(57)【要約】【課題】  太陽電池で発電した電力を電気二重層コンデンサに充電し、この充電した電力を負荷に供給するものにおいて、負荷への供給電力を安定して行う事を目的とするものである。【解決手段】  太陽電池と、この太陽電池で発電した電力を充電する電気二重層コンデンサと、この電気二重層コンデンサに充電された電力を所定電圧にして供給する定電圧回路と、この定電圧回路の出力に接続された負荷と、電気二重層コンデンサの充電電力に応じて負荷への供給電力を制御する負荷量制御回路とを備え、この負荷量制御回路を、負荷に予め設定した所定電力以上の電力を供給する第１時間帯と、電気二重層コンデンサの充電電力に応じて負荷への供給電力量を設定する第２時間帯とを設定する様に構成して成る。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、この太陽電池で発電した電力を充電する電気二重層コンデンサと、この電気二重層コンデンサに充電された電力を所定電圧にして供給する定電圧回路と、この定電圧回路の出力に接続された負荷と、上記電気二重層コンデンサの充電電力に応じて上記負荷への供給電力を制御する負荷制御回路とを備え、この負荷制御回路を、上記負荷に予め設定した所定電力以上の電力を供給する第１時間帯と、上記電気二重層コンデンサの充電電力に応じて負荷への供給電力量を設定する第２時間帯とを設定した事を特徴とする太陽電池装置。
【請求項２】
上記負荷を発光ランプで構成すると共に、上記負荷制御回路を、上記第２時間帯を少なくとも上記第１時間帯の前後に位置する点灯開始時間帯と予備時間帯とに分割し、上記電気二重層コンデンサの充電電力に応じて、充電電力が少ない場合には上記予備時間帯の消費電力を優先的に低減する様に構成した事を特徴とする、上記請求項１に記載の太陽電池装置。
【請求項３】
上記負荷を発光ランプで構成すると共に、周囲の照度を検出する照度検出回路を設け、かつ上記負荷制御回路を、照度検出回路により検出する照度が予め設定した照度以下に低下すると、上記点灯開始時間帯に負荷に電力を供給した後、第１時間帯と予備時間帯に順次電力を供給する様に構成した事を特徴とする、上記請求項２に記載の太陽電池装置。
【請求項４】
上記負荷制御回路を、周囲の照度が予め設定した第１照度以下に低下すると所定の低電力を上記発光ランプに供給し、周囲の照度が上記第１照度よりも低い第２照度以下に低下すると所定の設定電力を供給する様に構成した事を特徴とする、上記請求項３に記載の太陽電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池で発電した電力を電気二重層コンデンサに充電し、この充電した電力を発光ランプ等の負荷に供給する太陽電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池で発電した電力を電気二重層コンデンサに充電し、充電した電力を夜間等に発光ランプ等の負荷に供給するものでは、天候や装置の設置条件によって電気二重層コンデンサへの充電電力が大きく異なる為、例えば特許文献１に示される様に、電気二重層コンデンサの充電電電圧に応じて発光体に供給する電力のデューティー比をコントロールし、一晩中発光体を点滅発光する様に構成したものがある。
【特許文献１】特開平８−２３２２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、上記特許文献１の構成では、電気二重層コンデンサの充電電力によって発光体に供給するデューティー比が異なる為、道路鋲を例えば歩道等の周囲に太陽光を遮る建物等がある場所に多数並べて設置する場合、設置場所によってコンデンサの充電電力が異なり、場合によっては鋲ごとに発光輝度が大きく異なるという問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、少なくとも所定の時間帯は負荷へ供給する電力を一定とする事を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１の構成は、太陽電池と、この太陽電池で発電した電力を充電する電気二重層コンデンサと、この電気二重層コンデンサに充電された電力を所定電圧にして供給する定電圧回路と、この定電圧回路の出力に接続された負荷と、電気二重層コンデンサの充電電力に応じて負荷への供給電力を制御する負荷制御回路とを備え、この負荷制御回路を、負荷に予め設定した所定電力以上の電力を供給する第１時間帯と、電気二重層コンデンサの充電電力に応じて負荷への供給電力量を設定する第２時間帯とを設定する様に構成したものである。
【０００６】
本発明の請求項２の構成は、請求項１の構成において、負荷を発光ランプで構成すると共に、負荷制御回路を、第２時間帯を少なくとも第１時間帯の前後に位置する点灯開始時間帯と予備時間帯とに分割し、電気二重層コンデンサの充電電力に応じて、充電電力が少ない場合には予備時間帯の消費電力を優先的に低減する様に構成したものである。
