(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池発電の自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、電気二重層キャパシタを使用して、地震等の災害時に確実に点灯する緊急用照明充放電制御システム、及び充放電を制御して蓄電池の取替え交換寿命の長い緊急用照明充放電制御システムを提供する。【解決手段】太陽電池発電の自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、蓄電手段として電気二重層キャパシタを使用しそれの残電力量を確実に把握し、照明などの灯りなどに電力を供給して、電気二重層キャパシタの残電力量がある一定の電力量を下回った場合には電力供給を停止し、電気二重層キャパシタの残電力量を保持する制御手段を持ち尚且つ、電気二重層キャパシタの残電力が、ある一定の電力量を下回った夜間の地震などの災害時には、保持している電力量を照明などの灯りなどに電力を供給して、ある一定時間照明などの灯りを点灯させる緊急用照明充放電制御システムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、電気二重層キャパシタを使用して、電気二重層キャパシタの静電容量と電圧で正確な電力量を監視して、電気二重層キャパシタ内の残電力量を監視する緊急用照明充放電制御システム
【請求項２】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、電気二重層キャパシタを使用して、センサなどで夜間を検知した場合、電気二重層キャパシタの電圧を監視して、照明などの負荷に電力を供給して点灯させ、センサなどで非夜間を検知した場合は、照明などの負荷への電力供給を停止し、照明を消灯する。非夜間時に積雪や雨天などで、太陽電池等からのエネルギーが不十分な場合で、電気二重層キャパシタに蓄える電力量が不十分であった場合には、センサなどで夜間を検知して電気二重層キャパシタの電圧を監視して、照明などの負荷に電力を供給して点灯させるが、点灯中に電気二重層キャパシタの電力量が、ある一定以下の電力量に達した場合はその時点で照明などの負荷への電力供給を停止させ消灯し、ある一定の電力量を保持しておくことが出来る緊急用照明充放電制御システム。
【請求項３】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、電気二重層キャパシタを使用して、電気二重層キャパシタの電圧を監視して、夜間にある一定以下の電力量に達した事を検知し、照明などの負荷への電力供給を停止している場合において、地震などを感知する振動センサなどの信号を受けると、緊急用照明充放電制御システムが緊急モードに移行して、保持しているある一定の電力量を照明などの灯りを供給することで、夜間の地震等の避難を必要とする災害が発生した時に、周囲が停電している状態でも一定時間照明などの灯りを提供することが出来、蓄電池の電力量不足などの理由で不点灯などという不具合を防ぐことが出来る緊急用照明充放電制御システム。
【請求項４】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、電気二重層キャパシタを使用して、電気二重層キャパシタの電圧を監視して、通常使用時は電気二重層キャパシタの劣化が起こりにくい放電深度範囲で放電制御を行い、充電時は過充電未到達範囲内で充電を停止させることにより、電気二重層キャパシタの劣化を予防し、電気二重層キャパシタの取替え交換周期を長くすることが出来る緊急用照明充放電制御システム。
【請求項５】
ある一定以下の電力量を予め設定することにより、ある一定以下の電力量に達して照明が消灯した場合に、地震などを感知する振動センサなどの信号を受け、緊急用照明充放電制御システムが緊急モードに入った場合の照明などの点灯時間を設定できる緊急用照明充放電制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等の蓄電池の残電力量を把握及び監視し、通常の照明などの灯りを提供し、ある一定以上の電力量がなくなり照明などの灯りが消灯した後でも、地震等の避難を必要とする災害が発生した時に、ある一定以下の残電力量で照明などの灯りを提供することの出来る緊急用照明充放電制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等は、電源設備の蓄電池として、ほとんどのものが鉛蓄電池等の二次電池を使用している。（たとえば非特許文献１参照）
【０００３】
鉛蓄電池等の残電力量の把握は、外気温度や充放電回数・充放電深度など、多くの要素が関係し、蓄えている電力量を簡単な方法で正確に把握する事は、非常に困難である。
【０００４】
太陽が遮られる雨や曇りの無日照が数日間続けば、保証されている放電深度よりも深く放電して蓄電池の寿命を極端に短くすることが頻繁に発生する。
また、その様な状態で使用した蓄電池は容量が減少して、十分な電力を蓄えることが出来なくなり、本来点灯している時間に早期消灯することや、制御部が誤作動したりして、本来の電灯としての役割を果たさない状態に陥る。
【０００５】
