JP2006066734A - Solar power generation unit and system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar power generation system which has a simple structure, which dispenses with a large-scale construction such as burying construction of a base, where a power generation capacity can be increased, and which can be installed at a place on which impact is applied. <P>SOLUTION: This solar power generation unit is obtained by arranging a power generator provided with a solar battery on a sleeper in a railway track through a shock elimination means which absorbs a shock. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽光発電装置において、発電部を架台等を用いずに鉄道軌道内の枕木上に設置し、それら複数の発電部からの発電電力を集中制御する制御部によって、その発電電力を蓄電したり、もしくは電力会社の商用電力系統へ逆潮流させ、さらに発電部からの送電経路を用いて発電部に隣接して設置した電力負荷へ制御部から電力供給を行うように成した太陽光発電システムに関するものである。   The present invention relates to a solar power generation apparatus that generates power using solar energy, in which a power generation unit is installed on a sleeper in a railroad track without using a stand or the like, and the generated power from the plurality of power generation units is centrally controlled. The control unit stores the generated power, or reversely flows to the commercial power system of the power company, and further uses the power transmission path from the power generation unit to the power load installed adjacent to the power generation unit. The present invention relates to a photovoltaic power generation system configured to supply.

また、本発明はこの太陽光発電システムに使用するものであって、鉄道軌道内に、もしくは鉄道軌道に沿って設けた太陽光発電ユニットに関するものである。   In addition, the present invention is used in this photovoltaic power generation system, and relates to a photovoltaic power generation unit provided in or along a railway track.

近年、地球環境問題への関心の高まりとともに、自然エネルギーを利用した新エネルギー技術が注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用したシステムへの関心が高く、道路交通標識や照明等への独立電源や、太陽光発電システムの住宅への普及が加速されてきている。   In recent years, with increasing interest in global environmental problems, new energy technology using natural energy has attracted attention. As one of them, interest in systems using solar energy is high, and the spread of independent power sources for road traffic signs, lighting, etc., and solar power generation systems to houses has been accelerated.

太陽光発電システムは、その主要な構成要素である太陽電池により太陽光エネルギーを電力に変換して利用することにより、電気負荷への供給電力を得、それをリアルタイムに供給、もしくはバッテリーなどの充電手段に蓄電し、または電力会社の商用電力系統に逆潮流して売電し、必要な時に蓄電手段や電力会社から電力を買電するようにしている。   A solar power generation system obtains power supplied to an electric load by converting solar energy into electric power using solar cells, which are its main components, and supplies it in real time, or charges a battery or the like The electricity is stored in the means, or the power is supplied to the commercial power system of the electric power company in reverse power, and the electric power is purchased from the electric storage means or the electric power company when necessary.

このような機器の一例としては、住宅用ではエアコンや冷蔵庫のような昼間でも使用する電力負荷であり、リアルタイムに発電電力が消費され、余剰分は電力会社に売電され、夜間は必要分を買うというシステムがある。   An example of such a device is a power load that is used even in the daytime, such as an air conditioner or refrigerator, for residential use, and the generated power is consumed in real time, the surplus is sold to the power company, and the necessary amount is consumed at night. There is a system to buy.

また、道路交通標識のように、昼間は蓄電池に電力を蓄えておき、夜間にその電力でLED(発光ダイオード)等の発光体を点灯させるものがある。   Some road traffic signs, for example, store power in a storage battery during the day and turn on a light-emitting body such as an LED (light-emitting diode) with the power at night.

このような太陽光発電システムに用いられる太陽電池の発電容量は大きいものから小さいものまで様々であるが、住宅用では屋根を利用して3kW程度の太陽光発電装置を載置したり、公園照明においては、基礎を埋設して立てた支持ポール上に100W程度の太陽電池モジュールを設置したり、道路交通標識では1W程度の太陽電池を本体ケース上に一体的に配したり、10W程度の太陽電池モジュールを別体としてポールやガードレール上に設置される。   The power generation capacity of solar cells used in such a solar power generation system varies from large to small, but for residential use, a solar power generation device of about 3 kW is placed using a roof, park lighting In, the solar cell module of about 100W is installed on the support pole that is erected with the foundation embedded, the solar cell of about 1W is integrally arranged on the main body case in the road traffic sign, the solar of about 10W A battery module is installed separately on a pole or guardrail.

ところで、鉄道においても軌道内の保安状況などの様々な情報を、管理部門が把握する必要がある。   By the way, also in the railway, it is necessary for the management department to grasp various information such as the safety situation in the railway.

そのひとつとして鉄道PVシステムがある。   One of them is the railway PV system.

図8はこの鉄道PVシステムの概略を示す。   FIG. 8 shows an outline of this railway PV system.

同図に示すごとく、70は鉄道軌道であり、この鉄道軌道70の外に別途、太陽光発電システムJを設置する敷地を用意し、その敷地にコンクリート製の基礎74を強固に地面に設置する。そして、そのコンクリート製基礎74の上に鉄やステンレスなどの金属により構成したフレームで構成された架台72を設置する。   As shown in the figure, reference numeral 70 denotes a railroad track. A site for installing the photovoltaic power generation system J is prepared outside the railroad track 70, and a concrete foundation 74 is firmly installed on the ground on the site. . Then, a pedestal 72 made of a frame made of metal such as iron or stainless steel is installed on the concrete foundation 74.

さらに架台72に太陽電池モジュール71を取り付け、その発電電力を動力源として鉄道設備73、たとえば信号機のような保安設備を稼動させるというシステムである。   Further, the solar cell module 71 is attached to the pedestal 72, and the railroad equipment 73, for example, a safety equipment such as a traffic signal, is operated using the generated power as a power source.

かかるシステムと同様の太陽光発電によるシステムとして、さらに実施例として、米国のウェストバージニア州における鉄道施設がある。   As a system using solar power generation similar to such a system, there is a railway facility in West Virginia, USA, as an example.

なお、とくに図示しないが、このようなシステムによれば、夜間の電力確保のために昼間は鉄道設備への電力供給とともに蓄電池に充電を行い、太陽電池が発電しない夜間には蓄電池によるバックアップを行うか、電力会社の商用電力系統から電力供給できるように構成するのが一般的である。   Although not particularly illustrated, according to such a system, in order to secure power at night, the storage battery is charged together with power supply to the railway facilities during the daytime, and the storage battery is backed up at night when the solar cell does not generate power. Or it is common to comprise so that electric power can be supplied from the commercial power grid of an electric power company.

また、太陽電池を電力源として、軌道の分岐器の開通している方向の確認を自動的に行なうことの出来る開通方向検知装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。   In addition, there has been proposed an opening direction detection device that can automatically check the direction in which an orbital branching device is opened using a solar cell as a power source (see, for example, Patent Document 1).

