(57)【要約】【解決手段】  自動車に電気を供給する太陽光発電システムである。前記システムは、バッテリーと、屋根と、フロントガラスと、ボンネットと、前記屋根上に配置され、前記バッテリーと電気的に接続された矩形の屋根部ソーラーパネルモジュールと、前記屋根部ソーラーパネルモジュールに枢動可能に結合され、前記フロントガラス上に配置可能で、前記バッテリーと電気的に接続された矩形のフロントガラス部ソーラーパネルモジュールとをゆする自動車を含む。さらに、前記システムは、前記フロントガラス部ソーラーパネルモジュールに枢動可能に結合され、前記ボンネット上に配置可能で、大容量バッテリーパックと電気的に接続された、矩形のボンネット部ソーラーパネルモジュールを含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に電気を供給する太陽光発電システムであって、
バッテリーと、
屋根と、
フロントガラスと、
ボンネットと、
前記屋根上に配置され、前記バッテリーと電気的に接続された屋根部ソーラーパネルモジュールと、
前記屋根部ソーラーパネルモジュールに枢動可能に結合され、前記フロントガラス上に配置可能であって、前記バッテリーと電気的に接続されたフロントガラス部ソーラーパネルモジュールと
を有する太陽光発電システム。
【請求項２】
請求項１記載の太陽光発電システムにおいて、このシステムは、さらに、
前記フロントガラス部ソーラーパネルモジュールに枢動可能に結合され、前記ボンネット上に配置可能であって、前記バッテリーと電気的に接続されたボンネット部ソーラーパネルモジュールを有するものである。
【請求項３】
請求項２記載の太陽光発電システムにおいて、前記バッテリーは大容量バッテリーパックである。
【請求項４】
請求項３記載の太陽光発電システムにおいて、前記屋根部ソーラーパネルモジュール、前記フロントガラス部ソーラーパネルモジュール、および前記ボンネット部ソーラーパネルモジュールの各々は、矩形である。
【請求項５】
車両に電気を供給する太陽光発電システムであって、
バッテリーと、
屋根と、
フロントガラスと、
ボンネットと
前記屋根上に配置され、前記バッテリーと電気的に接続された屋根部ソーラーパネルモジュールと、
前記屋根部ソーラーパネルモジュールに枢動可能に結合され、前記フロントガラス上に配置可能であって、前記バッテリーと電気的に接続されたフロントガラス部ソーラーパネルモジュールと、
前記フロントガラス部ソーラーパネルモジュールに枢動可能に結合され、前記ボンネット上に配置可能であって、前記バッテリーと電気的に接続されたボンネット部ソーラーパネルモジュールと
から本質的に成る太陽光発電システム。
【請求項６】
請求項５記載の太陽光発電システムにおいて、前記バッテリーは大容量バッテリーパックである。
【請求項７】
請求項６記載の太陽光発電システムにおいて、前記屋根部ソーラーパネルモジュール、前記フロントガラス部ソーラーパネルモジュール、および前記ボンネット部ソーラーパネルモジュールの各々は、矩形である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、米国特許法第１２０条（３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．１２０）に基づいて、２００５年１１月１７日付で米国特許商標庁に出願された米国特許仮出願第６０／７３７，４２４号に対して優先権を主張するものであり、この参照により本明細書に組み込まれるものである。
【０００２】
本発明は、太陽光発電システムに関し、特に、自動車に電気を供給する太陽光発電システムに関する。
【０００３】
本発明は、様々な方法で種々の異なる産業に適用できる。前記太陽光発電システムは様々な種類の自動車上で使用することができる。太陽光発電システムはさらに、自動車の付属品としても使用することができる。深刻化する燃料および石油不足の問題に対して、前記太陽光発電システムは、あらゆる種類の自動車の燃費効率を向上させるよりよい装置および／またはシステムを提供することができる。最後に、前記太陽光発電システムは、有害な燃料排気物の排気を削減するので、環境を清浄化する上で有利である。
【０００４】