本来点灯している時間に早期消灯することや、制御部が誤作動したりして、本来の電灯としての役割を果たさない状態に陥った場合は早期の蓄電池の交換が必要になり、交換周期が短いということは、太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型電灯等の維持費用が高額になることと、交換により発生した重金属などによる環境負荷が増大する。
【非特許文献１】トランジスタ技術２００５年９月号特集太陽電池応用製作への誘い・・・ＣＱ出版社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等の蓄電池に、電気二重層キャパシタを使用することによって、電気二重層キャパシタの正確な蓄電力量を静電容量と電圧で監視できる、緊急用照明充放電制御システムを提供する。
【０００７】
電気二重層キャパシタが、ある一定の電力量になった時点で通常の照明などの灯りを消灯することで、電気二重層キャパシタにある一定の電力を残すことが出来る緊急用照明充放電制御システムを提供する。
【０００８】
ある一定量の電力を負荷の消費電力から負荷の使用時間が把握でき、避難を必要とする災害が発生した時に、電気二重層キャパシタに残っている一定以下の蓄えた電力量で、照明などの灯りを提供することが出来る緊急用照明充放電制御システムを提供する。
【０００９】
通常使用時は電気二重層キャパシタの劣化が起こりにくい放電深度範囲で放電制御を行い、充電時は過充電未到達範囲内で充電を停止させることにより、電気二重層キャパシタの劣化を予防し、電気二重層キャパシタの取替え交換周期を長くすることが出来る緊急用照
明充放電制御システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、電気二重層キャパシタを使用して、電気二重層キャパシタの静電容量と電圧で正確な電力量が把握でき、電気二重層キャパシタ内の残電力量を監視できる緊急用照明充放電制御システム
【００１１】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、電気二重層キャパシタを使用して、センサなどで夜間を検知した場合、電気二重層キャパシタの電圧を監視して、照明などの負荷に電力を供給して点灯させる、センサなどで非夜間を検知した場合は、照明などの負荷への電力供給を停止する。非夜間時に積雪や雨天などで、太陽電池等からのエネルギーが不十分な場合で、電気二重層キャパシタに蓄える電力量が不十分であった場合には、センサなどで夜間を検知して電気二重層キャパシタの電圧を監視して、照明などの負荷に電力を供給して点灯させるが、点灯中に電気二重層キャパシタの電力量が、ある一定以下の電力量に達した場合はその時点で照明などの負荷への電力供給を停止させ消灯し、ある一定の電力量を保持しておくことが出来る緊急用照明充放電制御システム。
【００１２】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、電気二重層キャパシタを使用して、電気二重層キャパシタの電圧を監視して夜間にある一定以下の電力量に達した事を検知し照明などの負荷への電力供給を停止している場合において、地震などを感知する振動センサなどの信号を受けると、緊急用照明充放電制御システムが緊急モードに移行して、保持しているある一定の電力量を照明などの負荷に電力を供給することで、夜間の地震等の避難を必要とする災害が発生した時に、周囲が停電している状態でも一定時間照明などの灯りを提供することが出来、蓄電池の電力量不足などの理由で不点灯などという不具合を防ぐことが出来る緊急用照明充放電制御システム。
【００１３】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、電気二重層キャパシタを使用して、電気二重層キャパシタの電圧を監視して、通常使用時は電気二重層キャパシタの劣化が起こりにくい放電深度範囲で放電制御を行い、充電時は過充電未到達範囲内で充電を停止させることにより、電気二重層キャパシタの劣化を予防し、電気二重層キャパシタの取替え交換周期を長くすることが出来る緊急用照明充放電制御システム。
【００１４】
ある一定以下の電力量を予め設定することにより、ある一定以下の電力量に達して消灯した場合に、地震などを感知する振動センサなどの信号を受け、緊急用照明充放電制御システムが緊急モードに入った場合の照明などの点灯時間を設定できる緊急用照明充放電制御システム。
【発明の効果】
【００１５】
太陽電池等による自然エネルギーを利用して発電を行う自立電源型避難誘導灯および街路灯等において、電気二重層キャパシタを使用して、電気二重層キャパシタの静電容量と電圧で正確な電力量が把握でき、電気二重層キャパシタ内の残電力量を監視できることにより、夜間照明などの負荷に電力を供給し点灯させて、ある一定の電力量を下回ったときに照明などの負荷への電力の供給を制御し、消費電力制限などを掛けて、蓄えている電力を節約して消費することが出来る。
【００１６】
非夜間時に積雪や雨天などで、太陽電池等からのエネルギーが不十分な場合で、電気二重
