JP2021141693A - ポール型太陽光発電機、該ポール型太陽光発電機を備えた照明装置、及び該ポール型太陽光発電機を備えた監視情報通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 太陽電池モジュールの必要数を抑えつつ、高い効率で発電することができ、照明装置や監視情報通信装置等にも利用可能なポール型太陽光発電機を提供する【解決手段】 ポール型太陽光発電機２は、太陽電池モジュールとして太陽光発電シート体５を有し、略垂直に立設した状態で太陽光発電シート体５を用いた太陽光による発電が可能なポール型太陽光発電機２であって、ポール本体４と、ポール本体４の外周面側に、ポール本体４に対して回動可能に設けられた略円筒形状の筒体３と、筒体３の外周面側の少なくとも一部に設けられた太陽光発電シート体５と、この太陽光発電シート体５により発電された電力を蓄電するバッテリ６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、略垂直に立設した状態で太陽光による発電が可能なポール型太陽光発電装置に関する。

従来、ポール本体の周壁に太陽電池モジュールが略垂直状に取り付けられ、散乱光および直射光のうち少なくとも散乱光による日射を利用して発電する機能を有する太陽電池付きポールが知られている（特許文献１参照）。

このような太陽電池付きポールは、設置面積が少なくてすむため設置場所が限定されず、また、景観上においても優れるものとなっている。しかし、周壁の略全周面に多くの太陽電池モジュールを設けるものであるため、全体として高価なものとなってしまっていた。加えて、多くの太陽電池モジュールを備えていることで、メンテナンスに多くの手間や時間を要し、また、太陽電池モジュールが故障するリスクも高いものとなっていた。

特開平１０−２３３２３６号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み解決しようとするところは、太陽電池モジュールの必要数を抑えつつ、高い効率で発電することができるポール型等の立設式の太陽光発電機を提供することにある。

本発明に係るポール型太陽光発電機は、太陽電池モジュールを有し、略垂直に立設した状態で該太陽電池モジュールを用いた太陽光による発電が可能なポール型太陽光発電機であって、ポール本体と、該ポール本体の外周面側に、該ポール本体に対して回動可能に設けられた略円筒形状の筒体と、該筒体の外周面側の少なくとも一部に設けられた前記太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールにより発電された電力を蓄電するバッテリとを備えてなるものである。

また、前記ポール本体の外周面に円柱形状の案内面を有するとともに、前記筒体の内面に、前記案内面によって回動案内される被案内面を有しなるものとしてもよい。

さらに、前記筒体を前記ポール本体に対して回動不能に固定することができる固定手段を更に備えてなるものとしてもよい。

さらにまた、前記固定手段は、前記筒体と前記ポール本体とを離間した状態で固定するものであると好ましい。

また、前記太陽電池モジュールは、可撓性を有する太陽光発電シート体を前記筒体の外周面側に巻き付けてなるとより好ましい。

さらに、前記筒体が前記ポール本体に対し、前記案内面と前記被案内面とが係合した状態で、上下方向にスライド移動可能としてなるものであってもよい。

さらにまた、上述の太陽光発電機に、外方に向けて光を放つ発光部を更に設けてなる照明装置とすることもできる。

また、上述の太陽光発電機に、設置場所の環境情報を取得するセンサ及び/又はカメラと、少なくともセンサ及び/又はカメラにより得られた情報を外部の通信手段に発信する通信機とを更に設けてなる監視情報通信装置とすることもできる。

上述のように構成されたポール型太陽光発電機によれば、設置後に太陽光発電機を太陽光が当たる向きに回転させることができるため、ポールの全周に亘って太陽発電モジュールの発電領域を設ける必要がなく、太陽発電モジュールの必要量を抑えつつ、高い効率で発電することができる。

また、ポール本体の外周面に円柱形状の案内面を有するとともに、筒体の内面に、案内面によって回動案内される被案内面を有しなるものによれば、簡易な構成でスムーズな回動を可能とすることができる。

さらに、筒体をポール本体に対して回動不能に固定することができる固定手段を更に備えてなる構成によれば、使用状態において筒体をポール本体に対して回動不能としておくことで、より安定した状態で使用することができる。

