(57)【要約】【解決手段】  太陽電池（Ａ）、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）、充電式電池（Ｃ）、出力側電圧調整モジュール（Ｄ）、給電コンセント（Ｅ）、及び、制御モジュール（Ｆ）を含んで構成され、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）は、太陽電池（Ａ）が発電した電気を充電に適した電圧に変換する機能を有し、出力側電圧調整モジュール（Ｄ）は、消費するために適した電圧に変換する機能を有し、制御モジュール（Ｆ）は、各出力電圧を制御する機能を有し、雰囲気光から回生した電気を給電コンセント（Ｅ）から供給する機能を有する電力回生装置。【効果】  太陽電池を敷設するための広大な占有スペースが不要。醜悪な外観の露呈が不要。消費全エネルギー低減と温室効果ガス発生の低減に寄与。【選択図】  図１
2010193636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池（Ａ）、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）、充電式電池（Ｃ）、出力側電圧調整モジュール（Ｄ）、給電コンセント（Ｅ）、及び、制御モジュール（Ｆ）を含んで構成される雰囲気光から電力を回生する機能を有する電力回生装置（Ｇ）であって、
太陽電池（Ａ）は、少なくとも１枚のパネルからなり、雰囲気光を光源（Ｌ）として受光して発電する機能を有するモジュールであり、
入力側電圧調整モジュール（Ｂ）は、太陽電池（Ａ）が発電した電気を充電式電池（Ｃ）に充電するための電圧に変換する機能を有するモジュールであり、
充電式電池（Ｃ）は、太陽電池（Ａ）が発電した電気を充電する機能を有する電池であり、
出力側電圧調整モジュール（Ｄ）は、充電式電池（Ｃ）が充電している電力を、消費するための電圧に変換する機能を有するモジュールであり、
給電コンセント（Ｅ）は、電力を消費する機器のプラグを接続する機能を有するコンセントであり、
制御モジュール（Ｆ）は、充電式電池（Ｃ）からモニターした充電電力をフィードバックして、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）と出力側電圧調整モジュール（Ｄ）の出力電圧を制御する機能を有するモジュールであり、
装置全体の機能として、
装置の太陽電池（Ａ）に降り注ぐ雰囲気光の光エネルギーを回生した電気エネルギーを給電コンセント（Ｅ）から供給する機能を有することを特徴とする電力回生装置。
【請求項２】
太陽電池（Ａ）が、色素増感型太陽電池であることを特徴とする請求項１に記載した電力回生装置。
【請求項３】
太陽電池（Ａ）が、
屋内壁面、屋内天井、屋内床、屋内扉、採光窓、調光ブラインドのフラップからなる群から選択された少なくとも一つに設置されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載した電力回生装置。
【請求項４】
入力側電圧調整モジュール（Ｂ）が、
太陽電池（Ａ）が発電した電圧２〜３［Ｖ］の電流を、
電圧２．６［Ｖ］の電流に変換する機能を有するものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載した電力回生装置。
【請求項５】
充電式電池（Ｃ）が、リチウム電池
であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載した電力回生装置。
【請求項６】
出力側電圧調整モジュール（Ｄ）が、
充電式電池に充電した電圧２．６［Ｖ］の電流を、
電圧１〜１００［Ｖ］の範囲の所望の消費電圧に変換する機能を有するモジュール
であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載した電力回生装置。
【請求項７】
台数が２以上の自然数であるｎの電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）、リザーバ充電式電池（Ｈ）、中央制御モジュール（Ｊ）、及び、売電調整モジュール（Ｋ）を含んで構成される統合型電力回生装置（Ｉ）であって、
電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）は、それぞれが、請求項１乃至６の何れかに記載した電力回生装置であり、
リザーバ充電式電池（Ｈ）は、電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）のそれぞれの給電コンセント（Ｅ１〜Ｅｎ）からリザーバ充電式電池（Ｈ）に供給を受けた電力を充電する機能を有し、
中央制御モジュール（Ｊ）は、電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）のそれぞれの制御モジュール（Ｆ１〜Ｆｎ）からフィードバックを受けたそれぞれの電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）における電力供給余力に関する情報に基づいて、それぞれの給電コンセント（Ｅ１〜Ｅｎ）からリザーバ充電式電池（Ｈ）に供給を受ける電力を制御する機能と、
リザーバ充電式電池（Ｈ）の電力供給余力に関する情報に基づいて、リザーバ充電式電池（Ｈ）に蓄えられた電力を、売電調整モジュール（Ｋ）を介した電力幹線（Ｌ）への供給を制御する機能を有し、
売電調整モジュール（Ｋ）は、リザーバ充電式電池（Ｈ）から供給を受けた直流電力をインバータにより交流電力に変換した後、電力幹線（Ｌ）に供給する機能を有することを特徴とする
統合型電力回生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、太陽電池（Ａ）、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）、充電式電池（Ｃ）、出力側電圧調整モジュール（Ｄ）、給電コンセント（Ｅ）、及び、制御モジュール（Ｆ）を含んで構成される雰囲気光から電力を回生する機能を有する電力回生装置（Ｇ）に関する。
