JP3255657B2 - 車両用太陽電池装置 - Google Patents

車両用太陽電池装置

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博文 手塚
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特にソーラーカー(主
として太陽エネルギーを太陽電池により電気エネルギー
に変換した電力を利用して、モータ等の回転力で走行す
る太陽電池式自動車)に用いられる車両用太陽電池装置
に関する。
【0002】
【従来技術とその課題】ソーラーカーは、その目的に従
って競技用及び実用的なものと大きく二分されるが、図
4に示すように、いずれのタイプにおいても、太陽電池
モジュールMが車体表面Bに単純に固定されたものが一
般的である。例えば、透光性部材Tと、該透光性部材T
に樹脂等で封止された太陽電池Cとから成る太陽電池モ
ジュールMが、車体ルーフ等にモール材などにより単に
固定されている。
【0003】しかしながら、直射日光下で駐車中の車体
表面温度はかなり上昇し、車体表面に設置された太陽電
池は約70℃以上にもなることがある。このような温度
条件においては、太陽電池の出力が著しく低減し、例え
ば、太陽電池温度が約25℃で100Wの最大出力を有
する場合、約75℃の太陽電池温度では、その約7割程
度の出力にまで低減することがあり、車両の走行可能距
離が大幅に減少するので問題である。さらに、上記した
太陽電池の温度上昇は車室内温度の上昇につながるう
え、特に、ソーラーカーでは駐車時に車室内の冷房や換
気等にエネルギーを割くことは、スムーズな始動や走行
に支障となるため、できる限り少ないエネルギー消費で
冷房や換気等を行えるようにする必要がある。
【0004】そこで、本発明は上述の問題点に鑑み提案
されたものであって、太陽電池を適宜冷却することによ
り、太陽電池の発電効率の低減を抑制し、しかも車室内
の換気等を効果的に行え、さらに車室のスムーズな始動
や走行が行えるような車両用太陽電池装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の車両用太陽電池装置は、車室ルーフを構成
する透光性カバーと、該透光性カバーで受光面側を覆っ
た太陽電池と、該太陽電池の裏面側に空気取入口と車室
外に連通する空気排出口とを設けた空気流路を形成する
ように配設した車室内パネルと、前記太陽電池の裏面と
前記車室内パネルとの間に配設した排気手段と、前記太
陽電池の温度を検出する第1温度センサと、車室内温度
を検出する第2温度センサと、前記第1温度センサの検
出温度と前記第2温度センサの検出温度との差が基準値
以上のときに前記排気手段を駆動させる制御手段とを備
え、前記排気手段の駆動により生じた空気流れにより前
記太陽電池を冷却するとともに、車室内を換気するよう
にしたことを特徴とする。また、前記空気流路に設けた
空気取入口を、車室内または車室外のいずれかに連通さ
せる切替え手段を設けたことを特徴とする。
【0006】
【実施例】本発明に係る一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1及び図2に示すように、本発明の太陽電
池装置Sは、太陽電池4の受光面側を覆い車体の車室ル
ーフRを構成する透光性カバー2を配設し、太陽電池4
の裏面側に空気取入口7と車室外に連通する空気排出口
9とを設けた空気流路5を形成するように車室内パネル
であるリアパネル6が配設され、太陽電池4の裏面とリ
アパネル6との間に配設した排気手段であるクロスフロ
ーファン10の駆動で生じた空気流れにより太陽電池4
を冷却するとともに、車室内を換気するようにしたもの
である。ここで、透光性カバー2は例えばアクリル樹脂
製であり、車室ルーフRにモール材1で両端部を固定し
て成り、この透光性のカバー2の裏面側に、EVA(エ
チレン酢酸ビニル共重合体)で太陽電池4をサンドイッ
チして、さらに、テドラー(PVF(ポリフッ化ビニ
ル)/アルミニウム/PVFの三度イッチ構造)を積層
して成る封止材3を設けている。
【0007】また、リアパネル6の前方端部(ただし、
車両の進行方向を前方とする)には、車室内に連通する
空気取入口7を設け、リアパネル6の後方端部には水切
り板8を設け、この水切り板8と車室ルーフRとで車室
外に連通する空気排出口9が形成される。また、リアパ
ネル6の後方付近にはクロスフローファン10が設けら
れ、不図示の制御回路に接続している。また、第1温度
センサ11(例えばサーミスタ)を太陽電池4に接触さ
せて太陽電池4の温度を検出できるようにし、さらに、
空気取入口7にも同様な第2温度センサ14を装着して
車室内温度を検出できるようにしている。これら温度セ
ンサ11,14は制御手段である不図示の制御回路等に
接続され、クロスフローファン10を駆動制御するため
に用いられる。
【0008】まず、図1に示すソーラーカーの動作原理
について説明する。太陽電池4により、太陽光エネルギ
ーが電気エネルギーに変換され、MPPT(Maxim
um Power Point Tracker)と呼
ばれる太陽電池4の最大出力点を追尾するDC/DCコ
ンバータを介して、走行用モータやクロスフローファン
10等の負荷に電力が供給される。なお、この電力はい
ったん蓄電池に蓄えられて負荷に供給される。この電力
供給により回転運動した走行用モータの回転力は減速装
置等を通して駆動輪に伝達され、車両の走行が可能とな
る。
【0009】次に、車両用太陽電池装置Sの車室内にお
