JP3173849U - 太陽光電池モジュールを用いた発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】嵩張らず、移動運搬が容易である太陽光電池モジュールを用いた発電システムを提供する。
【解決手段】発電システム１は、アモルファス系シリコンより形成されるソーラーシート２と、このソーラーシート２に、充放電コントローラ３を介してバッテリー４が接続され、更に、バッテリー４には、インバーター５が接続され、このインバーター５でバッテリー４に充電された電気がＡＣ１００Ｖの交流電源に変換される構成とされている。
【選択図】図１

Description

本考案は、太陽光電池モジュールを用いた発電システムに関する。詳しくは、簡単に持ち運びができる太陽光電池モジュールを用いた発電システムに係るものである。

従来、移動式の太陽光発電システムとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
具体的には、特許文献１に記載された移動式太陽光発電機は、図８に示すように、走行輪１０１と固定脚１０２とを備えた架台１０３に、ソーラーパネル１０４とソーラーパネル１０５とがヒンジで折り畳み可能に連結されている。

また、ソーラーパネル１０４及びソーラーパネル１０５で発電された電気を蓄えるバッテリーと、電気を制御する制御機器１０６とが搭載された構成とされている。

実用新案登録第３１１８４６５号公報

このような構成の移動式太陽光発電機では、ソーラーパネルとして結晶系シリコン太陽電池が使用されている。この結晶系シリコン太陽電池では、例えば、約２１０Ｗの発電能力を有するソーラーパネルの寸法は約１４８２ｍｍ×９９５ｍｍであり、重量が１５ｋｇ〜２０ｋｇとなっている。

従って、２枚のソーラーパネル、架台、制御機器、バッテリー等を合せた総重量が約１６０ｋｇとなり、車両が入らないような場所での設置では非常な労力を要することになる。

また、結晶系シリコン太陽電池では、ソーラーパネルを支持するための架台が必要となり、ソーラーパネルと合せた積載面積を有する車両での運搬となる。

また、結晶系シリコン太陽電池では、振動や落下に対する耐久性がないために、車両での移動時の振動等による破損の可能性が高い。

本考案は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、軽量で嵩張らず、移動運搬が容易である太陽光電池モジュールを用いた発電システムを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本考案に係る太陽光電池モジュールを用いた発電システムは、可撓性を有するソーラーシートと、該ソーラーシートで発電された電気を蓄えるバッテリーと、該バッテリーからの直流電源を交流電源に変換するインバーターとを備える。

ここで、可撓性を有するソーラーシートによって、嵩張らずに乗用車等に積載して運搬することが可能となる。また、可撓性を有することでソーラーシートを、例えば曲面を有する設置箇所であってもその曲面に沿って配置することが可能となる。

また、バッテリーへの充電制御用としての充放電コントローラを設けた場合には、バッテリーへの容量以上の充電を制御することでバッテリーを保護することができる。

また、ソーラーシートが、防水性及び可撓性を有するシート状支持体に取付けられた場合には、例えば、ソーラーシートを地面上に設置したときに、ソーラーシートへの水の浸水、あるいは湿気から防護することができる。更に、ソーラーシートを設置する場合に、シート状支持体を設置箇所に直接取付けることでソーラーシートに直接的な荷重が作用することがないのでソーラーシートを破損することなく取付けることが可能となる。

また、複数のシート状支持体にそれぞれ配置されたソーラーシートがバッテリーに並列状に接続される場合には、工事現場等の事務所において消費される電力に応じての電力容量に設定することができる。

また、シート状支持体の周縁に沿ってロープ挿通用としてのハト目が貫設される場合には、シート状支持体を設置箇所に直接取付ける、あるいは複数のシート状支持体を連結する際にハト目にロープを挿通することで設置箇所への取付け、あるいはシート状支持体の連結が容易にできる。

また、ソーラーシート、あるいはソーラーシート及びシート状支持体が巻回可能とされる場合には、巻回することでコンパクト化することができ車両内のスーペスを有効に活用することができる。

また、ソーラーシート、あるいはソーラーシート及びシート状支持体が自在に収納される円筒状のケースを備える場合には、ケース内にソーラーシート、あるいはソーラーシート及びシート状支持体を収納することで、例えば車両への積載または持ち運びを非常に容易に行うことができる。

また、ケースは、連結可能な複数の連結用筒体から構成される場合には、ソーラーシートの大きさに応じた個数の連結用筒体を連結することでソーラーシートの収納が可能となる。