前記太陽光発電システムはさらに、自動車の製造業者および／または、設備および／または製品を自動車製造者に供給する製造業者にとっても適用可能である。
【背景技術】
【０００５】
関連技術において、太陽光発電システムを使用して電気自動車などに追加の電力を供給することについては知られている。従来製造されてきた自動車は、新規のバッテリーの購入が必要になるまで限られた回数の再充電が可能なバッテリーを有している。また、あがったバッテリー（デッドバッテリー）を再充電する工程には時間がかかり、不便である。さらに、電力会社の消費者に対するピーク需要課金の結果、日中にバッテリーを再充電することは電気代が上がりかなりかさむ。当該分野において幾つかの改善がなされている。例えば、これに限定されるものではないが、下記のような参照文献があり、この参照により本明細書に組み込まれるものである。
【０００６】
Ｗｅｉｈｅに交付された米国特許第５，６８０，９０７号明細書には、化石燃料エネルギーを主要源とする主力エンジンを装備した自動車であって、前記主力エンジンおよび補助モーター装置が自動車の１若しくはそれ以上の地面に接地する車輪に駆動可能に接続されている自動車が開示されている。太陽エネルギー収集装置は、太陽エネルギーに露出すように前記自動車に搭載され、且つ前記太陽エネルギー収集装置により収集されたエネルギーを補助モーター装置に送るエネルギー供給機構を有する。制御機構が動作することにより、エネルギーが前記エネルギー供給装置から前記補助モーター装置に送られる、または前記補助モーター装置へ送られるのを妨げるかのいずれかが行なわれる。
【０００７】
Ｓｈｕｇａｒらに交付された米国特許第６，５８６，６６８号明細書には、電気自動車に搭載可能な屋根を含む光起電力（ＰＶ）屋根アセンブリ、および前記屋根の上部にＰＶアセンブリを含むものが開示されている。前記ＰＶアセンブリは、別個の屋根表面に搭載されてもよく、または前記ＰＶアセンブリ自体が前記屋根の全部または一部を構成してもよい。前記自動車は、太陽照射強度の独立した表示を提供する表示装置に連結した第２のアセンブリを含む。前記屋根は、前記ＰＶアセンブリの搭載要素を収容するための搭載要素用凹部を有し、前記搭載要素は前記ＰＶパネルを遮らないように構成されている。前記屋根はまた、全地球測位装置を収容するように構成することもできる。前記屋根は、周辺溝部を含むことが好ましい。前記屋根本体は、好ましくは、前記屋根本体の側面から水平方向のセットバックを提供する位置に取手要素を収納する取手用凹部を含む。
【０００８】
Ｐａｔｚらに交付された米国特許第６，４２３，８９４号明細書には、前記堅固な屋根層の外側上に固定して取り付けられた、太陽光による電流を生成する太陽発電機を含む自動車が開示されている。前記太陽発電機は、第１の空間的にコンパクトな構成と、前記屋根の平面上に突出したアクティブなソーラー（パネル）表面が前記第１の構成よりも大きな第２の、空間的にそれほどコンパクトでない構成との間で調節できる。この発明はまた、前記屋根の長手方向に伸び、前記堅固な屋根層上に外付けされ、取付け要素内に可動型平面太陽発電機を押し込むことができ、且つそこに保持され、作動構成において太陽発電電流を生成するように作成された前記取付け要素を有する自動車の屋根に関する。
【０００９】
Ｔｏｍｅｉに交付された米国特許第４，５９２，４３６号明細書には、入射する太陽輻射を利用して、自動車内に搭載された電気モーターを通電する蓄電池を充電するものである太陽発電による自動車が開示されている。前記ソーラーパネルモジュールは、前記自動車の外面上に搭載された下部パネルと、第１および第２の上部パネルとを有し、この第１および第２の上部パネルは、前記下部パネルの反対側に枢動可能に接続され、前記下部パネルを覆う第１の車内位置と、前記下部パネルおよび、前記第１および第２の上部パネルが入射する太陽輻射を受けるように配置された、前記下部パネルに一列に並んだ第２の車外位置との間で可動である。前記第１および第２の上部パネルは、前記第１および第２の上部パネルが前記下部パネルに重なる前記第１の車内位置に配置されているとき、間隔を空けた安全な位置で前記下部パネルと脱着可能に連結される。前記自動車の屋根、ボンネット（フード）、および／またはトランク上に複数のソーラーパネルモジュールを提供することができる。
