JP4550527B2 - Foldable solar cell device and emergency power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、太陽光の照射により電力を生起できる太陽電池モジュールを備え、折り畳むことで運搬時の便宜や保管時の省スペースを図ることができる折り畳み式太陽電池装置に関するものである。 The present invention relates to a foldable solar cell device that includes a solar cell module that can generate electric power when irradiated with sunlight, and can be folded for convenience during transportation and space saving during storage.
従来、太陽光の照射により電力を生起できる太陽電池モジュールを備え、折り畳むことで運搬時の便宜や保管時の省スペースを図ることができる折り畳み式の太陽電池装置は慣用的に用いられてきており、例えば特許文献1に、開閉可能な蓋を有する中空箱状体の前記蓋が取り付けられた辺と対向する辺に、当該辺と対向する辺と直交する方向に折り畳み可能で、かつ、折り畳んだとき前記箱状体の内側に収まる複数の太陽電池パネルを、前記辺と対向する辺と平行方向に展開可能に取り付けた可搬型太陽電池ユニットが開示されている。
Conventionally, a foldable solar cell device that has a solar cell module that can generate electric power when irradiated with sunlight and can be folded to save convenience during transportation and storage has been conventionally used. For example, in
また、特許文献2には、冷凍サイクルを装設した外箱と、冷凍サイクルにより冷却される内箱と、内箱の上面開口を施蓋する蓋体とを備え、該蓋体の一端部に枢支したパネル状太陽電池が折たたみ自在の2枚のパネル部にて形成され、パネル状太陽電池の下面に形成された係合部に前記蓋体に設けられた支持部材によりパネル状太陽電池を支持するようになされた太陽光利用可搬式冷蔵庫が開示されている。 Patent Document 2 includes an outer box equipped with a refrigeration cycle, an inner box cooled by the refrigeration cycle, and a lid that covers the upper opening of the inner box, and is provided at one end of the lid. The panel-like solar cell that is pivotally supported is formed by two foldable panel portions, and the panel-like solar cell is provided by a support member provided on the lid on the engaging portion formed on the lower surface of the panel-like solar cell. There is disclosed a portable refrigerator using solar light that supports the above.
しかしながら、特許文献1に開示されている可搬型太陽電池ユニットの如き折り畳み式の太陽電池装置では、折り畳んだ太陽電池パネルを収容するのに中空箱状体が必要であり、かかる中空箱状体は太陽電池パネルの保護や角度保持以外に機能するものではなく、材料や手間をかけて設ける意義は低いものであり、また構造的にも繁雑なものとなっていた。
However, in a foldable solar cell device such as the portable solar cell unit disclosed in
また特許文献2に開示されている太陽光利用可搬式冷蔵庫の如き折り畳み式の太陽電池装置では、展開時のパネル状太陽電池の角度保持を行う支持部材を設けるのに蓋体等が必要であり、これまた構造的に繁雑なものが必要であった。 Moreover, in a foldable solar cell device such as a solar-powered portable refrigerator disclosed in Patent Document 2, a lid or the like is required to provide a support member that holds the angle of the panel-shaped solar cell during deployment. This also necessitated structurally complicated things.
本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、太陽電池パネルの保護や太陽電池パネルの角度保持に係わる構造が簡便なものとできる折り畳み式太陽電池装置を提供せんとするものである。 The present invention has been made in view of the problems as described above, and is intended to provide a foldable solar cell device capable of simplifying the structure relating to the protection of the solar cell panel and the angle maintenance of the solar cell panel. .