【０００２】
本願発明は、集電、充電、給電を一体化して具備したことを特徴とする、出力側電圧調整モジュールを利用し照明エネルギー回生システムを付加した、小規模分散型太陽光電池活用回路と、その分散型太陽光電池活用回路を起点として、複数の充電電池を階層構造で連結配置しそれらを集中制御する電力活用装置に関する。
【０００３】
本願発明は、小規模分散型太陽光電池活用回路、フィルム状色素増感型太陽電池パネル、インバーター回路、電源出力側電圧調整モジュール、電気自動車用充電電池の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００４】
［フィルム状色素増感型太陽電池の技術的背景］
フィルム状色素増感型太陽電池は、シリコン型太陽電池と比較して、相対的に安価であり、大量生産と大量使用が可能である。
フィルム状色素増感型太陽電池は、住居の窓に設置する採光を調整するためのブラインドを構成する羽根状のフラップと同等な厚みを有するまでに、厚みの薄型化が達成されてきた。
【０００５】
［高輝度ＬＥＤの技術的背景］
高輝度ＬＥＤ（発光ダイオード）は、電球、蛍光灯、及び、電球型蛍光灯と比較して、電気エネルギーから光エネルギーに変換するエネルギー効率に優れている。
したがって、省エネルギーの観点に立てば、高輝度ＬＥＤ（発光ダイオード）は、近い将来、照明器具として急速に普及することが予想される。
高輝度ＬＥＤ（発光ダイオード）は、電球、蛍光灯、及び、電球型蛍光灯と比較して、価格の面では、相対的に高価ではあるが、需要の拡大に応じて、大量生産体制が整えば、急速な価格の低廉化が進むことが予想される。
【０００６】
［充電電池の技術的背景］
充電電池は、主として、ハイブリッド型自動車と電気自動車への応用を目的として、開発されてきた歴史的経緯がある。
充電電池は、ハイブリッド型自動車と電気自動車自動車への応用を目的として開発されてきたことから、大量生産と相まって、充電電池の性能の大容量化、重量の軽量化、価格の低廉化が同時並行して進んできたことから、従来の鉛蓄電池と比較して、技術的にも、価格的にも、環境面でも、極めて優れた製品に進化してきた。
【０００７】
［直近先行技術］
本願出願人は、本願発明の先行技術文献について、鋭意、調査を進めてきた。
本願出願人の先行技術調査に基づけば、本願発明の直近先行技術は、特開２００４−０１７３３７号公報（以下、「直近先行文献」という。）に開示されている発明（以下、「直近先行技術」という。）である。
直近先行文献には、農舎における太陽光発電システムに関する発明が開示されている。
直近先行技術は、太陽電池モジュールで発電した電力を農舎に備え付けた電気機器に電力を供給する第１バッテリーと、農舎に格納されている作業車両に搭載した第２バッテリーとに切替えて充電する充電切替え手段を設けてなる太陽光発電システムが開示されている。
【０００８】
［直近先行技術における利点］
直近先行技術における利点としては、第１バッテリー（農舎に備え付けの電気機器に電力を供給するためのバッテリー）と、第２バッテリー（農舎に格納されている作業車両に搭載したバッテリー）とに、切替えて充電することを可能とする充電切替え手段を設けたことを挙げることができる。
【０００９】
［直近先行技術における問題点〜その１］
直近先行技術における第１の問題点としては、直近先行技術によったのでは、太陽光発電による電力を、二つの用途以外の他の多様な用途に向けた細やかな電力の供給を実現することができないことを挙げることができる。
【００１０】
［直近先行技術における問題点〜その２］
直近先行技術における第２の問題点としては、直近先行技術の根幹たる技術思想は、光エネルギーの給源として昼間の屋外における太陽光のみしか想定していないことを挙げることができる。
然るに、本願発明のよって立つ技術的思想は、直近先行技術の根幹たる技術思想とは対照的に、昼間における屋外の太陽光のみならず、夜間における屋外の照明、屋内における雰囲気光をも想定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−０１７３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
［課題〜その１（従来技術における太陽光発電の問題点）］
太陽光発電に関する従来の技術の典型的な具体例としては、シリコン型太陽電池パネルを、ビル屋上や住宅屋根に並べたり、広大な平地に敷設する所謂「メガソーラー発電」を挙げることができる。
「メガソーラー発電」方式では、シリコン型太陽電池パネルを敷設するために、広大な面積を必要とし、美観上外観が見苦しく、周辺住民との間でトラブルが生じる虞もある。
すなわち、本願発明が解決しようとする第１の課題は、従来技術における太陽光発電においては、太陽電池を敷設するために広大な占有スペースを必要とすることと、醜悪な外観を露呈しなければならないという従来技術における太陽光発電技術と不離一体であった問題点を解決する手段を提供することである。
【００１３】
［課題〜その２（従来技術における照明の問題点）］
人工衛星から撮影した日本列島の夜景写真を見るとき、弧状列島に沿って、途切れることない溢れんばかりの光の帯を認めることができる。
また、我々の日常生活においても、昼間夜間を問わず、屋内においては、煌煌と照明器具が点灯していることが一般的である。
従って、我が国においては、昼間夜間を問わず、屋内屋外を問わず、いわば「湯水の如く」、光が溢れ、溢れた光の殆どが使い捨てられているの実情である。
換言すれば、照明として使用された光は、回収されることなく、使い捨てられることが常識となってきた。
すなわち、本願発明が解決しようとする第２の課題は、従来技術における照明においては、照明として使用された光が、回収されることなく、使い捨てられてきたという問題を解決する手段を提供することである。
【００１４】
［課題〜その３（特殊用途における照明の問題点）］
