JP4162696B1

JP4162696B1 - ソーラー式ポータブル発電ユニット

Info

Publication number: JP4162696B1
Application number: JP2007174067A
Authority: JP
Inventors: 史龍小橋川
Original assignee: ジェット・Ｎｅｋｏ株式会社
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2027-07-02
Also published as: JP2009038048A; JP2009016785A

Abstract

【課題】持ち運びが常に容易なソーラー式ポータブル発電ユニットを提供する。
【解決手段】ケース１０のケース本体１１と蓋部１２とには、それぞれソーラーパネル２１，２２が収容される。ケース本体１１内には、各ソーラーパネル２１，２２により発電された電力を充電するバッテリ２３と、バッテリ２３による充電を制御するコントローラ２４と、バッテリ２３により充電された電力を交流に変換して外部に給電するインバータ２５とが固定される。ケース本体１１には、インバータ２５に電気的に接続された電源供給用のコンセント３１と、持ち運び用の取っ手１４とが設けられる。ソーラーパネル２１は、バッテリ２３、コントローラ２４およびインバータ２５を覆った状態で、ケース本体１１に固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ソーラー式ポータブル発電ユニットに関し、特にソーラーパネルを用いたソーラー式ポータブル発電ユニットに関する。

この種のソーラー式ポータブル発電ユニットとして、例えば下記特許文献１に記載されているように、第１の受光面および第１の取手部が設けられた第１の太陽電池モジュール部と、第２の受光面および第２の取手部が設けられた第２の太陽電池モジュール部とを備えたものが知られている。そして、第１の太陽電池モジュール部の第１の受光面とは反対側の面には、第１のバッテリパックが脱着可能に取り付けられ、第２の太陽電池モジュール部の第２の受光面とは反対側の面には、第２のバッテリパックが脱着可能に取り付けられている。第１および第２の太陽電池モジュール部は蝶番により折り畳み可能とされていて、折り畳まれた状態で、第１および第２の取手部を利用して持ち運びできるようになっている。
特許第３８３０９３５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたソーラー式ポータブル発電ユニットでは、第１および第２バッテリパックによる電力の給電時において、通常、第１および第２バッテリパックを第１および第２の太陽電池モジュール部からそれぞれ取り外す必要がある。このため、第１および第２バッテリパックが第１および第２の太陽電池モジュール部から取り外された場合には、バッテリパックが太陽電池モジュール部と電気配線で接続された状態となって、発電ユニットを移動させることが困難になるという問題があった。

本発明の課題は、持ち運びが常に容易なソーラー式ポータブル発電ユニットを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明は、太陽光を受けて発電するソーラーパネルを備えたソーラー式ポータブル発電ユニットにおいて、
一軸線回りに回動可能に連結され、前記ソーラーパネルをそれぞれ収容するケース本体と蓋部を有する単一トランク型のケースを備え、
前記ケース本体内には、前記各ソーラーパネルにより発電された電力を充電するバッテリと、前記バッテリによる充電を制御するとともに、スイッチおよび第１・第２の発光ダイオードが電気配線を介して接続されたコントローラと、前記バッテリにより充電された電力を交流に変換して外部に給電するインバータとが固定され、前記ケース本体の側壁には、外部から差し込み可能な形態で前記インバータと電気的に接続された電源供給用のコンセントと、持ち運び用の取っ手とが設けられており、
前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記バッテリ、前記コントローラおよび前記インバータを覆った状態で、前記ケース本体に固定され、
前記スイッチ、第１・第２の発光ダイオードおよびコンセントは、外部に露出するように前記ケース本体に取り付けられ、前記スイッチはそのオン操作により前記コンセントから負荷への給電を可能とするものであり、前記第１の発光ダイオードは前記バッテリが充電状態にあるとき点灯し、前記第２の発光ダイオードは前記バッテリの電力が給電可能状態であるとき、前記スイッチのオン操作を条件として点灯するものであることを特徴とする。

このソーラー式ポータブル発電ユニットでは、バッテリ、コントローラおよびインバータがケース本体に固定される。また、ケース本体側のソーラーパネルが、バッテリ、コントローラおよびインバータを覆った状態で、ケース本体に固定される。このため、バッテリの電力の給電時においては、上記した従来技術とは異なり、バッテリ等をいちいち取り外さなくて済むので、発電ユニットを常に容易に持ち運ぶことができる。

