(57)【要約】【課題】  省スペース化が図れるとともに、出力電力の増加を図るのに好適な合体発電機を提供する。【解決手段】  合体発電機１は、正６面体の角筒形状に形成され、水平基板１４の外周に一面分のスペースＳを隔てて３枚のブレード１１を立設した風車本体１３を垂直軸１２の上部に固定した風力発電を行う風車１０と、太陽光発電を行うソーラーパネル２０とを有し、各ブレード１１の表裏両面にそれぞれソーラーパネル２０Ａ，２０Ｂを取り付け、隣接するブレード１１の間の風通過スペースＳに対向して裏面側ソーラーパネル２０Ｂが配置される。【選択図】  図１
0003218689.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸心回りに複数の羽根を備えた風力発電を行う風車と、
太陽光発電を行うソーラーパネルとを備え、
前記風車の複数の羽根は、表裏面が前記ソーラーパネルの受光面をなすことを特徴とする合体発電機。
【請求項２】
請求項１において、
前記風車は、前記複数の羽根を垂直軸の軸心の回りに配置した垂直軸型であって、前記羽根の表面側と裏面側に前記ソーラーパネルをそれぞれ取り付けたことを特徴とする合体発電機。
【請求項３】
請求項２において、
前記ソーラーパネルは、正６面体又は正１０面体の角筒形状であって、一面おきに前記羽根を設けたことを特徴とする合体発電機。
【請求項４】
請求項２及び３のいずれか１項において、
前記風車は、水平基板の外周に前記複数の羽根が立設されていて、前記水平基板の表面が鏡面に加工され又はミラーが設けられていることを特徴とする合体発電機。
【請求項５】
請求項２及び３のいずれか１項において、
前記風車は、水平基板の外周に前記複数の羽根が立設されていて、前記水平基板の表面にソーラーパネルを取り付けたことを特徴とする合体発電機。
【請求項６】
請求項１において、
前記風車は、水平軸の軸心回りに複数の羽根が裏面側から表面側に湾曲して折り返されたかざぐるま形状に形成されていて、前記複数の羽根を可撓弾性変形可能なフレキシブルソーラーパネルで構成し、前記複数の羽根の裏面と前記複数の羽根の折折り返された部分を前記フレキシブルソーラーパネルの受光面としたことを特徴とする合体発電機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、風車から風力発電の電力と太陽光発電の電力とを出力する合体発電機に係り、特に、省スペース化が図れるとともに、出力電力の増加を図るのに好適な合体発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電装置と風車を利用した風力発電装置を組み合わせた発電システムが知られている（特許文献１）。特許文献１に記載の発電システムは、太陽光発電装置のソーラーパネルと風車とが別々に設けられた構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−４４４６７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の発電システムは、風車とは別にソーラーパネルを設置しているため、システム全体が大掛かりとなり、コンパクトな発電システムには適していなかった。また、ソーラーパネルは設置面積を多くすることで出力を増やすようにしているため、太陽発電の出力を増加するにはソーラーパネルの広い設置面積を必要としていた。
【０００５】
そこで、本考案は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、省スペース化が図れるとともに、出力電力の増加を図るのに好適な合体発電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔考案１〕  上記目的を達成するために、考案１の合体発電機は、回転軸の軸心回りに複数の羽根を備えた風力発電を行う風車と、太陽光発電を行うソーラーパネルとを備え、前記風車の複数の羽根は、表裏面が前記ソーラーパネルの受光面をなす。
【０００７】
〔考案２〕  さらに、考案２の合体発電機は、考案１の合体発電機において、前記風車は、前記複数の羽根を垂直軸の軸心の回りに配置した垂直軸型であって、前記羽根の表面側と裏面側に前記ソーラーパネルをそれぞれ取り付けた。
【０００８】
〔考案３〕  さらに、考案３の合体発電機は、考案２の合体発電機において、前記ソーラーパネルは、正６面体又は正１０面体の角筒形状であって、一面おきに前記羽根を設けた。
【０００９】
〔考案４〕  さらに、考案４の合体発電機は、考案２及び３のいずれか１の合体発電機において、前記風車は、水平基板の外周に前記複数の羽根が立設されていて、前記水平基板の表面が鏡面に加工され又はミラーが設けられている。
