JPH0449335B2 - - Google Patents
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- JPH0449335B2 JPH0449335B2 JP61216248A JP21624886A JPH0449335B2 JP H0449335 B2 JPH0449335 B2 JP H0449335B2 JP 61216248 A JP61216248 A JP 61216248A JP 21624886 A JP21624886 A JP 21624886A JP H0449335 B2 JPH0449335 B2 JP H0449335B2
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Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は照明灯、特に太陽電池を電源として使
用する照明灯に関する。 従来の技術 太陽光線の熱エネルギの有効利用を意図して
種々の型式の太陽電池が販売されている。太陽電
池は日照条件によつて発生エネルギ量が変化する
ため、曇天時や日の出直後あるいは日没直前は日
中に比較して発生電圧が小さくなる。従つて、発
電量の大きい正午直後の時間帯の発生電圧に合わ
せて充電回路を設計した場合、発生電圧が低い、
日の出直後または日没直前の時間帯に於いては太
陽電池からの蓄電池に充電電流を流すことが不可
能になり、この時間帯に於ける発生エネルギは利
用することができない。 このような太陽電池の実用上の制約を解消する
目的で、本発明の出願人は特願昭61−23622号に、
太陽電池の出力電圧が蓄電池を直接充電できる所
定レベルに達しているか否かを判定して出力する
監視部と、該監視部の出力に基づき蓄電池への回
路接続を切換える切換回路とを具備した太陽電池
回路の採用を提唱している。 発明が解決しようとする問題点 上記の如き太陽電池回路を使用することによつ
て、日照条件の変化による発生電圧の変動が効果
的に制御されるが、該太陽電池回路の付設にも拘
わらず太陽電池を電源として使用する照明灯、特
に街路灯や庭園灯等の屋外設置型の照明灯には幾
つかの実用上の制約が付随する。 第５図は在来の屋外設置型照明灯の斜視図であ
り、上記蓄電池、監視部、切換回路を内蔵した制
御盤１７から直立する支柱２１上に、略水平な太
陽電池１，１…の整列配置面を有する基板２２を
固着することによつて照明灯２３用の電源装置を
構成している。このような屋外設置型照明灯は、
太陽電池１，１…の整列配置面が略水平方向を指
向しているため、太陽電池１，１…の上面に雪が
積もり易かつたり風雨に対する抵抗が大きい等の
強度上ならびに耐久性上の不都合が付随してい
る。 本発明の主要な目的は、太陽電池を電源として
使用する在来の屋外設置型照明灯に認められた上
記問題点の解決手段を提供することにある。 問題点を解決するための手段 斯かる目的に鑑みて本発明は、太陽電池と、昇
圧用のDC−DCコンバータと、太陽電池の出力電
圧が蓄電池を直接充電できる所定レベルに達して
いるか否かを判定して出力する監視部と、該監視
部の出力に基づき蓄電池への回路接続を切換える
切換回路とを具備したものに於いて、太陽電池の
整列配置面を有する取付基板を、支柱の周囲に環
状ないし方形状に、しかも上下方向に多段に、か
つ、仰角と俯角とを上下方向に交互に組合せて配
置した照明灯を提供するものである。 作 用 太陽電池の整列配置面を、水平面に対して所定
の仰角または俯角を形成するように傾斜せしめる
ことによつて、風雪や降雨に対する耐久性の大き
な照明灯を形成する。 また、太陽電池取付基板を支柱の周囲に多段か
つ環状ないし方形状に配置してあることによつ
て、１日の太陽の移動及び四季を通じての太陽の
移動軌跡の変化に対しても、取付方向の変更を必
要としない。 実施例 第１図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明に係る照明灯の要部
構造を例示する斜視図であり、第２図Ａは照明灯
に接続される太陽電池回路の回路図である。また
第２図Ｂは、上記太陽電池回路に使用するDC−
DCコンバータの一例を示す回路図である。これ
らの図面に見られるように太陽電池１，１…の整
列配置面２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…が水平面に対
して所定の仰角または俯角を形成するように、支
柱２１上に太陽電池１，１…の取付基板２２，２
２…がボルト締め、熔接あるいは接着等の適当な
固着手段によつて固定されている。更に詳しく説
明すると、第１図Ａ，Ｂ，Ｃに例示するように
DC−DCコンバータ２、蓄電池３、監視部５およ
び切換回路６からなる太陽電池回路１６を内蔵し
た制御盤１７から上方に向かつて直立する支柱２
１の上端に、円筒形、方形あいは載頭円錐形をな
