(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個の太陽電池のそれぞれのプラス側とマイナス側に２接点の切換スイッチが接続されると共に、一方の太陽電池のプラス側に接続された２接点の切換スイッチと他方の太陽電池のプラス側に接続された２接点の切換スイッチとの間に単接点の開閉スイッチが接続され、前記２接点の切換スイッチと前記単接点の開閉スイッチとを制御することにより、前記２個の太陽電池を直列接続又は並列接続に切り換えることができるようになされ、及びいずれか一方の太陽電池を接続し、他方の太陽電池の接続を切り離すことができるようにもなされ、且つ出力側に出力電力を検知する出力電力監視回路が設けられていることを特徴とする太陽電池装置。
【請求項２】
出力電力監視回路に、検知された出力電力に基づいて各太陽電池の接続状態を適宜切り換えるべく前記切換スイッチ及び開閉スイッチを制御するコントロール回路が設けられていることを特徴とする太陽電池装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば発光ダイオード等を用いた自発光式の道路鋲や道路標識等の電源装置として好適に用いられる太陽電池装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオード等を用いた自発光式の道路鋲や道路標識等においては、電源装置として太陽電池を用いた太陽電池装置が一般に用いられている。従来、かかる太陽電池装置は、負荷毎に設計されたものであって、複数の太陽電池を線で直接に直列又は並列に接続し、負荷に応じて予め設計された一定の電力や電圧が出力されるようになされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かように従来の太陽電池装置は負荷毎に設計された一定の電力や電圧が出力されるように、複数の太陽電池が線で直接に直列又は並列に接続されて変更することができないようになされており、出力される電力や電圧の変更はできないものであって、汎用性がなく、電力や電圧の異なる他の負荷への転用ができなかった。また複数の太陽電池の一部に汚れや傷が発生してその太陽電池の出力が低下した場合は、その不良の太陽電池によって装置全体としての出力が低下する問題があるが、各太陽電池は線で直接接続されているために、不良の太陽電池を切り離すことが容易でなく、また各太陽電池の出力も個別に検出されるようになされていないために、不良の太陽電池が存在するか否かも容易に検出することができなかった。
【０００４】
そこで本発明は、上記の如き問題点を解決し、汎用性があり、電力や電圧の異なる各種負荷への使用が可能であり、また不良の太陽電池の存在を検出し、その太陽電池を切り離すことができる太陽電池装置を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。
すなわち本発明に係る太陽電池装置は、２個の太陽電池のそれぞれのプラス側とマイナス側に２接点の切換スイッチが接続されると共に、一方の太陽電池のプラス側に接続された２接点の切換スイッチと他方の太陽電池のプラス側に接続された２接点の切換スイッチとの間に単接点の開閉スイッチが接続され、前記２接点の切換スイッチと前記単接点の開閉スイッチとを制御することにより、前記２個の太陽電池を直列接続又は並列接続に切り換えることができるようになされ、及びいずれか一方の太陽電池を接続し、他方の太陽電池の接続を切り離すことができるようにもなされ、且つ出力側に出力電力を検知する出力電力監視回路が設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明によれば、切換スイッチ及び開閉スイッチを制御することにより、太陽電池は直列接続、並列接続、直列と並列の組合わせ接続、単一接続、又は切り離し等、接続状態を適宜切り換えることができるので、汎用性があり、電力や電圧の異なる各種負荷への使用が可能である。
【０００７】
また出力側に出力電力を検知する出力電力監視回路が設けられているので、接続状態を切り換える際における出力電力の検知が容易であり、素早く各種負荷への対応ができ、さらに前記切換スイッチ及び開閉スイッチを制御して各太陽電池を順次単一接続の状態にすれば、各太陽電池の出力を順次個別に検知することができるため、この検知した各太陽電池の出力に基づいて不良の太陽電池の存在を検出し、その不良の太陽電池を切り離して常に最適の状態で電力を出力させることもできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態につき図面に基づき具体的に説明する。
図１は本発明の実施の一形態を示す回路構成図であり、図２は実施の他の形態を示す回路構成図である。
【０００９】
まず図１において、Ｃ１及びＣ２は太陽電池であり、２個設けられている。太陽電池Ｃ１，Ｃ２は、単結晶や多結晶の結晶系シリコン太陽電池、非結晶系のアモルフアスシリコン太陽電池、化合物半導体系太陽電池等の適宜太陽電池が使用され、特に限定されるものではない。また太陽電池Ｃ１，Ｃ２はセルであってもよいし、モジュールであってもよい。
