JP7272687B2 - オフグリッドシステム、オフグリッド型等のモバイルクリニック設備、及び、それらの製造方法 - Google Patents

オフグリッドシステム、オフグリッド型等のモバイルクリニック設備、及び、それらの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、発電部と変換部や、設備等を有した設備システム、及び、その製造方法に関する。
従来、電力システムが知られている(特許文献1参照)。
この電力システムは、太陽電池アレイと、前記太陽電池アレイによる発電電力を充電する蓄電池システムと、前記蓄電池システムに接続される宅内の分電盤と、停電時における宅内の重要負荷系統と、を備え、前記太陽電池アレイで発電した電力を、前記蓄電池システムを経由してから前記分電盤または前記重要負荷系統へと供給する電力システムであって、前記分電盤は、系統電源と前記蓄電池システムとの間に設けられ、停電時に開放されるブレーカーを有しており、前記ブレーカーの開放時において前記蓄電池システムと前記重要負荷系統とが接続されている。
特開2014-192986号公報
しかしながら、特許文献1に記載された電力システムでは、その段落0017等に記載されたように、分電盤は、買電用電力計(順潮流用電力計)および売電用電力計(逆潮流用電力計)等の電力メーターを介して系統に接続され、系統連系することを前提としたシステムであるため、感染症や震災などの災害が発生した非常時に、系統に連系可能な場所にしか設置できない問題がある。
又、特許文献1の電力システムでは、電力会社からの引込線に系統連系させる作業負担や連系機器が必須となり、これらの作業負担や機器準備の分だけ、当該電力システムを新たに設置する時間が余計にかかる。
そして、特許文献1の電力システムでは、系統電源と蓄電池システムとの間に設けられる分電盤や、停電時に開放されるブレーカー等も必須としており、これらの機器準備の分だけ、更に、当該電力システムを新たに設置する時間が余計にかかる。
本発明は、このような点に鑑み、常にオフグリッド状態とする等によって、「設置自由度の向上」や「設置時間の短縮」などを実現する設備システム、及び、その製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る設備システム1は、発電する発電部2と、前記発電部2からの直流電流又は交流電流を交流電流に変換する変換部3と、前記変換部3からの電流で作動する設備4と、少なくとも前記発電部2、変換部3及び設備4が設けられた筐体10を有した設備システムであって、当該設備システムは、常にオフグリッド状態であり、前記発電部2は、太陽電池2’であり、前記太陽電池2’の一部は、前記筐体10の上外面に取り付けられ、前記一部以外の太陽電池2’は、平面視における面積を変更可能に、前記筐体10の上外面の端部に対して回転軸を介して上下回動自在に取り付けられ、前記上下回動自在に取り付けられた太陽電池2’の上げ動作及び下げ動作を補助する補助装置2aを有していることを第1の特徴とする。
本発明に係る設備システム1の第2の特徴は、発電する発電部2と、前記発電部2からの直流電流又は交流電流を交流電流に変換する変換部3と、前記変換部3からの電流で作動する設備4と、少なくとも前記発電部2、変換部3及び設備4が設けられた筐体10と、前記筐体10に設けられたドア設備10eを有した設備システムであって、当該設備システムは、常にオフグリッド状態であり、前記発電部2は、太陽電池2’であり、前記太陽電池2’の一部は、前記筐体10の上外面に取り付けられ、前記一部以外の太陽電池2’は、平面視における面積を変更可能に、前記筐体10の上外面の端部に対して回転軸を介して上下回動自在に取り付けられ、前記上下回動自在に取り付けられた太陽電池2’の上げ動作及び下げ動作を補助する補助装置2aを有し、前記ドア設備10eは、開閉時に既存の建物に当たらないように設けられている点にある。
本発明に係る設備システム1の第3の特徴は、上記第1又は2の特徴に加えて、前記上下回動自在に取り付けられた太陽電池2’は、その上位置で、前記筐体10の上外面に取り付けられた太陽電池2’と合わせて略面一状となる点にある。
本発明に係る設備システム1の第4の特徴は、上記第1~3の特徴に加えて、前記設備4は、前記筐体10内部の気圧を前記筐体10外部の気圧より低くする陰圧設備4aを含んでいる点にある。
本発明に係る設備システム1の第5の特徴は、上記第1~4の特徴に加えて、当該設備システムは、前記変換部3からの直流電流を蓄電する蓄電部5も有し、前記変換部3は、前記発電部2からの直流電流又は交流電流を直流電流にも変換し、且つ、前記発電部2、設備4及び蓄電部5の間の電流の流れも制御し、前記変換部3による前記発電部2、設備4及び蓄電部5の間の電流の流れとは、<1>前記発電部2から変換部3を経由して設備4までの間の電流の流れ、<2>前記発電部2から変換部3を経由して蓄電部5までの間の電流の流れ、及び、<3>前記蓄電部5から変換部3を経由して設備4までの間の電流の流れを有し、前記変換部3は、前記発電部2からの発電力Hと、前記設備4で消費される消費電力Sの値に基づいて、前記発電力Hが消費電力Sより大きい場合には、前記発電力Hの一部で消費電力Sを賄うために前記<1>の流れとし、且つ、前記発電力Hから消費電力Sを引いた差の電力H-Sを蓄電部5で蓄電するために前記<2>の流れとし、前記発電力Hと消費電力Sが略同じである場合には、前記発電力Hの全てで消費電力Sを賄うために前記<1>の流れのみとして、前記発電部2、設備4及び蓄電部5の間の電流の流れを少なくとも制御する点にある。
本発明に係る設備システム1の第6の特徴は、上記第1~5の特徴に加えて、当該設備システムは、シャワー、水洗トイレ、手洗い場のうち少なくとも1つを含む水回り設備20を有している点にある。
本発明に係る設備システム1の第の特徴は、上記第1~6の特徴に加えて、当該設備システムは、真空トイレ設備4bを有し、前記真空トイレ設備4bは、汚水タンクまで汚物を圧送し、前記汚水タンクをトイレ便座下部に設けていない点にある。
その他、設備システム1、発電する発電部2と、前記発電部2からの直流電流又は交流電流を交流電流に変換する変換部3と、前記変換部3からの電流で作動する設備4を有した設備システムであって、当該設備システムは、系統に連系して前記変換部3からの電力を系統へ売電可能な系統連系部30を有し、前記設備4は、前記系統連系部30からの電流では作動せず、当該設備システムは、前記変換部3からの直流電流を蓄電する蓄電部5を有していても良い
その他、設備システム1、電流で作動する設備4を有した設備システムであって、当該設備システムは、系統に連系するが系統へは売電しない系統連系部30’を有し、前記設備4は、前記系統連系部30’からの電流で作動し、当該設備システムは、発電部2と、前記発電部2からの直流電流又は交流電流を交流電流に変換する変換部3と、前記変換部3からの直流電流を蓄電する蓄電部5を有していなくても良い
これらの特徴により、発電部2と変換部3と設備4を有した設備システム1を、常にオフグリッド状態とすることによって、特許文献1とは異なり、分電盤や、買電用電力計(順潮流用電力計)、売電用電力計(逆潮流用電力計)等の電力メーターなどは不要となり、感染症や震災などの災害が発生した非常時でも、系統に連系可能な場所か否かを問わず、何れの場所にも設置でき、設置場所の自由度が上がる(「設置自由度の向上」)。
これと共に、電力会社からの引込線に系統連系させる作業負担や連系する設備も不要となり、これらの作業負担や設備の準備がない分だけ、当該電力システムを新たに設置する時間を短縮でき(「設置時間の短縮」)、送電線がない地域、電源がない場所であっても、設置するだけで直ぐに使用することが可能となるとも言える。
尚、このような設備システム1は、「オフグリッドシステム(又は、オフグリッドステーション)」であるとも言える。
又、設備4が、筐体10内外で気圧差を設ける陰圧設備4aを含むことによって、設備システム1内部の空気の外部への漏洩を抑制でき、感染症などが発生した非常時には、素早く簡単に必要に応じた個数の隔離病棟等として設置することが可能となる。
尚、このような設備システム1は、上述した「オフグリッド型のモバイルクリニック設備(又は、モバイルクリニック)」であるとも言える。
更に、発電部2からの直流電流又は交流電流を直流電流にも変換する変換部3からの直流電流を、蓄電部5で蓄電することによって、夜間など発電できない時にも使用でき、より長時間の使用が可能になると言える。
そして、変換部3で、発電部2、設備4及び蓄電部5の間の電流の流れも制御することによって、当該電流の流れを制御する制御部などを別途設ける必要がなく(変換部3が制御部を兼用し)、システムの簡素化や、コンパクト化が図れるとも言える。