さらにまた、交通信号制御システムとして、鉄道軌道上または道路上またはそれ等の近くで構造的異常が生じた際に、危険箇所への侵入をとめ、危険箇所の確認を敏速にするシステムが提案されている(特許文献2参照)。
特開平09−39793号公報 特開平10−40493号公報
Furthermore, as a traffic signal control system, a system has been proposed that, when a structural abnormality occurs on a railroad track or on a road, or the like, stops entering the hazardous area and promptly confirms the hazardous area. (See Patent Document 2).
JP 09-39793 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-40493

上述したような太陽光発電システムによれば、太陽電池の設置場所は様々であるが、共通して言えることは、必要な発電容量に応じて、太陽電池の発電面積と、太陽光を必要な時間受光することのできる障害物の無い場所が必要であるということである。   According to the solar power generation system as described above, the installation location of the solar cell varies, but what can be said in common is that depending on the required power generation capacity, the power generation area of the solar cell and sunlight are required. This means that there must be a place without obstacles that can receive light for hours.

とくに鉄道設備のような重要な保安設備においては、電力不足による設備の停止は有ってはならないので、発電に必要な日照状態の確保は重要である。   In particular, important safety equipment such as railway equipment should not be shut down due to power shortage, so it is important to ensure the sunshine conditions necessary for power generation.

このように鉄道設備として太陽光発電システムを用いる場合、良好な日照状態の得られる場所の確保と、太陽電池を設置する架台を置くことのできる敷地を確保するという2つの条件を満たさなくてはならなかった。   Thus, when using a solar power generation system as railway equipment, it is necessary to satisfy the two conditions of securing a place where good sunshine conditions can be obtained and securing a site where a platform for installing solar cells can be placed. did not become.

しかしながら、太陽電池は夜間発電できないため、蓄電池や商用電力系統のようなバックアップ電源との併用が不可欠であるが、商用電力系統の停電等が生じても、ディーゼル機関の列車は走行継続が可能であり、特許文献2のような異常が生じたことを検知するシステムを設けても、その情報を交通管制センタや走行する列車へ知らせることができないという問題があった。   However, since solar cells cannot generate electricity at night, it is indispensable to use a backup power source such as a storage battery or a commercial power system. However, even if a power failure occurs in the commercial power system, the diesel engine train can continue to run. There is a problem that even if a system for detecting the occurrence of an abnormality as in Patent Document 2 is provided, the information cannot be notified to a traffic control center or a traveling train.

かかる事情や状況を鑑みると、蓄電池と太陽電池の組み合わせのような独立電源システムを用いるのが好適である。そして、この場合、太陽光発電システムの他に、蓄電池の設置場所も考慮する必要である。   In view of such circumstances and circumstances, it is preferable to use an independent power supply system such as a combination of a storage battery and a solar battery. In this case, it is necessary to consider the installation location of the storage battery in addition to the photovoltaic power generation system.

また、強風でも太陽光発電システムの設備が軌道上に倒れることのないよう、十分な強度を持った基礎と架台が必要であるが、このような太陽光発電システムを支えられる架台や基礎は大型化し、そのための施工や手間を要する。   Also, foundations and mounts with sufficient strength are necessary so that the facilities of the photovoltaic power generation system do not fall on the track even in strong winds, but the mounts and foundations that support such a photovoltaic power generation system are large. It requires construction and labor for that.

さらにまた、前述のような大型の太陽光発電システムを列車の走行の支障にならないように軌道外に離れて設置するとなると、軌道の近隣に余分な敷地を確保する必要があるという問題がある。しかも、設置可能な広さを有している場所が山陰などの日照が不十分な場所では設置に適さない。   Furthermore, when the large-scale photovoltaic power generation system as described above is installed away from the track so as not to hinder the traveling of the train, there is a problem that it is necessary to secure an extra site near the track. Moreover, the installation area is not suitable for installation in places where the sun is insufficient such as in the shade.

このような問題を解決する場所としては鉄道軌道内のレール間の枕木上が考えられる。   As a place to solve such a problem, a sleeper between rails in a railway track can be considered.

すなわち、軌道内の枕木は比較的近辺に障害物が無いので、太陽光を受光でき、かつ多数が密集して配されており、これによって十分な発電面積が確保でき、しかも、鉄道軌道周辺の敷地の有無に設置条件を左右されない場所として好適である。しかしながら、その反面、枕木部分は鉄道通過時に強い衝撃力が発生するという問題がある。   In other words, the sleepers in the track are relatively free from obstacles, so they can receive sunlight, and many are densely arranged. It is suitable as a place where the installation conditions are not affected by the presence or absence of the site. However, on the other hand, the sleeper part has a problem that a strong impact force is generated when passing through the railway.

以下、この点を図9に示す軌道の一部断面図を用いて、具体的に説明する。   Hereinafter, this point will be specifically described with reference to a partial cross-sectional view of the track shown in FIG.

軌道70によれば、地面や砂利やコンクリートである軌道床83上に枕木81が配置され、この枕木81上に車両の車輪が走行するレール80が固定金具等を用いて固定される。   According to the track 70, the sleepers 81 are arranged on the track floor 83, which is the ground, gravel, or concrete, and the rails 80 on which the wheels of the vehicle travel are fixed on the sleepers 81 using fixing brackets or the like.

同図によれば、軌道床83にコンクリート製のものを用いているが、このとき列車の通過によって生じる振動や枕木に発生する衝撃力を緩和するために、枕木81の下面に防振部材82を設置すると好適である。   According to the figure, the track floor 83 is made of concrete. At this time, in order to mitigate the vibration generated by the passage of the train and the impact force generated on the sleeper, the vibration isolating member 82 is provided on the lower surface of the sleeper 81. Is preferably installed.

枕木81上に太陽電池を設置する場合、太陽電池面積の確保と日照条件を考慮すると、枕木表面の中央部81aが最も好適である。   When a solar cell is installed on the sleeper 81, the central portion 81a on the surface of the sleeper is most suitable in consideration of securing the solar cell area and sunshine conditions.

ところが、上記の防振構造を使用したとしても、枕木上に太陽電池モジュールを固定した場合、枕木と太陽電池モジュールが直接接触して固定される構造となるため、前述した防振構造部分は枕木と枕木下の固定面間の吸振構造であり、これにより、列車通過時の衝撃力が十分に減衰しないまま、太陽電池モジュールに伝達される。   However, even if the above-mentioned vibration isolating structure is used, when the solar cell module is fixed on the sleeper, the sleeper and the solar cell module are in direct contact with each other. And the vibration absorbing structure between the fixed surfaces under the sleepers, whereby the impact force when passing through the train is transmitted to the solar cell module without being sufficiently attenuated.

このとき、太陽電池モジュールに発電効率の良い結晶系の太陽電池素子を使用する場合には、その衝撃によりクラックが発生し、出力不良の要因となるという問題が生じる。   At this time, when a crystalline solar cell element with good power generation efficiency is used for the solar cell module, there is a problem that cracks are generated due to the impact and cause output failure.

そこで、本発明は、このような従来技術の課題に鑑みて完成されたものであり、その目的は、構造が簡単で、基礎の埋設工事などの大がかりな工事を必要としない太陽光発電システムを提供することにある。   Therefore, the present invention has been completed in view of such problems of the prior art, and the purpose of the present invention is to provide a photovoltaic power generation system that has a simple structure and does not require large-scale construction such as foundation burial work. It is to provide.

本発明の他の目的は、日照の良好な場所を選んで設置することができる太陽光発電システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation system capable of selecting and installing a place with good sunshine.