また、ソーラーシートが、アモルファス系シリコンにより形成される場合には、例えば、結晶系太陽電池に比べて薄くて、軽く、かつ可撓性を有する為に、嵩張らず、車両への積載や持ち運びが非常に楽に行える。

また、ソーラーシートは、その厚さが５０μｍ以下のプラスチックフィルム基板に、その厚さが１μｍ以下のアモルファス状のシリコンが製膜される構成とした場合には、プラスチックフィルムを基板に採用することで軽くて曲がりやすく、かつ耐久性に優れ、容易に巻回状とすることができる。

また、インバーターを有する電源ユニットを備え、電源ユニットとバッテリーとソーラーシートとが接続される場合には、総重量に対して重量割合の大きいバッテリーを分離することで車両への積載、あるいは持ち運びを容易に行うことが可能となる。

本考案の太陽光電池モジュールを用いた発電システムによれば、アモルファス系シリコンにより形成されたソーラーシートによって嵩張らず、移動運搬が容易となる。

本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムの電気回路の一例を説明するためのブロック回路模式図である。 本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムにおけるソーラーシートの一例を説明するための断面模式図である。 本考案を適用した太陽光電池モジュールの一例を説明するための断面模式図である。 本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムにおける電源ユニットの一例を説明するための立体模式図である。 本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムにおけるバッテリーの収納の一例を説明するための立体模式図である。 本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムにおけるソーラーシートの収納ケースの一例を説明するための模式図である。 本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムにおいて複数の支持シートを使用した場合の一例を説明するための模式図である。 従来の移動式太陽光発電機の一例を説明するための模式図である。

以下、本考案の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本考案の理解に供する。

図１は、本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムの電気回路の一例を説明するためのブロック回路模式図である。

ここで示す発電システム１は、アモルファス系シリコンより形成されるソーラーシート２と、このソーラーシート２に、コンバーター２４及び充放電コントローラ３を介してバッテリー４が接続されている。

更に、バッテリー４には、インバーター５が接続され、このインバーター５でバッテリー４に充電された電気がＡＣ１００Ｖの交流電源に変換される構成とされている。

ここで、ソーラーシート２で太陽光を受光することで直流電流が発生する。このソーラーシート２で発生したこの直流電流は、約１５９．５Ｖであるために、コンバーター２４で２４Ｖに降圧されてバッテリー４に充電される。

更に、バッテリー４に充電された直流電気を、インバーター５でパソコン、小型テレビ等の商業用電源として使用できるように、ＡＣ１００Ｖ／１２０Ｗ、５０Ｈｚ／６０Ｈｚの交流電源に変換される。

また、充放電コントローラ３は、バッテリー電圧を監視し、満充電時にはバッテリー４への充電を遮断し、充電不足の場合にはバッテリー４へ接続するといった制御を行うことでバッテリーを保護している。

図２は本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムにおけるソーラーシートの一例を説明するための断面模式図、図３は本考案を適用した太陽光電池モジュールの一例を説明するための断面模式図である。

ここで、ソーラーシート２は、厚さが５０μｍのプラスチックフィルム基板６上面に、その厚さが１μｍのアモルファス非結晶構造のシリコン層からなる太陽光電池モジュール７が形成された構成とされている。また、ソーラーシート２は可撓性を有する太陽光電池モジュール７及びプラスチックフィルム基板６によって巻回可能な構成とされている。

また、ソーラーシート２は、その表面がフッ素系樹脂コートされたポリエステル系樹脂より形成されるシート状支持体８上に２枚取付けられている。そして、シート状支持体８上に取付けられたソーラーシート２の両側端には、太陽光電池の＋側及び−側の接続コネクター２０、２０Ａが取付けられている。

また、シート状支持体８は、防水性及び耐久性に優れ、ソーラーシート２と共に、巻回可能な可撓性を有する構成とされている。これにより、工事現場等の地面上にソーラーシート２を設置する場合に、地面からの湿気等からの浸水や風雨、紫外線等からの耐久に優れたシート状支持体８でソーラーシート２を保護することが可能となる。

更に、シート状支持体８の四辺に沿ってハト目２１が貫設されており、複数のシート状支持体８を連結する場合やシート状支持体８を地面や屋根等に固定する場合のロープ取付け用の穴として活用できる構成とされている。