【００１０】
次にＳＷ１〜ＳＷ４は２接点、すなわち少なくともＡ接点とＢ接点とを有する切換スイッチであり、ＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１３〜ＳＷ１７はオンオフの動作をする単接点の開閉スイッチである。またＴ１及びＴ２は負荷の接続される出力端子であって、Ｔ１はグランドライン、Ｔ２は電源ラインであり、Ｔ３〜Ｔ５及びＴ８は図１の回路を並列接続、直列接続又は本発明と同様の機能を有する他の太陽電池装置を接続するための外部接続端子である。前記開閉スイッチＳＷ１３，ＳＷ１４は、太陽電池Ｃ１，Ｃ２の出力検知時に出力端子Ｔ１，Ｔ２の負荷を切り離すためのものであり、また開閉スイッチＳＷ１５〜ＳＷ１７は外部接続端子Ｔ３〜Ｔ４及びＴ８に接続される他の外部接続装置等を切り離すためのものである。なお出力端子Ｔ１，Ｔ２には負荷を直接接続してもよいし、蓄電装置等他の回路や装置を介して接続してもよい。
【００１１】
かかる切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及び開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１３〜ＳＷ１７によって太陽電池Ｃ１，Ｃ２が接続されて所定の回路が構成され、前記切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及び開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１３〜ＳＷ１７を制御することにより、太陽電池Ｃ１，Ｃ２は直列接続、並列接続、直列と並列の組合わせ接続、単一接続、又は切り離し等、接続状態を適宜切り換えることができ、負荷に応じた電力や電圧が出力端子Ｔ１，Ｔ２より出力されるようになされていると共に、負荷及び外部接続を切り離すことができるようになされている。
【００１２】
またＴ６〜Ｔ７は出力電力監視回路接続端子であり、出力電力監視回路接続端子Ｔ６〜Ｔ７には出力電力監視回路ＣＨ１が接続され、この出力電力監視回路ＣＨ１によって出力端子Ｔ１，Ｔ２より出力される電力、電圧等が検知されるようになされている。
【００１３】
従って前記切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及び開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１３〜ＳＷ１７を制御して太陽電池Ｃ１，Ｃ２を順に単一接続の状態にすれば、各太陽電池Ｃ１，Ｃ２の出力を順に個別に検知することができ、またこの検知した各太陽電池Ｃ１，Ｃ２の出力に基づいて不良の太陽電池の存在を検出し、その不良の太陽電池を切り離して常に最適の状態で電力を出力させることができる。さらに接続状態を切り換える際において、出力電力が検知されているので、出力電力を検知しつつ素早く各種負荷に対応して、太陽電池Ｃ１，Ｃ２を直列接続、並列接続、直列と並列の組合わせ接続、単一接続、又は切り離し等、接続状態を適宜切り換えることにより、負荷に応じた電力や電圧を出力させることができる。
【００１４】
なお前記切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及び開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１３〜ＳＷ１７の制御については、外部より接続したコントロール装置によって制御してもよいが、切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及び開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１３〜ＳＷ１７については、リレー、半導体リレー、トランジスター、ＦＥＴ等、好適には低消費型にした保持型のラッチングタイプを用いると共に、出力電力監視回路ＣＨ１にコントロール回路を設け、検知された出力電力に基づいて太陽電池Ｃ１，Ｃ２の接続状態を適宜切り換えるべく前記切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及び開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１３〜ＳＷ１７が、このコントロール回路によって制御されるようになされていてもよい。
【００１５】
次に図２に示される形態について説明する。
図２の形態は、前記図１に示された回路を２回路並列に接続したものであり、本形態ではＣ１〜Ｃ４の４個の太陽電池が設けられ、この４個の太陽電池Ｃ１〜Ｃ４が、Ａ接点とＢ接点とを有する少なくとも２接点の切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及びＳＷ７〜ＳＷ１０と、オンオフの動作をする単接点の開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１１〜ＳＷ１７で接続され、また図１と同様に、Ｔ１及びＴ２は負荷に接続される出力端子であり、Ｔ３〜Ｔ５は外部接続端子、ＣＨ１はコントロール回路が設けられた出力電力監視回路である。