航空宇宙用途、軍事用途、極地・深海用途等の特殊用途においては、限られたエネルギーを最大限に有効に活用し、しかも、一旦消費したエネルギーを回生・回収・リサイクルすることが求められてきたが、有効な手段がないのが実情であった。
宇宙船内部や、潜水艦内部、地下軍事基地内部のように、限られた酸素・水・エネルギーを有効活用することが求められてきた。
例えば、２００８年１０月には、国際宇宙ステーションにおいて、太陽電池の発電能力が足りないばかりに、宇宙空間における実験装置のほぼ半分しか稼働できなかったという問題があった。
すなわち、本願発明が解決しようとする第３の課題は、特殊用途（航空宇宙用途、軍事用途、極地・深海用途等）においては、限られたエネルギーを最大限に有効に活用し、しかも、一旦消費したエネルギーを回生・回収・リサイクルする技術を提供することである。
【００１５】
［課題〜その４（エネルギー消費の低減）］
水資源のリサイクルに関しては、一旦、上水（浄水）道の蛇口（タップ）から迸り出た水道水を消費し、下水道に排出された後、浄化手段（濾過、限外濾過、浄化槽等）を利用して、中水道や上水道として再利用する技術が知られている。
電力のリサイクルについては、水力発電に関しては、水路発電のように、余剰電力により、低所にある水を、高所にあるダムに揚水して、電力が逼迫したときのために備えるという技術が知られている。
然るに、光エネルギーのリサイクルについては、照明光の「光エネルギー」に関しては、「湯水の如く」「ジャブジャブ」と照明として使用された光は、回収されることなく、使い捨てられることが常識となってきた。
そして、照明光の光エネルギーのリサイクルに関しては、一旦消費した光エネルギーを回生・回収・リサイクルするための有効な手段が存在しないのが実情であった。
すなわち、本願発明が解決しようとする第４の課題は、一旦、照明光として消費された光エネルギーを可能な限り回生・回収・リサイクルし、消費する全エネルギーを低減し、延いては、温室効果ガス排出低減に資する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願発明は、請求項１乃至請求項７に記載した事項により特定される。
【００１７】
［請求項１］
太陽電池（Ａ）、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）、充電式電池（Ｃ）、出力側電圧調整モジュール（Ｄ）、給電コンセント（Ｅ）、及び、制御モジュール（Ｆ）を含んで構成される雰囲気光から電力を回生する機能を有する電力回生装置（Ｇ）であって、
太陽電池（Ａ）は、少なくとも１枚のパネルからなり、雰囲気光を光源（Ｌ）として受光して発電する機能を有するモジュールであり、
入力側電圧調整モジュール（Ｂ）は、太陽電池（Ａ）が発電した電気を充電式電池（Ｃ）に充電するための電圧に変換する機能を有するモジュールであり、
充電式電池（Ｃ）は、太陽電池（Ａ）が発電した電気を充電する機能を有する電池であり、
出力側電圧調整モジュール（Ｄ）は、充電式電池（Ｃ）が充電している電力を、消費するための電圧に変換する機能を有するモジュールであり、
給電コンセント（Ｅ）は、電力を消費する機器のプラグを接続する機能を有するコンセントであり、
制御モジュール（Ｆ）は、充電式電池（Ｃ）からモニターした充電電力をフィードバックして、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）と出力側電圧調整モジュール（Ｄ）の出力電圧を制御する機能を有するモジュールであり、
装置全体の機能として、
装置の太陽電池（Ａ）に降り注ぐ雰囲気光の光エネルギーを回生した電気エネルギーを給電コンセント（Ｅ）から供給する機能を有することを特徴とする電力回生装置。
【００１８】
［請求項２］
太陽電池（Ａ）が、色素増感型太陽電池であることを特徴とする請求項１に記載した電力回生装置。
【００１９】
［請求項３］
太陽電池（Ａ）が、
屋内壁面、屋内天井、屋内床、屋内扉、採光窓、調光ブラインドのフラップからなる群から選択された少なくとも一つに設置されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載した電力回生装置。
【００２０】
［請求項４］
入力側電圧調整モジュール（Ｂ）が、
太陽電池（Ａ）が発電した電圧２〜３［Ｖ］の電流を、
電圧２．６［Ｖ］の電流に変換する機能を有するものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載した電力回生装置。
【００２１】
［請求項５］
充電式電池（Ｃ）が、リチウム電池
であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載した電力回生装置。
【００２２】
［請求項６］
出力側電圧調整モジュール（Ｄ）が、
充電式電池に充電した電圧２．６［Ｖ］の電流を、
電圧１〜１００［Ｖ］の範囲の所望の消費電圧に変換する機能を有するモジュール
であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載した電力回生装置。
【００２３】
［請求項７］
台数が２以上の自然数であるｎの電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）、リザーバ充電式電池（Ｈ）、中央制御モジュール（Ｊ）、及び、売電調整モジュール（Ｋ）を含んで構成される統合型電力回生装置（Ｉ）であって、
電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）は、それぞれが、請求項１乃至６の何れかに記載した電力回生装置であり、
リザーバ充電式電池（Ｈ）は、電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）のそれぞれの給電コンセント（Ｅ１〜Ｅｎ）からリザーバ充電式電池（Ｈ）に供給を受けた電力を充電する機能を有し、
