JP5450011B2 - Photovoltaic power generation mechanism and display system - Google Patents
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Description
本発明は、道路施設に設置され、人工光によって電力を生成する発電機構に関する。 The present invention relates to a power generation mechanism that is installed in a road facility and generates electric power by artificial light.
従来、道路施設としての街路灯に太陽光発電パネルと蓄電池を設け、昼間に太陽光を受けて太陽光発電パネルで生成した電力を蓄電池に貯め、夜間に蓄電池から電力を取り出して、照明灯のLEDを点灯するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この街路灯によれば、光源として、電力消費量の少ないLEDを用いることにより、蓄電池の消耗を少なくして、夜間を通して電池切れを起こすことなく点灯を継続できるようにしている。
Conventionally, street light as a road facility is provided with a photovoltaic power generation panel and a storage battery, the power generated by the photovoltaic power generation panel is received in the daytime in the storage battery, and the power is taken out from the storage battery at night. There has been proposed an LED that is turned on (see, for example, Patent Document 1).
According to this street light, by using an LED with low power consumption as a light source, the consumption of the storage battery is reduced, so that the lighting can be continued without running out of the battery throughout the night.
しかしながら、太陽光発電パネルと蓄電池を備える街路灯は、日照時間が短い場合や、天候の状態によって日射強度が十分に得られない場合に、蓄電量が不十分となり、夜間に電池切れを起こして点灯が中断する問題がある。 However, streetlights with photovoltaic panels and storage batteries have insufficient power storage capacity when the sunshine duration is short or when the solar radiation intensity is not sufficient due to weather conditions, causing the battery to run out at night. There is a problem that lighting stops.
このような問題を防止するためには、公衆の電力供給網に接続してバックアップ用の電力を受ける必要があり、電力供給網への接続線や電源の切り替え回路や変圧回路が必要となる。このため、構造が複雑化して製品コストが増大し、また、設置コストが増大し、さらに、ランニングコストが増大する不都合がある。 In order to prevent such a problem, it is necessary to connect to a public power supply network and receive backup power, and a connection line to the power supply network, a power supply switching circuit, and a transformer circuit are required. For this reason, the structure is complicated, the product cost is increased, the installation cost is increased, and the running cost is increased.
また、太陽光発電パネルへの日射強度を確保するため、太陽光発電パネルを太陽光の入射方向に向けて傾斜して設置する必要がある。したがって、太陽光発電パネルの側方への張り出し長さが大きくなり、街路灯が大型化する問題がある。 Moreover, in order to ensure the solar radiation intensity to a solar power generation panel, it is necessary to incline a solar power generation panel toward the incident direction of sunlight. Therefore, there is a problem in that the length of the solar power generation panel projecting to the side is increased, and the street light is increased in size.
そこで、本発明の課題は、道路施設に適用可能であって、安定して独立して電力を生成でき、電力供給網からバックアップ用の電力を受ける必要が無く、また、小型化ができる光発電機構と、それを用いた表示システムを提供することにある。 Accordingly, the problem of the present invention is a photovoltaic power generation that can be applied to road facilities, can stably generate power independently, does not need to receive backup power from a power supply network, and can be downsized. It is to provide a mechanism and a display system using the mechanism.
上記課題を解決するため、本発明の光発電機構は、道路施設に、人工光を受けて電力を生成する人工光発電素子を設けたことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the photovoltaic power generation mechanism of the present invention is characterized in that an artificial photovoltaic power generation element that generates electric power by receiving artificial light is provided in a road facility.
上記構成によれば、人工光発電素子により、道路を通行する車両の前照灯や、道路施設を構成する道路灯からの人工光を受けて電力を生成する。このように、道路施設には、車両や道路灯のような人工光の発生源が多く存在するので、人工光発電素子により、安定した電力を得ることができる。したがって、太陽光発電パネルで太陽光から電力を生成する場合と比較して、日照時間や天候の影響を受けることなく、安定して電力を生成することができる。 According to the above configuration, the artificial photovoltaic power generation element generates electric power by receiving artificial light from a vehicle headlamp passing through a road or a road lamp constituting a road facility. As described above, since there are many artificial light sources such as vehicles and road lights in the road facility, stable electric power can be obtained by the artificial photovoltaic power generation element. Therefore, compared with the case where electric power is generated from sunlight with a solar power generation panel, it is possible to generate electric power stably without being affected by sunshine hours or weather.
ここで、人工光発電素子とは、光起電力効果により、太陽光よりも光強度の弱い人工光を受けて発電を行う素子をいい、例えば有機薄膜光発電素子を用いることができる。 Here, the artificial photovoltaic power generation element refers to an element that generates power by receiving artificial light having a light intensity lower than that of sunlight due to the photovoltaic effect, and for example, an organic thin film photovoltaic power generation element can be used.
