JP4903372B2 - ガイドランプ - Google Patents

Description

本発明は、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽光発電装置において、発電部を架台等を用いずに鉄道軌道内の枕木上に設置し、それら複数の発電部からの発電電力を集中制御する制御部によって、その発電電力を蓄電したり、もしくは電力会社の商用電力系統へ逆潮流させ、さらに発電部からの送電経路を用いて発電部に隣接して設置した電力負荷へ制御部から電力供給を行うように成した太陽光発電システムに関するものである。

また、本発明はこの太陽光発電システムに使用するものであって、鉄道軌道内に、もしくは鉄道軌道に沿って設けた太陽光発電ユニットに関するものである。

近年、地球環境問題への関心の高まりとともに、自然エネルギーを利用した新エネルギー技術が注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用したシステムへの関心が高く、道路交通標識や照明等への独立電源や、太陽光発電システムの住宅への普及が加速されてきている。

太陽光発電システムは、その主要な構成要素である太陽電池により太陽光エネルギーを電力に変換して利用することにより、電気負荷への供給電力を得、それをリアルタイムに供給、もしくはバッテリーなどの充電手段に蓄電し、または電力会社の商用電力系統に逆潮流して売電し、必要な時に蓄電手段や電力会社から電力を買電するようにしている。

このような機器の一例としては、住宅用ではエアコンや冷蔵庫のような昼間でも使用する電力負荷であり、リアルタイムに発電電力が消費され、余剰分は電力会社に売電され、夜間は必要分を買うというシステムがある。

また、道路交通標識のように、昼間は蓄電池に電力を蓄えておき、夜間にその電力でＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光体を点灯させるものがある。

このような太陽光発電システムに用いられる太陽電池の発電容量は大きいものから小さいものまで様々であるが、住宅用では屋根を利用して３ｋＷ程度の太陽光発電装置を載置したり、公園照明においては、基礎を埋設して立てた支持ポール上に１００Ｗ程度の太陽電池モジュールを設置したり、道路交通標識では１Ｗ程度の太陽電池を本体ケース上に一体的に配したり、１０Ｗ程度の太陽電池モジュールを別体としてポールやガードレール上に設置される。

ところで、鉄道においても軌道内の保安状況などの様々な情報を、管理部門が把握する必要がある。

そのひとつとして鉄道ＰＶシステムがある。

図８はこの鉄道ＰＶシステムの概略を示す。

同図に示すごとく、７０は鉄道軌道であり、この鉄道軌道７０の外に別途、太陽光発電システムＪを設置する敷地を用意し、その敷地にコンクリート製の基礎７４を強固に地面に設置する。そして、そのコンクリート製基礎７４の上に鉄やステンレスなどの金属により構成したフレームで構成された架台７２を設置する。

さらに架台７２に太陽電池モジュール７１を取り付け、その発電電力を動力源として鉄道設備７３、たとえば信号機のような保安設備を稼動させるというシステムである。

かかるシステムと同様の太陽光発電によるシステムとして、さらに実施例として、米国のウェストバージニア州における鉄道施設がある。

なお、とくに図示しないが、このようなシステムによれば、夜間の電力確保のために昼間は鉄道設備への電力供給とともに蓄電池に充電を行い、太陽電池が発電しない夜間には蓄電池によるバックアップを行うか、電力会社の商用電力系統から電力供給できるように構成するのが一般的である。

また、太陽電池を電力源として、軌道の分岐器の開通している方向の確認を自動的に行なうことの出来る開通方向検知装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

さらにまた、交通信号制御システムとして、鉄道軌道上または道路上またはそれ等の近くで構造的異常が生じた際に、危険箇所への侵入をとめ、危険箇所の確認を敏速にするシステムが提案されている（特許文献２参照）。
特開平０９−３９７９３号公報 特開平１０−４０４９３号公報

上述したような太陽光発電システムによれば、太陽電池の設置場所は様々であるが、共通して言えることは、必要な発電容量に応じて、太陽電池の発電面積と、太陽光を必要な時間受光することのできる障害物の無い場所が必要であるということである。

とくに鉄道設備のような重要な保安設備においては、電力不足による設備の停止は有ってはならないので、発電に必要な日照状態の確保は重要である。

このように鉄道設備として太陽光発電システムを用いる場合、良好な日照状態の得られる場所の確保と、太陽電池を設置する架台を置くことのできる敷地を確保するという２つの条件を満たさなくてはならなかった。