す太陽電池１，１…の取付基板２２を固定し、水
平面に対して仰角もしくは俯角を形成する上記取
付基板２２の表面２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…に所
定個数の太陽電池セルを整列状態で固着すること
によつて照明灯２３の本体を構成する。太陽電池
１の配設個数は、照明灯２３の電力消費量や照明
域の面積に応じて適当に選定する。本実施例にお
いては、DC−DCコンバータ２、蓄電池３、監視
部５および切換回路６を制御盤１７内に収納して
いるが、別法として、円筒形、方形もしくは載頭
円錐形をなす前記取付基板２２内に上記構成部材
の一部分もしくは全部を収納してもよい。また取
付基板２２の水平面に対する傾斜角θは仰角に形
成するこが望ましいが、直射光と共に反射光を利
用するコンパクトな照明灯を構成する場合には俯
角に形成してもよい。第２図Ａに示すように太陽
電池１，１…は、充電しようとすると蓄電池３の
電圧に合わせて所定個数の太陽電池セルを直列接
続することによつて構成される。２はDC−DCコ
ンバータで、入力電圧が変動しても出力電圧が略
一定になるような特性をもつものが使用される。
３は蓄電池で、ニツケル−カドミウム電池あるい
は鉛蓄電池等の二次電池を、負荷に対応する電
圧・容量を持つように直列または並列接続するこ
とによつて構成される。４は逆流防止用ダイオー
ドで、蓄電池３の一方の電極の入力線に直列に挿
入接続される。 ５は監視部で、太陽電池の出力電圧を蓄電池３
に充電可能な電圧、例えば24Vと比較し、それ以
上になつたか否かを判定し、例えば24V以上のと
きON出力を発生する。６は監視部５の出力に基
づき、太陽電池３、DC−DCコンバータ２および
蓄電池１間の接続を切換える切換回路で、例えば
監視部５のON出力によつて太陽電池１の一方の
電極を蓄電池３に接続する常開接点６ａと、ON
出力がないとき太陽電池１の一方の電極をDC−
DCコンバータ２に接続する常閉接点６ｂとを持
つリレーが使用される。この切換回路６の構成
は、太陽電池の出力電圧が所定レベル以上のと
き、これを蓄電池に直接入力し、このレベルに達
しないときDC−DCコンバータを通して蓄電池に
入力するものであれば任意に構成することができ
る。またこの切換回路６はリレーの代りに半導体
素子を用いて構成することも可能である。 なお、上記DC−DCコンバータ２の回路例を第
２図Ｂに示す。同図において、８は非安定マルチ
バイブレータ、９は非安定マルチバイブレータ駆
動用の定電圧回路、１０は昇圧トランス、１１，
１１はパワートランジスタ、１２は抵抗、１３は
充放電コンデンサ、１４は全波整流器、１５はダ
イオードである。 なお、このDC−DCコンバータ２の入力電圧に
対する電力変換効率の特性を、第３図に示す。 上記構成において、第４図に示すような日照条
件のときの動作について説明する。 日の出直後の照射光量が小さく太陽電池１の出
力電圧が24Vの基準電圧に達しないときは、監視
部５はON出力を発生せず、切換回路６の常閉接
点６ｂを閉の状態に保つ。これによつてDC−DC
コンバータ２はこの電圧を24V以上に昇圧して蓄
電池３に供給する。また照射光量が大きくなつて
太陽電池１の出力電圧が24Vを越える正午前後に
は、監視部５はON出力を発生するので、切換回
路６の常開接点６ａが閉の状態に切換わり、太陽
電池１の出力電圧が、直接、蓄電池３に供給され
る。また夕暮に近づき、照射光量が減少すると、
監視部５は切換回路６の常閉接点６ｂを再び閉の
状態に切換え、DC−DCコンバータ２で昇圧され
た電圧によつて蓄電池３を充電する。 上記動作により日照時間のほとんど全てに於い
て、太陽電池１に発生する電気エネルギが有効に
蓄電池３に充電される。従つて、照明灯２３に
は、夜間の点灯に十分な電力が供給される。 下記第１表は照明灯２３の構成に際し、第１図
Ａ，Ｂ，Ｃに示す太陽電池１，１…の取付基板２
２の水平面に対する傾斜角θを、直射光線使用時
に30゜，45゜，90゜に、また、反射光線使用時に45゜，
60゜に設定し、それぞれ負荷電圧1kΩに対応する
発生電圧（Ｖ）と出力（mW）を測定したもので
ある。 上記測定結果から理解されるように、取付基板
２２の水平面に対する傾斜角θが30゜以下の場合
に、太陽電池の照射方向の如何に拘らず高い発生
電圧と出力が得られる。尚、本実施例に於いて
は、８mm×15mmの照射面積を持つ32個のシリコン
製太陽電池セルを直列接続することによつて太陽
電池１を構成している。
用する照明灯に関する。 従来の技術 太陽光線の熱エネルギの有効利用を意図して
種々の型式の太陽電池が販売されている。太陽電
池は日照条件によつて発生エネルギ量が変化する
ため、曇天時や日の出直後あるいは日没直前は日
中に比較して発生電圧が小さくなる。従つて、発
電量の大きい正午直後の時間帯の発生電圧に合わ
せて充電回路を設計した場合、発生電圧が低い、
日の出直後または日没直前の時間帯に於いては太