【０００７】
本発明の請求項３の構成は、請求項２の構成において、負荷を発光ランプで構成すると共に、周囲の照度を検出する照度検出回路を設け、かつ負荷制御回路を、照度検出回路により検出する照度が予め設定した照度以下に低下すると点灯開始時間帯に負荷に電力を供給した後、第１時間帯と予備時間帯に順次電力を供給する様に構成したものである。
【０００８】
本発明の請求項４の構成は、請求項３の構成において、負荷制御回路を、周囲の照度が予め設定した第１照度以下に低下すると所定の低電力を発光ランプに供給し、周囲の照度が第１照度よりも低い第２照度以下に低下すると所定の設定電力を供給する様に構成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の構成により、負荷に電力を供給する時間帯を第１時間帯と第２時間帯とに分けて設定し、第１時間帯には負荷に所定電力以上の電力を供給する様に構成したことで、少なくとも第１時間帯における負荷の動作を一定値に維持することで、例えば装置を複数並べて設置しても、全ての装置を略一定して安定して動作する事が出来るものである。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の構成により、第２時間帯を少なくとも第１時間帯の前後に位置する点灯開始時間帯と予備時間帯とに分割し、電気二重層コンデンサの充電電力に応じて予備時間帯の消費電力を優先的に低減する様に構成したことで、天候不順等の原因により電気二重層コンデンサの充電電力が少ない場合には、例えば予備時間帯を深夜から夜明け頃に設定することで、この時間帯における発光ランプの輝度を下げることで、第１時間帯における発光ランプの輝度を所定の輝度に維持する事が出来るものである。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の構成により、周囲の照度を照度検出回路で検出し、照度が予め設定した照度より低下すると点灯開始時間帯にて発光ランプへ電力を供給し、次いで第１時間帯、予備時間帯と順次供給する様に構成したことで、周囲の照度に応じて発光ランプへの通電開始タイミングを設定する事が出来るものである。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の構成により、周囲の照度が予め設定した第１照度より低下すると所定の低電力にて発光ランプへの電力供給を開始し、更に照度が低下して第２照度よりも低下すると、発光ランプに所定の設定電力を供給する様に構成したことで、例えば装置を多数並べて設置しても発光ランプへの通電開始タイミングを略一定とする事が出来るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例を先ず図１並びに図２に基づき説明すると、１は例えば歩道の車道寄りに埋め込み設置される自発光式の道路鋲で、硬質の樹脂材料やアルミ、鋼鉄等で形成した上面に開口２を設けた有底筒状のケース３の内部を仕切壁４にて左右に仕切り、一方の室の底に複数個の電気二重層コンデンサ５・・を収納配置していると共に、これら電気二重層コンデンサの上に回路基板６と太陽電池７とを重ねて収納配置している。
【００１４】
又、上記ケース３の他方の室内には負荷であるＬＥＤランプ８とレンズ９とを収納配置していると共に、上記開口２を、透明な強化ガラスや強化プラスチック等の透光性材料にて形成した蓋体１０にて密閉し、太陽光線が効率的に太陽電池７に照射され、かつ上記ＬＥＤランプ８から放射される光をレンズ９と蓋体１０を通して、この蓋体の上方に照射する様に構成している。
【００１５】
図３は本発明による制御回路の回路図を示すもので、太陽電池７を逆流防止用のダイオード１１を介して電気二重層コンデンサ５・・に接続し、かつこの電気二重層コンデンサに定電圧回路１２−ＬＥＤ駆動回路１３を介してＬＥＤランプ８を接続している。
【００１６】
これらの構成により、太陽電池７で発電した電力をダイオード１１を介して電気二重層コンデンサ５・・に充電し、この電気二重層コンデンサに充電された電力を定電圧回路１２にて所定の一定電圧に制御した後、ＬＥＤ駆動回路１３よりＬＥＤランプ８に供給し、このＬＥＤランプを点灯する様に構成している。
【００１７】
１４はマイクロコンピュータ等にて構成した負荷制御回路で、入力ポート１５に上記電気二重層コンデンサ５・・を接続していると共に、他の入力ポート１６に照度検出回路１７を接続し、かつこの照度検出回路にｃｄｓ等の受光素子１８を接続し、出力ポート１９に上記ＬＥＤ駆動回路１３を接続している。
【００１８】
