JP2011125091A - 太陽電池充電ステーション - Google Patents

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健二 内橋
宏幸 宮井
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三洋電機株式会社
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Abstract

【課題】 夜間など蓄電された二次電池による使用を効率良く行い、できるだけ多くの電気自動車等を効率良く充電する装置を提供する。
【解決手段】 この発明は、床面に立てられた支持ポール10に支持された屋根体11と、屋根体11上に設けられた太陽電池モジュール2と、太陽電池モジュール11により発電された電力を蓄電する二次電池と、充電用電力を車に供給する充電スタンドと、二次電池から供給される電力で点灯する高輝度LED照明と低輝度LED照明を有するLED照明3と、車を検出して前記照明器具の点灯を制御する制御部と、を備える。
【選択図】 図1

Description

この発明は、太陽電池充電ステーションに係り、太陽光から得た電力を利用して、電気自動車やプラグイン・ハイブリッド車等への給電等を行う太陽電池充電ステーションに関するものである。
環境に配慮した車として、電気自動車やハイブリッド車(Hybrid Vehicle)が知られている。
ハイブリッド車は、従来の内燃機関に加え、蓄電機構とインバータと電動機とを車両走行用の動力源として搭載している。このようなハイブリッド車において、電動機のみを用いての走行距離の拡大を目的として、車両外部の電源(家庭用電源など)から蓄電機構を充電可能ないわゆるプラグイン・ハイブリッド車が注目されている。
また、内燃機関を備えない電気自動車は、電動機のみを用いて走行する。これらのプラグイン・ハイブリッド車や電気自動車において、車両外部の電源として太陽電池により発電された電力を用いると、さらに環境に配慮できることになる。
商用電源を使用せずに太陽光から得た電力を用いて電気自動車への充電を行うシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この種のシステムは、太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールで発電された電力を蓄電する二次電池と、充電用電力を電気自動車等に供給する充電器とを備える。
特開2003-102104号公報
上記したシステムにおいては、太陽光から得た電力により電気自動車等への充電を行うことができる。そして、夜間などは昼間に二次電池に蓄電された電力を用いて充電などの作業を行うことになる。二次電池の電池容量には限りがあり、なるべく効率良く蓄電された電力を利用することが望まれる。
この発明の目的は、夜間など蓄電された二次電池による使用を効率良く行い、できるだけ多くの電気自動車等を効率良く充電する装置を提供することにある。
この発明は、床面に立てられた支持体に支持された屋根体と、前記屋根体上に設けられた太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールにより発電された電力を蓄電する二次電池と、充電用電力を車に供給する充電器と、前記二次電池から供給される電力で点灯する消費電力が相違する照明器具を有する照明装置と、車を検出して前記照明器具の点灯を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
また、前記照明器具は、低輝度のLED照明と、高輝度のLED照明とを備え、前記制御部は、待機時には低輝度のLED照明を点灯させ、車の駐車スペースへの進入を検知すると、駐車スペースを前記高輝度LED照明で照らすように構成することができる。
さらに、前記照明器具は、充電器の操作部を照らす照明器具を備え、車が駐車位置に停車すると制御部は操作部を照らす照明器具を点灯させるように構成できる。
また、前記支持体は、柱部と柱部から上部向かって広がるアーチ部を備え、前記アーチ部に照明装置を取り付けて構成できる。
また、前記屋根体は、円形の外枠と外枠に格子状に連設された支持枠を有して構成することができる。
このように、この発明は、車の位置により、照明装置の点灯を制御し、二次電池の消費を効率よく制御し、車に対する充電量を確保することができる。また、車の駐車位置への誘導も容易に行える。