中央制御モジュール（Ｊ）は、電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）のそれぞれの制御モジュール（Ｆ１〜Ｆｎ）からフィードバックを受けたそれぞれの電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）における電力供給余力に関する情報に基づいて、それぞれの給電コンセント（Ｅ１〜Ｅｎ）からリザーバ充電式電池（Ｈ）に供給を受ける電力を制御する機能と、
リザーバ充電式電池（Ｈ）の電力供給余力に関する情報に基づいて、リザーバ充電式電池（Ｈ）に蓄えられた電力を、売電調整モジュール（Ｋ）を介した電力幹線（Ｌ）への供給を制御する機能を有し、
売電調整モジュール（Ｋ）は、リザーバ充電式電池（Ｈ）から供給を受けた直流電力をインバータにより交流電力に変換した後、電力幹線（Ｌ）に供給する機能を有することを特徴とする
統合型電力回生装置。
【００２４】
［特許請求の範囲及び明細書において使用する主要な用語］
【００２５】
［用語「太陽電池」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「太陽電池」なる用語は、少なくとも１枚のパネルからなり、雰囲気光を光源（Ｌ）として受光して発電する機能を有するモジュールを意味する。
特許請求の範囲及び明細書において使用する用語「太陽電池」なる概念には、例えば、色素増感型太陽電池を包含する。
色素増感型太陽電池は、肉厚が薄く、可撓性については極めて柔軟性を有し、重量が軽く、透明なまま使用したり、半透明又は不透明に着色することも可能であり、着色に際しては、様々な色彩に着色することが可能であり、携帯性にも優れる。
本願発明者は、色素増感型太陽電池が、肉厚が薄く、重量が軽く、可撓性については極めて柔軟性を有し、透明なまま使用したり、半透明又は不透明に着色することも可能であることに着目し、壁紙、家具の化粧板、住宅窓ガラス、車両窓ガラス、調光ブラインドのフラップ等への加工を着想した。
色素増感型太陽電池は、コスト面においても、在来型シリコン型太陽電池と比較して、同等のレベルまでコストダウンされることが見込まれる。
優れた特徴（例えば、肉厚が薄く、可撓性については極めて柔軟性を有し、重量が軽く、透明なまま使用したり、半透明又は不透明に着色することも可能であり、小型化・薄型化・形態化に好適である等の特徴）を有する色素増感型太陽電池等の高性能薄型可撓性太陽電池を、従来は無駄にされていた大面積を有する平面又は曲面（例えば、従来、単に壁紙を貼るだけであった内装壁面、単にサイディング材等を貼るだけであった外装壁面、単に遮光カーテンや調光ブラインドにより採光を調節していた窓ガラス、家具化粧板等の大面積を有する平面又は曲面）に貼り付けることにより、本願発明に好適に適用することができる。
すなわち、例えば、高性能薄型可撓性太陽電池を、太陽電池壁紙、太陽電池内装化粧板、太陽電池外装化粧板、太陽電池サイディング、太陽電池窓、太陽電池ブラインド、太陽電池カーテン、太陽電池扉等として応用することにより、本願発明に好適に適用することができる。
一方、在来型シリコン型太陽電池と比較して、色素増感型太陽電池は、本出願の出願時点においては、必ずしも低廉な製品ではない。
しかしながら、今後、新規技術の開発と大量生産技術の発展により、価格の低廉化が予想される。
色素増感型太陽電池は、本出願の出願時点においては、一般的なシリコン型太陽電池と比較すると、発電効率と耐候性に関して、必ずしも優位ではない。
しかしながら、今後、新規技術の開発により、一般的なシリコン型太陽電池と比較しても、発電効率と耐候性に関して、遜色がないものが上市されることが予想される。
【００２６】
［用語「入力側電圧調整モジュール」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「入力側電圧調整モジュール」なる用語は、太陽電池（Ａ）が発電した電気を充電式電池（Ｃ）に充電するための電圧に変換する機能を有するモジュールを意味する。
太陽電池（Ａ）が発電した電気を充電式電池（Ｃ）に充電するに際し、最適の電圧に調整するための回路である。
【００２７】
［用語「充電式電池」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「充電式電池」なる用語は、太陽電池（Ａ）が発電した電気を充電する機能を有する電池を意味し、「充電池」、「充電電池」をも包含する。
【００２８】
［用語「出力側電圧調整モジュール」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「出力側電圧調整モジュール」なる用語は、充電式電池（Ｃ）が充電している電力を、消費するための電圧に変換する機能を有するモジュールを意味し、必要に応じ、直流電力をインバータにより交流電力に変換し、及び／又は、トランスにより好適な電圧に変換する機能をも併せ有する。
充電式電池（Ｃ）が充電している電力を、消費するための電圧に変換するに際し、最適の電圧に調整するための回路である。
具体的には、高輝度ＬＥＤを点灯させたり、送電時の損失を少なくしたり、各種携帯機器に適合した電圧に調整し、給電を受けた機器が正常に作動させるための回路である。
【００２９】
［用語「給電コンセント」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「給電コンセント」なる用語は、電力を消費する機器のプラグを接続する機能を有するコンセントを意味する。
【００３０】
［用語「制御モジュール」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「制御モジュール」なる用語は、充電式電池（Ｃ）からモニターした充電電力をフィードバックして、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）と出力側電圧調整モジュール（Ｄ）の出力電圧を制御する機能を有するモジュールを意味する。
【００３１】
［用語「電力回生装置」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「電力回生装置」なる用語は、太陽電池（Ａ）、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）、充電式電池（Ｃ）、出力側電圧調整モジュール（Ｄ）、給電コンセント（Ｅ）、及び、制御モジュール（Ｆ）を含んで構成される雰囲気光から電力を回生する機能を有する電力回生装置を意味する。
