JP2005110476A - エネルギー・パック・システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、各種クリーンエネルギーを柔軟に有効利用できるエネルギー・パック・システムを提供することにある。
【解決手段】 本発明のエネルギー・パック・システム１０は、クリーンエネルギーを利用し、必要な電力を発電する発電機１２と、発電機１２で発電された電力を蓄電し、持ち運び可能なエネルギー・パック１４と、発電機１２とは電気的接続がなく、エネルギー・パック１４をセットし、発電された電力を取り出すためのアダプター１６と、を備える。発電機１２で発電された電力は、一旦エネルギー・パック１４に蓄電され、アダプター１６を介してその電力を利用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種のクリーンエネルギーを電気エネルギーとして蓄え、その蓄えられた電気エネルギーを柔軟に利用できるエネルギー・パック・システムに関するものである。

化石燃料の枯渇問題および環境問題を背景に、省エネの推進およびクリーンエネルギーの利用促進が求められている。電気電子の分野であれば、民生機器の小電力化およびクリーンエネルギーによる発電があげられる。

近年、民生機器は、回路設計や使用する素子によって小電力化が図られている。したがって、同じ電力であれば、従来の民生機器と比較して現在の民生機器の方が利用できる時間が長い。

クリーンエネルギーによる発電は、風力、水力、太陽光などを利用した発電機の開発が盛んである。例えば、カットイン風速付近の弱風での発電効率を高めた風力発電装置がある（特許文献１参照）。また、雨水発電機、水を汲み上げるポンプ、および、ポンプの電源となるソーラー発電機を組み合わせた雨水発電装置がある（特許文献２参照）。これらは、クリーンエネルギーを有効利用するために考えられたものである。

特開２００２−２５２９９８号公報 特開２００３−５６４４１号公報

しかし、家庭や事業所に設置可能なマイクロ風車などの小型発電機は数十ワット程度の発電量であり、クリーンエネルギーを利用するため常時発電できるわけではない。小電力化された民生機器であっても、利用できる民生機器が限られてしまい、クリーンエネルギーを有効に利用できない場合がある。

また、風車や水車などは設置場所が限られてしまうので、電力を必要とする所望の場所まで配線をする必要がある。各家庭に風車や水車を設けるとなると、各家庭で配線が異なり、配線が煩わしくなる。

そこで、クリーンエネルギーによる発電からその利用までをトータルで考えたシステムの構築が必要とされている。

本発明の目的は、各種クリーンエネルギーを柔軟に有効利用できるエネルギー・パック・システムを提供することにある。

本発明のエネルギー・パック・システムの要旨は、クリーンエネルギーを利用し、必要な電力を発電する発電機と、前記発電機で発電された電力を蓄電し、持ち運び可能なエネルギー・パックと、前記発電機とは電気的接続がなく、前記エネルギー・パックをセットし、蓄電された電力を取り出すアダプターと、を備える。発電機で発電された電力は、一旦エネルギー・パックに蓄電され、アダプターを介してその電力を利用する。

前記必要な電力を複数の発電機で分担して発電し、前記アダプターに複数のエネルギー・パックをセットして分担して発電された電力を集合させて取り出す。

前記発電機に、発電機の発電効率を高める出力点追尾装置を備えてもよい。出力点追尾装置によって、利用しにくい小さな電力を有効に活用する。

前記発電機の出力は１００ワット以下であってもよい。大規模の発電をするのではなく小規模の発電であり、家庭や事業所などへの導入が容易である。

前記アダプターにセットされるエネルギー・パックは複数であってもよい。複数のエネルギー・パックをアダプターにセットすることによって大電力となり、民生機器などを長時間使用できる、

前記エネルギー・パックはリチウムイオン電池である場合を含む。リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、軽いので持ち運ぶことが容易である。

本発明は、クリーンエネルギーの発電で見捨てられている低出力の電力をエネルギー・パックに蓄電することによって、柔軟に電気エネルギーを利用することができる。発電においては、出力点追尾装置を用いることによって、小さなクリーンエネルギーを有効に発電利用することができる。エネルギー・パックに電力を蓄電することによって、必要なときに、必要な場所で電気を利用することができる。

