JP3190028U - 電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光の有無にかかわらず電力供給を可能とする電力供給システムを提供する。
【解決手段】部屋１１Ａの内壁１２上を覆う複数の太陽電池１４と、部屋１１Ａの中央に設置された複数の照明用ＬＥＤからなる光源部１７と、蓄電池２１と、太陽電池１４と蓄電池２１を接続する充電用回路１９と、によって電力供給システム１を構成する。充電用回路１９に設けた制御スイッチ２３によって、太陽電池１４で生じる電力を蓄電池２１へ供給する第１の回路２６Ａと、太陽電池１４で生じる電力を外部の送電網２７へ送電する第２の回路２６Ｂとの切り替えを行う。
【選択図】図１

Description

本考案は、太陽光が当たらない環境下において太陽電池を用いて発電と給電を可能とする電力供給システムに関する。

従来、建築物の屋上等に太陽電池を設置し、太陽電池の受光面に当たる太陽光を光電変換して発電し、建築物内で必要とされる電力をまかなうことが行われている（例えば、特許文献１を参照）。

実開平０６−０８２８６６号公報

建築物の屋上に設置された太陽電池は、太陽光を受光することによって発電している。したがって、曇天や夜間など、太陽電池が太陽光を受光できない環境下においては、太陽電池は発電を行うことができず、建築物内で必要とされる電力を太陽電池によってまかなうこともできない。

本考案は、上記問題を解決するものであり、その目的とするところは、太陽光が当たらない環境下において太陽電池を用いた発電と給電を可能とする電力供給システムを提供することである。

本考案は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の考案に係る電力供給システムは、内壁によって周囲を取り囲まれた空間部と、当該空間部の内壁上を覆う太陽電池と、当該空間部の中央に設置された光源部と、当該太陽電池に充電用回路を介して接続された蓄電池と、を有し、前記太陽電池の受光面が、前記光源部に対向して配置されており、前記光源部の表面は、植設されたＬＥＤによって覆われていることを特徴とする。

空間部の内壁上を覆う太陽電池は、光源部のＬＥＤが発する光を受けて発電し、この電力が充電用回路を介して蓄電池に供給され、蓄電池の充電が行われる。そして、必要に応じて、蓄電池から電力を取り出すことが可能である。
太陽電池は、光源部のＬＥＤの光によって効率よく発電することができる。したがって、太陽電池は、太陽光の代わりに光源部のＬＥＤが発する光を利用して、電力を蓄電池に効率よく供給することができる。

なお、光源部においては、光源部の表面全体が複数のＬＥＤによって覆われていることが好ましい。ＬＥＤが発する光を太陽電池の受光面にくまなく当てることが可能になるからである。
空間部の内壁の形状を球の内面として形成し、かかる内壁上に複数の太陽電池の受光面が配置することも可能である。かかる形状の内壁上を複数の太陽電池の受光面によって覆うことにより、空間部の中央の光源部から光を各受光面にほぼ均等に垂直に当てることができ、太陽電池は効率よく電力を生じる。

請求項２の考案に係る電力供給システムは、請求項１に記載の電力供給システムであって、前記空間部が、建築物の内部に形成されていることを特徴とする。

建築物は、利用されない空間部を有していることが多い。かかる空間部として、例えば、屋根裏、天井裏、空き部屋等を挙げることができる。このような空間部を利用して電力供給システムを形成することによって、電力供給システムから建築物が必要とする電力の一部あるいは全部をまかなうことが可能である。また、通常利用されない空間部を有効活用することにもなる。

請求項３の考案に係る電力供給システムは、請求項１または請求項２に記載の電力供給システムであって、前記充電用回路は、前記太陽電池で生じる電力を前記蓄電池へ供給する第１の回路と、前記太陽電池で生じる電力を外部へ供給する第２の回路と、当該第１の回路と当該第２の回路の間の切り替えを行う制御スイッチと、を有していることを特徴とする。

制御スイッチが、第１の回路と第２の回路の間の切り替えを行う。
第１の回路を利用することによって、太陽電池で生じた電力を蓄電池へ供給し、蓄電池を充電することが可能である。そして、充電した蓄電池によって外部で必要とされる電力の一部あるいは全部をまかなうことが可能である。

第２の回路を利用することによって、太陽電池で生じた電力を外部へそのまま供給することが可能である。例えば、太陽電池で生じた電力を電力会社の送電網に送って売電することも可能である。
制御スイッチは、例えば、蓄電池の充電率を測定可能な構成を有することとするとともに、この測定した蓄電池の充電率に応じて第１の回路と第２の回路の間の切り替えを行う構成を有していればよい。