また、道路施設とは、道路に関連して設けられる設備、土木構造物及び建築構造物を広くいう。道路施設に包含される設備としては、標識及び情報ディスプレイ等の表示設備や、信号機及び車両検知器等の交通管制設備や、街路灯及び道路灯等のような照明灯や、電信柱等の電気設備等を例示できる。また、道路施設に包含される土木構造物としては、舗装、橋梁、トンネル及び擁壁等を例示できる。また、道路施設に包含される建築構造物としては、料金徴収所及び管理棟等を例示できる。これらから、道路施設に設置される人工光発電素子が受ける光は、屋内の人工光でもよく、また、屋外の人工光でもよい。 In addition, the road facility widely refers to facilities, civil engineering structures, and building structures provided in association with roads. Equipment included in road facilities includes display equipment such as signs and information displays, traffic control equipment such as traffic lights and vehicle detectors, illuminating lights such as street lights and road lights, and electricity such as telephone poles. Examples of facilities can be given. Examples of civil engineering structures included in road facilities include pavements, bridges, tunnels and retaining walls. Examples of the building structure included in the road facility include a fee collection place and a management building. From these, the light received by the artificial photovoltaic power generation element installed in the road facility may be indoor artificial light or outdoor artificial light.
一実施形態の光発電機構は、上記道路施設は、道路の側部に設置された路側設置物を含み、この路側設置物の上記道路に臨む側、かつ、上記道路を走行する車両の前照灯から出射された光が照射される位置に、上記人工光発電素子を配置したものである。 In the photovoltaic power generation mechanism of one embodiment, the road facility includes a roadside installation installed on a side portion of the road, and a side of the roadside installation facing the road and a headlight of a vehicle traveling on the road The artificial photovoltaic power generation element is arranged at a position where light emitted from the lamp is irradiated.
上記実施形態によれば、道路を通行する車両からの人工光を人工光発電素子に効果的に入射させ、電力を効率的に生成させることができる。 According to the embodiment, artificial light from a vehicle traveling on a road can be effectively incident on an artificial photovoltaic power generation element, and electric power can be generated efficiently.
ここで、路側設置物とは、道路の側部に設けられる設備又は構造物をいい、例えば、ガードレール、防護柵、高欄及び遮音壁等のような連続的な設備又は構造物と、信号機、電信柱、照明灯及び標識等のような不連続的な設備又は構造物とのいずれも該当する。 Here, the roadside installation refers to equipment or structures provided on the side of the road, for example, continuous equipment or structures such as guardrails, protective fences, railings and sound insulation walls, traffic lights, and telephone poles. Any of discontinuous equipment or structures, such as lighting and signs.
上記実施形態において、人工光発電素子は、道路の曲線部に配置されるのが好ましい。道路の曲線部に人工光発電素子が配置された場合、曲線部にさしかかる車両の前照灯からの光が、人工光発電素子の受光面に、法線方向に近い方向から入射する。したがって、人工光発電素子は、車両の前照灯の光を、光強度のロスが少ない状態で受光できるので、比較的高い電力を生成できる。この電力を、例えば、曲線部に設置したデリネータに設けた発光素子に供給して発光素子を発光させることにより、曲線部にさしかかる車両の前照灯をエネルギー源として、この車両へ道路が曲線をなすことを通知し、安全を確保することができる。すなわち、道路を走行する車両が放出するエネルギーを効果的に再生しながら、道路交通の安全を確保することができる。 In the said embodiment, it is preferable that an artificial photovoltaic device is arrange | positioned at the curve part of a road. When the artificial photovoltaic power generation element is disposed on the curved portion of the road, the light from the vehicle headlamp approaching the curved portion enters the light receiving surface of the artificial photovoltaic power generation device from a direction close to the normal direction. Therefore, since the artificial photovoltaic power generation element can receive the light from the headlamp of the vehicle with little loss of light intensity, it can generate relatively high power. For example, by supplying this electric power to a light emitting element provided in a delineator installed in the curved portion to cause the light emitting element to emit light, the vehicle headlamp that approaches the curved portion is used as an energy source, and the road is curved to this vehicle. It is possible to ensure safety. That is, road traffic safety can be ensured while effectively regenerating energy released by vehicles traveling on the road.
また、路側設置物の車両が通行する側である道路に臨む側、かつ、上記道路を走行する車両の前照灯から出射された光が照射される位置に人工光発電素子を配置する場合、太陽光発電パネルのように太陽光の入射方向に向けるために発電素子が張り出すことが無いので、光発電機構の小型化ができる。 Further, when the artificial photovoltaic power generation element is disposed on the side facing the road on which the vehicle of the roadside installation passes and on the position irradiated with the light emitted from the headlamp of the vehicle traveling on the road, Since the power generation element does not protrude in order to face the sunlight incident direction unlike the solar power generation panel, the photovoltaic power generation mechanism can be downsized.
