(57)【要約】【課題】太陽電池の起電力を表示する装置において、日照に応じた最大起電力をより正確に表示できるようにすることを課題とする。【解決手段】太陽電池の最大起電力を表示する太陽電池最大起電力表示装置として、前記太陽電池に直列に接続される抵抗回路の抵抗値を段階的に変化させる抵抗手段と、前記抵抗値ごとに前記抵抗回路を流れる電流量を測定する電流測定手段と、前記抵抗値ごとに前記太陽電池の電圧量を測定する電圧測定手段と、測定された前記電流量と前記電圧量に基づき前記電流量と前記電圧量との積が最大となる電力量を最大起電力量として抽出する最大起電力量抽出手段と、抽出された最大起電力値を表示する表示手段とを設ける。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の最大起電力を表示する装置であって、
前記太陽電池に直列に接続される抵抗回路の抵抗値を段階的に変化させる抵抗手段と、
前記抵抗値ごとに前記抵抗回路を流れる電流量を測定する電流測定手段と、
前記抵抗値ごとに前記太陽電池の電圧量を測定する電圧測定手段と、
測定された前記抵抗値ごとの前記電流量と前記電圧量に基づき、前記電流量と前記電圧量との積が最大となる電力量を最大起電力量として抽出する最大起電力量抽出手段と、
抽出された最大起電力値を表示する表示手段と
を有する太陽電池最大起電力表示装置。
【請求項２】
前記太陽電池は所定の機器に対して電力を供給しているものであって、
前記機器に対する接続を短時間だけ切断するとともに前記抵抗回路に接続し、前記抵抗手段、前記電流・電圧測定手段、前記最大電力量抽出手段を動作させて最大起電力を抽出し、その後、前記機器に対する接続を回復させる測定制御手段を有する請求項１に記載の太陽電池最大電力表示装置。
【請求項３】
前記測定制御手段は、一定時間間隔で前記制御を行なう請求項２に記載の太陽電池最大電力表示装置。
【請求項４】
前記抵抗手段は、複数の抵抗を並列接続する組み合わせを順次変えることで抵抗値を段階的に変化させるものである請求項１から３に記載の太陽電池最大電力表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に接続して日照に応じた最大起電力を表示する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は日照に応じて起電力が変わるため、太陽電池を用いたソーラー街灯などにおいて、太陽電池の起電力量を表示するようにすることがある。従来、このような表示装置は、太陽電池に接続された機器に対して供給される電力量を測定し、これを表示パネルに表示することが一般的であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、太陽電池の起電力量は太陽電池に接続される抵抗値によって変わるために、従来の表示装置のように太陽電池に接続された機器に供給される電力量を測定することでは、日照状況に応じた太陽電池の最大の起電力量を正しく表示することはできない。また、従来の表示装置では太陽電池を補助する蓄電池が満充電された場合や装置が点灯や動作していない場合など、電流の流れが少なくなったり、流れなくなったりすることがあり、この場合も正確な発電量を表示することができない。
本発明は、このような問題に鑑み、太陽電池の起電力を表示する装置において、日照に応じた最大起電力をより正確に表示できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、太陽電池の最大起電力を表示する太陽電池最大起電力表示装置であり、前記太陽電池に直列に接続される抵抗回路の抵抗値を段階的に変化させる抵抗手段と、前記抵抗値ごとに前記抵抗回路を流れる電流量を測定する電流測定手段と、前記抵抗値ごとに前記太陽電池の電圧量を測定する電圧測定手段と、測定された前記抵抗値ごとの前記電流量と前記電圧量に基づき前記電流量と前記電圧量との積が最大となる電力量を最大起電力量として抽出する最大起電力量抽出手段と、抽出された最大起電力値を表示する表示手段とを有するものである。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、前記太陽電池最大電力表示装置において、前記太陽電池は所定の機器に対して電力を供給しているものであって、前記機器に対する接続を短時間だけ切断するとともに前記抵抗回路に接続し、前記抵抗手段、前記電流・電圧測定手段、前記最大電力量抽出手段を動作させて最大起電力を抽出し、その後、前記機器に対する接続を回復させる測定制御手段を有するものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の太陽電池最大電力表示装置において、前記測定制御手段は、一定時間間隔で前記制御を行なうものである。
