WO2024053495A1 - 風力太陽光ハイブリッド発電装置、電気利用自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】風力と太陽光発電をユニット化し、着脱作業性をよくし、低い高さで空気抵抗を低減するとともに外観を損ねず、横風による脱落、横転を低減させ、設置環境を広げた、風力太陽光ハイブリッド発電装置、及びそれを搭載した電気利用自動車を提供する。 【解決手段】前後が開口した方形の筐体と、前記筐体内部に設置された発電モータと、前記筐体上面に載置された太陽光発電パネルとからなり、 前記発電モータが、　前記筐体底面又は前記筐体が設置される箇所に固定される本体と、　前記本体に回転可能に設けられた回転軸と、　前記回転軸に接続し鈎状に下側に屈曲した連結棒と、　前記連結棒に連設した羽根とからなり、 前記羽根が前記筐体設置箇所面に対して水平に回転することで高さを低くしたことを特徴とする、風力太陽光ハイブリッド発電装置の構成とした。

Description

風力太陽光ハイブリッド発電装置、電気利用自動車

　本願発明は、風力と太陽光発電をユニット化し、着脱作業性をよくし、低い高さで空気抵抗を低減するとともに外観を損ねず、横風による脱落、横転を低減させ、設置環境を広げた、風力太陽光ハイブリッド発電装置、及びそれを搭載した電気利用自動車に関する。

　風力と太陽光を利用した風力太陽光ハイブリッド発電装置を搭載した自動車として、特許文献１に記載の風力発電ユニットを備えた電気自動車がある。

　特許文献１の発明は、太陽光のほかに異種の自然エネルギーである風力での発電でアシストする風力発電ユニットを搭載した電気自動車であって、蓄電池を装備しモータで駆動する太陽光発電モジュールを備えた電気自動車の所定箇所に風力発電ユニットを１以上備えた電気自動車に関し、風力発電ユニットは、空洞を有する筒状体で、空洞内に１以上の風車を設け、風車に連結された発電機で発電するとともに振動発電装置を併設して発電をする構成で、風力発電ユニットはコネクタを介して前記蓄電池へ接続することで充電を補助するというものである。

　しかしながら、特許文献１など、従来の風力と太陽光発電パネルを備える発電装置では、風力と太陽光発電パネルが別体で、着脱、固定設置の作業が煩雑であった。また、風力発電装置の羽根は、風の流れに対して直交するように回転しているため、風力発電装置の高さが高くならざるを得ない。その結果、電気自動車の外観を損なうことは勿論、走行への抵抗となり燃費効率が低下してしまう。さらに、重量バランス悪化させるうえ、横風の煽りを受けて横転の危険性が高くなる弊害もあった。

実用新案登録第３１６９８０７号公報

　そこで、本発明は、風力と太陽光発電をユニット化し、着脱作業性をよくし、低い高さで空気抵抗を低減するとともに外観を損ねず、横風による脱落、横転を低減させ、設置環境を広げた、風力太陽光ハイブリッド発電装置、及びそれを搭載した電気利用自動車を提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するために、本発明は、
　（１）
前後が開口した方形の筐体と、前記筐体の内部に設置された発電モータと、前記筐体の上面に載置された太陽光発電パネルとからなり、
前記発電モータが、
　前記筐体の底面又は前記筐体が設置される箇所に固定される本体と、
　前記本体に回転可能に設けられた回転軸と、
　前記回転軸に接続し鈎状に下側に屈曲した連結棒と、
　前記連結棒に連設した羽根とからなり、
前記羽根が前記筐体の設置される箇所の面に対して水平に回転することを特徴とする、風力太陽光ハイブリッド発電装置。
　（２）
前記連結棒及び前記羽根が４対備えることを特徴とする（１）に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
　（３）
前記筐体の風の流れ方向における前面は、半分を板で覆い風を通さないことで、前記羽根の回転効率を高めることを特徴とする（１）に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
　（４）
前記筐体の風の流れ方向における前面には、網が設置され、飛来物の前記発電モータへの衝突を防ぐことを特徴とする（３）に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
　（５）
前記羽根は、回転方向に向け湾曲凸状で、風の流れに対して垂直のとき端部から風を逃がさない閉鎖部を備えることを特徴とする（１）に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
　（６）
前記発電モータが、風の流れ方向に複数、縦列設置されていることを特徴とする（１）に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
　（７）
前記筐体が、風の流れ方向における後方開口が、前方開口より広く、後方における空気を陰圧にして風の流れを加速し発電モータを効率的に回転させることを特徴とする（１）に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
　（８）
前記板の前記網の設置されている側が、風の流れ方向における後方に位置して傾斜設置され、前記網からの風の流れ量を増加させることを特徴とする（４）に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
　（９）
（１）～（８）の何れか１つに記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置を、電気自動車の上面に備えたことを特徴とする電気利用自動車。
　（１０）
前記風力太陽光ハイブリッド発電装置と前記電気自動車との接続が、着脱式又は固定式であることを特徴とする（９）に記載の電気利用自動車。
　（１１）
（１）～（８）の何れか１つに記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置を備えたことを特徴とする建物。
　（１２）
（１）～（８）の何れか１つに記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置を備えたことを特徴とする電車。
　（１３）
（１）～（８）の何れか１つに記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置を備えたことを特徴とする船舶。
の構成とした。