【００１０】
Ｓｗｉｎｄｅｌｌらによる米国特許出願第２００４／００４０７５５号には、人の運搬に使用され、制御装置を操作することにより３段速度を達成できるように縦一列になって接続された２つの多巻線電気モーターにより駆動された、改善されたバッテリー駆動の４輪多速度電気自動車が開示されている。前記自動車の前進および後進は、その操作スイッチを操作することにより、すなわち前記自動車が始動する前に前進／後進スイッチを動かすことにより達成される。前記自動車への給電は、自動車が使用されていないときは予備整流器により充電されたバッテリーにより供給され、日中の操作中はソーラーパネルモジュールおよび燃料バッテリー接続により供給され、前記自動車の操作者が所望であれば、交換所での簡易着脱式バッテリーおよび水素タンクは、無限の速度および距離を達成する技術の一助によりその発明の独自性が増大する。移動ルート上での前記バッテリーおよび前記水素タンクの交換可能なシステム、およびこれら構成要素を自動車に取り付けたり、取り外したり、および交換したりできる簡易性は、前記自動車の多くの能力およびその独自性を増大させる。
【００１１】
Ｋｒａｎｚに交付された米国意匠特許第Ｄ３９０，５０１号明細書には、太陽発電電気自動車の装飾的デザインが開示されている。
【００１２】
従来の発明は、不便、重い、非実用的、高い製造コスト、自動車の表面積を十分に活用できていないことなど多くの不利な点を抱えている。
【００１３】
本明細書に記載された１若しくはそれ以上の問題点、および／または本明細書に精通することにより当業者が気づくであろう１若しくはそれ以上の問題点を解決する太陽光発電システムが必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、現在の最高水準技術の現状に対応して開発され、特に、本技術分野で現存する太陽光発電システムにより未だ完全に解決されていない問題および要求に対応するために開発された。従って、本発明は、自動車に電気を供給する太陽光発電システムを提供するために開発された。
【００１５】
本発明の１実施形態には、自動車に電気を供給する太陽光発電システムが開示されている。前記システムは、バッテリーと、および／または屋根と、および／またはフロントガラスと、および／またはボンネット（フード）と、前記屋根上に配置されおよび／または前記バッテリーと電気的に接続される矩形の屋根部ソーラーパネルモジュールと、前記屋根部ソーラーパネルモジュールに枢動可能に結合される、および／または前記フロントガラス上に配置可能な、および／または前記バッテリーと電気的に接続される矩形のフロントガラス部ソーラーパネルモジュールとを具備することができる自動車を含むことができる。
【００１６】
１実施形態によれば、前記太陽光発電システムはまた、前記フロントガラス部ソーラーパネルモジュールに枢動可能に結合され、および／または前記ボンネット上に配置可能で、および／または前記バッテリーと電気的に接続することができる、矩形のボンネット部ソーラーパネルモジュールを具備することもできる。前記バッテリーは、大容量バッテリーパックの形態であってもよい。
【００１７】
本明細書全体に亘る特徴、利点、または同様の専門用語への言及は、本発明により実現される特徴および利点の全てが本発明のいずれかの単一の実施形態にのみ存在するまたは存在すべきであることを暗示しているものではない。むしろ、特徴および利点を言及する用語は、ある実施形態に関連して説明されたある特定の特徴、利点、または特性が、本発明の少なくとも１実施形態に含まれることを意味すると理解される。従って、本明細書全体に亘る特徴および利点、および同様の専門用語への言及は、必ずしも同一の実施形態を言及しているだけではない。
【００１８】
さらに、説明された本発明の特徴、利点、および特性は、１若しくはそれ以上の実施形態において任意の好適な方法で組み合わせられるものである。当業者であれば、ある特定の実施形態の１若しくはそれ以上の特定の特徴または利点がなくても、本発明を実施できることを理解するであろう。他の実施例において、追加の特徴および利点は、本発明の全ての実施形態において存在していなくても特定の実施形態において認識されるであろう。
