JP3928397B2 - 電源装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に可搬型とした電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来使用されている可搬型の太陽光発電装置一例を、図7を使用して説明する。太陽電池パネル1は、複数個直列に接続した太陽電池セルによって構成しており、太陽光などの光を受けると直流電力を発生する。この直流電力は、図示していない充放電制御手段を介してバッテリ2に蓄電される。バッテリ2に蓄電された直流電力は、図示していない充放電制御手段を介してインバ−タ3に供給されている。インバータ3は、この直流電力を例えば商用周波数の交流電力に変換して、図示していない電気機器等の負荷に供給する。
【0003】
こうして、太陽の日射変動があってもバッテリを使用することによって、インバータ3は電気機器に対して安定した電源を供給できるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成の太陽光発電装置は、バッテリの重量が重く、運搬が面倒であるという課題を有している。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの出力を交流電力に変換するインバータと、前記太陽電池パネルを支持する金属製のフレームとを備え、前記バッテリとインバータとは前記太陽電池パネルとの間に空隙を設けて前記フレームに取り付けるとともに、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する、開閉手段を有する通気孔を設けた構成の電源装置としている。
【0006】
空隙は日射による太陽電池パネルからの熱を断熱するように作用する。このためバッテリの温度上昇を防止でき、この結果薄型のバッテリを使用できバッテリの重量を軽減でき、また装置をコンパクトに構成できる結果、携帯が容易にできる電源装置とできるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載した発明は、太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの出力を交流電力に変換するインバータと、前記太陽電池パネルを支持する金属製のフレームとを備え、前記バッテリとインバータとは前記太陽電池パネルとの間に空隙を設けて前記フレームに取り付けるとともに、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する、開閉手段を有する通気孔を設けた構成の電源装置としている。
【0008】
空隙は日射による太陽電池パネルからの熱を断熱するように作用する。このためバッテリの温度上昇を防止でき、この結果薄型のバッテリを使用できバッテリの重量を軽減でき、また装置をコンパクトに構成できる結果、携帯が容易にできる電源装置とできるものである。
【0009】
また、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する通気孔を設けたので、通気孔によって自然空冷の流路を構成でき、簡単な構成で、携帯が容易にできると共に装置の信頼性の高い電源装置とできるものである。
【0010】
また、通気孔は、開閉手段を有する構成としているため、雨水などが入る恐れがある場合には通気孔を閉とでき、携帯が容易にできると共に装置の信頼性の高い電源装置とできるものである。
【0011】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。図1は本実施例の電源装置の構成を示す内部透視斜視図である。本実施例の電源装置は、太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネル1と、太陽電池パネル1の直流電力を貯蔵するバッテリ2と、バッテリ2の出力を交流電力に変換するインバータ3とを有している。前記バッテリ2とインバータ3とは、太陽電池パネル1を支持するフレーム4に取り付けている。
【0012】
このとき、フレーム4は前記図1または図2に示した構成のものとしている。図2は、本実施例の電源装置の構成を示す断面図である。すなわちフレーム4は、金属製としており、太陽電池パネル1を支持している。太陽電池パネル1は、太陽電池の本体の上面と下面あるいはどちらか一面に太陽電池を保護するために設けているガラスを有している。従って、前記フレーム4は、このガラスによって補強された太陽電池パネル1と組み合わせたときにいわば直方体の箱を形成する形状となっているものである。
【0013】
またこのとき、本実施例では、バッテリ2とインバータ3とは図2に示しているように、太陽電池パネル1とは空隙31を設けて配置している。
【0014】