しかしながら、太陽電池は夜間発電できないため、蓄電池や商用電力系統のようなバックアップ電源との併用が不可欠であるが、商用電力系統の停電等が生じても、ディーゼル機関の列車は走行継続が可能であり、特許文献２のような異常が生じたことを検知するシステムを設けても、その情報を交通管制センタや走行する列車へ知らせることができないという問題があった。

かかる事情や状況を鑑みると、蓄電池と太陽電池の組み合わせのような独立電源システムを用いるのが好適である。そして、この場合、太陽光発電システムの他に、蓄電池の設置場所も考慮する必要である。

また、強風でも太陽光発電システムの設備が軌道上に倒れることのないよう、十分な強度を持った基礎と架台が必要であるが、このような太陽光発電システムを支えられる架台や基礎は大型化し、そのための施工や手間を要する。

さらにまた、前述のような大型の太陽光発電システムを列車の走行の支障にならないように軌道外に離れて設置するとなると、軌道の近隣に余分な敷地を確保する必要があるという問題がある。しかも、設置可能な広さを有している場所が山陰などの日照が不十分な場所では設置に適さない。

このような問題を解決する場所としては鉄道軌道内のレール間の枕木上が考えられる。

すなわち、軌道内の枕木は比較的近辺に障害物が無いので、太陽光を受光でき、かつ多数が密集して配されており、これによって十分な発電面積が確保でき、しかも、鉄道軌道周辺の敷地の有無に設置条件を左右されない場所として好適である。しかしながら、その反面、枕木部分は鉄道通過時に強い衝撃力が発生するという問題がある。

以下、この点を図９に示す軌道の一部断面図を用いて、具体的に説明する。

軌道７０によれば、地面や砂利やコンクリートである軌道床８３上に枕木８１が配置され、この枕木８１上に車両の車輪が走行するレール８０が固定金具等を用いて固定される。

同図によれば、軌道床８３にコンクリート製のものを用いているが、このとき列車の通過によって生じる振動や枕木に発生する衝撃力を緩和するために、枕木８１の下面に防振部材８２を設置すると好適である。

枕木８１上に太陽電池を設置する場合、太陽電池面積の確保と日照条件を考慮すると、枕木表面の中央部８１ａが最も好適である。

ところが、上記の防振構造を使用したとしても、枕木上に太陽電池モジュールを固定した場合、枕木と太陽電池モジュールが直接接触して固定される構造となるため、前述した防振構造部分は枕木と枕木下の固定面間の吸振構造であり、これにより、列車通過時の衝撃力が十分に減衰しないまま、太陽電池モジュールに伝達される。

このとき、太陽電池モジュールに発電効率の良い結晶系の太陽電池素子を使用する場合には、その衝撃によりクラックが発生し、出力不良の要因となるという問題が生じる。

そこで、本発明は、このような従来技術の課題に鑑みて完成されたものであり、その目的は、構造が簡単で、基礎の埋設工事などの大がかりな工事を必要としない太陽光発電システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、日照の良好な場所を選んで設置することができる太陽光発電システムを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、発電容量を容易に増設することができる太陽光発電システムを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、列車通過時の衝撃力に耐える長寿命かつ高耐久性の太陽光発電システムを提供することにある。

さらにまた、本発明の目的は、かかる本発明の太陽光発電システムに用いる太陽光発電ユニットを提供することにある。

本発明のガイドランプは、鉄道軌道内に配置されている上面に凹凸を有する枕木上に配置された、衝撃を吸収する緩衝手段と、
前記緩衝手段を介して前記枕木の前記凹凸上に配置された、太陽電池を備えた発電部と、該発電部で得られた電力を用いて発光する発光体と、を備え、
前記緩衝手段は、前記枕木との接触面積よりも前記発電部との接触面積が大きいことを特徴とする。

