(57)【要約】【課題】太陽電池パネルと駆動対象体との設置スペースを低減し得る太陽光発電システムを提供する。【解決手段】複数の太陽電池セルを有する太陽電池パネル３１と、複数の太陽電池セルの出力電圧をそれぞれ昇圧すると共に昇圧した電源電圧Ｖｐを出力する各出力部が並列接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３３と、電源電圧Ｖｐで駆動される表示部２４とを備え、表示部２４は、太陽電池パネル３１における光入射面３１ａの一部の領域３１ｂ上に配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルを有する太陽電池パネルと、当該複数の太陽電池セルの出力電圧をそれぞれ昇圧すると共に昇圧した昇圧電圧を出力する各出力部が並列接続される複数の昇圧回路と、前記昇圧電圧で駆動される駆動対象体とを備え、
前記駆動対象体は、前記太陽電池パネルにおける光入射面の一部の領域上に配置されている太陽光発電システム。
【請求項２】
前記駆動対象体は、少なくとも表示部で構成され、
前記太陽電池パネルの光入射面と前記表示部との間には、当該表示部側からの入射光を透過させると共に当該太陽電池パネル側からの入射光を散乱させる板状部材が配設されている請求項１記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
制御信号を受信する受信部と、制御部とを備え、
前記駆動対象体は、少なくとも表示部で構成され、
前記制御部は、前記受信部によって受信された前記制御信号に従って前記表示部の表示動作を制御する請求項１記載の太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の太陽電池セルを有する太陽電池パネルと、その太陽電池パネルの出力電圧に基づく電力で駆動される駆動対象体とを備えた太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の太陽光発電システムの一例として、例えば、下記の特開２００８−２６４５５号公報に開示されたメッセージ表示装置が知られている。このメッセージ表示装置では、支柱ポールと、その支柱ポールにそれぞれ取り付けられたソーラーパネルおよびメッセージ表示器とを備えている。このメッセージ表示装置では、ソーラーパネルによって生成された電力が、コントローラに入力されてインバータで変換される。また、メッセージ表示器は、変換された電力を作動用の電力として駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６４５５号公報（第４−８頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来のメッセージ表示装置には、以下のような問題点がある。すなわち、このメッセージ表示装置では、ソーラーパネル（以下、「太陽電池パネル」ともいう）とメッセージ表示器とが２つに分離した状態で支柱ポールにそれぞれ取り付けられている。この場合、太陽電池パネルを構成する太陽電池セルの１つ当たりの起電圧は約０．５Ｖと低い。このため、従来は、一般的に、複数の太陽電池セルを直列接続することで高い電圧を生成している。ところが、太陽電池パネルは、直列接続された複数の太陽電池セルのうちの１つの表面領域の全てに太陽光が照射しないときには、残りの全ての太陽電池セルの表面領域の全域に太陽光が照射されていたとしても、直列接続された複数の太陽電池セル全体として電力を全く起電できないという弱点を有している。また、直列接続された複数の太陽電池セルのうちの１つの表面領域の半分に太陽光が照射しないときにも、残りの全ての太陽電池セルの表面領域の全域に太陽光が照射されていたとしても、直列接続された複数の太陽電池セル全体としての起電力が半分まで低下するという弱点も有している。このため、太陽電池パネルの光入射面全域に太陽光が照射されるように、太陽電池パネルと、太陽光を遮蔽するおそれのあるメッセージ表示器（駆動対象体）とを分離して、支柱ポールにおける互いに離間する位置にそれぞれ取り付けている。したがって、従来のメッセージ表示装置には、太陽電池パネルと、太陽電池パネルによって駆動される駆動対象体としてのメッセージ表示器とを分離して配置することに起因して、メッセージ表示装置によって占められる空間の大きさ、つまり設置スペースが大きいという問題点が存在する。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、太陽電池パネルと駆動対象体との設置スペースを低減し得る太陽光発電システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決すべく請求項１記載の太陽光発電システムは、複数の太陽電池セルを有する太陽電池パネルと、当該複数の太陽電池セルの出力電圧をそれぞれ昇圧すると共に昇圧した昇圧電圧を出力する各出力部が並列接続される複数の昇圧回路と、前記昇圧電圧で駆動される駆動対象体とを備え、前記駆動対象体は、前記太陽電池パネルにおける光入射面の一部の領域上に配置されている。