電力回生装置は、装置全体の機能として、装置の太陽電池（Ａ）に降り注ぐ雰囲気光の光エネルギーを回生した電気エネルギーを給電コンセント（Ｅ）から供給する機能を有することを特徴とする。
【００３２】
［用語「雰囲気光」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「雰囲気光」なる用語は、本願発明に係る電力回生装置（Ｇ）及び／又は太陽電池（Ａ）の周囲から、電力回生装置（Ｇ）及び／又は太陽電池（Ａ）に降り注ぐ光を意味する。
直近先行技術においては、太陽電池の光エネルギーの給源としては、昼間屋外における太陽光のみを想定していた。
然るに、本願発明のよって立つ技術的思想は、直近先行技術の根幹たる技術思想とは対照的に、昼間における屋外の太陽光のみならず、夜間における屋外の照明、屋内における雰囲気光をも想定している。
従って、特許請求の範囲及び明細書において使用する「雰囲気光」なる用語は、太陽電池（Ａ）の光エネルギーの給源たる光であって、昼間屋外における太陽光のみならず、昼間に屋内に入り込んだ太陽光、夜間屋外における月光と照明灯光、昼間と夜間を問わない屋内における照明光等、電力回生装置（Ｇ）及び／又は太陽電池（Ａ）の周囲から、電力回生装置（Ｇ）及び／又は太陽電池（Ａ）に降り注ぐ光一般を意味する。
【００３３】
［用語「回生」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「回生」なる用語は、一旦、照明光として消費された光エネルギーを、再利用を目的として、回生、回収、リサイクルする概念を包含する。
鉄道技術において、「回生ブレーキ」なる技術がある。
この技術は、電車を駆動させるためのモーターを、電車の制動の際に発電機として機能せしめ、制動の際に得られる運動エネルギーを電気エネルギーに変換して、変換により得られた電気エネルギーを、本来であれば電力消費側の電車から、電力供給側の架線に対して電力を戻すという技術である。
本願の特許請求の範囲及び明細書において使用する「回生」なる用語の概念は、照明光として一旦消費されてしまった光エネルギーを、汎用性のある電気エネルギーに変換して、変換により得られた電気エネルギーを再利用のために供給するという概念である。
【００３４】
［用語「統合型電力回生装置」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「統合型電力回生装置」なる用語は、台数が２以上の自然数であるｎの電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）、リザーバ充電式電池（Ｈ）、中央制御モジュール（Ｊ）、及び、売電調整モジュール（Ｋ）を含んで構成される、複数の電力回生装置を統合した電力回生装置を意味する。
【００３５】
［用語「リザーバ充電式電池」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「リザーバ充電式電池」なる用語は、電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）のそれぞれの給電コンセント（Ｅ１〜Ｅｎ）からリザーバ充電式電池（Ｈ）に供給を受けた電力を充電する機能を有する充電式電池を意味する。
【００３６】
［用語「中央制御モジュール」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「中央制御モジュール」なる用語は、電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）のそれぞれの制御モジュール（Ｆ１〜Ｆｎ）からフィードバックを受けたそれぞれの電力回生装置（Ｇ１〜Ｇｎ）における電力供給余力に関する情報に基づいて、それぞれの給電コンセント（Ｅ１〜Ｅｎ）からリザーバ充電式電池（Ｈ）に供給を受ける電力を制御する機能と、リザーバ充電式電池（Ｈ）の電力供給余力に関する情報に基づいて、リザーバ充電式電池（Ｈ）に蓄えられた電力を、売電調整モジュール（Ｋ）を介した電力幹線（Ｌ）への好適な供給を制御する機能を有するモジュールを意味する。
【００３７】
［用語「売電調整モジュール」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「売電調整モジュール」なる用語は、リザーバ充電式電池（Ｈ）から供給を受けた直流電力をインバータにより交流電力に変換し、必要に応じ、トランスにより好適な電圧に変換し、電力幹線（Ｌ）に対して、好適な電圧と電流で供給する機能を有するモジュールを意味する。
【００３８】
［用語「電力幹線」］
特許請求の範囲及び明細書において使用する「電力幹線」なる用語は、電力会社が所有する送電線を包含する電線一般を意味する。
特許請求の範囲及び明細書において使用する「電力幹線」なる用語は、我が国法令等（法令、政令、省令、条例、ガイドライン、行政指導等）に基づき、日本国内のブロック（地域）ごとに、排他的且つ反競争的且つ独占的な電力供給事業を許認可されている地域電力会社（東京電力株式会社等）が、排他的且つ反競争的且つ独占的に所有する送電線を包含する電線一般をも意味する。
【発明の効果】
【００３９】
［本願発明による効果（１）］
色素増感型太陽電池等の安価な太陽電池を、屋内で多数使用し、請求項１の小規模分散型太陽光電池活用回路を利用することにより、従来使い捨てとなっていた、光を繰り返し何度も利用出来る。
この照射された光を回収し、再利用することにより、光エネルギーの有効利用を図れる。宇宙船の内部や、潜水艦内部、地下司令部のように、使用出来るエネルギーが少ない程好ましい環境で、使用するものである。
【００４０】
［本願発明による効果（２）］
本願発明による第２の効果は、従来は電力会社が供給する電気を、建物内の装置は消費するのみであったが、本願発明により、装置レベルからの、発電が可能となる。