本発明のガイドランプは、前記発光体がＬＥＤからなることを特徴とする。

以上のとおり、本発明のガイドランプによれば、鉄道軌道内の枕木上に、太陽電池を備えた発電部を配置したことで、もしくは鉄道軌道に沿って配置した鉄道設備用配線ケーブルの側溝の蓋上に、太陽電池を備えた発電部を配置したことで、発電面積を分散して配置することになり、これにより、太陽光発電ユニットが鉄道軌道内外に架台等を用いずに連続的に設置することができ、その結果、鉄道軌道の周辺に、別途、架台を設置したり、敷地を準備しなくても、大きな電力を得ることができ、そして、発電容量を容易に増設することができる。

すなわち、鉄道軌道周辺という特殊な環境下では、十分な受光面積を確保するために鉄道軌道のレール間の枕木上を使用することにより、容易に受光面積が確保でき、加えて、枕木は一定間隔で並んでいるために、枕木上に設置された太陽電池モジュールを接続することで容易に必要とする出力を確保することができる。

しかも、鉄道の軌道内に設置していることから、雨天時の排水性も確保されており、発電部の冠水などが起こりにくい。さらに鉄道軌道周辺は周辺の建築物などが一定距離離れていることから、日照を得やすく、十分な受光面積を確保しやすいことに加え、設置前に予め日陰となる部分を知ることができ、その場所を避けて太陽電池モジュールを設置することができる。

このような作用効果は、鉄道軌道内の枕木に代えて、この鉄道軌道に沿って配置した鉄道設備用配線ケーブルの側溝の蓋上に、太陽電池を備えた発電部を配置した場合でも同様である。

また、本発明によれば、太陽光発電ユニットが鉄道軌道内の枕木上に設置されるとともに、枕木が発電部の架台と置き基礎の役割を兼ねることで、風圧等による浮き上がりを防止することができ、その結果、埋設基礎や別途置き基礎を必要としなくなった。

さらにまた、本発明においては、上記構成のように、衝撃を吸収する緩衝手段を介して、太陽電池を備えた発電部を配置したことで、発電部に伝えられる衝撃を緩和する構造になり、その結果、太陽電池モジュールへの衝撃や振動などのストレスが軽減され、寿命を向上させ、さらに列車通過時の衝撃力に耐える長寿命かつ高耐久性の太陽光発電システムが提供できる。

本発明によれば、さらに太陽電池で発電された直流電力を、商用電力系統に逆潮流することにより売電し、夜になると電力負荷が消費する消費電力を商用電力系統から買電することで、その電気代の一部もしくは全部を昼間に売電した電気によって賄うことができ、また、蓄電池を接続した場合、電力供給が遮断されたなどの緊急時にも鉄道保安機器や通信機器を稼動させることが可能であり、たとえば異常発生時には信号機を赤点灯させることによってディーゼルエンジンを動力とした列車にも停電による障害が生じており、そのままの進行が危険であることを知らしめることができ、追突などの事故を未然に防止することができる。

また、本発明によれば、発電部と枕木を分離可能とすることで、枕木をすべて設置した後でも、発電部の設置、配線作業が可能であり、また、架台を設置する必要がなく、列車の通過時の風圧や自然風による転倒の危険がないので、短期的な設置・撤去へ対応でき、とくに仮設の検知装置、警報装置、標識表示などの電源に好適である。

また、本発明は、太陽光発電ユニットにＬＥＤなどの低消費電力の発光体を組み合わせて軌道のガイドランプとしていることから、線路上に人や障害物がある場合に、ガイドランプを遮ることになるので、列車の投光器が届かない遠方から障害物の存在を察知することができ、運行の安全性を向上させる。

以下に、本発明の実施形態の一例を鉄道軌道内の枕木に太陽光発電システムとして設置した場合を例にとり、模式的に図示した図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の太陽光発電システムの実施形態の一例について、各部材およびそれらの組み合わせ構成を示す斜視図である。また、図２の(a)はそこに用いられる太陽電池モジュールの構造を示す平面図であり、同図（ｂ）は、その断面図である。

図１に示す本例によれば、太陽光発電システムＳは太陽光発電ユニット１と制御ユニット２とから成る。

この太陽光発電ユニット１は、鉄道軌道７０内の枕木２０と、この枕木２０上に設置された太陽電池モジュール１１とから成る。

また、制御ユニット２は、発電電力を負荷に供給もしくは逆潮流するコントロール制御を行うものである。

太陽光発電ユニット１は複数隣接して配設されており、その発電電力は送電線３を通じて制御ユニット２に集められ、そのまま直流電力として負荷である鉄道設備７や通信機器６や鉄道軌道監視カメラ５へ供給されるか、もしくは直流−交流変換を行った後に交流電力として供給される。

