JPH0650675B2 - トンネル照明調光装置 - Google Patents

トンネル照明調光装置

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JPH0650675B2
JPH0650675B2 JP62225337A JP22533787A JPH0650675B2 JP H0650675 B2 JPH0650675 B2 JP H0650675B2 JP 62225337 A JP62225337 A JP 62225337A JP 22533787 A JP22533787 A JP 22533787A JP H0650675 B2 JPH0650675 B2 JP H0650675B2
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博一 寺内
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、太陽光発電を用いたトンネル照明調光装置
に関し、特に太陽電池が発生する電力を有効に利用でき
るトンネル照明調光装置に関するものである。
[従来の技術] 第3図は、例えば特開昭60-90348号公報に記載された、
従来のトンネル照明調光装置を示すブロック図である。
図において、(1)はトンネルの外に配置された太陽電
池、(2a)〜(2n)はトンネル内に配置されて太陽電池(1)
に選択的に接続される複数の負荷即ち照明灯具、(3)は
太陽電池(1)に接続されたバッテリ、(4a)〜(4n)はそれ
ぞれに対応する照明灯具(2a)〜(2n)に対し選択的に電力
を供給するための複数の開閉器、(7)は太陽電池(1)の出
力を平滑化するための平滑回路、(8a)〜(8n)は複数の基
準レベル(23a)〜(23n)を発生する基準レベル発生回路、
(9a)〜(9n)は平滑回路(7)の出力信号(22)を各基準レベ
ル(23a)〜(23n)と比較する比較回路である。又、開閉器
(4a)〜(4n)、基準レベル発生回路(8a)〜(8n)及び比較回
路(9a)〜(9n)は、照明灯具(2a)〜(2n)を選択的に太陽電
池(1)に接続してトンネル内の照明の明るさを調節する
調光手段を構成している。
(11)は太陽電池(1)の出力を検出する変流器などの検出
手段であり、その出力は平滑回路(7)に入力されてい
る。(12)はバッテリ(3)に関して流入及び流出する電流
を検出してバッテリ(3)の残留電荷量を計算する計算手
段であり、その残留電荷量は各基準レベル発生回路(8a)
〜(8n)に入力されている。
次に、第4図〜第7図を参照しながら、第3図に示した
従来のトンネル照明調光装置の動作について照明する。
太陽電池(1)の出力は、検出手段(11)により検出され、
平滑回路(7)を介して平滑された出力信号(22)となり、
比較回路(9a)〜(9n)の比較入力端子に印加される。
一方、バッテリ(3)の残留電荷量は、バッテリ(3)に関す
る電流に基づいて計算手段(12)により計算され、更に、
基準レベル発生回路(8a)〜(8n)により複数の基準レベル
(23a)〜(23n)となり、比較回路(9a)〜(9n)の基準入力端
子に印加される。
比較回路(9a)〜(9n)は、出力信号(22)を各基準レベル(2
3a)〜(23n)と比較し、もし出力信号(22)が各基準レベル
(23a)〜(23n)を上回れば、対応した開閉器(4a)〜(4n)を
閉成して各照明灯具(2a)〜(2n)に電力を供給する。
第4図は、この状態における発電量の時間変化を示す特
性図である。即ち、太陽電池(1)の出力を示す出力信号
(22)が各基準レベル(23a)〜(23n)を上回る毎に、対応し
た開閉器(4a)〜(4n)が閉成される。
逆に、出力信号(22)が基準レベル(23a)〜(23n)を下回れ
ば、対応した開閉器(4a)〜(4n)をそれぞれ開放する。
この結果、トンネル内の照明灯具(2a)〜(2n)の点灯数
は、第5図のように太陽電池(1)の出力変化に対応して
階段状に変化する。
尚、バッテリ(3)は、太陽電池(1)の日射量が急変したと
きの照明灯具(4a)〜(4n)の急な点滅を緩和したり、日射
のある間に充電し夜間の太陽光発電がないときに電力を
供給するために、太陽電池(1)と並列に接続されてい
る。
ところで、太陽電池(1)の最大出力PMAは、日射量に比
例するが動作電圧V0pによって変化し、最大出力PMA
取り出す電圧を最適動作電圧VMPという。第3図のよう
に太陽電池(1)にバッテリ(3)が接続される場合は、バッ
テリ(3)の端子電圧が太陽電池(1)の動作電圧V0pとな
る。
第6図は、日射量が一定の場合の発電出力Pと動作電圧
0pとの関係を示す特性図である。第6図において、太
陽電池(1)の最大出力PMAを取り出すため、動作電圧V
0pが最大出力PMA点付近になるように、太陽電池(1)及
びバッテリ(3)の各直列数を設計する。
しかし、バッテリ(3)の端子電圧は、第7図のように充
電レベルによって変化する。従って、充電レベルが高く
なるバッテリ(3)の端子電圧は高くなり、太陽電池(1)の
動作電圧V0pが最適動作電圧VMPから大きくずれる。こ
のため、たとえ日射量が多くても発電量は減少してしま
う。
即ち、太陽電池(1)の出力は日射量ばかりでなくバッテ
リ(3)の端子電圧によっても変化するので、第3図の従
来構成では、たとえ日射量が多くても、バッテリ(3)の
端子電圧が高ければ出力信号(22)は小さくなってしま
う。
これにより、出力信号(22)が基準レベル(23a)〜(23n)を
下回ると、比較回路(9a)〜(9n)は、実際には点灯すべき
照明灯具(2a)〜(2n)を消灯してしまう。つまり、晴天時
であって、日射量が多く、野外輝度が高い時でも、トン
ネル内で必要な明るさを得ることができなくなる。
[発明が解決しようとする問題点] 従来のトンネル照明調光装置は以上のように、太陽電池
(1)の出力信号(22)のみに基づいて各照明灯具(2a)〜(2