一実施形態の光発電機構は、上記路側設置物は、高欄と、この高欄の上に配置された上部設置物とを有し、上記高欄の上記道路に臨む面に上記人工光発電素子を配置する一方、上記上部設置物に太陽光発電素子を配置したものである。 In one embodiment, the roadside installation has a rail and an upper installation arranged on the rail, and the artificial photovoltaic device is arranged on a surface of the rail facing the road. On the other hand, a photovoltaic power generation element is arranged on the upper installation object.
上記実施形態によれば、道路を走行する車両からの人工光を多く受ける高欄に人工光発電素子を配置し、太陽光を多く受ける上部設置物に太陽光発電素子を配置する。これにより、夜間には人工光発電素子によって人工光で電力を生成し、昼間には主に太陽光発電素子によって太陽光で電力を生成できるので、終日に亘って電力を安定して生成することができる。 According to the said embodiment, an artificial photovoltaic device is arrange | positioned to the handrail which receives much artificial light from the vehicle which drive | works a road, and a photovoltaic device is arrange | positioned to the upper installation thing which receives much sunlight. As a result, electric power can be generated by artificial light by artificial light power generation elements at night, and power can be generated by sunlight mainly by solar power generation elements in the daytime, so that power can be generated stably throughout the day. Can do.
ここで、上部設置物とは、高欄の上に配置される設備又は構造物をいい、例えば、防護柵、遮音壁及び騒音緩和壁等のような連続的な設備又は構造物と、信号機、街路灯、道路灯及び標識等のような不連続的な設備又は構造物とのいずれも該当する。 Here, the upper installation means facilities or structures arranged on the railings, for example, continuous equipment or structures such as protective fences, sound insulation walls and noise reduction walls, traffic lights, street lights, etc. Any of discontinuous equipment or structures, such as road lights and signs.
一実施形態の光発電機構は、上記人工光は、道路を走行する車両の前照灯から出射された光、及び、道路の照明灯から出射された光のうちの少なくとも一方を含む。 In one embodiment, the artificial light includes at least one of light emitted from a headlamp of a vehicle traveling on a road and light emitted from a road illumination lamp.
上記実施形態によれば、車両の前照灯や道路の照明灯のような人工光の発生源が多く存在する道路施設に、人工光発電素子を配置することにより、安定して電力を生成することができる。 According to the above-described embodiment, the artificial photovoltaic power generation element is arranged in a road facility where there are many sources of artificial light such as vehicle headlamps and road illumination lamps, thereby stably generating electric power. be able to.
一実施形態の光発電機構は、上記人工光発電素子は、有機薄膜光発電素子である。 In one embodiment, the artificial photovoltaic device is an organic thin film photovoltaic device.
上記実施形態によれば、人工光発電素子としての有機薄膜光発電素子により、自動車の前照灯や、道路の照明灯等から出射されて光強度が比較的弱い光を受けて、電力を生成することができる。ここで、有機薄膜光発電素子とは、発電層が有機材料で構成される発電素子をいう。 According to the above embodiment, the organic thin film photovoltaic device as an artificial photovoltaic device generates light by receiving light emitted from a headlight of an automobile, a road illumination lamp, etc. and having a relatively low light intensity. can do. Here, the organic thin-film photovoltaic element refers to a power generation element in which a power generation layer is made of an organic material.
本発明の表示システムは、上記光発電機構と、この光発電機構で生成された電力が供給される発光素子とを備え、
この発光素子を、道路を走行する車両へ情報を伝達するために用いることを特徴としている。
A display system of the present invention includes the above-described photovoltaic power generation mechanism and a light emitting element to which power generated by the photovoltaic power generation mechanism is supplied.
This light emitting element is used for transmitting information to a vehicle traveling on a road.
上記構成によれば、道路を走行する車両からの人工光又は道路施設の人工光から光発電機構により電力を生成し、車両へ情報を伝達するための発光素子に供給することにより、道路施設に生じる人工光を有効に再利用することができる。 According to the above configuration, electric power is generated by a photovoltaic power generation mechanism from artificial light from a vehicle traveling on a road or artificial light from a road facility, and is supplied to a light emitting element for transmitting information to the vehicle. The generated artificial light can be effectively reused.
ここで、上記発光素子は、車両へ情報を伝達するため、標識や道路境界表示等の種々の設備に用いることができる。 Here, since the said light emitting element transmits information to a vehicle, it can be used for various facilities, such as a sign and a road boundary display.
本発明の他の側面による表示システムは、上記光発電機構と、この光発電機構で生成された電力が供給される発光素子とを備え、
上記路側設置物の上記道路に臨む面に、所定の標識模様をなすように上記発光素子と上記人工光発電素子とを配置したことを特徴としている。
A display system according to another aspect of the present invention includes the above-described photovoltaic power generation mechanism, and a light-emitting element to which power generated by the photovoltaic power generation mechanism is supplied,
The light emitting element and the artificial photovoltaic power generation element are arranged on a surface of the roadside installation facing the road so as to form a predetermined sign pattern.
