池ユニットと風力を受けて発電する風力発電ユニットを着脱自在な連結部を介することなく一体化構成し、発電電力整流部、電力の安定化部、電力を蓄積する二次電池部を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の太陽電池・風力発電部複合一体型発電装置において、風力発電部に取り付けられた太陽電池部の表面の向きとは反対側に引き出された送電ケーブル部を有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の形態について図面を用い、説明する。図１は本発明に係る太陽電池部と風力発電部複合一体型小型発電装置の一実施例を示す斜視図である。
発電装置は、少なくとも風力発電部と太陽電池部とが連結部を介することなく一体形成され、他に整流部と電圧安定化部と二次電池部から構成されている。以下これを説明する。
【０００９】
風力発電部は、風力で回転する羽根１１と羽根の回転を発電機に伝える回転体１２と、筺体１３に内蔵され図示されていない発電部からなる。発電部は、図５のように羽根５１を有する回転体５４の中にあっても、回転体の外側で、且つ筺体の内側にあってもよい。発電部は、図５と同様に、Ｓ極、Ｎ極が円周方向に複数並べられた電磁石とその電磁石の内側または外側に配置固定されたコイルからなっていて、風により羽根が回転し、電磁石が回転することで、コイルに電力が発生するものである。筺体１３には、太陽電池発電ユニット１４が一体取り付けられ、太陽電池セル１５を有している。太陽電池１５は、一般に、多数のアモルファスシリコンダイオード等で構成され、太陽光のエネルギーを受け、電力を発生する。筺体１３の内部には、特開２００１−１５３０２８の図９のような整流回路が内臓されている。これを再度図６に示す。
【００１０】
図６において、風力発電による電力は、正負が交互にあらわれる交流であり、これが、３相のコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３に発生している。これが、ダイオードＤ１〜Ｄ６を通過して整流され直流電力となる。コンデンサＣ１は、直流の変動を抑える平滑作用をしている。さらに、特開２００２−１３５９９６の図１３に示す様な電圧安定化回路を構成要素に含めることが可能である。図６内のＢＴは二次電池であって、風力で発電された電力がダイオードＤ７を経由して充電される。ダイオードＤ７は、反対向きに流れる電流を阻止するもので、二次電池からコンデンサＣ１側に向かって逆流することを防止している。尚、太陽電池で発生した電力は、逆流防止のダイオードを介し、上記の二次電池を充電するように接続されている。
【００１１】
図１において、筺体１３の下部、太陽電池ユニット１４の表面の向きと反対側には電力の取り出し送電ケーブル１６の引き出し部１７がある。このような配置は、送電ケーブルに雨等の水分が入ることを防ぐことを可能とする。この引き出し部は、筺体を他の部分に固定把持する把持部を兼ねてもよい。その場合には、風向に応じて向きが変わるように回転機構を有することが好ましい。１８は、風向に応じて向きが変わるように風向板である。
【００１２】
図２は、太陽電池部と風力発電部複合一体型小型発電装置の他の実施例を示す斜視図である。図４の実施例との違いは、風力発電ユニットを風洞２１が覆っていて、風の通り道となる空間ができていることと、風洞の上に太陽電池ユニットが、下に送電ケーブル引き出し部があることである。動作は、実施例図１と同じなので、説明を省略する。整流部、電圧安定化回路部、２次電池部は、内部筺体に内蔵されている。図１、図２の実施例とも、整流部、電圧安定化回路部、２次電池部は、筺体に内蔵している例を挙げたが、風の通路を最大に確保するために、これらを送電ケーブルで外に引き出し、外部にこれらの処理部を設けることも可能である。
【００１３】
【発明の効果】
以上、説明したように、太陽電池部と風力発電部を一体形成したので、コンセントのような接続部を無くすることができ、接続部により取り外し自在に構成した場合に比べ、製造のコスト低減、小型化、接続部の接触の劣化による信頼性の欠如のような不都合の回避を図ることが可能となった。又、接触による劣化に影響の大きい外気に剥き出しの接続部が無くなり、送電ケーブルが下から延伸しているのみなので、雨等の水分が入りにくい構造が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による太陽電池部と風力発電部複合一体型小型発電装置の一実施態様を示す図である。
【図２】本発明による太陽電池部と風力発電部複合一体型小型発電装置の別の実施態様を示す図である。
【図３】従来の太陽電池ユニットと風力発電部と二次電池ユニットの着脱自在型発電装置を示す図である。
【図４】従来の風力発電装置の平面図である。
【図５】図４の風力発電装置のＩ−Ｉにおける断面図である。
【図６】従来及び本発明にかかる風力発電部に使用される整流部、電圧安定化部、二次電池部を示す回路例を示す図である。
【符号の説明】
１１，５１・・・羽根、１２，５４・・・回転体、１３・・・筺体
１４，３２・・・太陽電池発電ユニット、１５・・・太陽電池セル
１６・・・送電ケーブル、１７・・・引き出し部、１８・・・風向板
２１・・・風洞、３１・・・風力発電ユニット
３３，３５・・・連結部、３４・・・二次電池ユニット
５２・・・ヨーク、５３・・・永久磁石、５５・・・固定子鉄心
５６・・・シャフト

Claims

太陽からの光を受けて発電する太陽電池ユニットと風力を受けて発電する風力発電ユニットを着脱自在な連結部を介することなく一体化構成し、発電電力整流部、電力の安定化部、電力を蓄積する二次電池部を有することを特徴とする太陽電池・風力発電部複合一体型発電装置。
風力発電部に取り付けられた太陽電池部の表面の向きとは反対側に引き出された送電ケーブル部を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池・風力発電部複合一体型発電装置。