JP3217337U - 独立電源を提供可能な蓄電ユニット及び当該蓄電ユニットを備えた倉庫、物置、ガレージ又はカーポート - Google Patents

Abstract

【課題】独立電源を提供可能な蓄電ユニット及び当該蓄電ユニットを備えた倉庫、物置、ガレージ又はカーポートを提供する。
【解決手段】照射された光により直流電力を発生させるソーラーパネル１と、前記直流電力を蓄電する蓄電池２２と、入力された前記直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ２１２と、前記直流電力を前記蓄電池２２に蓄電させ、また、前記直流電力をインバータ２１２に入力させるチャージコントローラ２１１と、からなる構成とした。
【選択図】図２

Description

本考案は、独立電源を提供可能な蓄電ユニット及び当該蓄電ユニットを備えた倉庫、物置、ガレージ又はカーポートに関するものである。

農家、牧場、電化製品等を分解・廃棄処理する廃棄物処理施設等では、必要な機械、器具、車両等を収納しておくための倉庫や物置やガレージやカーポートが敷地内に、一般的に備えられている。

これら倉庫等に、自動で開閉可能な電動シャッタや、内部を換気する換気扇や、暗い場合に内部や入口を照らす照明や、内部で使用する機械や器具の電源プラグを接続するコンセント（＝電気器具のプラグを接続する差し込み口）が備えられている方が、ユーザの使用上望ましく、便宜である。

特開２００５−０４２５２３号公報

例えば、特許文献１では、ガレージの照明の点・消灯や、ガレージの換気機の作動・停止を、シャッタの開閉情報を利用して実行する制御と、バネ復帰型押しボタンスイッチを利用して実行する制御とを、併用させる構成が開示されている。

当然、電動シャッタや換気扇や照明を動作させる、またコンセントを備えるためには、電線等を引き込んで、倉庫や物置やガレージやカーポート内に電力を供給する必要がある。

しかしながら、倉庫、物置、ガレージ又はカーポートが備えられている農家等が在るのは、田舎の場合が多く、他の人家や建物から離れている場合が多い。そのような場合に、倉庫や物置やガレージやカーポート内に電力を供給するためには、これらの人家等に電力を供給している電線をその倉庫内等に引き込む必要がある。電線を引き込むための工事を業者に依頼すると、電線を引き込む距離に応じて費用が高くなる。特に、電線を通すため、コンクリートの床や壁、敷地地面のアスファルトを斫る（＝切削する）必要がある場合には、費用がかさむ。

そこで、本考案は、上述の課題を解決するため、独立電源を提供可能な蓄電ユニット及び当該蓄電ユニットを備えた倉庫、物置、ガレージ又はカーポートを提供することを目的とする。

請求項１の考案は、
照射された光により直流電力を発生させるソーラーパネルと、
前記直流電力を蓄電する蓄電池部と、
入力された前記直流電力を交流電力に変換して出力する変換部と、
前記直流電力を前記蓄電池部に蓄電させ、また、前記直流電力を前記変換部に入力させる蓄電制御部と、からなる、独立電源を提供可能な蓄電ユニットとした。

また、請求項２の考案は、
前記ソーラーパネルが可撓性のある基板からなる、請求項１に記載の独立電源を提供可能な蓄電ユニットとした。

また、請求項３の考案は、
前記請求項１又は２に記載の独立電源を提供可能な蓄電ユニットを備えた、倉庫、物置、ガレージ又はカーポートとした。

本考案によれば、ソーラーパネルを用いた蓄電ユニットとして、最少必要機能の機材と最適な蓄電容量を有する蓄電池を用いる構成とした。そのため、蓄電ユニット全体の消費電力が抑制され、従来のものと比べて、継続的に長く電力を供給できる。また、最少必要機能の機材を用いる構成としたため、蓄電ユニット全体の大きさや費用を抑制することができる。

また、倉庫等に、本考案に係る蓄電ユニットを備えれば、独立した電源を確保することができ、他所から電線を引き込む必要がなくなり、便宜である。更に、独立した電源を確保することによって、電力供給が遮断された災害発生時等の非常時に電力を供給することができ、便宜である。