尚、このような設備システム1における変換部3は、変換(invert等)と制御などの複数の機能を融合したことから、「ハイブリッドインバータ(又は、ハイブリッドパワーコンディショナ)」であるとも言える。
その他、発電部2を太陽電池2’としても良い。
更に加えて、太陽電池2’の少なくとも一部を、平面視面積が変更可能となるように、筐体10に外部から取り付けても良く、これによって、平常時(平時)には、太陽電池2’の平面視面積をより小さくして、省スペース化や移動容易化を図ると共に、非常時には、太陽電池2’の平面視面積をより大きくして、発電量の増加を図ることが出来るとも言える。
そして、シャワー、水洗トイレ、手洗い場のうち少なくとも1つを含む水回り設備20を設けても良く、これによって、感染症対策を行いつつ、コスト低減も図れるとも言える。
その他、変換部3からの電力を系統へ売電可能な系統連系部30を有し、この系統連系部30からの電流では設備4を作動させず、蓄電部5を有することによっても、特許文献1とは異なり、感染症や震災などの災害が発生した非常時か否かで電源を切り替える分電盤やブレーカー等が不要となり、その分だけ「設置時間の短縮」が図れる。これに加えて、感染症や震災などの災害が発生しない平常時には、設備4の作動のために系統から余計な買電をすることがないと同時に、発電部2で発電され蓄電部5の蓄電量を越えた余分な電力を系統へ売電もできるため、設備システムのコスト削減等に寄与するとも言える。
その他、系統に連系するが系統へは売電しない系統連系部30’を有し、この系統連系部30’からの電流で設備4を作動させ、発電部2、変換部3及び蓄電部5を有さないことによっても、特許文献1とは異なり、感染症や震災などの災害が発生した非常時か否かで電源を切り替える分電盤やブレーカー等に加えて、太陽電池アレイや蓄電池システム等も更に不要となり、その分だけ、より「設置時間の短縮」が図れる。
尚、このような設備システム1は、逆に、「オングリッド型のモバイルクリニック設備(又は、モバイルクリニック)」であるとも言える。
本発明に係る設備システム1の製造方法は、発電する発電部2と、前記発電部2からの直流電流又は交流電流を交流電流に変換する変換部3と、前記変換部3からの電流で作動する設備4と、少なくとも前記発電部2、変換部3及び設備4が設けられた筐体10と、前記筐体10に設けられたドア設備10eを有した設備システムの製造方法であって、当該設備システムは、常にオフグリッド状態であり、前記発電部2は、太陽電池2’であり、前記太陽電池2’の一部は、前記筐体10の上外面に取り付けられ、前記一部以外の太陽電池2’は、平面視における面積を変更可能に、前記筐体10の上外面の端部に対して回転軸を介して上下回動自在に取り付けられ、前記上下回動自在に取り付けられた太陽電池2’の上げ動作及び下げ動作を補助する補助装置2aを有し、既存の建物に対する当該設備システムの設置場所を決める場所決定工程と、前記場所決定工程の後で、当該設備システムの前記筐体10において、前記ドア設備10eの位置並びに/若しくは開閉方向を決める設備決定工程を有していることを第1の特徴とする。
その他、設備システム1の製造方法は、電流で作動する設備4を有した設備システムの製造方法であって、当該設備システムは、系統に連系するが系統へは売電しない系統連系部30’を有し、前記設備4は、前記系統連系部30’からの電流で作動し、当該設備システムは、発電部2と、前記発電部2からの直流電流又は交流電流を交流電流に変換する変換部3と、前記変換部3からの直流電流を蓄電する蓄電部5を有さず、既存の建物に対する当該設備システムの設置場所を決める場所決定工程と、前記場所決定工程の後で、当該設備システムの筐体10において、シャワー、水洗トイレ、手洗い場のうち少なくとも1つを含む水回り設備20の位置、及び/又は、ドア設備10eの位置並びに/若しくは開閉方向を決める設備決定工程を有していても良い
これらの特徴により、常にオフグリッド状態とした設備システム1によって、特許文献1とは異なり、分電盤や、買電用電力計(順潮流用電力計)、売電用電力計(逆潮流用電力計)等の電力メーターなどは不要となり、感染症や震災などの災害が発生した非常時でも、系統に連系可能な場所か否かを問わず、何れの場所にも設置でき、設置場所の自由度が上がり(「設置自由度の向上」)、これと共に、電力会社からの引込線に系統連系させる作業負担や連系する設備も不要となり、これらの作業負担や設備の準備がない分だけ、当該電力システムを新たに設置する時間を短縮でき(「設置時間の短縮」)、送電線がない地域、電源がない場所であっても、設置するだけで直ぐに使用することが可能となるとも言える。
更に加えて、既存の建物に対する設備システム1の設置場所を決めた後で、筐体10における水回り設備20の位置やドア設備10eの位置・開閉方向を決めることによって、従来のプレハブユニットを用いた場合や貨物コンテナ等を流用した場合とは異なり、設備システム1を設置したい場所(既存の病棟や医療施設、介護施設などの建物の傍ら等)に応じて、既存の建物の状況(既存の病棟や医療施設、介護施設などの建物の形状や出入口の位置や大きさ、構造など)に合わせて、医療従事者や介護従事者のみが使用する水回り設備20やドア設備10eを設けたり、外来や入院等の患者のみが使用する水回り設備20やドア設備10eを別途設けることや、既存の建物と設備システム1との間における人(医療従事者や患者等)の動線や振る舞い、医療業務・介護業務などにおけるオペレーション(事務や各課の作業)に応じたドア設備10eや水回り設備20を設けることが可能となり、更なる感染症対策を図れる。
尚、このような設備システム1の製造方法は、「オフグリッドシステム(又は、オフグリッドステーション)」や「オフグリッド型のモバイルクリニック設備(又は、モバイルクリニック)」の製造方法であるとも言える。
又、上述したオングリッド型の設備システム1によって、特許文献1とは異なり、太感染症や震災などの災害が発生した非常時か否かで電源を切り替える分電盤やブレーカー等に加えて、太陽電池アレイや蓄電池システム等も更に不要となり、その分だけ、より「設置時間の短縮」が図れる。
更に加えて、既存の建物に対する設備システム1の設置場所を決めた後で、筐体10における水回り設備20の位置やドア設備10eの位置・開閉方向を決めることによって、従来のプレハブユニットを用いた場合や貨物コンテナ等を流用した場合とは異なり、設備システム1を設置したい場所(既存の病棟や医療施設、介護施設などの建物の傍ら等)に応じて、既存の建物の状況(既存の病棟や医療施設、介護施設などの建物の形状や出入口の位置や大きさ、構造など)に合わせて、医療従事者や介護従事者のみが使用する水回り設備20やドア設備10eを設けたり、外来や入院等の患者のみが使用する水回り設備20やドア設備10eを別途設けることや、既存の建物と設備システム1との間における人(医療従事者や患者等)の動線や振る舞い、医療業務・介護業務などにおけるオペレーション(事務や各課の作業)に応じたドア設備10eや水回り設備20を設けることが可能となり、更なる感染症対策を図れる。
尚、このような設備システム1の製造方法は、逆に、「オングリッド型のモバイルクリニック設備(又は、モバイルクリニック)」の製造方法であるとも言える。
本発明に係る設備システム、及び、その製造方法によると、常にオフグリッド状態とする等によって、「設置自由度の向上」や「設置時間の短縮」などを実現できる。
本発明に係る設備システムを示す概要図(ブロック図)である。 本発明のうち、第1実施形態に係る設備システムを防災倉庫として用いた場合(発電部(太陽電池)を折り畳んだ状態)を示し、(a)は正面図であり、(b)は平面図であり、(c)は内部の様子を例示した図面代用写真である。 本発明のうち、第1実施形態に係る設備システムをスモーキングステーションとして用いた場合(発電部(太陽電池)を折り畳んだ状態)を示し、(a)は正面図であり、(b)は側外面図であり、(c)は内部の様子を例示した正面透視図である。 第1実施形態に係る設備システムをスモーキングステーションとして用いた場合(発電部(太陽電池)を広げた状態)を示し、(a)は平面図であり、(b)は側面図である。 第1実施形態に係る設備システムを電源ステーションとして用いた場合を示す概要図である。 第1実施形態の変形例に係る設備システムの内部平面図である。 本発明のうち、第2実施形態に係る設備システムを示す概要図であり、(a)は外部からの正面視を示し、(b)は内部の平面視を示し、(c)は内部の正面斜視を示す。 第2実施形態の変形例1に係る設備システムの内部平面図である。 第2実施形態の変形例2に係る設備システムの内部平面図である。 第2実施形態の変形例3に係る設備システムの内部平面図である。 変形例3に係る設備システムにおける水回り設備や筐体等を示す図であって、(a)は図10におけるA-A矢視図であり、(b)は図10におけるB-B矢視図であり、(c)は図10におけるC-C矢視図であり、(d)は図10におけるD矢視図である。 本発明のうち、第3実施形態に係る設備システムを示す概要図(ブロック図)である。 本発明のうち、第4実施形態に係る設備システムを示す概要図(ブロック図)である。 設備システムの製造方法を示すフローチャートであって、(a)は第1実施形態を示し、(b)は第2実施形態を示し、(c)は第3実施形態を示す。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