この場合、蓄電池の充電率があらかじめ設定された値α％になったら、制御スイッチは、第１の回路を切断して第２の回路を接続し、太陽電池で生じた電力を外部へそのまま供給する。そして、蓄電池の充電率があらかじめ設定した値β％以下になったら、制御スイッチは、第２の回路を切断して第１の回路を接続し、太陽電池で生じた電力によって蓄電池の充電を行う。なお、１００＞α＞β＞０の関係が成立している。

また、制御スイッチは、時計を有して、時刻に応じて第１の回路と第２の回路の間の切り替えを行う構成を有していてもよい。
例えば、蓄電池の電力を消費する必要がない時間帯においては、制御スイッチが、第１の回路を切断して第２の回路を接続する。そして、蓄電池の電力を消費する必要がある時間帯においては、制御スイッチが、第２の回路を切断して第１の回路を接続する。

あるいは、電力料金が安くなる時間帯（例えば、夜間帯）においては、制御スイッチが、第１の回路を切断して第２の回路を接続し、他の時間帯においては、制御スイッチが、第１の回路を接続して第２の回路を切断しても良い。
さらに、制御スイッチは、時計を有するとともに、蓄電池の充電率を測定可能に構成されており、制御スイッチが、時刻と、蓄電池の充電率と、に応じて第１の回路と第２の回路の間の切り替えを行ってもよい。

例えば、電力料金が安くなる時間帯において、蓄電池の充電率があらかじめ設定した値β％以下になったら、制御スイッチは、第２の回路を切断して第１の回路を接続し、蓄電池の充電を行う。そして、蓄電池の充電率があらかじめ設定した値α％以上になったら、制御スイッチは、第１の回路を切断して第２の回路を接続し、太陽電池で生じた電力を外部へそのまま供給したり売電したりする。

このようにして制御スイッチが、第１の回路と第２の回路の間の切り替えを行うことによって、太陽電池が発電した電力を無駄なく利用することが可能である。

上記のような電力供給システムであるので、太陽光が当たらない環境下において太陽電池を用いた発電と給電が可能となる。

電力供給システムの構成図である。

本考案の実施の形態を図１を参照しつつ説明する。
図１に示すように、建築物内に部屋１１Ａ、１１Ｂが設けられている。部屋１１Ａが、空間部をなしている。また、建築物外には、電力会社の送電網２７が存在している。
部屋１１Ａの内壁１２上に、複数の太陽電池１４が設置されており、内壁１２はすべて太陽電池１４の受光面１５によって覆われている。

部屋１１Ａの中央部には、光源部１７が設置されている。光源部１７は、球体をなし、部屋１１Ａの床上に支柱を介して支承されている。光源部１７の表面には複数の照明用ＬＥＤが植設されており、光源部１７の表面はすべてこれらの照明用ＬＥＤによって覆われている。そして、照明用ＬＥＤから発せられる光が、部屋１１Ａ内のすべての太陽電池１４の受光面１５に当たるように構成されている。

部屋１１Ｂには、蓄電池２１と制御スイッチ２３が設置されている。制御スイッチ２３は、配線２５Ａを介してすべての太陽電池１４に接続されている。また、制御スイッチ２３は、配線２５Ｂを介して蓄電池２１に接続されている。さらに、制御スイッチ２３は、配線２５Ｃを介して外部の送電網２７に接続されている。

制御スイッチ２３と配線２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃが、充電用回路１９を形成している。また、配線２５Ａと配線２５Ｂが、第１の回路２６Ａを形成し、配線２５Ａと配線２５Ｃが、第２の回路２６Ｂを形成している。
また、制御スイッチ２３は、制御部２４を有している。制御部２４は、蓄電池２１の充電率を測定可能に形成されており、この測定した充電率に応じて第１の回路２６Ａの接続／切断と第２の回路２６Ｂの接続／切断を行うことを可能に構成されている。

より具体的には、制御部２４は、蓄電池２１の充電率があらかじめ定められた値α％以上であることを測定すると、第１の回路２６Ａをなす配線２５Ａと配線２５Ｂを切断し、第２の回路２６Ｂをなす配線２５Ａと配線２５Ｃを接続する構成を有している。また、制御部２４は、蓄電池２１の充電率がβ％以下であることを測定すると、第１の回路２６Ａをなす配線２５Ａと配線２５Ｂを接続し、第２の回路２６Ｂをなす配線２５Ａと配線２５Ｃを切断する構成を有している。なお、１００＞α＞β＞０の関係が成立している。

部屋１１Ａと、太陽電池１４と、光源部１７と、充電用回路１９と、蓄電池２１と、制御スイッチ２３と、が、電力供給システム１を形成している。
以上が、電力供給システム１の構成である。次に、電力供給システム１の作用効果について説明する。

