(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池による二次電池への充電設備で発生する未利用電力を利用する為の付加装置を提供する。【解決手段】太陽電池に充電補助装置を取付ける。充電補助装置は主に電気二重層コンデンサ及び逆流防止用装置１、電流制限装置３により構成され、容易に太陽電池に取り付けできる。太陽電池より発電された電力のうち、過電圧、過充電防止装置による制限で利用されず破棄される電位差を、電気二重層コンデンサにより電荷として蓄える。この電荷は、そのままでは単なる二次電池としてしか利用出来ないが、ＰＷＭ制御方式を採用した過電圧、過充電防止装置と組み合わせる事でこの破棄される電位差を回収する。【選択図】図１
0003150587.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池により起電した電力を二次電池に充電する際に発生する未利用電力を回収し充電効率を改善する充電補助装置
【請求項２】
前記充電補助装置は、様々な既存の太陽電池に後付け出来る事を特徴とした充電補助装置
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この考案は太陽電池による二次電池への充電設備で発生する未利用電力を利用する為の付加装置に関する
【技術背景】
【０００２】  太陽電池を利用した二次電池充電設備では、一般的に二次電池の破損を防止する為に過電圧、過充電防止装置を併用する。
発電装置により発生する電圧は、必ずしも過電圧、過充電防止装置による充電に適正な値ではない。このため一般的な過電圧、過充電防止装置の場合利用する電圧よりも高電位の部分は二次電池に充電されず、破棄される。
たとえば、２０Ｖ６Ａを発生する太陽電池（２０Ｖ×６Ａ＝１２０Ｗ）を入力電圧１２Ｖの過電圧、過充電防止装置で制御した場合、実際に充電装置に供給されるのは１２Ｖ６Ａ（１２Ａ×６Ａ＝７２Ｗ）となり、この場合４８Ｗ（４０％）が無駄になる。
この様に効率が悪いにも関わらず過電圧、過充電防止装置は二次電池に対して安全な充電をする為に必要とされている。
一般的に広く利用されているのは、ＰＷＭ方式と呼ばれるパルス幅制御方式の過電圧、過充電防止装置である。
一方、このような損失を防止する為に発電装置の電力を二次電池の充電に適切な電位及び電流に変換する為の装置としてＭＰＰＴ制御式などと呼ばれている過電圧、過充電防止装置などが存在する。
これらは入力電力を適切な電圧に変換し、かつ電流を増幅する事で効率よく二次電池に充電する事が可能となる。
たとえば、２０Ｖ６Ａを発生する太陽電池（２０Ｖ×６Ａ＝１２０Ｗ）をＭＰＰＴ方式などの適切な電圧、電流に変換出来る装置で制御した場合、二次電池に８５％〜９７％程度の効率で電力が供給される。効果的な装置であるが、価格はＰＷＭ方式の１０倍以上と高価である。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】  ＭＰＰＴ制御方式に比べ効率で劣るＰＷＭ制御方式（パルス幅変調）の過電圧、過充電防止装置に充電補助装置を加える事で、二次電池への充電効率を向上させる事を課題とする。
【課題を解決する為の手段】
【０００４】  以上の課題を解決する為の第一考案は、ＭＰＰＴ制御方式などによる複雑な電圧一電流変換の制御回路を必要とせず、電気二重層コンデンサが本来持つ蓄電機能を利用して太陽電池により起電した未利用電力を電荷として保持し、二次電池に効率よく充電する事を特徴とする充電補助装置である
第二考案は、様々な既存の各種太陽電池に後付け出来る事を特徴とした充電補助装置である
【考案の効果】
【０００５】  第一考案によれば、太陽電池より発電された電力のうち、過電圧、過充電防止装置による制限で利用されず破棄される電位差を、電気二重層コンデンサにより電荷として蓄える。
この電荷は、そのままでは単なる二次電池としてしか利用出来ないが、ＰＷＭ制御方式を採用した過電圧、過充電防止装置と組み合わせる事でこの破棄される電位差を回収する。
ＰＷＭ制御では、パルス輻の大きさで充電量を調整しているが電流増幅は行っていないため、従来の方法では入力電圧と入力電流により充電量は決定されこれを超える充電は行えなかった。本考案は電気二重層コンデンサの過渡特性を利用し、一時的に充電電流を増大させる事で二次電池に効率よく充電する物である。
第二考案は、様々なメーカの既存の太陽電池に後付け出来る事を特徴とする。
【考案を実施する為の最良の形態】
【０００６】  この考案の一実施形態を、図１に示す。
また、実際の接続方法を図２に示す。
本充電補助装置は５つの構成に分かれており、これらを絶縁物等で密閉した形態をとる。
なお、十分に安全が確保されている環境下での利用の場合は密閉しない。
１、逆流防止部
蓄電部に蓄えられた電力が、太陽電池に逆流すると太陽電池が破損するため、ショットキーバリアダイオードにより逆流を防止している。
２、蓄電部
電気二重層コンデンサを直列接続し、必要な耐圧を得ている。
また、電気二重層コンデンサを並列接続し、必要な容量を得ている。
３、電流制限部
過電圧、過充電防止装置への過大な電流を防止する為の電流制限抵抗。