さらにまた、固定手段は、筒体とポール本体とを離間した状態で固定する構成によれば、筒体とポール本体との間に隙間を設けることができ、この隙間によって通気性を確保して湿気が溜まりにくくしたり、太陽電池モジュールの温度上昇を抑えたりすることができる。

また、太陽電池モジュールは、可撓性を有する太陽光発電シート体を筒体の外周面側に巻き付けてなる構成によれば、より簡易な構成となり、製造コストやメンテナンスのコストを低廉化することができる。

さらに、筒体がポール本体に対し、案内面と被案内面とが係合した状態で、上下方向にスライド移動可能としてなる構成によれば、場所や時間に合わせて太陽電池モジュールの高さを調整することができ、発電効率をより高くすることが可能となる。

さらにまた、上述のポール型太陽光発電機に、外方に向けて光を放つ発光部を更に設けてなる照明装置によれば、電気供給がない場所にも発電効率の高い太陽光発電機によって容易に照明を設置することができる。

また、上述のポール型太陽光発電機に、設置場所の環境情報を取得するセンサ及び/又はカメラと、少なくともセンサ及び/又はカメラにより得られた情報を外部の通信手段に発信する通信機とを更に設けてなる監視情報通信装置によれば、電気供給がない場所にも発電効率の高い太陽光発電機によって容易に監視情報通信装置を設置することができる。

本発明の第一実施形態に係るポール型太陽光発電機を備えた照明付き監視情報通信装置の構成を示す側面図である。 同じくポール型太陽光発電機を備えた照明付き監視情報通信装置の内部構造を示す正面縦断面図である。 同じくポール型太陽光発電機を備えた照明付き監視情報通信装置の下側の案内面等の構成を示す部分拡大断面図である。 同じくポール型太陽光発電機を備えた照明付き監視情報通信装置の上側の案内面等の構成を示す部分拡大断面図である。 同じくポール型太陽光発電機を備えた照明付き監視情報通信装置の構成を示すＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第二実施形態に係るポール型太陽光発電機を備えた照明付き監視情報通信装置の構成を示す側面図である。 同じくポール型太陽光発電機を備えた照明付き監視情報通信装置の内部構造を示す正面縦断面図である。 同じくポール型太陽光発電機を備えた照明付き監視情報通信装置の下側の案内面等の構成を示す部分拡大断面図である。 同じくポール型太陽光発電機を備えた照明付き監視情報通信装置の構成を示すＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。図１乃至図５に、本発明の第一実施形態としての照明付き監視情報通信装置１の構成を示す。

図１乃至図５に示すように、本発明の第一実施形態に係る照明付き監視情報通信装置１は、ポール型太陽光発電機２の上部に、発光部としてライト９が設けられ、更に、環境情報を取得するセンサ１８と、少なくともセンサ１８により得られた情報を外部の通信手段に発信する通信機１９とカメラ２０が設けられたものである。また、ポール型太陽光発電機２は、太陽電池モジュールとして太陽光発電シート体５を有し、略垂直に立設した状態で太陽光発電シート体５を用いた太陽光による発電が可能なポール型太陽光発電機２であって、ポール本体４と、ポール本体４の外周面側に、ポール本体４に対して回動可能に設けられた略円筒形状の筒体３と、筒体３の外周面側の少なくとも一部に設けられた太陽光発電シート体５と、この太陽光発電シート体５により発電された電力を蓄電するバッテリ６とを備えてなるものである。

ここで、ポール型太陽光発電機２は、太陽光発電機能を有するポール型のものであるが、ポール型とは、例えば、図示するような略垂直に立設された一本の円柱状のものを含み、また、四角柱等の多角柱状・楕円柱状のもの、一本ではなく二本以上が連結されたもの、地形や用途に合わせて若干の立設角度が調整されたもの、及び、折畳みや伸縮、地中への収納可能なもの等、少なくとも一部分を立てて設けるものを広く含むものとする。また、太陽電池モジュールとは、太陽光等の光エネルギーを電気エネルギーに変換する全てのものをいい、一例として可撓性があるものとして図示しているが、これに限らず、円柱形状に形成された板状のパネル等であってもよいし、また他の構成のものを採用してもよい。