この発明の実施形態にかかる太陽電池充電ステーションの斜視図である。 この発明の実施形態にかかる太陽電池充電ステーションを地上側から見た底面図である。 この発明の実施形態にかかる太陽電池充電ステーションの正面図である。 この発明の実施形態にかかる太陽電池充電ステーションの駐車スペースを示す平面図である。 この発明の実施形態にかかる太陽電池充電ステーションの駐車スペースに車を進入させる状態を示す平面図である。 この発明の実施形態にかかる太陽電池充電ステーションの駐車スペースに車を停車させる状態を示す側面図である。 この発明の実施形態にかかる太陽電池充電ステーションのLED照明を示す模式図である。 この発明の実施形態にかかる太陽電池充電ステーションの構成を示すブロック図である。
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
図1は、この発明の太陽電池充電ステーションの斜視図である。この実施形態の太陽電池充電ステーション1は、図1に示すように、地面(床面)100に立てられた複数の支持ポール10により、太陽電池モジュール2が取り付けられる屋根体11が支持されている。この実施形態では、6本の支持ポール10で円形の屋根体11が支持されている。
この支持ポール10は、地面(床面)100から垂直に立ち上がる柱部10aとこの柱部10aから上部に向かって広がるアーチ部10bからなる。柱部10aで囲まれる中央の幹部4に二次電池が収容されている。この幹部4内には、二次電池の他に、充電器(充電スタンド)、この装置を制御する電気機器を有するコントロールユニット等が収容されている。
アーチ部10bには、LED照明3が取り付けられ、駐車スペースや充電プラグなど設けられている充電スタンドの操作部等を照らすように構成されている。
屋根体11は、図2、図3に示すように、円形の外枠11aと格子状に外枠11aに連設された支持枠11bを有する。この屋根体11は、太陽光ができるだけ太陽電池モジュール2の受光面に垂直方向から入射できるように所定の角度に傾けられて支持ポール10に支持されている。この実施形態では、南向きに20度〜40度の角度で傾けられて支持されている。
屋根体11には、複数の太陽電池モジュール2…が取り付けられる。この太陽電池モジュール2は、複数の太陽電池を備え、これら太陽電池が電気的に接続され、所定の電力を出力する。
太陽電池としては、単結晶シリコンや多結晶シリコンを用いた結晶系太陽電池、非晶質シリコンや微結晶シリコンを用いた薄膜太陽電池や、その他化合物太陽電池等種々の太陽電池を用いることができる。
太陽電池モジュール2は、電気的に接続された複数の太陽電池が、ガラス、透光性プラスチックのような透光性を有する表面部材と、耐侯性フィルム又はガラス、透光性プラスチックのような透光性を有する部材からなる裏面部材との間に、耐候性、耐湿性に優れた耐候性樹脂剤であるEVA(ethylene vinylacetate、エチレン酢酸ビニル)等の透光性を有する封止用樹脂剤からなる封止材により封止されて構成されている。この実施形態においては、裏面部材も透光性部材で構成され、表裏からの光が入射される両面入射型の太陽電池モジュール2を用いている。
太陽電池モジュール2は、これらの発電能力に応じて直列又は並列に接続され、これらの配線は幹部4に収容されたコントロールユニットと接続される。複数の太陽電池モジュール2が取り付けられた屋根体11に照射された太陽光は、各太陽電池モジュール2で発電され、その電力が二次電池に蓄電される。そして、太陽電池モジュール2の太陽電池間の隙間から屋根体11の下に太陽光が漏れる。この漏れた太陽光は、まるで木漏れ日のような心地よい日差しとなる。
太陽電池モジュール2で発電した電力が幹部4内に収容された二次電池に蓄電され、コントロールユニットにより、この実施形態では、4台の電気自動車又はプラグイン・ハイブリッド車などの自動車Cに給電し、これら自動車C内の二次電池に充電する。
図4及び図5に示すように、この実施形態においては、4台分の駐車スペース5が設けられている。各駐車スペース5には、駐車スペース5を示す区画線51と例えば、駐車番号が地面(床面)100に記載されている。この駐車スペース5の幹部4部分に充電スタンドが設置されている。
この実施形態における充電スタンドは、例えば、DC400Vの直流充電とAC200Vの交流充電が可能に構成されている。また、充電スタンドはこれに限らずAC100VとAC200Vの出力が可能なものも用いることができる。