【０００７】
また、請求項２記載の太陽光発電システムは、請求項１記載の太陽光発電システムにおいて、前記駆動対象体は、少なくとも表示部で構成され、前記太陽電池パネルの光入射面と前記表示部との間には、当該表示部側からの入射光を透過させると共に当該太陽電池パネル側からの入射光を散乱させる板状部材が配設されている。
【０００８】
また、請求項３記載の太陽光発電システムは、請求項１記載の太陽光発電システムにおいて、制御信号を受信する受信部と、制御部とを備え、前記駆動対象体は、少なくとも表示部で構成され、前記制御部は、前記受信部によって受信された前記制御信号に従って前記表示部の表示動作を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の太陽光発電システムでは、複数の太陽電池セルを有する太陽電池パネルと、複数の太陽電池セルの出力電圧をそれぞれ昇圧すると共に各出力部が並列接続される複数の昇圧回路と、各昇圧回路によって昇圧された昇圧電圧で駆動される駆動対象体とを備え、太陽電池パネルにおける光入射面の一部の領域上に駆動対象体を配置することにより、太陽電池パネルと駆動対象体とを積み重ねて一体化することができる結果、太陽電池パネルおよび駆動対象体によって占められる空間の大きさの低減、つまり設置スペースの低減を図ることができる。
【００１０】
また、請求項２記載の太陽光発電システムでは、太陽電池パネルの光入射面と表示部との間に板状部材を配設したことにより、板状部材が太陽光を太陽電池パネル側に透過しつつ、太陽電池パネルの光入射面側での反射光に対しては散乱（乱反射）させることにより、外部からの太陽電池パネルの縞模様の視認を抑制する。したがって、この太陽光発電システムによれば、表示部の表示に対する視認性を向上させつつ、上記の太陽光発電システムと同様にして、設置スペースを低減することができる。
【００１１】
請求項３記載の太陽光発電システムでは、制御信号を受信する受信部と、制御部とを備え、制御部が受信部によって受信された制御信号に従って表示部の表示を制御することにより、遠隔操作によって表示部の表示を制御することができる。また、制御信号を外部から送信して夜間等の表示が必要な時間帯のみ表示部で表示させることができるため、太陽電池パネルの発電電力を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】サインボード本体１１（１１Ａ，１２Ａ）の構成図である。
【図２】サインボード１の外観図である。
【図３】サインボード本体１１の構造図である。
【図４】サインボード本体１１Ａを下面側から見た構造図である。
【図５】サインボード本体１１Ｂを下面側から見た構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る太陽光発電システムを適用したサインボード１の実施の形態について説明する。
【００１４】
最初に、サインボード１の構成について、図面を参照して説明する。
【００１５】
サインボード１は、図２に示すように、文字、記号および図形などからなるサイン（同図の例では「ＡＮ」の文字）を外部から視認可能に構成したサインボード本体１１と、サインボード本体１１を支持するための支柱１２とを備えて構成されている。この場合、支柱１２は、サインボード本体１１に表示されるサインが遠方から視認可能な長さ（高さ）に規定されて、その下端が例えば地面に埋設される。
【００１６】
サインボード本体１１は、図１に示すように、太陽電池発電部２１、通信部２２、処理部２３および表示部２４を備えている。ここで、太陽電池発電部２１は、同図に示すように、複数（同図では、一例として６つ）の太陽電池セル３２から構成される太陽電池パネル３１、複数（太陽電池セル３２と同数の６つ）のＤＣ／ＤＣコンバータ３３、制御回路３４および二次電池３５を備えている。この場合、太陽電池パネル３１を構成する太陽電池セル３２は、一般的に使用されている結晶シリコンを使用した太陽電池セルであって日射条件の良い状態で最大０．５Ｖ、１０ｍＷ／ｃｍ２程度の起電力を有している。なお、太陽電池セル３２としては、結晶シリコンを使用したものに限らず、任意の種類のものを使用することができる。
【００１７】
各ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、昇圧回路の一例であって、各太陽電池セル３２の出力部にそれぞれ接続されており、入力電圧が０．５Ｖ以下から昇圧可能なチョッパー方式、チャージポンプ方式、スイッチトキャパシタ方式などの昇圧回路で構成され、制御回路３４から出力される制御信号Ｓ１に従ってスイッチング動作して、所定電圧の電源電圧Ｖｐに電圧変換する。また、各ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の各出力部は、並列接続されている。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の具体的な構成としては、例えば、特開２００５−１１５４４１に出願人が開示している構成を採用することができる。
【００１８】
制御回路３４は、マイクロコンピュータなどで構成されて、日射条件で大きく変化する太陽電池セル３２の各出力電圧、出力電流を検知した結果から各太陽電池セル３２の発電電力を演算するほか、複数並列接続された各ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の出力を並列接続するための電力を決定し、太陽光発電装置として最大発電電力を得られるように各ＤＣ／ＤＣコンバータ３３でのスイッチ動作を制御する。具体的には、制御回路３４は、太陽電池セル３２から出力された電圧を所定電圧に昇圧するために各ＤＣ／ＤＣコンバータ３３のスイッチング動作のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を制御すると同時に、各ＤＣ／ＤＣコンバータ３３のスイッチング動作のＯＮ／ＯＦＦ時間を制御することによってＤＣ／ＤＣコンバータ３３の出力電力を制御する。二次電池３５は、一例として、ニッケル水素電池が用いられており、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３によって昇圧されて生成された電力を蓄電して後述する各部に電源電圧Ｖｐを供給する。
【００１９】
通信部２２は、例えば、無線伝送が可能に受信部（図示せず）とアンテナ４１とを備えており、外部から送信された無線信号をアンテナ４１を介して受信して、受信した受信信号Ｓｒを処理部２３に出力する。なお、通信部２２としては、無線伝送による通信に限らず、有線伝送による受信信号Ｓｒの受信が可能な構成を採用することもできる。また、サインボード本体１１内の故障等を示す信号を処理部２３から入力して、外部に伝送可能に構成することもできる。処理部２３は、本発明における制御部として機能して、通信部２２から出力される受信信号Ｓｒに従い、表示部２４の表示動作（表示および表示停止）を制御する。具体的には、処理部２３は、表示を指示する受信信号Ｓｒが通信部２２から出力されたときには、二次電池３５やＤＣ／ＤＣコンバータ３３から出力される電源電圧Ｖｐを表示部２４の後述する発光素子５１に出力して発光させる。また、処理部２３は、表示停止を指示する受信信号Ｓｒが通信部２２から出力されたときには、電源電圧Ｖｐの表示部２４への出力を停止して発光素子５１による発光を停止させる。なお、上記した通信部２２および処理部２３は、図１に示すように、回路基板６１に搭載されている。
【００２０】
表示部２４は、図３（ａ）に示すように、例えば、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）素子などの発光素子５１で構成されている。この場合、発光素子５１は、同図（ｂ）に示すように、接続線５２を介して回路基板６１内の上記した処理部２３に接続されており、処理部２３から接続線５２を介して電源電圧Ｖｐが供給されたときに発光する。
【００２１】
次に、サインボード本体１１の構造について、図３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。このサインボード本体１１では、例えばガラスエポキシで形成された回路基板６１を支持基台として、この回路基板６１の一方の面上に配設されたスペーサー６２を介して太陽電池パネル３１が回路基板６１に取り付けられている。また、発光素子５１は、太陽電池パネル３１における光入射面３１ａの一部の領域３１ｂ（発光素子５１の下側の領域）上に配置されている。つまり、このサインボード本体１１では、回路基板６１、太陽電池パネル３１および表示部２４の順に積み重ねた三層構造が採用されている。ここで、発光素子５１の取付け構造は、特に限定されないが、一例として、一端が発光素子５１に接続されて他端が回路基板６１に接続された接続線５２によって直接支持される構造が採用されている。この場合、接続線５２は、長尺金属板をＬ字状に折り曲げ加工して形成されている。なお、発光素子５１の一端部には、接続線５２を介して処理部２３から電源電圧Ｖｐが供給され、発光素子５１の他端部には、接続線５２を介してグランド電位が接続される。
【００２２】
次に、サインボード１の使用方法およびサインボード本体１１の動作について説明する。
【００２３】
最初に、支柱１２の下端部を地中に埋設する。次いで、サインボード本体１１を支柱１２に取り付ける。この際に、太陽電池パネル３１の光入射面３１ａに太陽光が照射可能な向きで取り付ける。以上により、極めて簡単にサインボード１の設置が完了する。