上記構成によれば、光発電機構の人工光発電素子と発光素子とを用いて形成された標識模様に、車両の前照灯等からの人工光が照射されると、人工光発電素子が電力を生成すると共に、この電力で発光素子が発光して標識模様が強調される。こうして、車両からの人工光のエネルギーを有効に再利用しつつ、車両へ効果的に情報の伝達や警告を行うことができる。 According to the above configuration, when artificial light from a vehicle headlamp or the like is irradiated onto a marker pattern formed using the artificial photovoltaic power generation element and the light emitting element of the photovoltaic power generation mechanism, the artificial photovoltaic power generation element The light emitting element emits light with this power and the sign pattern is emphasized. In this way, information can be effectively transmitted to the vehicle and a warning can be performed while effectively reusing the energy of artificial light from the vehicle.
以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態の表示システムが適用された高速道路を示す平面図であり、図2は表示システムを示す正面図であり、図3は表示システムを拡大して示す平面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing an expressway to which the display system of the first embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is a front view showing the display system, and FIG. 3 is an enlarged plan view showing the display system. FIG.
この表示システムは、高架橋構造の高速道路に設置されており、道路1の側部に立設された路側設置物としての壁高欄2に取り付けられている。壁高欄2は鉄筋コンクリート製の壁で形成され、高架橋の床版の端部に、道路1の延長方向に沿って延在している。表示システムは、道路の曲線部分の壁高欄2に設けられた人工光発電素子としての有機薄膜光発電素子3と、デリネータ4とで大略構成されている。
This display system is installed on a highway having a viaduct structure, and is attached to a
有機薄膜光発電素子3は、主にポリマー材料を用いて形成されて可撓性を有し、太陽光よりも光強度の弱い人工光を受けて発電を行うものであり、図4に示すような積層構造によって構成されている。この有機薄膜光発電素子3は、図4に示すように、基板30上に形成されたカソード31とアノード35の間に、カソード31側から順に積層されたホールキャリア層32と、光活性層33と、ホールブロック層34を含んでいる。
The organic thin-film
基板30は、例えばポリイミドやポリエチレンテレフタレート等の可撓性のポリマー材料で形成され、電力を生成する光に対して透明又は不透明のいずれであってもよい。
The
カソード31及びアノード35は、電力を生成する光に対して透明の材料で形成され、例えばインジウムが添加されたスズ酸化物で形成することができる。
The
ホールキャリア層32は、光活性層33で生成されたホールをカソード31に通過させる一方、電子の通過を阻止する材料によって形成される。このような材料として、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン等を用いることができる。
The
光活性層33は、電子供与材料と電子受容材料とを含んで形成され、入射した光の作用により、電子とホールを生成する。光活性層33で生成されたホールは、電子供与材料によってホールキャリア層32に輸送される一方、電子は電子受容材料によってホールブロック層34に輸送される。
The
光活性層33の電子受容材料は、フラーレンを含んで形成される。フラーレンとは、複数の炭素原子を有する三次元炭素骨格を含む化合物である。電子受容材料のフラーレンとしては、1つ以上の無置換フラーレンと、1つ以上の置換フラーレンを含んで形成することができる。置換フラーレンの例としては、C61−フェニル酪酸メチルエステル等がある。なお、電子受容性材料として、非フラーレンを含んでもよく、例えばカーボンナノロッド、ディスコティック液晶、無機ナノ粒子等を用いることができる。
The electron-accepting material of the
一方、光活性層33の電子供与材料は、共役ポリマーによって形成され、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリフェニレン、ディスコティック液晶ポリマー等を用いることができる。
On the other hand, the electron donating material of the
ホールブロック層34は、アノード35へ電子を輸送する一方、アノード35へのホールの輸送を阻止する材料で形成される。このような材料として、フッ化リチウムや、亜鉛酸化物等の金属酸化物等を用いることができる。
The hole blocking layer 34 is formed of a material that transports electrons to the