多数の太陽電池で、小さな電力をかき集めるという、一見すると「みみっちい技術」との誤解を受けがちではあるが、黒部ダムに貯水されている膨大な水量も、元を辿れば、一滴の雨水であることを勘案すれば、決して「みみっちい技術」ではなく、古典的な太陽光発電と本願発明に係る電力回生装置により供給される電力を活用することにより、各家庭において消費する電力の大半を供給することも可能となる。
【００４１】
［本願発明による効果（３）］
各建物が、独立した電力会社が供給する電気ほどの大きさではないが、電源を持つことにより、災害等による停電が起きても安心である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
特に宇宙船の内部や、潜水艦内部、地下司令部のように、使用出来るエネルギーが少ない程好ましい環境で利用できる技術である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、［特許請求の範囲］における［請求項１］乃至［請求項６］のいずれかに記載した発明の理解を支援するための図面である。
【図２】図２は、［特許請求の範囲］における［請求項７］に記載した発明の理解を支援するための図面である。
【図３】図３は、制御モジュールの制御盤の模式図である。
【図４】図４は、制御モジュールの制御盤の模式図である。
【図５】図５は、制御モジュールの制御盤を正面から撮影した写真である。小型化を図っていない開発用の試作装置であるので、大型であり、切り替え可能な電圧、電流メーターを備え、モニター用の端子も各種完備している。（１）制御盤を正面から見た態様  （イ）電圧切り替え        入力：太陽電池の入力電圧を表示        出力：充電出力電圧を表示  （ロ）電流切り替え        入力：太陽電池の入力電流を表示      （例えば、入力電流を４００ｍＡ以内に制限）        出力：充電出力電流を表示  （ハ）充電表示：充電中にＬＥＤが点灯        ＬＥＤ輝度：外付けＬＥＤ（１Ｗ）の輝度をボリュームにより調整する。        左側いっぱいに回転して消灯すると、点灯回路はシャットダウンする。（２）制御盤を背面から見た態様  （イ）太陽電池入力：太陽電池パネルの出力を入力する端子        太陽電池出力切り替え        内部：太陽電池入力を内部の充電回路に入力        外部：太陽電池入力を太陽電池モニター出力端子へスルーで出力  （ロ）太陽電池モニター出力：太陽電池入力のモニター出力端子        ＬＥＤ出力：外付けLEDを接続する端子        充電電圧モニター出力：充電出力電圧のモニター出力端
【図６】図６は、制御モジュールの制御盤の写真である。
【図７】図７は、実施例１に記載した発明の理解を支援するための図面である。
【図８】図８は、実施例１に記載した発明の理解を支援するための図面である。
【図９】図９は、実施例１に記載した発明の理解を支援するための図面である。
【図１０】図１０は、実施例２に記載した発明の理解を支援するための図面である。
【図１１】図１１は、実施例２に記載した発明の理解を支援するための図面である。
【図１２】図１２は、実施例２に記載した発明の理解を支援するための図面である。
【図１３】図１３は、実施例３に記載した発明の理解を支援するための図面である。
【図１４】図１４は、実施例４に記載した発明の理解を支援するための図面である。
【図１５】図１５は、実施例４に記載した発明の理解を支援するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下に実施例により、本願発明の実施態様について説明する。
【００４５】
［制御モジュールの制御盤］
制御モジュールの制御盤の模式図を図３〜図４に、制御モジュールの制御盤の写真を図５〜図６に、それぞれ、示した。
（１）制御盤を正面から見た態様
制御板の正面から見た表示について以下に説明する。
（イ）電圧切り替え
入力：太陽電池の入力電圧を表示
出力：充電出力電圧を表示
（ロ）電流切り替え
入力：太陽電池の入力電流を表示
（例えば、入力電流を４００ｍＡ以内に制限）
出力：充電出力電流を表示
（ハ）充電表示：充電中にＬＥＤが点灯
ＬＥＤ輝度：外付けＬＥＤ（１Ｗ）の輝度をボリュームにより調整する。
左側いっぱいに回転して消灯すると、点灯回路はシャットダウンする。
（２）制御盤を背面から見た態様
（イ）太陽電池入力：太陽電池パネルの出力を入力する端子
太陽電池出力切り替え
内部：太陽電池入力を内部の充電回路に入力
外部：太陽電池入力を太陽電池モニター出力端子へスルーで出力
（ロ）太陽電池モニター出力：太陽電池入力のモニター出力端子
ＬＥＤ出力：外付けLEDを接続する端子
充電電圧モニター出力：充電出力電圧のモニター出力端
【００４６】
［実施例１］
実施例１として、分散型太陽光電池活用回路を製作した。
分散型太陽光電池活用回路を起点として、複数の充電電池を階層構造で連結配置しそれらを集中制御して、電力を活用する。
【００４７】
［実施例１の概要］
実施例１について、図７〜図９に示した図解に基づき、装置の作動について説明する。
明細書の実施例及び図面において使用する「ダム階層」なる用語は、複数の充電電池を階層構造で連結配置しそれらを集中制御する電力活用装置における、階層構造で連結配置したそれぞれ充電電地がダムが水を貯水し活用するごとく、電気を貯蔵し、活用するための階層を意味する。
制御用マイコン（１）の制御の元、有線又は無線の制御回路（２）を使用して、ダム階層１と命名した実施例１の分散型太陽光電池活用回路（３）を内蔵した出力側電圧調整モジュール（４）より、集電線（５）を使用して、建物に設置したダム階層２と命名した充電電池（６）に、充電を行う。
予算に応じて、多数個のダム階層１（７）を設置し、ダム階層２と命名した充電電池に充電を行う。
ダム階層２と命名した充電電池は電気自動車用に開発された大型の充電電池を使用し、太陽（８）から直接発電する屋根等に設置した大型の太陽電池（９）や、燃料電池（１０）からも、充電を行う。