【００２４】
設置後、太陽光の照射時には、太陽電池パネル３１では、太陽電池セル３２が、太陽光の照射によって起電した出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３３に出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が、入力した太陽電池セル３２の出力電圧を所定電圧まで昇圧して電源電圧Ｖｐとして出力する。この場合、この太陽電池発電部２１では、１つまたは複数の太陽電池セル３２それぞれの表面領域（光入射面）の一部の領域３１ｂが発光素子５１によって覆われて太陽光が遮光されたり、複数の太陽電池セル３２の表面領域の全てが発光素子５１によって覆われて太陽光が遮光されたりする状態となっている。ところが、このような状態であったとしても、残りの一部の太陽電池セル３２の表面領域の全てまたは殆どに太陽光が照射されている限り、その残りの一部の太陽電池セル３２からＤＣ／ＤＣコンバータ３３に出力電圧が正常またはほぼ正常に出力される。そして、その残りの一部の太陽電池セル３２に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ３３が、太陽電池セル３２の出力電圧を正常またはほぼ正常に電源電圧Ｖｐまで昇圧して出力する。したがって、従来のメッセージ表示装置とは異なり、太陽電池パネル３１の光入射面３１ａにおける一部の領域３１ｂ上に表示部２４を配置することができるため、太陽電池パネル３１と駆動対象体としての表示部２４とを積み重ねて一体化できる結果、サインボード本体１１によって占められる空間の大きさの低減、つまり設置スペースの低減が図られている。
【００２５】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３から出力された電源電圧Ｖｐは二次電池３５に蓄電される。この状態において、表示部２４を表示させる旨の制御信号（無線信号）が無線伝送によって送信されたときには、通信部２２がアンテナ４１を介して受信し、受信した受信信号Ｓｒを処理部２３に出力する。次いで、処理部２３は、表示部２４に対して電源電圧Ｖｐを供給する。この際に、表示部２４では、各発光素子５１が電源電圧Ｖｐの供給により発光を開始する。この結果、発光素子５１自体の形状によって形成されるサインが外部から視認される。
【００２６】
一方、表示部２４の表示を停止させる旨の制御信号が無線伝送によって送信されたときには、通信部２２が、アンテナ４１を介して受信し、受信した受信信号Ｓｒを処理部２３に出力する。次いで、処理部２３は、表示部２４に対する電源電圧Ｖｐの供給を停止する。この際には、表示部２４では、各発光素子５１が電源電圧Ｖｐの供給停止により発光を停止する。この結果、発光素子５１によるサインの表示が停止される。
【００２７】
このように、このサインボード１（サインボード本体１１）によれば、複数の太陽電池セル３２を有する太陽電池パネル３１と、複数の太陽電池セル３２の出力電圧をそれぞれ昇圧すると共に各出力部が並列接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３３と、各ＤＣ／ＤＣコンバータ３３によって昇圧された電源電圧Ｖｐ（昇圧電圧）で駆動される表示部２４（駆動対象体）とを備え、太陽電池パネル３１における光入射面３１ａの一部の領域３１ｂ上に表示部２４を配置することにより、太陽電池パネル３１と表示部２４とを積み重ねて一体化することができる結果、サインボード本体１１（太陽電池パネル３１および駆動対象体としての表示部２４とから構成される表示装置）によって占められる空間の大きさの低減、つまり設置スペースの低減を図ることができる。
【００２８】
また、このサインボード本体１１によれば、制御信号を受信する通信部２２（受信部）と、制御部としての処理部２３とを備え、駆動対象体を表示部２４で構成し、処理部２３が通信部２２によって受信された受信信号Ｓｒ（制御信号）に従って表示部２４の表示を制御することにより、遠隔操作によって表示部２４の表示を制御することができる。この場合、制御信号を外部から送信して夜間等の表示が必要な時間帯のみ表示部２４でサインを表示させることができるため、太陽電池パネル３１の発電電力を有効に利用することができる。
【００２９】
なお、サインボード本体１１は上記の構造に限定されず、各種の構造を採用することができる。例えば、図４に示すように、太陽電池パネル３１の光入射面３１ａと表示部２４との間（一例として、太陽電池パネル３１の光入射面３１ａの上方）にすりガラス７１（板状部材）を配設してサインボード本体１１Ａを構成することもできる。なお、以下の説明では、上記したサインボード本体１１の構成要素と同一の機能を有するものには同一の符号を付して重複した説明を省略する。一般的に、太陽電池パネル３１では、複数の太陽電池セル３２がマトリックス状に配置されて、各太陽電池セル３２が配線によって接続されている。このため、太陽電池パネル３１の光入射面３１ａ側に配線による縞模様が現れて、この光入射面３１ａ側からこの縞模様が視認されることに起因して、発光素子５１の発光によるサインに対する視認が低下するおそれがある。