本発明のさらに他の目的は、発電容量を容易に増設することができる太陽光発電システムを提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a solar power generation system capable of easily increasing the power generation capacity.

また、本発明の他の目的は、列車通過時の衝撃力に耐える長寿命かつ高耐久性の太陽光発電システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a long-life and highly durable photovoltaic power generation system that can withstand an impact force when passing through a train.

さらにまた、本発明の目的は、かかる本発明の太陽光発電システムに用いる太陽光発電ユニットを提供することにある。   Furthermore, the objective of this invention is providing the solar power generation unit used for this solar power generation system of this invention.

本発明の太陽光発電ユニットは、鉄道軌道内の枕木上に、衝撃を吸収する緩衝緩衝手段を介して、太陽電池を備えた発電部を配置したことを特徴する。   The photovoltaic power generation unit of the present invention is characterized in that a power generation unit including a solar cell is arranged on a sleeper in a railway track via a buffering buffer that absorbs an impact.

本発明の他の太陽光発電ユニットは、前記鉄道軌道内の枕木に代えて、この鉄道軌道に沿って配置した鉄道設備用配線ケーブルの側溝の蓋上に、衝撃を吸収する緩衝緩衝手段を介して、太陽電池を備えた発電部を配置したことを特徴する。   Another photovoltaic power generation unit according to the present invention is provided with a buffer buffer means for absorbing an impact on a lid of a side groove of a railway facility wiring cable arranged along the railroad track instead of the sleepers in the railroad track. The power generation unit including the solar cell is arranged.

本発明の太陽光発電システムは、前記鉄道軌道内の枕木を複数個配列し、これら各発電部の出力電力を一つの制御部に入力し、この制御部を通して負荷したり、蓄電手段に蓄電したり、商用電力系統に逆潮流させるように構成したことを特徴とする。   The photovoltaic power generation system of the present invention has a plurality of sleepers in the railroad track arranged, and the output power of each power generation unit is input to one control unit, loaded through this control unit, or stored in power storage means. Or a reverse power flow to a commercial power system.

本発明の他の太陽光発電システムは、前記鉄道軌道に沿って配置した発電部の出力電力を制御部に入力し、この制御部を通して負荷したり、蓄電手段に蓄電したり、商用電力系統に逆潮流させるように構成したことを特徴とする。   In another photovoltaic power generation system of the present invention, the output power of the power generation unit arranged along the railroad track is input to the control unit, loaded through the control unit, stored in the power storage means, or into the commercial power system. It is configured to allow reverse flow.

以上のとおり、本発明の太陽光発電ユニットおよび太陽光発電システムによれば、鉄道軌道内の枕木上に、太陽電池を備えた発電部を配置したことで、もしくは鉄道軌道に沿って配置した鉄道設備用配線ケーブルの側溝の蓋上に、太陽電池を備えた発電部を配置したことで、発電面積を分散して配置することになり、これにより、太陽光発電ユニットが鉄道軌道内外に架台等を用いずに連続的に設置することができ、その結果、鉄道軌道の周辺に、別途、架台を設置したり、敷地を準備しなくても、大きな電力を得ることができ、そして、発電容量を容易に増設することができる。   As described above, according to the photovoltaic power generation unit and the photovoltaic power generation system of the present invention, the railway disposed on the sleeper in the railway track by arranging the power generation unit including the solar cell or along the railway track. By arranging the power generation unit with solar cells on the lid of the side groove of the facility wiring cable, the power generation area will be distributed, so that the solar power generation unit can be mounted on the railroad track inside and outside As a result, it is possible to obtain a large amount of power without installing a stand or preparing a site around the railway track, and generating capacity. Can be added easily.

すなわち、鉄道軌道周辺という特殊な環境下では、十分な受光面積を確保するために鉄道軌道のレール間の枕木上を使用することにより、容易に受光面積が確保でき、加えて、枕木は一定間隔で並んでいるために、枕木上に設置された太陽電池モジュールを接続することで容易に必要とする出力を確保することができる。   In other words, in a special environment around the railway track, the light receiving area can be easily secured by using the sleepers between the rails of the railway track in order to ensure a sufficient light receiving area. Therefore, the required output can be easily ensured by connecting the solar cell modules installed on the sleepers.

しかも、鉄道の軌道内に設置していることから、雨天時の排水性も確保されており、発電部の冠水などが起こりにくい。さらに鉄道軌道周辺は周辺の建築物などが一定距離離れていることから、日照を得やすく、十分な受光面積を確保しやすいことに加え、設置前に予め日陰となる部分を知ることができ、その場所を避けて太陽電池モジュールを設置することができる。   In addition, since it is installed in the railroad track, it is also secured to drainage during rainy weather, and flooding of the power generation section is unlikely to occur. In addition, the surroundings of the railway track are separated by a certain distance, so it is easy to get sunshine, it is easy to secure a sufficient light receiving area, and you can know the shaded part before installation, The solar cell module can be installed avoiding the place.

このような作用効果は、鉄道軌道内の枕木に代えて、この鉄道軌道に沿って配置した鉄道設備用配線ケーブルの側溝の蓋上に、太陽電池を備えた発電部を配置した場合でも同様である。   Such an operational effect is the same even when a power generation unit equipped with a solar cell is arranged on the lid of a side groove of a railway facility wiring cable arranged along the railroad track instead of the sleepers in the railroad track. is there.

また、本発明によれば、太陽光発電ユニットが鉄道軌道内の枕木上に設置されるとともに、枕木が発電部の架台と置き基礎の役割を兼ねることで、風圧等による浮き上がりを防止することができ、その結果、埋設基礎や別途置き基礎を必要としなくなった。   Further, according to the present invention, the photovoltaic power generation unit is installed on the sleepers in the railway track, and the sleepers also serve as a base and a placement foundation of the power generation unit, thereby preventing floating due to wind pressure or the like. As a result, there was no need for buried foundations or separate foundations.

さらにまた、本発明においては、上記構成のように、衝撃を吸収する緩衝緩衝手段を介して、太陽電池を備えた発電部を配置したことで、発電部に伝えられる衝撃を緩和する構造になり、その結果、太陽電池モジュールへの衝撃や振動などのストレスが軽減され、寿命を向上させ、さらに列車通過時の衝撃力に耐える長寿命かつ高耐久性の太陽光発電システムが提供できる。   Furthermore, in the present invention, as in the configuration described above, the power generation unit equipped with the solar cell is arranged via the buffering buffer means that absorbs the impact, thereby reducing the impact transmitted to the power generation unit. As a result, stress such as impact and vibration on the solar cell module can be reduced, the life can be improved, and a long-life and highly durable solar power generation system that can withstand the impact force when passing through the train can be provided.

