JPH0233525B2 - KANKISOCHI - Google Patents

KANKISOCHI

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JPH0233525B2
JPH0233525B2 JP2071282A JP2071282A JPH0233525B2 JP H0233525 B2 JPH0233525 B2 JP H0233525B2 JP 2071282 A JP2071282 A JP 2071282A JP 2071282 A JP2071282 A JP 2071282A JP H0233525 B2 JPH0233525 B2 JP H0233525B2
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JP
Japan
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solar
solar cells
power generation
generation means
connection
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JP2071282A
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JPS58139812A (en
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Masahiko Suzuki
Yasuhiro Horiuchi
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0233525B2 publication Critical patent/JPH0233525B2/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B60H1/0075Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being solar radiation

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は太陽電池により電力を供給される換気
装置に関するものであり、特にその発電出力を効
率よくモータに供給するためになされたものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a ventilation device powered by solar cells, and is particularly designed to efficiently supply the generated output to a motor. .

[従来の技術] 従来、自動車を長時間炎天下に駐車した場合、
太陽電池の輻射により、車室内が極めて高温状態
となり、再搭乗時に運転者及び乗客に対し多大な
不快感を与えるばかりでなく、冷房装置に対する
冷房負荷の増大をきたしていた。この問題に対し
て、本発明者らは、先に出願した特願昭52−
53915号(特開昭53−140731号)において、太陽
電池を用いた自動車用換気装置を提案した。この
先行発明は、駐車時に、車体に設置された太陽電
池が発生する出力電気エネルギーによつてフアン
を駆動して車室内の換気を行い、その温度上昇を
防止するものであり、太陽光線の輻射が強くなる
ほど出力電気エネルギー、すなわち発電量が大き
くなり、それに伴つてフアンの回転速度が上昇
し、換気風量を増大させることができるので、こ
の回転速度を天候の変化に順応せしめるための特
別の制御装置を要することなしに、換気能力を太
陽光強度に応じて自動的に制御することができる
という利点を持つものである。
[Conventional technology] Conventionally, when a car is parked in the hot sun for a long time,
The radiation from the solar cells causes the interior of the vehicle to reach an extremely high temperature, which not only causes great discomfort to the driver and passengers when reboarding the vehicle, but also increases the cooling load on the air conditioner. In response to this problem, the inventors of the present invention have previously filed a patent application
In No. 53915 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-140731), we proposed a ventilation system for automobiles using solar cells. This prior invention ventilates the interior of the vehicle by driving a fan using the output electrical energy generated by the solar cells installed on the vehicle body when the vehicle is parked, thereby preventing the temperature from rising. The stronger the power, the greater the output electrical energy, that is, the amount of power generated, and the rotation speed of the fan increases accordingly, making it possible to increase the amount of ventilation air.Special control is required to adapt this rotation speed to changes in the weather. This has the advantage that ventilation capacity can be automatically controlled according to sunlight intensity without requiring any equipment.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、その反面、フアンの電圧に対す
る負荷電流特性と太陽電池の出力電圧に対する出
力電流特性との関係で、日射の強弱にかかわらず
常に太陽電池を最適な動作条件で使用することが
できない。このことを第1図で説明すると、まず
日射が強い場合に直列接続の太陽電池はBの様な
V−I特性を示し、これに応じて出力電力は
B′の様な特性を示す。一例として、負荷電流が
AのようなV−I特性を有するフアンを用いた場
合、動作点はAとBの交点aとなり、点a′がその
場合の最大出力点となる。しかしながら、日射が
弱くなつた場合、太陽電池はC,C′の様な特性を
示し、動作点はAとCの交点bとなり、出力電力
はb′点となつてしまい、最大出力点からずれてし
まう。以上の様に、日射が強い場合に最適な動作
点で作動するように適合されていても、日射が弱
くなると最適動作点からずれてしまう。逆に日射
が弱い場合に最適な動作点で適合しても、日射が
強くなれば、最適動作点からずれてしまう。いず
れの場合にも常に最適状態でフアンを作動させる
ことは困難である。また、例えば自動車用として
特に問題となるのは太陽電池の設置の仕方であ
る。一般にこの種の装置において、自動車に太陽
電池を設置する際に苦慮する点の一つは、駐車時
の自動車の方向は太陽の方向に対して時々刻々変
化しないために、あらゆる場合に対しても最適と
なるような太陽電池の設置場所は一義的にきめら
れず、ひいてはその簡単な設置方法がないことで
ある。例えば、第2図及び第3図に示す様に、太
陽電池SCA,SCBをそれぞれフロントボード10
上とリアボード11上の2つに分割して設置した
場合について考えてみると、自動車の真上に太陽
200Bが位置する場合は太陽光線210Bは太
陽電池SCA,SCB共に良好に入射するが、太陽が
傾き200Aまたは200Cの位置になると、太
陽光線210A,210CはそれぞれSCAまたは
SCBのみを入射することになる。この様な場合、
太陽電池SCA,SCBを直列に接続し、フアン20
を駆動しようとすると、SCAまたはSCBいずれか
一方の太陽光線が入射されない方の太陽電池の内
部抵抗が大きくなり(電流が流れない)、良好に
太陽光線が入射されている方の太陽電池の動作電
圧が低下し、全体として有効に出力が取り出せな
くなるという問題がある。この問題は、太陽電池
を太陽の方向の如何に拘らず自動車の陰にならな
い位置「例えばルーフ上」に設置することにより
一応ある程度は解決できる。しかしながら、この
場合においても、さらに次の問題が生じる。すな
わち、太陽電池の一部がその自動車以外の物体、
例えば木の葉とか建物の陰になることがあるの
で、このような場合は結局、上記のものと同様に
有効な出力を取り出すことが困難となる。以上の
問題を解決するために、さらに次のような考え方
もできる。すなわち、太陽電池を複数部分に分割
し、負荷に対して並列で使う方法である。この方
法によれば、太陽電池の一部が日陰になつても負
荷に対する影響が少ないことになる。しかし、こ
の方法の問題点は最大電圧が小さいことである。
また、あらかじめ日陰の発生を想定して、太陽電
池を多めに設置せざる得ないという問題もある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, on the other hand, due to the relationship between the load current characteristics with respect to the fan voltage and the output current characteristics with respect to the output voltage of the solar cell, it is difficult to always operate the solar cell optimally regardless of the strength of solar radiation. It cannot be used under certain conditions. To explain this with Figure 1, first, when solar radiation is strong, the series-connected solar cells exhibit a V-I characteristic as shown in B, and the output power increases accordingly.
It exhibits characteristics similar to B′. As an example, when a fan having a VI characteristic such as a load current of A is used, the operating point is the intersection a of A and B, and the point a' is the maximum output point in that case. However, when the solar radiation becomes weak, the solar cell exhibits characteristics like C and C', the operating point becomes the intersection point b of A and C, and the output power becomes point b', which deviates from the maximum output point. It ends up. As described above, even if the device is adapted to operate at the optimal operating point when solar radiation is strong, it will deviate from the optimal operating point when solar radiation becomes weak. Conversely, even if the optimal operating point is achieved when solar radiation is weak, if solar radiation becomes strong, the optimal operating point will deviate. In either case, it is difficult to always operate the fan in an optimal state. Further, for example, for automobiles, a particular problem is how to install solar cells. In general, one of the difficulties when installing solar cells in a car with this type of device is that the direction of the car when parked does not change from moment to moment with respect to the direction of the sun, so it cannot be used in all cases. The optimal location for installing solar cells cannot be determined unambiguously, and furthermore, there is no easy method for installing solar cells. For example, as shown in FIGS. 2 and 3, solar cells SC A and SC B are connected to the front board 10, respectively.
Considering the case where the solar cells SC A and SC B are installed separately on the upper and rear boards 11, if the sun 200B is located directly above the car, the sunlight 210B will be incident on both the solar cells SC A and SC B. , when the sun is at a tilt of 200A or 200C, the solar rays 210A and 210C are SC A or SC A or 210C, respectively.
Only SC B will be incident. In such a case,
Solar cells SC A and SC B are connected in series, and a fan 20
When trying to drive SC A or SC B , the internal resistance of the solar cell that does not receive sunlight increases (current does not flow), and the solar cell that receives sunlight well increases its internal resistance. There is a problem in that the operating voltage of the device decreases, making it impossible to output effectively as a whole. This problem can be solved to some extent by installing the solar cell in a location that will not be in the shadow of the car, such as on the roof, regardless of the direction of the sun. However, even in this case, the following problem occurs. In other words, if a part of the solar cell is attached to an object other than the automobile,
For example, it may be in the shadow of leaves or buildings, so in such cases, it becomes difficult to extract effective output as in the case described above. In order to solve the above problem, the following ideas can be considered. In other words, the solar cell is divided into multiple parts and used in parallel with the load. According to this method, even if a part of the solar cell is in the shade, there is little effect on the load. However, the problem with this method is that the maximum voltage is small.
Another problem is that a large number of solar cells must be installed in anticipation of shade.