LED照明3は、駐車スペース用照明、充電プラグなど設けられている充電スタンドの操作部用照明、待機時用照明に利用する。これらLED照明3は、二次電池から供給される電力で点灯する。この実施形態では、二次電池の電力消費を効率よく行うために、必要なときにだけ各領域に対応するLED照明3を点灯するように制御している。
図7に示すように、LED照明3は、照射する領域に応じて、出力が大きい高輝度のLED照明3aと出力の小さな低輝度のLED照明3bを有している。このLED照明3a、3bの点灯制御を行うために太陽電池充電ステーション1には、各駐車スペース5に進入する車Cを検知するセンサが設けられている。このセンサ出力に応じて、LED照明3の点灯制御を行う。
センサにより、車が存在を確認しないときには、出力の小さな低輝度LED照明3bを点灯させて、消費電力を抑えている。そして、センサ出力により、車Cが近づくことを検出すると該当する駐車スペース5を示すため、その部分の高輝度LED照明3aを点灯し、区画線51と駐車番号等を照らして車Cの誘導を容易にしている。
そして、車Cが停車したことをセンサにより検出すると、駐車スペース5を誘導するためのLED照明3aは消灯し、操作部のLED照明を点灯させ、充電作業の動作を容易にする。
このように、車Cの位置により、LED照明3の点灯を制御し、二次電池の消費を効率よく制御し、車Cに対する充電量を確保するように構成している。
以下、この発明の実施形態を図8のブロック図に従い更に説明する。
屋根体11に設置された太陽電池モジュール2で発電した電力が幹部4内に収容されたコントロールユニット6に与えられる。コントロールユニット6は、全体を制御するコントローラ60、DC/DCコントローラ61、二次電池62、インバータ53、DC/DCコンバータ64、交流充電スタンド65及び直流充電スタンド66を備える。
太陽電池モジュール2から出力された電力は、DC/DCコントローラ61に与えられる。DC/DCコントローラ61は、太陽電池モジュール2から出力される直流電力を過電流防止、逆流防止、過充電防止等の制御を行って、ニッケル−水素蓄電池やリチウムイオン二次電池などの二次電池62に対応した電圧を発生し、二次電池62に電流を与える。二次電池62は、DC/DCコントローラ61から与えられる電流により充電され、太陽電池モジュール2から発生した電力により二次電池62が充電される。
二次電池62からLED照明3の高輝度LED3a、低輝度LED3b、スタンド照明用LED3cにコントローラ60の制御に基づき電力が出力される。
また、二次電池62からはインバータ63、DC/DCコンバータ64に電力が出力される。インバータ63は、直流電力を所定電圧、例えば100V又は200Vの交流電力に変化する。インバータ63からの交流電力は、例えば3線200Vの交流電源として交流充電スタンド65に供給され、この充電スタンド65で通常の充電スタンドと同様の処理がなされ、図示しないコネクタを介して電気自動車やプラグイン・ハイブリッド車等の車Cへの充電が行われる。
電気自動車への充電方式は任意であるが、電磁誘導によって非接触で電力を伝える「200Vインダクティブ充電方式」と「コンダクティブ充電方式」に対応した200/100V用コンセントを設けておくことにより、各種電気自動車等に対応することが可能となる。
上記のように、二次電池62を設置したことにより、太陽光電池モジュール2で発生した電力を無駄なく蓄電しておくことができ、夜間の発電不可能なときでも、二次電池62に蓄電した電力を利用して車Cへの充電を行うことができる。また、二次電池62における蓄電量が少なくても、太陽光電池モジュール2の発生電力量が十分な場合は、この電力を直接利用して車Cへの充電を行うことができる。
一方、DC/DCコンバータ64は、二次電池62から出力される電圧を最大電圧400V、最大電流75Aの直流にして、直流充電スタンド66に供給され、この充電スタンド66で通常の充電スタンドと同様の処理がなされ、図示しないコネクタを介して車Cへの充電が行われる。
使用する充電スタンドの情報がコントローラ60に与えられ、コントローラ60は、使用する充電スタンドに応じて、インバータ63またはDC/DCコンバータ64を動作させる。