本発明のエネルギー・パック・システムの実施形態について、図面を用いて説明する。本発明は、電気エネルギーを一旦パックし、パックされた電気エネルギーを利用するシステムである。図１に示すように、本発明のエネルギー・パック・システム１０は、発電機１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ、エネルギー・パック（Ｅ・Ｐ）１４およびアダプター１６を備える。以下、図面の符号１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆは、本明細書においては１２と総括して示す。

発電機１２はクリーンエネルギーを利用して発電をおこなうものを使用する。例えば、風力発電機、水力発電機、ソーラー発電機、雨水発電機などの自然エネルギーを利用するものがある。または、自転車に備えられた発電機１２など人力を利用するものもクリーンエネルギーを利用する発電機に含める。その他の発電機１２としては、地熱、潮力、波力などを利用するものを含める。

風力発電機、水力発電機、ソーラー発電機はそれぞれマイクロ風車、マイクロ水車、マイクロＰＶ（photovoltaic）発電を使用する。これらの発電機は、１００ワット以下の小規模発電機である。また、一般的に雨水発電機も小規模発電機である。使用する発電機１２が小規模発電機であるので、事業所や家庭での設置は容易である。上記の発電機１２は事業所や家庭の環境によって選択できる。雨の多い地方であれば水力発電や雨水発電を利用できるし、風がよく吹く地方であれば風力発電が利用できる。

発電機１２の種類は１種類だけではなく複数種類の発電機１２を利用してもよく、発電機１２の数も１台には限定されない。すなわち、エネルギー・パック・システム１０の利用者は、必要に応じた発電機１２の種類と数を設ける。発電機１２の数を複数にすることによって、小さなクリーンエネルギーを利用して、必要な電力を分担して発電することになる。

発電機１２の発電量が小さいため、出力点追尾装置を設けて、発電効率を高めてもよい。風力発電に使用する出力点追尾装置については、特許文献１に開示されており、カットイン風速付近の発電効率が向上している。この出力点追尾装置は風力発電以外の他の発電機１２においても応用し、弱風などのクリーンエネルギーが小さいときでも効率よく電力に変換する。

マイクロ風車などを使用して小規模発電をおこなったり、出力点追尾装置を利用して発電効率を高めたりするのは、従来見捨てられていた小さなクリーンエネルギーを利用するためである。

発電機１２で発電された電力はすぐに使用せず、一旦エネルギー・パック１４に蓄電する。マイクロ風車などを利用した小規模発電機は発電量が少なく、常時発電できないので、発電時に蓄電する。すなわち、小さなクリーンエネルギーをすぐに使用せず、蓄電などで集合させることによって、大きな電気エネルギーを取り出すことができる。エネルギー・パック１４として二次電池を使用し、その二次電池の種類としてはリチウムイオン電池が好ましい。リチウムイオン電池であれば、鉛蓄電池の約１／３の重さであり、持ち運びが楽である。リチウムイオン電池は、他の二次電池と比較して、自然放電の量が少なく、高エネルギー密度であり、メモリー効果がない利点がある。過充電防止のための回路を各リチウムイオン電池に設ける。

リチウムイオン電池以外の二次電池もエネルギー・パック１４として利用可能である。例えば、電気二重層コンデンサ、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池などがある。

エネルギー・パック１４の充電のために、充電器を発電機１４に接続する。充電器にエネルギー・パック１４をセットすることにより、発電機１２で発電された電力をエネルギー・パック１４に蓄電することができる。充電器は、必要に応じて過充電防止回路をもうける。また、充電量を表示するメーターを備えてもよい。

充電されたエネルギー・パック１４をアダプター１６にセットすることによって電力を取り出すことができる。図２に示すように、テレビ１８などの民生機器にアダプター１６を接続するか、または、民生機器内にアダプター１６を設けることによって、エネルギー・パック１４に蓄電された電力を民生機器に利用することができる。アダプター１６はエネルギー・パック１４をセットする部分、エネルギー・パック１４に蓄電された電力を取り出して直流または交流の電圧として出力する回路、および変圧回路などを備えてもよい。また、アダプター１６にはエネルギー・パック１４の電気の残量検出し、その量を表示するメーターを設けてもよい。