<第1実施形態に係る設備システム1>
図1~6には、本発明の第1実施形態に係る設備システム1が示されている。
この設備システム1は、後述する発電部2と、変換部3と、設備4を有しており、設備システム1は、常にオフグリッド状態である。
ここで、本発明における「常にオフグリッド状態である」とは、常時(何れの時刻においても)系統(grid)Kと連系(接続)していないことや、系統Kと連系することが出来ないことを意味する。
又、本発明における「系統K」とは、商用電力系統とも言い、電力を需要家の受電設備に供給するための、発電・変電・送電・配電を統合したシステムである。
よって、設備システム1は、上述した分電盤や、買電用電力計(順潮流用電力計)、売電用電力計(逆潮流用電力計)等の電力メーターなど、系統Kと連系する設備を有していなくとも良く、その他、買電盤や売電盤などの接続部を有していなかったり、真空遮断器(VCB)や、高圧遮断器等の遮断器(謂わば、系統遮断器)、避雷器(SAR)、計器用変成器(VT、Voltage Transformer 、謂わば、電圧変成器)、断路器(謂わば、引込断路器、高圧開閉器)、計器用変流器(謂わば、高圧系統電流変成器)、過電流継電器(謂わば、受電OCR)、計器用変圧変流器(謂わば、高圧変成電圧電流器)、不足電圧継電器や、過電圧継電器、不足周波数継電器(周波数低下継電器とも言う)、過周波数継電器、柱上気中開閉器などを有していなくとも構わない。
その他、設備システム1は、後述する蓄電部5や、筐体10を有していても良い。
<発電部2>
図1~6に示されたように、発電部2は、発電する部分であって、その出力側が、後述する変換部3に接続する。
発電部2は、発電するのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、後述する太陽電池2’であったり、風力、波力(潮力)、水力、火力、地熱等によって回転されるモータ(発電機)にて発電する装置(風力発電プラント等)など何れであっても良い。
尚、風力発電プラント等におけるモータは、交流モータや直流モータの何れでも構わない。
又、発電部2は、燃料電池、ガソリン等の燃料で動く発電機などであっても良い。
以下、発電部2は、主に太陽電池2’であるとして述べる。
<太陽電池2’>
図1~5に示されたように、太陽電池2’は、太陽光などの光が照射されることによって、その素材は、ケイ素系や化合物系など何れでも良く、又、ケイ素系においては、単結晶であったり、多結晶など何れの構成でも構わない。
太陽電池2’は、正極(+極)と負極(-極)の間に直流電力を発生し、発生する電力の平均は、例えば、100W以上400W以下(340Wなど)である。
太陽電池2’は、パネル状(平板状)等であっても良く、その形状は、例えば、略矩形や、略正方形であったり、その他、略円形や略楕円形、略三角形などであっても構わない。
以下、太陽電池2’は、主に、略矩形のパネル状であるとして述べる。
太陽電池2’の重さも、特に限定はないが、例えば、15kg~16kgなどであっても良い。
太陽電池2’の個数は、特に限定はないが、例えば、1つの設備システム1(又は、1つの後述する筐体10)に対して、1つだけ設けられていたり、又は、複数(例えば、6つ)設けられていても良い。
以下、太陽電池2’は、主に、1つの設備システム1に対して複数設けられているとして述べる。
これら複数の太陽電池2’のうち、ある太陽電池2’の+極に別の太陽電池2’の-極を接続し、別の太陽電池2’の+極にまた別の太陽電池2’の-極を接続し、以下、これを繰り返して、複数枚(例えば、5~20枚)の太陽電池2’を直列に接続して、1本の太陽電池ストリングとなる。
このように、複数枚の太陽電池2’が直列に繋がった太陽電池ストリング全体としての+極(電力出力端)と、-極(グランド端)の間の電圧は、各太陽電池2’で発生された直流電圧の和であって、天候、時刻や、各太陽電池2’の劣化、故障、設置位置のズレなどで変動するが、200V以上1500V以下となる。
又、太陽電池ストリングの電力出力端から出力される電力は、各太陽電池2’の電力の和であって、500W以上6000W以下(例えば、出力電力が250Wの太陽電池2’を14枚接続した場合、3500W=3.5kW)となる。
ここで、太陽電池2’を直列に接続するということは、それらの太陽電池2’のうち1つでも不具合のある太陽電池2’が発生すると、その太陽電池2’において電流が遮断されてしまい、他の太陽電池2’により発電された電力を出力することが困難となる。
そのため、直列に接続された太陽電池2’ごとに、バイパスダイオード(図示省略)を設けることで、不具合の発生した太陽電池2’を、電流が、バイパス(迂回)するように構成される。
尚、このバイパスダイオードは、太陽電池2’に対して、その-極から+極へ電流が流れる向きに並列に接続され、詳しくは、バイパスダイオードのカソード(陰極)が、太陽電池2’の+極に接続され、バイパスダイオードのアノード(陽極)が、太陽電池2’の-極に接続される。
このような太陽電池2’は、何れの箇所に設置されていても良いが、例えば、後述する筐体10に取り付けられていても良く、特に、太陽電池2’の少なくとも一部は、平面視における面積を変更可能に、筐体10に外部から取り付けられていたり、その他、筐体10とは別の場所に設置されていても構わない。
太陽電池2’など発電部2の別の設置場所としては、例えば、ゴルフ場跡地や山間部の土地、空き地、休耕地、農地等、土のある地面、後述する筐体10とは別の建物の屋根や屋上、壁等であっても良い。
太陽電池2’の設置場所は、後述する筐体10と同じ設置場所(設置面)であったり、筐体10とは異なる設置場所(設置面)であっても良い。
又、太陽電池2’は、取付部材や架台を介して、筐体10や設置場所に設置されていても良く、その取付部材等は、発電量を上げるため、太陽電池2’を所定方向(例えば、南へ行くほど低くなるよう)に傾けて支持しても良く、その角度は、十分な発電量を得られるのであれば、何度でも良いが、例えば、10度や5度などである。
以下、太陽電池2’は、後述する筐体10に外部から取り付けられているとして述べる。
<変換部3>
図1、3に示されたように、変換部3は、上述した発電部2からの直流電流(例えば、太陽電池2’からの直流電流など)、又は、交流電流(例えば、風力発電装置の交流モータなどからの交流電流など)を、交流電流に変換する部分である。
尚、変換部3は、上述したように、インバータや、パワーコンディショナ(略してパワコン)とも呼ばれる。
変換部3は、上述した発電部2からの直流電流を交流電流(例えば、100V以上600V以下等)などに変換するインバータ装置(DC/ACコンバータ装置)や、上述した発電部2からの直流電流を直流電流(例えば、100V以上600V以下等)などに変換するチョッパ装置(DC/DCコンバータ装置)、これらの装置が変換する交流電流や直流電流の電圧や周波数を制御する制御装置、気中遮断器(ACB)等を備えていても良く、その他、AC/ACコンバータ装置(謂わば、変圧器)を備えていても構わない。
変換部3は、これらのインバータ装置やチョッパ装置、制御装置、遮断器等が内蔵されたケーシング(筐体)には、その内部の空気を逃がす回転ファン状の送風手段が設けられていても良い。
変換部3のケーシングは、何れの形状であっても良いが、例えば、略直方体状や、略立方体状であったり、その他、略円柱状や略楕円柱状、略三角柱状などであっても構わない。
以下、変換部3のケーシングは、主に、略直方体状であるとして述べる。
変換部3の容量も、特に限定はないが、例えば、3kWhなどでも良い。
変換部3は、上述した発電部2からの直流電流又は交流電流を、直流電流にも変換しても良い。
変換部3は、発電部2、設備4及び蓄電部5の間の電流の流れも制御しても良く、この制御は、上述した変換部3内の制御装置によって行われていても構わない。
ここで、本発明における「発電部2、設備4及び蓄電部5の間の電流の流れ」とは、発電部2及び蓄電部5の2つのうちの何れか1つから、変換部3を経由して、設備4及び蓄電部5の2つのうちの何れか1つまでの間の電流の流れであると言え、例えば、<1>発電部2から変換部3を経由して設備4までの間の電流の流れや、<2>発電部2から変換部3を経由して蓄電部5までの間の電流の流れ、<3>蓄電部5から変換部3を経由して設備4までの間の電流の流れ等がある(図1参照)。