請求項４に記載の発明は、前記太陽電池最大電力表示装置において、前記抵抗手段は、複数の抵抗を並列接続する組み合わせを順次変えることで抵抗値を段階的に変化させるものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、太陽電池に接続される抵抗回路の抵抗値を段階的に変化させ、抵抗値ごとに電力量を算出することで、最大起電力を抽出するので、太陽電池そのものの測定時点における最大起電力量を比較的正確に得ることができる。
請求項２に記載の発明は、太陽電池が所定の機器に接続されている場合において、短時間だけ所定の機器との接続を切断して最大起電力を測定するので、接続されている機器にかかわりなく最大起電力量を抽出することができる。
請求項３に記載の発明は、一定間隔で最大起電力量を測定するので、日照の変化に追従して最大起電力量を表示することができる。
請求項４に記載の発明は、複数の抵抗を並列接続する組み合わせを順次変えることで抵抗値を段階的に変化させるので、デジタルポテンショメータなどを利用する場合に比較して、簡易かつ小型に装置を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る太陽電池最大起電力表示装置の構成を模式的に表すブロック図である。
【図２】抵抗回路部におけるステップごとの抵抗の組み合わせ・抵抗値・一定電圧値に対する電流値を示す表である。
【図３】抵抗回路部におけるステップごとの抵抗の変化を示すグラフである。
【図４】抵抗回路部におけるステップごとの一定電圧値に対する電流値の変化を示すグラフである。
【図５】実施形態に係る太陽電池最大起電力表示装置の動作を表すフローチャートである。
【図６】太陽電池の抵抗値変化に対する電圧値及び電流値の変化を示すグラフである。
【図７】太陽電池の抵抗値変化に対する電力値の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本実施形態に係る太陽電池最大起電力表示装置Ｘの構成を模式的に表すブロック図を示す。太陽電池最大起電力表示装置Ｘは装置（負荷Ｌ）に電力を供給する太陽電池Ｓの測定時点の最大起電力量を表示するものである。
太陽電池最大起電力表示装置Ｘは、演算処理を行なうＣＰＵ１０１、ＣＰＵ１０１の作業領域となるＲＡＭ１０２、ＣＰＵ１０１の動作プログラム等を記憶するＲＯＭ１０３、動作タイミング等を計るクロック１０４等により構成される各種制御手段となるマイコンに、電圧測定部１０、電流測定部２０、抵抗回路部３０、スイッチ回路部４０、表示部５０、日照センサー６０、人センサー７０がインターフェースを通じて接続されている。
【０００９】
抵抗回路部３０は、２種類の抵抗ｒ1をｒ2それぞれ８個、４個有し、これらを所定の手順で並列に組み合わせることで、段階的に抵抗値を変化させることができるものである。ここでは、ｒ１を４７Ω、ｒ２を５．２２Ωとし、図２に示すように４４通りの組み合わせによって段階的に抵抗値を変化させる。なお、図２における抵抗ｒ１、ｒ２はすべて並列に接続される。図２に示されるステップごとの抵抗変化を表すグラフ図３に示し、ステップごとの抵抗変化に対して１２Ｖの電圧をかけたときの電流変化表すグラフを図４に示す。図４に示すように、上記のような抵抗値の設置および組み合わせにより一定電圧の場合、各ステップごとの抵抗値変化に対してほぼ直線に電流値を変化させることができる。なお、ここで示す抵抗値、抵抗の数、ステップ数は適宜変更してもよい。
【００１０】
スイッチ回路部４０は、ＣＰＵ１０１からの指示により太陽電池パネルＳから電流測定部２０を通る電流を負荷Ｌと抵抗回路３０との間で切り替えるものである。日照センサー６０は、周囲の明るさを感知し、所定の明るさを超えると信号を出力するものである。人センサー７０は表示部５０の前に人が立っていることを光センサーにより検知しこれを出力するものである。表示部５０は、デジタル表示装置からなりＣＰＵの信号を受けて数値を表示するものである。
【００１１】