層キャパシタに蓄える電力量が不十分であった場合には、夜間照明などの負荷に電力を供給して、ある一定の電力量までは通常の照明などの負荷を点灯させ、ある一定の電力量を下回ったときに照明などの負荷への電力供給を停止し消灯、ある一定の電力量を保持することが出来る。
【００１７】
この時に、夜間の避難を必要とする地震など災害が発生し、地震などを感知する振動センサなどの信号を受け、緊急用照明充放電制御システムが緊急モードに入った場合は電気二重層キャパシタに残っている、ある一定量の蓄えた電力を照明などの負荷に供給することにより、一定時間照明などの灯りを供給することが出来る。
【００１８】
ある一定の電力を蓄電することにより、夜間の地震等の避難を必要とする災害が発生した時に、蓄電池の電力量不足などの理由で不点灯などという不具合を防ぐ効果が期待できる。
【００１９】
夜間の地震などの災害発生時、周囲が停電している状態でも、一定時間、灯りを提供する事で、周辺住民の不安や危険を低減させ、この緊急用照明充放電制御システムを設置することで、避難場所への誘導が期待できる。
【００２０】
ある一定の電力量を予め設定することにより、緊急用照明充放電制御システムが緊急モードに入ったときの、照明などの負荷の点灯時間などが設定できる
【００２１】
電気二重層キャパシタの残電力量が把握できるので、放電深度の制御と過充電制御が可能であり、電気二重層キャパシタの充放電による劣化を防ぐことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１の説明
緊急用照明充放電制御システムの基本的な動作を説明する。※１により起電された電力が、※２を経由して、※３に電力を供給する、※３の電圧がある一定の値に達した時点で、※２が※３への電力の供給を制限して、※３電圧がある一定以上の電圧を超えないようにする。
【００２３】
※９が夜間を検知した場合※６に夜間信号を送り、※６が夜間信号を受けると、照明点灯信号を※７に送り、※７から※８への電力を供給する。
【００２４】
※９が非夜間を検知した場合※６に非夜間信号を送り、※６が非夜間信号を受けると、照明消灯信号を※７に送り、※７から※８への電力を停止する。
【００２５】
※１が積雪や雨天により十分に起電されなかった場合など、※３に十分電力が蓄えられなかった場合は、
【００２６】
前述００２３の動作をした後に、※３の電圧の電圧がある一定を下回った時点で※４が※６に電気二重層キャパシタ低電圧信号を送り、※６が電気二重層キャパシタ低電圧信号を受けると、※６が照明消灯信号を※７に送り、※７が※８への電力を停止する。
【００２７】
前述００２６の状態のときに、地震などの異常を検知する※５が異常を検知した場合、※６に異常信号を送り、※６が異常信号を受けると、※６から※７に異常時照明点灯信号を送り、異常時照明点灯信号を受けた※７から※８への電力を※３の残電力を使用して供給する。
【００２８】
前述００２７の状態のときに、※９が非夜間を検知した場合※６に非夜間信号を送り、※
６が非夜間信号を受けると、照明消灯信号を※７に送り、※７から※８への電力を停止する。
【００２９】
※３の残電力が緊急用照明充放電制御システム駆動最低電圧を下回った時点で、充放電制御システムは一時停止し、※８は消灯する。
【００３０】
一時停止した緊急用照明充放電制御システムは※１が起電を開始し始めて、緊急用照明充放電制御システム駆動最低電圧を上回った時点で再起動する。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
鉛等の有害な金属を使用せず、爆発・発火の恐れが無い電気二重層キャパシタを用いる事で環境に優しい製品になり、且つ、その電気二重層キャパシタの放電特性を利用した緊急時用の照明設備が出来る事で、屋内外を問わず、様々な場所での利用が見込める。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】緊急用照明充放電制御システムの基本構成を示す図である。
【図２】緊急用照明充放電制御システムの照明点灯機能処理フローチャートを示す図である。
【図３】緊急用照明充放電制御システムの使用例回路図を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
※１        太陽電池
※２        充電電圧制限回路
※３        電気二重層キャパシタ
※４        電圧監視回路
※５        異常検知回路
※６        照明ｏｎ／ｏｆｆ切換回路
※７        照明駆動回路
※８        照明
※９        夜間検知センサ
ＳＰ１      太陽電池
ＣＣ１      充電電圧制限回路
ＣＡＰ1     電気二重層キャパシタ
ＥＣ１      異常検知回路
ＣＤＳ１    夜間検知センサ
Ｒ２        照明ｏｎ／ｏｆｆ切換電圧変更用ボリューム
Ｕ４        照明ｏｎ／ｏｆｆ切換信号発生器
Ｕ５        ＣＰＵ
ＣＴＬ０    照明接続端子０
ＣＴＬ１    照明接続端子１
ＣＴＬ２    照明接続端子２
ＣＴＬ３    照明接続端子３
ＣＴＬ４    照明接続端子４
【図１】
2010051109.tif 000003
【図２】
2010051109.tif 000004
【図３】
2010051109.tif 000005