尚、<1>の流れでは、<1-1>発電部2からの直流電流を変換部3で交流電流に変換し(電圧等も変換しても良い)、変換部3からの交流電流で設備4を作動させる場合と、<1-2>発電部2からの直流電流が変換部3では直流電流のままで(電圧等は変換しても良い)、変換部3からの直流電流で設備4を作動させる場合と、<1-3>発電部2からの交流電流が変換部3では交流電流のままで(電圧や位相等は変換しても良い)、変換部3からの交流電流で設備4を作動させる場合と、<1-4>発電部2からの交流電流を変換部3で直流電流に変換し(電圧等も変換しても良い)、変換部3からの直流電流で設備4を作動させる場合が含まれる。
又、<2>の流れでは、<2-1>発電部2からの直流電流が変換部3では直流電流のままで(電圧等は蓄電可能な値に変換しても良い)、変換部3からの直流電流を蓄電部5に蓄電する場合と、<2-2>発電部2からの交流電流を変換部3で直流電流に変換し(電圧等に蓄電可能な値に変換しても良い)、変変換部3からの直流電流を蓄電部5に蓄電する場合が含まれる。
更に、<3>の流れでは、<3-1>蓄電部5からの直流電流を変換部3で交流電流に変換し(電圧等も変換しても良い)、変換部3からの交流電流で設備4を作動させる場合と、<3-2>蓄電部5からの直流電流が変換部3では直流電流のままで(電圧等は変換しても良い)、変換部3からの直流電流で設備4を作動させる場合が含まれる。
このような<1>~<3>の流れの切替は、変換部3(特に、制御装置)によって、制御され(行われ)ていても良いが、例えば、発電部2からの電力(発電力(又は発電電力))Hや、設備4で消費される電力(消費電力)S、蓄電部5で蓄電されている電力(蓄電力(又は蓄電電力、残存電力))Tの値に基づいて、制御されていても構わない。
詳解すれば、<A>発電力Hが消費電力Sより大きい場合、変換部3は、発電力Hの一部で消費電力Sを賄うため<1>の流れとし、且つ、発電力Hから消費電力Sを引いた差の電力(H-S)を蓄電部5で蓄電するために<2>の流れとしたり、<B>発電力Hと消費電力Sが略同じである場合、変換部3は、発電力Hの全てで消費電力Sを賄うため<1>の流れのみとしても良い。
又、<C>発電力Hが消費電力Sより小さく且つ0(ゼロ)より大きい場合と同時に、<C-1>蓄電力Tが、消費電力Sから発電力Hを引いた差の電力(S-H)以上である場合、変換部3は、変換部3は、発電力Hの全てを消費電力Sとするため<1>の流れとし、且つ、差の電力(S-H)を蓄電部5から放電するために<3>の流れとしたり、<C-2>蓄電力Tが、差の電力(S-H)より小さい場合、変換部3は、変換部3は、発電力Hの全てを消費電力Sとするため<1>の流れとし、且つ、蓄電部5の残りの蓄電力Tの全てを消費電力Sとして使うため<3>の流れとしつつ、設備システム1の使用者等に、発電力Hと蓄電力Tでは消費電力Sを賄えない(発電力Hと蓄電力Tの和(H+T)が、消費電力Sより小さい)ことを通知しても良い。
更に、<D>発電力Hが略0(ゼロ)である場合と同時に、<D-1>蓄電力Tが、消費電力S以上である場合、変換部3は、消費電力Sを蓄電部5から放電するために<3>の流れとしたり、<D-2>蓄電力Tが、消費電力Sより小さく且つ0(ゼロ)以上である場合、変換部3は、蓄電部5の残りの蓄電力Tの全てを消費電力Sとして使うため<3>の流れとしつつ、設備システム1の使用者等に、発電力Hと蓄電力Tでは消費電力Sを賄えない(発電力Hと蓄電力Tの和(H+T)が、消費電力Sより小さい)ことを通知しても良い。
変換部3は、当該変換部3から出力される電力に対して、最大電力点追従制御(MPPT(Maximum Power Point Tracking)Control )等を行っても良い。
変換部3の数は、1つの設備システム1において、1つ又は複数であっても良い。
このような変換部3は、後述する筐体10に取り付けられても良い。
<設備4>
図1~6に示されたように、設備4は、上述した変換部3からの電流で作動するものであって、上述したように、交流電流と直流電流の何れで作動しても良い。
設備4は、変換部3からの電流で作動するのであれば、何れのものでも良いが、例えば、エアコン(空調設備、冷暖房設備、図2(c)参照)4cや、LED照明などの照明設備4d(図2(c)参照)であったり、電源コンセント(例えば、後述する筐体10内部等にて、6か所など)、外部給電機能(当該設備システム1の外部へ電力を供給する機能)を有した外部電源コンセント(ACアウトプット)4e等(例えば、後述する筐体10外面側や内面等にて、6か所など)であっても構わない。
又、設備4は、後述する蓄電部5の残量管理を行う設備であったり、このような蓄電部5の残量や上述した変換部3を所定の通信方式(3GやLTE、4G、5Gなど)を介して遠隔地と通信や監視、制御などを行う遠隔監視システムや、警備システムなどや、無線LAN(Wi-Fi(登録商標)など)の装置やネットワークの装置などであったり、スモーキングステーション用などの空気清浄機であったり、スマートフォンや携帯電話などの充電器であったり、コピー機、プリンタ、イメージスキャナ、ファクシミリ等が一体となった複合機や、電子レンジなどの比較的に消費電力の高い電化製品であったり、冷蔵庫などの常に電力が必要な電化製品等であっても良い。
更に、設備4は、プラグイン機能を有した装置であっても良く、これにより、万一、雨天が続く等して、後述する蓄電部5の残量が0(ゼロ)になった場合には、このプラグイン機能を有した装置により、設備システム1外部の発電機や、ポータブル蓄電池5’からの電流を蓄電部5に蓄電(充電)させても構わない(図5中のポータブル蓄電池5’から設備システム1への矢印参照)。
その他、設備4は、後述する陰圧設備4aを含んでいたり、変圧器4a’を含んでいても良い。
設備4の数も、1つの設備システム1において、1つ又は複数であっても良い。
このような設備4も、後述する筐体10に取り付けられても良い。
<蓄電部5>
図1、3に示されたように、蓄電部5は、上述した変換部3からの直流電流を蓄電(充電)する部分(蓄電池、充電池、二次電池)である。
蓄電部5は、変換部3からの直流電流を蓄電できるのであれば、何れの構成でも良いが、例えば、リン酸鉄リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池などのリチウムイオン蓄電池であったり、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池などの蓄電池(バッテリ)であっても良く、その他、ケーシング(筐体)に内蔵されていても構わない。
蓄電部5のケーシングも、何れの形状であっても良いが、例えば、略直方体状や、略立方体状であったり、その他、略円柱状(略円筒状)や略楕円柱状、略三角柱状などであっても構わない。
以下、蓄電部5のケーシングも、主に、略直方体状であるとして述べる。
蓄電部5の容量(蓄電量)も、特に限定はないが、例えば、10kWh(5kWh×2)などでも良く、又、蓄電部5からの出力も、特に限定はないが、例えば、定格又は最大で3000W等であっても構わない。尚、蓄電部5の容量は、上述した設備4(陰圧設備4aを含む)が所定時間(例えば、72時間など)使用できるだけの値であっても良い。
蓄電部5の数も、1つの設備システム1において、1つ又は複数(例えば、2つなど)であっても良い。
このような蓄電部5の少なくとも一部が、後述する筐体10に取り付けられても良く、筐体10に取り付けられていない蓄電部5は、例えば、持ち運び可能な小型(例えば、アタッシュケース型など)のポータブル蓄電池5’であって、このポータブル蓄電池5’を1つ又は複数有していても構わない。
<第1実施形態の筐体10>
図2~6に示されたように、第1実施形態の筐体10は、少なくとも太陽電池2’、変換部3及び設備4が設けられた(取り付けられた)ものであり、内部空間を有したケーシングであるとも言える。
筐体10は、太陽電池2’、変換部3及び設備4等が設けられていれば、何れの構成でも良いが、その形状は、例えば、略直方体状や、略立方体状であったり、その他、略円柱状や略楕円柱状、略三角柱状などであっても構わない。
以下、筐体10は、主に、略直方体状であるとして述べる。
筐体10は、海上コンテナ(海上輸送用コンテナ、ISOコンテナ)をベースにしたり(利用して構成されたり)、その他、JIS鋼材を用いていたり、JISコンテナ(JIS規格コンテナ)や、建築基準法に合致する建築用コンテナ(建築確認対応用コンテナ)などであっても良く、その内部の大きさ(室内寸法)は、20F(20フィート)コンテナで、例えば、2241mm×2251mm×5751mm等であっても構わず、この場合、例えば、100サイズダンボール(外寸合計100cm以内のダンボール)であれば、当該筐体10内(室内)に約960箱分を収納することが出来るとも言える。