本発明は以上のごとき問題点に鑑みてなされた
ものであり、日射の強弱やその時間的推移、変動
のいかんに拘らず、換気装置のモータに対して最
適な電力を供給することができる太陽光発電装置
より給電されるように構成された換気装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a solar radiation system that can supply optimal power to the motor of a ventilation system, regardless of the strength of solar radiation, its temporal changes, and fluctuations. It is an object of the present invention to provide a ventilation device configured to be powered by a photovoltaic device.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、上記の目的を達成するために、室外
光を電力に変換する少なくとも2以上の太陽光発
電手段と、 前記太陽光発電手段から電力を供給され、室内
外を換気するフアンを駆動するモータと、 前記モータに対する前記太陽光発電手段の接続
を直列接続または並列接続に切替える切替手段
と、前記太陽光発電手段への入射光の強度に応じ
て前記切替手段を制御し、前記太陽光発電手段が
前記モータの動作点近傍で最大出力を発生するよ
うに前記太陽光発電手段の接続を直列接続または
並列接続に切替えさせる制御手段と によつて構成された換気装置を用いる。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes at least two or more solar power generation means that convert outdoor light into electric power, and a system that is supplied with electric power from the solar power generation means. , a motor that drives a fan that ventilates indoor and outdoor spaces; a switching device that switches the connection of the solar power generation means to the motor to a series connection or a parallel connection; control means for controlling the switching means and switching the connection of the solar power generation means to a series connection or a parallel connection so that the solar power generation means generates a maximum output near the operating point of the motor; Use proper ventilation.