【００１９】
本発明のこれら特徴および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲からさらに十分に明らかになるであろう、また以下に記載された発明を実施するための最良の形態により本発明が分かるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の原理の理解を促進するために、ここで図面に図示された例示的な実施形態について言及し、それを説明するのに使用されている特定の用語について言及する。しかしながら、これにより本発明の範囲の限定が意図されるものではないことは理解されるであろう。関連する技術分野の当業者および本開示を所持する当業者が気付くであろう、本明細書に記載されている発明の特徴のあらゆる変更および本明細書に記載されている本発明の原理のあらゆる追加の適用は、本発明の範囲であると考えれられるものである。
【００２１】
本明細書を通して、「１実施形態」、「ある実施形態」、または同様の用語への言及は、前記実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書を通して「１実施形態」、「ある実施形態」、および類似の用語の表現全てが必ずしも同一の実施形態、異なる実施形態、または同一の若しくは異なる記載された発明の構成部品を言及しているとは限らないものである。また、「ある実施形態」などの表現や、２若しくはそれ以上の特徴、要素などの言及は、前記特徴が関連している、異なる、同一であるなどを意味しない。「ある実施形態」という用語または同様の表現の使用は、クレームに記載された本発明の一部であるかもしれないし、そうではないかもしれない選択的特徴を示すために使用した便利な表現法であるに過ぎない。
【００２２】
ある実施形態のそれぞれの記述は、各実施形態を特徴付ける同様のまたは同一の用語の使用にかかわらず、ある実施形態のその他のあらゆる記述から独立していると考えられるべきである。従って、１実施形態が「別の実施形態」として識別されるとき、前記識別された実施形態は、「別の実施形態」という用語で特徴付けられた他のあらゆる実施形態から独立している。前記独立した実施形態は、直接的または間接的に、黙示的にまたは明示的に、請求項および／または本分野の技術が指し示す別の実施形態と全体的にまたは部分的に組み合わされることが可能であると考えられるものである。
【００２３】
最後に、実務者において慣例であるような「ある実施形態」などの表現が本明細書の各文の冒頭に存在しないことは、読者の明瞭な理解の利便性のためであるに過ぎない。しかし、この参照により、論理的に可能でありかつ適切である場合、本明細書の各文の冒頭に「ある実施形態」などの表現が組み込むまれることを本願では意図されているを示すものである。
【００２４】
本明細書で使用されている「有する」、「含む」、「包含する」、「である」、「特徴とする」、およびこれらの文法上の等価物は、引用されていない追加の要素または方法の工程を排除しない、包括的なまたは制限のない用語である。前記「有する」は、これよりも限定的な用語である「から成る」および「本質的に〜から成る」を含むものとして解釈されるものである。
【００２５】
本明細書に記載される機能単位の多くは、それらの実施の独立性をより具体的に強調するためモジュールとして分類されている。例えば、あるモジュールは、カスタムＶＬＳＩ回路またはゲートアレイ、または論理チップ、トランジスタなどの個別部品のような市販の半導体を有するハードウェア回路として実装され得る。あるモジュールはまた、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ、プログラム可能なアレイ論理、プログラマブル論理回路などのようなプログラム可能なハードウェア装置として実装され得る。
【００２６】
モジュールはまた、様々な種類のプロセッサにより実行されるソフトウェアとして実装することもできる。例えば、ある特定の実行可能コードのモジュールは、例えばオブジェクト、処理手順、または関数として構成されるコンピュータ命令の１若しくはそれ以上の物理ブロックまたは論理ブロックを有することもできる。しかしながら、ある特定されたモジュールの実行可能コードは、物理的に一緒に位置する必要はないが、論理的に結合されたときには前記モジュールを構成し、前記モジュールの規定された目的を達成するように、異なる場所に格納された不同の命令を有することもできる。