本発明によれば、さらに太陽電池で発電された直流電力を、商用電力系統に逆潮流することにより売電し、夜になると電力負荷が消費する消費電力を商用電力系統から買電することで、その電気代の一部もしくは全部を昼間に売電した電気によって賄うことができ、また、蓄電池を接続した場合、電力供給が遮断されたなどの緊急時にも鉄道保安機器や通信機器を稼動させることが可能であり、たとえば異常発生時には信号機を赤点灯させることによってディーゼルエンジンを動力とした列車にも停電による障害が生じており、そのままの進行が危険であることを知らしめることができ、追突などの事故を未然に防止することができる。   According to the present invention, the DC power generated by the solar cell is sold by flowing back to the commercial power system, and the power consumed by the power load is purchased from the commercial power system at night. , Part or all of the electricity bill can be covered by electricity sold in the daytime, and when a storage battery is connected, railway security equipment and communication equipment can be operated in an emergency such as when the power supply is cut off. For example, when an abnormality occurs, the traffic lights are lit in red, and a train powered by a diesel engine has also failed due to a power failure. Accidents such as can be prevented in advance.

また、本発明によれば、発電部と枕木を分離可能とすることで、枕木をすべて設置した後でも、発電部の設置、配線作業が可能であり、また、架台を設置する必要がなく、列車の通過時の風圧や自然風による転倒の危険がないので、短期的な設置・撤去へ対応でき、とくに仮設の検知装置、警報装置、標識表示などの電源に好適である。   In addition, according to the present invention, by allowing the power generation unit and sleepers to be separated, the power generation unit can be installed and wired even after all the sleepers are installed, and there is no need to install a gantry. Since there is no risk of overturning due to wind pressure or natural wind when passing through the train, it can be used for short-term installation and removal, and is particularly suitable for power sources such as temporary detection devices, alarm devices, and sign displays.

また、本発明の太陽光発電ユニットにLEDなどの低消費電力の発光体を組み合わせて軌道のガイドランプとすれば、線路上に人や障害物がある場合に、ガイドランプを遮ることになるので、列車の投光器が届かない遠方から障害物の存在を察知することができ、運行の安全性を向上させる。   In addition, if the solar power generation unit of the present invention is combined with a low power consumption light emitter such as an LED to form a guide lamp for an orbit, the guide lamp will be blocked when there are people or obstacles on the track. The presence of obstacles can be sensed from a distance that the train floodlight does not reach, improving the safety of operation.

以下に、本発明の実施形態の一例を鉄道軌道内の枕木に太陽光発電システムとして設置した場合を例にとり、模式的に図示した図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings schematically shown, taking as an example a case where a solar power generation system is installed on a sleeper in a railway track.

図1は本発明の太陽光発電システムの実施形態の一例について、各部材およびそれらの組み合わせ構成を示す斜視図である。また、図2の(a)はそこに用いられる太陽電池モジュールの構造を示す平面図であり、同図(b)は、その断面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing each member and a combination configuration thereof in an example of an embodiment of the photovoltaic power generation system of the present invention. 2A is a plan view showing the structure of the solar cell module used therein, and FIG. 2B is a cross-sectional view thereof.

図1に示す本例によれば、太陽光発電システムSは太陽光発電ユニット1と制御ユニット2とから成る。   According to this example shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation system S is composed of a photovoltaic power generation unit 1 and a control unit 2.

この太陽光発電ユニット1は、鉄道軌道70内の枕木20と、この枕木20上に設置された太陽電池モジュール11とから成る。   The solar power generation unit 1 includes a sleeper 20 in a railroad track 70 and a solar cell module 11 installed on the sleeper 20.

また、制御ユニット2は、発電電力を負荷に供給もしくは逆潮流するコントロール制御を行うものである。   The control unit 2 performs control control for supplying generated power to the load or reversely flowing the load.

太陽光発電ユニット1は複数隣接して配設されており、その発電電力は送電線3を通じて制御ユニット2に集められ、そのまま直流電力として負荷である鉄道設備7や通信機器6や鉄道軌道監視カメラ5へ供給されるか、もしくは直流−交流変換を行った後に交流電力として供給される。   A plurality of photovoltaic power generation units 1 are arranged adjacent to each other, and the generated power is collected to the control unit 2 through the transmission line 3, and the railway equipment 7 or the communication device 6 or the railway track monitoring camera which is a load as DC power as it is. 5 or supplied as AC power after DC-AC conversion.

また、余剰の交流電力は系統連系を行って電力会社の商用電力系統4へ逆潮流(売電)されるようにしてもよい。   In addition, surplus AC power may be reversely flowed (power sold) to the commercial power grid 4 of the power company by performing grid interconnection.

さらにまた、制御ユニット2内に内蔵したり、もしくは別の設置として蓄電池などの蓄電手段57を設け、これにより、余剰電力を充電に使用し、夜間は蓄電手段57から負荷へ電力供給が行われるようにしてもよい。   Furthermore, power storage means 57 such as a storage battery is provided in the control unit 2 or as a separate installation, whereby surplus power is used for charging, and power is supplied from the power storage means 57 to the load at night. You may do it.

本発明の太陽光発電システムSについて、その太陽光発電ユニット1をさらに詳しく述べる。   Regarding the photovoltaic power generation system S of the present invention, the photovoltaic power generation unit 1 will be described in more detail.

一般に鉄道の枕木は、軌道に沿って一定間隔で設置され、踏切等がなければ、相当に長い距離が連続して設置できるので、太陽電池素子を多数直列(36〜333直列)にして使用する用途の多い太陽光発電システムに適している。   Generally, railroad sleepers are installed at regular intervals along the track, and if there are no railroad crossings or the like, a considerably long distance can be installed continuously. Therefore, a large number of solar cell elements are used in series (36 to 333 series). Suitable for versatile photovoltaic systems.

たとえば、住宅用太陽光発電システムにおいて一般的な系統連系システムへの入力電圧は160Vであるが、これはおよそ333枚の太陽電池素子を直列する構成に相当し、このような構成において、太陽電池素子1個の大きさが100mm角であったとすると、一般的な屋根用太陽電池モジュールとして、太陽電池素子を6枚×6枚の配列で作った場合、0.36平方メートルの設置面積が必要であり、この大きさの太陽電池モジュールを支持する架台を有する太陽光発電システムを、鉄道軌道の周辺に新規に設置する場所を確保したり、そのための施工をおこなうことは容易でない。   For example, an input voltage to a grid interconnection system generally used in a residential solar power generation system is 160V, which corresponds to a configuration in which approximately 333 solar cell elements are connected in series. Assuming that the size of one battery element is 100 mm square, when a solar cell element is made in a 6 × 6 array as a general roof solar cell module, an installation area of 0.36 square meters is required. Therefore, it is not easy to secure a place where a photovoltaic power generation system having a gantry supporting a solar cell module of this size is newly installed around the railroad track, or to perform construction therefor.

しかしながら、この配列の仕方を1列で並べたとすると、その長さはおよそ34mとなり、各新幹線および一部私鉄で用いられているレール間隔(広軌標準軌)は1.435mであることから、その有効受光面積が約50%の0.7mであるとしても、枕木20本分があれば設置可能であり、太陽電池モジュールの設置場所として確保することは比較的容易である。   However, if this arrangement is arranged in one row, the length is about 34 m, and the rail spacing (wide gauge standard gauge) used on each Shinkansen and some private railways is 1.435 m. Even if the effective light receiving area is 0.7 m of about 50%, it can be installed if there are 20 sleepers, and it is relatively easy to secure it as a place for installing the solar cell module.