[作用及び効果] 上記の本発明の構成によると、太陽光発電手段
に入射する太陽光の強度が変動し、該太陽光発電
手段から電力を供給されている換気装置のフアン
の動作点が変動して、該動作点が太陽光発電手段
の最大出力点から遠ざかるような場合に、太陽光
発電手段の直列接続と並列接続との間の切替によ
つて上記太陽光発電手段の最大出力点を上記動作
点の変動に迫従して移動させることができる。
[Operations and Effects] According to the configuration of the present invention described above, the intensity of sunlight incident on the solar power generation means fluctuates, and the operating point of the fan of the ventilation device to which power is supplied from the solar power generation means fluctuates. When the operating point moves away from the maximum output point of the solar power generation means, the maximum output point of the solar power generation means can be adjusted by switching between series connection and parallel connection of the solar power generation means. It can be moved to closely follow the fluctuations in the operating point.

このため、簡単な構成で太陽光発電手段の発電
電力を効率良くモータに供給することが可能にな
り、日射の変動に拘らず、太陽光発電手段の出力
を効率良く利用できる換気装置を得ることができ
る。
Therefore, it is possible to efficiently supply the power generated by the solar power generation means to the motor with a simple configuration, and to obtain a ventilation system that can efficiently utilize the output of the solar power generation means regardless of fluctuations in solar radiation. Can be done.

[実施例] 以下、本発明を図に示す実施例により説明す
る。
[Example] Hereinafter, the present invention will be explained with reference to Examples shown in the drawings.

まず、第1の実施例を第4図及び第5図に基い
て説明する。第4図は、車体1の後半分を示すも
のであり、リヤウインド2の上部に取付けられた
バツクバイザ3に太陽電池SCA,SCBがはめこま
れている。また、2つの太陽電池SCA,SCBに入
射する平均的な日射の位置であるバツクバイザー
中央部に太陽光の光強度に応じた電流を発生する
ホトダイオードPDが取り付けられている。また、
図示しない車体後部床面にはフアン20が取り付
けられていて、車体下の冷たい外気を矢印Aの如
く吸入し、矢印Bの如く車室内に吐出するように
なる。車室内に導入された外気Aは気流Bとなつ
て車室内の熱を持ち去り、図示しない開口部(例
えばフロントベンチレータ)から車外に排出され
る。太陽電池SCA,SCBのそれぞれは、例えば第
3図に示したように、透明のアクリル製容器の内
部に太陽電池の素子が多数直列に接続された構造
を備えている。
First, a first embodiment will be described based on FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows the rear half of the vehicle body 1, in which solar cells SC A and SC B are fitted into a back visor 3 attached to the upper part of the rear window 2. Furthermore, a photodiode PD is attached to the center of the back visor, which is the position of the average solar radiation incident on the two solar cells SC A and SC B , which generates a current according to the light intensity of sunlight. Also,
A fan 20 (not shown) is attached to the rear floor of the vehicle body, which sucks cold outside air under the vehicle body as shown by arrow A and discharges it into the passenger compartment as shown by arrow B. The outside air A introduced into the vehicle interior becomes an airflow B, removes heat from the vehicle interior, and is discharged to the outside of the vehicle from an opening (for example, a front ventilator) not shown. Each of the solar cells SC A and SC B has a structure in which a large number of solar cell elements are connected in series inside a transparent acrylic container, as shown in FIG. 3, for example.

第5図は、本発明の主要部をなす太陽電池
SCA,SCBの直列接続と並列接続とを切換えるた
めの手段の一例を示すものである。ホトダイオー
ドPDには負荷抵抗RLが直列に接続されていて、
発生電流を電圧信号に変換している。
Figure 5 shows a solar cell that forms the main part of the present invention.
This figure shows an example of a means for switching between a series connection and a parallel connection of SC A and SC B. A load resistor R L is connected in series to the photodiode PD.
It converts the generated current into a voltage signal.

COMPはコンパレータであり、負荷抵抗RL
両端に発生した電圧と、基準抵抗R1,R2の抵抗
比と定電圧電源Vccの電圧とで定まる基準電圧と
の大小を比較判別し出力する。COMPの出力は、
日射が強い場合に「0」、弱い場合に「1」とな
り、それに応じて、トランジスタTrを導通状態
にし、リレーコイル5を付勢する。リレーコイル
5によつて駆動されるSWA,SWB,SWCの3つ
の接点があり、太陽電池SCA,SCBの出力端子の
接続を切換えている。更に、4はフアン20の駆
動モータである。
COMP is a comparator that compares and outputs the voltage generated across the load resistor R L and the reference voltage determined by the resistance ratio of the reference resistors R 1 and R 2 and the voltage of the constant voltage power supply V cc . . The output of COMP is
When the solar radiation is strong, it becomes "0" and when it is weak, it becomes "1", and accordingly, the transistor Tr is made conductive and the relay coil 5 is energized. There are three contacts SW A , SW B , and SW C driven by the relay coil 5, which switch the connection of the output terminals of the solar cells SC A and SC B. Furthermore, 4 is a drive motor for the fan 20.