【００２７】
実際に、実行可能コードのモジュールは、単一の命令または複数の命令であってもよく、さらに幾つかの異なるコードセグメントに亘って、異なるプログラム間で、および幾つかの記憶装置に亘って分配することもできる。同様に、動作データは本明細書においてモジュール内で特定されかつ説明され、あらゆる好適な形態で実施され、あらゆる好適な種類のデータ構造内で構成され得る。前記動作データは、単一のデータセットとして収集され、または異なる記憶装置を含む異なる場所に亘って分配され、および少なくとも部分的には、システムまたはネットワーク上に単なる電子信号として存在することもできる。
【００２８】
図面を参照すると、ハイブリッド自動車および電気自動車に電気を供給する太陽光発電システム１０の実施形態が図示されている。図面に示すように、前記システムは、バッテリー１４と、屋根１６と、フロントガラス１８と、ボンネット２０と、前記屋根上に配置され、前記バッテリーと電気的に接続された矩形の屋根部ソーラーパネルモジュール２２と、矢印３０により示される前記屋根部ソーラーパネルモジュールに枢動可能に結合され、自動車のフロントガラスの上に配置可能であって、前記バッテリーと電気的に接続された矩形のフロントガラス部ソーラーパネルモジュール２４とを有する前記自動車１２を含む。
【００２９】
１実施形態によれば、図示された前記太陽光発電システムはまた、矢印３０により示されるように、前記フロントガラス部ソーラーパネルモジュール２４に枢動可能に結合され、前記ボンネット上に配置可能であり、前記バッテリー１４（大容量バッテリーパックとしても参照）と電気的に接続された矩形のボンネット部ソーラーパネルモジュール２６を含む。前記ソーラーモジュール２２、２４、２６は、各々その中に配置された複数の円筒形光起電力セル２８を有する。前記ソーラーモジュール２２、２４、２６の非限定的な例が、Ｓｈｕｇａｒらに交付された米国特許第６，５８６，６６８号明細書に説明されており、この参照により本明細書に組み込まれるものである。
【００３０】
操作に際して、ユーザーは、絶縁ワイヤおよび、ボルトやロック機構などハードウェアを使用して、前記屋根部ソーラーパネルモジュール２２を前記自動車の屋根１６に着脱可能に備え付け、前記フロントガラス部ソーラーパネルモジュール２４を前記自動車のフロントガラス１８に着脱可能に備え付け、前記ボンネット部ソーラーパネルモジュール２６を前記自動車のボンネット２０に着脱可能に備え付けることができる。このように、前記パネルモジュール２２、２４、２６は、駐車中の前記自動車の屋根、フロントガラス、およびボンネットを覆うように位置付けられる。次に、ユーザーは、電気出力プラグを前記パネルモジュールの各々から前記自動車の大容量バッテリーパック１４に接続することにより、太陽で生成された太陽輻射がソーラーパネルモジュール２２、２４、２６中に放射されるようにすることを可能にする。太陽光からの熱エネルギーは、前記パネルモジュール内に配置された光起電力セル２８により吸収され、電力に変換されて前記バッテリー１４に蓄電され、最終的には内燃機関、電気モーター、ラジオ、コンパクト・ディスク・プレイヤー、フロント・ウィンドウ・ワイパー、ヘッドライトなどの他の付属品を有する自動車１２に追加の電力を給電するために使用される。
【００３１】
本発明の別の実施形態によれば、前記ソーラーモジュール２２、２４、２６は、自動車１２の屋根構造の一部である。
【００３２】
本発明のさらに別の実施形態によれば、前記ソーラーモジュール２２、２４、２６は、太陽光に直接または間接的に露出した自動車の窓、後部窓ガラス、フロントガラス、ボンネット、ドア、側板などに亘る部分に組み込める。
【００３３】
本発明のさらに別の実施形態によれば、前記太陽光発電システム１０は、蓄電容量を増加させるために追加バッテリー１４を含むことができる。自動車が日中の走行中および陽光下に駐車しているときには太陽エネルギーを同一のバッテリー１４に蓄電できる一方、夜間には家庭用電源装置を使用して前記バッテリー１４を充電することができる。プラグイン装置およびソーラーシステムはどちらも同一のバッテリー１４を利用して異なる時間に電力を蓄電し、前記バッテリーのサイズの最適化を容易にする。