一方、上記負荷制御回路１４は、上記ＬＥＤ駆動回路１３よりＬＥＤランプ８に供給する時間を、例えば図４にて示す様にＴ２〜Ｔ３にて示す第１時間帯Ｔａと、Ｔ１〜Ｔ２並びにＴ３〜Ｔ４にて示す第２時間帯Ｔｂとに設定すると共に、この第２時間帯を上記Ｔ１〜Ｔ２にて示す点灯開始時間帯Ｔｂ１とＴ３〜Ｔ４にて示す予備時間帯Ｔｂ２に設定し、第１時間帯Ｔａには予め設定した所定電力Ｗ１以上の電力を供給し、点灯開始時間帯Ｔｂ１と予備時間帯Ｔｂ２に供給する電力Ｗ２，Ｗ３を電気二重層コンデンサ５・・の充電量に応じて設定する様に構成している。
【００１９】
尚、上記電気二重層コンデンサ５・・の充電量は、コンデンサの端子電圧に比例する為、端子電圧を測定することで簡単に計測出来る。
【００２０】
これらの構成により、電気二重層コンデンサ５・・の充電量に影響されることなく、第１時間帯ＴａにおいてはＬＥＤランプ８を予め設定した所定の輝度以上で安定して発光させることができ、この時間帯を例えば安定した発光が必要な夕方の６時から夜の１２時頃に設定することで、道路鋲１の機能性を向上する事が出来るものである。
【００２１】
又、上記実施例では、負荷制御回路１４は、受光素子１８の出力に基づいて照度検出回路１７にて周囲の照度を検出し、この照度が予め設定した所定の照度（例えば５０カンデラ）以下に低下したＴ１にてＬＥＤランプ８を点灯し、この時電気二重層コンデンサ５・・の充電量に応じて供給電力Ｗ２を設定する。
【００２２】
尚、上記供給電力Ｗ２の設定に際しては、先ず電気二重層コンデンサ５・・の充電量からＷ１の消費電力を引き、残りの充電量から予め設定した充電量Ｗ２を引き、残った充電量からＷ３を設定する。
【００２３】
次いで、所定時間（例えば１時間）経過したＴ２にてＬＥＤランプ８に供給する電力を所定電力Ｗ１以上に設定してＬＥＤランプ８の輝度を上昇し、その後所定時間（例えば６時間）経過したＴ３にてＬＥＤランプ８の輝度を電気二重層コンデンサ５・・の充電量に応じた電力Ｗ３に低減し、その後所定時間（例えば６〜７時間）経過したＴ４にてＬＥＤランプ８への通電を停止する。
【００２４】
更に、上記負荷制御回路１４は、例えば照度検出回路１７にて検出する周囲の照度が所定の照度以下に低下した時に電気二重層コンデンサ５・・の充電量を検出し、天候が悪い等の理由により電気二重層コンデンサ５・・の充電量が少ない場合には、先ず予備時間帯Ｔｂ２に供給する電力Ｗ３を予め設定した最低の輝度迄低減し、それでも充電量が不足する場合には点灯開始時間帯Ｔｂ１に供給する電力Ｗ２を低減する様に構成している。
【００２５】
これらの構成により、例えば人通りの少ない深夜から朝方にかけての時間帯においてはＬＥＤランプ８の輝度を犠牲にしても、人通りの多い時間帯には所定の輝度を確保することができ、道路鋲１の安全性を向上する事が出来るものである。
【００２６】
尚、上記ＬＥＤ駆動回路１３は、例えば図５にて示す様にパルス状の電流をＬＥＤランプ８に供給し、上記負荷制御回路１４は、上記時間帯や電気二重層コンデンサ５・・の充電量に応じてこのデューティー比を制御することで、ＬＥＤランプ８の輝度を調節する。
【００２７】
一方、上記実施例では、受光素子１８にて検出する周囲の照度が所定の照度に低下するとＬＥＤランプ８を点灯し、その後上記点灯開始時間帯Ｔｂ１では電気二重層コンデンサ５・・の充電量に応じて設定した一定の輝度でＬＥＤランプ８を点灯する様に構成しているが、点灯を開始する照度をある程度明るく設定した第１照度（例えば３００カンデラ）に設定すると共に、この時のＬＥＤランプ８の輝度を低く設定し、更に暗くなって第２照度（例えば５０カンデラ）に低下すると電気二重層コンデンサ５・・の充電量に応じた所定の輝度に上昇する様に構成しても良い。
【００２８】
これらの構成により、道路鋲１を多数並べて配置した場合、比較的同じ時間にＬＥＤランプ８の点灯を開始することができ、設置条件の相違による点灯タイミングの相違を極力防止する事が出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例を示す平面図である。
【図２】同じく側面縦断面図である。
【図３】同じく制御回路の実施例を示すブロック図である。
【図４】同じく動作説明用のタイムチャート図である。
【図５】同じく動作を示す波形図である。
【符号の説明】
【００３０】
５      電気二重層コンデンサ
７      太陽電池
８      ＬＥＤランプ（負荷）
１２    定電圧回路
１４    負荷制御回路
１７    照度検出回路
Ｔａ    第１時間帯
Ｔｂ１  点灯開始時間帯
Ｔｂ２  予備時間帯
【図１】
2005269724.tif 000003
【図２】
2005269724.tif 000004
【図３】
2005269724.tif 000005
【図４】
2005269724.tif 000006
【図５】
2005269724.tif 000007