JP4478536B2

JP4478536B2 - 自然エネルギー利用照明灯

Info

Publication number: JP4478536B2
Application number: JP2004256124A
Authority: JP
Inventors: 哲寛三浦; 仁井上; 樹上田; 誠小出
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: JP2006073378A

Description

本発明は、照明手段と自然エネルギーを利用した発電手段とを備え、該発電手段により生起された電力を用いて照明を行う自然エネルギー利用照明灯に関するものである。

従来、太陽光や風力を利用した発電手段により生起された電力を利用して照明を行う照明灯としては、例えば風力及び太陽光による発電手段と、蓄電手段と、照明手段とを備え、太陽光パネルに当たった風を風力発電の風車に導くよう太陽光パネルを配置した風力及び太陽光による発電を利用した街灯装置が開示されている。

特開２００３−４２０５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のような従来の自然エネルギーを利用した照明灯は、台風などに由来する強い風圧を受けた場合や、風力により飛ばされた飛来物が衝突した場合に、太陽光パネルや風力発電の風車が変形や破損する恐れのあるものであった。とりわけ自然エネルギーを利用する照明灯は、一般に外部電力が脆弱な場所に設置され、かかる場所は風力等の自然条件が過酷な場所であることが多く、上述の如き問題の発生が起こる恐れは大きいものがある。

本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、強い風圧や飛来物の衝突による発電手段の不具合の起こる恐れの小さい自然エネルギー利用照明灯を提供せんとするものである。

上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成としている。すなわち、本発明に係わる自然エネルギー利用照明灯は、三体又は四体の立設された支柱と、自然エネルギーを利用した風力、太陽光等の自然エネルギー発電手段と、該自然エネルギー発電手段により生起された電力を用いて照明を行う照明手段とを備え、前記三体又は四体の支柱に囲まれた空間内に、前記自然エネルギー発電手段及び前記照明手段とが支柱に取り付けられて設けられて、前記自然エネルギー発電手段は、支柱と同数の両面受光型の太陽光発電パネルであり、該太陽光発電パネルが放射状に配置されると共に、各太陽光発電パネルの外側端部が支柱に固定されていることを特徴とするものである。

また本発明に係わる自然エネルギー利用照明灯は、前記太陽光発電パネルに加えて、自然エネルギー発電手段としての垂直軸型風車を用いた風力発電手段が、前記三体又は四体の支柱に囲まれた空間内において、太陽光発電パネルと照明手段との間に設けられていることを特徴とするものである。

本発明に係わる自然エネルギー利用照明灯によれば、三体又は四体の立設された支柱と、自然エネルギーを利用した風力、太陽光等の自然エネルギー発電手段と、該自然エネルギー発電手段により生起された電力を用いて照明を行う照明手段とを備え、前記三体又は四体の支柱に囲まれた空間内に、前記自然エネルギー発電手段及び前記照明手段とが支柱に取り付けられて設けられて、前記自然エネルギー発電手段は、支柱と同数の両面受光型の太陽光発電パネルであり、該太陽光発電パネルが放射状に配置されると共に、各太陽光発電パネルの外側端部が支柱に固定されているため、強い風圧に対する強度が確保されるが、更に支柱により囲まれた空間に取り付けられることで、支柱により自然エネルギー発電手段が飛来物から保護され、強い風圧や飛来物の衝突による自然エネルギー発電手段の不具合の起こる恐れの小さくすることができる。

本発明に係わる最良の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。

（第一の実施形態）
図１は、本発明に係わる自然エネルギー利用照明灯の、第一の実施形態を示す説明図である。自然エネルギー利用照明灯１０は、四体の支柱３が地表から立設され、波線で示す支柱３に囲まれた空間Ｓに自然エネルギー発電手段の一つである太陽光発電パネル１、下方に向けられた照明部４１が備えられた円筒状の照明手段４、及び照明手段４による照明の制御を行う制御部や太陽光発電パネル１により生起された電力を蓄電する蓄電手段を備えた円筒状の制御装置５が支柱３に取り付けられて設けられている。照明手段４は、ステー４２によりいずれの支柱３からも間隔を置かれ、支柱３により照明部４１による照明光に陰が生じる度合いを低減している。支柱３は照明手段４が取り付けられた箇所付近までは上下方向に同じ間隔が保たれているが、照明手段４の上方から支柱３間の間隔が拡げられて太陽光発電パネル１の面積が大きくなるようになされている。