ダム階層２と命名した充電電池（６）は、交流直流変換器（１１）を経て、ダム階層３と命名した電力会社（１２）に、必要に応じて接続する。
【００４８】
［実施例１の具体的態様］
出力側電圧調整モジュールを利用し照明エネルギー回生システムを付加した、小規模分散型太陽光電池活用回路を製作した。
電力回生装置（Ｇ）の出力側電圧調整モジュール（Ｄ）より給電線（３）を使用して、高輝度ＬＥＤ（４）を点灯する。
発光し高輝度ＬＥＤより出た光の一部（５）は、周辺部の他の光源よりの光（６）と共に、ブラインド（７）上のフラップ（８）一枚一枚に装着された、太陽電池（９）により、２．４Ｖの微弱な電気に変換される。
他の光源としては、太陽（１０）や、高輝度ＬＥＤ（４）以外の照明機器（１１）を挙げることができる。
集電線（１２）を使用して変換された微弱で、変化の大きい電気は、電力回生装置（Ｇ）の、入力側電圧調整モジュール（１３）を使用して充電式電池（１４）に貯蔵される。
充電式電池（１４）に貯蔵された電気は出力側電圧調整モジュール（Ｄ）から再び、高輝度ＬＥＤ（４）に供給される機能、別な表現では、集電、充電、給電を一体化して具備したことを特徴とする。
【００４９】
［実施例２］
実施例２として、分散型太陽光電池活用回路を製作した。
実施例２について、図１０〜図１１に示した図解に基づき、装置の作動について説明する。
【００５０】
［実施例２の概要］
以下に回路の作動順に内容を説明する。
電力回生装置（Ｇ）の出力側電圧調整モジュール（Ｄ）より給電線（３）を使用して、高輝度ＬＥＤ（４）を点灯する。
発光し高輝度ＬＥＤより出た光の一部（５）は、周辺部の他の光源よりの光（６）とともに、ブラインド（７）上のフラップ（８）一枚一枚に装着された、太陽電池（９）により、多くの場合２．４Ｖの微弱な電気に変換される。他の光源とは太陽（１０）や、高輝度ＬＥＤ（４）以外の照明機器（１１）である。集電線（１２）を使用して変換された微弱で、変化の大きい電気は、電力回生装置（Ｇ）の、入力側電圧調整モジュール（１３）を使用して充電式電池（１４）に貯蔵される。充電式電池（１４）に貯蔵された電気は出力側電圧調整モジュール（Ｄ）から再び、高輝度ＬＥＤ（４）に供給される機能、別な表現では、集電、充電、給電を一体化して具備したことを特徴とする、出力側電圧調整モジュールを利用し照明エネルギー回生システムを付加した、小規模分散型太陽光電池活用回路。
【００５１】
［実施例２の具体的態様］
分散型太陽光電池活用回路を起点として、複数の充電電池を階層構造で連結配置しそれらを集中制御する電力活用装置を製作した。
制御用マイコン（１）の制御の元、有線又は無線の制御回路（２）を使用して、ダム階層１と命名した請求項１の分散型太陽光電池活用回路（３）を内蔵した出力側電圧調整モジュール（４）より、集電線（５）を使用して、建物に設置したダム階層２と命名した充電電池（６）に、充電を行う。予算に応じて、多数個のダム階層１（７）を設置し、ダム階層２と命名した充電電池に充電を行う。
ダム階層２と命名した充電電池は電気自動車用に開発された大型の充電電池を使用し、太陽（８）から直接発電する屋根等に設置した大型の太陽電池（９）や、燃料電池（１０）からも、充電を行う。
ダム階層２と命名した充電電池（６）は交流直流変換器（１１）を経て、ダム階層３と命名した電力会社（１２）に、必要に応じて接続する。
【００５２】
［実施例３］
室内ブラインドのフラップ表側および裏側に太陽電池を貼り付けた室内ブラインドに、取り付けるの小規模分散型太陽光電池活用回路を製作した。
実施例３について、図１２〜図１３に示した図解に基づき、装置の作動について説明する。
ブラインド（１）上のフラップ（２）の一枚一枚の表面と裏面に装着された太陽電池（３）から昇降コードと兼用する集電線（４）を利用して集電する回路で、大きな特徴は、小型で目立たないことで、ブラインド上部のヘッドボックス（５）に回路（６）が内蔵出来る大きさであり、使用上必要ならば、集電線（７）を使用して、実施例２で示した複数の充電電池と階層構造で連結配置しそれらを集中制御する電力活用装置に接続する。
【００５３】
［実施例４］
実施例４について、図１４〜図１５に示した図解に基づき、装置の作動について説明する。
個人携行品用に太陽電池の電力を供給する小規模分散型太陽光電池活用回路を製作した。
個人携行品とは、懐中電灯、携帯電話、ノートパソコンなどである。
以下に回路の作動順に内容を説明する。
太陽（１）よりの日光（２）が、携帯に適したＡ４サイズで、できれば携帯時に折り畳める太陽電池パネル（３）に当たり電気が発生する。
得られた電気が集電線（４）を使用して個人携行品用の必要充電量に合った充電電池（５）を、装着した小規模分散型太陽光電池活用回路（６）に入り、給電線（７）を使用して、図では携帯電話（８）の、個人携行品に給電し、利用出来ればダム階層２と命名した充電電池からの給電線（９）からも給電出来る。
【００５４】
［本願発明の第１の特徴］
全く異なる技術分野ではあり、困難を伴う演繹ではあるが、敢えて「類似の技術的思想」を挙げれば、例えば、揚水ポンプを使用した発電ダムの場合、水の位置エネルギーを、電気エネルギーに変え、再び位置エネルギーに変換する過程で多くの、エネルギー損失があるが、本願発明の場合、極めて種類が近い、光エネルギー、追加される補助光エネルギー、電気エネルギー、光エネルギーという循環のため、きわめてロスを少なくすることが可能である。
本願発明を実現可能とする従来になかった技術要素は、高輝度省電力ＬＥＤと、高効率充電型電池、色素増感型太陽電池パネル等の高変換効率・薄型・可撓性太陽電池パネル、照明エネルギー循環回路である。
本願発明のエネルギーの浪費要因は、ＬＥＤの発熱や、発光変換時の棄損、バーストの回路の消費電力、太陽電池パネルで電気に変換されなかった光等で、エネルギーの追加要因は、補助光とも、考えられるＬＥＤ以外の光の取り込み、ＬＥＤを消灯して未使用時の充電である。
従来のシリコン型太陽電池は、高価なため、多数個のダム階層１として利用するのは、困難であるが、フィルム状色素増感型太陽電池パネルは安価になるため、あらゆる所に貼り詰めることが出来る。
見ることない採光目的の窓ガラスの内側に貼ることができる。