【００１０】
〔考案５〕  さらに、考案５の合体発電機は、考案２及び３のいずれか１の合体発電機において、前記風車は、水平基板の外周に前記複数の羽根が立設されていて、前記水平基板の表面にソーラーパネルを取り付けた。
【００１１】
〔考案６〕  さらに、考案６の合体発電機は、考案１の合体発電機において、前記風車は、水平軸の軸心回りに複数の羽根が裏面側から表面側に湾曲して折り返されたかざぐるま形状に形成されていて、前記複数の羽根を可撓弾性変形可能なフレキシブルソーラーパネルで構成し、前記複数の羽根の裏面と前記複数の羽根の折折り返された部分を前記フレキシブルソーラーパネルの受光面とした。
【考案の効果】
【００１２】
以上説明したように、考案１の合体発電機によれば、風力発電と太陽光発電が合体して電力を出力する構成において、ソーラーパネルの設置スペースを風車とは別に設ける必要がないので、省スペース化が図れ、羽根の表裏両面を受光面とすることで出力電力を増加することができる。
【００１３】
さらに、考案２の合体発電機によれば、垂直軸型の風車を利用することができ、太陽の高度が低い場合に効率よく太陽光発電を行うことができる。
【００１４】
さらに、考案３の合体発電機によれば、羽根の裏面側に取り付けたソーラーパネルと対角位置は羽根が存在しない風が通過するスペースとなり、この風通過スペースにソーラーパネルが配置されたのと同様の作用効果が得られ、風車の回転で太陽光がソーラーパネルに入射し、効率よく電力を出力することができる。
【００１５】
さらに、考案４の合体発電機によれば、水平基板の表面で反射した太陽光の反射光が羽根に取り付けた裏面側ソーラーパネルに入射し、出力電力を増加させることができる。また、太陽の高度が高い場合には、羽根の両面に取り付けたソーラーパネルからの出力電圧は低下傾向にある。しかし、水平基板で反射した太陽光が裏面側ソーラーパネルに入射するので、電力低下を補うことができる。
【００１６】
さらに、考案５の合体発電機によれば、水平基板の表面に取り付けたソーラーパネルでさらなる発電を行うため、出力電力の増加を図ることができ、特に太陽の高度が高い場合には出力電圧の低下を補うことができる。
【００１７】
さらに、考案６の合体発電機によれば、風車の複数の羽根をフレキシブルソーラーパネルで裏面側から表面側に湾曲して折り返したかざぐるま形状に形成し、羽根の表裏両面を受光面としている。このため、風向きにより水平軸型の風車の向きが変更しても、羽根の表裏面と湾曲した折り返し部分のいずれかに太陽光が入射し、途切れなく太陽光発電が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】合体発電機１の構成を示す図であり、（ａ）は合体発電機１の上面図、（ｂ）は合体発電機１の外観斜視図である。
【図２】合体発電機２の正面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
〔第１の実施の形態〕
以下、本考案の第１の実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態を示す図である。ただし、本実施の形態は一例にすぎず、本考案に係る合体発電機を以下の具体的構成に限定するものではない。本考案の実施にあたっては、その実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用され、また、種々の改良や変形が行われてよい。
【００２０】
まず、本実施の形態の構成を説明する。
図１は、合体発電機１の構成を示す図であり、（ａ）は合体発電機１の上面図、（ｂ）は合体発電機１の外観斜視図である。
【００２１】
合体発電機１は、図１に示すように、風力発電を行う垂直軸型の風車１０と、風車１０の羽根をなすブレード１１に設けた太陽光発電を行うソーラーパネル２０とを有し、風力発電と太陽光発電が合体して電力を出力する。風車１０は、垂直方向に延びる回転軸１２の上端に抗力型の風車本体１３を固定した構成である。風車本体１３は、回転軸１２の上端に固定された平面正６角形形状の水平基板１４と、水平基板１４の６辺のうちで１辺おきに上方に向けて立設した３枚のブレード１１とを有する。すなわち、風車本体１３は周方向に６０度の角度毎にブレード１１を回転軸１２の軸心の回りに設けている。
【００２２】
ブレード１１は金属製、炭素繊維等の繊維を用いたＦＲＰ製の高強度、高靭性を有し、水平基板１４と一体又は別体に形成されている。３枚のブレード１１の補強のために、３枚のブレード１１の上端部に補強リング１５を固定している。
【００２３】
