JP2017025894A

JP2017025894A - 実用的な太陽光発電システム

Info

Publication number: JP2017025894A
Application number: JP2015156450A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　正志; Masashi Sato; 正志佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2017-02-02

Abstract

【課題】太陽光発電は光の弱い時間帯や場所に電気エネルギーに変換できない欠点があった。本発明は、昼夜光が少ない時間帯でも安定したクリーンで安全な太陽光発電と複合した温度差発電も含む発電システムを提供する。【解決手段】昼夜時間帯に対応して蓄電池を、水力を真空ポンプで自然に汲み上げる物に換えて温度差発電も使えるように電気分解で水素ガスを燃焼させ、時間帯毎に切り換えて使う蓄電装置で回転磁界で高速回転させた発電器を用いることを特徴とする実用的な太陽光発電システム。【選択図】図１

Description

本発明は、昼夜時間の制約なしに大出力を得ることを可能にする実用的な太陽光発電システムに関するものである。

従来、太陽光発電は、蓄電池とインバータを接続した機器や風力発電と併用した物はあった。アモルファス太陽光発電池など材質の改良はあった。

蓄電池は電気エネルギーを放電するため長時間蓄電しない。
太陽光発電は、光が弱い或いはない場合電力が作れない。夜間発電できない。
出力できる電力は小さい為実用化は無理である。
本発明は、これらの問題を解決しようとなされたものである。

フラット型光電子増倍管ユニットと制御電圧回路に供給する電力を風力発電器と光発電パネルから得ることでフラット型光電子増倍管ユニットから出力で真空ポンプと複数個の電磁弁にパイプを介して繋ぎ真空室と水タンクから放水した水の重さと落下速度エネルギーが水車タービンを回転させ同軸に設けたダイナモにより発電した電気エネルギーの出力は電磁弁がオフつまり閉じた状態において電気供給が不要であるため真空状態を維持できる。

真空蓄電装置ユニットから電気分解装置を介して水タンクから放水され電気分解してできた水素ガスと酸素ガスをそれぞれ水素タンク及び酸素タンクに封じ込め、真空蓄電装置から別に設けたレーザー熱発生器と水素燃焼室と熱電対素子から構成される、レーザー熱温度差発電装置部で熱電対素子から出力される電力を高電圧高周波に変換するテスラコイル（テスラ変圧器）で３相交流変換回路から３相コイルで電機子をモータで回転させ、回転磁界発電器部から発電出力する。
以上のような構成である実用的な太陽光発電システムである。

夜間、太陽光が太陽電池パネルに光が当たらない時間帯でも発電できるだけでなく大量持続性の或る発電も可能である。

本発明の全体の構成図本発明の光発電部の回路図本発明の真空蓄電装置の詳細図本発明の時刻対応切り換えモジュールの説明図本発明のレーザー熱温度差発電装置の詳細図本発明の発電器の詳細図テスラコイルの詳細図

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の全体の構成図である。
光発電部（１）は、太陽光発電パネル部（２）と風力発電部（３）に接続されている。
光発電部（１）から発電された電力は、真空蓄電装置ブロック部（５）に蓄電される。
真空発電装置ブロック部（５）は、多数の真空蓄電装置（１５）が収納されている。
時刻対応蓄電装置切り換えモジュール（４）は、真空蓄電装置（１５）を個別に切り換え作動を制御するようになっている。時刻対応蓄電装置切り換えモジュール（４）は、デジタルクロック（４７）と時刻対応応パルス発生回路（６）と計数回路（７）の複数のＲＯＭ（８）から構成されている。この時刻対応切り換えモジュール（４）は、電磁弁Ｂ１（１８）から電磁弁Ｂ５（２６）や真空ポンプ（２８）を起動或いは停止させるものである。

真空蓄電装置ブロック部（５）は、レーザー熱温度差発電装置（３０）と回転磁界発生回路（３８）に接続されている。
回転磁界発生回路（３８）は、回転磁界発電器（４２）に接続されている。

図２は、光発電部（１）の回路構成図である。
光発電パネル（９）からリチウム電池など蓄電装置（１０）に接続され、インバータ変換器（１１）で蓄電装置（１０）の直流は交流に変換される。

フラット型光電子増倍管ユニット（１２）は、制御電圧回路（１３）に接続されている。
フラット型光電子増倍管ユニット（１２）は、光増幅をするデバイスで増幅率を１０の６乗倍位になる制御電圧回路（１３）は、光電子増倍管ユニット（１２）を構成する光電子増倍管のグリットにかける電圧を順次変化させる回路である
光電子増倍管ユニット（１２）は、この制御電圧回路（１３）で作動する。

制御電圧回路（１３）は、順次電圧を上げて１２００ボルト程度に上げた後低電圧に戻し、これを繰り返すものでこの制御電圧回路（１３）に蓄電装置（１０）と風力発電器（１４）により電力を供給されている。風力発電器（１４）は、別に真空蓄電装置（１５）へ電力供給する。

図３は、真空蓄電装置（１５）の詳しい説明図である。
光発電パネル（９）から蓄電装置（１０）を介して供給された電力により制御電圧回路（１３）を駆動させフラット型光電子増倍管ユニット（１２）で光電流増幅し発電する。この電力を使い真空ポンプ（２８）を駆動、同時にプロセッサ制御切り替えモジュール（１６）で各電磁弁を開閉する。電磁弁はオフの時遮断する。

先ず、真空室（２５）を真空状態にするため電磁弁Ｂ３（２７）を閉じ、電磁弁Ｂ４（２９）を開く。
その時電磁弁Ｂ５（２６）と電磁弁Ｂ２（２４）はともに閉じる。
次に、電磁弁Ｂ４（２４）を開いて真空ポンプ（２８）を駆動させ外部に排気し、真空室（２５）内を真空状態に維持する。

