JP2005159163A - 可動型太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 電力の入手が不便なところで、電力を容易に入手し得るようにする。電力の入手が不便なところでの夜間の表示板の表示を容易にする。
【解決手段】 移動可能な太陽電池とする。蓄電機能付の電池を併用する。多数の太陽電池の接続を可能とする。これらに併せて表示部の表示内容は、変更可能とする。また、用途に応じて多種の機能発揮用の構成を追加可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は太陽電池に関し、特に可動型とし併せて種々の機能を発揮するべく構成を付加したものに関する。

省エネの促進、大気汚染等の環境破壊の阻止、充電等無しに半永久的に使用可能であること等の面から、太陽光を電力に変換して利用する装置（以下、「太陽電池」と言う）が近年注目を浴びている。

しかしながら、そもそも太陽光の単位面積あたりの照射エネルギーが少ないため、太陽電池そのものの発電力は小さく、ひいては用途としては人工衛星や僻地に設置された降雨計からの送信機、電卓等小電力しか使用しないものの電源に限定されている。また、たとえ動力源として使用される場合でも、例えば以下の特許文献１に示すごとく、あくまでも補助的なものあるいは主たる動力源としての電池の充電に補助的に供する様な用途に限られている。
特開平１１−２６７１６２号公報

結局、太陽電池は発電力の面から用途が限定されているだけでなく、そのためにどうしても製造数量が少なく、ひいては製造コストが高くなり、これがまた広く用いらないことの原因ともなっている。このため、上述の省エネの促進、地球環境破壊の防止の面からのみならず太陽電池の生産数量を増加させて製品コストを下げて用途を広げるという面からも新規な用途の開発あるいは開拓、またその手段としての技術上有効な太陽電池を使用した電力供給装置の開発が望まれていた。

また、遠隔地等で定期的に給電や充電、電池の交換等する必要がない電力の供給装置として使用する場合でも、より有効な使用方法や新しい用途の開発が望まれていた。また同じく、わざわざの工事や第三者との交渉が必要、その他騒音等の都合で安定した電力がすぐには得られ難い場所での太陽電池を利用してのより有効な電力供給システムの開発が望まれていた。

更に、比較的消費電力が大きい装置にも太陽電池を使用することが可能な技術の開発も望まれていた。

本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものであり、基本的には太陽電池に車輪をつけて可動としたものである。また、蓄電器（含む、蓄電池）を併用するようにしたものである。また、複数の太陽電池を接続可能としたものである。これらにより、例えば少しの電力しか使用しないがわざわの電源を手配したり商用電源の入手が困難である、若しくは面倒な場所や状況、その他一時的に電力が必要とされる状況において極めて有効に使用し得るようにし、併せてユーザによるわざわざの充電作業等が僅少となるようにしたものである。

次に、具体的に上述の使用がなされる用途を見出し、その用途に必要な構成を付加して一層便利な装置としたものである。

次に、たとえある程度の電力が必要な場合でも、その必要な時期は時間的に限られていることに注目して、太陽電池でも対処可能としたものである。更に、複数の太陽電池を接続して日照ある限りある程度の電力を供給可能としたものである。

本発明においては、太陽電池が可動型なので、少しの電力しか必要としないがそのための電源、電力の手配や商用電源の入手が困難な状況において、適切に電力を供給することが可能となる。

また、短時間ならばある程度の電力をも使用するシステムにも使用し得るため、例えば携帯電話の通話可能地域が拡大したり、自動観測機器を極めて辺鄙な場所に設置したりすることが可能となる。

また、複数のソーラパネルを使用するため、キャンプ場等にてある程度の電力の使用が可能となる。また、夜間の工事現場、広告搭、道案内等の表示がより有効となる。

また、各種機器と組み合わせて使用することにより、臨時に電力等が必要となったりするときに有効に対処することが可能となる。そしてこれらの結果、太陽電池の用途そのものが拡大されることとなる。

以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。
（実施例１）
本発明は、ただ単に太陽電池からの電力を出力することだけが可能な可動型の太陽電池に関する。図１に本実施例の太陽電池の全体構造を示す。