上記回路の動作を、第1図と第5図とに基いて
以下説明する。第5図において日射が強い場合、
ホトダイオードPDは大きな電流を発生し、トラ
ンジスタTrを非導通状態にする。この場合、接
点SWA,SWBは開放状態となり、接点SWCは閉
成状態となり、太陽電池SCA,SCBは直列接続と
なる。この時、太陽電池は第1図のB,B′の特
性を示し、電流はa点、出力電力は最大出力点の
a′点となる。次に日射が弱い場合、ホトダイオー
ドPDは小さい電流しか発生せず、トランジスタ
Trは導通状態となる。従つて、接点SWA,SWB
は閉成状態となり、接点SWCは開放状態となり、
太陽電池SCA,SCBは並列接続となる。この時、
太陽電池は第1図のD,D′の特性を示し、電流
はA,Dの交点のc点となり、出力電力は最大出
力点のc′点となる。c′点の出力は日射が弱い場合
の直列接続の出力点のb′点に比べて大幅に大き
い。以上の様に、日射の強弱に従つて太陽電池を
直列接続または並列接続に切換えて使用すること
により、太陽電池の出力をフアン20による換気
のために有効に使用することができるという優れ
た効果が得られる。
The operation of the above circuit will be explained below with reference to FIGS. 1 and 5. In Figure 5, when solar radiation is strong,
Photodiode PD generates a large current and turns transistor Tr off. In this case, the contacts SW A and SW B are in an open state, the contact SW C is in a closed state, and the solar cells SC A and SC B are connected in series. At this time, the solar cell exhibits the characteristics of B and B' in Figure 1, the current is at point a, and the output power is at the maximum output point.
It becomes point a′. Next, when solar radiation is weak, the photodiode PD generates only a small current, and the transistor
The Tr becomes conductive. Therefore, the contacts SW A and SW B
is in the closed state, contact SW C is in the open state,
Solar cells SC A and SC B are connected in parallel. At this time,
The solar cell exhibits the characteristics D and D' in FIG. 1, the current is at point c, which is the intersection of A and D, and the output power is at point c', which is the maximum output point. The output at point c′ is significantly larger than point b′, which is the output point of the series connection when solar radiation is weak. As described above, by switching solar cells to series connection or parallel connection according to the strength of solar radiation, the output of the solar cells can be effectively used for ventilation by the fan 20, which is an excellent effect. is obtained.

なお、本実施例では、太陽電池が独立した2つ
の容器に分割されているが、同一の容器に配設さ
れた太陽電池素子を、電気的配線または蒸着等の
手段によつて2つの部分に分割して使用しても当
然同様の効果が得られる。
In this example, the solar cell is divided into two independent containers, but the solar cell elements arranged in the same container can be divided into two parts by means such as electrical wiring or vapor deposition. Naturally, the same effect can be obtained even if it is divided and used.

さらに、光強度検出手段として、ホトダイオー
ドPDの代わりに太陽電池素子を用いることも可
能であり、あるいはホトトランジスタを用いても
よい。
Furthermore, as the light intensity detection means, it is also possible to use a solar cell element instead of the photodiode PD, or a phototransistor may be used.

前述の如く、二分割された太陽電池を日射の強
弱に従つて直列接続または並列接続に切換えるこ
とによつて、常に太陽電池を最適の出力点で使用
し、限られた太陽電池で最大限の車室内の冷却効
果を得ることができる。
As mentioned above, by switching the solar cells divided into two into series connection or parallel connection according to the intensity of solar radiation, the solar cells can always be used at the optimal output point, and the maximum output can be achieved with the limited number of solar cells. It is possible to obtain a cooling effect in the vehicle interior.

本発明の第2の実施例を、第2図、第3図及び
第6図に基いて説明する。第2図において、車体
1のフロントボード10とリアボード11との上
には、第3図に示す構造の太陽電池SCA,SCBが、
ヒンジ30を屈曲部材として使用して太陽200
A,200B,200Cに対して仰角自在に取り
付けられている。また、太陽電池SCA,SCBには
仰角固定部材31が取り付けられていて、手動設
定された所望の仰角にて太陽電池SCA,SCBを固
定している。太陽電池SCA,SCBは、透明のアク
リル製容器33の内部に太陽電池素子32が多数
直列に接続されて収納された構成を有する。32
a,32bは、太陽電池SCA,SCBの、それぞれ
+側、−側の出力端子である。また、アクリル製
容器33の中には、太陽電池素子32と同様に、
光強度検出手段をなすホトダイオードPDA,PDB
が収納されており、出力端子34から太陽光線の
強度に応じた電流信号を発生している。20は、
トランクルームの床面21に設置され、太陽電池
SCA,SCBによつて駆動されるフアンであり、そ
の吸入側には、走行時に小石に侵入を防止するた
めの金網22が、吐出側にはトランクルーム内の
小物が車外に落下するのを防止するための金網2
3が設置されている。
A second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 2, 3, and 6. In FIG. 2, on the front board 10 and rear board 11 of the vehicle body 1, solar cells SC A and SC B having the structure shown in FIG.
Sun 200 using hinge 30 as a bending member
A, 200B, and 200C are attached so that the elevation angle can be adjusted freely. Further, an elevation angle fixing member 31 is attached to the solar cells S A and S B to fix the solar cells S A and S B at a manually set desired elevation angle. The solar cells SC A and SC B have a structure in which a large number of solar cell elements 32 are connected in series and housed inside a transparent acrylic container 33 . 32
a and 32b are the output terminals of the solar cells SC A and SC B on the + side and - side, respectively. In addition, in the acrylic container 33, like the solar cell element 32,
Photodiodes PD A and PD B serve as light intensity detection means
is housed therein, and generates a current signal from the output terminal 34 according to the intensity of sunlight. 20 is
Solar cells installed on floor 21 of the trunk room
This is a fan driven by SC A and SC B , and the intake side is equipped with a wire mesh 22 to prevent small stones from entering the vehicle while driving, and the discharge side is equipped with a wire mesh 22 to prevent small items in the trunk from falling outside the vehicle. Wire mesh 2 to prevent
3 is installed.