本発明の実施に際して、前記ケース本体と前記蓋部とは、任意の傾斜位置に角度調整可能な一対のヒンジを介して連結されており、前記バッテリは、前記一対のヒンジに近接して配置される形態で前記ケース本体に固定されているとよい。

これによれば、角度調整部材によって、蓋部がケース本体に対して任意の傾斜位置に角度調整される。このため、バッテリを充電する場合には、蓋部に設けたソーラーパネルが太陽光に当たるように蓋部をケース本体に対して傾斜させればよいので、充電場所の制約を受けることなく、しかも充電効率を良好に高めることができる。

また、本発明の実施に際して、前記ケース本体および前記蓋部は、略角形の容器状をなし、前記ケース本体の深さが前記蓋部の深さよりも深く形成されており、前記蓋側のソーラーパネルは、同蓋内の収容空間に収容された状態で固定されており、前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記ケース本体内の収容空間に前記バッテリ、前記コントローラおよび前記インバータが収容された状態で、前記ケース本体の開口部近傍部位に固定されており、前記コントローラは、前記バッテリが空の状態では定電流充電を行い、前記バッテリの電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行うように設定されているようにするとよい。また、前記ケース本体および前記蓋部は、略角形の容器状をなし、前記ケース本体の深さが前記蓋部の深さよりも深く形成されており、前記蓋側のソーラーパネルは、前記ケース本体内の収容空間に前記バッテリ、前記コントローラおよび前記インバータが収容された状態で、前記ケース本体の開口部近傍部位に固定されており、前記コントローラは、前記バッテリが空の状態では定電流充電を行い、前記バッテリの電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行うように設定されており、前記取っ手は、前記蓋部が前記ケース本体に連結される側壁と対向する側壁に設けられており、前記蓋部の閉状態では、前記ケースが手提げカバン風となるようにするとよい。

これによれば、ケース本体内の収容空間にバッテリ、コントローラおよびインバータが収容される。このように、ケース本体内の収容空間を有効に活用することで、ケースの外観形状をよりシンプルにすることができ、発電ユニットの収納性を向上させることができる。また、ケース本体内の収容空間にバッテリ、コントローラおよびインバータを収容することで、各機器の重みによりケース本体の安定性が増し、蓋部を開けた状態（バッテリの充電時）でのケース本体の転倒を防止することもできる。

また、本発明では、前記ケース本体の外部に露出するように、前記バッテリが充電状態にあるとき点灯する第１の発光ダイオードと、前記バッテリの電力が給電可能状態にあるとき点灯する第２の発光ダイオードとが設けられる。

これによれば、バッテリの充電状態またはその電力の給電状態を視認することができ、発電ユニットの利便性を向上させることができる。

また、本発明の実施に際して、前記ケース本体内は、ファンにより冷却されるように構成されているとよい。この場合、ファンを、特に過熱し易いインバータの近傍に設けてケース本体内で熱を対流させるようにしてもよいし、ケース本体に開口部を設けてケース本体内の熱を外部に放出するようにしてもよい。

これによれば、バッテリ、コントローラおよびインバータをケース本体に固定するように構成しても、各機器の過熱を効果的に防止することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態に係るソーラー式ポータブル発電ユニットの斜視図である。このソーラー式ポータブル発電ユニットは、ケース１０を備えている。ケース１０は、例えばアルミニウム製であり、トランク型の手提げカバン（アタッシュケース）風の形状に形成されている。ケース１０は、図１〜図３に示すように、ケース本体１１および蓋部１２を含んで構成されている。

ケース本体１１および蓋部１２は、略角形の容器状をなし、ケース本体１１の深さが蓋部１２の深さよりも深く形成されている。ケース本体１１および蓋部１２は、ヒンジ１３により一軸線回りに回動可能に連結されている。

ヒンジ１３（角度調整部材）は、その構成部材の摩擦により蓋部１２をケース本体１１に対して任意の傾斜位置に保持する角度調整機能を有する。ケース本体１１のヒンジ１３が設けられた側壁（背面壁）と対向する側壁（正面壁）には、持ち運び用の取っ手１４が設けられるとともに、閉状態にて蓋部１２と一体化させるためのロック金具１５が設けられている。ケース本体１１内および蓋部１２内の収容空間Ｓには、それぞれソーラーパネル２１，２２が収容された状態で固定されている。