本図において、１０は太陽からの光エネルギーを電気エネルギーに変換するＬ／Ｅ変換素子が平面状に多数電気的に接続された状態で配列されてなる太陽電池本体、いわゆるソーラパネルであり、３３はこのソーラパネルから発生される電力を外部に出力する端子（コンセント）であり、３０はバッテリーであり、６０はこれらが装備された手押し式の車である。

この手押し車６０は、太陽電池を必要とする場所や日当たりの良い場所へ人が移動させて設置することができるようにされている。このため、車体は枠材６１からなる軽量構造であり、その前後左右に比較的大きな車輪７０がついており、後部上方には人が手で握って押すための手押し部６９が付いている。また時間や季節による太陽の高さに対処し得るべく、ソーラパネル１０そのものはその前端が車体の前部上方にて回転軸６２にて回転可能に取り付けられており、車体の後部上方の垂直方向には傾斜調節部６３が取り付けられている。

また、ソーラパネル１０そのものも本体は平板１９に形成されており、更にこの平板ごと車体６０から取り外すことが可能となっている。ただし、そのための回転軸からの着脱機構や分解機構その他使用位置で全体を固定するための車輪の制動機構、電力消費源への接続機構等は周知技術である。このため、それらの説明は省略する。

なお、本実施の形態では、商用電源等からの電力供給装置を装備していないが、これは全体重量を軽くするためと主に後述の用途への使用を考慮したからである。
（実施例２）
本実施例は、商用電源からの充電と商用電源を使用する電気機器への供給を可能とするものである。図２に全体構造を、図３に電気系統を示す。

図２において、６５はこの太陽電池システムが格納された箱であり、６６はその上部のソーラパネル用架台であり、３３は入出力用の端子であり、７１は箱移動用の小さな車輪である。なお、この太陽電池の発電力は約５０Ｗであり、このためソーラパネルは約１２５０ｍｍ×６００ｍｍの広さである。図３において、３０はＤＣ１２Ｖの蓄電器であり、３１はＡＣ１００ＶをＤＣ１２Ｖに変換する充電器であり、３２はＤＣ１２ＶをＡＣ１１５Ｖに変換する変換器であり、３４は過流電コントローラである。

本実施例あるいは実施の形態においては、商用電源や別途の発電機からの充電が可能であり、しかもＡＣ１１５Ｖを供給可能である。このため、一時的にＡＣ１１５Ｖが必要となるが、その入手が困難なときの電源として使用し得ることとなる。また太陽電池はケースにより主電源となったり、別途の電源からのその充電の補充をなしうることとなる。具体的な用途としては、人里離れたキャンプ場等における静寂な電源、ある程度人里離れた工事現場や事故現場における夜間の表示灯や警告灯への電源等である。なお、夜間の表示灯、警告灯の電源として使用する場合には、手動や日光の検知による自動切換等にて日中は蓄電池から外部への出力する回路を断とするスイッチ機構を更に設けておいても良いのは勿論である。
（実施例３）
本実施の形態は、複数のソーラパネルを接続可能としたものである。この様子を図４に示す。本図において、５０は通常一般に荷物の移送に用いられる手押し車である。２０は、その手押し車で運ばれるソーラパネルであり、平地で太陽光の方向を向いて斜めに立てかけられる様に背面に支持材２８が蝶番（図示せず）で取り付けられている。２９は、出力用電線であり、先の実施例（実施の形態）の可動型太陽電池を運ぶ車輪付きの箱体内の蓄電池に過流電コントローラを介して接続されている。またこのため、この箱体内には専用の入力端子が取り付けられているのは勿論である。これにより、臨時にある程度の電力が必要になったときにも対処可能となる。なお、実施例１の移動型のソーラパネルを使用しても良いのは勿論である。
（実施例４）
本実施例は、以上の実施例の具体的な応用を示すものである。図５にその様子を示す。本図において８０は液晶素子やＬＥＤを基板に多数格子状に配列して文字等を表示し得かつその内容の変更、制御が可能な表示盤であり、８１は表示内容を入力するための着脱式のキーボードである。８２は、掲示板であり、８３はその上部の照明用の発光体である。８４は自動車である。以下、これらへの応用における本発明の可動型太陽電池の特徴を利用した効果について説明する。