風車１０は、図１（ａ）に示すように、ブレード１１の間を風が矢印方向に通過すると、回転軸１２が矢印Ａで示す方向に回転する。回転軸１２の回転により発電機１６が駆動されて発電が行われ、送電線１７を通して電力が蓄電設備１８に蓄電される。
【００２４】
ソーラーパネル２０は、３枚のブレード１１の外面側に取り付けられた表面側ソーラーパネルである外面側ソーラーパネル２０Ａと、３枚のブレード１１の内面側に取り付けられた裏面側ソーラーパネルである内面側ソーラーパネル２０Ｂとを有する。外面側ソーラーパネル２０Ａと内面側ソーラーパネル２０Ｂは、ブレード１１の厚み方向の内外面（表裏面）に背中合わせに位置するように配置される。
【００２５】
隣接するブレード１１の間は風通過スペースＳをなしているが、風通過スペースＳと対角位置には内面側ソーラーパネル２０Ｂが配置されている。すなわち、風車本体１３の外周面には６面の全面にわたって外面側ソーラーパネル２０Ａが取り付けられているのに等しい。したがって、図１（ｂ）に示すように、矢印Ａ方向に風車本体１３が回転した場合、例えば太陽光が矢印Ｂで示す方向から射すと、図１（ｂ）中の右下の内面側ソーラーパネル２０Ｂを主として上及び左下の外面側ソーラーパネル２０Ａ等に太陽光が入射する。水平基板１４の上面は鏡面加工又はミラーが取り付けられ、太陽光を内面側ソーラーパネル２０Ｂに向けて反射する。
【００２６】
太陽が日の出から日の入りまで移動する間、曇天でない限りソーラーパネル２０で発電された電力は、例えば回転軸１２内に配線された送電線２１、回転軸１２の外周部に設けた集電子２２、集電子２２に接触するブラシ２３、送電線２４を通して電力が蓄電設備１８に蓄電される。特に、太陽の高度が低い場合にはソーラーパネル２０の受光面に入射する太陽光の入射角度が小さいので、高効率に太陽光の発電が行える。
【００２７】
合体発電機１は、風車１０の風力発電に、垂直軸抗力型の風車１０のブレード１１に取り付けたソーラーパネル２０による太陽光発電を加えた電力が出力される。
【００２８】
次に、本実施の形態の効果を説明する。
本実施の形態では、合体発電機１は、風車本体１３のブレード１１にソーラーパネル２０を取り付けているので、ソーラーパネルの設置場所を地上などに確保する必要がなく、全体設備のコンパクト化が図れる。
【００２９】
また、外面側ソーラーパネル２０Ａと内面側ソーラーパネル２０Ｂとはブレード１１を挟んで背中合わせの配置としているため、外面側ソーラーパネルに太陽光が入射していなくても、反対側の内面側ソーラーパネル２０Ｂに太陽光が入射し、少ないソーラーパネルの設置面積でも大きな電力を出力することができる。特に、風通過スペースＳの対角位置にブレード１１が存在するため、対角位置の内面側ソーラーパネル２０Ｂが風通過スペースＳに設置されているものとみなすことができる。したがって、風車本体１３は周方向の全周にわたってソーラーパネルが取り付けられたのと同等の効果が得られる。
【００３０】
また、水平基板１４の上面で反射した太陽光がブレード１１の内面側ソーラーパネル２０Ｂに入射するため、発電電力の増加を図ることができ、また太陽の高度が高い場合にはソーラーパネル２０の出力電力が低下する傾向になるが、これを補うことができる。
【００３１】
また、合体発電機１は、光及び風のうち少なくとも一方があれば発電が可能であり、両方あればさらに発電量が高まる点で優れている。
【００３２】
〔変形例〕
本実施の形態では、水平基板１４の上面を鏡面加工又はミラーを取り付けた構成としているが、ソーラーパネルを取り付けた構成としてもよい。この場合、太陽の高度が高い場合には水平基板１４に取り付けたソーラーパネルの受光面に高効率に太陽光が入射するので、ソーラーパネル２０からの出力電力の不足を十分に補うことができる。
【００３３】
また、風車本体１３を正６面体の角筒形状で、一面おきの３面にブレード１１を設けた構成としているが、例えば正１０面体の角筒形状としてもよい。正１０面体の角筒形状の場合、周方向に３６度毎に５枚（奇数枚）のブレード１１を設けることができ、前記風通過スペースＳと対角をなす位置に正６面体の角筒形状の場合と同様にブレード１１が存在し、ブレード１１の内面側に取り付けた内面側ソーラーパネル２０Ｂを風通過スペースＳに外向きに配置したのと同様の作用効果が得られる。勿論、風車本体１３の構成は６面体の角筒形状、正１０面体の角筒形状に限られるものではなく、風力を受けて風車本体１３が回転できるブレード枚数であればよい。
【００３４】
なお、ブレード１１を金属製又はＦＲＰ製等の高強度、高靭性の特性を備えた材料で構成することにより、内外面にソーラーパネル２０を取り付けて重量が増しても、風力に対するブレード１１の折損等が生じ難く、風車１０の故障を防止することができる。
【００３５】