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、本発明に係わる折り畳み式太陽電池装置は、上下横枠材と左右縦枠材とを矩形に枠組みして設けた枠体により太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールの周囲が保持されて太陽電池アレイが形成され、複数の前記太陽電池アレイ間に蝶番が取り付けられて折り畳み及び展開が自在となされた太陽電池装置であって、前記太陽電池アレイに、前記太陽電池アレイの設置角度を保持する支脚が取り付けられ、該支脚が折り畳み時に前記太陽電池アレイ間に挟まれて収納されるようになされ、前記太陽電池アレイは、前記上下横枠材と左右縦枠材とにそれぞれに相対向して設けられた取付溝に前記太陽電池モジュールの上下端及び左右端がそれぞれ嵌入されて、該上下横枠材間及び左右縦枠材間に太陽電池モジュールが差し渡されて取付けられ、かつ前記矩形を構成する一辺の枠材に前記支脚がヒンジ構造により取り付けられると共に、前記枠材と支脚との間に当該支脚の開放状態を維持するストッパーが取り付けられ、さらに前記一辺の枠材には前記支脚を取り付ける支脚取付部が一体に設けられ、該支脚取付部にヒンジ構造により前記支脚が回動可能に取付けられると共に、該支脚取付部は当該枠材の後端より少なくとも前記支脚とヒンジ構造の厚み分前面側に設けられて、前記支脚の折り畳み時に、前記支脚が当該枠材の後端と支脚取付部との間で収納されるようになされていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the foldable solar cell device according to the present invention is configured such that the periphery of the solar cell module provided with solar cells is held by a frame provided by vertically and horizontally framed and left and right vertically framed in a rectangular frame. A solar cell device in which a battery array is formed and a hinge is attached between a plurality of the solar cell arrays so that the solar cell array can be folded and unfolded freely. The solar cell array holds an installation angle of the solar cell array. A supporting leg is attached, and the supporting leg is sandwiched and stored between the solar cell arrays when folded, and the solar cell array is opposed to the upper and lower horizontal frame members and the left and right vertical frame members, respectively. The upper and lower ends and left and right ends of the solar cell module are inserted into the provided mounting grooves, respectively, and the solar cell module is passed between the upper and lower horizontal frame members and between the left and right vertical frame members. And the supporting leg is attached to a frame member on one side constituting the rectangle by a hinge structure, and a stopper for maintaining the open state of the supporting leg is attached between the frame member and the supporting leg, and the frame on the one side A supporting leg mounting portion for attaching the supporting leg is integrally provided on the material , and the supporting leg is rotatably attached to the supporting leg mounting portion by a hinge structure, and the supporting leg mounting portion is at least the supporting leg from the rear end of the frame member. And a hinge structure having a thickness on the front side so that when the supporting leg is folded, the supporting leg is accommodated between the rear end of the frame member and the supporting leg mounting portion. It is.
また、本発明に係わる非常用電源システムは、請求項1又は2に記載の折り畳み式太陽電池装置と、蓄電手段と、充電手段とを備え、前記充電手段は前記折り畳み式太陽電池装置により生起された電力を前記蓄電手段に蓄電させると共に、外部電源による前記蓄電手段への蓄電が可能となされていることを特徴するものである。
An emergency power supply system according to the present invention includes the foldable solar cell device according to
本発明に係わる折り畳み式太陽電池装置によれば、周囲に形成された枠体により太陽電池モジュールの保護がなされ、また太陽電池アレイ間に支脚が挟まれて収納されることで、支脚を設けるのに他に部材等が必要とならず、太陽電池アレイの角度保持に係わる構造を簡便なものとできる。 According to the foldable solar cell device according to the present invention, the solar cell module is protected by the frame body formed in the periphery, and the support legs are provided by sandwiching and storing the support legs between the solar cell arrays. In addition, no other members or the like are required, and the structure relating to the angle maintenance of the solar cell array can be simplified.
また本発明に係わる非常用電源システムによれば、充電手段が外部電源による蓄電手段への蓄電が可能となされていることで、保管時に外部電源から蓄電手段に蓄電しておくことで、非常時に非常用電源システムを保管場所から搬出して即座に電力を供給することができ、非常時における迅速な対応が可能となり得る。 Further, according to the emergency power system according to the present invention, since the charging means can store power in the power storage means by an external power source, power is stored in the power storage means from the external power source during storage. The emergency power supply system can be taken out of the storage location and immediately supplied with electric power, and a quick response in an emergency can be possible.