ポール型太陽光発電機２は、筒体３と、この筒体３を所定高さで回動可能に保持するポール本体４とを主な構成部材とし、筒体３に太陽光発電シート体５の一部に巻き付けられ、この太陽光発電シート体５によって発電された電力が筒体３の内部に設けられたバッテリ６に蓄電され、又は電子機器等に使用されるものとなっている。

筒体３は、細長く円筒状に形成されたものであって、内部にポール本体４が挿通され、ポール本体４によって、所定の高さで回動可能に保持されている。また、筒体３の外周面側には太陽電池モジュールとして可撓性を有する太陽光発電シート体５が設けられている。この筒体３は、その上端部と下端部が、ポール本体４の外周面に形成された案内面７に、ポール本体４に対して軸心回りで回動可能且つ上下スライド可能に係合するものとなっており、これらが固定手段である固定用螺子１０によって、回動不能且つ上下スライド不能に固定されていることで、通常の使用中においては、ポール本体４に対して筒体３が安定した状態で固定されている。

筒体３の回動を案内するポール本体４の案内面７は、上端部では、縮径されたポール本体４の上部４ａの外周面が、下端部では、筒体３の内周面よりも若干幅狭に形成されたポール本体４の下部４ｂの外周面が夫々案内面として機能するものとなっている。これらの案内面７，７に対し、筒体３の被案内面８は、上端部では、筒体３の内部に、内側に被案内面８が形成された円盤状の上案内金具２１が固定されて形成され、下端部では、筒体３の内面が被案内面８として機能するものとなっている。これらの案内面７，７と被案内面８，８の係合によって、筒体３がポール本体４に対して回動可能となっている。また、これらの係合は、筒体３を上方にスライド移動させても維持されるものであり、筒体３の固定位置を若干上方に移動させても、筒体３はポール本体４に対して回動可能のままとなっている。

ここで、筒体３はポール本体４に対して回動可能且つ上下スライド可能となっているが、ポール本体４には、リング状のストッパー１７が設けられており、このストッパー１７がポール本体４の下端部に当接することで、この位置よりも筒体３が下がらないものとなっている。このストッパー１７はポール本体４に固定されているものであるが、これを高さ調整可能なものとしておくことで、ポール本体４に対する筒体３の相対高さ位置を調整できるものとしてもよい。このような構成によれば、設置場所に合わせて太陽光発電シート体５の高さも調整することができ、発電効率がより高くなるように調整することも可能となる。

ポール本体４は、接地することで全体を支持する接地部１２と、内部に収納空間１３とが設けられている。また、収納空間１３には、電子機器等の出し入れ用及びメンテナンス用の蓋付き窓１４が設けられている。このポール本体４は接地部１２や収納空間１３が一体的な部材によって構成されているが、ポール本体４は、このような構成に限らず、複数の部品から構成されるものであってもよいし、伸縮可能や変形可能なものとして構成されてものであってもよい。

ポール本体４の上端部には、ライト９等の機器を取り付けるための取付部１５が設けられ、ライト９がこの取付部１５に固定されることで、全体として照明として使用できるものとなっている。また、取付部１５には、センサ１８、通信機１９、カメラ２０が取り付けられており、センサ１８やカメラ２０によって得られた設置場所の環境情報等を通信機１９によって、外部の通信手段に対して発信できるものとなっている。このような構成によれば、農業用サーバーや工業用サーバー、災害監視装置等に広く活用することが可能である。さらに、上記のようなセンサ１８や通信機１９、カメラ２０に限らず、設置場所や目的に合わせた電子機器等を追加することで、電気供給がない場所であっても必要とされる監視・管理設備を容易に設置することができるものとなる。

