JP2012244656A

JP2012244656A - 太陽電池パネル及び燃料発電機を備えたハイブリッド式移動電源装置

Info

Publication number: JP2012244656A
Application number: JP2011109311A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Honda; 義廣本田
Original assignee: AIKO GIKEN CO Ltd
Current assignee: AIKO GIKEN CO Ltd
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2012-12-10

Abstract

【課題】大型化したり移動がし難くなったりすることなく太陽電池パネルによる発電量を増やすことができ、かつ、低日射の日が続いた場合でも十分な発電量を確保することができる移動式電源装置を提供する。
【解決手段】内部に、バッテリー、制御装置及びインバーターが設けられ、下部に移動用の車輪が設けられた直方体の箱体から成るハウジングを備え、前記ハウジングの内部に、可撓性の帯状ソーラーパネルを巻取りローラに巻き取って成るソーラーパネルユニットと、燃料発電機とを設け、前記制御装置を介して前記ソーラーパネルユニット及び前記燃料発電機を前記バッテリーに接続して、ソーラーパネルユニット及び前記燃料発電機によってバッテリーの充電を行うことができるように構成され、前記制御装置が、バッテリーの電圧及びソーラーパネルユニットの発電量が所定の値より低い時に、燃料発電機によるバッテリーの補助充電を行うように構成した。
【選択図】図９

Description

本発明は太陽電池パネル及び燃料発電機を備えたハイブリッド式の移動電源装置に関する。

従来から、建物の屋根の上に太陽電池パネルを設けて該太陽電池パネルで発電した電力を建物の中で使用したり、街路灯に太陽電池パネルを設けて発電した電力を街路灯の照明に使用したりしている。
近年では、地球温暖化防止のための自然エネルギ促進の一環として太陽電池パネルを普及拡大するために、国や地方自治体が太陽光パネルの設置費用を補助する補助金制度もあり、屋根に太陽電池パネルを設置している建物も多くなってきている。
しかし、建物の屋根や街路灯に設置した太陽電池パネルでは、発電した電力の使用場所が限られてしまう。
このような問題を解消するために、内部にバッテリーを備えた移動可能なハウジングに太陽電池パネルを設けて、任意の場所で太陽電池パネルで発電した電力を使用することを可能にした移動式ソーラーシステムが開発されている（特許文献１）。

特開２０１０−３４１９０公報特願２０１０−１１７３３８

図１１は、特許文献１に開示された従来の移動式ソーラーシステムの概略斜視図である。
図面に示すように、この移動式ソーラーシステムは、移動可能な台車３０の上に、内部にバッテリーを収容したハウジング３１を設け、該ハウジング３１の上面に太陽電池パネル３２を設けて成る。
前記台車３０には、支柱３３及び照明具３４が設けられており、前記照明具３４には、太陽電池パネル３２によって充電されたバッテリーの電力が供給されるように構成されている。
また、ハウジング３１の背面にはバッテリーの電力を出力するためのコンセント３５が設けられている。
上記したように構成された従来の移動式ソーラーシステムによれば、太陽電池パネルで充電した電力を任意の場所で使用することができるという効果を奏する。しかし、上記した従来の移動式ソーラーシステムは、発電のため太陽電池パネルがハウジングの上面に一枚設けられているだけであるため発電量が少なく、使用できる電力量も少ないという問題がある。
しかし、発電量を増やすために太陽電池パネルを増やしたり、大きくしたりすると、システム全体が大型化してしまい移動がし難くなるという問題が生じる。
出願人は、上記した問題を解決し、大型化したり移動がし難くなったりすることなく発電量を増やすことができる太陽電池パネルを備えた移動式電源装置を提案した（特許文献２）。
出願人が提案した前記移動式電源装置によれば、複数の太陽電池パネルをコンパクトに折り畳めるように構成しているため、大型化したり移動がし難くなったりすくことなく発電量を増やすことができる。
しかしながら、太陽電池パネルのみでの発電では移動式電源装置として限界があり、曇りの日や雨の日が続く等すると太陽電池パネルだけでは十分な発電ができず、このような低日射の状態で電源として電力を使用し続けるとバッテリーの電圧が低下してしまう。
本発明は、上記した問題点を解決し、大型化したり移動がし難くなったりすくことなく太陽電池パネルによる発電量を増やすことができ、かつ、低日射の日が続いた場合でも十分な発電量を確保することができ、より安心して使用することができる移動式電源装置を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、本発明に係る太陽電池パネル及び燃料発電機を備えたハイブリッド式移動電源装置は、内部に、バッテリー、制御装置及びインバーターが設けられ、下部に移動用の車輪が設けられた直方体の箱体から成るハウジングを備え、前記ハウジングの内部に、可撓性の帯状ソーラーパネルを巻取りローラに巻き取って成るソーラーパネルユニットと、燃料発電機とを設け、前記制御装置を介して前記ソーラーパネルユニット及び前記燃料発電機を前記バッテリーに接続して、ソーラーパネルユニット及び前記燃料発電機によってバッテリーの充電を行うことができるように構成され、前記制御装置が、バッテリーの電圧及びソーラーパネルユニットの発電量を監視し、バッテリーの電圧及びソーラーパネルユニットの発電量が所定の値より低い時に、燃料発電機を作動させ、燃料発電機によるバッテリーの補助充電を行うように構成したことを特徴とする。
前記前記ソーラーパネルユニットは、２枚の可撓性の帯状ソーラーパネルを巻取りローラに巻き取るように構成され得、この場合、前記２枚の可撓性の帯状ソーラーパネルが、前記巻取りローラから完全に引き出された時に、帯状ソーラーパネルの巻取りローラへの取付部が９０度回転して２枚の帯状ソーラーパネルを左右に開くことができるように構成され得る。