また、鉄道軌道は、その性質上、周辺の構造物が一定距離離れているため、太陽電池が鉄道軌道周辺の構造物によって日陰になりにくく、これにより、発電効率の低下が阻止することができ、また、日照を遮蔽する構造物を予め知ることができ、それを避けて太陽電池モジュールを設置することができる点も好適である。   In addition, because of the nature of railroad tracks, the surrounding structures are separated from each other by a certain distance, so that solar cells are less likely to be shaded by the structures around the railroad tracks, which can prevent a decrease in power generation efficiency. In addition, it is also preferable that a structure that shields sunlight can be known in advance, and a solar cell module can be installed avoiding the structure.

なお、本例によれば、制御ユニット2を電力会社の電柱に取り付けた売電・買電電力量計8を通じて電柱上の送電線(商用電力系統4)へ接続した構成を例にとり説明しているが、電化されていない軌道においてはこれらが無い構成となる。   In addition, according to this example, the control unit 2 is described by taking as an example a configuration in which the control unit 2 is connected to a power transmission line (commercial power system 4) on a power pole through a power sale / purchase watt-hour meter 8 attached to a power pole of a power company. However, in a track that is not electrified, there is no such configuration.

つぎに太陽光発電システムSの動作について説明する。   Next, the operation of the photovoltaic power generation system S will be described.

太陽光発電ユニット1は隣接する各発電ユニットが何個か毎に直列接続されて1グループを形成する。   The photovoltaic power generation unit 1 is connected in series every several adjacent power generation units to form one group.

具体的には図中の太陽光発電ユニット1は14個であるが、これを7個が直列接続された太陽光発電ユニットのグループが、2つ並列接続され、制御ユニット2へ入力されるというように構成する。   Specifically, although there are 14 photovoltaic power generation units 1 in the figure, two solar power generation unit groups in which 7 are connected in series are connected in parallel and input to the control unit 2. Configure as follows.

実際には制御ユニット2へ入力する最低電圧は予め決められているので、太陽光発電ユニット1の発電電圧がその電圧以上になるように直並列数は決められる。通常、商用電力系統へ系統連系する場合には、およそ100〜160Vが得られる出力電圧になるような太陽光発電ユニット1の直列数が必要である。   Actually, since the minimum voltage input to the control unit 2 is determined in advance, the series-parallel number is determined so that the power generation voltage of the photovoltaic power generation unit 1 is equal to or higher than the voltage. Usually, in the case of grid connection to a commercial power grid, a series number of photovoltaic power generation units 1 is required so that an output voltage of approximately 100 to 160 V is obtained.

このようにして昼間に太陽光発電ユニット1で発電された電力は制御ユニット2へ入力され、制御ユニット2は、その入力された直流電力を、そのまま直流電力として負荷とする鉄道設備7や通信機器6や鉄道軌道監視カメラ5へ供給する。   The electric power generated by the photovoltaic power generation unit 1 in the daytime is input to the control unit 2, and the control unit 2 uses the input DC power as it is as DC power as a load as a railroad facility 7 or a communication device. 6 and the railroad track monitoring camera 5.

もしくは、直流−交流変換を行った後に交流電力として供給する。すなわち、商用電力系統に系統連系可能な交流電力へ変換する機能を有しており、商用電力系統4へ余剰の交流電力を逆潮流(売電)する。または、制御ユニット2内に内蔵もしくは別設置として蓄電池などの蓄電手段57を設けて余剰電力を充電に使用する。   Alternatively, it is supplied as AC power after DC-AC conversion. That is, it has a function of converting into AC power that can be grid-connected to the commercial power system, and surplus AC power is reversely flowed (sold) to the commercial power system 4. Alternatively, power storage means 57 such as a storage battery is provided in the control unit 2 or installed separately, and surplus power is used for charging.

つぎに太陽光発電ユニット1の発電が期待できない夜間について述べる。   Next, the night when the power generation of the photovoltaic power generation unit 1 cannot be expected will be described.

夜になると太陽光発電ユニット1の発電は停止し、鉄道設備が使用する消費電力は商用電力系統4から買電されるが、その電気代の一部もしくは全部は昼間に売電した電気によって賄われる。もしくは蓄電手段57から負荷へ電力供給が行われる。   At night, the power generation of the solar power generation unit 1 stops, and the power consumption used by the railway equipment is purchased from the commercial power grid 4, but part or all of the electricity bill is covered by electricity sold in the daytime. Is called. Alternatively, power is supplied from the power storage means 57 to the load.

以上詳述したように、太陽光発電システムとして、鉄道軌道内のように日照条件の良い場所は太陽電池モジュールと相性がよく、枕木20の素材の自重または地盤へ機械的締結によって太陽電池モジュール11を風荷重に対して飛びにくく支持されるので、とくに基礎などを埋設する必要なく容易に施工できる。   As described above in detail, as a solar power generation system, a place with good sunshine conditions such as in a railroad track is compatible with the solar cell module, and the solar cell module 11 is mechanically fastened to the weight of the sleeper 20 or the ground. Can be installed easily without the need to bury the foundation.

図2〜図5は本発明に係る太陽光発電ユニットの構造の実施形態の一例を示す。   2-5 shows an example of embodiment of the structure of the photovoltaic power generation unit based on this invention.

図2(a)、(b)はそれぞれ太陽電池モジュールの平面図と断面図であり、図3は組立て状態の様子を示す斜視図である。   FIGS. 2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of the solar cell module, respectively, and FIG. 3 is a perspective view showing an assembled state.

また、図4(a)は組立て状態の一部拡大図であり、同図(b)は衝撃を吸収する緩衝緩衝手段(衝撃緩衝機構)の働きを説明するモデル図である。   FIG. 4A is a partially enlarged view of the assembled state, and FIG. 4B is a model diagram for explaining the function of the shock absorbing means (shock shock absorbing mechanism) for absorbing the shock.

最初に太陽電池モジュールの構成を述べる。   First, the configuration of the solar cell module will be described.

図2(a)、(b)に示すように、太陽電池モジュール11は、受光面にガラスや樹脂等の光透過板12が設けられ、この光透過板12に多数の太陽電池素子13がEVA樹脂(Ethylene−Vinyl Acetate)等からなる封止材14によってラミネートされる。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the solar cell module 11 is provided with a light transmission plate 12 such as glass or resin on the light receiving surface, and a large number of solar cell elements 13 are EVA on the light transmission plate 12. Lamination is performed with a sealing material 14 made of resin (Ethylene-Vinyl Acetate) or the like.

そして、その裏面である非受光面にはテフロン(登録商標)フィルムやPVF(ポリフッ化ビニル)、PET(ポレエチレンテレフタレート)などの耐候性フィルム15が貼着される。   A weather resistant film 15 such as a Teflon (registered trademark) film, PVF (polyvinyl fluoride), or PET (polyethylene terephthalate) is attached to the non-light receiving surface which is the back surface.

上記太陽電池素子13としては、たとえばシリコン系半導体やガリウムヒ素等から成る化合物半導体などの単結晶、多結晶や非晶質の材料が用いられ、互いに直列及び/または並列に電気的に接続されている。   As the solar cell element 13, for example, a single crystal, polycrystal, or amorphous material such as a compound semiconductor made of silicon-based semiconductor or gallium arsenide is used, and they are electrically connected in series and / or in parallel. Yes.