太陽光発電パネル１は、二枚のガラス板の間に両面受光型の太陽電池セル１１が挟まれて形成されたもので、支柱３間に垂直になるように断面十字状に取り付けられている。太陽電池セル１１が両面受光型で、且つ太陽光発電パネル１が断面十字状に垂直に配置されていることで、太陽光発電パネル１の両面に障害物がなく開放され、いずれの方向から太陽光が入射しても受光効率は高いものとなり、また周囲からの散乱光をも利用して発電を行うことで、高い発電効率を得ることができるものとされている。太陽電池セル１１により生起された電力は、太陽光発電パネル１の下方に設けられた集電手段１２に集電され、支柱３内に挿通された配線（図示せず）を通じて照明手段４及び制御装置５に供給される。

図２は、図１のＡ−Ａ断面で、太陽光発電パネル１の支柱３への取り付けの詳細を示す断面図である。太陽光発電パネル１は、Ｌ字アングル１３が下端を集電手段１２に固定されて断面十字状をなすように四体設けられ、Ｌ字アングル１３間に設けられた取付溝１４に太陽光発電パネル１の一端が挿入されると共に、他端が取付金具１５を介して支柱３に取り付けられることで、支柱３間に太陽光発電パネル１が取り付けられる。太陽光発電パネル１が支柱３間に取り付けられ、支柱３が四体設けられていることで、太陽光発電パネル１は波線で示す支柱３に囲まれた空間Ｓに取り付けられ、かかる支柱３により周囲から飛来物が飛来しても、支柱３により太陽光発電パネル１が飛来物から保護され、以て強い風圧や飛来物の衝突により太陽光発電パネル１の不具合の起こる恐れの小さくすることができる。更に、照明手段４及び制御装置５も空間Ｓに設けられることで、飛来物から保護されるようになされている。

図３は、第一の実施形態における変形の一例を示すもので、イ）は正面図、ロ）はイ）のＢ−Ｂ断面図である。支柱３は三体立設されたものであり、支柱３に囲まれた空間Ｓに太陽光発電パネル１、照明手段４及び制御装置５が設けられている。かかる支柱３を三体以上設けることで支柱３に囲まれた空間Ｓを確保できるが、複数の支柱３を設けるにおいては支柱３間を結んだ線を正三角形や正方形等の正複数角形としておくことで、空間Ｓを最大限の大きさとすることができ好ましい。また太陽光発電パネル１を垂直に支柱３に取り付けた場合には、太陽光発電パネル１が受ける風圧は大きいものとなるが、太陽光発電パネル１を放射状に配置し、各々の一端を支柱３に固定することで一体の太陽光発電パネル１に風圧がかかった場合でも、他の太陽光発電パネル１に風荷重が分散することで、風圧に対する高い強度を確保することができる。

（第二の実施形態）
図４は、本発明に係わる第二の実施形態を示す説明図である。第一の実施形態と同様に、四体の支柱３が立設され、波線で示す支柱３に囲まれた空間Ｓに太陽光発電パネル１、照明手段４及び制御手段５が支柱３に取り付けられているが、太陽光発電パネル１と照明手段４とが上下方向に離されて、その間に更に自然エネルギー発電手段の一つである垂直軸型風車である風力発電手段２が設けられたものである。太陽光発電パネル１と風力発電手段２とが同体に設けられていることで、発電における互いの欠点を補い、時期による風の強弱の差が大きい場所や時間によっては日陰となる場所等にも設置することが可能となり、設置に係わる自由度が更に高められたものとなり得る。