次に、図４は本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムにおける電源ユニットの一例を説明するための立体模式図、図５は本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムにおけるバッテリーの収納の一例を説明するための立体模式図である。

ここで、図４に示すように、電源ユニット９は、硬質プラスチック樹脂より形成される開閉式の収納用トランク１０内に収納されている。

この電源ユニット９は、アルミニウム等より形成されるケース内に充放電コントローラ３（図示せず。）とインバーター５（図示せず。）が内蔵されている。また、ケースの上面にはコンセント１１、バッテリー接続端子１２、ソーラー接続端子１３及び電源スイッチ１４が配置されている。

更に、ケースの上面には、発電量モニター２２及びバッテリー残量計２３が配置されている。

また、図５に示すように、バッテリー４は、電源ユニット９と同様に硬質プラスチック樹脂より形成される開閉式の収納用トランク１０Ａ内に２個収納されている。

このバッテリー４は、定格電圧１２Ｖ、定格容量５時間率５０Ａｈ、総重量約２５ｋｇであり、このような規格のバッテリー４が２個収納されることで総重量が約５０ｋｇとされている。

従って、収納用トランク１０Ａには旅行用トランクのように、車輪及び出し入れ自在とされる把持部（図示せず。）が設けられ、１人でも運搬できる構成とされている。

また、図６は本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムにおけるソーラーシートの収納ケースの一例を説明するための模式図である。

ここで、収納ケース１５は、円筒状の塩化ビニール等の合成樹脂材より形成される複数の連結用筒体１６から構成されている。

これらの連結用筒体１６の一端側には雄ネジ部１７及び他端側には雌ネジ部１８が形成され、互いの雄ネジ部１７及び雌ネジ部１８を螺合することで収納ケース１５が組立てられる構成とされている。

このような構成とすることでソーラーシートの大きさに応じた個数の連結用筒体１６を連結することでソーラーシートの収納が可能となる。なお、複数のシート状支持体を使用する場合には、それぞれ個別に収納ケースに収納するものとする。

従って、ソーラーシート２が取付けられたシート状支持体８を例えば、ソーラーシート２が外側となるように巻回して収納ケース１５内に収納する。これにより持ち運び易く、かつ嵩張らず車への積載が容易に行うことができる。

また、図７は、本考案を適用した太陽光電池モジュールを用いた発電システムにおいて複数のシート状支持体を設置する場合の一例を説明するための模式図である。

ここで、複数のシート状支持体８は並置され、互いに隣接する各辺のハト目２１にロープＡが挿通されて互いの辺が連結されることで一枚状とされる。

そして、各シート状支持体８上のソーラーシート２の接続コネクター２０、２０Ａは並列状に電気配線される。

このような構成とすることで、主電源として使用可能な電力（９６０Ｗ）から消費される電力量に応じてソーラーシートの枚数を設定することができる。

なお、本実施例ではソーラーシートは、その厚さが５０μｍのプラスチックフィルム基板上面に、その厚さが１μｍのアモルファス非結晶構造のシリコン層からなる太陽光電池モジュールが形成された構成とするものであるが、必ずしもそのような構成とする必要性はない。

例えば、可撓性を有するものであれば、単にアモルファス非結晶構造のシリコン層からなる太陽光電池モジュールが形成されたものであっても構わないし、あるいはアモルファス非結晶構造のシリコン層以外の太陽光電池モジュールであっても構わない。

また、本実施例では、シート状支持体を、その表面がフッ素系樹脂コートされたポリエステル系樹脂より形成されたものとするものであるが、必ずしもポリエステル系樹脂で形成される必要性はない。

例えば、シート状支持体が可撓性を有し、かつ防水性及び耐久性の優れたものであれば、いかなる素材であっても構わない。

また、本実施例では、収納ケースは、円筒状の塩化ビニール等の合成樹脂材より形成される複数の連結用筒体から構成されたものとするものであるが、必ずしもそのような構成とする必要性はない。

例えば、ソーラーシート、あるいはソーラーシートが取付けられたシート状支持体を巻回して収納することができるものであれば一体的な円筒形状、あるいは多角形状等いかなる構造体であっても構わない。

以上の構成よるなる本考案の太陽光電池モジュールを用いた発電システム１では、ソーラーシート２が取付けられたシート状支持体８が収納ケース１５に収納され、電源ユニット９及びバッテリー４が、収納用トランク１０、１０Ａにそれぞれ収納される。

