JP2013121261A

JP2013121261A - 非接触給電システム

Info

Publication number: JP2013121261A
Application number: JP2011268251A
Authority: JP
Inventors: Yuji Maekawa; 祐司前川
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-06-17

Abstract

【課題】太陽熱発電装置の設置場所の確保が容易であり、且つ電気自動車への非接触給電を効率良く行うことの可能な非接触給電システムを提供する。
【解決手段】電気自動車が走行する道路に沿って敷設されたトラフ式太陽熱発電装置と、前記道路に沿って敷設されており、前記トラフ式太陽熱発電装置にて発電された電力を前記電気自動車に非接触給電する非接触給電装置とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触給電システムに関する。

従来では、太陽熱発電装置と非接触給電装置とを、それぞれ個別に利用していた。太陽熱発電装置は、広大な土地に敷設してカーボンフリーな大規模発電を行うのに適しており、非接触給電装置は、例えば駐車場などに敷設して電気自動車の充電に利用するのに適している（下記特許文献１参照）。

特開２０１１−６１９４２号公報

太陽熱発電装置を利用するには広大な土地が必要となり、その確保が困難である。また、非接触給電装置を電気自動車の充電に利用する場合、ユーザーは充電の度に駐車場などの非接触給電装置が敷設された場所に赴かなければならず、極めて非効率である。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、太陽熱発電装置の設置場所の確保が容易であり、且つ電気自動車への非接触給電を効率良く行うことの可能な非接触給電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、非接触給電システムに係る第１の解決手段として、電気自動車が走行する道路に沿って敷設されたトラフ式太陽熱発電装置と、前記道路に沿って敷設されており、前記トラフ式太陽熱発電装置にて発電された電力を前記電気自動車に非接触給電する非接触給電装置とを備える、という手段を採用する。

また、本発明では、非接触給電システムに係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記非接触給電装置は、前記トラフ式太陽熱発電装置にて発電された電力を磁界共鳴方式によって前記電気自動車に非接触給電する、という手段を採用する。

本発明によれば、電気自動車が走行する道路に沿ってトラフ式太陽熱発電装置を敷設すれば良いので、その設置場所の確保も容易であり、また、同じく電気自動車が走行する道路に沿ってトラフ式太陽熱発電装置にて発電された電力を電気自動車に非接触給電する非接触給電装置が敷設されているので、電気自動車の走行中に効率良く給電を行うことが可能となる。

本実施形態に係る非接触給電システムＡの概略構成図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る非接触給電システムＡの概略構成図である。この図１に示すように、本実施形態に係る非接触給電システムＡは、電気自動車３が走行する片側２車線の高速道路Ｒに沿って敷設されたトラフ式太陽熱発電装置１と、同じく高速道路Ｒに沿って敷設されており、トラフ式太陽熱発電装置１にて発電された交流電力を電気自動車３に非接触給電する非接触給電装置２とから構成されている。

トラフ式太陽熱発電装置１は、太陽光Ｓを集光して得られる熱エネルギーを利用して発電を行う装置であり、集光器１１、作動流体加熱管１２、タービン１３、発電機１４、凝縮器１５及び蓄熱器１６を備えている。集光器１１は、高速道路Ｒに沿って敷設された曲面鏡であり、太陽光Ｓを集光して作動流体加熱管１２を加熱する。作動流体加熱管１２は、集光器１１の内側に延設された管状部材であり、その内部を流通する作動流体（例えばオイルなど）を加熱するために用いられる。

タービン１３は、作動流体加熱管１２の出口から導入された高温の作動流体を利用して高速回転する（正確には高温の作動流体を利用して生成された蒸気によって回転する）タービンであり、軸結合された発電機１４を高速回転させる。発電機１４は、タービン１３に連動して高速回転することにより発電し、この発電によって得られた交流電力を非接触給電装置２（具体的には送電用共鳴コイル２１）へ供給する。

凝縮器１５は、タービン１３から導入された作動流体の温度を低下させ、その低温の作動流体を作動流体加熱管１２の入口へ還流させる。蓄熱器１６は、作動流体加熱管１２の出口から導入された高温の作動流体を利用して熱エネルギーを蓄え（蓄熱）、これによって熱を奪われて低温となった作動流体を作動流体加熱管１２の入口へ還流させる。

非接触給電装置２は、上記のトラフ式太陽熱発電装置１における発電機１４にて発電された交流電力を磁界共鳴方式によって電気自動車３に非接触給電する装置であり、高速道路Ｒに沿って所定間隔で配置された複数の送電用共鳴コイル２１を備えている。これら送電用共鳴コイル２１は、螺旋状に巻かれたヘリカルコイルであり、不図示のコンデンサとともにＬＣ共振回路を構成している。なお、ＬＣ共振回路を構成するためのコンデンサとして、ヘリカルコイルの寄生容量を利用しても良いし、或いはコンデンサ素子を別に設けても良い。