次に、以上のような構成を有する太陽電池最大起電力表示装置Ｘの動作について説明する。図５に太陽電池最大起電力表示装置Ｘの動作を表すフローチャートを示す。まず、日照センサー６０が日照を検知しているかどうかが判断され（ｓ１０１）、さらに、人センサー７０が人の存在を検知しているかどうかが判断され（ｓ１０２）、これらのいずれかが検知されていない場合は、測定を行なわずに待機をする。これにより、夜間や雨の日などほとんど太陽電池Ｓが発電していないときや、表示を見る人がいないときには、測定を行なわずに装置による消費電力を低減させることができる。
【００１２】
日照が十分にあり、人が存在する場合には、前回の測定から５秒が経過したかどうかが判断され（ｓ１０３）、５秒経過していない場合には最初に戻る。５秒経過している場合には、スイッチ回路部４０により太陽電池パネルＳから負荷Ｌへの接続が抵抗回路部３０への接続が切り替えられる（ｓ１０４）。そして、抵抗回路部３０で最初のステップの抵抗値が設定され（ｓ１０５）、電圧測定部１０、電流測定部２０により、それぞれ電圧値の測定、電流値の測定が行なわれる（ｓ１０６）。電圧値、電流値の測定が完了すると、このステップにおける電力量が計算され記録される（ｓ１０７）。次に、前回ステップの電力量と今回ステップの電力量とが比較され、今回ステップの電力値が前回ステップの電力量よりも小さいかどうかが判断される（ｓ１０８）。なお、初回ステップに関しては、前回ステップが存在しないので、デフォルト値として０と比較される。ここで、前回ステップの方が大きいと判断された場合には、前回ステップの電力量が最大電力値として抽出される（ｓ１１０）。
【００１３】
この値が最大電力量とする理由を以下に簡単に説明する。太陽電池の電圧量、電流量は図６に示すように、抵抗値により変動するので電圧量、電流量のみの測定では最大起電力を求めることはできない。一方、電力量として抵抗値に対する変化を見てみると図７のように上に凸の曲線上に変化する。従って、ステップが進む過程で、電力量は上がっていき、最大起電力値を境に、電力量は下がっていくので、電力量が下がる前の電力値を最大の起電力値として抽出することができる。
ｓ１０８で今回ステップの電力量の方が前回ステップの電力量よりも小さい場合は、ｓ１０５に戻り、抵抗回路部３０が次のステップの抵抗値に設定される。以下、ｓ１０５からｓ１０８が最大起電力値が抽出されるまで繰り返される（ｓ１０９）。なお、全ステップを終了した時点で、最大起電力値が抽出されずにｓ１０９に至った場合は、とりあえず、最終ステップの電力値を最大起電力値として設定する（ｓ１１１）。
その後、抽出された最大電力値が表示部５０により表示され（ｓ１１２）、スイッチ回路部４０により太陽電池パネルＳから抵抗回路部３０への接続が負荷Ｌへ接続に戻される（ｓ１１３）。その後、以上の動作がｓ１０１から繰り返えされる。なお、ｓ１０４からｓ１１３の間の太陽電池パネルＳと負荷Ｌとの切断時間は０．１秒から０．２秒程度であり、負荷Ｌの動作が中断することはない。
【００１４】
以上のような構成により、本実施形態に係る太陽電池最大起電力表示装置Ｘは、太陽電池Ｓに対して、接続されている装置等との接続を短時間切断し、その後接続する抵抗回路部３０の抵抗値を順次変化させながら最大起電力値を抽出するので、測定時点における比較的正確な最大起電力値を表示させることができる。
また、抵抗回路部において、少ない抵抗数を用いて並列回路の組み合わせを順次変えていくことで抵抗値を順次変化させる構成とすることで、簡易かつ小型に定格電力量の大きな可変抵抗を実現することができる。
なお、上記実施形態では、電圧値と電力値を測定するごとに電力量を比較したが、全ステップの電圧値と電力値又は電力値を記憶し、これから最大起電力量を抽出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００１５】
Ｘ  太陽電池最大起電力表示装置
１０  電圧測定部１０
２０  電流測定部
３０  抵抗回路部
４０  スイッチ回路部
５０  表示部
６０  日照センサー
７０  人センサー
【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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【図６】
2011165753.tif 000008
【図７】
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