アダプター１６にセットできるエネルギー・パック１４の数は１個に限られず、その数は複数であってもよい。エネルギー・パック１４を複数にすることによって、大きな電力を取り出すことができる。すなわち、小さなクリーンエネルギーを利用し、複数の発電機１２で分担して発電された電力を集合させて大きな電力として出力させることとなる。例えば、複数のエネルギー・パック１４をまとめることによって、２時間で６０ワットの電力を出力することができたならば、１時間あたり３０ワットの消費電力のテレビ１８を２時間見ることができる。

図１および図２においては、アダプター１６にセットされるエネルギー・パック１４の数が複数になっているが、エネルギー・パック１４の数が１個で民生機器の必要な電力をまかなえるのであれば、その数を１個にしてもよい。１個であっても、小さなクリーンエネルギーによって発電された電力を蓄えることによって、民生機器を利用できる大きな電力を取り出すことができる。

本発明によれば、従来見捨てられていた小さなクリーンエネルギーに注目し、その小さなクリーンエネルギーを集合させて、民生機器が利用できる程度の大きな電力として利用している。言い換えると、民生機器などの必要な電力を、小さなクリーンエネルギーで必要な電力を分担して発電している。

発電機の出力は１００ワット以下であるが、出力点追尾装置を設けることによって、小さなクリーンエネルギーの有効な発電が可能となっている。

発電した電力をすぐに使用するのではなく、一旦二次電池などのエネルギー・パック１４に蓄電することによって、柔軟に電力の利用ができる。すなわち、クリーンエネルギーを利用した発電であれば、発電機１２の設置場所が制限され、そこから配線する必要があるが、エネルギー・パック１４を利用することによって、電気エネルギーをパックして、それを自由に持ち運びできる。

複数のエネルギー・パック１４をアダプター１６にセットすることによって、大きな電力を取り出すことができ、民生機器を長時間利用できる。さらに、キャンプ場などの送電線が引かれていないところにエネルギー・パック１４を持っていき、必要に応じて電力を利用できる。また、震災などの災害時に電力の供給が途絶えても、クリーンエネルギーを利用して発電をし、テレビやラジオに備えられたアダプター１６にエネルギー・パック１４をセットすることによって、テレビなどから必要な情報を得ることができる。アダプター１６およびエネルギー・パック１４を統一規格とすることによって、現在の一次電池を本発明のエネルギー・パック１４に置き換えることも可能となり、一次電池の使用による環境負荷を軽減することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが本発明は上記の実施の形態に限定されることはない。その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

本発明のエネルギー・パック・システムの構成を示すブロック図である。 テレビにエネルギー・パックを使用する場合の図である。

符号の説明

１０：エネルギー・パック・システム
１２：発電機
１４：エネルギー・パック
１６：アダプター
１８：テレビ

Claims (5)

1. クリーンエネルギーを利用し、必要な電力を発電する発電機と、
   前記発電機で発電された電力を蓄電し、持ち運び可能なエネルギー・パックと、
   前記発電機とは電気的接続がなく、前記エネルギー・パックをセットし、蓄電された電力を取り出すアダプターと、
   を備えたエネルギー・パック・システム。
2. 前記必要な電力を複数の発電機で分担して発電し、前記アダプターに複数のエネルギー・パックをセットして分担して発電された電力を集合させて取り出す請求項１に記載のエネルギー・パック・システム。
3. 前記発電機に、発電機の発電効率を高める出力点追尾装置を備えた請求項１または２に記載のエネルギー・パック・システム。
4. 前記発電機の出力が１００ワット以下である請求項１乃至３に記載のエネルギー・パック・システム。
5. 前記エネルギー・パックがリチウムイオン電池を含む請求項１乃至４に記載のエネルギー・パック・システム。
   

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