また、太陽電池モジュール11の裏面、すなわち耐候性フィルム15の上にはABS樹脂などの合成樹脂やアルミニウム金属などで構成したジャンクションボックス16を接着し、太陽電池モジュール11の出力電力を取り出すターミナルに接続された送電線17により出力が取り出される。   Further, a junction box 16 made of synthetic resin such as ABS resin or aluminum metal is bonded to the back surface of the solar cell module 11, that is, the weather resistant film 15, and connected to a terminal for taking out the output power of the solar cell module 11. The output is taken out by the transmitted power line 17.

なお、これら光透過板12、太陽電池素子13および耐候性フィルム15の重ね構造の矩形状の本体に対し、各辺周囲をアルミニウム金属やSUS等から成る枠体18を挟み込むように装着し、太陽電池モジュール11の設置用固定部の役割を果たすようにしている。この枠体18は、太陽電池モジュール11の端部保護および全体の強度を高める強度向上の目的にも役立つ。   The light transmitting plate 12, the solar cell element 13, and the weather-resistant film 15 are attached to a rectangular main body with a frame 18 made of aluminum metal, SUS, or the like sandwiched between the sides. It plays the role of the fixing part for installation of the battery module 11. The frame 18 is useful for the purpose of protecting the end portions of the solar cell module 11 and improving the strength to increase the overall strength.

かかる枠体には鉄やステンレス、アルミニウムのような金属の折り曲げ材や押し出し成形、FRPなどの樹脂成型品が用いられ、枠体同士の組付けは直接ネジやリベットで結合されるものや、連結プレートのような補助部材を介して固定されたり、ガラスや樹脂等の光透過板12に接着することで行われる。また、一体成型された枠に光透過板12をはめ込む構造としてもよい。   Such a frame is made of a metal bending material such as iron, stainless steel, or aluminum, or a resin molded product such as FRP, and the assembly of the frames can be directly coupled with screws or rivets. The fixing is performed through an auxiliary member such as a plate, or by adhering to a light transmission plate 12 such as glass or resin. Moreover, it is good also as a structure which inserts the light transmissive board 12 in the integrally molded frame.

つぎに枕木20上に太陽電池モジュール11を設置した太陽光発電ユニット1の太陽電池設置構造の一実施例を示す。   Next, an embodiment of the solar cell installation structure of the solar power generation unit 1 in which the solar cell module 11 is installed on the sleeper 20 will be described.

図3に示すごとく、コンクリートや、鉄のような金属、または木で構成された枕木20の上部に太陽電池モジュール11を衝撃緩衝機構25を介して設置する。   As shown in FIG. 3, the solar cell module 11 is installed through an impact buffering mechanism 25 on an upper part of a sleeper 20 made of concrete, metal such as iron, or wood.

この衝撃緩衝機構25は、枕木20への締結用のボルト21と、このボルト21に挿入されたバネ23と、ゴムやバネなどの弾性部材22より成る。   The shock absorbing mechanism 25 includes a bolt 21 for fastening to the sleeper 20, a spring 23 inserted into the bolt 21, and an elastic member 22 such as rubber or a spring.

図4(a)は、衝撃緩衝機構が太陽電池モジュール11を支持固定する様子の拡大図である。   FIG. 4A is an enlarged view of a state in which the shock absorbing mechanism supports and fixes the solar cell module 11.

同図に示すごとく、太陽電池モジュール11の下面をゴムやバネなどで構成される弾性部材22で支持し、太陽電池モジュール11の貫通穴19にボルト21にバネ23を挿入した状態で差し込まれ、バネ23と太陽電池モジュール11と弾性部材22をボルト23が貫通するようにして枕木20上面に固定される。   As shown in the figure, the lower surface of the solar cell module 11 is supported by an elastic member 22 made of rubber or a spring, and inserted into the through hole 19 of the solar cell module 11 with the spring 23 inserted into the bolt 21. The spring 23, the solar cell module 11, and the elastic member 22 are fixed to the upper surface of the sleeper 20 so that the bolt 23 penetrates.

このような構成にしたことで、太陽電池モジュール11がボルト21に直接接触しない構造となり、列車通過時の衝撃力が枕木20から太陽電池モジュール11に伝達するまでに弾性部材22およびバネ23によって減衰される。   With this configuration, the solar cell module 11 does not directly contact the bolt 21 and is attenuated by the elastic member 22 and the spring 23 until the impact force when passing through the train is transmitted from the sleeper 20 to the solar cell module 11. Is done.

この減衰が行われる働きを高分子材料やバネの変形を示す粘弾性モデルとして現したものが図4(b)である。   FIG. 4B shows the function of the damping as a viscoelastic model showing the deformation of the polymer material or the spring.

同図に示すごとく、弾性部材22にゴム材料を用いた場合の粘弾性モデルによれば、バネ22aおよびダッシュポット22bを並列に接続したものとなる。   As shown in the figure, according to the viscoelastic model when a rubber material is used for the elastic member 22, the spring 22a and the dashpot 22b are connected in parallel.

そして、バネ22aとダッシュポット22bが太陽電池モジュール11の裏面側を支持する第二の弾性変形部として配され、太陽電池モジュール11の上面側に第一の弾性変形部であるバネ23が配されたものを、ボルト21と枕木20で挟持固定することにより、太陽電池モジュール11がバネ22aとダッシュポット22bを並列にしたものと、バネ21との間で可動可能に固定される。   And spring 22a and dashpot 22b are arranged as the 2nd elastic deformation part which supports the back side of solar cell module 11, and spring 23 which is the 1st elastic deformation part is arranged on the upper surface side of solar cell module 11. The solar cell module 11 is fixed so as to be movable between the spring 22 a and the dashpot 22 b arranged in parallel and the spring 21.

このような構成によれば、列車通過初期の大きな衝撃(図中矢印A)はバネ23を引っ張る力やバネ22aを縮める力として働くので、それぞれのバネを介して太陽電池モジュール11を支えることにより、太陽電池モジュール11に加わる衝撃力を緩和させる。   According to such a configuration, since a large impact (arrow A in the figure) at the initial stage of passing through the train works as a force for pulling the spring 23 or a force for contracting the spring 22a, by supporting the solar cell module 11 via each spring, The impact force applied to the solar cell module 11 is alleviated.

一方、その後、それぞれのバネは初期状態に戻ろうとする反力を働かせるため、太陽電池モジュール11には図中矢印Bのような上下振動が生じ、ストレスとなる。   On the other hand, since each spring thereafter exerts a reaction force to return to the initial state, the solar cell module 11 is subjected to vertical vibration as indicated by an arrow B in the figure, which causes stress.

このような構成にしたことで、それぞれのバネのバネレート(バネ定数)は、太陽電池モジュールの重量と大きさに合わせて選択することが好ましい。   With such a configuration, it is preferable to select the spring rate (spring constant) of each spring in accordance with the weight and size of the solar cell module.