陽電池からの蓄電池に充電電流を流すことが不可
能になり、この時間帯に於ける発生エネルギは利
用することができない。 このような太陽電池の実用上の制約を解消する
目的で、本発明の出願人は特願昭61−23622号に、
太陽電池の出力電圧が蓄電池を直接充電できる所
定レベルに達しているか否かを判定して出力する
監視部と、該監視部の出力に基づき蓄電池への回
路接続を切換える切換回路とを具備した太陽電池
回路の採用を提唱している。 発明が解決しようとする問題点 上記の如き太陽電池回路を使用することによつ
て、日照条件の変化による発生電圧の変動が効果
的に制御されるが、該太陽電池回路の付設にも拘
わらず太陽電池を電源として使用する照明灯、特
に街路灯や庭園灯等の屋外設置型の照明灯には幾
つかの実用上の制約が付随する。 第５図は在来の屋外設置型照明灯の斜視図であ
り、上記蓄電池、監視部、切換回路を内蔵した制
御盤１７から直立する支柱２１上に、略水平な太
陽電池１，１…の整列配置面を有する基板２２を
固着することによつて照明灯２３用の電源装置を
構成している。このような屋外設置型照明灯は、
太陽電池１，１…の整列配置面が略水平方向を指
向しているため、太陽電池１，１…の上面に雪が
積もり易かつたり風雨に対する抵抗が大きい等の
強度上ならびに耐久性上の不都合が付随してい
る。 本発明の主要な目的は、太陽電池を電源として
使用する在来の屋外設置型照明灯に認められた上
記問題点の解決手段を提供することにある。 問題点を解決するための手段 斯かる目的に鑑みて本発明は、太陽電池と、昇
圧用のDC−DCコンバータと、太陽電池の出力電
圧が蓄電池を直接充電できる所定レベルに達して
いるか否かを判定して出力する監視部と、該監視
部の出力に基づき蓄電池への回路接続を切換える
切換回路とを具備したものに於いて、太陽電池の
整列配置面を有する取付基板を、支柱の周囲に環
状ないし方形状に、しかも上下方向に多段に、か
つ、仰角と俯角とを上下方向に交互に組合せて配
置した照明灯を提供するものである。 作 用 太陽電池の整列配置面を、水平面に対して所定
の仰角または俯角を形成するように傾斜せしめる
ことによつて、風雪や降雨に対する耐久性の大き
な照明灯を形成する。 また、太陽電池取付基板を支柱の周囲に多段か
つ環状ないし方形状に配置してあることによつ
て、１日の太陽の移動及び四季を通じての太陽の
移動軌跡の変化に対しても、取付方向の変更を必
要としない。 実施例 第１図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明に係る照明灯の要部
構造を例示する斜視図であり、第２図Ａは照明灯
に接続される太陽電池回路の回路図である。また
第２図Ｂは、上記太陽電池回路に使用するDC−
DCコンバータの一例を示す回路図である。これ
らの図面に見られるように太陽電池１，１…の整
列配置面２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…が水平面に対
して所定の仰角または俯角を形成するように、支
柱２１上に太陽電池１，１…の取付基板２２，２
２…がボルト締め、熔接あるいは接着等の適当な
固着手段によつて固定されている。更に詳しく説
明すると、第１図Ａ，Ｂ，Ｃに例示するように
DC−DCコンバータ２、蓄電池３、監視部５およ
び切換回路６からなる太陽電池回路１６を内蔵し
た制御盤１７から上方に向かつて直立する支柱２
１の上端に、円筒形、方形あいは載頭円錐形をな
す太陽電池１，１…の取付基板２２を固定し、水
平面に対して仰角もしくは俯角を形成する上記取
付基板２２の表面２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…に所
定個数の太陽電池セルを整列状態で固着すること
によつて照明灯２３の本体を構成する。太陽電池
１の配設個数は、照明灯２３の電力消費量や照明
域の面積に応じて適当に選定する。本実施例にお
いては、DC−DCコンバータ２、蓄電池３、監視
部５および切換回路６を制御盤１７内に収納して
いるが、別法として、円筒形、方形もしくは載頭
円錐形をなす前記取付基板２２内に上記構成部材
の一部分もしくは全部を収納してもよい。また取
付基板２２の水平面に対する傾斜角θは仰角に形
成するこが望ましいが、直射光と共に反射光を利
用するコンパクトな照明灯を構成する場合には俯
角に形成してもよい。第２図Ａに示すように太陽
電池１，１…は、充電しようとすると蓄電池３の
電圧に合わせて所定個数の太陽電池セルを直列接
続することによつて構成される。２はDC−DCコ
ンバータで、入力電圧が変動しても出力電圧が略
一定になるような特性をもつものが使用される。
３は蓄電池で、ニツケル−カドミウム電池あるい
は鉛蓄電池等の二次電池を、負荷に対応する電
圧・容量を持つように直列または並列接続するこ
とによつて構成される。４は逆流防止用ダイオー
ドで、蓄電池３の一方の電極の入力線に直列に挿