表示内容が変更可能な表示板は、冠婚葬祭や催し物等における、特に夜間の道しるべに使用可能である。すなわちこれらの場合、設置が必要な場所が夜間に丁度明るい場所とは限らず、またいくら都会だと言っても照明用の電力も入手容易とは限らない。そこで先の実施の形態の可動型太陽電池から給電を受けて夜間の道案内をなすこととなる。夜間に掲示板を照明する発光体についても同様である。
以上の他、携帯電話を装備して案内を確実にし得るようにしてもよい。

乗用車への供給であるが、これは独身者等が２〜３週間等比較的長期出張する際に、自動車のバッテリーが放電しないように供給するものである。すなわち、個人のものであれ企業の独身寮のものであれ、車庫や駐車場には適当な電源がない場合が多く、たとえあったとしても特に後者のケースではうかつに電力線を引き回すと他人の車の通行の邪魔となりかねない。そこでレンタルで可動型太陽電池を借りて来て自動車のそばに設置し、これからバッテリーが干上がってしまわないように電力の供給を受けることとなる。また、第三者による移動等があれば、内蔵する携帯電話でオーナーに連絡するシステムを備えていてもよい。

以上の他、わざわざの図示はしないが、送風機等をつけての池や獣舎や倉庫への送気に使用することも可能である。特に、水族館や動物園や畜産業においては、一時的に池水の循環、獣舎の換気や集塵が必要なときがあるが、このときに便利である。勿論、暖房等にも使用可能である。

また、比較的広い農園で夜間のみ特定の波長で照明をすることにより、特定の種類の害虫のみ集めて殺したりするのに使用することも可能となる。この際、移動型であるならば、あちこちに捕虫灯を設置する必要もなくなる。

また、臨時に多数の人が集まるときに、空気をマイナス側に帯電させたりすることに使用もできる。更に、運動会場において昼食後のゴミ捨て場の近くに設置して消臭に使用しても良いのは勿論である。

また、特に可動型に限ったことではないが、将来の燃料電池の普及の下で水の電気分解に使用する等化学的作用をなさせることに使用しても良いのは勿論である。
（実施例５）
本実施例は、移動後固定して使用するものである。今日、人里離れた場所に降雨計や積雪計や地震計等を設置し、降雨等があればその量等を近くの気象台に送信することがなされている。ところで、これらの積置場所はその性質上単に行来か不便かつ電力の入手が困難な場所が多いだけでなく、車等車輌での接近が困難な場所でも多いことが少なからずある。そこで、乗用車、ジープ等で可動型太陽発電池及び計測器や送信機器若しくはこれらを組み込んだ装置を可能な限り設置場所の近くまで運んでいき、その後は人力で設置場所へ移動させることとなる。この際、太陽発電を利用した自動充電式の電力供給装置に車輪が付いていると非常に便利となる。以下、図を参照しつつこの使用法を説明する。

図６に、半埋め込み式の携帯電話の中継機の全体構成を示す。本図において、４０は中継処理機であり、送受信装置４１、時計機構４２等を内蔵している。４３は送受信の有無の判断機である。３９は蓄電器３０と中継処理機２０間の電力線のスイッチである。４４はアンテナである。本図に示すように、この装置は本来の設置場所で、ソーラパネルが太陽の方を向いた状態でその箱体の下方１／３が地面（Ｇ．Ｌ．）に埋めこまれて固定されている。そして、送受信の有無の判断機４３が所定の受信を検知したときのみ、蓄電器３０から中継処理機４０へのスイッチ３９をＯＮとする。これにより、中継処理機４０は、中継処理すなわち、所定の受信と増巾しての送信を行う。そして、処理が終了すると送受信の有無の判断機４３がスイッチ３９をＯＦＦとする。このフローを図７に示す。
一方、ソーラパネル１０による蓄電器３０への給電は太陽が照っている限り行われているため、中継処理の頻度にもよるが、処理にかなりの電力を必要とする送信も可能になる。具体的な用途としては、人里からかなり離れた、そしてあまり人や車の往来の激しくない林道等での携帯電話の中継を挙げられる。なおこの実施例の思想そのものは、上述の自動計測機にも応用し得るのは勿論である。以上の他、管理装置側からの指示で複数の処理を切換えてなしうるようにしてもよい。例えば、冬は降雪を、その他の季節は降水を測定し得るようにする等である。
以上、本発明をその幾つかの実施の形態に基づいて説明して来たが、本発明は何もそれらに限定されないのは勿論である。すなわち、例えば以下のようにしても良い。
（１）ソーラパネルは、使用する用途、条件によっては移動する太陽からの照射先の方向を絶えず向くように、時刻により回転するものとしている。またこのため、カレンダー付時計やモータ等の適切な回転のための機構を設けている。あるいは、集光レンズ系統の別途の太陽光を集める手段を有し、その手段がかかる能力を有している。
（２）ソーラパネル表面に塵が積もるのを防止するため、ワイパーが取り付けられ、定期的に表面を掃除するようにしている。
（３）例えば図２に示すソーラパネルは、左右の部分を中央へ折りたためるようにして、巾を狭くして室内での移動の便宜を図っている。