【００１６】
この図２の形態においても、切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及びＳＷ７〜ＳＷ１０及び開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１１〜ＳＷ１７を制御することにより、太陽電池Ｃ１〜Ｃ４は直列接続、並列接続、直列と並列の組合わせ接続、単一接続、又は切り離し等、接続状態を適宜切り換えることができ、負荷に応じた電力や電圧が出力端子Ｔ１，Ｔ２より出力されるようになされていると共に、負荷及び外部接続を切り離すことができるようになされている。
【００１７】
本形態において、切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及びＳＷ７〜ＳＷ１０及び開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１１〜ＳＷ１７の接点状態における、太陽電池Ｃ１〜Ｃ４の接続状態の一例を表１で表した。なお表１において、Ａ及びＢは、切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及びＳＷ７〜ＳＷ１０をＡ接点側に接続した状態をＡで示し、Ｂ接点側にした場合をＢで示し、またオン及びオフは、開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１１〜ＳＷ１７をオン又はオフした状態であることを示し、−はＡ接点、Ｂ接点、オンオフどちらでもよい状態を示している。
【００１８】
表１を例えば接続状態が「４直列」の場合について、具体的に説明する。
「４直列」とは、４個の太陽電池Ｃ１〜Ｃ４を全て直列に接続した場合であって、この場合の接点状態は、切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ３及びＳＷ８〜ＳＷ１０はＡ接点、切換スイッチＳＷ４及びＳＷ７はＢ接点側に接続し、開閉スイッチＳＷ６、ＳＷ１２，ＳＷ１７はオフの状態とし、開閉スイッチＳＷ５、ＳＷ１１，ＳＷ１５，ＳＷ１６はオンオフどちらでもよいことを示している。
【００１９】
【表１】
0003700809.tif 000002
【００２０】
表１に示される如く、切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４及びＳＷ７〜ＳＷ１０及び開閉スイッチＳＷ５〜ＳＷ６及びＳＷ１１〜ＳＷ１７を制御することにより、太陽電池Ｃ１〜Ｃ４は直列接続、並列接続、直列と並列の組合わせ接続、単一接続、又は切り離し等、接続状態を適宜切り換えることができ、負荷に応じた電力や電圧を手早く切り換えて出力させることができる。また表１の「Ｃ１出力検知時」、「Ｃ２出力検知時」等に示された接点状態にすることにより、個々の太陽電池Ｃ１〜Ｃ４の出力状態もそれぞれ確認することができる。
【００２１】
なお図１の回路を基本構成にして、図２の形態は２回路並列に接続したものであるが、これに限定されるものではなく、任意数の回路を直列、並列又は直列と並列を組合わせる等して接続してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、切換スイッチ及び開閉スイッチを制御することにより、各太陽電池は直列接続、並列接続、直列と並列の組合わせ接続、単一接続、又は切り離し等、接続状態を適宜切り換えることができるので、汎用性があり、電力や電圧の異なる各種負荷への使用が可能である。
【００２３】
また出力側に出力電力を検知する出力電力監視回路が設けられているので、接続状態を切り換える際における出力電力の検知が容易であり、素早く各種負荷への対応ができ、さらに前記切換スイッチ及び開閉スイッチを制御して各太陽電池を順次単一接続の状態にすれば、各太陽電池の出力を順次個別に検知することができるため、この検知した各太陽電池の出力に基づいて不良の太陽電池の存在を検出し、その不良の太陽電池を切り離して常に最適の状態で電力を出力させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す回路構成図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す回路構成図である。
【符号の説明】
Ｃ１〜Ｃ４  太陽電池
ＳＷ１〜ＳＷ４，ＳＷ７〜ＳＷ１０  切換スイッチ
ＳＷ５〜ＳＷ６，ＳＷ１１〜ＳＷ１７  開閉スイッチ
Ｔ１，Ｔ２  出力端子
Ｔ３〜Ｔ５，Ｔ８  外部接続端子
Ｔ６，Ｔ７  出力電力監視回路接続端子
ＣＨ１  出力電力監視回路
【図１】
0003700809.tif 000003
【図２】
0003700809.tif 000004