第6図は、本発明の主要部をなす太陽電池
SCA,SCBの直列接続−並列接続間の切換を行う
ための手段の一例を示すものである。ホトダイオ
ードPDA,PDBにはそれぞれ負荷抵抗RLA,RLB
が直列に接続されていて、発生電流を電圧信号に
変換している。NORは、 COMP AとCOMP Bとの出力「1」または
「0」を論理判別するNOR回路であり、その入力
が共に「0」、すなわち、ホトダイオードPDA
PDBが共に設定値以上の出力(日射が強い)時に
出力が「1」となり、トランジスタ(Tr)は導
通状態となつてリレーコイル5に通電する。リレ
ーコイル5によつて駆動されるSWA,SWB
SWCの3つの接点があり、太陽電池SCA,SCB
出力端子の接続を切換えている。
Figure 6 shows a solar cell that forms the main part of the present invention.
This figure shows an example of means for switching between a series connection and a parallel connection of SC A and SC B. Photodiodes PD A and PD B have load resistances RL A and RL B, respectively.
are connected in series and convert the generated current into a voltage signal. NOR is a NOR circuit that logically determines whether the outputs of COMP A and COMP B are "1" or "0", and when both of its inputs are "0", that is, the photodiodes PD A ,
When both PD B output more than the set value (insolation is strong), the output becomes "1", the transistor (Tr) becomes conductive, and the relay coil 5 is energized. SW A , SW B , driven by relay coil 5
There are three contacts SW C , which switch the connection of the output terminals of the solar cells SC A and SC B.

上記回路の動作について、第2図、第3図、第
6図及び第7図に基いて説明する。第7図の表の
中のケース1は、太陽が第2図に示す200Bの
位置にある場合を示しており、太陽電池SCA
SCBは共に強い日射を受けている状態にあり、ホ
トダイオードPDA,PDBは出力が大きい。従つ
て、リレーコイル5は通電され、接点SWA
SWBは開放状態となり、接点SWCは閉成状態とな
る。この時の太陽電池SCA,SCBとフアン駆動モ
ータ4との結線は第7図の表に示す様に直列とな
る。この時、フアン20の駆動モータ4は高い電
圧と大きい電流が供給されるので、フアン20の
駆動モータ4は高速度で回転し、その結果風量が
大きくなり、車室内の冷却効果が増大する。第7
図の表の中のケース2あるいは3は、太陽電池の
いずれか一方が、日陰または日射が大幅に減少し
た場合を示しており、リレーコイル5は非通電状
態となり、接点SWA,SWBは閉成状態となり、
接点SWCは開放状態となる。そのため第7図の表
に示すように、太陽電池SCA,SCBは並列接続と
なる。この時、フアン20の駆動モータ4には、
中程度の電圧と、太陽電池の受ける日射の強さで
定まる大きさの電流が供給され、フアン20の駆
動モータ4は中速で回転し、それに応じた風量で
車室内外の換気を行なう。第7図の表の中のケー
ス4は、太陽電池SCA,SCABの両方が共に日陰ま
たは日射の強さが大巾に低減した場合を示してお
り、リレーコイル5は、ケース2または3と同様
に非通電状態となり、その結果、SCA,SCBは並
列接続となる。この時も、フアン20の駆動モー
タ4には中程度の電圧が供給されるはずである
が、両太陽電池の内部抵抗が大きくなるため電流
は極めて小さくなり、フアン20の駆動モータ4
は低速度で回転することになる。従つて、この時
は少ない風量で換気を行うことになるが、2つの
太陽電池が共に日射を受けない状態では、車室内
の温度も大巾に上昇しないので大きな不都合は生
じない。
The operation of the above circuit will be explained based on FIGS. 2, 3, 6, and 7. Case 1 in the table of Fig. 7 shows the case where the sun is at the position 200B shown in Fig. 2, and the solar cells SC A ,
SC B is both receiving strong solar radiation, and photodiodes PD A and PD B have large outputs. Therefore, the relay coil 5 is energized and the contacts SW A ,
SW B is in an open state, and contact SW C is in a closed state. At this time, the solar cells SC A and SC B and the fan drive motor 4 are connected in series as shown in the table of FIG. At this time, the drive motor 4 of the fan 20 is supplied with a high voltage and a large current, so the drive motor 4 of the fan 20 rotates at a high speed, resulting in a large air volume and an increased cooling effect in the vehicle interior. 7th
Case 2 or 3 in the table of the figure indicates a case where either one of the solar cells is in the shade or the sunlight is significantly reduced, the relay coil 5 is in a non-energized state, and the contacts SW A and SW B are in the non-energized state. It becomes a closed state,
Contact SW C becomes open. Therefore, as shown in the table of FIG. 7, the solar cells SC A and SC B are connected in parallel. At this time, the drive motor 4 of the fan 20 has
A medium voltage and a current determined by the intensity of solar radiation received by the solar cell are supplied, and the drive motor 4 of the fan 20 rotates at a medium speed to ventilate the inside and outside of the vehicle with a corresponding air volume. Case 4 in the table of FIG. 7 indicates a case where both solar cells SC A and SC AB are in the shade or the intensity of solar radiation is significantly reduced, and the relay coil 5 is in case 2 or 3. Similarly, it becomes de-energized, and as a result, SC A and SC B are connected in parallel. At this time as well, a medium voltage should be supplied to the drive motor 4 of the fan 20, but since the internal resistance of both solar cells increases, the current becomes extremely small, and the drive motor 4 of the fan 20
will rotate at a low speed. Therefore, at this time, ventilation is performed with a small amount of air, but as long as neither of the two solar cells receives solar radiation, the temperature inside the vehicle does not rise significantly, so no major inconvenience occurs.