入接続される。 ５は監視部で、太陽電池の出力電圧を蓄電池３
に充電可能な電圧、例えば24Vと比較し、それ以
上になつたか否かを判定し、例えば24V以上のと
きON出力を発生する。６は監視部５の出力に基
づき、太陽電池３、DC−DCコンバータ２および
蓄電池１間の接続を切換える切換回路で、例えば
監視部５のON出力によつて太陽電池１の一方の
電極を蓄電池３に接続する常開接点６ａと、ON
出力がないとき太陽電池１の一方の電極をDC−
DCコンバータ２に接続する常閉接点６ｂとを持
つリレーが使用される。この切換回路６の構成
は、太陽電池の出力電圧が所定レベル以上のと
き、これを蓄電池に直接入力し、このレベルに達
しないときDC−DCコンバータを通して蓄電池に
入力するものであれば任意に構成することができ
る。またこの切換回路６はリレーの代りに半導体
素子を用いて構成することも可能である。 なお、上記DC−DCコンバータ２の回路例を第
２図Ｂに示す。同図において、８は非安定マルチ
バイブレータ、９は非安定マルチバイブレータ駆
動用の定電圧回路、１０は昇圧トランス、１１，
１１はパワートランジスタ、１２は抵抗、１３は
充放電コンデンサ、１４は全波整流器、１５はダ
イオードである。 なお、このDC−DCコンバータ２の入力電圧に
対する電力変換効率の特性を、第３図に示す。 上記構成において、第４図に示すような日照条
件のときの動作について説明する。 日の出直後の照射光量が小さく太陽電池１の出
力電圧が24Vの基準電圧に達しないときは、監視
部５はON出力を発生せず、切換回路６の常閉接
点６ｂを閉の状態に保つ。これによつてDC−DC
コンバータ２はこの電圧を24V以上に昇圧して蓄
電池３に供給する。また照射光量が大きくなつて
太陽電池１の出力電圧が24Vを越える正午前後に
は、監視部５はON出力を発生するので、切換回
路６の常開接点６ａが閉の状態に切換わり、太陽
電池１の出力電圧が、直接、蓄電池３に供給され
る。また夕暮に近づき、照射光量が減少すると、
監視部５は切換回路６の常閉接点６ｂを再び閉の
状態に切換え、DC−DCコンバータ２で昇圧され
た電圧によつて蓄電池３を充電する。 上記動作により日照時間のほとんど全てに於い
て、太陽電池１に発生する電気エネルギが有効に
蓄電池３に充電される。従つて、照明灯２３に
は、夜間の点灯に十分な電力が供給される。 下記第１表は照明灯２３の構成に際し、第１図
Ａ，Ｂ，Ｃに示す太陽電池１，１…の取付基板２
２の水平面に対する傾斜角θを、直射光線使用時
に30゜，45゜，90゜に、また、反射光線使用時に45゜，
60゜に設定し、それぞれ負荷電圧1kΩに対応する
発生電圧（Ｖ）と出力（mW）を測定したもので
ある。 上記測定結果から理解されるように、取付基板
２２の水平面に対する傾斜角θが30゜以下の場合
に、太陽電池の照射方向の如何に拘らず高い発生
電圧と出力が得られる。尚、本実施例に於いて
は、８mm×15mmの照射面積を持つ32個のシリコン
製太陽電池セルを直列接続することによつて太陽
電池１を構成している。
【表】
発明の効果
本発明によれば、太陽電池の整列配置面を有す
る取付基板を、支柱の周囲に環状ないし方形状
に、しかも、上下方向に多段に、かつ、仰角と俯
角とを上下方向に交互に組合せて配置したことに
よつて風雪や降雨に対する耐久性に優れ、小スペ
ースで太陽の直接光と反射光とを多段に亘つて効
率よく利用することができ、太陽電池の出力電圧
が低いときでもDC−DCコンバータにより昇圧し
て蓄電池に供給することができる。特に、太陽電
池取付基板を、支柱の周囲に環状ないし方形状に
配置してあることによつて、１日の太陽の移動及
び四季を通じての太陽の移動軌跡の変化に対し、
太陽電池取付基板の方向を変化させなくてもよ
い。 従つて太陽電池を用いた照明灯のコンパクト化
及び太陽光エネルギの日々および四季を通じての
利用効率の向上が図れる。
る取付基板を、支柱の周囲に環状ないし方形状
に、しかも、上下方向に多段に、かつ、仰角と俯
角とを上下方向に交互に組合せて配置したことに
よつて風雪や降雨に対する耐久性に優れ、小スペ
ースで太陽の直接光と反射光とを多段に亘つて効
率よく利用することができ、太陽電池の出力電圧
が低いときでもDC−DCコンバータにより昇圧し
て蓄電池に供給することができる。特に、太陽電
池取付基板を、支柱の周囲に環状ないし方形状に
配置してあることによつて、１日の太陽の移動及
び四季を通じての太陽の移動軌跡の変化に対し、
太陽電池取付基板の方向を変化させなくてもよ
い。 従つて太陽電池を用いた照明灯のコンパクト化
及び太陽光エネルギの日々および四季を通じての
利用効率の向上が図れる。
第１図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明に係る照明灯の要部
構造を例示する斜視図であり、第２図Ａは太陽電
池回路の回路図、第２図Ｂは第２図Ａの回路に用
いるDC−DCコンバータの一例を示す回路図、第