また、余剰の交流電力は系統連系を行って電力会社の商用電力系統４へ逆潮流（売電）されるようにしてもよい。

さらにまた、制御ユニット２内に内蔵したり、もしくは別の設置として蓄電池などの蓄電手段５７を設け、これにより、余剰電力を充電に使用し、夜間は蓄電手段５７から負荷へ電力供給が行われるようにしてもよい。

本発明の太陽光発電システムＳについて、その太陽光発電ユニット１をさらに詳しく述べる。

一般に鉄道の枕木は、軌道に沿って一定間隔で設置され、踏切等がなければ、相当に長い距離が連続して設置できるので、太陽電池素子を多数直列（３６〜３３３直列）にして使用する用途の多い太陽光発電システムに適している。

たとえば、住宅用太陽光発電システムにおいて一般的な系統連系システムへの入力電圧は１６０Ｖであるが、これはおよそ３３３枚の太陽電池素子を直列する構成に相当し、このような構成において、太陽電池素子１個の大きさが１００ｍｍ角であったとすると、一般的な屋根用太陽電池モジュールとして、太陽電池素子を６枚×６枚の配列で作った場合、０．３６平方メートルの設置面積が必要であり、この大きさの太陽電池モジュールを支持する架台を有する太陽光発電システムを、鉄道軌道の周辺に新規に設置する場所を確保したり、そのための施工をおこなうことは容易でない。

しかしながら、この配列の仕方を１列で並べたとすると、その長さはおよそ３４ｍとなり、各新幹線および一部私鉄で用いられているレール間隔（広軌標準軌）は１.４３５ｍであることから、その有効受光面積が約５０％の０.７ｍであるとしても、枕木２０本分があれば設置可能であり、太陽電池モジュールの設置場所として確保することは比較的容易である。

また、鉄道軌道は、その性質上、周辺の構造物が一定距離離れているため、太陽電池が鉄道軌道周辺の構造物によって日陰になりにくく、これにより、発電効率の低下が阻止することができ、また、日照を遮蔽する構造物を予め知ることができ、それを避けて太陽電池モジュールを設置することができる点も好適である。

なお、本例によれば、制御ユニット２を電力会社の電柱に取り付けた売電・買電電力量計８を通じて電柱上の送電線（商用電力系統４）へ接続した構成を例にとり説明しているが、電化されていない軌道においてはこれらが無い構成となる。

つぎに太陽光発電システムＳの動作について説明する。

太陽光発電ユニット１は隣接する各発電ユニットが何個か毎に直列接続されて１グループを形成する。

具体的には図中の太陽光発電ユニット１は１４個であるが、これを７個が直列接続された太陽光発電ユニットのグループが、２つ並列接続され、制御ユニット２へ入力されるというように構成する。

実際には制御ユニット２へ入力する最低電圧は予め決められているので、太陽光発電ユニット１の発電電圧がその電圧以上になるように直並列数は決められる。通常、商用電力系統へ系統連系する場合には、およそ１００〜１６０Ｖが得られる出力電圧になるような太陽光発電ユニット１の直列数が必要である。

このようにして昼間に太陽光発電ユニット１で発電された電力は制御ユニット２へ入力され、制御ユニット２は、その入力された直流電力を、そのまま直流電力として負荷とする鉄道設備７や通信機器６や鉄道軌道監視カメラ５へ供給する。

もしくは、直流−交流変換を行った後に交流電力として供給する。すなわち、商用電力系統に系統連系可能な交流電力へ変換する機能を有しており、商用電力系統４へ余剰の交流電力を逆潮流（売電）する。または、制御ユニット２内に内蔵もしくは別設置として蓄電池などの蓄電手段５７を設けて余剰電力を充電に使用する。

つぎに太陽光発電ユニット１の発電が期待できない夜間について述べる。

夜になると太陽光発電ユニット１の発電は停止し、鉄道設備が使用する消費電力は商用電力系統４から買電されるが、その電気代の一部もしくは全部は昼間に売電した電気によって賄われる。もしくは蓄電手段５７から負荷へ電力供給が行われる。