n)を点灯していたので、バッテリ(3)の端子電圧の上昇
によって十分な明るさが得られず、又、太陽電池(1)の
発生電力が有効に消費されないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、日射量の多いときはバッテリの状態にかかわ
らず十分な明るさを得ると共に、太陽電池の発生電力を
有効に消費できるトンネル照明調光装置を得ることを目
的とする。
[問題点を解決するための手段] この発明に係るトンネル照明調光装置は、太陽電池と類
似の特性を持つモニタ用太陽電池を太陽電池の近傍に配
置すると共に、モニタ用太陽電池の短絡電流を検出する
検出手段を設け、短絡電流に応じた出力信号を調光手段
に入力するようにしたものである。
[作用] この発明においては、日射量即ち野外輝度の大きさに比
例するモニタ用太陽電池の短絡電流に応じて照明灯具を
点灯する。
[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、(1)
〜(4)、(7)〜(9)及び(23)は前述と同様のものである。
(5)は太陽電池(1)と類似の特性を持つモニタ用太陽電池
であり、太陽電池(1)、バッテリ(3)及び照明灯具(2a)〜
(2n)等から独立して、太陽電池(1)の近傍に太陽電池(1)
と同じ条件で配設されている。(6)はモニタ用太陽電池
(5)の短絡電流を検出する変流器などの検出手段であ
る。
(20)はモニタ用太陽電池(5)の短絡電流に対応した出力
信号であり、各比較回路(9a)〜(9n)に入力されるように
なっている。
第2図は日射量に対するモニタ用太陽電池(5)の短絡電
流の特性図であり、短絡電流が日射量に比例することを
示している。
次に、第1図に示したこの発明の一実施例の動作につい
て説明する。
前述と同様に、太陽電池(1)の発電により発生した電力
は、バッテリ(3)に充電されると共に、開閉器(4a)〜(4
n)を介して各照明灯具(2a)〜(2n)に供給される。
一方、検出手段(6)は、モニタ用太陽電池(5)の短絡電流
を検出し、平滑回路(7)を介して出力信号(20)とする。
この出力信号(20)は、比較回路(9a)〜(9n)により各基準
レベル(23a)〜(23n)と比較される。そして、出力信号(2
0)のレベルに応じて、各開閉器(4a)〜(4n)を開閉制御
し、所定の照明灯具(2a)〜(2n)を点灯させる。
このとき、モニタ用太陽電池(5)は、太陽電池(1)を含む
照明用太陽電池回路、並びにバッテリ(3)を含むバッテ
リ回路に対し、独立した回路系であるため、バッテリ
(3)の充電レベルによる影響を受けることはない。従っ
て、日射量が多いときには、第2図のように短絡電流も
多くなり、出力信号(20)も短絡電流に比較して多くな
る。
これにより、バッテリ(3)の状態に影響されることな
く、日射量が多く野外輝度が高いときは、トンネル内は
明るく照明される。このように点灯される照明灯具(2a)
〜(2n)を多くすると、バッテリ(3)の端子電圧が高いと
きには、太陽電池(1)の発電量が少ないため放電状態と
なり、バッテリ(3)の端子電圧が低くなる。従って、バ
ッテリ(3)の端子電圧が低くなる。従って、バッテリ(3)
の端子電圧が最大出力PMA点付近の最適動作電圧V
MP(第6図参照)に近づくことになり、発電量は増加す
る。即ち、太陽電池(1)の発電量は、負荷電力とバッテ
リ(3)の充放電電力との和に対してバランスした電圧で
動作することになる。
従って、常にトンネル内を明るく照明して、ほぼ最大出
力を取り出すことができる。又、照明灯具(2a)〜(2n)の
点灯数を減らさずに負荷電流を大きくし且つバッテリ
(3)の充電電流を小さくするので、バッテリ(3)が過充電
とならずに充電レベルが適正となり、バッテリ(3)の端
子電圧も適正となる。従って、太陽電池(1)の発生電力
を有効に利用するこができる。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、太陽電池と類似の特性
を持つモニタ用太陽電池を太陽電池の近傍に配置すると
共に、モニタ用太陽電池の短絡電流を検出する検出手段
を設け、日射量に比例するモニタ用太陽電池の短絡電流
に応じて照明灯具を点灯するようにしたので、バッテリ
の状態にかかわらず十分な明るさを得ると共に、太陽電
池の発生電力を有効に消費できる信頼性の高いトンネル
照明調光装置が簡単且つ安価に得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
はモニタ用太陽電池の短絡電流の特性図、第3図は従来
のトンネル照明調光装置を示すブロック図、第4図は太
陽電池の発電量と基準レベルとの関係を示す説明図、第
5図は第4図に従う照明灯具の点灯状態を示す説明図、
第6図は太陽電池の動作電圧と出力との関係を示す特性
図、第7図はバッテリの充電状態と端子電圧との関係を
示す特性図である。 (1)……太陽電池、(2a)〜(2n)……照明灯具 (3)……バッテリ (5)……モニタ用太陽電池 (6)……検出手段、(20)……出力信号 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】太陽電池と、この太陽電池に接続されたバ
    ッテリと、複数の照明灯具と、これら照明灯具を選択的
    に前記太陽電池に接続してトンネル内の照明の明るさを
    調節する調光手段とを備え、太陽光発電を電源とするト
    ンネル照明調光装置において、前記太陽電池と類似の特
    性を持つモニタ用太陽電池を前記太陽電池の近傍に配置
    すると共に、前記モニタ用太陽電池の短絡電流を検出す
    る検出手段を設け、前記短絡電流に応じた出力信号を前
    記調光手段に入力するようにしたことを特徴とするトン
    ネル照明調光装置。
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