次に、第3の実施例について、第8図に基いて
以下説明する。第8図は本発明の第3の実施例を
示すものであり、太陽電池SC′A,SC′Bをバツクバ
イザ40上に左右に並べて配置した例である。こ
の場合、ホトダイオードPD′A,PD′Bは、それぞ
れ太陽電池SC′A,SC′Bの中心位置に配設してあ
り、20′はフアンを示している。第8図の実施
例の特徴は、太陽電池SC′A,SC′Bが、自動車の陰
に入らない様に、且つ、太陽の方向による影響を
受けない様に、バツクバイザ40上に略水平に取
り付けてあるので、駐車時のその一方の太陽電池
が木の葉や建物の陰に入つたとき、それを確実に
検出して直ちに両太陽電池間の接続を直列接続か
ら並列接続に切換えることにより効果的な車室内
の冷却効果が得られることである。なお、光強度
検出手段としては、ホトダイオードの代りに太陽
電池素子とかホトトランジスタを用いてもよい。
Next, a third embodiment will be described below based on FIG. 8. FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention, in which solar cells SC'A and SC'B are arranged side by side on a back visor 40. In this case, photodiodes PD' A and PD' B are arranged at the center positions of solar cells SC' A and SC' B , respectively, and 20' indicates a fan. The feature of the embodiment shown in FIG. 8 is that the solar cells SC' A and SC' B are arranged approximately horizontally on the back visor 40 so as not to be in the shadow of the car and not to be affected by the direction of the sun. Since it is installed, when one of the solar cells is parked and gets behind a leaf or a building, it will be detected reliably and the connection between both solar cells will be immediately switched from series connection to parallel connection, making it more effective. It is possible to obtain a cooling effect in the vehicle interior. Note that as the light intensity detection means, a solar cell element or a phototransistor may be used instead of the photodiode.

第3の実施例の効果は、2つの太陽電池のそれ
ぞれの日射状態あるいは日陰状態を別々に確実に
検出し、その検出結果に基いて直列接続あるいは
並列接続に切換えるための手段を設けることによ
つて、最適な換気を行ない、効果的な冷却効果が
得られることである。
The effect of the third embodiment is that a means is provided to separately and reliably detect the solar radiation state or shaded state of each of the two solar cells, and to switch to series connection or parallel connection based on the detection result. Therefore, optimal ventilation can be achieved and an effective cooling effect can be obtained.

次に、第4の実施例について、第9図から第1
2図に基いて以下説明する。第9図から第12図
に示す第4の実施例は、光強度検出手段として特
別のホトダイオードを設置することなく、太陽電
池の出力により駆動されるフアン20の駆動モー
タ4の端子電圧が、太陽光線の入射強度に関連し
て変化することを利用したものである。第9図及
び第10図は、この実施例の太陽電池の設置の一
例を示すものであり、リヤウインドウ200の車
室側内面上に、P層301とN層302とを真空
蒸着法によつて蒸着することにより形成したアモ
ルフアス太陽電池(詳細は、森北出版、高橋清他
編者『太陽光発電』を参照されたい)を、運転者
の視覚を大巾に妨害しない程度の間隔で多数設置
し、アルミニウムの接続電極303によりSCA
SCBとの2つのグループに分けて接続し、引出し
線100及び、101、並びに102及び103
によつて第12図に示す電気回路を形成するよう
に接続したものである。なお、301,302,
303は、表面を強化樹脂によつてコーテイング
してある。次に、第11図に基いて動作原理を説
明する。太陽光線の輻射強度が強い場合は、フア
ン20の駆動モータ4は太陽電池と並列接続され
ていて、次第に輻射強度が強くなると、図中矢印
aの如く電圧が上昇する。輻射強度がW1になる
と太陽電池が直列接続に切換わり、輻射強度の低
下とともに矢印bに沿つて電圧が降下し輻射強度
がW2まで低下すると並列接続に切換り、矢印c
に沿つて電圧が降下する。すなわち、直列接続の
曲線と並列接続の曲線との交点の電圧VREFを中心
として、上限値VNと下限値VN′とによつて定ま
るヒステリシス幅VHをもつて、直列接続と並列
接続との間を太陽光線の輻射強度に応じて切換え
る。この様にヒステリシスを持たせることによつ
て、太陽の輻射強度の変化幅が小さい場合等に、
太陽電池の直列接続と、並列接続との間の切換動
作においてチヤタリングを引き起こすことを防止
することができ、しかも特別に太陽光線の入射強
度を検出するセンサは不要になる。
Next, regarding the fourth example, from FIG.
This will be explained below based on FIG. In the fourth embodiment shown in FIGS. 9 to 12, the terminal voltage of the drive motor 4 of the fan 20 driven by the output of the solar cell is controlled by the solar cell without installing a special photodiode as a light intensity detection means. This method takes advantage of the fact that the incident light intensity changes. 9 and 10 show an example of the installation of the solar cell of this embodiment, in which a P layer 301 and an N layer 302 are formed on the inner surface of the rear window 200 on the passenger compartment side by vacuum evaporation. A large number of amorphous solar cells (for details, please refer to Morikita Publishing, ``Solar Power Generation'', edited by Kiyoshi Takahashi et al.) are installed at intervals that do not significantly obstruct the driver's vision. , SC A and aluminum connection electrode 303
Connect to SC B in two groups, lead wires 100 and 101, and 102 and 103.
They were connected to form the electric circuit shown in FIG. 12. In addition, 301, 302,
303 has its surface coated with reinforced resin. Next, the principle of operation will be explained based on FIG. When the radiation intensity of sunlight is strong, the drive motor 4 of the fan 20 is connected in parallel with the solar cell, and as the radiation intensity gradually becomes stronger, the voltage increases as indicated by arrow a in the figure. When the radiation intensity reaches W 1 , the solar cells switch to series connection, and as the radiation intensity decreases, the voltage drops along arrow b, and when the radiation intensity decreases to W 2 , they switch to parallel connection, and as shown by arrow c.
The voltage drops along. In other words, the series connection and parallel connection are centered on the voltage V REF at the intersection of the series connection curve and the parallel connection curve, with a hysteresis width V H determined by the upper limit value V N and the lower limit value V N ′. Switch between the two depending on the radiation intensity of the sun's rays. By providing hysteresis in this way, when the range of change in solar radiation intensity is small, etc.
It is possible to prevent chattering during the switching operation between series connection and parallel connection of solar cells, and there is no need for a special sensor to detect the incident intensity of sunlight.