また、このポール本体４の下部４ｂは、上部４ａよりも幅広に形成され、この下部４ｂの内部には、収納空間１３が形成されている。この収納空間１３は、ポール本体４の全長における約３分の１の範囲を占めるものとなっている。ここで、この下部４ｂの上端部には筒体３の下端部が位置するため、上部４ａと下部４ｂとの境目である縮径部が外観に表れず、全体としてスマートで美しく見えるとともに、応力が集中するこの縮径部を補強することで、全体の強度を高くし耐久性のあるものとなっている。更に、本実施形態では、筒体３とポール本体４との外径を略同一寸法とすることで全体がよりスマートなものとして構成されている。

太陽光発電シート体５は、筒体３の外周面に巻き付けられるようにして取り付けられている。この太陽光発電シート体５は、筒体３の上下方向の大部分において、周方向の約４分の３程度の領域に巻き付けられている。このため、周方向において少なくとも一部分は太陽光発電シート体５が設けられておらず、この領域では発電することができないが、設置後等に、筒体３を回転させることで太陽光発電シート体５の向きの調整が可能であり、このような発電することができない領域があっても容易に発電効率を高いものとすることができる構成となっている。また、太陽光発電シート体５の周方向における両端部は、太陽光発電シート体５の上下方向の長さ寸法と略同じ長さ寸法を有する帯形状の固定具１６によって、筒体３に固定されている。この固定具１６は、透光性を有しないものであるため、この固定具１６によって覆われている範囲の太陽光発電シート体５には太陽光が届かないものとなっているが、本実施形態では、太陽光発電シート体５の端部に設けられた発電しない余白部分が、固定具１６によって保持されているため、太陽光発電シート体５の発電領域においては問題なく発電できるものとなっている。一方、固定具１６が太陽光発電シート体５の発電領域を覆うような構成とする場合は、この固定具１６を、透光性を有するものとすることで同様の効果を得ることもできる。このような透光性を有する固定具１６でよれば、太陽光発電シート体５全体を覆うように構成されたものも採用することができ、さらに、熱収縮する素材によって構成された筒状の固定具１６とすれば、太陽光発電シート体５が巻き付けられた筒体３全体に被せ、熱処理を行なうことで、固定具１６を収縮させて、太陽光発電シート体５を筒体３に固定することもできる。

太陽光発電シート体５により発電された電力は、ポール本体４の内部に収容されたバッテリ６に電気コードを通じて蓄電される。バッテリ６は、ポール本体４の内部に固定されている。このため、照明付き監視情報通信装置１を設置した後に、筒体３をポール本体４に対して回動させても、バッテリ６は回動せず、安定した状態で保持され続けるものとなっている。また、バッテリ６は、ポール本体４の下部４ｂに設けられているため、比較的重量の大きいバッテリ６が照明付き監視情報通信装置１の下端部に配置されることとなり、全体として重量バランスが良くなるように構成されている。

筒体３の上端部は、ポール本体４に回動可能に設けられた上カバー１１によって覆われている。この上カバー１１によって、ポール本体４と筒体３との間に雨が入り込み難いものとなっている。ここで、上カバー１１のポール本体４への取付部分において、上カバー１１とポール本体４との間には、通気できる程度の若干の隙間が形成されており、この隙間によって、空気が上方に抜け出ることで、太陽光発電シート体５の温度が高くなり過ぎないように構成されている。なお、設置後の照明付き監視情報通信装置１においては、上カバー１１は螺子によってポール本体４に回転不能及び上下スライド不能に固定されている。

照明付き監視情報通信装置１の設置方法としては、例えば。まず、ポール本体４の接地部１２や窓１４の向きを、設置場所の状況に合わせて、照明付き監視情報通信装置１の向きを設定して立設し、接地部１２を地面に固定する。次に、筒体３をポール本体４に対して回転させて、太陽光発電シート体５の向きを発電効率が高くなるように調整したうえで、上下夫々の固定用螺子１０を締めて、筒体３をポール本体４に回転不能且つ上下スライド不能に固定する。その後、必要に応じてライト９等の機器の角度や向きを調整することで照明付き監視情報通信装置１の基本的な設置が完了する。つまり、照明付き監視情報通信装置１は、ポール本体４に対して筒体３が回転可能となっているため、接地部１２の形状や設置場所等の環境に合わせて、設置した後に、太陽光発電シート体５の向きを調整することができるため、設置作業が容易に行なえるものとなっている。ここで、接地部１２の形状や設置場所などの環境に合わせることに限らず、ライト９や通信機１９等の電子機器の向きに合わせて、又は隣接する他の機器の向き等に合わせて、照明付き監視情報通信装置１を立設して行なう等、他の基準に合わせて設置作業を行なうものとしてもよい。