LED照明3は、照射する領域に応じて、出力が大きい高輝度のLED照明3aと出力の小さな低輝度のLED照明3aとスタンド照明3cを有している。このLED照明3の点灯制御を行うために太陽電池充電ステーション1には、各駐車スペース5に進入する車Cを検知するセンサ7が設けられている。このセンサ7の出力がコントローラ60に与えられ、コントローラ60は、センサ7の出力に応じて、出力が大きい高輝度のLED照明3aと出力の小さい低輝度のLED照明3bとスタンド照明3cの点灯制御を行う。
センサ7により、進入する車C又は駐車スペース5内に車Cの存在を確認しないときには、コントローラ60は、低輝度LED照明3bを点灯させて、待機状態として消費電力を抑えている。そして、センサ7の出力により、車Cが近づくことを検出すると、図5及び図6に示すように、該当する駐車スペース5を示すため、その部分の高輝度LED照明3aを点灯し、区画線51及び駐車番号等を照射して車の誘導を容易にしている。図5に示す場合には、駐車番号1に示す駐車スペース5に車Cが進入することをセンサ7が検出し、その部分の区画線51と駐車番号「1」が高輝度LED照明3aで照射される。
そして、車Cが停車したことをセンサ7により検出すると、駐車スペースを誘導するためのLED3aは消灯し、スタンド65、66の操作部を見やすくするためにスタンド照明3cのLEDを点灯させ、充電作業の動作を容易にする。
このように、車Cの位置により、LED照明3の点灯を制御し、二次電池62の消費を効率よく制御し、車に対する充電量を確保するように構成している。
尚、LED照明3は、白色に限らず、車の誘導の際のLED、操作部を照射するLED、待機時のLEDの色を替えてもよい。
また、この発明の車には、電気自動車やプラグイン・ハイブリッド車等の自動車に限らず、電動アシスト自転車等も含まれることは言うまでもない。
また、上記した実施形態においては、二次電池の充電は太陽電池モジュール2で発電した電力によって行うようにしたが、これに限らず、二次電池の充電には商用電力系統からの電力を併用するようにしても良い。
また、上記した実施形態においては、4台の電気自動車又はプラグイン・ハイブリッド車などに給電するように構成しているが、これに限らず、必要に応じて充電スタンドと、充電可能な車の台数は適宜変更可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 太陽電池充電ステーション
2 太陽電池モジュール
3 LED照明
3a 高輝度LED照明
3b 低輝度LED照明
4 幹部
5 駐車スペース
6 コントロールユニット
7 センサ
10 支持ポール
10a 柱部
10b アーム部
60 コントローラ
65 交流充電スタンド
66 直流充電スタンド

Claims (5)

  1. 床面に立てられた支持体に支持された屋根体と、
    前記屋根体上に設けられた太陽電池モジュールと、
    前記太陽電池モジュールにより発電された電力を蓄電する二次電池と、
    充電用電力を車に供給する充電器と、
    前記二次電池から供給される電力で点灯する消費電力が相違する照明器具を有する照明装置と、
    車を検出して前記照明器具の点灯を制御する制御部と、を備えることを特徴とする太陽電池充電ステーション。
  2. 前記照明器具は、低輝度のLED照明と、高輝度のLED照明とを備え、前記制御部は、待機時には低輝度のLED照明を点灯させ、車の駐車スペースへの進入を検知すると、駐車スペースを前記高輝度LED照明で照らすことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池充電ステーション。
  3. 前記照明器具は、充電器の操作部を照らす照明器具を備え、車が駐車位置に停車すると制御部は操作部を照らす照明器具を点灯させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の太陽電池充電ステーション。
  4. 前記支持体は、柱部と柱部から上部向かって広がるアーチ部を備え、前記アーチ部に照明装置が取り付けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の太陽電池充電ステーション。
  5. 前記屋根体は、円形の外枠と外枠に格子状に連設された支持枠を有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の太陽電池充電ステーション。
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