以下本実施例の動作について説明する。太陽電池パネル1からの直流電力は、図示していない充放電制御手段を介してバッテリ2に蓄電される。バッテリ2に蓄電された直流電力は前記充放電制御手段を介してインバ−タ3に入力され、例えば商用周波数の正弦波の交流電力に変換される。このとき、充放電制御手段は、例えばマイコンと電圧を検知する電圧検知手段によって構成しており、バッテリ2の両端の電圧が所定の範囲のときは太陽電池パネル1の出力を接続してバッテリ2を充電するように、またバッテリ2の両端の電圧が所定の範囲外のときは太陽電池パネル1の出力を接続しないように制御している。また、インバータ3に負荷が接続されたときにはインバータ3を動作させるように、インバータ3に負荷が接続されていないときは、インバータ3を動作させないように制御している。
【0015】
従って、図示しない家電機器等の負荷をインバータ3に接続すると、インバータ3は商用周波数の正弦波の交流電力をこの負荷に供給するものである。すなわち、負荷は、商用電源のない環境であっても使用できるものとなる。
【0016】
なお前記説明では、充放電制御手段を使用するようにしているが、必ずしも充放電制御手段は必要ではないものである。
【0017】
このとき本実施例によれば、太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネル1と、太陽電池パネル1の直流電力を貯蔵するバッテリ2と、バッテリ2の出力を交流電力に変換するインバータ3とは、太陽電池パネル1を支持するフレーム4に一体に有した構成としている。このため、例えば、装置全体を別の場所で使用したい等の必要が発生した場合は、非常に簡単に運搬ができるものである。
【0018】
また本実施例では、図2に示しているように、太陽電池パネル1とバッテリ2の間には空隙31を設けている。空隙31は、この間にある空気層が断熱材として作用するものである。すなわち、日射によって高温となった太陽電池パネル1の熱をバッテリ2に対して断熱するものである。もちろん、インバータ3に対する断熱も同様に行っている。この結果、バッテリ2やインバータ3は高温となることがなく、長期の使用によっても信頼性の高い動作ができるものである。また、高温になると、バッテリの充電効率は低下するものである。
【0019】
すなわち本実施例によれば、空隙31を設けているため、バッテリ2やインバータ3の温度を太陽電池パネル1から断熱でき、バッテリの温度上昇を防止できる。この結果薄型のバッテリやインバータを使用できて、バッテリやインバータの重量を軽減できるものである。また、バッテリやインバータを薄型に構成できるため、装置全体をコンパクトにできるものである。この結果、本実施例の装置は、携帯が容易にできる電源装置とできるものである。また、長期の使用によっても充電効率が低下することのない信頼性の高い動作ができるものである。
【0020】
次に、本発明の第2の実施例について説明する。本実施例では、前記図2に示しているファン32を使用している。ファン32が外部から吸気した空気が、空隙31を流れることによって、バッテリ2やインバータ3はこの冷却空気によっても冷却されることになる。
【0021】
以上のように本実施例によれば、空隙31にファン32による冷却風を送風する構成としているため、バッテリ2やインバータ3を冷却でき、長期の使用によっても充電効率が低下することのない信頼性の高い動作ができるものである。
【0022】
続いて本発明の第3の実施例について説明する。図3は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、フレーム4を使用して、太陽電池パネル1と、バッテリ2あるいはインバータ3との間に、断熱材33を設けている。換言すれば、空隙31に断熱材33を配置しているものである。本実施例では、断熱材33として、発泡スチロール樹脂を使用しているが、特に断熱材33の種類を限定する必要はないものである。
【0023】
断熱材33は内部に空気層を有しており、この空気層が高い断熱効果を有しているものである。また、断熱材33を配置することによって、ある程度の機械的強度を確保することができ、バッテリ2やインバータ3を安定して太陽電池パネル1から断熱できるものである。
【0024】
この結果、バッテリ2やインバータ3は高温となることがなく、長期の使用によっても信頼性の高い動作ができるものである。また、高温になると、バッテリの充電効率は低下するものである。
【0025】
すなわち本実施例によれば、空隙31に断熱材33を設けているため、バッテリ2やインバータ3の温度を太陽電池パネル1から断熱でき、長期の使用によっても充電効率が低下することのない信頼性の高い動作ができるものである。
【0026】
次に、本発明の第4の実施例について説明する。図4は、本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、太陽電池パネル1のフレーム4に、通気孔34を設けているものである。
【0027】
太陽電池パネル1は、実際には太陽高度に対して直角方向に配置して使用する。すなわち、仰角を太陽高度に調整して使用するものである。従って、図4に示しているものを斜めに傾けた形で使用するものである。
【0028】
従って、フレーム4の天地方向に設けている通気孔34は、自然空冷の流路を構成することができる。従って、通気孔34から流入あるいは流出する空気による自然空冷によって、バッテリ2やインバータ3を冷却することができるものである。この結果、本実施例によっても、長期の使用によって充電効率が低下することのない信頼性の高い動作ができる電源装置を実現できるものである。