【００３０】
このサインボード本体１１Ａでは、太陽電池パネル３１の光入射面３１ａと表示部２４との間にすりガラス７１を配設したことにより、すりガラス７１が、表示部２４側（表面側）からの太陽光（入射光）を太陽電池パネル３１側に透過させると共に、太陽電池パネル３１側（裏面側）からの入射光（光入射面３１ａでの反射光）を散乱（乱反射）させることにより、外部からの縞模様の視認を抑制する。したがって、このサインボード本体１１Ａによれば、太陽電池パネル３１の光入射面３１ａと表示部２４との間にすりガラス７１を配設したことにより、発光素子５１の発光によるサインに対する視認性を向上させつつ、サインボード本体１１と同様にして、サインボード本体１１Ａの設置スペースを低減することができる。
【００３１】
また、図５に示すように、４つの発光素子５１に代えて、４つの液晶表示器８１と、各液晶表示器８１に対して裏面側から光を照射する４つのバックライト８２とで構成した表示部２４を備えてサインボード本体１１ｂを構成することもできる。なお、以下の説明では、上記のサインボード本体１１の構成要素と同一の機能を有するものには同一の符号を付して重複した説明を省略する。このサインボード本体１１Ｂでは、太陽電池パネル３１における光入射面３１ａの一部の領域３１ｂ（液晶表示器８１およびバックライト８２の下側の領域）上に、バックライト８２および液晶表示器８１がその順序で積み重ねられた状態で配置されている。
【００３２】
このサインボード本体１１Ｂでは、表示部２４を表示させる旨の制御信号が無線伝送によって送信されたときには、通信部２２がアンテナ４１を介して受信し、受信した受信信号Ｓｒを処理部２３に出力する。次いで、処理部２３は、表示部２４としての液晶表示器８１およびバックライト８２に対してそれぞれ接続線５２を介して電源電圧Ｖｐを供給する。また、処理部２３は、制御線５３を介して、所定の文字、記号および図形等のサインを表示させるための表示データＤｄ（図１参照）を液晶表示器８１に出力する。この際に、表示部２４では、各バックライト８２が、電源電圧Ｖｐの供給により発光を開始し、液晶表示器８１が、表示データＤｄで特定される液晶セルをオン状態にしてバックライト８２からの光を裏面から表面側に透過させる。この結果、液晶表示器８１に表示されるサインが外部から視認される。
【００３３】
一方、表示部２４の表示を停止させる旨の制御信号が無線伝送によって送信されたときには、通信部２２がアンテナ４１を介して受信し、受信した受信信号Ｓｒを処理部２３に出力する。次いで、処理部２３は、表示部２４としての液晶表示器８１およびバックライト８２に対する電源電圧Ｖｐの供給を停止すると共に液晶表示器８１に対する表示データＤｄの出力を停止する。この際には、表示部２４では、液晶表示器８１が作動を停止すると共に各バックライト８２が電源電圧Ｖｐの供給停止により発光を停止する。この結果、液晶表示器８１によるサインの表示が停止される。したがって、このサインボード本体１１Ｂによれば、液晶表示器８１とバックライト８２とで表示部２４を構成したことにより、液晶表示器８１の発光によるサインに対する視認性を向上させつつ、サインボード本体１１と同様にして、サインボード本体１１Ｂの設置スペースを低減することができる。
【００３４】
また、上記の実施の形態では、表示部２４を駆動対象体とする例について説明したが、これに限らず、通信部２２や処理部２３を初めとして各種の回路を駆動対象体とする構成を採用することができる。また、板状部材として、すりガラス７１を例に挙げて説明したが、これに限らず、表面処理を施した透明な樹脂板を用いることもできる。この場合、樹脂板のいずれの面または両面を表面処理してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１ サインボード
１１，１１Ａ，１１Ｂ  サインボード本体
２１  太陽電池発電部
２２  通信部
２３  処理部
２４  表示部
３１  太陽電池パネル
３１ａ  光入射面
３１ｂ  一部の領域
３２  太陽電池セル
３３  ＤＣ／ＤＣコンバータ
５１  発光素子
７１  すりガラス
８１  液晶表示器
８２  バックライト
Ｓｒ  受信信号
Ｖｐ  電源電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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