部屋１１Ａでは、光源部１７のすべての照明用ＬＥＤが灯されたままとなっている。部屋１１Ａ内において、すべての太陽電池１４の受光面１５は、光源部１７の照明用ＬＥＤから光を受けており、太陽電池１４では、光電変換によって電力が生じている。
先ず、蓄電池２１の充電率がβ％以下である場合について述べる。

制御部２４は、蓄電池２１の充電率を測定する。蓄電池２１の充電率がβ％以下であるので、制御部２４は、第１の回路２６Ａをなす配線２５Ａと配線２５Ｂとを接続し、第２の回路２６Ｂをなす配線２５Ａと配線２５Ｃとを切断する。
この結果、太陽電池１４と蓄電池２１とは、第１の回路２６Ａを介して接続された状態となり、太陽電池１４と送電網２７とは切断された状態となる。

そして、太陽電池１４で生じた電力は、第１の回路２６Ａを介して蓄電池２１に送られ、蓄電池２１の充電が行われる。なお、蓄電池２１の充電率がα％に達するまでの間は、第１の回路２６Ａは接続された状態を維持し、第２の回路２６Ｂは切断された状態を維持する。したがって、太陽電池１４で生じたすべての電力は、蓄電池２１に充電される。

その後、蓄電池２１の充電率がα％に達する。制御部２４は、蓄電池２１の充電率がα％に達したことを測定すると、第１の回路２６Ａをなす配線２５Ａと配線２５Ｂとを切断し、第２の回路２６Ｂをなす配線２５Ａと配線２５Ｃとを接続する。
この結果、太陽電池１４と蓄電池２１とは、切断された状態となり、太陽電池１４と送電網２７とは、第２の回路２６Ｂを介して接続された状態となる。

したがって、太陽電池１４による蓄電池２１の充電が停止し、太陽電池１４で生じたすべての電力は、第２の回路を介して送電網２７に送られる。また、必要に応じて、蓄電池２１が建築物における電力供給源の少なくとも一部として使用される。
蓄電池２１が電力供給源として使用されることによって、蓄電池２１の充電率がβ％まで減少する。なお、蓄電池２１の充電率がβ％まで減少するまでの間は、第１の回路２６Ａは切断された状態を維持し、第２の回路２６Ｂは接続された状態を維持する。

制御部２４は、蓄電池２１の充電率がβ％以下になったことを測定すると、第１の回路２６Ａの配線２５Ａと配線２５Ｂとを接続し、第２の回路２６Ｂの配線２５Ａと配線２５Ｃとを切断する。
この結果、太陽電池１４から送電網２７への送電は停止し、太陽電池１４で生じたすべての電力は、第１の回路２６Ａを介して蓄電池２１に送られ、蓄電池２１の充電が行われる。

制御部２４は、時計を有することとし、この時計の時刻に基づいて、第１の回路２６Ａの接続と切断及び第２の回路２６Ｂの接続と切断を行うこと可能に構成されていてもよい。
例えば、電力料金が安くなる夜間帯において、制御部２４は、第１の回路２６Ａを接続し第２の回路２６Ｂを切断して、太陽電池１４によって蓄電池２１の充電を行うことができる。そして、この夜間帯において、蓄電池２１の充電率がα％以上となった場合には、制御部２４は、第１の回路２６Ａを切断し第２の回路２６Ｂを接続して、太陽電池１４で生じた電力を送電網２７に送ることができる。

上記のような電力供給システムであるので、新しい形態の電力供給システムとして有用であり、これまで利用されてこなかった建築物等の空間部を有効利用できるという点においても有用である。

１ 電力供給システム
１１Ａ、１１Ｂ 部屋
１２ 内壁１２
１４ 太陽電池
１５ 受光面
１７ 光源部
１９ 充電用回路
２１ 蓄電池
２３ 制御スイッチ
２４ 制御部
２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ 配線
２６Ａ 第１の回路
２６Ｂ 第２の回路
２７ 送電網

Claims (3)

1. 内壁によって周囲を取り囲まれた空間部と、当該空間部の内壁上を覆う太陽電池と、当該空間部の中央に設置された光源部と、当該太陽電池に充電用回路を介して接続された蓄電池と、を有し、
   前記太陽電池の受光面が、前記光源部に対向して配置されており、
   前記光源部の表面は、植設されたＬＥＤによって覆われていることを特徴とする電力供給システム。
2. 前記空間部が、建築物の内部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記充電用回路は、前記太陽電池で生じる電力を前記蓄電池へ供給する第１の回路と、前記太陽電池で生じる電力を外部へ供給する第２の回路と、当該第１の回路と当該第２の回路の間の切り替えを行う制御スイッチと、を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給システム。
   

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