本考案の実施の形態例１の蓄電ユニットを備えた倉庫の概略構成図である。 本考案の実施の形態例１の蓄電ユニットの全体を示す概念図である。 本考案の実施の形態例１の蓄電ユニットのソーラーパネルを倉庫に設置する構成を示した図である。 本考案の実施の形態例１の蓄電ユニットの蓄電システムを収納する収納庫を開放した状態を示した図である。 本考案の実施の形態例１の蓄電ユニットの倉庫内の機器を例示的に示した図である。 本考案の他の形態例の蓄電ユニットを備えた倉庫の概略構成図である。

（実施の形態例１）
以下、本考案の実施の形態例１を図１〜５に基づいて説明する。図１は実施の形態例１の蓄電ユニットＡを備えた倉庫の概略構成図であり、図２は実施の形態例１の蓄電ユニットＡの全体を示す概念図である。また、以下の実施の形態例１では、蓄電ユニットＡを倉庫５に備えた構成を示すが、この構成に限定されるものではなく、蓄電ユニットＡを物置、ガレージ又はカーポートに備える構成としても良い。

＜蓄電ユニットＡの構成＞
蓄電ユニットＡは、主としてソーラーパネル１と蓄電システム２とから構成されている。ソーラーパネル１と蓄電システム２のチャージコントローラ２１１（後述）とは、ソーラーパネル用電線ケーブル３によって電気的に接続されている。

ソーラーパネル１は、ＰＶパネル（＝Photovoltaicパネル）とも呼ばれ、太陽電池を利用して、照射された光により直流電力を発生させ、発生させた直流電力を出力する。図１では、ソーラーパネル１は、倉庫５の屋根の上に、定格の出力電力が２６５（Ｗ）のものが、１枚設置されている。また、図３に示すように、ソーラーパネル１は、折版からなる倉庫５の屋根材５１にルーフボルト５２、台座金具５３、固定金具５４を用いて固定設置されている。詳しくは、屋根材５１にドリル等で孔をあけ、ルーフボルト５２を取り付け、ルーフボルト５２に台座金具５３を取り付ける。そして、ソーラーパネル１に取り付けた固定金具５４を、台座金具５３に取り付けることで、ソーラーパネル１は、倉庫５の屋根材５１に固定設置される。なお、ソーラーパネル１の出力電力や枚数は、この構成に限定されるものではない。例えば、ソーラーパネル１を２枚以上設置する構成としても良い。

ソーラーパネル１に使用する太陽電池は、単結晶、あるいは多結晶のシリコン太陽電池である。なお、ソーラーパネル１に使用する太陽電池は、この構成に限定されるものではなく、例えば、アモルファス（＝非晶質）のシリコン太陽電池であっても良く、GaAs、CdTeといった薄膜（化合物）系太陽電池や色素増感型太陽電池を用いる構成としても良い。

蓄電システム２は、図２に示すように、主として蓄電制御電力変換装置２１と、蓄電池２２（蓄電池部の一例）とから構成されている。そして、蓄電システム２を構成するこれらの機器は、収納庫６内に収納されている。詳しくは、図４に示すように、蓄電制御電力変換装置２１は収納庫６の上段に、蓄電池２２は下段に収納されている。

図２に示すように、蓄電制御電力変換装置２１は、いわゆるチャージコントローラ２１１（＝充電コントローラ。蓄電制御部の一例）を有する。チャージコントローラ２１１は、例えば、回路であって、蓄電池２２に充電する直流電力の充電電圧および充電電流を制御する。また、チャージコントローラ２１１は、蓄電池２２の過充電及び過放電の防止、蓄電池２２に対する電流の逆流の防止、蓄電池２２の残量の検出、及びソーラーパネル１の発電量の検出等の機能を備える。