その他、筐体10の大きさとしては、10F(10フィート)コンテナや、12F(12フィート)コンテナ、40F(40フィート)コンテナ等をベースにしていても構わない。
筐体10には、上述した太陽電池2’や変換部3、設備4以外に、ドア(ドア設備(非接触センサにて自動で開閉する自動ドアや、手動で開閉する手動ドア(開き戸、引き戸等)など))10eや窓10f(例えば、幅1200mm×高さ600mmなど)が設けられていても良い。
筐体10の外面側は、金属サイディング(金属外装材)が設けられていても良く、又、遮熱塗装などの塗装が施されていても構わない。又、筐体10の外面側には、平面断面視で波形の外壁板が取り付けられていても良い。
このような筐体10は、何れの場所に設置されていても良いが、当該設備システム1をスモーキングステーションとして利用する場合などには、例えば、駅前広場や、パチンコホール等の駐車場などに設置しても良い。
尚、当該設備システム1をモバイルクリニックとして利用するのであれば、筐体10は、上記とは別の場所に設置しても良い。
ここまで述べた筐体10に対しては、上述したように、太陽電池2’が取り付けられているが、特に、太陽電池2’の少なくとも一部は、平面視における面積を変更可能に、筐体10に外部から取り付けられていても良い。
又、筐体10に取り付けられる太陽電池2’の数は、特に限定はないが、例えば、1つの筐体10に対して、6つの略矩形パネル状の太陽電池2’が取り付けられるとして、以下に述べる。
6つの略矩形パネル状の太陽電池2’のうち、4つは、筐体10の上面(上外面)に所定の配置(例えば、縦2つ×横2つ等)で取り付けられても良い。
一方、6つの略矩形パネル状の太陽電池2’の一部である2つは、各太陽電池2’における2つの長辺のうちの一方側を、回転軸を介して、筐体10の上面における2つの長辺のうちの他方側に、回動自在(上下自在)に取り付けられている(図2~4参照)。
この太陽電池2’の上下動作において、下位置での当該太陽電池2’は筐体10の外面に略沿う姿勢(謂わば、略垂直姿勢(略90°姿勢))であっても良く、上位置での当該太陽電池2’は筐体10の上外面に設けられた他の4つの太陽電池2’と合わせて略面一状となる姿勢(謂わば、略水平姿勢(略180°姿勢))であっても構わない。
このように、当該2つの太陽電池2’が上下位置において略垂直位置や略水平位置となる場合、太陽電池2’の少なくとも一部は、平面視における面積を変更可能に、筐体10に外部から取り付けられているとも言える。
尚、太陽電池2’の少なくとも一部が、平面視における面積を変更可能に、筐体10に外部から取り付けられているのであれば、このように平面視面積が変更可能な太陽電池2’の数や、変更前後における姿勢に限定はなく、平面視面積が変更可能な太陽電池2’の数が1つ又は複数であったり、太陽電池2’の全ての平面視面積が変更可能であったり、変更前後の姿勢も、上位置での太陽電池2’が略180°より大きい姿勢(例えば、太陽の位置に応じて略185°姿勢や略190°姿勢など)であっても構わない。
又、1つの太陽電池2’の重さが上述したように15kg~16kgであれば、2つの太陽電池2’で30kg~32kgとなるが、当該2つの太陽電池2’の上げ動作や下げ動作を補助(サポート)するダンパー等の補助装置2aを有していても良い。
この補助装置2aの重さも、特に限定はないが、例えば、20kg等であっても良い(つまり、2つの太陽電池2’と補助装置2aで、合計約50kgほどあっても良い)。
その他、筐体10に対して、変換部3や蓄電部5は、筐体10の外側面(例えば、筐体10の長手方向における両端にある2つの外側面のうち、何れか一方等)に取り付けられていても良く(図3(b)参照)、その他、変換部3と蓄電部5の少なくとも一方が、筐体10の内部に設けられていても構わない。
図6の変形例等にて示したように、第1実施形態の筐体10は、その他、ベッド10a’を有していたり、ストレッチャー10aや、後述する水回り設備20を有していても良い。
又、第1実施形態の筐体10は、医療従事者等のみが用いるドア(ドア設備)10e(筐体10とドア10eを外側から視た図11(d)参照)と、外来等の患者のみが用いるドア10eを、それぞれ別個に設けていても良く、その他、患者のみが用いるドア10eと、ベッド10a’がある部屋へのドア10eとの間に、スペースが設けられていても構わない(図6参照)。
<第2実施形態に係る設備システム1>
図7~11には、本発明の第2実施形態に係る設備システム1が示されている。
この第2実施形態において第1実施形態と最も異なるのは、設備4に陰圧設備4aが含まれる点である。
又、第2実施形態では、陰圧設備4aを含む設備4を有する以外に、上述した第1実施形態における筐体10とは異なる点として、ストレッチャー10aやカーテン10b、診療スペース10cなどを有していても良い。
このような第2実施形態の設備システム1であれば、世界中どこへでも輸送が可能な移動型の診療所であるとも言え、公共イベントの開催場所や交通機関のハブなど、人が密集する場所での一時的な医療エリアに用いたり、被災地の簡易診療所としたり、過疎地域での遠隔医療拠点としたり、感染症対策で病床や感染者の隔離病床などを増やす必要がある病院や介護施設に用いたり、院内感染を防ぐための部屋(陰圧室など)を別棟で建てる必要がある総合病院等に用いることが出来、更に、素早く、簡単に、必要に応じた個数の追加診療所や病床を設置することが可能となる(謂わば、第2実施形態の設備システム1は、「モバイルクリニック設備」である)とも言える。
このようなモバイルクリニックに用いられる陰圧設備4aについて、以下に述べる。
<第2実施形態の設備4>
図7~10に示されたように、第2実施形態の設備4は、陰圧設備4aを含んでいる(第2実施形態の設備システム1は、少なくとも陰圧設備4aを有している)。
第2実施形態の設備4は、陰圧設備4aを含んでいるのであれば、その他に何れの設備を含んでいても良いが、その他に、例えば、真空トイレ設備4bや、PSE(Product Safety Electrical appliance and materials)規格に適合したユニット配線や分電盤、配電箱(配電盤)4fなどを含んでいても構わない。
<陰圧設備4a>
図7~10に示したように、陰圧設備4aは、筐体10内部の気圧(圧力)を、筐体10外部の気圧(圧力)より低くする設備であり、筐体10内部の空気を浄化・消毒して筐体10外部へ排出するものであるとも言える。
陰圧設備4aは、少なくとも筐体10内部の気圧を筐体10外部の気圧より低くするのであれば、何れの構成でも良いが、例えば、空気浄化装置や、紫外線殺菌装置などを内蔵して(有して)いても構わない。
陰圧設備4aの空気浄化装置は、複数のフィルタを組み合わせ、細菌やウイルスを取り除くものであると言え、組み合わせる複数のフィルタは、特に限定はないが、例えば、プレフィルタ(大きな埃を取り除き詰まりを抑制等をする)や、HEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Airフィルタ、定格風量で粒径が0.3 μmの粒子に対して99.97%以上の粒子捕集率をもち、かつ初期圧力損失が245Pa以下の性能を持つエアフィルタなど)であっても良い。
陰圧設備4aの空気浄化装置は、中効率フィルタ(中性能フィルタとも言われ、プレフィルタでは取り除ききれない、より細かい塵埃や花粉などを60~95%の効率で捕集するフィルタなど)を、オプションで組み合わせても良い。
陰圧設備4aの紫外線殺菌装置は、細菌やウイルスに紫外線を照射し、殺菌・不活化する。
陰圧設備4aは、消毒装置を内蔵していても良い。
陰圧設備4aは、上述した空気浄化装置や紫外線殺菌装置、消毒装置などがケーシング(筐体)に内蔵されており、このケーシングの材質は、例えば、SUS304などであっても良い。
このような陰圧設備4aは、その外形寸法についても特に限定はないが、例えば、長さ460mm×幅325mm×650mmなどであっても良い。
陰圧設備4aの性能(数値)も、特に限定はないが、例えば、風量は800m/h(1時間当たり800m)などであったり、変圧器4a’を使用しての定格電源は100V(50Hz/60Hz)などであったり、定格消費電力は300Wなどであったり、差圧制御範囲(筐体10内部の気圧と筐体10外部の気圧の差(差圧)の制御範囲)は0pa(パスカル)より大きく50pa以下などであったり、発生する音の強さ(音圧レベル)は55dBなどであったり、重量は25kgなどであったり、換気回数は20回/h(1時間当たり20回)以上であっても構わない。
尚、陰圧設備4aによる差圧は、0paより大きく50pa以下だけでなく、好ましくは5pa以上40pa以下、更に好ましくは10pa以上30pa以下であっても良い。
陰圧設備4aの上述した性能のうち、風量と負圧制御範囲は無段階調整が可能であっても良い。
陰圧設備4aは、常に筐体10内部の気圧と筐体10外部の差圧を表示する表示部を有していても良い。