風力発電手段２は、照明手段４の上面に発電器２３が設けられ、発電器２３に接続された回動軸２２に四体のブレード２１が取り付けられて形成されている。かかるブレード２１が風圧により回転され、回動軸２２が回転することにより発電器２３により電力が生起されるようになされている。風力発電手段２は、垂直軸型風車を用いることで縦長として受ける風圧を大きくし発電効率を高めることができるようになされると共に、支柱３により形成された縦長の空間Ｓへの収まりが良好となり、美観が高められたものとなっている。

図５は、図４のＣ−Ｃ断面を示すもので、風力発電手段２の詳細を示す断面図である。ブレード２１の断面形状は飛行機翼状の外形となされると共に断面つ字状となされることで、種々の方向からの風圧により回動軸２２を回転可能としたものである。ブレード２１は、回動軸２２に取り付けられた円盤体２４にステー２５を介して取り付けられているが、点線で示すブレード２１の旋回半径Ｌは、波線で示す支柱３に囲まれた空間Ｓより内側となされており、周囲から飛来物が飛来しても支柱３に衝突することで風力発電手段２が飛来物から保護され、また万一故障等により回動軸２２が発電器２３から脱落した場合でも、支柱３により空間Ｓの外側に外れることが防止され、ブレード２１等が飛ばされる恐れを小さくして安全性の向上を図ることができる。

太陽光発電パネル１や風力発電手段２といった自然エネルギー発電手段は、支柱３により囲まれた空間Ｓに設けることができるものであれば、特に垂直設置の両面受光型のものや垂直軸型風車に限定されるものではなく、片面受光型で南面に傾斜させた太陽光発電パネルや、風見鶏型の風力発電機等、公知のものを適用することができる。

また支柱３については、三体以上であれば支柱３に囲まれた空間Ｓを形成できるので、上述の実施形態の如く三体や四体に限定されるものではなく、五体以上の支柱を立設して空間を形成してもよい。また風力発電手段２が設けられる空間Ｓ付近においては、支柱３間に補助支柱を設けて風力発電手段２の回転時に回動半径内に人間の手が入らないようにしておいてもよい。

また、照明手段４については、支柱３に囲まれた空間Ｓに設置することで、自然エネルギー発電手段と同様に飛来物からの保護を図ることができ好ましいが、それに限定されず空間Ｓの外側に照明手段４を張り出して設けるようにしてもよい。

本発明に係わる自然エネルギー利用照明灯の、第一の実施形態を示す説明図である。図１のＡ−Ａ断面図である。本発明に係わる自然エネルギー利用照明灯の、第一の実施形態における変形の一例を示す説明図である。本発明に係わる自然エネルギー利用照明灯の、第二の実施形態を示す説明図である。図４のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１太陽光発電パネル
１１太陽電池セル
２風力発電手段
３支柱
４照明手段
１０自然エネルギー利用照明灯
Ｓ（支柱に囲まれた）空間

Claims

三体又は四体の立設された支柱と、自然エネルギーを利用した風力、太陽光等の自然エネルギー発電手段と、該自然エネルギー発電手段により生起された電力を用いて照明を行う照明手段とを備え、前記三体又は四体の支柱に囲まれた空間内に、前記自然エネルギー発電手段及び前記照明手段とが支柱に取り付けられて設けられて、前記自然エネルギー発電手段は、支柱と同数の両面受光型の太陽光発電パネルであり、該太陽光発電パネルが放射状に配置されると共に、各太陽光発電パネルの外側端部が支柱に固定されていることを特徴とする自然エネルギー利用照明灯。
前記太陽光発電パネルに加えて、自然エネルギー発電手段としての垂直軸型風車を用いた風力発電手段が、前記三体又は四体の支柱に囲まれた空間内において、太陽光発電パネルと照明手段との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自然エネルギー利用照明灯。