なお、本例では弾性部材22をバネのみでなく、ゴム材料のようにバネ22aと並列にダッシュポット22bの要素を有するものとして、バネ22aの縮まる速度および伸びる速度を遅くする作用が働くようにしたので、バネレートのみで調整するよりも容易に上下振動を抑え、太陽電池モジュールへのストレスを軽減させることができる。   In this example, the elastic member 22 has not only the spring but also a dashpot 22b element in parallel with the spring 22a like a rubber material, so that the action of reducing the speed at which the spring 22a contracts and the speed at which the spring 22a expands works. Therefore, it is possible to suppress the vertical vibration more easily than to adjust only by the spring rate, and to reduce the stress on the solar cell module.

このようにバネ定数および粘性減衰係数を適切に選ぶことで、その振動を急速に減衰することができる。   By appropriately selecting the spring constant and the viscous damping coefficient in this way, the vibration can be damped rapidly.

また、太陽電池モジュール部分はボルト21で枕木に締結されているため、太陽電池モジュール11が容易に着脱可能に設置されるので、短期的な設置・撤去へ対応でき、とくに仮設の検知装置、警報装置、標識表示などの電源に好適である。   Moreover, since the solar cell module part is fastened to the sleepers with bolts 21, the solar cell module 11 can be easily installed and removed, so that it can be installed and removed in a short period of time. It is suitable for power supplies such as devices and sign displays.

以下に発電ユニットの他の実施形態について説明する。   Another embodiment of the power generation unit will be described below.

図5に示す太陽光発電ユニット51は、衝撃緩衝機構として第二弾性変形部をスポンジ状の多孔性の樹脂部材41として、太陽電池モジュール11を枕木20に取り付ける構造としたものである。   The solar power generation unit 51 shown in FIG. 5 has a structure in which the solar cell module 11 is attached to the sleeper 20 with the second elastic deformation portion as a sponge-like porous resin member 41 as an impact buffering mechanism.

さらに枕木20の上面に凹凸をつけることで、樹脂部材41との接触面積を小さくしている。これは第二弾性変形部を太陽電池モジュール11の裏面をより大きい面積で支持することによって、たとえば、図3に示すごとく、両端付近で支持している場合には振動中に太陽電池モジュールの中央部が他よりも大きくたわむといった問題点を解消する。   Furthermore, the contact area with the resin member 41 is reduced by making the upper surface of the sleeper 20 uneven. This is because the second elastically deformable portion is supported by the back surface of the solar cell module 11 in a larger area. For example, as shown in FIG. Eliminates the problem that the part bends more than others.

さらにまた、接触面積をできるだけ小さくすることで、伝播される振動のエネルギーを小さくし、かつ、樹脂部材41部分でそれを吸収し太陽電池モジュールに伝達される衝撃力をできるだけ小さくするものである。   Furthermore, by reducing the contact area as much as possible, the energy of the transmitted vibration is reduced, and the impact force that is absorbed by the resin member 41 and transmitted to the solar cell module is reduced as much as possible.

なお、第一弾性変形部とボルト21はとくに図示しないものとする。   The first elastic deformation portion and the bolt 21 are not particularly illustrated.

図6に示す太陽光発電ユニット61は、衝撃緩衝機構として第二弾性変形部を枕木20に太陽電池固定用のワイヤ31を張ったものとし、その上に太陽電池モジュール11を設置する構造としたものである。   The photovoltaic power generation unit 61 shown in FIG. 6 has a structure in which a solar cell fixing wire 31 is stretched over the sleeper 20 as a shock absorbing mechanism, and the solar cell module 11 is installed thereon. Is.

この構造にすることで、太陽電池モジュールに伝達される衝撃を大きく緩和することができる。   With this structure, the impact transmitted to the solar cell module can be greatly reduced.

すなわち、衝撃は振動の波として物体内を伝播してゆくが、その伝達経路となる断面積をできるだけ小さくすることで伝達される波のエネルギーをできるだけ小さくしようとするものである。   In other words, the impact propagates through the object as a vibration wave, but the energy of the transmitted wave is made as small as possible by making the cross-sectional area as the transmission path as small as possible.

なお、第一弾性変形部とボルト21はとくに図示しないが、枕木20にボルト21で固定されるものとする。   The first elastic deformation portion and the bolt 21 are not particularly shown, but are fixed to the sleeper 20 with the bolt 21.

以上、詳述したように、複数の太陽光発電ユニットの設置が完了した後、それらの発電出力を取りまとめて制御ユニットに接続し、太陽光発電システムSとする。   As described above in detail, after the installation of the plurality of solar power generation units is completed, the power generation outputs thereof are collected and connected to the control unit, and the solar power generation system S is obtained.

具体的には図7に示すように、複数の太陽光発電ユニットが電気的に接続された各太陽光発電ユニット91の出力電力を送電線3aにより制御ユニット2へ送電する。   Specifically, as shown in FIG. 7, the output power of each photovoltaic power generation unit 91 to which a plurality of photovoltaic power generation units are electrically connected is transmitted to the control unit 2 through a transmission line 3a.

図1にて詳述したように、各太陽光発電ユニットのグループは制御ユニット2内に設けられた電力変換装置54へ入力するのに必要な最低電圧を確保できるだけの太陽光発電ユニットを直列したものである。これら太陽光発電ユニットの各グループの出力電力は送電線3aを通じて制御ユニット2で、一旦集められ、並列接続された後、電力変換装置54に入力される。   As described in detail with reference to FIG. 1, each photovoltaic power generation unit group is connected in series with photovoltaic power generation units that can secure the minimum voltage required for input to the power conversion device 54 provided in the control unit 2. Is. The output power of each group of these photovoltaic power generation units is once collected by the control unit 2 through the transmission line 3a, connected in parallel, and then input to the power converter 54.

電力変換装置54では直流電力を交流電力に変換し、商用電力系統4の電力波形に整合するように交流波形を整えた後、送電線3cを通じて逆潮流して売電、もしくは送電線3bを通じて照明灯などの交流負荷7への電力供給が行なわれる。   The power converter 54 converts direct current power into alternating current power, adjusts the alternating current waveform so that it matches the power waveform of the commercial power system 4, and then reversely flows through the transmission line 3c to sell power or illuminate through the transmission line 3b. Electric power is supplied to the AC load 7 such as a lamp.

また、商用電力系統4に系統連係させずに蓄電池などの蓄電手段57を設け、送電線3dを通じて発電電力を充電し、必要に応じて負荷側へ電力供給を行なわせるようにしたシステムとする方法もある。   Also, a method of providing a power storage means 57 such as a storage battery without being linked to the commercial power system 4, charging the generated power through the transmission line 3d, and supplying power to the load side as required There is also.

また、本発明の太陽光発電ユニット91と駅舎屋根上に太陽電池モジュールが載せられた太陽光発電システムを併合させて、屋根上の空き面積があっても、そこへ搭載する太陽電池モジュール数だけでは太陽電池素子の直列数が不足であるために設置できなかった場所へも、軌道設置された太陽光発電ユニットの太陽電池素子による直列数の補充により設置可能とすることができる。   Moreover, even if there is an empty area on the roof by combining the solar power generation unit 91 of the present invention and the solar power generation system in which the solar cell module is mounted on the roof of the station building, only the number of solar cell modules to be mounted there Then, it is possible to install the solar cell power generation unit installed in the orbit in a place where the solar cell element cannot be installed due to a shortage of the series number of solar cell elements by replenishing the series number of solar cell elements.