以上詳述したように、太陽光発電システムとして、鉄道軌道内のように日照条件の良い場所は太陽電池モジュールと相性がよく、枕木２０の素材の自重または地盤へ機械的締結によって太陽電池モジュール１１を風荷重に対して飛びにくく支持されるので、とくに基礎などを埋設する必要なく容易に施工できる。

図２〜図５は太陽光発電ユニットの構造の実施形態の一例を示す。

図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ太陽電池モジュールの平面図と断面図であり、図３は組立て状態の様子を示す斜視図である。

また、図４（ａ）は組立て状態の一部拡大図であり、同図（ｂ）は衝撃を吸収する緩衝手段（衝撃緩衝機構）の働きを説明するモデル図である。

最初に太陽電池モジュールの構成を述べる。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１１は、受光面にガラスや樹脂等の光透過板１２が設けられ、この光透過板１２に多数の太陽電池素子１３がＥＶＡ樹脂（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ）等からなる封止材１４によってラミネートされる。

そして、その裏面である非受光面にはテフロン（登録商標）フィルムやＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＰＥＴ（ポレエチレンテレフタレート）などの耐候性フィルム１５が貼着される。

上記太陽電池素子１３としては、たとえばシリコン系半導体やガリウムヒ素等から成る化合物半導体などの単結晶、多結晶や非晶質の材料が用いられ、互いに直列及び／または並列に電気的に接続されている。

また、太陽電池モジュール１１の裏面、すなわち耐候性フィルム１５の上にはＡＢＳ樹脂などの合成樹脂やアルミニウム金属などで構成したジャンクションボックス１６を接着し、太陽電池モジュール１１の出力電力を取り出すターミナルに接続された送電線１７により出力が取り出される。

なお、これら光透過板１２、太陽電池素子１３および耐候性フィルム１５の重ね構造の矩形状の本体に対し、各辺周囲をアルミニウム金属やＳＵＳ等から成る枠体１８を挟み込むように装着し、太陽電池モジュール１１の設置用固定部の役割を果たすようにしている。この枠体１８は、太陽電池モジュール１１の端部保護および全体の強度を高める強度向上の目的にも役立つ。

かかる枠体には鉄やステンレス、アルミニウムのような金属の折り曲げ材や押し出し成形、ＦＲＰなどの樹脂成型品が用いられ、枠体同士の組付けは直接ネジやリベットで結合されるものや、連結プレートのような補助部材を介して固定されたり、ガラスや樹脂等の光透過板１２に接着することで行われる。また、一体成型された枠に光透過板１２をはめ込む構造としてもよい。

つぎに枕木２０上に太陽電池モジュール１１を設置した太陽光発電ユニット１の太陽電池設置構造の一実施例を示す。

図３に示すごとく、コンクリートや、鉄のような金属、または木で構成された枕木２０の上部に太陽電池モジュール１１を衝撃緩衝機構２５を介して設置する。

この衝撃緩衝機構２５は、枕木２０への締結用のボルト２１と、このボルト２１に挿入されたバネ２３と、ゴムやバネなどの弾性部材２２より成る。

図４（ａ）は、衝撃緩衝機構が太陽電池モジュール１１を支持固定する様子の拡大図である。

同図に示すごとく、太陽電池モジュール１１の下面をゴムやバネなどで構成される弾性部材２２で支持し、太陽電池モジュール１１の貫通穴１９にボルト２１にバネ２３を挿入した状態で差し込まれ、バネ２３と太陽電池モジュール１１と弾性部材２２をボルト２３が貫通するようにして枕木２０上面に固定される。

このような構成にしたことで、太陽電池モジュール１１がボルト２１に直接接触しない構造となり、列車通過時の衝撃力が枕木２０から太陽電池モジュール１１に伝達するまでに弾性部材２２およびバネ２３によって減衰される。

この減衰が行われる働きを高分子材料やバネの変形を示す粘弾性モデルとして現したものが図４（ｂ）である。

同図に示すごとく、弾性部材２２にゴム材料を用いた場合の粘弾性モデルによれば、バネ２２ａおよびダッシュポット２２ｂを並列に接続したものとなる。

そして、バネ２２ａとダッシュポット２２ｂが太陽電池モジュール１１の裏面側を支持する第二の弾性変形部として配され、太陽電池モジュール１１の上面側に第一の弾性変形部であるバネ２３が配されたものを、ボルト２１と枕木２０で挟持固定することにより、太陽電池モジュール１１がバネ２２ａとダッシュポット２２ｂを並列にしたものと、バネ２１との間で可動可能に固定される。