【0029】
このとき、通気孔34にシャッター等の開閉手段を設ける構成とすることができる。この構成としたときには、電源装置を屋外に設置した時に、雨が通気孔34より侵入する恐れがある場合には通気孔34を閉とすることができる。このため、携帯が容易にできると共に装置の信頼性の高い電源装置を実現できるものである。
【0030】
次に、本発明の第5の実施例について説明する。図5は本実施例の電源装置の構成を示す内部透過斜視図である。本実施例では、フレーム5に天地方向を表示する表示35を設けている。
【0031】
これによって使用者は、装置の天地方向を容易に確認できる。さらにバッテリまたはインバータには図示しないが例えば冷却フィンを有しておればフィン方向を天地方向とすることができる。また、バッテリが複数のセルからなる場合は、セルの積層方向を天地方向にすることができる。
【0032】
このため、バッテリ2やインバータ3の放熱を効果的に実行でき、熱損失を少なくして、効率の高い発電をすることができるものである。
【0033】
次に本発明の第6の実施例について説明する。図6は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、フレーム4をプラスチック樹脂によって構成しており、図6に示しているように、フレーム4だけで底のない直方体の箱の形状となっている。また、本実施例では、前記フレーム4の表面に太陽電池パネル1を配置した構成としている。
【0034】
プラスチック樹脂は、ある程度の断熱効果を有している。従って、本実施例のように、フレーム4をプラスチック樹脂によって構成し、フレーム4の表面に太陽電池パネル1を配置した構成としたときには、バッテリ2とインバータ3とをフレーム4に取り付けたときに、前記各実施例で説明した空隙31は必ずしも必要ではないものである。
【0035】
すなわち、フレーム4をプラスチック樹脂で構成した場合には、バッテリ2とインバータ3とをフレーム4に取り付けるときに空隙を設ける必要が無くなるものである。
【0036】
【発明の効果】
請求項1に記載した発明は、太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの出力を交流電力に変換するインバータと、前記太陽電池パネルを支持する金属製のフレームとを備え、前記バッテリとインバータとは前記太陽電池パネルとの間に空隙を設けて前記フレームに取り付けるとともに、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する、開閉手段を有する通気孔を設けた構成として、薄型のバッテリやインバータを使用できバッテリの重量を軽減でき、また装置をコンパクトに構成できる結果、携帯が容易にできる電源装置を実現するものである。
【0037】
空隙は日射による太陽電池パネルからの熱を断熱するように作用する。このためバッテリの温度上昇を防止でき、この結果薄型のバッテリを使用できバッテリの重量を軽減でき、また装置をコンパクトに構成できる結果、携帯が容易にできる電源装置とできるものである。
【0038】
また、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する通気孔を設けたので、通気孔によって自然空冷の流路を構成でき、簡単な構成で、携帯が容易にできると共に装置の信頼性の高い電源装置とできるものである。
【0039】
また、通気孔は、開閉手段を有する構成としているため、雨水などが入る恐れがある場合には通気孔を閉とでき、携帯が容易にできると共に装置の信頼性の高い電源装置とできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例である電源装置の構成を示す内部透過斜視図
【図2】 同、断面図
【図3】 本発明の第2の実施例である電源装置の構成を示す断面図
【図4】 本発明の第3の実施例である電源装置の構成を示す断面図
【図5】 本発明の第4の実施例である電源装置の構成を示す内部透過斜視図
【図6】 本発明の第5の実施例である電源装置の構成を示す断面図
【図7】 従来の太陽光発電装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
1 太陽電池パネル
2 バッテリ
3 インバータ
4 フレーム
31 空隙
32 ファン
33 断熱材
34 通気孔
35 表示
Claims (1)
- 太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの出力を交流電力に変換するインバータと、前記太陽電池パネルを支持する金属製のフレームとを備え、前記バッテリとインバータとは前記太陽電池パネルとの間に空隙を設けて前記フレームに取り付けるとともに、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する、開閉手段を有する通気孔を設けた電源装置。
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