本発明に係る太陽電池パネル及び燃料発電機を備えたハイブリッド式移動電源装置は、内部に、バッテリー、制御装置及びインバーターが設けられ、下部に移動用の車輪が設けられた直方体の箱体から成るハウジングを備え、前記ハウジングの内部に、可撓性の帯状ソーラーパネルを巻取りローラに巻き取って成るソーラーパネルユニットと、燃料発電機とを設け、前記制御装置を介して前記ソーラーパネルユニット及び前記燃料発電機を前記バッテリーに接続して、ソーラーパネルユニット及び前記燃料発電機によってバッテリーの充電を行うことができるように構成され、前記制御装置が、バッテリーの電圧及びソーラーパネルユニットの発電量を監視し、バッテリーの電圧及びソーラーパネルユニットの発電量が所定の値より低い時に、燃料発電機を作動させ、燃料発電機によるバッテリーの補助充電を行うように構成されているので、通常時はソーラーパネルユニットによる発電が行われるが、電力使用量が多い場合や雨天や曇りの日等のようにソーラーパネルユニットによる発電量が少ない場合には、燃料発電機による補助充電を行うことができる。また、ソーラーパネルユニットを可撓性の帯状ソーラーパネルを巻取りローラに巻き取るように構成しているので、大型化したり移動がし難くなったりすくことなくソーラーパネルによる発電量を増やすことが可能になる。これにより、大型化したり移動がし難くなったりすくことなく、低日射の日が続いた場合でも十分な発電量を確保することができ、より安心して使用することができる移動式電源装置を提供することが可能になる。
また、前記ソーラーパネルユニットを、２枚の可撓性の帯状ソーラーパネルを巻取りローラに巻き取るように構成すると共に、前記２枚の可撓性の帯状ソーラーパネルを、前記巻取りローラから完全に引き出された時に、帯状ソーラーパネルの巻取りローラへの取付部が９０度回転して２枚の帯状ソーラーパネルを左右に開くことができるように構成することにより、大面積のソーラーパネルを、コンパクトにハウジングに収容することが可能になり、大型化したり移動がし難くなったりすくことなくソーラーパネルによる発電量を増やすことが可能になる。

本発明に係るハイブリッド式移動電源装置の一実施例の斜視図図１に示したハイブリッド式移動電源装置の右側面図図１に示したハイブリッド式移動電源装置の正面図図１に示したハイブリッド式移動電源装置の背面図図１に示したハイブリッド式移動電源装置のソーラーパネルを引き出した状態を示す斜視図（ａ）図１に示したハイブリッド式移動電源装置のソーラーパネルを引き出した状態を示す右側面図、（ｂ）帯状ソーラーパネルの取付部の拡大図帯状ソーラーパネルを引き出した後、取付部を９０度回転させた状態を示す右側面図帯状ソーラーパネルの取付部を９０度回転させて左右に開いて固定した状態を示す斜視図ハイブリッド式移動電源装置の内部構成を示す概略図制御装置１０の充電制御のフローチャート従来の移動式ソーラーシステムの概略斜視図

以下、添付図面を参照して本発明に係る太陽電池パネル及び燃料発電機を備えたハイブリッド式移動電源装置（以下、単に移動電源装置と称する。）の実施の形態について説明していく。