また、図２に示すように、蓄電制御電力変換装置２１は、いわゆるインバータ２１２（変換部の一例）を有する。インバータ２１２は、入力された直流電力を交流電力に変換して出力する。本実施の形態例では、変換後の交流電力の定格出力は、３００（ＶＡ）である。そのため、本実施の形態例では、入力電圧として直流電圧２４（Ｖ）が印加されると、出力電圧は交流電圧１００（Ｖ）となる。そして、蓄電制御電力変換装置２１には、変換後の交流電力を外部に出力させるため、コンセント２３が設けられている。そのため、このコンセント２３に、電源タップ等を介して、倉庫５に設けられている電動シャッタ５５、換気扇５６、照明５７（図５参照）、倉庫５内で使用する任意の機械や器具の電源プラグ（図示省略）を接続することで、これらの機械や器具に電力を供給することができる。

蓄電池２２は、一般的な蓄電池であり、本実施の形態例では、蓄電容量について、１．４４（ｋＷｈ）のものを２個使用し、放電深度３０パーセントで２０００サイクル使用できるものが採用されている。また、蓄電池２２の種類は特に限定されない。例えば、蓄電池２２として、リチウムイオン電池、ニッケル、水素電池、ニカド電池、又は鉛電池を用いる構成としても良い。

そして、図２に示すように、蓄電制御電力変換装置２１のチャージコントローラ２１１に、ソーラーパネル１から出力された直流電力を蓄電池２２に充電させるため、ソーラーパネル１とチャージコントローラ２１１は、ソーラーパネル用電線ケーブル３によって電気的に接続されている。また、チャージコントローラ―２１１と蓄電池２２は、蓄電池接続用電線ケーブル４によって電気的に接続されている。

また、図２に示すように、チャージコントローラ２１１に、蓄電池２２から放電された直流電力を蓄電制御電力変換装置２１のインバータ２１２に入力させるため、チャージコントローラ２１１とインバータ２１２は、蓄電池接続用電線ケーブル４によって電気的に接続されている。

なお、ソーラーパネル用電線ケーブル３や蓄電池接続用電線ケーブル４を通すため、必要に応じて、倉庫５や収納庫６の適宜の箇所に孔をあけるのは言うまでもない。

＜蓄電ユニットＡの動作＞
次に、蓄電ユニットＡの動作について説明する。ソーラーパネル１から出力された直流電力は、チャージコントローラ２１１の制御に基づき、蓄電池２２に充電される。

ソーラーパネル１から出力された直流電力の蓄電池２２への充電中に、コンセント２３に、電動シャッタ５５の電源プラグ等の負荷が接続された場合には、チャージコントローラ２１１は、蓄電池２２に充電されている直流電力を放電して、インバータ２１２に入力させる。

夜間、雨天、曇天時等で、ソーラーパネル１によって光エネルギーを電力に変換できない際に、コンセント２３に、電動シャッタ５５の電源プラグ等の負荷が接続された場合には、チャージコントローラ２１１は、蓄電池２２に充電されている直流電力を放電して、インバータ２１２に入力させる。

なお、上述した蓄電ユニットＡの動作（主にチャージコントローラ２１１の動作）は、一例であって、この構成に限定されるものではない。例えば、コンセント２３に、電動シャッタ５５の電源プラグ等の負荷が接続された場合には、
チャージコントローラ２１１は、ソーラーパネル１から出力された直流電力を、インバータ２１２に入力させて、負荷に供給し、供給する分以外の余剰分を、蓄電池２２に充電させる構成としても良い。

このように、蓄電ユニットＡは、独立して電源を提供できるように、最少必要機能の機材と最適な蓄電容量を有する蓄電池の機材を用いる構成とした。そのため、蓄電ユニット全体の消費電力が抑制され、従来の蓄電ユニットと比べて、継続的に長く電力を供給できる。

詳しくは、蓄電ユニットＡは、安全性に考慮した上で、従来のものと比べて、リレー回路やダイオード等を省略した。具体的な比較として例えば、従来の蓄電ユニットでは、蓄電池が、１．２（ｋＷｈ）のものを４個使用し、放電深度３０パーセントで１０００サイクル使用できるものが採用されており、また、従来の蓄電ユニット全体の消費電力は、「４０（Ｗ）」である。この場合には、蓄電容量「３３６０（Ｗｈ）」（＝１２００（Ｗｈ）×４個×０．７）に対し、消費電力が「４０（Ｗ）」であるため、雨天、曇天等で、ソーラーパネル１によって光エネルギーを電力に変換できない期間（＝不日照期間）であっても、「８４（時間）」（＝３．５日）継続的に電力を供給することができる。