〔第２の実施の形態〕
次に、本考案の第２の実施の形態を説明する。図２は、本実施の形態を示す図である。ただし、本実施の形態は一例にすぎず、本考案に係る合体発電機を以下の具体的構成に限定するものではない。本考案の実施にあたっては、その実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用され、また、種々の改良や変形が行われてよい。
【００３６】
まず、本実施の形態の構成を説明する。
図２は、合体発電機２の正面図である。
合体発電機２は、図２に示すように、水平軸型の風車３０で構成される。風車３０は、水平回転軸３１の先端部に風車本体３２が固定される。水平回転軸３１の後端部側に風力発電機（不図示）が配置される。風車３０は、不図示の垂直支柱の上端部に回転自在に取り付けられる。前記風力発電機で発電された電力は上記第１の実施の形態と同様に、蓄電設備に送電されて蓄電される。
【００３７】
風車本体３２は、可撓弾性変形可能なフレキシブルソーラーパネルにより４枚の羽根３３〜３６で構成される「風車（かざぐるま）」形状に形成される。風車本体３２をなすフレキシブルソーラーパネルは、受光面３７を裏側にして各羽根３３〜３６が折り返されて形成される。各羽根３３〜３６は、展開状態で直角二等辺三角形形状に形成されていて、一端部を中心部に向けて折り返して形成される。各羽根３３〜３６の折り返し部分（表面側に凸の部分）３３Ａ、３４Ａ、３５Ａ、３６Ａは受光面３７をなしている。すなわち、フレキシブルソーラーパネルで構成される各羽根３３〜３６の裏面側が平坦面をなし、前記裏面側受光面と背中合わせの表面側受光面をなす折り返し部分３３Ａ、３４Ａ、３５Ａ、３６Ａが湾曲面をなす。
【００３８】
風車本体３２は、各羽根３３〜３６の裏面側と折り返し部分３３Ａ、３４Ａ、３５Ａ、３６Ａがソーラーパネルの受光面をなしているので、裏面側と表面側から太陽光が入射した場合はソーラーパネルから電力が出力される。太陽が真上に存在する場合、折り返し部分３３Ａ、３４Ａ、３５Ａ、３６Ａの湾曲部分に太陽光が入射する。太陽光が風車本体３２の側面側に存在する場合、折り返し部分３３Ａ、３４Ａ、３５Ａ、３６Ａの湾曲部分から表面側、又は裏面側にわたって太陽光が入射する。
【００３９】
したがって、風向きにより風車本体３２の向きが変わっても、太陽光の向きに係らず風車本体３２を兼用するソーラーパネルから電力が出力される。風車本体３２を兼用するソーラーパネルからの出力は、上記第１の実施の形態と同様にして蓄電設備に送電されて蓄電される。
【００４０】
次に、本実施の形態の効果を説明する。
本実施の形態では、合体発電機２は、ソーラーパネルの設置スペースを風車３０とは別に用意する必要がなく、全体設備のコンパクト化が図れる。特に、水平軸型風車に使用される一般的なプロペラの形状では水平方向で見た正面及び裏面の投影面積が小さく、プロペラの外周縁も尖っているため、太陽光の受光面をなし得ない。
【００４１】
しかし、風車本体３２は、いわゆる風車（かざぐるま）形状とし、しかもフレキシブルソーラーパネルで構成されていることから、各羽根３３〜３６の折り返し部分３３Ａ、３４Ａ、３５Ａ、３６Ａが外側に凸の湾曲形状となり、これら折り返し部分３３Ａ、３４Ａ、３５Ａ、３６Ａを太陽光の十分な受光面とすることができる。したがって、風車本体３２の裏面側と表面側に加え、折り返し部分３３Ａ、３４Ａ、３５Ａ、３６Ａが太陽光の受光面となり、発電電力の増加を図ることができる。
【００４２】
また、風車本体３２をなすプロペラを金属等の材料で形成し、三次元形状のプロペラの表裏面にソーラーパネルを取り付けるのは容易な作業ではない。しかし、風車本体３２をフレキシブルソーラーパネルで構成するので、風車本体３２の製先が容易である。
【００４３】
〔変形例〕
本実施の形態において、風車本体３２は４枚羽根構成としているが、これに限定されるものではなく、５枚、６枚等の複数羽根構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１、２…合体発電機、  １０、３０…風車、  １１…ブレード、  １２…回転軸、  １３、３２…風車本体、  １４…水平基板、  １５…補強リング、  １６…発電機、  １７、２１、２４…送電線、  １８…蓄電設備、  ２０…ソーラーパネル、  ２０Ａ…外面側ソーラーパネル、  ２０Ｂ…内面側ソーラーパネル、  ２２…集電子、  ２３…ブラシ、  Ｓ…風通過スペース、  ３１…水平回転軸、  ３３〜３６…羽根、  ３７…受光面、  ３３Ａ、３４Ａ、３５Ａ、３６Ａ…折り返し部分
【図１】
0003218689.tif 000003
【図２】
0003218689.tif 000004