ソーラーパネル（太陽電池）２１，２２は、例えば多結晶シリコン（あるいは単結晶シリコン）からなる半導体素材を張り合わせて薄い板状に形成したものであり、太陽光を受けて電力を発生させる。なお、各ソーラーパネル２１，２２の定格出力は、１０Ｗに設定されている。

ソーラーパネル２１，２２は、図４に示すように、コントローラ２４を介してバッテリ２３に接続されるとともに、コントローラ２４を介してインバータ２５に接続されている。バッテリ２３、コントローラ２４およびインバータ２５は、ケース本体１１内の収容空間Ｓに収容された状態でケース本体１１に固定されている。ソーラーパネル２１は、バッテリ２３、コントローラ２４およびインバータ２５を覆った状態で、ケース本体１１の開口部１１ａ近傍部位に固定されている（図２参照）。

バッテリ２３は、例えば容量２０Ａｈ、出力電圧１２Ｖの鉛蓄電池であり、各ソーラーパネル２１，２２により発電された電力を充電する。コントローラ２４は、バッテリ２３を効率良く充電する充電回路を備えている。この充電回路は、例えば、バッテリ２３が空の状態では定電流充電を行い、バッテリ２３の電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行う。インバータ２５は、バッテリ２３により充電された電力を交流（ＡＣ１００Ｖ出力）に変換して外部に給電（放電）する。なお、インバータ２５は、例えば最大定格４００Ｗに設定されている。

コントローラ２４には、スイッチ２６、発光ダイオード２７，２８およびファン２９が電気配線を介して接続され、インバータ２５には、電源供給用のコンセント３１が電気配線を介して接続されている。スイッチ２６、発光ダイオード２７，２８およびコンセント３１は、外部に露出するようにケース本体１１に取り付けられている。

スイッチ２６は、そのオン操作によりコンセント３１から負荷への給電を可能とする。発光ダイオード２７（光源）は、バッテリ２３が充電状態にあるとき点灯する（例えば黄色）。発光ダイオード２８（光源）は、バッテリ２３の電力が給電可能状態にあるとき、スイッチ２６のオン操作を条件として点灯する（例えば赤色）。ファン２９は、過熱し易いインバータ２５の近傍に設けられ、インバータ２５が発生する熱をケース本体１１内で対流させる。コンセント３１には、例えば照明器具、小型テレビ、ラジオ、ＣＤラジカセ、パソコンなどの負荷Ｗが接続される。

次に、上記のように構成した本実施形態の動作について説明する。ケース１０を開き、ソーラーパネル２２が太陽光に当たるように蓋部１２をケース本体１１に対して傾斜させることで、ソーラーパネル２１，２２により発電された電力がコントローラ２４を介してバッテリ２３に充電される。この場合、蓋部１２は、ヒンジ１３における摩擦により設定された傾斜位置に保持されて、例えば風が吹いても閉じることがない。

バッテリ２３に電力が充電された状態では、スイッチ２６のオン操作によりバッテリ２３に充電された電力がコントローラ２４を介してインバータ２５に給電され、コンセント３１に差し込まれた電源プラグを介して負荷Ｗが駆動される（図５参照）。なお、蓋部１２を開けてソーラーパネル２１，２２が太陽光に照らされた状態で、負荷Ｗを駆動するようにすれば、バッテリ２３の充電も同時に行うことが可能である。この場合には、発光ダイオード２７，２８が共に点灯した状態となる。

以上の説明からも明らかなように、この実施形態では、バッテリ２３、コントローラ２４およびインバータ２５がケース本体１１に固定される。また、ソーラーパネル２１が、バッテリ２３、コントローラ２４およびインバータ２５を覆った状態で、ケース本体１１に固定される。このため、バッテリ２３の電力の給電時において、バッテリ２３等をいちいち取り外さなくて済むので、発電ユニットを常に容易に持ち運ぶことができる。

