(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
・電灯の台座と、
・前記電灯の台座に取付けられる直流駆動の電灯と、
・前記電灯を駆動するための、前記電灯の台座に実装可能な、少なくとも２つのバッテリーと、
・商用電源の電力系統に前記電灯の台座を接続する手段と、
・前記商用電源の電力系統から前記バッテリーを充電するための整流器と、
・前記電灯の照明、及び前記バッテリーの充電を制御する手段と、
を備える街路灯において、
前記街路灯は、前記バッテリーを充電するためのソーラーパネル及び／又は風力タービンを更に備え、充電制御器は、毎日使用し充電しているバッテリーとの間でやり取りするために配置され：
・前記バッテリーの１つが、前日の夜の間に使用され、次の日の昼の間に太陽光及び／又は風力で充電される；
・前記１つのバッテリー以外の他のバッテリーが、次の日の夜の間に使用されると同時に、前記１つのバッテリーが、夜間の低料金期間に前記商用電源により、太陽光及び／又は風力で充電された状態からフル充電状態まで充電される；
・逆の条件もまた同様である、
という条件に適合していることを特徴とする街路灯。
【請求項２】
・電灯の台座と、
・前記電灯の台座に取付けられる直流駆動の電灯と、
・前記電灯を駆動するための、前記電灯の台座に実装可能な、少なくとも２つのバッテリーと、
・商用電源の電力系統に前記電灯の台座を接続する手段と、
・前記商用電源の電力系統から前記バッテリーを充電するための整流器と、
・前記電灯の照明、及び前記バッテリーの充電を制御する手段と、
を備える街路灯において、
前記バッテリーの充電を制御する手段は：
・前記バッテリーの現在の充電状態を確定し、；
・当日の夜間に前記電灯が照射する推定時間を確定し、；
・翌日の昼にソーラーパネルが太陽光を受光できる日中の推定時間を確定し、；
・以下の時にだけ、前記バッテリーを前記商用電源の供給部に接続する：
・前記バッテリーの充電状態が、前記当日の夜間に照射する残りの推定時間に対して、前記電灯を照射し続けるのに十分ではない時、もしくは、
・前記翌日の昼に前記ソーラーパネルが太陽光を受光できる日中の推定時間が、翌日の夜に前記電灯が照射するために前記バッテリーを充電するのに、前記ソーラーパネルにとって十分ではない時、
を定期的にするために制御するように構成されることを特徴とする街路灯。
【請求項３】
前記電灯は交流（ＡＣ）の電灯であり、前記街路灯はインバータを含んで、そのインバータを介して前記電灯が前記バッテリーから駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の街路灯。
【請求項４】
前記電灯は、発光ダイオード（ＬＥＤ）の電灯もしくはＬＥＤの電灯の列を含む直流（ＤＣ）の電灯であることを特徴とする請求項１又は２に記載の街路灯。
【請求項５】
前記バッテリーは鉛酸バッテリーであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の街路灯。
【請求項６】
前記バッテリーの独立した防水筐体を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の街路灯。
【請求項７】
前記バッテリー及び関連した電気回路を、前記電灯の台座自体の中もしくは上に収容することを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の街路灯。
【請求項８】
前記照明を制御する手段は、特定の時間に前記電灯を点灯させ、他の時間に前記電灯を再び消灯させる、簡単なタイミング回路であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一つに記載の街路灯。
【請求項９】
前記照明を制御する手段は前記電灯用の昼光センサであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の街路灯。
【請求項１０】
前記バッテリーを充電する手段は、低電力使用量／低料金の時間の設定時間に前記バッテリーを充電するように設定された、簡単なタイマースイッチであることを特徴とする請求項１〜９の何れか一つに記載の街路灯。
【請求項１１】
前記電灯の照明、及び前記バッテリーの充電を制御する手段の一方もしくは両方を有する前記街路灯に対して、リモート集中管理システムが遠方に設けられ、スレーブ制御の電気回路が前記電灯の台座に設けられることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の街路灯。
【請求項１２】