　本願発明は、風力と太陽光発電をユニット化した上記構成であるので、着脱作業性をよくし、低い高さで空気抵抗を低減するとともに外観を損ねない形状を実現し、横風による設置場所から脱落、電気自動車の場合には横転を低減させ、設置環境が広がった、風力太陽光ハイブリッド発電装置、及びそれを搭載した電気利用自動車を提供することができる。さらに、本発明である風力太陽光ハイブリッド発電装置は、電車、船においても、太陽光を受光し、風を受ける部分に取り付けて発電に利用することができる。

本発明である電気利用自動車の正面（風の流れに対する上流（前面））一部透過模式図である。 本発明である風力太陽光ハイブリッド発電装置の第１の実施例の正面図一部透過模式図である。 本発明である風力太陽光ハイブリッド発電装置の第１の実施例の平面一部透過模式図である。 羽根の水平方向断面模式図である。 本発明である風力太陽光ハイブリッド発電装置の第２の実施例の平面一部透過模式図である。

　以下、本願発明について写真を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

　本発明である電気利用自動車１は、従来の電気自動車２と、電気自動車２の上面、ここでは搭乗部上面に設置した風力太陽光ハイブリッド発電装置１１とからなる。電気自動車２の上面としては、ボンネット、トランク上面も採用できる。

　電気利用自動車１の電気自動車２への設置方式としては、着脱可能で走行時に脱落、破損しない治具（例えばスキーキャリア方式）を用いる着脱方式、電気自動車へ溶接などで一体的に固着させる固定式が採用できる。既存の電気自動車に後付けするには着脱方式が容易である。発電された電気は、従来同様に、自走車掲載の蓄電池、自走車モータなどへ供給される（図示省略）。

　風力太陽光ハイブリッド発電装置１１は、図２―４に詳細掲載の通り、筐体１２と、筐体１２内部に設置された発電モータ１３と、筐体１２の上面に載置された太陽光発電パネル１４とからなる。風力、太陽光パネル１４で発電した電気は、電気自動車２の既存の回路に接続し、そのまま駆動に利用しても、蓄電してから利用してもよい。

　筐体１２は、風の流れ方向上流下流、図１において正面背面は開口している。ここでは、図１、２に示すように、正面の開口は半分には板１２ａが設けられ、風を通さないことで、羽根１３ｄの逆回転方向に風が当たるのを防ぎ、羽根１３ｄの一方方向の回転を促進させ、発電効率を高めている。また、正面開口の残り半分には網１２ｂを設置し、飛来物の発電モータ１３への衝突を防いでいる。

　羽根１３ｄは、図４の水平断面模式図（図２水平断面平面視）に示すように、羽根１３ｄの回転方向に向け湾曲凸状１３ｆで、風を袋状に受け止め、風の流れに対して垂直のとき（図３のとき）、羽根１３ｄの端部から風を逃がさないようブロックする閉鎖部１３ｇ（壁）を備える。いずれにしても、羽根が風を受け回転する構造であればよい。したがって、湾曲凸状１３ｆは、上下左右に湾曲している袋を半分に割ったような形状であることがこのましい。閉鎖部１３ｇは、湾曲でも、平坦でも構わない。

　発電モータ１３は、筐体１２の底面又は筐体１２が設置される箇所に固定される従来の発電機である本体１３ａと、本体１３ａに回転可能に設けられた回転軸１３ｂと、回転軸１３ｂに接続し鈎状に下側に屈曲した連結棒１３ｃと、連結棒に連設した羽根１３ｄとからなる。羽根１３ｄが筐体１２の設置個所面に対して水平に回転することで、低くい高さの風力太陽光ハイブリッド発電装置１１を実現した。