電気自動車３は、バッテリ駆動によって走行する車両であり、非接触給電装置２（送電用共鳴コイル２１）から給電される交流電力を磁界共鳴方式によって受電するための受電用共鳴コイル３１を車体側面に備えている。この受電用共鳴コイル３１も、螺旋状に巻かれたヘリカルコイルであり、不図示のコンデンサとともにＬＣ共振回路を構成している。非接触給電装置２と電気自動車３の両方のＬＣ共振回路の共振周波数が等しくなるように回路定数を設定すれば、送電用共鳴コイル２１と受電用共鳴コイル３１の間で磁界共鳴を発生させることができる。

送電用共鳴コイル２１と受電用共鳴コイル３１の間で磁界共鳴が発生すると、発電機１４から出力される交流電力は送電用共鳴コイル２１によって磁気エネルギーに変換されて無線送電され、その磁気エネルギーは受電用共鳴コイル３１によって交流電力に再変換される。電気自動車３は、このように受電用共鳴コイル３１から得られる交流電力を利用してバッテリの充電を行う機能を有している。

次に、上記のように構成された本実施形態に係る非接触給電システムＡの作用効果について説明する。
上記のように構成されたトラフ式太陽熱発電装置１によると、１日の内、太陽光Ｓが十分に得られる昼間（太陽が昇ってから沈むまでの時間帯）においては、集光器１１によって作動流体加熱管１２が十分に加熱され、太陽光Ｓが十分に得られない夜間においては、蓄熱器１６に蓄積された熱エネルギーを作動流体の加熱に利用できるので、昼夜を問わず発電機１４から交流電力を得ることができる。

つまり、電気自動車３が高速道路Ｒを走行している間は、昼夜を問わず、ほぼ連続的に送電用共鳴コイル２１と受電用共鳴コイル３１の間で磁界共鳴が発生するので、電気自動車３を走行させながらバッテリの充電を行うことが可能となる。なお、磁界共鳴方式は、他の非接触給電方式である電磁誘導方式と比べて、送電用共鳴コイル２１と受電用共鳴コイル３１との位置ズレに強く、弱い磁界で高効率且つ長距離の電力伝送を実現できるという特徴があるので、電気自動車３の高速走行中においても高い電力伝送効率（充電効率）を維持することができる。

以上のような本実施形態によれば、電気自動車３が走行する高速道路Ｒに沿ってトラフ式太陽熱発電装置１を敷設すれば良いので、その設置場所の確保も容易であり、また、同じく電気自動車３が走行する高速道路Ｒに沿ってトラフ式太陽熱発電装置１にて発電された交流電力を電気自動車３に非接触給電する非接触給電装置２が敷設されているので、電気自動車３の走行中に効率良く給電（充電）を行うことが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、説明の都合上、トラフ式太陽熱発電装置１を構成する集光器１１、作動流体加熱管１２、タービン１３、発電機１４、凝縮器１５及び蓄熱器１６が１個ずつ設けられている場合を例示したが、これらの構成要素の個数は高速道路Ｒの長さに応じて適宜変更可能である。

（２）上記実施形態では、高速道路Ｒの路側帯に沿ってトラフ式太陽熱発電装置１及び非接触給電装置２を敷設する場合を例示したが、中央分離帯に沿ってこれらを敷設しても良い。また、上記実施形態では、電気自動車３が走行する道路として高速道路Ｒを想定したが、設置スペースが確保できれば、一般道路にもトラフ式太陽熱発電装置１及び非接触給電装置２を敷設しても良い。

Ａ…非接触給電システム、１…トラフ式太陽熱発電装置、２…非接触給電装置、３…電気自動車、１１…集光器、１２…作動流体加熱管、１３…タービン、１４…発電機、１５…凝縮器、１６…蓄熱器、２１…送電用共鳴コイル、３１…受電用共鳴コイル、Ｒ…高速道路、Ｓ…太陽光

Claims

電気自動車が走行する道路に沿って敷設されたトラフ式太陽熱発電装置と、
前記道路に沿って敷設されており、前記トラフ式太陽熱発電装置にて発電された電力を前記電気自動車に非接触給電する非接触給電装置と、
を備えることを特徴とする非接触給電システム。
前記非接触給電装置は、前記トラフ式太陽熱発電装置にて発電された電力を磁界共鳴方式によって前記電気自動車に非接触給電することを特徴とする請求項１に記載の非接触給電システム。