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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best embodiment according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係わる折り畳み式太陽電池装置の、実施の一形態を示す正面図である。折り畳み式太陽電池装置100は、太陽電池セル11を備えた太陽電池モジュール1の周囲に矩形の枠体2が枠組みされた太陽電池アレイを用いて形成され、枠体2は上横枠材21及び下横枠材22と、左右縦枠材23とで形成されている。枠体2の、上横枠材21には、折り畳み時の運搬の便宜を図る把手Gと、折り畳み状態を維持するファスナーFとが設けられ、下横枠材22には展開時の回動を行わせる蝶番3と、縦置き時に装置の下端を保護する脚部Lが設けられている。太陽電池モジュール1の形成に用いられている太陽電池セル11はバックコンタクト型のもので、列間を繋ぐ以外の配線は全て太陽電池セル11の背面側に配置されている。
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a foldable solar cell device according to the present invention. The foldable
図2は、図1のA−A断面における支脚等を省略した断面図である。折り畳み式太陽電池100は、厚み方向に重ねられた二体の太陽電池アレイ10A及び10B間に蝶番3が取り付けられて、矢印Y1の方向に展開及びその逆方向に折り畳みが自在となされている。太陽電池アレイ10は、アルミニウム押出形材からなり同一断面形状である上横枠材21及び下横枠材22に一体に設けられた取付溝211及び221が相対向されると共に、太陽電池モジュール1の上下端がそれぞれ嵌入されて、上横枠材21と下横枠材22との間に太陽電池モジュール1が差し渡されて取り付けられている。太陽電池モジュール1は、透明なガラス材12とPET樹脂からなる裏板13の間に、封止材14により太陽電池セル11が封止されて形成されたものであり、ガラス材12と裏板13とにより板体としての十分な強度が確保されるので、取付溝211及び221への嵌入のみで太陽電池モジュール1の取付強度は十分なものとなり得る。更に上横枠材21及び下横枠材22には、相対向するように板状の支脚取付部41及び42が一体に突出して設けられている。支脚取付部41及び42は、上横枠材21及び下横枠材22の後端213及び223より前面側すなわち各々の太陽電池アレイ10A及び10Bにおける太陽電池モジュール1側に設けられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view in which the supporting legs and the like in the AA cross section of FIG. 1 are omitted. The foldable
図3は、図1のB−B断面の支脚等を省略した断面図である。アルミニウム押出形材からなる左右縦枠材23は、上横枠材21及び下横枠材22と同様に相対向して一体に取付溝231が設けられ、太陽電池モジュール1の左右端が取付溝231に嵌入されている。左右縦枠材23には、更にビス孔232が設けられ、ビス孔232を用いて上横枠材21、下横枠材22及び左右縦枠材23がビス止めされて枠体2が枠組みされる。左右縦枠材23は、中空状で断面が半円状となされ、円弧状が外側に配置されると共に、円弧状の外面にローレット模様が施されることで美観が高められるようになされている。
FIG. 3 is a cross-sectional view in which the supporting legs and the like of the BB cross section in FIG. 1 are omitted. The left and right