図１は、本発明に係るハイブリッド式移動電源装置の一実施例の斜視図、図２は図１に示したハイブリッド式移動電源装置の右側面図、図３は図１に示したハイブリッド式移動電源装置の正面図、図４は図１に示したハイブリッド式移動電源装置の背面図、図５は図１に示したハイブリッド式移動電源装置のソーラーパネルを引き出した状態を示す図、図６（ａ）は図１に示したハイブリッド式移動電源装置のソーラーパネルを引き出した状態を示す右側面図、図６（ｂ）は帯状ソーラーパネルの取付部の拡大図、図７は帯状ソーラーパネルを引き出した後、取付部を９０度回転させた状態を示す右側面図、図８は帯状ソーラーパネルの取付部を９０度回転させて左右に開いて固定した状態を示す斜視図、そして、図９はハイブリッド式移動電源装置の内部構成を示す概略図を各々示している。
図中、符号１はハウジングを示している。このハウジング１は、直方体の箱体から成り、その底面に移動用の車輪２を備えている。
ハウジング１は、内部に巻取り式ソーラーパネルユニット３を備えている。この巻取り式ソーラーパネルユニット３は、巻取りローラ４と、該巻取りローラ４に巻き取られる２枚の可撓性の帯状ソーラーパネル５から成る。巻取りローラ４は、ハウジング１の内部に回動可能に設けられており、ハウジング１の側面に設けられた巻取りノブ４ａを用いて手動で回転するように構成されている。ハウジング１の前面にはソーラーパネル取り出し口１ａが形成されている。帯状ソーラーパネル５の前端にはストッパー５ａが設けられており、帯状ソーラーパネル５をローラ４で最後まで巻き取った時に、ストッパー５ａが取り出し口１ａに係止するように構成されている（図１参照）。
また、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、２枚の帯状ソーラーパネル５は、その後端が取付具６を介して巻取りローラ４に取り付けられている。前記取付具６は、２枚の帯状ソーラーパネル５の後端を把持する第一部分６ａと、巻取りローラ４に直接接続される帯状接続部分６ｂに固定された第二部分６ｃと、前記第一部分６ａを、前記第二部分６ｃに回転可能に連結する連結部６ｄとから成り、２枚の帯状ソーラーパネル５をハウジング１から引き出した後（図５及び図６（ａ）参照）、第一部分６ａと共に２枚の帯状ソーラーパネル５を、第二部分６ｃに対して９０度回転させることができるように構成されている（図７参照）。
上記したように構成されたソーラーパネルユニット３は、必要に応じて、ストッパー５ａを持って２枚の帯状ソーラーパネル５をハウジング１から引き出した後（図５及び図６（ｂ）参照）、帯状ソーラーパネル５の取付部５ｂを９０度回転させ（図７参照）、さらに、帯状ソーラーパネル５を左右に開いて固定される（図８参照）。この時、巻取りローラ４に直接接続される帯状接続部分６ｂも可撓性であるため、図８に示すように帯状ソーラーパネル５は左右に開くと共に上方に向けて固定することが可能になる。

前記ハウジング１の内部には、図９に示すように、ソーラーパネルユニット３の他に、制御装置１０、バッテリー１１、インバーター１２及び燃料発電機１３が設けられている。
前記ソーラーパネルユニット３のソーラーパネル５及び前記燃料発電機１３は、制御装置１０を介してバッテリー１１に接続されている。
制御装置１０は、バッテリー１１の電圧及びソーラーパネルユニット３の発電量を監視し、バッテリー１１の電圧及びソーラーパネルユニット３の発電量が所定の値より低い時に、燃料発電機１３を作動させ、燃料発電機１３によるバッテリーの充電を行う。
インバーター１２は、バッテリー１１に充電された電力を直流及び交流に変換して、プラグソケット１４を介して外部に出力する。
図４に示すように、ハウジング１の裏面には、前記したプラグソケット１４の他、プラグソケット１４からの電力の出力のスイッチ１５が設けられる。