<真空トイレ設備4b>
図7、8に示したように、真空トイレ設備4bは、汚水タンクまでの配管内に真空を作り、便器洗浄時に汚物を強い気流で配管に吸い込み、少量の水で洗浄する。尚、配管は、全密閉であり、汚物を無臭化しているとも言え、又、図7(c)中の符号「4b」は、真空トイレ設備の一部(配管など)を示す。
真空トイレ設備4bは、仮設施設など、下水道や浄化槽への接続が容易でない場合に汚水タンクまで汚物を圧送することが出来、衛生的であり、真空衛生トイレ設備であるとも言える。又、汚水タンクをトイレ便座下部に設置する必要がないため、段差高さを低減できる(バリアフリー効果)とも言える。
真空トイレ設備4bは、真空発生・汚物破砕・汚水圧送の機能を一体化したマセレータを内蔵していても良く、このマセレータで汚物を細かく砕き、汚物を汚水タンク等へ送っても良い。
尚、真空トイレ設備4bは、配管を下水道や浄化槽へ接続しても良く、トイレ便座(便器)は腰掛便器であったり、温水洗浄が可能であっても構わない。
このような真空トイレ設備4bは、その外形寸法についても特に限定はないが、例えば、長さ382mm×幅161mm×305mmなどであっても良い。
真空トイレ設備4bの性能(数値)も、特に限定はないが、例えば、1回の使用で用いる水の量は、約0.6L(リットル、通常の水洗トイレの約1/5)などであったり、汚水排出量のカット率は90%などであったり、容量は100回/h(1時間当たり100回)などであったり、総重量は15kgなどであったり、定格消費電力1000Wなどであっても構わない。
<第2実施形態の筐体10>
図7~11に示されたように、第2実施形態の筐体10は、上述したように、第1実施形態における筐体10とは異なり、ストレッチャー10aやベッド10a’を有していたり、診療スペース10cを設けていたり、診療スペース10cには診療用の机や椅子、パーソナルコンピュータ、棚などを有していたり、カーテン10b(間仕切りカーテン10bなど)を有していたり、出入口近傍にスロープ10dが設けられ、ストレッチャー10aのまま室内へ搬送可能であっても良く、その他、診療道具(図示省略)を備えていても構わない。
第2実施形態の筐体10において、窓10fはFIX窓(嵌め殺し窓)や、すべり出し窓であったり、フレームを外壁(外側面)や、天井面、内壁(内側面)、床面などに設けていても良い。
その他、第2実施形態の筐体10は、その外形寸法についても特に限定はないが、例えば、長さ6058mm×幅2438mm×2896mmなどの20F(20フィート)のHC(High Cube、ハイキューブ)サイズの建築用コンテナであっても良く、コルゲート鋼板(厚さ1.6mmなど)や、複合パネル(断熱材(厚さ30mmなど)とアルミメッキ鋼板と表面側のポリ塩化ビニル(PVC)を積層したもの)、構造用合板(厚さ18mmなど)を用いても良く、その他、上述した真空トイレ設備4bの配管を設けていたり、床がクッションフロア仕上げ(厚さ3mmなど)であっても構わない。
図9~11の変形例2、3等にてしたように、第2実施形態の筐体10も、後述する水回り設備20を有していても良い。
又、第2実施形態の筐体10も、医療従事者等のみが用いるドア(ドア設備)10e(図11(d)参照)と、外来等の患者のみが用いるドア10eを、それぞれ別個に設けていても良く(図9、10参照)、その他、患者のみが用いるドア10eと、ベッド10a’がある部屋へのドア10eとの間に、スペースが設けられていても構わない(図9参照)。
尚、図9の変形例2で示された筐体10においては、後述する水回り設備20(シャワー20Aと水洗トイレ20Bが1つでセットになったもの)と、筐体10の外壁との間に、道管(水道やガス等)を配説したり、点検修理を行うためのスペース10mが設けられている。
<水回り設備20>
図9~11に示したように、水回り設備20は、シャワー20A、水洗トイレ20B、手洗い場20Cのうち少なくとも1つを含む設備である。
シャワー20Aとは、じょうろ状の噴出口から湯や水を注ぎかける装置であり、後述するシャワールームや浴室(風呂場)等に設けられる(図9参照)。
水洗トイレ20Bとは、水洗式(汚物を水で洗い流す方式)のトイレであり、上述した真空トイレ設備4bと異なり、配管内に真空を作る機構や、汚物を気流で配管に吸い込む機構等は備えていない。
水洗トイレ20B自体の形状・機能は、特に限定はなく、和式であったり、洋式(図11(c)参照)であっても良く、和式・洋式を問わず、トイレ便座(便器)20e内の水や汚物を排出する道管(排出管)20fを備えていたり(図11(c)参照)、その他、例えば、水洗トイレが洋式である場合、当該水洗トイレは、ウォシュレット(登録商標、温水洗浄や温風乾燥)機能を有していても、有していなくとも良い。
尚、上述したシャワー20Aと水洗トイレ20Bは、1つでセットになったものを用いても良い。
手洗い場20Cとは、水で手や顔等を洗える場所であり、水や温水等を出す蛇口20aや、蛇口20aから出た水等を受ける手洗器(又は、洗面器)20bを備え(図6、9、10参照)、その他、蛇口20aに水等を供給する道管(給水管)20cや、手洗器20bからの水を排水する道管(排水管)20dなどを備えており(図11(a)、(b)、(d)参照)、蛇口20aは、非接触センサにて自動で水等を出す機能を有していても良い。
水回り設備20は、シャワー20A、水洗トイレ20B、手洗い場20C以外に、例えば、浴槽や体を洗う洗い場(浴室)であったり、後述するシャワールームや、機材や食器、食材等を洗う流し台(シンク)、足洗い場、洗濯機などを含んでいたり、その他、上述した真空トイレ設備4bなど、水を使うのであれば、何れの設備を含んでいても良い。
尚、水回り設備20は、上述した変換部3からの電流で作動しても、作動しなくとも良い。
又、水回り設備20は、陰圧設備4aを有していない第1実施形態の設備システム1に設けられていても良い(図6参照)。
尚、図10の変形例3で示された設備システム1は、発熱等をした外来患者用であるとも言え、水回り設備20のうちの水洗トイレ20Bを設けたスペース内のみへは、筐体10外からのドア10eのみからしか入れず、筐体10内の診療スペース10cからは入れない構成となっている。
その他の設備システム1等の構成、作用効果や使用態様は、第1実施形態の設備システム1と同様である。
<第3実施形態に係る設備システム1>
図12には、本発明の第3実施形態に係る設備システム1が示されている。
この第3実施形態において第1、2実施形態と最も異なるのは、系統連系部30を有している点である。
又、第3実施形態では、第1、2実施形態の設備4とは異なっており、第3実施形態では、上述した蓄電部5を有している。
更に、第3実施形態では、第1、2実施形態の変換部3とも異なっていても良い。
まずは、最も異なる点である。系統連系部30について、以下に述べる。
<第3実施形態の系統連系部30>
図12に示されたように、第3実施形態の系統連系部30は、系統Kに連系して、変換部3からの電力を系統へ売電可能な部分である。
系統連系部30は、その構成等に特に制限はなく、例えば、系統Kと連系する設備として、買電盤などの接続部は有していないが、売電盤などの接続部は有していたり、真空遮断器(VCB)や、高圧遮断器等の遮断器(謂わば、系統遮断器)、避雷器(SAR)、計器用変成器(VT、Voltage Transformer 、謂わば、電圧変成器)、断路器(謂わば、引込断路器、高圧開閉器)、計器用変流器(謂わば、高圧系統電流変成器)などを有していて良い。
その他、系統連系部30は、系統Kへ連系するための変圧器(6600V等に昇圧させるための変圧器、図示せず)を有していても良い。
このような系統連系部30は、上述した発電部2にて発電した電力を、変換部3及び当該系統連系部30を介して、系統Kへ売電することとなる。
<第3実施形態の設備4>
図12に示されたように、第3実施形態の設備4は、上述した系統連系部30からの電流では作動しない。
つまり、設備4は、系統連系部30及び変換部3を介した、系統Kからの電流によっては、作動しない。
第3実施形態の設備4は、系統連系部30からの電流では作動しない以外は、特に限定はなく、変換部3からの電流のみで作動するものであって、上述したように、交流電流と直流電流の何れで作動しても良い。
その他の設備4等の構成、作用効果や使用態様は、第1、2実施形態の設備4と同様である。
<第3実施形態の変換部3>
図12に示されたように、第3実施形態の変換部3は、第3実施形態の設備4を、上述した系統連系部30からの電流では作動させないように、発電部2、設備4、蓄電部5、系統連系部30及び系統Kの間の電流の流れも制御しても良く、この制御は、上述した変換部3内の制御装置によって行われていても構わない。