上記カソード31とアノード35に夫々端子36,37が接続され、これら端子36,37から電力を出力する。
この有機薄膜光発電素子3は、可撓性のポリマー材の基板30上に、印刷技術を用いて各層31,・・・35が形成されて製造される。この有機薄膜光発電素子3は、基板30の厚みによって全体の厚みの大部分が占められ、数十μmから数千μmの範囲の厚みに形成される。特に、柔軟性と耐久性を両立する点で、約500μm程度が好ましい。
This organic thin film
このように構成される有機薄膜光発電素子3は、道路を臨む側(以下、内側という)の表面に設置されている。壁高欄2の内側面は、曲線を描く道路に沿って曲面を描いており、この壁高欄2の内側面の曲面に沿うように、有機薄膜光発電素子3が湾曲して設置されている。
The organic thin film
デリネータ4は、樹脂製の概ね筒状のケーシング41内に、発光素子としてのLED(発光ダイオード)42と、LED42からの出射光を集めて反射させる反射板を内蔵している。ケーシング41の正面側には、橙色に着色された樹脂製のレンズ43が、連結されている。デリネータ4のケーシング41内には、有機薄膜光発電素子3の端子36,37と図示しない電力ラインを通して接続された回路が収容されている。回路としては、整流回路や保護回路やLED駆動回路が必要に応じて採用される。これらの回路を通して、LED42に電力を供給するように構成されている。
The
このような構造を有するデリネータ4は、壁高欄2の上端面に、壁高欄2の延長方向に所定間隔を置いて複数個設置されている。これら複数のデリネータ4の下方に、壁高欄2の湾曲した内側面に沿って湾曲した有機薄膜光発電素子3が、各デリネータ4に電力を供給するために、夫々配置されている。こうして、壁高欄2の内側面に貼り付けられた有機薄膜光発電素子3により、本発明の発電機構を構成している。
A plurality of
この高速道路の壁高欄2には、夜間に道路1を照らすための複数の照明灯としての道路灯5,5,・・・が設置されている。
In the
上記発電機構を構成する有機薄膜光発電素子3と、デリネータ4とで形成された表示システムは、次のように動作する。すなわち、夜間に、道路1を走行する車両Cが、曲線部分に差し掛かると、図1に模式的に示すように、車両Cの前照灯から出射された光Bが、車両Cの進行方向の先に湾曲して位置する壁高欄2の内側面に照射される。この壁高欄2の内側面に設置された有機薄膜光発電素子3が、車両Cからの光Bを受け、光活性層33で電子とホールが生成されて起電力が生じる。これにより、有機薄膜光発電素子3の端子36,37間に電位差が生成され、デリネータ4の図示しない回路及びLED42に電流が流れてLED42が発光する。このようにして、車両Cの進行方向の先に位置するデリネータ4が、車両の前照灯からの光を受けて点灯することにより、壁高欄2が存在することと、道路1の曲線部分が存在することを、情報として車両Cへ伝達する。なお、デリネータ4は、内部に設けられた駆動回路に応じて点滅動作をしてもよい。
The display system formed by the organic thin-film
このように、本実施形態の表示システムは、道路施設を構成する壁高欄2に設置された有機薄膜光発電素子3により、道路1を通行する車両Cの前照灯からの人工光を受けて電力を生成する。このように、車両Cの前照灯からの光Bのような人工光が多く存在する高速道路の壁高欄2に、有機薄膜光発電素子3を設置するので、安定して電力を生成することができる。したがって、太陽光発電パネルで昼間に生成した電力を蓄電池に貯めて夜間に供給する場合のように、日照時間の不足や天候の状態に起因して電池切れが起きる不都合が無く、確実にデリネータ4を動作させることができる。
Thus, the display system of the present embodiment receives artificial light from the headlight of the vehicle C traveling on the
また、本実施形態の表示システムは、デリネータ4により、このデリネータ4の動作の電力源である車両Cに対して、壁高欄2の存在や道路1の曲線部分の存在を知らせる。したがって、車両Cから出力されるエネルギーを再利用して、効果的なエネルギーの再利用を行うことができる。
In the display system of this embodiment, the
また、本実施形態の表示システムは、有機薄膜光発電素子3が、道路1の曲線部分に対応する壁高欄2の内側の湾曲面に配置されているので、車両Cからの光Bを効果的に受けて、効率的に電力を生成することができる。また、有機薄膜光発電素子3は、太陽光発電パネルのように太陽光の入射方向に向けて設置する必要がないから、壁高欄2から張り出すことが無いので、光発電機構の小型化ができる。なお、有機薄膜光発電素子3は、道路1の直線部分に対応する壁高欄2の内側面に配置してもよい。
Moreover, since the organic thin-film
本実施形態の表示システムにおいて、壁高欄2に設置された道路灯5からの光の存在のもと、車両Cの前照灯からの光Bを受けて、有機薄膜光発電素子3により発電を行ったが、道路灯5を削除し、車両Cの前照灯からの光Bのみによって発電を行ってもよい。あるいは、道路灯5からの光により、有機薄膜光発電素子3に起電力を生じさせて、道路灯5の点灯中にデリネータ4を継続して動作させてもよい。
In the display system of this embodiment, in the presence of the light from the
また、本実施形態の表示システムは、高架橋構造の高速道路に適用されたが、他の構造の高速道路や、一般の道路に適用されてもよい。 Further, the display system of the present embodiment is applied to a highway having a viaduct structure, but may be applied to an expressway having another structure or a general road.