ける換気及び太陽電池4の冷却について説明する。第2
温度センサ14により検出された車室内温度よりも、第
1温度センサ11により検出された太陽電池4の温度が
高い場合、制御回路によりクロスフローファン10が駆
動され、空気取入口7から吸入された空気は、空気流路
5を通って空気排出口9から排出されて換気が開始され
る。同時に、このときの空気の流れによって、太陽電池
4が冷却される。その後、しばらくして第1温度センサ
11と第2温度センサ14との差が基準値より小さくな
ったときに、クロスフローファン10を停止させるよう
に制御回路が作動し、空気流れによる太陽電池4の冷却
を停止する。
【0010】ここで、空気流路5は車室外に連通するよ
うにして、車両の走行時に形成される風路を利用して太
陽電池4の冷却を効果的に行うようにしてもよい。ま
た、クロスフローファン10の電源は専用の太陽電池モ
ジュールを設けてもよく、走行用電源からとってもよい
が、太陽電池4からの電力でのみ駆動することによって
無駄のないエネルギー消費が行える。
【0011】次に、空気取入口付近の構造における他の
実施例について説明する。この実施例は、図3に示すよ
うに、車室ルーフRとリアパネル6とで空気取入口12
を形成し、この空気取入口12付近にフラップ13を設
けて、このフラップ13の開閉動作により、空気取入口
12を車室内に連通させるのか車室外に連通させるのか
を適宜選択し、切替え制御可能とした切替え手段を設け
た例である。
【0012】この実施例によれば、冬季など外気温が低
いようなときで、車室内の暖房や直射日光などにより太
陽電池の温度が上昇している場合、フラップ13を破線
で示すような状態に維持し、空気を車室外から取り入れ
るようにして、車室外の空気を空気流路5に流すことに
よって、太陽電池の発電効率と車室内の暖房効率を向上
させることができる。なお、このフラップ13の開閉動
作は、機械式もしくは電気式のいずれの方法を採用して
もよい。
【0013】なお、上述した実施例はごく一例を示した
ものであり、例えば空気排出口において、水切り板を用
いる代わりに、車両後方へ突出したひさしを設けて、ク
ロスフローファン等の排気手段により車両後方へ排気す
るなどしてもよく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更
し実施しうる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用太
陽電池装置によれば、太陽電池の冷却を効果的に行える
ので、太陽電池の変換効率を低減させることがなく、車
両の走行・停止状態にかかわらず、常に本来の変換効率
で負荷の駆動を行える。特に、炎天下の駐車時に太陽電
池の冷却及び車室内の換気を効果的に行うことができ、
スムーズな始動・走行が可能になる。さらに、車室内外
の温度差を小さくできるので、空調負荷の低減を図るこ
とができ、無駄なエネルギーの消費を避けることによ
り、スムーズな始動・走行が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両用太陽電池を適用したソーラ
ーカーの斜視図である。
【図2】本発明に係る車両用太陽電池の断面図である。
【図3】従来の車両用太陽電池において空気取入口付近
の他の実施例を示す断面図である。
【図4】従来の車両用太陽電池モジュールを示す断面図
である。
【符号の説明】
1:モール材 2:透光性カバー 3:封止材 4:太陽電池 5:空気流路 6:リアパネル(車室内パネル) 7,12:空気取入口 8:水切り板 9:空気排出口 10:クロスフローファン(排気手段) 11:第1温度センサ 13:フラップ 14:第2温度センサ R:車室ルーフ S:太陽電池装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−196815(JP,A) 特開 昭60−53423(JP,A) 特開 昭63−90418(JP,A) 実開 平1−161913(JP,U) 実開 昭63−19419(JP,U) 実公 昭64−2809(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60H 1/24 B60K 9/00 B62D 25/00 H01L 31/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車室ルーフを構成する透光性カバーと、
    該透光性カバーで受光面側を覆った太陽電池と、該太陽
    電池の裏面側に空気取入口と車室外に連通する空気排出
    口とを設けた空気流路を形成するように配設した車室内
    パネルと、前記太陽電池の裏面と前記車室内パネルとの
    間に配設した排気手段と、前記太陽電池の温度を検出す
    る第1温度センサと、車室内温度を検出する第2温度セ
    ンサと、前記第1温度センサの検出温度と前記第2温度
    センサの検出温度との差が基準値以上のときに前記排気
    手段を駆動させる制御手段とを備え、前記排気手段の駆
    動により生じた空気流れにより前記太陽電池を冷却する
    とともに、車室内を換気するようにしたことを特徴とす
    る車両用太陽電池装置。
  2. 【請求項2】 前記空気流路に設けた空気取入口を、車
    室内または車室外のいずれかに連通させる切替え手段を
    設けたことを特徴とする請求項1に記載の車両用太陽電
    池装置。
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