ここで、本発明における「発電部2、設備4、蓄電部5、系統連系部30及び系統Kの間の電流の流れ」とは、上述した<1>~<3>の流れに加え、発電部2及び蓄電部5の2つのうちの何れか1つから、変換部3及び系統連系部30を経由して、系統Kまでの間の電流の流れであると言え、例えば、<4>発電部2から変換部3及び系統連系部30を経由して系統Kまでの間の電流の流れや、<5>蓄電部5から変換部3及び系統連系部30を経由して系統Kまでの間の電流の流れ等がある(図12参照)。
尚、<4>の流れでは、<4-1>発電部2からの直流電流を変換部3で交流電流に変換し(電圧等も変換しても良い)、変換部3からの交流電流を、系統連系部30を介して、系統Kまで流す(売電する)場合と、<4-2>発電部2からの交流電流が変換部3では交流電流のままで(電圧や位相等は変換しても良い)、変換部3からの交流電流を、系統連系部30を介して、系統Kまで流す(売電する)場合が含まれる。
又、<5>の流れでは、<5-1>蓄電部5からの直流電流を変換部3で交流電流に変換し(電圧等も変換しても良い)、変換部3からの交流電流を、系統連系部30を介して、系統Kまで流す(売電する)場合が含まれる。
このような<4>、<5>に加えて、上述した<1>~<3>の流れの切替は、変換部3(特に、制御装置)によって、制御され(行われ)ていても良いが、例えば、発電部2からの電力(発電力(又は発電電力))Hや、変換部3から系統連系部30及び系統Kへの電力(売電力(又は売電電力))Uの値に基づいて、制御されていても構わない。
詳解すれば、<A>発電力Hが消費電力Sより大きい場合、変換部3は、発電力Hの一部で消費電力Sを賄うため<1>の流れとし、且つ、発電力Hから消費電力Sを引いた差の電力(H-S)を蓄電部5で蓄電するために<2>の流れとしたり、発電力Hから消費電力Sを引いた差の電力(H-S)を系統連系部30を介して系統Kに流す(売電する)ために<4>の流れをしても良い。
尚、<B>発電力Hと消費電力Sが略同じである場合や、<C>発電力Hが消費電力Sより小さく且つ0(ゼロ)より大きい場合、<D>発電力Hが略0(ゼロ)である場合等は、上述した第1、2実施形態の変換部3と同様であっても良い。
又、感染症や震災などの災害が発生した非常時には、特に切替等は不要となるとも言える。
その他の変換部3等の構成、作用効果や使用態様は、第1、2実施形態の変換部3と同様である。
又、その他の設備システム1等の構成、作用効果や使用態様は、第1、2実施形態の設備システム1と同様である。
<第4実施形態に係る設備システム1>
図13には、本発明の第4実施形態に係る設備システム1が示されている。
この第4実施形態において第1~3実施形態と最も異なるのは、系統連系部30’を有するものの、この第3実施形態の系統連系部30とは異なると共に、そもそも、発電部2、変換部3及び蓄電部5を有していない点である。
更に、第4実施形態では、第1~3実施形態の設備4とは異なっている。
まずは、最も異なる点である。系統連系部30’について、以下に述べる。
<第4実施形態の系統連系部30>
図13に示されたように、第4実施形態の系統連系部30’は、系統Kに連系するが系統へは売電しない部分であり、換言すれば、系統Kに連系して系統Kから買電可能な部分であるとも言える。
系統連系部30’は、その構成等に特に制限はなく、例えば、系統Kと連系する設備として、買電盤などの接続部は有しているが、売電盤などの接続部は有していなかったり、真空遮断器(VCB)や、高圧遮断器等の遮断器(謂わば、系統遮断器)、避雷器(SAR)、計器用変成器(VT、Voltage Transformer 、謂わば、電圧変成器)、断路器(謂わば、引込断路器、高圧開閉器)、計器用変流器(謂わば、高圧系統電流変成器)、過電流継電器(謂わば、受電OCR)、計器用変圧変流器(謂わば、高圧変成電圧電流器)、不足電圧継電器や、過電圧継電器、不足周波数継電器(周波数低下継電器とも言う)、過周波数継電器、柱上気中開閉器などを有していて良い。
その他、系統連系部30’は、系統Kへ連系するための変圧器(6600V等から、設備4が使用できる電圧(100V等)まで、降圧させるための変圧器、図示せず)を有していても良い。
このような系統連系部30’は、上述した系統Kから買電した電力を、変換部3及び当該系統連系部30’を介して、設備4Kへ流すこととなる。
<第4実施形態の設備4>
図13に示されたように、第4実施形態の設備4は、上述した系統連系部30’からの電流(系統連系部30’からの電力M)で作動する。
第4実施形態の設備4は、系統連系部30’からの電流では作動する以外は、特に限定はなく、変換部3を介しての電流のみで作動するものであって、上述したように、交流電流と直流電流の何れで作動しても良い。
又、感染症や震災などの災害が発生した非常時には、使用者の手作業(プラグの差替え)などで、別途の蓄電部や発電部等を、設備4に接続し、当該設備4を作動させても良い。
その他の設備4等の構成、作用効果や使用態様は、第1~3実施形態の設備4と同様である。
又、その他の設備システム1等の構成、作用効果や使用態様は、第1~3実施形態の設備システム1と同様である。
<設備システム1の製造方法、場所決定工程P1、設備決定工程P2>
図14には、本発明に係る設備システム1の製造方法が示されている。
この製造方法は、ここまで述べた第1~4実施形態の設備システム1を製造する方法であって、以下、「当該製造方法」とも言う。
当該製造方法は、後述する場所決定工程P1と設備決定工程P2を備えている(場所決定工程P1と設備決定工程P2のみを備えた当該製造方法を、第1実施形態とする。図14(a)参照)。
その他、当該製造方法は、後述する作成工程P3も備えていても良く(場所決定工程P1と設備決定工程P2の他に、作成工程P3も備えた当該製造方法を、第2実施形態とする。図14(b)参照)、更に、後述する設置工程P4を備えていても構わない(場所決定工程P1と設備決定工程P2と作成工程P3の他に、設置工程P4も備えた当該製造方法を、第3実施形態とする。図14(c)参照)。
場所決定工程P1は、既存の建物に対する設備システム1の設置場所を決める工程である。
設備決定工程P2は、上述した場所決定工程P1の後で、設備システム1の筐体10において、上述した水回り設備20の位置、及び/又は、ドア設備(ドア)10eの位置並びに/若しくは開閉方向を決める工程である。
設備決定工程P2では、既存の建物(病棟等)と設備システム1との間における人の動線や振る舞い、医療業務・介護業務などのオペレーションをふまえて、水回り設備20の位置を既存の建物寄りにしたり、ドア設備10eの位置・開閉方向を既存の建物に当たって開閉できない等がないようにすることとなるが、水回り設備20の位置やドア設備10eの位置・開閉方向以外に、上述したストレッチャー10aやベッド10a’の位置や向き、数、有無を決めたり、使用する診療機器等に応じて診療スペース10cの位置や大きさ、形状を決めたり、その他、各スペースの仕切り(間仕切り)の形状・大きさ・配置等を決めたり、陰圧設備4aの位置や有無、窓10fの位置や構造、数、有無などを決めても良い。
<作成工程P3、設置工程P4>
作成工程P3は、上述した設備決定工程P2の後で、当該設備決定工程P2で決めたように、水回り設備20や、ドア設備10e、その他の設備、そして筐体10そのものを含め、設備システム1を作成する工程である。
設置工程P4は、上述した作成工程P3の後で、当該作成工程P3で作成した設備システム1を、上述した場所決定工程P1で決めた場所へ設置する工程である。
<その他>
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。設備システム1、設備システム1の製造方法等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することが出来る。
設備システム1は、当該設備システム1が設置された場所等における気温や湿度、照度、輝度等を測定するセンサを有していても良く、変換部3からの電流で作用するか否かに関わらず、バイオトイレやシャワールームなど有していても構わない。
設備システム1は、蓄電部5の代わりに、エネルギー貯蔵部を有していても良く、このエネルギー貯蔵部は、発電部2から変換部3を経た発電力Hを用いた水の電気分解等により生成した水素を貯蔵し、必要なときに燃料電池等にて電力を取り出したり、フライホール等にて運動エネルギーとしての貯蔵や、揚水にて位置エネルギーとしての貯蔵、キャパシタ等にてそのまま電気エネルギーとしての貯蔵などをしても構わない。
発電部2(太陽電池2’など)は、増設されても良い。
太陽電池2’は、その上面に、ロゴや文字等が描かれていても良い。
蓄電部5は、その容量を変更しても良い。
蓄電部5は、過充電状態や過放電状態から保護する(入力や出力を遮断等する)制御回路を有していても良い。
筐体10には、上述した太陽電池2’以外の発電部2が設けられていても良い。
筐体10内には、消費期限の管理をする等にて、食料品や防災備品、備蓄品などを保管しても良い。