また、有機薄膜光発電素子3で生成した電力をデリネータ4に供給したが、デリネータ4以外に、車両へ情報を伝達するために発光素子を備えた他の機器に電力を供給してもよい。
Moreover, although the electric power produced | generated with the organic thin-film
また、人工光発電素子として、有機薄膜光発電素子3を用いたが、例えば色素増感型光発電素子等の他の発電素子を用いてもよい。要は、道路施設に存在する人工光による発電機能を有すれば、発電素子の構成はどのようなものでもよい。
Moreover, although the organic thin film
また、発光素子としてLED42を用いたが、例えば有機EL(エレクトロルミネセンス)素子等の他の発光素子を用いてもよい。 Moreover, although LED42 was used as a light emitting element, you may use other light emitting elements, such as an organic electroluminescent (EL) element, for example.
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態の表示システムを示す図である。この表示システムは、電力を生成する光発電機構の構成が異なる点が、第1実施形態の表示システムと相違する。第2実施形態において、第1実施形態と同様の構成部分には同一の参照番号を引用して、詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating a display system according to the second embodiment. This display system is different from the display system of the first embodiment in that the configuration of the photovoltaic power generation mechanism that generates electric power is different. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are referred to by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第2実施形態の表示システムの発電機構は、有機薄膜光発電素子3が設置された高欄としての壁高欄2の上に、上部設置物としての遮音壁6を備え、この遮音壁6の表面に、太陽光によって電力を生成する太陽光発電素子7が設置されている。上記壁高欄2と遮音壁6とで、路側設置物が構成されている。太陽光発電素子7は、遮音壁6が有する面のうち、日射強度を確保できる側の面に設けられている。図5には、有機薄膜光発電素子3と、太陽光発電素子7とが、道路に臨む側の面に設けられているが、太陽光発電素子7は、太陽光の照射時間を確保できれば、遮音壁6の道路に臨む側と反対側の面に設けてもよい。
The power generation mechanism of the display system according to the second embodiment includes a
本実施形態の表示システムの発電機構は、太陽光発電素子7が、図示しない蓄電池を介してデリネータ4のLED42に接続されている。デリネータ4は、太陽光発電素子7で生成した電力と、有機薄膜光発電素子3で生成した電力との両方で動作するように構成されている。
In the power generation mechanism of the display system of the present embodiment, the solar
本実施形態の表示システムによれば、昼間には、太陽光発電素子7で太陽光を受けて生成した電力により、デリネータ4を動作させる。一方、夜間には、有機薄膜光発電素子3で車両Cの前照灯からの光Bを受けて生成した電力により、デリネータ4を動作させる。ここで、昼間には、太陽光発電素子7で生成した比較的大きい電力により、デリネータ4を比較的高い輝度で常時発光させる一方、夜間には、有機薄膜光発電素子3で発電する比較的小さい電力により、車両Cが通行するときのみに、比較的低い輝度で発光させる。このように、昼間と夜間とで電力を生成する発電素子を使い分けることにより、太陽光発電素子のみによって夜間の電力も補おうとした場合に生じる電池切れの問題を防止できる。したがって、公衆の電力供給網に接続してバックアップ用の電力を受けることなく、デリネータ4を動作させることができる。その結果、表示システムの設置コストとランニングコストの削減を行うことができる。
According to the display system of this embodiment, in the daytime, the
なお、本実施形態の表示システムは、太陽光発電素子7で生成した電力を昼間にデリネータ4に供給する一方、有機薄膜光発電素子3で生成した電力を夜間にデリネータ4に供給したが、太陽光発電素子7で生成して蓄電池に蓄電できる限りの電力をデリネータ4に供給し、蓄電池の容量が枯渇した場合に、補助的に有機薄膜光発電素子3の電力を用いてもよい。
In addition, while the display system of this embodiment supplies the electric power generated by the photovoltaic
また、本実施形態の表示システムでは、高欄としての壁高欄2の上に、上部設置物としての遮音壁6を設置したが、高欄は壁以外の柵等で構成してもよい。また、上部設置物は、遮音壁以外の網状の防護柵や、樹脂製の騒音緩和壁等であってもよい。さらに、上部設置物は、遮音壁や防護柵のような連続的なものの他、信号機や道路灯等のような不連続的なものでもよい。
Further, in the display system of the present embodiment, the
(第3実施形態)
図6は、第3実施形態の表示システムを示す図である。この表示システムは、光発電機構の人工光発電素子と、発光素子の配置形態が異なる点が、第1実施形態の表示システムと相違する。第3実施形態において、第1実施形態と同様の構成部分には同一の参照番号を引用して、詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating a display system according to the third embodiment. This display system is different from the display system of the first embodiment in that the artificial photovoltaic power generation element of the photovoltaic power generation mechanism is different from the display form of the light emitting elements. In the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are referred to by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この表示システムは、人工光発電素子としての有機薄膜光発電素子3と、発光素子としての有機EL素子8とが、可撓性を有するポリマー製のベース9上に固定されて、カーブ標識10を構成している。このカーブ標識10は、有機薄膜光発電素子3が、標識模様として矢印形状に成型され、矩形のベース9上に固定されている。さらに、カーブ標識10には、有機薄膜光発電素子3の周縁とベース9の周縁との間を埋めるように、有機EL素子8が配置されている。