　ここでは、連結棒１３ｃ及び羽根１３ｄのセットが４対あり、同一平面に９０°間隔で設置されている。また、本体１３ａは、支柱１３ｅで筐体１２の底面又は筐体１２が設置される箇所に固定支持されている。支柱１３ｅは筐体１２の側面に接続してもよい。連結棒１３ｃ及び羽根１３ｄのセットは４対が作用、費用的にも効率的であるが、複数、即ち、２セット以上であればよい。

　太陽光発電パネル１４は、パネル形状、シート形状、着脱、固定など、種類、方式は問わない。

　実施例２は、図５に示すように、実施例１において、発電モータ１３が、風の流れ方向に２機、縦列設置されている点、さらに筐体２２の形状、筐体２２の形状に合わせた太陽光発電パネル１４の形状が異なる。なお、ここでは発電モータ１３は、風の流れ方向に対して、縦列２機であるがそれ以上、また並列であってもよい。

　筐体２２は、風の流れ方向における後方開口が、前方開口より広く、後方における空気を陰圧にして風の流れを加速し発電モータを効率的に回転させる。

　また、板２２ａの網２２ｂ側が、風の流れ方向における後方に向け傾斜設置され、網２２ｂからの風の流れ量を入り口開口部近傍で圧縮し、後方出口開口部付近で減圧し、空気を引き寄せ、風速を増加させることができる。

　本発明である風力太陽光ハイブリッド発電装置１１、２１は、建物にも設置できる。例えば、屋根、屋上、鉄骨建造物などである。発電した電気は、そのまま利用しても、蓄電してもよい。

　以上のように、本発明である風力太陽光ハイブリッド発電装置１１、２１であれば、太陽下の昼間、昼夜問わず風のあるとき発電でき、いずれか一方より発電効率がよい。

１　　　電気利用自動車
２　　　電気自動車
１１　　風力太陽光ハイブリッド発電装置
１２　　筐体
１２ａ　板
１２ｂ　網
１３　　発電モータ
１３ａ　本体
１３ｂ　回転軸
１３ｃ　連結棒
１３ｄ　羽根
１３ｅ　支柱
１３ｆ　湾曲凸状
１３ｇ　閉鎖部
１４　　太陽光発電パネル
２１　　風力太陽光ハイブリッド発電装置
２２　　筐体
２２ａ　板
２２ｂ　網
２４　　太陽光発電パネル

Claims (13)

1. 前後が開口した方形の筐体と、前記筐体の内部に設置された発電モータと、前記筐体の上面に載置された太陽光発電パネルとからなり、
   前記発電モータが、
   　前記筐体の底面又は前記筐体が設置される箇所に固定される本体と、
   　前記本体に回転可能に設けられた回転軸と、
   　前記回転軸に接続し鈎状に下側に屈曲した連結棒と、
   　前記連結棒に連設した羽根とからなり、
   前記羽根が前記筐体の設置される箇所の面に対して水平に回転することを特徴とする、風力太陽光ハイブリッド発電装置。
2. 前記連結棒及び前記羽根が４対備えることを特徴とする請求項１に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
3. 前記筐体の風の流れ方向における前面は、半分を板で覆い風を通さないことで、前記羽根の回転効率を高めることを特徴とする請求項１に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
4. 前記筐体の風の流れ方向における前面には、網が設置され、飛来物の前記発電モータへの衝突を防ぐことを特徴とする請求項３に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
5. 前記羽根は、回転方向に向け湾曲凸状で、風の流れに対して垂直のとき端部から風を逃がさない閉鎖部を備えることを特徴とする請求項１に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
6. 前記発電モータが、風の流れ方向に複数、縦列設置されていることを特徴とする請求項１に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
7. 前記筐体が、風の流れ方向における後方開口が、前方開口より広く、後方における空気を陰圧にして風の流れを加速し発電モータを効率的に回転させることを特徴とする請求項１に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
8. 前記板の前記網の設定されている側が、風の流れ方向における後方に位置して傾斜設置され、前記網からの風の流れ量を増加させることを特徴とする請求項４に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置。
9. 請求項１～８の何れか１項に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置を、電気自動車の上面に備えたことを特徴とする電気利用自動車。
10. 前記風力太陽光ハイブリッド発電装置と前記電気自動車との接続が、着脱式又は固定式であることを特徴とする請求項９に記載の電気利用自動車。
11. 請求項１～８の何れか１項に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置を備えたことを特徴とする建物。
12. 請求項１～８の何れか１項に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置を備えたことを特徴とする電車。
13. 請求項１～８の何れか１項に記載の風力太陽光ハイブリッド発電装置を備えたことを特徴とする船舶。