本発明の第１の実施の形態の可動型太陽電池の外観を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の可動型太陽電池の外観を示す図である。 上記実施の形態の電気系統を示す図である。 本発明の第３の実施の形態の可動型太陽電池のシステム構成を示す図である。 上記実施の形態の可動型太陽電池の具体的用途を示す図である。 携帯電話の中継機の電源として使用する場合の全体構成を示す図である。 上記の使用をしている場合の処理を示す図である。

符号の説明

１０ ソーラパネル
１９ ソーラパネル取り付け台
２０ ソーラパネル（独立型）
２８ 独立型ソーラパネル背面の支持材
２９ 独立型ソーラパネルの出力用の電線
３０ 蓄電器（バッテリー）
３１ 充電器
３２ 変換器
３３ 出力端子、入出力端子
３４ 過流電コントローラ
３９ スイッチ
４０ 中継処理機
４１ 送受信装置
４２ 時計機構
４３ 送受信の有無の判断機
４４ アンテナ
５０ 一般に荷物搬送用に用いられる手押し車
６０ 太陽光発電装置が組み込まれた手押し車
６１ ソーラパネル用車の枠材
６２ 回転軸
６３ 傾斜調節部
６５ 箱
６６ ソーラパネル用架台
６９ 手押し部
７０ 非動力型車輪（大型）
７１ 非動力型車輪（小型）
８０ 表示変更が制御可能な表示盤
８１ 上記表示盤への入力用の着脱式キーボード
８２ 掲示板
８３ 発光体

Claims (9)

1. ソーラパネルと、該ソーラパネルからの電力の出力端子と、前記ソーラパネルと出力端子とを積載した非動力型の車輪付きの台とを有していることを特徴とする可動型太陽電池。
2. ソーラパネルと、該ソーラパネルで発生した電力を充電可能な蓄電器と、出力端子と、前記ソーラパネルと蓄電器と出力端子とを積載した非動力型の車輪付きの台とを有していることを特徴とする可動型太陽電池。
3. 前記ソーラパネルは、前記車輪付きの台から板外し可能であることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の可動型太陽電池。
4. 電力を使用することにより夜間や暗所において表示内容を明瞭に視認し得る表示機を有しているかその接続や装着が可能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の可動型太陽電池。
5. 前記表示機は、備え付けか必要に応じて接続されるキーボード等の操作手段からの操作により、表示内容を変更、調整することが可能な表示内容変更型のものであることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
6. 前記ソーラパネルの出力端子に電気的に接続された携帯電話送気手段、加電手段、発光手段、帯電板、加熱手段の少なくとも１を有していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池。
7. 携帯電話を使用した通信装置を有し、この通信装置を使用して管理装置側へ所定の送信を行うこと、管理装置側からの送信を受信して所定の操作を行うことの少なくとも一方が可能であることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の太陽電池。
8. 降雨量の測定と測定結果の送信や携帯電話の中継等の電力の消費を伴う所定の処理を行う処理手段と、
   降雨の認識や携帯電話からの発信の受信等前記処理手段が所定の処理をせねばならない現象、事象が生じているか否かを認識する認識手段と、
   該認識手段が生じていると認識している時には前記蓄電器から前記処理手段への電力の供給を行い、生じていないと認識しているときには電力の供給を行わないよう作用する節電手段とを有していることを特徴とする請求項２若しくは請求項３に記載の可動型太陽電池。
9. 前記蓄電器は、別途のソーラパネルが発電した電力を受け入れて充電可能となっていることを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の可動型太陽電池。

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