電流制限抵抗は、各々の設備で利用している過電圧、過充電防止装置の入力耐圧と利用する電気二重層コンデンサの容量、内部抵抗により仕様が異なる。
大容量の電気二重層コンデンサでは、最大で２００Ａ／秒を超える大電流を流すことができる。このため、電流制限抵抗を利用する。
４、絶縁部
電気二重層コンデンサ部は大きな電流を蓄電及び放電するため、安全を確保する事を目的にレジン等の絶縁物にて密閉される。
５、端子部
太陽電池パネル及び、過電圧、過充電防止装置との接続を行う為の端子部。
「実施形態の効果」
【０００７】  この実施形態によれば、本来であれば破棄されてしまう太陽電池による発電電力の無駄を削減出来る。
この補助装置による回収可能な電力（Ｕ）は、以下の式で計算出来る。最大で破棄される電力の５０％である。
0003150587.tif 000003
また、既存の太陽電池に付加装置として比較的容易に取付けできる構成の為、設備の入れ替えの必要がない。
この装置を普及させる事で、既存の太陽電池の充電効率を向上出来るため、ＣＯ２排出量の削減や天然資源の枯渇削減が期待出来る。
この装置で利用される電気二重層コンデンサは、他の二次電池と比較し、鉛やリチウム、ハロゲン化物などの金属を利用していないため、公害に繋がる恐れが少ない。
「他の実施形態」
【０００８】  この充電補助装置は、ＰＷＭ制御方式の過電圧、過充電防止装置を利用している他の形態の発電システムでも利用出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この考案の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】この考案の一実施形態を利用する場合の構成図である。
【図３】従来技術による実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１０】１  逆流防止部  ２  蓄電部  ３  電流制限部  ４  絶縁部  ５  端子部
６  太陽電池  ７  充電補助装置（考案品  絶縁処理前の物）
８  過電圧、過充電防止装置（既存品例）  ９  二次電池（鉛バッテリ）
【図１】
0003150587.tif 000004
【図２】
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【図３】
0003150587.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月16日(2009.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルにより起電された電力を二次電池に充電する際に利用する過電圧、過充電防止装置と太陽電池パネル間に挿入される装置であって、入力端子により太陽電池と接続され、ショットキーバリアダイオードによる逆流防止部により蓄電部から太陽電池への逆流を防止し、電気二重層コンデンサを利用した蓄電部により電力を蓄電し、電流制限抵抗により出力電流を制限し、出力端子より蓄電した電力を放出する機能を持つ事を特徴とする充電補助装置。
【請求項２】
既存の太陽電池パネルに後付け出来る事を特徴とする請求項１に記載の充電補助装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】  第一考案は太陽電池パネルにより起電された電力を二次電池に充電する際に利用する過電圧、過充電防止装置と太陽電池パネル間に挿入される装置であって、入力端子により太陽電池と接続され、ショットキーバリアダイオードによる逆流防止部により蓄電部から太陽電池への逆流を防止し、電気二重層コンデンサを利用した蓄電部により電力を蓄電し、電流制限抵抗により出力電流を制限し、出力端子より蓄電した電力を放出する機能を持つ事を特徴とする充電補助装置。
第二考案は既存の太陽電池パネルに後付け出来る事を特徴とする第一考案に記載の充電補助装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】  第一考案によれば、本装置は太陽電池パネルとＰＷＭ制御方式（パルス幅変調）の過電圧、過充電防止装置の間に取付ける充電補助装置である。この装置は、入力端子と出力端子を備える。入力端子は太陽電池パネルに接続され、電力が入力される。入力された電力は逆流防止用のショットキーバリアダイオードを通じた後、二重層コンデンサにより電荷として蓄えられる。電気二重層コンデンサは、必要な耐圧及び必要な容量を確保する為に直列接続及び並列接続される。電気二重層コンデンサに蓄えられた電荷はＰＷＭ制御方式（パルス幅変調）の過電圧、過充電防止装置と組み合わせた際パルス状に出力される。パルス状に出力される際、電気二重層コンデンサの持つ過渡現象により蓄電されていた電荷は突入電流として出力端子より出力される。この突入電流よりに一時的に増大された電流を二次電池の充電に利用する事で充電装置の効率を向上させる。必要に応じて出力電流を制限する為に電流制限抵抗を出力端子の前段に備える。
第二考案は、第一考案に記述された充電補助装置であるが、安全を確保する為にレジンなどの絶縁物で封入されており、野外で利用されている既存の太陽電池パネルの端子に後付けが出来る様に端子を備えている。