In this display system, an organic thin-film
有機薄膜光発電素子3は、光の吸収効率を向上するための色素が添加されており、光が照射されると電力を生成すると共に、赤色の反射光を出射する。
The organic thin-film
有機EL素子8は、有機薄膜光発電素子3で生成された電力を受けて概ね白色の光を出射する。有機薄膜光発電素子3と有機EL素子8との間には、必要に応じて整流回路、保護回路及びEL駆動回路等が接続される。
The
このカーブ標識10は、有機薄膜光発電素子3と有機EL素子8とベース9とを主要部品とすることにより、全体として可撓性を有し、壁高欄2の内側面の曲面に沿って、湾曲して取り付けられている。
This
本実施形態の表示システムとしてのカーブ標識10は、道路1を走行する車両Cの前照灯からの光Bを受けると、有機薄膜光発電素子3が電力を生成し、この電力が所定の回路を経て有機EL素子8に供給されて、有機EL素子8が発光する。このとき、車両Cの前照灯からの光Bが照射されたカーブ標識10は、照射光が有機薄膜光発電素子3で反射されてなる赤色の反射光と、有機EL素子8が出射する白色光により、矢印形状の標識模様を明確に表示する。したがって、進行方向の先に壁高欄2が存在することと、道路1の曲線部分が存在することを、情報として車両Cへ伝達することができる。
When the
本実施形態において、人工光発電素子として、有機薄膜光発電素子3を用いたが、例えば色素増感型光発電素子等の他の発電素子を用いてもよく、また、道路施設に存在する人工光によって発電が可能な他の発電素子を用いてもよい。
In the present embodiment, the organic thin-film
また、発光素子として有機EL素子8を用いたが、LED等の他の発光素子を用いてもよい。LEDを用いる場合、矢印形状の有機薄膜光発電素子3の周囲を取り囲むように、複数の白色発光のLEDを配列することにより、標識模様を明確に表示することができる。
Moreover, although the
また、有機薄膜光発電素子3と有機EL素子8によって表示する標識模様は、矢印形状に限らず、標識の設置位置に応じて種々の形状を採用することができる。
Moreover, the sign pattern displayed by the organic thin-film
(第4実施形態)
図7は、第4実施形態の表示システムを示す図である。この表示システムは、道路の舗装に埋設される発光式の道路鋲を構成するものであり、第1実施形態の表示システムで用いたものと同様の人工光発電素子を用いて形成される。第4実施形態において、第1実施形態と同様の構成部分には同一の参照番号を引用して、詳細な説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a display system according to the fourth embodiment. This display system constitutes a light-emitting road fence buried in a road pavement, and is formed using an artificial photovoltaic device similar to that used in the display system of the first embodiment. In the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are referred to by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この道路鋲11は、道路の交差点の中心に埋設され、交差点に差し掛かる車両Cの前照灯からの光Bを受けて電力を生成し、この電力で発光部13から光を出射して、車両Cへ交差点の存在を伝えて注意を促すものである。
This
図7(a)は道路鋲11の平面図であり、図7(b)は道路鋲11の断面図である。この道路鋲11は、図7(a)に示すように、平面視において長辺と短辺が交互に連なる周縁を有して不等辺八角形をなすと共に、中央部が膨出したケーシング12と、ケーシング12の対向する2対の長辺に沿って配置された4つの人工光発電素子としての有機薄膜光発電素子3と、中央部に配置された4つの発光部13とで構成されている。
FIG. 7A is a plan view of the
図7(b)に示すように、ケーシング12の上側面の外縁に近い側は、中央部に向かって傾斜した緩やかな傾斜面を有し、この傾斜面に有機薄膜光発電素子3が配置されている。ケーシング12の上側面の中央部は、中心から不等辺八角形の短辺に向かって延在する区画壁で区切られており、中心から各有機薄膜光発電素子3に向かって拡幅して平面視において三角形をなす4つの発光部13が形成されている。発光部13は、発光素子としてのLED14と、ケーシング12の中心から有機薄膜光発電素子3側に向かって上方に傾斜した反射鏡15と、上記LED14と反射鏡15を覆う透明カバー16とを有する。4つの発光部13は、各々のケーシング12外縁側に位置する有機薄膜光発電素子3に、必要に応じて整流回路、保護回路及びLED駆動回路等を介して夫々接続されている。この道路鋲11は、ケーシング12の下部が舗装に埋設されて固定される。
As shown in FIG. 7B, the side near the outer edge of the upper side surface of the
この道路鋲11は、車両Cの前照灯からの光Bを受けると、有機薄膜光発電素子3が電力を生成し、LED14が発光して発光部13から光を出射する。これにより、交差点が存在することを車両Cへ伝えて、側方の道路から車両や歩行者等が進入する可能性を認識させて、注意を喚起するようになっている。
When the
この道路鋲11の有機薄膜光発電素子3は、道路の舗装表面の近傍に存在するものの、中央部が膨出したケーシング12の傾斜面に配置されているので、車両Cの前照灯からの光Bを法線に近い入射角度で受けることができ、したがって、比較的高い効率で電力を生成することができる。また、有機薄膜光発電素子3は、車両Cの前照灯からの光Bを受けた際に発光部13から光を出射できる程度の電力を生成すればよいので小型にでき、また、車両Cからの光Bを効率的に受けるためにケーシング12の傾斜面に設置するので、この道路鋲11は、太陽光発電パネルを用いた道路鋲よりも小型化を図ることができる。
Although the organic thin-film
また、この道路鋲11の発光部13は、道路の舗装表面の近傍に存在するものの、反射鏡15がケーシング12の中心から有機薄膜光発電素子3の側に向かって上方に傾斜するので、車両Cの運転者や同乗者の視線によって問題なく視認される。したがって、この道路鋲11は、前照灯を点灯した車両Cが接近するに応じて、この車両Cへ交差点の存在を知らせて注意を喚起することができる。
Further, although the