次に、図６乃至図９に沿って、本発明の第二実施形態に係るポール型太陽光発電機２Ａを備えた照明付き監視情報通信装置１Ａの構成を説明する。

この照明付き監視情報通信装置１Ａは、ポール本体４の下部４ｂよりも幅広に形成された筒体３を有するものとなっている。この幅広の筒体３に二枚の太陽光発電シート体５，５が巻き付けられるように取り付けられているため、第一実施形態の照明付き監視情報通信装置１よりも発電量を大きくすることができるものとなっている。筒体３Ａの下端部には、下案内金具２２が設けられており、この内面が、案内面７として機能するポール本体４の外周に沿う形状として被案内面８が形成されていることで、筒体３Ａがポール本体４に対してスムーズに回動することができるものとなっている。第二実施形態に係るポール型太陽光発電機２Ａを備えた照明付き監視情報通信装置１Ａの他の構成は、第一実施形態の構成と略同じであり、これらの構成については同一の符号を付して説明を省略する。

なお、各構成部品については、その素材や一体として構成されているものであるか否か等を含めて、何ら制限されるものはなく、広く採用することができるが、金属を用いることで強度を高いものとしてもよいし、合成樹脂を用いることで軽量化を図ったものとしてもよく、他の素材のものや、複数の素材を組み合わせたものであってもよい。

１，１Ａ 照明付き監視情報通信装置
２，２Ａ ポール型太陽光発電機
３，３Ａ 筒体
４ ポール本体
４ａ ポール本体の上部
４ｂ ポール本体の下部
５ 太陽光発電シート体
６ バッテリ
７ 案内面
８ 被案内面
９ ライト
１０ 固定用螺子
１１ 上カバー
１２ 接地部
１３ 収納空間
１４ 蓋付き窓
１５ 取付部
１６ 固定具
１７ ストッパー
１８ センサ
１９ 通信機
２０ カメラ
２１ 上案内金具
２２ 下案内金具

Claims (8)

1. 太陽電池モジュールを有し、略垂直に立設した状態で該太陽電池モジュールを用いた太陽光による発電が可能なポール型太陽光発電機であって、
   ポール本体と、
   該ポール本体の外周面側に、該ポール本体に対して回動可能に設けられた略円筒形状の筒体と、
   該筒体の外周面側の少なくとも一部に設けられた前記太陽電池モジュールと、
   該太陽電池モジュールにより発電された電力を蓄電するバッテリとを備えてなることを特徴とするポール型太陽光発電機。
2. 前記ポール本体の外周面に円柱形状の案内面を有するとともに、
   前記筒体の内面に、前記案内面によって回動案内される被案内面を有してなる請求項１記載のポール型太陽光発電機。
3. 前記筒体を前記ポール本体に対して回動不能に固定することができる固定手段を更に備えてなる請求項１又は２記載のポール型太陽光発電機。
4. 前記固定手段は、前記筒体と前記ポール本体とを離間した状態で固定するものである請求項３記載のポール型太陽光発電機。
5. 前記太陽電池モジュールは、可撓性を有する太陽光発電シート体を前記筒体の外周面側に巻き付けてなる請求項１乃至４の何れか１項に記載のポール型太陽光発電機。
6. 前記筒体が前記ポール本体に対し、前記案内面と前記被案内面とが係合した状態で、上下方向にスライド移動可能としてなる請求項２乃至５の何れか１項に記載のポール型太陽光発電装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載のポール型太陽光発電機に、外方に向けて光を放つ発光部を更に設けてなる照明装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載のポール型太陽光発電機に、設置場所の環境情報を取得するセンサ及び/又はカメラと、少なくとも該センサ及び/又はカメラにより得られた情報を外部の通信手段に発信する通信機とを更に設けてなる監視情報通信装置。

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