第11図について、以下補足説明する。 A supplementary explanation will be given below regarding FIG. 11.

(1) 太陽電池が並列に接続される場合: 太陽光線の輻射強度が小さい時においても電
流が多く供給でき、その上、太陽電池の電圧が
降下しにくいので、直列接続よりも並列接続の
方が比較的高い電圧でフアン20の駆動モータ
4を駆動するが、輻射強度が上がつたとき上昇
する電圧に制限があるため飽和してくる。
(1) When solar cells are connected in parallel: A large amount of current can be supplied even when the radiation intensity of sunlight is low, and the voltage of the solar cells is less likely to drop, so parallel connection is better than series connection. drives the drive motor 4 of the fan 20 with a relatively high voltage, but as the radiation intensity increases, there is a limit to the voltage that can rise, so the voltage becomes saturated.

(2) 太陽電池が直列に接続される場合: (1)の場合とは逆に輻射速度が上昇するにつれ
て電流が多く供給できるばかりでなく電圧も上
昇するので、高い電圧でフアン20の駆動モー
タ4を駆動することができ、従つて並列接続よ
りも風量を増大させることがでる。
(2) When solar cells are connected in series: Contrary to case (1), as the radiation speed increases, not only can more current be supplied, but the voltage also increases. 4 can be driven, and therefore the air volume can be increased compared to parallel connection.

第12図は上記第4の実施例の電気回路を示す
ものであり、抵抗Ra,Rbと定電圧電源Vccとによ
り設定される基準電圧を発生するボルテージフオ
ロワOP1と、VREFとPc及びRdとによつて定まるヒ
ステリシス巾VHと時間遅れとを与えるコンデン
サCを有するコンパレータOP2とを要部とするも
のである。コンパレータOP2の一方の入力端は、
フアン20の駆動モータ4の+端子、すなわち、
太陽電池SCAの+端子100に接続されている。
従つて、太陽光線の輻射強度が弱く太陽電池の発
生電圧が低いときは、トランジスタTrは導通状
態にあつてリレーコイル5は付勢され、それによ
りSWAとSWBとは閉成され、SWCは開放される。
従つて太陽電池SCAとSCAとは並列に接続されて
いる。その後、太陽光線の輻射強度が増加し、+
端子100の電圧が上昇すると、トランジスタ
Trは導通状態から非導通状態に変化し、リレー
コイル5によつて駆動される接点SWA,SWB
SWCは第12図に示す状態になり、太陽電池SCA
とSCBとは直列接続となる。
FIG. 12 shows the electric circuit of the fourth embodiment, which includes a voltage follower OP 1 that generates a reference voltage set by resistors R a and R b and a constant voltage power supply V cc , and V REF The main part is a comparator OP 2 having a capacitor C that provides a hysteresis width V H determined by P c and R d and a time delay. One input of comparator OP 2 is
The + terminal of the drive motor 4 of the fan 20, that is,
It is connected to the + terminal 100 of the solar cell SC A.
Therefore, when the radiation intensity of sunlight is weak and the voltage generated by the solar cell is low, the transistor Tr is in a conductive state and the relay coil 5 is energized, thereby closing SW A and SW B , and SW C is released.
Therefore, solar cells SC A and SC A are connected in parallel. After that, the radiation intensity of the sun's rays increases, +
When the voltage at terminal 100 increases, the transistor
The Tr changes from a conductive state to a non-conductive state, and the contacts SW A , SW B , which are driven by the relay coil 5
SW C is in the state shown in Figure 12, and solar cell SC A
and SC B are connected in series.