このような構成によれば、列車通過初期の大きな衝撃（図中矢印Ａ）はバネ２３を引っ張る力やバネ２２ａを縮める力として働くので、それぞれのバネを介して太陽電池モジュール１１を支えることにより、太陽電池モジュール１１に加わる衝撃力を緩和させる。

一方、その後、それぞれのバネは初期状態に戻ろうとする反力を働かせるため、太陽電池モジュール１１には図中矢印Ｂのような上下振動が生じ、ストレスとなる。

このような構成にしたことで、それぞれのバネのバネレート（バネ定数）は、太陽電池モジュールの重量と大きさに合わせて選択することが好ましい。

なお、本例では弾性部材２２をバネのみでなく、ゴム材料のようにバネ２２ａと並列にダッシュポット２２ｂの要素を有するものとして、バネ２２ａの縮まる速度および伸びる速度を遅くする作用が働くようにしたので、バネレートのみで調整するよりも容易に上下振動を抑え、太陽電池モジュールへのストレスを軽減させることができる。

このようにバネ定数および粘性減衰係数を適切に選ぶことで、その振動を急速に減衰することができる。

また、太陽電池モジュール部分はボルト２１で枕木に締結されているため、太陽電池モジュール１１が容易に着脱可能に設置されるので、短期的な設置・撤去へ対応でき、とくに仮設の検知装置、警報装置、標識表示などの電源に好適である。

以下に本発明のガイドランプが備える発電ユニットの実施形態について説明する。

図５に示す太陽光発電ユニット５１は、衝撃緩衝機構として第二弾性変形部をスポンジ状の多孔性の樹脂部材４１として、太陽電池モジュール１１を枕木２０に取り付ける構造としたものである。

さらに枕木２０の上面に凹凸をつけることで、樹脂部材４１との接触面積を小さくしている。これは第二弾性変形部を太陽電池モジュール１１の裏面をより大きい面積で支持することによって、たとえば、図３に示すごとく、両端付近で支持している場合には振動中に太陽電池モジュールの中央部が他よりも大きくたわむといった問題点を解消する。

さらにまた、接触面積をできるだけ小さくすることで、伝播される振動のエネルギーを小さくし、かつ、樹脂部材４１部分でそれを吸収し太陽電池モジュールに伝達される衝撃力をできるだけ小さくするものである。

なお、第一弾性変形部とボルト２１はとくに図示しないものとする。

図６に示す本発明の参考例に係る太陽光発電ユニット６１は、衝撃緩衝機構として第二弾性変形部を枕木２０に太陽電池固定用のワイヤ３１を張ったものとし、その上に太陽電池モジュール１１を設置する構造としたものである。

この構造にすることで、太陽電池モジュールに伝達される衝撃を大きく緩和することができる。

すなわち、衝撃は振動の波として物体内を伝播してゆくが、その伝達経路となる断面積をできるだけ小さくすることで伝達される波のエネルギーをできるだけ小さくしようとするものである。

なお、第一弾性変形部とボルト２１はとくに図示しないが、枕木２０にボルト２１で固定されるものとする。

以上、詳述したように、複数の太陽光発電ユニットの設置が完了した後、それらの発電出力を取りまとめて制御ユニットに接続し、太陽光発電システムＳとする。

具体的には図７に示すように、複数の太陽光発電ユニットが電気的に接続された各太陽光発電ユニット９１の出力電力を送電線３ａにより制御ユニット２へ送電する。

図１にて詳述したように、各太陽光発電ユニットのグループは制御ユニット２内に設けられた電力変換装置５４へ入力するのに必要な最低電圧を確保できるだけの太陽光発電ユニットを直列したものである。これら太陽光発電ユニットの各グループの出力電力は送電線３ａを通じて制御ユニット２で、一旦集められ、並列接続された後、電力変換装置５４に入力される。