３図は第２図Ｂに示すDC−DCコンバータの入力
電圧に対する効率の特性図、第４図は日照条件の
変化による太陽電池の出力電圧変動の一例を示す
説明図である。また第５図は在来の屋外設置型照
明灯を例示する斜視図である。 １…太陽電池、２…DC−DCコンバータ、３…
蓄電池、５…監視部、６…切換回路、２１…太陽
電池の整列配置面、２２…太陽電池の取付基板、
２３…照明灯。
構造を例示する斜視図であり、第２図Ａは太陽電
池回路の回路図、第２図Ｂは第２図Ａの回路に用
いるDC−DCコンバータの一例を示す回路図、第
３図は第２図Ｂに示すDC−DCコンバータの入力
電圧に対する効率の特性図、第４図は日照条件の
変化による太陽電池の出力電圧変動の一例を示す
説明図である。また第５図は在来の屋外設置型照
明灯を例示する斜視図である。 １…太陽電池、２…DC−DCコンバータ、３…
蓄電池、５…監視部、６…切換回路、２１…太陽
電池の整列配置面、２２…太陽電池の取付基板、
２３…照明灯。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 太陽電池と、昇圧用のDC−DCコンバータ
と、太陽電池の出力電圧が蓄電池を直接充電でき
る所定レベルに達しているか否かを判定して出力
する監視部と、該監視部の出力に基づき太陽電池
への回路接続を切換える切換回路とを具備したも
のに於いて、 太陽電池の整列配置面を有する取付基板を、支
柱の周囲に環状ないし方形状に、しかも上下方向
に多段に、かつ、仰角と俯角とを上下方向に交互
に組合せて配置したことを特徴とする照明灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21624886A JPS6372003A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 照明灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21624886A JPS6372003A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 照明灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6372003A JPS6372003A (ja) | 1988-04-01 |
| JPH0449335B2 true JPH0449335B2 (ja) | 1992-08-11 |
Family
ID=16685591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21624886A Granted JPS6372003A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 照明灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6372003A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS602856A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-09 | 松下電器産業株式会社 | ヒ−トポンプ装置 |
| JPS60138980A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 太陽電池パネル設置方式 |
| JPS60154402A (ja) * | 1984-01-24 | 1985-08-14 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池利用照明装置 |
-
1986
- 1986-09-12 JP JP21624886A patent/JPS6372003A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS602856A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-09 | 松下電器産業株式会社 | ヒ−トポンプ装置 |
| JPS60138980A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 太陽電池パネル設置方式 |
| JPS60154402A (ja) * | 1984-01-24 | 1985-08-14 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池利用照明装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS6372003A (ja) | 1988-04-01 |
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