一方、蓄電ユニットＡでは、蓄電池２２の蓄電池が、１．４４（ｋＷｈ）のものを２個使用し、放電深度３０パーセントで２０００サイクル使用できるものが採用されており、蓄電ユニットＡ全体の消費電力は、１４（Ｗ）である。この場合には、蓄電容量「２０１６（Ｗｈ）」（＝１４４０（Ｗｈ）×２個×０．７）に対し、消費電力が「１４（Ｗ）」であるため、不日照期間であっても、「１４４（時間）」（＝６日）継続的に電力を供給することができる。

また、最少必要機能の機材を用いる構成としたため、蓄電ユニット全体の大きさや費用を抑制することができる。具体的な比較として例えば、従来の蓄電システムの収納庫の高さは、１３００（ｍｍ）であったが、蓄電システム２の収納庫６の高さは９００（ｍｍ）にコンパクト化された。また、従来の蓄電ユニットに、電線ケーブルや固定金具等の附属品を含めた価格は、約１８０（万円）であったが、蓄電ユニットＡに、ソーラーパネル用電線ケーブル３や固定金具５４等の附属品を含めた価格は、約５０（万円）と安価になった。

また、倉庫５に、蓄電ユニットＡを備えれば、独立した電源を確保することができ、他所から電線を引き込む必要がなくなり、便宜である。更に、独立した電源を確保することによって、電力供給が遮断された災害発生時等の非常時に電力を供給することができ、便宜である。

＜変形例＞
上述した実施の形態例１では、倉庫５の屋根材５１上に設置するタイプのソーラーパネル１を用いる構成を示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、フィルム上に薄膜太陽電池を形成したもの等、基板がフレキシブルなタイプのソーラーパネル１１を用いる構成としても良い。基板がフレキシブルなタイプのソーラーパネル１１は、折り曲げや巻き取り等可撓性を有しており、また、非常に軽量である。そのため例えば、図６に示すように、ソーラーパネル１１を倉庫５の側面に設置する構成としても良い。このように、倉庫５の屋根ではなく、側面に設置する構成とすることによって、倉庫５が寒冷地に在る場合等、ソーラーパネル１１が積雪の影響を受けることなく、便宜である。

また、上述した実施の形態例１では、蓄電システム２を構成する各機器を収納する収納庫として、倉庫５内での使用を想定した収納庫６を用いる構成を示したが、この構成に限定されるものではない。図６に示すように、倉庫５外での使用も想定した収納庫６１を用いる構成としても良い。この収納庫６１は、断熱構造の合板で外壁が設けられており、また、内部に収納された機器を保護するため、湿気や埃が入りにくい構造になっている。

Ａ：蓄電ユニット、
１：ソーラーパネル、１１：ソーラーパネル、
２：蓄電システム、
２１：蓄電制御電力変換装置、２１１：チャージコントローラ、２１２：インバータ、２２：蓄電池、２３：コンセント、
３：ソーラーパネル用電線ケーブル、
４：蓄電池接続用電線ケーブル、
５：倉庫、
５１：屋根材、５２：ルーフボルト、５３：台座金具、５４：固定金具、５５：電動シャッタ、５６：換気扇、５７：照明、
６：収納庫、６１：収納庫

Claims (3)

1. 照射された光により直流電力を発生させるソーラーパネルと、
   前記直流電力を蓄電する蓄電池部と、
   入力された前記直流電力を交流電力に変換して出力する変換部と、
   前記直流電力を前記蓄電池部に蓄電させ、また、前記直流電力を前記変換部に入力させる蓄電制御部と、からなることを特徴とする、独立電源を提供可能な蓄電ユニット。
2. 前記ソーラーパネルが可撓性のある基板からなることを特徴とする、請求項１に記載の独立電源を提供可能な蓄電ユニット。
3. 前記請求項１又は２に記載の独立電源を提供可能な蓄電ユニットを備えたことを特徴とする、倉庫、物置、ガレージ又はカーポート。