また、この道路鋲11は、車両Cの前照灯からの光Bをエネルギー源として、この車両Cに対して光を出射するので、車両Cから放出されるエネルギーを効果的に再利用でき、しかも、道路交通の安全を保持することができる。
Moreover, since this
本実施形態において、道路鋲11は、4つの有機薄膜光発電素子3と4つの発光部13を備えたが、有機薄膜光発電素子3の数と発光部13の数はこれに限定されず、1つ又は複数のいくつでもよい。また、有機薄膜光発電素子3の数と発光部13の数は異なってもよい。また、有機薄膜光発電素子3は四角形に形成され、発光部13は三角形に形成されたが、いずれも他の形状に形成されてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態の道路鋲11は交差点に配置されたが、道路鋲11は、道路の交差点以外の直線部や曲線部に配置されてもよく、例えば、道路の中央線や車線境界線に沿って配置されてもよい。これにより、道路の車線の境界を、車両Cから放出されたエネルギーを再利用しながら効果的に知らせることができる。
Moreover, although the
また、発光部13の発光素子はLED14で形成したが、有機EL等で形成してもよく、また、発光部13の発光素子の数は、1個以外の何個でもよい。
Moreover, although the light emitting element of the
1 道路
2 壁高欄
3 有機薄膜光発電素子
4 デリネータ
42 LED
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記道路施設は、道路の側部に設置された路側設置物を含み、上記路側設置物は、高欄と、この高欄の上に配置された上部設置物とを有し、上記高欄の上記道路に臨む面に上記人工光発電素子を配置する一方、上記上部設置物に太陽光発電素子を配置したことを特徴とする光発電機構。 An artificial photovoltaic power generation element that generates electric power by receiving artificial light is installed in road facilities,
The road facility includes a roadside installation installed on a side of the road, and the roadside installation includes a railing and an upper installation arranged on the railing, and the roadside installation includes A photovoltaic power generation mechanism, wherein the artificial photovoltaic power generation element is arranged on the facing surface, and the photovoltaic power generation element is arranged on the upper installation object .
上記路側設置物の上記道路に臨む側、かつ、上記道路を走行する車両の前照灯から出射された光が照射される位置に、上記人工光発電素子を配置したことを特徴とする光発電機構。 The photovoltaic power generation mechanism according to claim 1,
Photovoltaic power generation characterized in that said artificial photovoltaic power generation element is arranged at a position facing said road of said roadside installation and at a position irradiated with light emitted from a headlamp of a vehicle traveling on said road mechanism.
上記人工光は、道路を走行する車両の前照灯から出射された光、及び、道路の照明灯から出射された光のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする光発電機構。 The photovoltaic power generation mechanism according to claim 1,
The photovoltaic power generation mechanism, wherein the artificial light includes at least one of light emitted from a headlamp of a vehicle traveling on a road and light emitted from an illumination lamp on the road.
上記人工光発電素子は、有機薄膜光発電素子であることを特徴とする光発電機構。 The photovoltaic power generation mechanism according to claim 1,
The artificial photovoltaic device is an organic thin film photovoltaic device.
この発光素子を、道路を走行する車両へ情報を伝達するために用いることを特徴とする表示システム。 The photovoltaic power generation mechanism according to claim 1, and a light emitting element to which electric power generated by the photovoltaic power generation mechanism is supplied,
A display system, wherein the light emitting element is used to transmit information to a vehicle traveling on a road.
上記路側設置物の上記道路に臨む面に、所定の標識模様をなすように上記発光素子と上記人工光発電素子とを配置したことを特徴とする表示システム。 The photovoltaic power generation mechanism according to claim 1 , and a light emitting element to which electric power generated by the photovoltaic power generation mechanism is supplied,
A display system, wherein the light emitting element and the artificial photovoltaic power generation element are arranged on a surface of the roadside installation facing the road so as to form a predetermined sign pattern.
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