電力変換装置５４では直流電力を交流電力に変換し、商用電力系統４の電力波形に整合するように交流波形を整えた後、送電線３ｃを通じて逆潮流して売電、もしくは送電線３ｂを通じて照明灯などの交流負荷７への電力供給が行なわれる。

また、商用電力系統４に系統連係させずに蓄電池などの蓄電手段５７を設け、送電線３ｄを通じて発電電力を充電し、必要に応じて負荷側へ電力供給を行なわせるようにしたシステムとする方法もある。

また、本発明の太陽光発電ユニット９１と駅舎屋根上に太陽電池モジュールが載せられた太陽光発電システムを併合させて、屋根上の空き面積があっても、そこへ搭載する太陽電池モジュール数だけでは太陽電池素子の直列数が不足であるために設置できなかった場所へも、軌道設置された太陽光発電ユニットの太陽電池素子による直列数の補充により設置可能とすることができる。

さらにまた、とくに図示しないが、本発明として、太陽光発電ユニットにＬＥＤなどの低消費電力の発光体を組み合わせて軌道のガイドランプとすれば、線路上に人や障害物がある場合にはガイドランプを遮ることになるので、列車の投光器が届かない遠方から障害物の存在を察知することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更や改良等はなんら差し支えない。

たとえば、本例によれば、枕木に太陽電池モジュールを組み込んだ構成を説明したが、これに代えて、鉄道設備用の配線ケーブルの側溝の蓋等のように連続的に直射日光があたる平面において適用可能である。

さらにまた、本発明によれば、踏切周辺の照明や信号機などのように鉄道の安全のために常に使用される場所において、総消費電力を軽減させるシステムとしても有効である。

本発明に係るガイドランプが具備する太陽光発電システムの実施形態の一例を模式的に示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明に係るガイドランプが具備する太陽光発電システムの太陽電池モジュールの構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の参考例に係るガイドランプが具備する太陽光発電システムの太陽光発電ユニットの組み立て構造を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の参考例に係るガイドランプが具備する太陽光発電システムの太陽光発電ユニットの固定構造を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は構造をモデル化した断面図である。 本発明に係るガイドランプが具備する太陽光発電システムの太陽光発電ユニットの実施形態を示す斜視図である。 本発明の参考例に係るガイドランプが具備する太陽光発電システムの太陽光発電ユニットの他の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係るガイドランプが具備する太陽光発電システムの電気的接続を示すブロック図である。 従来の鉄道の軌道脇に設置される太陽光発電システムの実施例を模式的に示す斜視図である。 鉄道の軌道の構造を模式的に説明する断面図である。

符号の説明

１：太陽光発電ユニット
２：制御ユニット
３、３ａ〜３ｄ：送電線
４：商用電力系統
５：鉄道軌道監視カメラ
６：通信機器
７：鉄道設備
８：売電・買電電力量計
１１：太陽電池モジュール
１２：光透過板
１３：太陽電池素子
１４：封止材
１５：耐候性フィルム
１６：ジャンクションボックス
１７：送電線
１８：枠体
１９：貫通穴
２０：枕木
２１：ボルト（第一弾性変形部）
２２：弾性部材（第二弾性変形部）
２２ａ：バネ
２２ｂ：ダッシュポット
２３：バネ
２５：衝撃緩衝機構
３１：ワイヤ
４１：樹脂部材
４９：凸部
５０：枕木
５１：発電ユニット
５４：電力変換装置
５７：蓄電手段
６１：太陽光発電ユニット
７０：鉄道軌道
７１：太陽電池モジュール
７２：架台
７３：鉄道設備
７４：基礎
８０：レール
８１：枕木
８２：防振部材
８３：軌道床
９１：太陽光発電ユニット
Ｊ：太陽光発電システム
Ｓ：太陽光発電システム

Claims (2)

1. 鉄道軌道内に配置されている上面に凹凸を有する枕木上に配置された、衝撃を吸収する緩衝手段と、
   前記緩衝手段を介して前記枕木の前記凹凸上に配置された、太陽電池を備えた発電部と、該発電部で得られた電力を用いて発光する発光体と、を備え、
   前記緩衝手段は、前記枕木との接触面積よりも前記発電部との接触面積が大きいことを特徴とするガイドランプ。
2. 前記発光体はＬＥＤからなることを特徴とする請求項１に記載のガイドランプ。

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