図4は、図1におけるA−A断面で、支脚の折り畳み状態を示す断面図である。支脚5は、太陽電池アレイ10Aの上横枠材21に太陽電池モジュール1の上下方向の長さと略同一となされた支脚5Aが、太陽電池アレイ10Bの下横枠材22に上下方向の長さが支脚5Aの略半分となされた支脚5Bが、それぞれ支脚取付部41及び42にヒンジ構造6により回動可能に取り付けられている。支脚取付部41は、支脚5A又は5Bと、ヒンジ構造6との少なくとも厚み分前面側に設けられていることで、支脚5A及び5Bは折り畳み時に太陽電池アレイ10A及び10B間に挟まれて収納することができる。更にまた、太陽電池アレイ10Aの下横枠材22の支脚取付部42には、仮り止め手段7が設けられて展開時の支脚5Aの回動を抑止するようになされ、太陽電池アレイ10Bの太陽電池モジュール1の背面側に設けられた電子機器Eの背面側に、同じく展開時の支脚5Bの回動を抑止する仮り止め手段7Bが設けられている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a folded state of the support leg in the AA cross section in FIG. 1. The support legs 5 are formed on the upper
図5は、支脚5Aの回動状態を示す断面図である。まずファスナーFを解除して太陽電池アレイ10Bを蝶番3により回動させることで、イ)に示す如く支脚5Aの背面側が開放される。左右縦枠材23に取り付けられ、摺動溝83を備えたレール82と、摺動溝83内で摺動可能に取り付けられた回動軸84と、両端に回動軸84及び85が設けられたストッパー81が備えられ、回動軸85は支脚5Aに取り付けられた支持部材86に回動可能に取り付けられることで、ストッパー81は枠体2と支脚5Aとの間に取り付けられる。摺動溝83の上端付近には、回動軸84が嵌着されて支脚5Aの開放状態を維持する凹部831が設けられている。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the pivoting state of the
支脚5Aの開放においては、支脚5Aがヒンジ構造6を中心として矢印Y2の方向に回動されるが、その回動時には支持部材86において回動軸85が回動されつつ、摺動溝83内の回動軸84が上方に摺動され、凹部831に嵌着されることでロ)に示す如く支脚5Aは太陽電池アレイ10Aと略垂直をなす開放状態となされる。支脚5Bについても、支脚5Aと同様に開放されてストッパーにより太陽電池アレイ10Bと略垂直をなす開放状態が保持されるようになされる。
When the
折り畳み式太陽電池装置100は、本実施形態に示した二体の太陽電池アレイ10A及び10B間に蝶番3を取り付けたものに限定されず、三体以上の太陽電池アレイを蝶番により折り畳み及び展開を自在にしてもよい。
The folding
図6は、折り畳み式太陽電池装置100を用いて形成した電源システムの一例を示す説明図である。支脚5Aにより地表に対する太陽電池アレイ10A及び10Bの傾斜状態の保持及び設置角度の規定がなされ、支脚5Bにより太陽電池アレイ10A及び10Bの中間付近が下方から支持されて傾斜状態の保持が強固に行われる。太陽電池セル11に太陽光が照射されることで生起された電力は、ケーブルC1により電源装置200に送電され、図中の如く複数の折り畳み式太陽電池装置100がケーブルC1により並列に接続された形となることで高い電流値を得ることができるようになされている。電源装置200は、充電器等の充電手段と、蓄電池等の蓄電手段(図示せず)を備え、更にDC/ACコンバータ(図示せず)を備えることで、太陽電池セル11が生起した直流電流を交流電流に変電し、図示したパソコンPや携帯電話M等の家電機器に電力を供給して動作させることができる。かかる折り畳み式太陽電池装置100と電源装置200との組み合わせにより、災害発生後などの非常時に、対応のために必要な機器の電力を継続して賄うことができ、災害時等の非常時における迅速且つ的確な対応に繋げることができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a power supply system formed using the folding
更に電源装置200の充電手段は、ケーブルC2により外部電源Sに接続しておき保管時に蓄電手段に蓄電が可能なようにしておけば、保管時に蓄電手段が放電してしまい、非常時に非常用電源システムを保管場所から搬出した際に電力を供給できなくなる事態が起こらず、即座に電力を使用することが可能となり、非常時における迅速な対応が確実なものとなり得る。かかる充電手段は、パソコン等に用いられる蓄電手段が一体となされた公知の非常用電源装置を用いることで、別途蓄電手段を設ける必要がなくなり好ましい。
Further, if the charging means of the
1 太陽電池モジュール
11 太陽電池セル
2 枠体
21 上横枠体
22 下横枠体
23 左右縦枠体
3 蝶番
41、42 支脚取付部
5A、5B 支脚
6 ヒンジ構造
10A、10B 太陽電池アレイ
100 折り畳み式太陽電池装置
200 電源装置
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