筐体10は、ドア(ドア設備)10eや窓10fの配置を変更したり、筐体10内の設備4(無線LAN(Wi-Fi(登録商標)など)の装置等)の設置位置を変更しても良い。
筐体10の外面側の金属サイディング塗装は、変更されても良い。
筐体10の外面側等にも、ロゴや文字等が描かれていても良く、例えば、図2(a)や図5中には、ヴィガラクス株式会社が出願した商標が描かれている。
筐体10には、グローブポート(グローブボックス)10gや、消毒ステーション10h、靴カバー機10j、通気口10kなどが設けられていても良い。尚、この通気口10kにより、上述した陰圧設備4aが筐体10内部の空気を当該筐体10外部に排出した際、その排出された空気の分だけ、通気口10kを通って(介して)筐体10外部の空気が当該筐体10内部に入るとも言え、通気口10kが常に開口している(通気口10kに開閉手段がない)場合に、仮に筐体10内部での診療(診察、医療)行為の際に筐体10内部で細菌やウイルス等が存在することとなっても、当該通気口10kから筐体10内部の細菌やウイルス等が筐体10外部へ出ることを抑制できる。
筐体10には、その下部などに、車輪等の移動手段が設けられていても良い。
本発明の設備システム、及び、設備システムの製造方法により製造された設備システムは、発電部が太陽電池であったり、その他、風力、水力、波力、地熱等によって回転される発電機(交流モータ等)を有した発電部であっても使用でき、送電線がない地域や、電源がない場所にも利用可能である。
又、本発明の設備システム、及び、設備システムの製造方法により製造された設備システムは、感染症や震災などの災害が発生した非常時には、例えば、総合病院等における院内感染を防ぐために別棟(隔離病床)且つ短期間で設置が可能となったり、公共イベントの開催場所や交通機関のハブなどの人が密集する場所での一時的な医療エリアとして用いることが可能となったり、被災地の簡易診療所としたり、過疎地域での遠隔医療拠点としたり、病床を増やす必要がある病院や介護施設に用いたり、感染症(新型コロナウイルス等)の対策で病床を増やす必要がある病院や介護施設に用いたり、医療の届かない地域など世界中へ輸送可能なクリニックとして用いるなど、何れの場合にも、素早く簡単に必要に応じた個数の追加診療所や病床を設置すること等に利用したり、その他、電源確保が可能な電源ステーションとして利用可能である。
更に、本発明の設備システム、及び、設備システムの製造方法により製造された設備システムは、感染症や震災などの災害が発生した非常時だけでなく、平時(平常時)には、防災備品などの倉庫(防災倉庫)として使用したり、スモーキングステーションなどとして利用可能である。
1 設備システム
2 発電部
2’ 太陽電池
3 変換部
4 設備
4a 陰圧設備
5 蓄電部
10 筐体
10e ドア(ドア設備)
20 水回り設備
30 系統連系部
30’ 系統連系部

Claims (8)

  1. 発電する発電部(2)と、前記発電部(2)からの直流電流又は交流電流を交流電流に変換する変換部(3)と、前記変換部(3)からの電流で作動する設備(4)と、少なくとも前記発電部(2)、変換部(3)及び設備(4)が設けられた筐体(10)を有した設備システムであって、
    当該設備システムは、常にオフグリッド状態であり、
    前記発電部(2)は、太陽電池(2’)であり、
    前記太陽電池(2’)の一部は、前記筐体(10)の上外面に取り付けられ、
    前記一部以外の太陽電池(2’)は、平面視における面積を変更可能に、前記筐体(10)の上外面の端部に対して回転軸を介して上下回動自在に取り付けられ、
    前記上下回動自在に取り付けられた太陽電池(2’)の上げ動作及び下げ動作を補助する補助装置(2a)を有していることを特徴とする設備システム。
  2. 発電する発電部(2)と、前記発電部(2)からの直流電流又は交流電流を交流電流に変換する変換部(3)と、前記変換部(3)からの電流で作動する設備(4)と、少なくとも前記発電部(2)、変換部(3)及び設備(4)が設けられた筐体(10)と、前記筐体(10)に設けられたドア設備(10e)を有した設備システムであって、
    当該設備システムは、常にオフグリッド状態であり、
    前記発電部(2)は、太陽電池(2’)であり、
    前記太陽電池(2’)の一部は、前記筐体(10)の上外面に取り付けられ、
    前記一部以外の太陽電池(2’)は、平面視における面積を変更可能に、前記筐体(10)の上外面の端部に対して回転軸を介して上下回動自在に取り付けられ、
    前記上下回動自在に取り付けられた太陽電池(2’)の上げ動作及び下げ動作を補助する補助装置(2a)を有し、
    前記ドア設備(10e)は、開閉時に既存の建物に当たらないように設けられていることを特徴とする設備システム。
  3. 前記上下回動自在に取り付けられた太陽電池(2’)は、その上位置で、前記筐体(10)の上外面に取り付けられた太陽電池(2’)と合わせて略面一状となることを特徴とする請求項1又は2に記載の設備システム。
  4. 記設備(4)は、前記筐体(10)内部の気圧を前記筐体(10)外部の気圧より低くする陰圧設備(4a)を含んでいることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の設備システム。
  5. 該設備システムは、前記変換部(3)からの直流電流を蓄電する蓄電部(5)も有し、
    前記変換部(3)は、前記発電部(2)からの直流電流又は交流電流を直流電流にも変換し、且つ、前記発電部(2)、設備(4)及び蓄電部(5)の間の電流の流れも制御し、
    前記変換部(3)による前記発電部(2)、設備(4)及び蓄電部(5)の間の電流の流れとは、<1>前記発電部(2)から変換部(3)を経由して設備(4)までの間の電流の流れ、<2>前記発電部(2)から変換部(3)を経由して蓄電部(5)までの間の電流の流れ、及び、<3>前記蓄電部(5)から変換部(3)を経由して設備(4)までの間の電流の流れを有し、
    前記変換部(3)は、
    前記発電部(2)からの発電力(H)と、前記設備(4)で消費される消費電力(S)の値に基づいて、
    前記発電力(H)が消費電力(S)より大きい場合には、前記発電力(H)の一部で消費電力(S)を賄うために前記<1>の流れとし、且つ、前記発電力(H)から消費電力(S)を引いた差の電力(H-S)を蓄電部(5)で蓄電するために前記<2>の流れとし、
    前記発電力(H)と消費電力(S)が略同じである場合には、前記発電力(H)の全てで消費電力(S)を賄うために前記<1>の流れのみとして、
    前記発電部(2)、設備(4)及び蓄電部(5)の間の電流の流れを少なくとも制御することを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の設備システム。
  6. 当該設備システムは、シャワー、水洗トイレ、手洗い場のうち少なくとも1つを含む水回り設備(20)を有していることを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載の設備システム。
  7. 当該設備システムは、真空トイレ設備(4b)を有し、
    前記真空トイレ設備(4b)は、汚水タンクまで汚物を圧送し、前記汚水タンクをトイレ便座下部に設けていないことを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の設備システム。
  8. 発電する発電部(2)と、前記発電部(2)からの直流電流又は交流電流を交流電流に変換する変換部(3)と、前記変換部(3)からの電流で作動する設備(4)と、少なくとも前記発電部(2)、変換部(3)及び設備(4)が設けられた筐体(10)と、前記筐体(10)に設けられたドア設備(10e)を有した設備システムの製造方法であって、
    当該設備システムは、常にオフグリッド状態であり、
    前記発電部(2)は、太陽電池(2’)であり、
    前記太陽電池(2’)の一部は、前記筐体(10)の上外面に取り付けられ、
    前記一部以外の太陽電池(2’)は、平面視における面積を変更可能に、前記筐体(10)の上外面の端部に対して回転軸を介して上下回動自在に取り付けられ、
    前記上下回動自在に取り付けられた太陽電池(2’)の上げ動作及び下げ動作を補助する補助装置(2a)を有し、
    既存の建物に対する当該設備システムの設置場所を決める場所決定工程と、
    前記場所決定工程の後で、当該設備システムの前記筐体(10)において、前記ドア設備(10e)の位置並びに/若しくは開閉方向を決める設備決定工程を有していることを特徴とする設備システムの製造方法。
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