このようにして発電システムが３区分に収納されることで、軽量化され、かつ嵩張らずに乗用車への積載が可能となる。また、乗用車から設置箇所までの持ち運びが容易に行うことができる。

そして工事現場等においてシート状支持体８は、太陽光を遮るものが無く、充分に受光できる場所、例えば地面上、あるいは工事現場の事務所等の屋根に取付けられる。

この場合には、シート状支持体８の周囲に一定間隔ごとに設けられるハト目２１にロープ（図示せず。）を挿通して地面上、あるいは工事現場の事務所等の屋根への取付けが行われる。

このようにしてソーラーシート２を取り付けることで、ソーラーシート２に対して直接に負荷が掛らないために太陽光電池モジュール（図示せず。）を保護することができる。

次に、前記図４及び前記図５における電源ユニット９及びバッテリー４を工事現場等の事務所内に配置してソーラーシート２との配線が行われる。

ここで、前記図１において詳述したように、ソーラーシート２により発電された直流電気は、充放電コントローラ３を介してバッテリー４に充電される。そして、バッテリー４に充電された直流電気は、インバーター５で、例えば事務機器や照明灯に使用できるＡＣ１００Ｖ／１２０Ｗ、５０Ｈｚ／６０Ｈｚの交流電源に変換される。

また、発電量モニター２２によりソーラーシート２で発電される瞬時発電量及び累積発電量を確認することができる。更に、バッテリー残量計２３により使用できる電力量を把握することができる。

このようにして本考案の発電システムでは、工事現場、あるいは停電、災害時等の主電源として使用可能な電力（９２０Ｗ）を確保することができる。

１ 発電システム
２ ソーラーシート
３ 充放電コントローラ
４ バッテリー
５ インバーター
６ プラスチックフィルム基板
７ 太陽光電池モジュール
８ シート状支持体
９ 電源ユニット
１０、１０Ａ 収納用トランク
１１ コンセント
１２ バッテリー接続端子
１３ ソーラー接続端子
１４ 電源ユニット
１５ 収納ケース
１６ 連結用筒体
１７ 雄ネジ部
１８ 雌ネジ部
２０、２０Ａ 接続コネクター
２１ ハト目
２２ 発電量モニター
２３ バッテリー残量計
２４ コンバーター

Claims (11)

1. 可撓性を有するソーラーシートと、
   該ソーラーシートで発電された電気を蓄えるバッテリーと、
   該バッテリーからの直流電源を交流電源に変換するインバーターとを備える
   太陽光電池モジュールを用いた発電システム。
2. 前記バッテリーへの充電制御用としての充放電コントローラを備える
   請求項１に記載の太陽光電池モジュールを用いた発電システム。
3. 前記ソーラーシートが、防水性及び可撓性を有するシート状支持体に配置される
   請求項１または請求項２に記載の太陽光電池モジュールを用いた発電システム。
4. 複数のシート状支持体にそれぞれ配置された前記ソーラーシートが前記バッテリーに並列状に接続される
   請求項３に記載の太陽光電池モジュールを用いた発電システム。
5. 前記シート状支持体の周縁に沿ってロープ挿通用としてのハト目が貫設される
   請求項３または請求項４に記載の太陽光電池モジュールを用いた発電システム。
6. 前記ソーラーシートが巻回可能とされる
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５に記載の太陽光電池モジュールを用いた発電システム。
7. 前記ソーラーシートが、自在に収納される円筒状のケースを備える
   請求項６に記載の太陽光電池モジュールを用いた発電システム。
8. 前記ケースは、連結可能な複数の連結用筒体から構成される
   請求項７に記載の太陽光電池モジュールを用いた発電システム。
9. 前記ソーラーシートが、アモルファス系シリコンにより形成される
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８に記載の太陽光電池モジュールを用いた発電システム。
10. 前記ソーラーシートは、その厚さが５０μｍ以下のプラスチックフィルム基板にその厚さが１μｍ以下のアモルファス状のシリコンが製膜されている
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８または請求項９に記載の太陽光電池モジュールを用いた発電システム。
11. 前記インバーターを有する電源ユニットを備え、該電源ユニットと前記バッテリーと前記ソーラーシートとが接続される
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９または請求項１０に記載の太陽光電池モジュールを用いた発電システム。

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