【００５５】
［本願発明の第２の特徴］
小規模分散型太陽光電池は発生した電気の電圧が低いため、効率的な集電がしずらいが本願発明では電圧を高めるための出力側電圧調整モジュールが備わっているため、送電時の損失を少なくすることができる。
充電式電池を持つために、そこに貯蔵された電気が、呼び水電気、起電力となり、回路の電気の通りが良くなる。又貯蔵された電気は制御のためのマイコンに電力を供給出来る。
小規模分散型太陽光電池から送電される電圧は、電気自動車で利用されているような、取り扱いに注意を要する高電圧ではない。フィルム状色素増感型太陽電池パネルは、耐候性がシリコン型太陽電池ほどないため、絶えず室内にある、ブラインドは利用に適している。
宇宙船の内部や、潜水艦内部、地下司令部などでは、計器の装着されていない計器盤カバーにフィルム状色素増感型太陽電池パネルを張り詰めることが出来る。
【００５６】
［要約書］
［要約］
【００５７】
［解決手段］  太陽電池（Ａ）、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）、充電式電池（Ｃ）、出力側電圧調整モジュール（Ｄ）、給電コンセント（Ｅ）、及び、制御モジュール（Ｆ）を含んで構成され、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）は、太陽電池（Ａ）が発電した電気を充電式電池（Ｃ）に充電するための電圧に変換する機能を有し、出力側電圧調整モジュール（Ｄ）は、充電式電池（Ｃ）が充電している電力を、消費するための電圧に変換する機能を有し、制御モジュール（Ｆ）は、充電式電池（Ｃ）からモニターした充電電力をフィードバックして、入力側電圧調整モジュール（Ｂ）と出力側電圧調整モジュール（Ｄ）の出力電圧を制御する機能を有し、雰囲気光の光エネルギーを回生した電気エネルギーを給電コンセント（Ｅ）から供給する機能を有することを特徴とするる電力回生装置（Ｇ）。
【００５８】
［効果］
【００５９】
本願発明の第１の作用効果は、従来技術における太陽光発電においては、太陽電池を敷設するために広大な占有スペースを必要とすることと、醜悪な外観を露呈しなければならないという従来技術における太陽光発電技術と不離一体であった問題点を解決する手段を提供することができることである。
【００６０】
本願発明の第２の作用効果は、従来技術における照明において、回収されることなく、使い捨てられてきた、照明として使用された光を効率よく、回生・回収・リサイクル・再利用する手段を提供することができることである。
【００６１】
本願発明の第３の作用効果は、特殊用途（航空宇宙用途、軍事用途、極地・深海用途等）においては、限られたエネルギーを最大限に有効に活用し、しかも、一旦消費したエネルギーを回生・回収・リサイクルする技術を提供することができることである。
【００６２】
本願発明の第４の作用効果は、一旦、照明光として消費された光エネルギーを可能な限り回生・回収・リサイクルし、消費する全エネルギーを低減し、延いては、地球温暖化の一因とされる温室効果ガス発生の低減に寄与する技術を提供することができることである。
【符号の説明】
【００６３】
［図１〜図２］  特許請求の範囲の説明図
Ａ  太陽電池
Ｂ  入力側電圧調整モジュール
Ｃ  充電式電池
Ｄ  出力側電圧調整モジュール
Ｅ  給電コンセント
Ｆ  制御モジュール
Ｇ  電力回生装置
【００６４】
［図７〜図９］  実施例１の説明図
１  回路装置
２   出力側電圧調整モジュール
３   給電線
４   高輝度ＬＥＤ
５   発光した高輝度ＬＥＤより出た光の大半
６    周辺部の他の光源よりの光 
７    ブラインド
８   フラップ
９   太陽電池
１０   太陽
１１   点灯させた高輝度ＬＥＤ以外の、照明機器
１２   集電線
１３    入力側電圧調整モジュール
１４    充電式電池
１５    送電線
【００６５】
［図１０〜図１１］  実施例２の説明図
１  制御用マイコン
２  有線又は無線の制御回路
３  ダム階層１と命名した分散型太陽光電池活用回路
４  分散型太陽光電池活用回路に内蔵した出力側電圧調整モジュール
５  集電線
６  ダム階層２と命名した充電電池
７  ３以外の多数個のダム階層１
８  太陽
９  屋根に設置した大型の太陽電池  
１０  燃料電池
１１  交流直流変換器  
１２  ダム階層３と命名した電力会社
【００６６】
［図１２〜図１３］  実施例３の説明図
１  ブラインド
２  フラップ
３  フラップの表面と裏面に装着された太陽電池
４  ブラインドの昇降コードと兼用する集電線  
５  ブラインド上部のヘッドボックス
６  分散型太陽光電池活用  回路
７  集電線
８  作動状態表示灯
９  ヘッドボックスの開閉蓋
【００６７】
［図１４］  実施例４の説明図
１  太陽
２  日光    
３  Ａ４サイズで、できれば携帯時に折り畳める太陽電池パネル
４  集電線
５  個人携行品の必要充電量に合った充電電池
６  小規模分散型太陽光電池活用回路
７  給電線
８  個人携行品の携帯電話
９  充電電池からの給電線  
【図１】
2010193636.tif 000003
【図２】
2010193636.tif 000004
【図３】
2010193636.tif 000005
【図４】
2010193636.tif 000006
【図５】
2010193636.tif 000007
【図６】
2010193636.tif 000008
【図７】
2010193636.tif 000009
【図８】
2010193636.tif 000010
【図９】
2010193636.tif 000011
【図１０】
2010193636.tif 000012
【図１１】
2010193636.tif 000013
【図１２】
2010193636.tif 000014
【図１３】
2010193636.tif 000015
【図１４】
2010193636.tif 000016
【図１５】
2010193636.tif 000017