【００３４】
その結果、前記太陽光発電システム１０は、駐車中または走行中の自動車に追加のバッテリー充電機能を追加し、燃料消費および排気物を低減させ、ユーザーの自動車の燃費を改善する。エンジン駆動の発電機および回生発電制動にのみ依存して前記バッテリーを充電する代わりに、このシステムは前記自動車が駐車中または動作中に追加のバッテリーに充電することを提供するであろう。この機能は、前記バッテリーが意図された十分な電位媒体を有することを確実にすることを容易にする。さらに、前記システムは、エンジン排気物質を低減させ、燃費を向上させ、前記給油所において運転者にお金を節約させることにより現存のハイブリッド技術の改善に役立つ。
【００３５】
上述の実施形態は、本発明の原理の適用の実施例に過ぎないことは理解されるであろう。本発明は、その本質または本質的特徴から逸脱しない範囲で他の特定の形態で実施することも可能であろう。記載の実施形態は、あらゆる点で、実例的であるに過ぎず、限定的なものではないと見なされるものである。従って、本発明の範囲は、前述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲により示されているものである。請求項の要旨および等価の範囲内で起こる全ての変更は、請求項の範囲内に含まれるとする。
【００３６】
図面では、円筒形光起電力セル２８がその中に配置された前記ソーラーモジュール２２、２４、２６を示しているが、当業者であれば、当該セルは種々の実施形態に従って異なる形状であってもよいことは理解するであろう。例えば、平面、立方体、矩形、三角形、などである。
【００３７】
また、図面ではワゴン車上に用いられた前記太陽光発電システムを図示しているが、当業者であれば前記システムはその他の種類の自動車へ適用されるように構成されることを理解するであろう。例えば、乗用車、トラックなどである。
【００３８】
本発明の設計について多くの変形が存在することが想定される。例えば、前記屋根部ソーラーパネルモジュール２２、フロントガラス部ソーラーパネルモジュール２４、および／またはボンネット部ソーラーパネル２６は、前記自動車１２、屋根１６、フロントガラス１８、ボンネットなどに関する種々の寸法に適応するために長さ、幅、サイズなどが異なるものである。
【００３９】
前記バッテリー１４は、種々の実施形態に従って、異なるサイズおよび種類の自動車１２に適応するために、サイズ、長さ、幅、体積、形状、構成などが異なることが想定される。
【００４０】
また、最後に、前記装置の構成要素は、金属、合金、複合材料、プラスチックなどの種々の材料から構成されることが想定される。
【００４１】
従って、本発明は、本発明の最も実際的かつ最良の実施形態と現在考えられるものに関連して、本発明を上記に具体的かつ詳細に完全に説明してきたが、当業者にとっては、請求項に記載された本発明の原理および概念から逸脱しない範囲で、これに限定されるものではないが、サイズ、材料、形状、形態、機能および操作方法、アセンブリ、および使用を含む多くの変更を施すことができることは明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
本発明の利点を容易に理解するために、添付の図面に図示された具体的な実施形態を参照して、詳細な説明で本発明をより具体的に説明する。これら図面は本発明の典型的な実施形態のみを図示しているので、その範囲を限定するものと見なされるべきではなく、この理解の下、添付の図面を使用して、追加の特性および詳細と共に本発明に記載し説明する。
【図１】図１は、１実施形態に従った太陽光発電システムの上方からの斜視図である。
【図２】図２は、１実施形態に従った太陽光発電システムの正面図である。
【図３】図３は、１実施形態に従った太陽光発電システムのブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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