前記制御の電気回路は、より多数の人々が照明を必要とすると予想される期間中の高い光強度と、僅かな人々しか必要としないと予想される期間の低い光強度の間で、照明レベルを制御する手段を含むことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一つに記載の街路灯。
【請求項１３】
ユーザーの存在に反応して照明レベルを増加させる手段を含むことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一つに記載の街路灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、街路灯に関する。
【０００２】
本明細書中で使用される場合、用語「街路灯」は、街路を照らす光源だけでなく、あらゆる公共の場所や道路の光源も意味する。
【背景技術】
【０００３】
英国の地方自治体は、ＵＭＳＵＧ基準で街路灯の電気料金を請求される。ＵＭＳＵＧとは、メーター制でない電力供給のユーザーグループを表す。自治体は、各街路灯の消費電力及び使用量を申告し、それに応じて料金が請求される。この請求は、計器が無い街路灯を含む。近年、出費を抑えるために、地方自治体は特定の時間に消灯している。しかしながら、このことは、期待された程には出費を抑えない。理由は、電力使用量がピーク時の街路灯の使用量が、依然として多いままであるからである。その上、電力使用量が少ない時間ではなく、電力使用量がピーク時の料金を電力供給者がさらに請求し続けることが予想される。同様のメーター制でないシステム及び充電装置もまた、欧州大陸や米国など、英国の国外で使用される。
【０００４】
本願発明の街路灯は、電力使用量が少ない時間だけに商用電源の電力系統（mains electricity grid）に接続し、この時間における電力供給者により請求される低料金を利用することを目的とする。我々は、電力使用量が少ない時間に低料金のエネルギーを利用する我々のシステムを、深夜エネルギー交換システム、すなわち“ＳＨＥＲＳ”と呼ぶ。
【０００５】
以下“我々の先願”と称する、欧州特許出願第１０００９５３２．２号において、我々はタービン駆動の街路灯を説明する。この街路灯は、電灯の一端にタービンを有し、他端にバッテリーを有する、電灯を支持する台座を備える。台座は基部に枢動可能に接続され、点検のために光源及びタービンの高さを下げるのに、該基部の周りで台座を回転させることができる。電灯及びタービンを上げ下げしやすくするために、下げた位置における光源及びタービンの重力モーメントは、バッテリーの重力モーメントに一部相殺される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願第１０００９５３２．２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
風が吹く時や潮が流れる時に、その風や潮から生じる“環境に優しい”電気が生成される。もし電力使用量が少ない時間にこの電気が生成されるなら、該電気を常に効率良く使用できない。
【０００８】
ＬＥＤの街路灯が知られている。本願発明は、ＬＥＤ技術の開発と切り離されており、この分野における更なる発展に本願発明が適合することを目的とする。
【０００９】
本願発明の目的は、低料金の電気で駆動できる街路灯を提供することである。
【発明を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、
・電灯の台座と、
・前記電灯の台座に取付けられる直流駆動の電灯と、
・前記電灯を駆動するための、前記電灯の台座に実装可能なバッテリーと、
・商用電源の電力系統に前記電灯の台座を接続する手段と、
・前記商用電源の電力系統から前記バッテリーを充電するための整流器と、
・前記電灯の照明、及び前記バッテリーの充電を制御する手段と、
を備える街路灯を提供する。
【００１１】
一方で、前記電灯は、インバータを介してバッテリーから駆動される交流（ＡＣ）の電灯である可能性も考えられるが、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）の電灯やそのＬＥＤの列からなる、直流（ＤＣ）の電灯がより好ましい。
【００１２】
通常は、前記バッテリーは従来型の鉛酸バッテリーである。しかしながら、他のバッテリーも使用できる。我々は独立した防水筐体に収容されるバッテリーを想定するが、我々はむしろバッテリーと他の電気回路を、前記電灯の台座自体に収容されたものを想定できる。
【００１３】