なお、本実施例では、太陽電池は2分割されて
いたが、この他に、4、6、8分割されてそれら
が組合せ接続される場合等も当然可能であり、ま
た分割数が多い程きめ細かい制御が可能になる。
またコンパレータ等の制御回路は、太陽電池の中
に集積回路として組込むこともできる。
In this example, the solar cell was divided into two parts, but it is naturally possible to divide the solar cell into four, six, or eight parts and connect them in combination, and the greater the number of divisions, the finer the detail. Control becomes possible.
Moreover, a control circuit such as a comparator can also be incorporated into the solar cell as an integrated circuit.

前記実施例では本発明の換気装置を自動車用に
採用した場合について説明したが、本発明は自動
車用に限定されるものではなく、その他の、例え
ば住宅の換気用等にも有効に用いることができる
ものである。
In the above embodiments, the case where the ventilation device of the present invention was adopted for automobiles was explained, but the present invention is not limited to automobiles, and can also be effectively used for other purposes, such as for ventilation of houses. It is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、日射の強弱と、2系統の太陽電池間
の接続及びその接続に基いて得られる太陽電池の
出力電流、出力電圧、出力電力との関係を示す太
陽電池の負荷特性図、第2図は、本発明装置の構
成素子の配置を概略的に示す説明図、第3図は、
本発明に使用される太陽電池の構成を示す透視
図、第4図は、本発明の第1の実施例の装置の構
成素子の配置を概略的に示す説明図、第5図は、
本発明の第1の実施例の電気回路を示す回路図、
第6図は、本発明の第2の実施例の電気回路を示
す回路図、第7図は、いろいろな日射状況下にお
ける本発明の第2の実施例の太陽電池の接続の変
化の状態を示す説明図、第8図は、本発明の第3
の実施例の装置の構成素子の配置を概略的に示す
説明図、第9図及び第10図は、第4の実施例の
装置の構成素子の配置を概略的に示す説明図、第
11図は、第4の実施例における太陽光線の輻射
強度とフアン20の駆動モータ4の端子電圧と太
陽電池の接続の変化との関係を示す特性図、第1
2図は、本発明の第4の実施例の電気回路を示す
回路図である。 符号の説明、1……車体、SCA,SCB……太陽
電池、PDA,PDB……ホトダイオード、20……
フアン。
Figure 1 is a solar cell load characteristic diagram showing the relationship between the strength of solar radiation, the connection between two systems of solar cells, and the output current, output voltage, and output power of the solar cell obtained based on the connection. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the arrangement of the constituent elements of the device of the present invention, and FIG.
A perspective view showing the configuration of the solar cell used in the present invention, FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the arrangement of the constituent elements of the device according to the first embodiment of the present invention, and FIG.
A circuit diagram showing an electric circuit of a first embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a circuit diagram showing the electric circuit of the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 shows the state of change in the connection of the solar cell of the second embodiment of the present invention under various solar radiation conditions. The explanatory diagram shown in FIG. 8 is the third embodiment of the present invention.
9 and 10 are explanatory diagrams schematically showing the arrangement of the constituent elements of the apparatus of the fourth embodiment, and FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing the arrangement of the constituent elements of the apparatus of the fourth embodiment. is a characteristic diagram showing the relationship between the radiation intensity of sunlight, the terminal voltage of the drive motor 4 of the fan 20, and the change in the connection of the solar cell in the fourth embodiment;
FIG. 2 is a circuit diagram showing an electric circuit according to a fourth embodiment of the present invention. Explanation of symbols, 1...Vehicle body, SC A , SC B ...Solar cell, PD A , PD B ...Photodiode, 20...
Juan.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 室外光を電力に変換する少なくとも2以上の
太陽光発電手段と、 前記太陽光発電手段から電力を供給され、室内
外を換気するフアンを駆動するモータと、 前記モータに対する前記太陽光発電手段の接続
を直列接続または並列接続に切替える切替手段
と、 前記太陽光発電手段への入射光の強度に応じて
前記切替手段を制御し、前記太陽光発電手段が前
記モータの動作点近傍で最大出力を発生するよう
に前記太陽光発電手段の接続を直列接続または並
列接続に切替えさせる制御手段と を備えることを特徴とする換気装置。 2 前記制御手段は、前記入射光の強度が大きく
なるほど前記太陽光発電手段の接続を直列接続に
させ、前記入射光の強度が小さくなるほど前記太
陽光発電手段の接続を並列接続にさせるように構
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の換気装置。
[Scope of Claims] 1. At least two or more solar power generation means that convert outdoor light into electric power; A motor that is supplied with electric power from the solar power generation means and drives a fan that ventilates indoor and outdoor spaces; a switching means for switching the connection of the solar power generation means to a series connection or a parallel connection; and controlling the switching means according to the intensity of incident light to the solar power generation means, so that the solar power generation means operates the motor. 1. A ventilation system comprising: a control means for switching the connection of the solar power generation means to a series connection or a parallel connection so as to generate a maximum output near a point. 2. The control means is configured to connect the solar power generation means in series as the intensity of the incident light increases, and to connect the solar power generation means in parallel as the intensity of the incident light decreases. The ventilation device according to claim 1, characterized in that:
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