次に、電磁弁Ｂ１（１８）を開く。すると貯水タンク（１７）から水が放水し下方向に落下して水車空洞タンク（１９）内に設けた水車タービン（２１）を回転させ、同軸に接合したダイナモ（２０）で発電する。水は溜水タンク部（２３）に溜まる。

次に、電磁弁Ｂ２（２４）が開き、電磁弁Ｂ３（２７）と電磁弁Ｂ５（２６）を閉じる。
すると溜水タンク部（２３）に溜まった水は真空室（２５）に自然に汲みあがる。

レーザー熱温度差発電装置（３０）は、次のような構成である。
真空蓄電装置（１５）からの電力で電気分解装置（３４）を働かせ水タンク（３３）の水は、水素ガスと酸素ガスに分離し酸素ガスは酸素タンク（３５）へ水素ガスは水素タンク（３６）に集められる。
水素タンク（３６）は水素燃焼室（３２）につながっている。
一方、真空蓄電装置（１５）からレーザー熱発生器（３１）で熱源になる赤外線レーザーを作り水素燃焼室（３２）に溜まった水素ガスに照射させ燃焼、酸素ガスと結びついて高温度を発生させる。
熱電対素子（３７）は水素燃焼室（３２）の内部の設けてあり一方は、低温度で片一方が水素ガスの燃焼による高温度に接している。これにより温度差発電で発電出力する。水素燃焼室（３２）で酸素ガスと結びついてなお高温度であるから水は蒸気になり蒸気タンク（４６）に入って上昇し、水タンク（３３）で水に戻る。

回転磁界発生回路部（３８）は回転磁界発電器部（４２）に接続されている。熱電対素子（３７）の出力はＲ出力、真空蓄電装置からの出力はＱ出力という。Ｒ出力とＱ出力は、回転磁界発生回路部（３８）の第２インバータ変換器（３９）に入力される。これは６０ヘルツないし１２０ヘルツくらいの交流に変換テスラコイル（テスラ変圧器）（４０）に加える。テスラコイル（４０）は、変圧器の一次側に火花電極（４８）を並列に接続し、２次側に高電圧高周波を出力するものである。この出力を用いて３相交流変換回路（４１）に接続、３相コイル（４３）で高周波回転磁界を作り３相コイル（４３）の中心に電機子（４５）を配置して回転磁界方向と逆方向に電機子（４５）を回転させるモータ（４４）を同軸に設けてある。
モータ（４４）を回転させると相対速度が大幅に上がり高出力を得ることができる。
モータ（４４）に供給する電源は、蓄電装置（１０）から供給することもできる。電機子から出力を取り出す。
本発明は以上のような構成である。

１光発電部
２太陽光発電パネル部
３風力発電器
４時刻対応蓄電装置切り換えモジュール
５真空蓄電装置ブロック部
６時刻対応パルス発生回路
７計数回路
８ＲＯＭ
９光発電パネル
１０蓄電装置
１１インバータ変換器
１２フラット型光電子増倍管ユニット
１３制御電圧回路
１４風力発電器
１５真空蓄電装置
１６プロセッサ制御切り替えモジュール
１７貯水タンク
１８電磁弁Ｂ１
１９水車空洞タンク
２０ダイナモ
２１水車タービン
２２軸
２３溜水タンク部
２４電磁弁Ｂ２
２５真空室
２６電磁弁Ｂ５
２７電磁弁Ｂ３
２８真空ポンプ
２９電磁弁Ｂ４
３０レーザー熱温度差発電装置
３１レーザー熱発生器
３２水素燃焼室
３３水タンク
３４電気分解装置
３５酸素タンク
３６水素タンク
３７熱電対素子
３８回転磁界発生回路部
３９第２インバータ変換器
４０テスラコイル（テスラ変圧器）
４１３相交流変換回路
４２回転磁界発電器部
４３３相コイル
４４モータ
４５電機子
４６蒸気タンク
４７デジタルクロック
４８火花電極
４９変圧器

Claims

フラット型光電子増倍管ユニットを制動する制御電圧回路に風力発電器と光発電パネルと、蓄電装置を介してインバータ変換器から電力を供給し、デジタルクロックからプロセッサ制御切り替えモジュールで時刻対応による多数の真空蓄電装置を切り替えてフラット型光電子増倍管ユニットからの電力を蓄電或いは、出力する一方、レーザー熱温度差発電装置のレーザー熱発生器と、水タンクを水を電気分解する電気分解装置に直流を供給して、水素タンクに水素ガスを水素燃焼室に送りレーザー発生器からの熱で水素燃焼室を高温で蒸気タンクで蒸発し水タンクに戻ると同時に水素燃焼室に設けた熱電対素子で温度差発電、Ｒ出力する、第２インバータ変換器を介して交流変換し、テスラコイルで高周波高電圧にした後、３相交流変換回路を３相コイルで回転磁界を高速化、中心部分に同軸にモータを設けた電機子で発電することを特徴とする実用的な太陽光発電システム。
フラット型光電子増倍管ユニットから真空蓄電装置において、真空ポンプに電力を供給し、電磁弁Ｂ３と電磁弁Ｂ４を開き他の電磁弁を閉じて排気することで真空室を真空状態を維持電磁弁Ｂ１を開いて放水、水車タービンを回転し同軸の設けたダイナモで発電、溜水タンクの水を電磁弁Ｂ２を開くと貯水タンクに水が戻り、必要に応じて電気を蓄電放電することを特徴とする請求項１記載の実用的な太陽光発電システム。