前記照明の制御手段は、特定の時間に前記電灯を点灯させ、他の時間に前記電灯を再び消灯させる、簡単なタイミング回路とすることができる。その一方で、前記照明の制御手段は、前記電灯用の昼光センサとすることができる。前記バッテリーの充電が懸念される限りにおいては、この制御手段を、設定時間に前記バッテリーを充電するように設定された、簡単なタイマースイッチとすることができ、該設定時間は通常、低電力使用量／低料金の時間となる。代わりに、前記照明や前記充電の一方もしくは両方をリモート制御、すなわち集中管理システムを用いて制御することができ、この場合、前記制御手段は前記電灯の台座においてスレーブ回路となる。より多数の人々が照明を必要とすると予想される期間中の高い光強度と、僅かな人々しか必要としないと予想される期間の低い光強度の間で、照明レベルを制御する手段もまた、前記制御回路に含むことができる。
【００１４】
さらに、ユーザーの存在に反応して照明レベルを増加させる手段もまた、前記制御回路に含むことができる。
【００１５】
一実施形態では、前記バッテリーの充電のために、好ましくは第２のバッテリーを備えた状態で、ソーラーパネル及び／又は風力タービンを含む。前記充電制御器は、毎日使用し充電しているバッテリーとの間でやり取りするために配置され、以下の条件に適合していることが望ましい： 
・前日の夜の間に使用され、次の日の昼の間に太陽光及び／又は風力で充電される複数の前記バッテリーの１つ；
・夜間の低料金期間に商用電源から前記バッテリーをフル充電するのに、前記１つのバッテリーが太陽光及び／又は風力で充電している状態で、次の日の夜の間に使用される前記１つのバッテリー以外のバッテリー；
・逆の条件もまた同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の理解の一助とするため、本発明の実施形態を、一例として添付図面を参照して説明する： 
【図１】本願発明の街路灯の正面図である。
【図２】図１の街路灯の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上述の図面に関し、街路灯１は、下端部３及び上端部４を有する中空の台座２を備える。台座２は、その下端部３で根元が取り付けられ、電灯５及びソーラーパネル６を上端部４で支持する。
【００１８】
台座２は、通常８００ｍｍの根元部７を有する。根元部７は地表面８の下、穴９の中に延びており、コンクリートの栓１０により所定の位置に固定される。台座２は、地表面８の上方、通常５０００ｍｍの高さにまで延びており、電灯５は光が照らされる地面の上方にある台座２から外側に放射状に延びている。ソーラーパネル６は、台座２の上端部３から上に延びており、太陽光を受光する方向に向けられる。基部区画１１は台座２の下端部３に向かって、通常は地表面８の上方１２００ｍｍに形成される。基部区画１１は扉１２を有し、その扉１２は地表面８から使用者が利用でき、扉１２を施錠して閉鎖することもできる。
【００１９】
通常は電池部を積み重ねたバッテリー２０は、基部区画１１に収容される。電灯照明回路２２は基部区画１１に取り付けられ、電灯５の点灯／消灯のスイッチングを制御するために、バッテリー２０を電灯５に接続している。充電回路２３は基部区画１１に取り付けられ、バッテリー２０を充電するために、バッテリー２０をソーラーパネル６と商用電源の接続部２６の両方に接続している。電灯５の輝度を制御するために、制御回路２４は基部区画１１の内部で、照明制御回路２２と電灯５の間に取り付けられる。
【００２０】
夕暮れ及び夜間を通して街路灯１を照らすことができるように、電灯照明制御回路２２は、日の入り前に電灯５を点灯し、日の出後に電灯５を消灯するようにプログラムされる。更に電灯照明制御回路２２は、日の出、日の入り時間の変化に従い、徐々に点灯／消灯の時間を調整するように構成されている。
【００２１】
商用電源の接続部２６は、街路灯１をＡＣ商用電源の供給部２７に接続するために、台座２の根元部７から延びている。ＡＣ商用電源の供給部２７をバッテリー２０の充電に適している直流供給に変換するために、充電回路２３は、接続部２６とバッテリー２０の間に整流器２８を含む。
【００２２】
低電気料金の時間にバッテリー２０を商用電源の供給部２７に接続し、高電気料金の時間の前に商用電源の電力供給部２７からバッテリー２０の接続を切るように、充電回路２３はプログラムされる。通常、高電気料金の時間は、朝方の朝食時間や夕方のお茶の時間の前後であり、低電気料金の時間は、前の日の２３時から朝の６時の間の、早朝の時間である。日中に充電するために、バッテリー２０をソーラーパネル６に接続するようにも、充電回路２３はプログラムされる。
【００２３】
バッテリー２０への損傷を防ぐため、端子間のバッテリー電圧を監視することによりバッテリー２０の充電状態を監視し、バッテリー電源が特定の閾値を下回るときには、充電のためにバッテリー２０を商用電源の供給部２７に接続するように、充電回路２３は構成される。