さらにまた、とくに図示しないが、本発明の太陽光発電ユニットにLEDなどの低消費電力の発光体を組み合わせて軌道のガイドランプとすれば、線路上に人や障害物がある場合にはガイドランプを遮ることになるので、列車の投光器が届かない遠方から障害物の存在を察知することができる。   Furthermore, although not shown in particular, if the solar power generation unit of the present invention is combined with a low power consumption light emitter such as an LED to form a guide lamp for an orbit, the guide lamp is used when there are people or obstacles on the track. As a result, the presence of obstacles can be detected from a distance far beyond the reach of the train projector.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更や改良等はなんら差し支えない。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

たとえば、本例によれば、枕木に太陽電池モジュールを組み込んだ構成を説明したが、これに代えて、鉄道設備用の配線ケーブルの側溝の蓋等のように連続的に直射日光があたる平面において適用可能である。   For example, according to this example, a configuration in which a solar cell module is incorporated in a sleeper has been described, but instead, in a plane that is continuously exposed to direct sunlight, such as a cover of a side groove of a wiring cable for railway facilities, etc. Applicable.

さらにまた、本発明によれば、踏切周辺の照明や信号機などのように鉄道の安全のために常に使用される場所において、総消費電力を軽減させるシステムとしても有効である。   Furthermore, according to the present invention, it is effective as a system that reduces the total power consumption in a place that is always used for railway safety, such as lighting around a railroad crossing and traffic lights.

本発明の太陽光発電システムの実施形態の一例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically an example of an embodiment of a solar power generation system of the present invention. (a)、(b)は本発明に係る太陽光発電システムの太陽電池モジュールの構造を示す図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。(A), (b) is a figure which shows the structure of the solar cell module of the solar power generation system which concerns on this invention, (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 本発明に係る太陽光発電システムの太陽光発電ユニットの組み立て構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the assembly structure of the photovoltaic power generation unit of the photovoltaic power generation system which concerns on this invention. (a)、(b)は本発明に係る太陽光発電システムの太陽光発電ユニットの固定構造を説明する図であり、(a)は斜視図、(b)は構造をモデル化した断面図である。(A), (b) is a figure explaining the fixing structure of the photovoltaic power generation unit of the photovoltaic power generation system based on this invention, (a) is a perspective view, (b) is sectional drawing which modeled the structure. is there. 本発明に係る太陽光発電システムの太陽光発電ユニットの他の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows other embodiment of the photovoltaic power generation unit of the photovoltaic power generation system which concerns on this invention. 本発明に係る太陽光発電システムの太陽光発電ユニットの他の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows other embodiment of the photovoltaic power generation unit of the photovoltaic power generation system which concerns on this invention. 本発明に係わる太陽光発電システムの電気的接続を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical connection of the solar energy power generation system concerning this invention. 従来の鉄道の軌道脇に設置される太陽光発電システムの実施例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the Example of the solar energy power generation system installed by the track side of the conventional railroad. 鉄道の軌道の構造を模式的に説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the track of a railway typically.

符号の説明Explanation of symbols

1:太陽光発電ユニット
2:制御ユニット
3、3a〜3d:送電線
4:商用電力系統
5:鉄道軌道監視カメラ
6:通信機器
7:鉄道設備
8:売電・買電電力量計
11:太陽電池モジュール
12:光透過板
13:太陽電池素子
14:封止材
15:耐候性フィルム
16:ジャンクションボックス
17:送電線
18:枠体
19:貫通穴
20:枕木
21:ボルト(第一弾性変形部)
22:弾性部材(第二弾性変形部)
22a:バネ
22b:ダッシュポット
23:バネ
25:衝撃緩衝機構
31:ワイヤ
41:樹脂部材
49:凸部
50:枕木
51:発電ユニット
54:電力変換装置
57:蓄電手段
61:太陽光発電ユニット
70:鉄道軌道
71:太陽電池モジュール
72:架台
73:鉄道設備
74:基礎
80:レール
81:枕木
82:防振部材
83:軌道床
91:太陽光発電ユニット
J:太陽光発電システム
S:太陽光発電システム
1: Photovoltaic power generation unit 2: Control unit 3, 3a-3d: Transmission line 4: Commercial power system 5: Railway track monitoring camera 6: Communication equipment 7: Railway facility 8: Electricity sales / purchase energy meter 11: Solar battery Module 12: Light transmission plate 13: Solar cell element 14: Sealing material 15: Weather resistant film 16: Junction box 17: Transmission line 18: Frame body 19: Through hole 20: Sleeper 21: Bolt (first elastic deformation portion)
22: Elastic member (second elastic deformation part)
22a: Spring 22b: Dashpot 23: Spring 25: Impact buffer mechanism 31: Wire 41: Resin member 49: Convex portion 50: Sleeper 51: Power generation unit 54: Power conversion device 57: Power storage means 61: Solar power generation unit 70: Railroad track 71: Solar cell module 72: Mount 73: Railroad equipment 74: Foundation 80: Rail 81: Sleeper 82: Anti-vibration member 83: Track floor 91: Solar power generation unit J: Solar power generation system S: Solar power generation system

Claims (4)

鉄道軌道内の枕木上に、衝撃を吸収する緩衝緩衝手段を介して、太陽電池を備えた発電部を配置したことを特徴する太陽光発電ユニット。 A photovoltaic power generation unit, wherein a power generation unit including a solar cell is disposed on a sleeper in a railroad track through a buffering buffer that absorbs an impact. 請求項1に記載の鉄道軌道内の枕木に代えて、この鉄道軌道に沿って配置した鉄道設備用配線ケーブルの側溝の蓋上に、衝撃を吸収する緩衝緩衝手段を介して、太陽電池を備えた発電部を配置したことを特徴する太陽光発電ユニット。 In place of the sleepers in the railway track according to claim 1, a solar cell is provided on the lid of the side groove of the railway facility wiring cable arranged along the railway track via a buffer buffer means for absorbing an impact. A solar power generation unit characterized by the arrangement of a power generation unit. 請求項1に記載の鉄道軌道内の枕木を複数個配列し、これら各発電部の出力電力を一つの制御部に入力し、この制御部を通して負荷したり、蓄電手段に蓄電したり、商用電力系統に逆潮流させるように構成したことを特徴とする太陽光発電システム。 A plurality of sleepers in the railway track according to claim 1 are arranged, and the output power of each power generation unit is input to one control unit, loaded through this control unit, stored in power storage means, commercial power A photovoltaic power generation system characterized in that the system is configured to allow reverse flow to the grid. 請求項2に記載の鉄道軌道に沿って配置した発電部の出力電力を制御部に入力し、この制御部を通して負荷したり、蓄電手段に蓄電したり、商用電力系統に逆潮流させるように構成したことを特徴とする太陽光発電システム。 The output power of the power generation unit arranged along the railroad track according to claim 2 is input to the control unit, and is loaded through the control unit, stored in the power storage means, or reversely flowed to the commercial power system. A solar power generation system characterized by
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