図１０は制御装置１０の充電制御のフローチャートを示している。以下、図１０を参照して制御装置２０の充電制御について説明していく。
前記したように制御装置１０はバッテリー１１の電圧及びソーラーパネルユニット３の発電量を監視している。制御装置１０はバッテリー電圧Ｖが、予め設定して記憶した所定の最低電圧Ｖｍｉｎより低いか否かを判断する（ステップ１）。
ステップ１において、バッテリー電圧Ｖが最低電圧Ｖｍｉｎより低い場合、制御装置１０は、燃料発電機１３を作動させ燃料発電機１３によるバッテリー１１の充電を開始させる（ステップ２）。
ステップ１において、バッテリー電圧Ｖが最低電圧Ｖｍｉｎより高い場合、ソーラーパネルユニット３による発電量Ｐが、予め設定して記憶した所定の最低発電量Ｐｍｉｎより低いか否かを判断する（ステップ３）。
ステップ３において、ソーラーパネルユニット３による発電量Ｐが、所定の最低発電量Ｐｍｉｎより高いと判断した場合には、ステップ１の判断処理に戻り、バッテリー電圧Ｖ及びソーラーパネルユニット発電量Ｐの監視を続ける。
ステップ３において、ソーラーパネルユニット３による発電量Ｐが、最低発電量Ｐｍｉｎより低いと判断した場合、次に、バッテリー電圧Ｖが燃料発電機１３による補助発電が必要な補助発電電圧Ｖｓｕｂより低いか否かを判断する（ステップ４）。この補助発電電圧Ｖｓｕｂも予め設定して制御装置１０に記憶された値である。
ステップ４において、バッテリー電圧Ｖが補助発電電圧Ｖｓｕｂより高い場合には、ステップ１の判断処理に戻り、バッテリー電圧Ｖ及びソーラーパネル発電量Ｐの監視を続ける。
ステップ４において、バッテリー電圧Ｖが補助発電電圧Ｖｓｕｂより低い場合には、制御装置１０は燃料発電機１３を作動させ燃料発電機１３によるバッテリー１１の充電を開始させる（ステップ５）。
ステップ２又はステップ５において、燃料発電機１３を作動させ燃料発電機１３によるバッテリー１１の充電を開始した後は、バッテリー電圧Ｖが所定の最高電圧Ｖｍａｘに達したか否かの監視を行い（ステップ６）、バッテリー電圧Ｖが所定の最高電圧Ｖｍａｘに達したら、燃料発電機１３を停止し（ステップ７）、再び、ステップ１の判断処理に戻り、バッテリー電圧Ｖ及びソーラーパネル発電量Ｐの監視を続ける。
上記した充電制御により、通常時はソーラーパネルユニット３による発電が行われるが、電力使用量が多い場合や雨天や曇りの日等のようにソーラーパネルユニット３による発電量が少ない場合には、燃料発電機１３による補助充電が行われるので、最低限の燃料で、常に安定した電力を得ることが可能になる。

以上説明した実施例では、ソーラーパネルユニット３は、帯状ソーラーパネル５を巻取りローラ４に巻き取るように構成されているが、ソーラーパネルユニット３の構成は本実施例に限定されることなく、ソーラーパネルがハウジング１に収容されるように構成されていれば任意の構成でよい。

さらにまた、本実施例で説明した充電制御は、権利範囲を制限するものではなく、充電制御は、バッテリー電圧及びソーラーパネルユニット発電量が所定の値より低くなった時に、燃料発電機による補助充電を行うように制御されていれば任意の制御方法でよい。

上記した実施例では、バッテリー１１の充電が燃料発電機１３及びソーラーパネルユニット３のみで行われる構成を例に挙げて説明しているが、本発明に係るハイブリッド式移動電源装置は、必要に応じて、図９に仮想線で示すように、風力発電、水力発電、一般家庭用電源等の外部の電源からバッテリーの充電を行うことができるように構成され得る。このように構成することで、外部電源から充電を行うことができる環境下では外部電源によってバッテリーを充電し、外部電源から充電を行うことができない環境下では、燃料発電機１３及びソーラーパネルユニット３でバッテリーの充電を行うことができるようになる。

１ハウジング
１ａソーラーパネル取り出し口
２車輪
３巻取り式ソーラーパネルユニット
４巻取りローラ
４ａ巻取りノブ
５帯状ソーラーパネル
５ａストッパー
６取付部
６ａ第一部分
６ｂ帯状接続部分
６ｃ第二部分
６ｄ連結部分
１０制御装置
１１バッテリー
１２インバーター
１３燃料発電機
１４プラグソケット
１５スイッチ

Ｖバッテリー電圧
Ｖｍｉｎ最低電圧
Ｖｓｕｂ補助発電電圧
Ｖｍａｘ最高電圧
Ｐ発電量
Ｐｍｉｎ最低発電量

Claims

内部に、バッテリー、制御装置及びインバーターが設けられ、下部に移動用の車輪が設けられた直方体の箱体から成るハウジングを備え、
前記ハウジングの内部に、可撓性の帯状ソーラーパネルを巻取りローラに巻き取って成るソーラーパネルユニットと、燃料発電機とを設け、
前記制御装置を介して前記ソーラーパネルユニット及び前記燃料発電機を前記バッテリーに接続して、ソーラーパネルユニット及び前記燃料発電機によってバッテリーの充電を行うことができるように構成され、
前記制御装置が、バッテリーの電圧及びソーラーパネルユニットの発電量を監視し、バッテリーの電圧及びソーラーパネルユニットの発電量が所定の値より低い時に、燃料発電機を作動させ、燃料発電機によるバッテリーの補助充電を行うように構成した
ことを特徴とする太陽電池パネル及び燃料発電機を備えたハイブリッド式移動電源装置。
前記ソーラーパネルユニットが、２枚の可撓性の帯状ソーラーパネルを巻取りローラに巻き取って成り、
前記２枚の可撓性の帯状ソーラーパネルが、前記巻取りローラから完全に引き出された時に、帯状ソーラーパネルの巻取りローラへの取付部が９０度回転して２枚の帯状ソーラーパネルを左右に開くことができるように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル及び燃料発電機を備えたハイブリッド式移動電源装置。