【００２４】
更に、年間を通してソーラーパネル６が太陽光を受光できる日中の時間の変化を考慮するように、充電回路２３はプログラムされる。このため、充電回路２３は定期的に以下のことをするようにプログラムされる：
・バッテリー２０の現在の充電状態を確定し、；
・当日の夜間に電灯５が照射する推定時間を確定し、；
・翌日の昼にソーラーパネル６が太陽光を受光できる日中の推定時間を確定し、；
・以下の時にだけ、バッテリー２０を商用電源の供給部２７に接続する。：
・上記バッテリー２０の充電状態が、上記当日の夜間に照射する残りの推定時間に対して、電灯５を照射し続けるのに十分ではない時、もしくは、
・上記翌日の昼にソーラーパネル６が太陽光を受光できる日中の推定時間が、翌日の夜に電灯５が照射するためにバッテリー２０を充電するのに、ソーラーパネル６にとって十分ではない時。
【００２５】
したがって、英国では春から秋の間、日中の時間が最も多い時、バッテリー２０は通常、充電のために商用電源の供給部２７に接続する必要が全くないかもしれない。
【００２６】
制御回路２４は、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式を用いて各ＬＥＤ４０の光量を変化させることにより、電灯５の輝度を制御するようプログラムされる。電灯５のさまざまな動作形式をプログラムすることができ、輝度の度合いは時間と共に、もしくは光センサが備わっている時は、周囲の光レベルと共に変化する。通常、高輝度の設定は、街路灯１付近の交通量もしくは歩行者の密度が高い時間に必要とされ、低輝度の設定は、交通量もしくは歩行者の密度が低い時間に必要とされる。
【００２７】
電灯５は、発光ダイオード（ＬＥＤ）４０の列からなり、該ＬＥＤ４０のそれぞれに駆動部４２を備える。通常、ＬＥＤ４０の列の定格消費電力は１１Ｗであり、ＬＥＤ４０の列の輝度は、従来の２８Ｗ〜５５Ｗの低圧ナトリウム放電灯と同程度である。街路に光を向けるため、ＬＥＤ４０の後方で電灯５に反射器４４を備える。
【００２８】
更に制御回路２４は、照明パターンを変化させるため、もしくは電灯の輝度を変更する別の手段として、ＬＥＤ４０の中の特定のものを点灯や消灯するようにプログラムされる。
【００２９】
バッテリー２０は通常、１２Ｖ、２０ＡＨ（アンペアアワー）の鉛酸バッテリーを４つ積み重ねて構成され、単体で８０ＡＨのバッテリーを形成する。電灯５は、電灯照明回路２２を介して、バッテリー２０から駆動される。バッテリー２０は、夜を通して最大の光強度で電灯５を駆動することができる。；しかし多くの場合、制御回路２４により、この時間に該光強度が変化する。例えば、この光強度を、動作して最初の時間の間に低レベルから徐々に増やし、動作終了直前の期間に最大の光強度から減らしても良い。英国の冬において日の入りが１６時前後になることがある。そのため、通常２３時の、次の低電気料金の時間で充電するために、バッテリーを商用電源に再接続する前の７時間もしくは８時間以内は、街路灯１を照射しても良い。
【００３０】
本願発明の街路灯は、深夜エネルギー交換システム、もしくは“ＳＨＥＲＳ”の下で稼働するよう構成される。そのため、街路灯１は、低料金の時間だけ商用電源の電力供給部に接続する。
【００３１】
従来の、メーター制でない街路灯において、商用電源の電力消費量の価格は通常、以下の様に計算される：
【００３２】
照射時間  ｘ  各光源の電力消費量  ｘ  光源の数  ｘ  照射時間に対する電気料。
【００３３】
多くの場合、これら従来の街路灯を、特に冬の間は、高料金の時間に照射する。そのため多くの場合、照射時間の間に商用電源で請求される電気料は、ピーク時の高額な料金である。
【００３４】
本願発明の街路灯において、商用電源の電力消費量の価格は以下の様に計算される：
【００３５】
バッテリーの充電時間  ｘ  各バッテリーの充電の電力消費量  ｘ  バッテリーの数  ｘ  充電時間に対する電気料。
【００３６】
ＳＨＥＲＳの下で動作させるために、本願発明の街路灯は、バッテリーが高料金の時間に電力供給網の商用電源から電力を取得しないように、バッテリーの蓄積電力を放出する。また、光源の稼働で請求される料金が、オフピーク時の低額な料金となるように、低料金／オフピーク時にバッテリーを充電する。
【００３７】
本発明は、上述の実施形態の詳細に限定されることを目的としていない。例えば、台座は、根元で取り付けられても良く、もしくはフランジ板に取り付けられて良い。
【００３８】