また、上記実施形態では、ヒンジ１３によって、蓋部１２がケース本体１１に対して任意の傾斜位置に角度調整される。これにより、バッテリ２３を充電する場合には、蓋部１２に設けたソーラーパネル２２が太陽光に当たるように蓋部１２をケース本体１１に対して傾斜させればよいので、充電場所の制約を受けることなく、しかも充電効率を良好に高めることができる。

また、上記実施形態では、ケース本体１１内の収容空間Ｓにバッテリ２３、コントローラ２４およびインバータ２５が収容される。このように、ケース本体１１内の収容空間Ｓを有効に活用することで、ケース１０の外観形状をよりシンプルにすることができ、発電ユニットの収納性を向上させることができる。

また、ケース本体１１内の収容空間Ｓにバッテリ２３、コントローラ２４およびインバータ２５を収容することで、各機器の重みによりケース本体１１の安定性が増す。これにより、蓋部１２を開けた状態（バッテリ２３の充電時）で、例えば風が吹いても、ケース本体１１の転倒を防止することができる。

また、上記実施形態では、ケース本体１１に、バッテリ２３が充電状態にあるとき点灯する発光ダイオード２７と、バッテリ２３の電力が給電可能状態にあるとき点灯する発光ダイオード２８とが設けられている。これにより、バッテリ２３の充電状態またはその電力の給電状態を視認することができ、発電ユニットの利便性を良好に向上させることができる。

また、上記実施形態では、ケース本体１１内が、ファン２９により冷却されるように構成されている。これにより、バッテリ２３、コントローラ２４およびインバータ２５をケース本体１１内に固定するように構成しても、各機器の過熱を効果的に防止することができる。

なお、上記実施形態では、ファン２９を、インバータ２５の近傍に設けてケース本体１１内で熱を対流させるようにしたが、これに加えてまたは代えて、例えば図６に示すように、ケース本体１１に開口部１１ｂを設け、この開口部１１ｂの近傍にファン２９を設けてケース本体１１内の熱を外部に放出するようにしてもよい。これによっても、各機器の過熱を効果的に防止することができる。

また、上記実施形態では、角度調整部材としてのヒンジ１３を、ケース本体１１および蓋部１２の背面壁に設けたが、これに加えてまたは代えて、例えば図７に示すように、角度調整部材としてのヒンジ１１３を、ケース本体１１および蓋部１２の側面壁に設けてもよい。この場合、ヒンジ１１３は、ヒンジ１３と同様、その構成部材の摩擦により蓋部１２をケース本体１１に対して任意の傾斜位置に保持する角度調整機能を有する。

また、上記実施形態では、ヒンジ１３，１１３を構成する構成部材の摩擦により、蓋部１２がケース本体１１に対して任意の傾斜位置に保持されるように構成したが、摩擦を利用するものに限らず、例えば図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、圧縮コイルばね１３１の付勢によりボール１３２がリンク１３３の凹部１３３ａに嵌り込むような節度機構１３０を用いてもよい。この場合には、図８（ａ），図８（ｃ），図８（ｄ）に示すように、蓋部１２の傾斜角θ１，θ２，θ３に応じてボール１３２が嵌り込むリンク１３３の凹部１３３ａが変わり、それぞれの傾斜位置で蓋部１２がケース本体１１に保持されるようになる。

また、上記実施形態では、角度調整部材により、蓋部１２がケース本体１１に対して任意の傾斜位置に保持されるように構成したが、例えば図９に示すように、蓋部１２とケース本体１１とを連結するヒンジとして摩擦力の小さいものを使用し、蓋部１２がケース本体１１に対して１８０°開いた状態でケース１０全体を支持部材２３０で支持するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、コンセントとして、交流（ＡＣ１００Ｖ出力）を利用可能なタイプのものを用いたが、例えば、国外で使用する場合等を考慮に入れて、種々の規格のコンセントを併設することも可能である。

本発明のソーラー式ポータブル発電ユニットの一実施形態を示す斜視図。図１のケースを開いたときの斜視図。図１のケースの背面図。図１のソーラーパネル２１を取り外したときのケース本体内を模式的に示す平面図。図１のケース本体に負荷を接続した状態を示す説明図。本発明の変形実施形態に係り、ファンの位置を変更した場合の模式図。本発明の変形実施形態に係り、角度調整部材として機能するヒンジの位置を変更した場合の斜視図。（ａ）は本発明の変形実施形態に係り、角度調整部材として節度機構を用いた場合の説明図。（ｂ）は（ａ）の節度機構の要部拡大図。（ｃ）は（ａ）の節度機構により蓋部がケース本体に対して所定の傾斜角度のうちの一角度に保持された例を示す説明図。（ｄ）は（ａ）の節度機構により蓋部がケース本体に対して所定の傾斜角度のうちの別の一角度に保持された場合を示す説明図。本発明の変形実施形態に係り、ケース全体を傾斜させた例を示す説明図。

符号の説明

１０ケース
１１ケース本体
１２蓋部
１３，１１３ヒンジ（角度調整部材）
１４取っ手
２１，２２ソーラーパネル
２３バッテリ
２４コントローラ
２５インバータ
２６スイッチ
２７，２８発光ダイオード（光源）
２９ファン
３１コンセント
１３０節度機構（角度調整部材）
１３１圧縮コイルばね
１３２ボール
１３３リンク
１３３ａ凹部
２３０支持部材

Claims

太陽光を受けて発電するソーラーパネルを備えたソーラー式ポータブル発電ユニットにおいて、
一軸線回りに回動可能に連結され、前記ソーラーパネルをそれぞれ収容するケース本体と蓋部を有する単一トランク型のケースを備え、
前記ケース本体内には、前記各ソーラーパネルにより発電された電力を充電するバッテリと、前記バッテリによる充電を制御するとともに、スイッチおよび第１・第２の発光ダイオードが電気配線を介して接続されたコントローラと、前記バッテリにより充電された電力を交流に変換して外部に給電するインバータとが固定され、前記ケース本体の側壁には、外部から差し込み可能な形態で前記インバータと電気的に接続された電源供給用のコンセントと、持ち運び用の取っ手とが設けられており、
前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記バッテリ、前記コントローラおよび前記インバータを覆った状態で、前記ケース本体に固定され、
前記スイッチ、第１・第２の発光ダイオードおよびコンセントは、外部に露出するように前記ケース本体に取り付けられ、前記スイッチはそのオン操作により前記コンセントから負荷への給電を可能とするものであり、前記第１の発光ダイオードは前記バッテリが充電状態にあるとき点灯し、前記第２の発光ダイオードは前記バッテリの電力が給電可能状態であるとき、前記スイッチのオン操作を条件として点灯するものであることを特徴とするソーラー式ポータブル発電ユニット。
前記ケース本体と前記蓋部とは、任意の傾斜位置に角度調整可能な一対のヒンジを介して連結されており、前記バッテリは、前記一対のヒンジに近接して配置される形態で前記ケース本体に固定されている請求項１に記載のソーラー式ポータブル発電ユニット。
前記ケース本体および前記蓋部は、略角形の容器状をなし、前記ケース本体の深さが前記蓋部の深さよりも深く形成されており、前記蓋側のソーラーパネルは、同蓋内の収容空間に収容された状態で固定されており、前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記ケース本体内の収容空間に前記バッテリ、前記コントローラおよび前記インバータが収容された状態で、前記ケース本体の開口部近傍部位に固定されており、前記コントローラは、前記バッテリが空の状態では定電流充電を行い、前記バッテリの電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行うように設定されている請求項１または２に記載のソーラー式ポータブル発電ユニット。
前記ケース本体および前記蓋部は、略角形の容器状をなし、前記ケース本体の深さが前記蓋部の深さよりも深く形成されており、前記蓋側のソーラーパネルは、前記ケース本体内の収容空間に前記バッテリ、前記コントローラおよび前記インバータが収容された状態で、前記ケース本体の開口部近傍部位に固定されており、前記コントローラは、前記バッテリが空の状態では定電流充電を行い、前記バッテリの電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行うように設定されており、前記取っ手は、前記蓋部が前記ケース本体に連結される側壁と対向する側壁に設けられており、前記蓋部の閉状態では、前記ケースが手提げカバン風となる請求項１または２に記載のソーラー式ポータブル発電ユニット。
前記ケース本体内は、ファンにより冷却されるように構成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のソーラー式ポータブル発電ユニット。