台座が根元で取り付けられる場合には、台座は、地表面上であらゆる所望の長さ／高さであって良く、根元部の長さに対する上端部の長さの比率があらゆる所望の比率であって良い；通常、上端部の長さ：下端部の長さの比率は８：１である。台座はあらゆる形状としてもよいことが想定される。例えば、台座は平行な柱状体でも良く、下端から上端にかけてテーパー状であっても良く、また代わりに、台座は土台部を含んで、平行あるいはテーパー状の柱状体を支持する、幅広の基部を有しても良い。台座は通常、亜鉛めっきされ、溶接された鋼構造である。代わりに台座は、アルミニウム構造、ステンレス鋼構造、樹脂構造、複合材料構造、コンクリート構造もしくは木造であっても良い。
【００３９】
バッテリー及び電灯は、特定のものとは異なる定格及び電力であって良い。電灯の輝度は通常、台座の高さや照らされる領域の大きさ、街路灯１付近の交通密度に依存する。必要とされるバッテリーのサイズは、主に電灯の電力消費量や必要とされる照明時間数に大きく依存する。通常は、電灯の電力消費量が多いほど、及び電灯の照明時間数が多いほど、バッテリーのサイズがより大きくなる；しかしながら、バッテリーの充電が行われると予想される時間数もバッテリーのサイズの要因となり得、それにより、低料金エネルギーの時間数が多い場合及び／又は日中の時間がより多い場合は、要求されるバッテリーのサイズを縮小しても良い。
【００４０】
電灯は単体のＬＥＤ、あるいはＬＥＤ列を備えていても良く、また代わりに、高圧もしくは低圧ナトリウムランプ等の放電灯であっても良く、さもなければ、他の適切なあらゆる電灯であっても良い。
【００４１】
台座が根元で取り付けられる場合には、バッテリーを地表面下で台座の根元部に収容しても良い。浸水予防のために、防水加工のバッテリー筐体を備えても良い；しかしながら、このような筐体には、バッテリー接点が通常の水位よりも上にあり続けることが絶対必要というわけではない。
【００４２】
電灯を従来の電灯の台座もしくは壁に組み込んで、それにより、その電灯が台座や基部を備えないようにしても良い。この場合、バッテリー、タイマースイッチ及び制御回路を電灯と共に単体のユニットに収容しても良い。
【００４３】
街路灯は、風力タービン等の他のジェネレータを備えても良い。外部接続を用いて該ジェネレータにより発電した余剰電力を商用電源の電力系統に返すことができるように、場合によってはインバータを備えていても良い。またあるいは、電灯はジェネレータを備えていなくても良い。
【００４４】
低料金／オフピーク時において、電灯は、バッテリーよりはむしろ整流した商用電源の供給部から駆動されても良く、もしくはジェネレータを備えている場合には、ジェネレータから駆動されても良い。この場合、高料金／ピーク時にのみ、もしくは電灯の照明に十分な電力を生成するように、ジェネレータが駆動していない時にのみ、電灯は直接バッテリーから電力供給されることが必要となる。
【００４５】
周囲の光が暗い時に電灯を点灯させ、周囲の光が明るい時に電灯を消灯させるために、電灯を点灯／消灯するための照明制御回路を、光センサと置き換えても良い。街路灯は、付近の車／人の有無存在を検知する運動センサを設けていても良く、動きを検知した際に電灯の輝度を増やし、動きを検知しない際は電灯５の輝度を減らすように制御回路を構成しても良い。
【００４６】
街路灯は他の街路灯とネットワークで接続しても良く、それらの街路灯のネットワークは集中管理システムから個々に制御、もしくは同時に制御、のどちらかで制御可能としても良い。ネットワーク接続は有線もしくは無線であって良い。通常、ネットワークはラジオ周波数により接続され、それぞれの街路灯の制御回路は送信器及び受信器を設けている。
【００４７】
上記の実施形態のような場合には、我々は、ソーラーパネルを設けて、頭字語「ＳＨＥＲＳ」を頭字語「Ｓ＆ＳＨＥＲＳ」、すなわち太陽光及び深夜エネルギー交換システム（Solar and Small-Hours-Energy-Replacement-System）に適合させる。バッテリーもしくはバッテリーセットは、このようなシステムと重複させても良い。これは、一日の昼の間に、一つのバッテリーをソーラーパネルから可能な限り充電できるようにする。あらかじめフル充電されている他のバッテリーは、その夜の間に使用される。その時、該一つのバッテリーは、太陽光充電後の、その日の昼に続く夜の低料金期間にフル充電される。翌日、該他のバッテリーが太陽光などで充電される。そのための充電制御器は、毎日使用し充電しているバッテリーとの間でやり取りするために配置される。この配置は、太陽光での充電期間が終了した太陽光充電のバッテリーが、次の夜に使用するには不十分な充電状態になることを回避する。この配置は、年間を通してソーラーパネルが受光できる日中の時間の変化を考慮するように、充電回路がプログラムされる必要性を回避する。
【図１】
0006505609.tif 000002
【図２】
0006505609.tif 000003