(57)【要約】【課題】太陽光或は風力等の自然エネルギ−発電の利点はクリ−ンであるが、欠点は自然環境に左右される上に膨大な面積と高価な設備費用を要し、バイオ燃料は有害排気ガスの多少の削減程度で、現状では、格安で有効な自家発電は皆無に等しく、一般家庭から全産業をカバ−する自家発電装置は見当たらない。【解決手段】僅かな深夜電力を使用して、多きな低電圧電力を発電して蓄電、電力消費多大な日中に蓄電池から供給、蓄電池電圧低下時には自動関知で発電蓄電し、クリ−ンで大きな電力を生むことで、計画停電や節電に対応し、産業界電力の確保を計る。【選択図】図１
2013048496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存ラインの深夜商業電力で、駆動電動機（１）を稼働し、結続の発電機（２）の発電電圧は商業電力よりも低い直流の蓄電池（３）に充電電圧し、発電電流は蓄電池（３）の蓄電容量に合致し、深夜電力で駆動電動機（１）を稼働して蓄電する事を原則とする。
発電機（２）の発電電力は、蓄電池過充電防止、電圧変換インバ−タ−、蓄電池電圧低下時には自動関知して、駆動電動機（１）の稼働で発電機（２）により発電し、蓄電池（３）に充電する。
商業電力とのオンラインの場合は周波数マッチング機構その他の必要制御回路をもったパワ−ユニット（４）によって、蓄電池から１０７ボルト以下でオンライン構成される。
駆動電動機（１）の電圧は、生活電力ライン電圧と工業電力ライン電圧のいずれかによる稼働、船舶では船舶搭載発電機の規定電圧と周波数で駆動される駆動電動機（１）の能力は、発電機（２）の発電量の大小によって選択され、発電電流値は、１２ボルト或いは２４ボルト，その他、蓄電池の種類に応じた性能毎の電圧で発電することで、発電機（２）の電流は４０アンペア−乃至１００アンペア−、或いはそれ以上の大量電流発電機の稼働も選択でき、必要消費電力に見合った発電機（２）と蓄電池（３）で構成する。
同時に、太陽光発電、風力発電或いは水力発電等、各種の自家発電装置は、商業電力オンライン契約で規制電圧電流「１０７ボルト」以上の余剰発電電力をも捨てずに蓄電池（３）に蓄電し、当然ながら自家発電の消費電力都の差の余剰電力をも売電せずに蓄電池（３）に充電することにより、深夜電力利用の発電機（２）による発電と、上記他の各種自家発電余剰電力総合電力も加わり、深夜電力料金以下での大量電力充電量が可能な、商業電力オンライン余剰電力の廃棄電力の有効蓄電と併合の、深夜商業電力利用の発電機充電蓄電装置。
【請求項２】
種々用途の電気機器に対応併合装着して、商業電力消費をゼロ或いは削減する、請求項１記載の、深夜商業電力利用の発電充電蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  全家庭から全産業に及ぶ全ての分野で使用可能な、環境保全に有効な、クリ−ンな電気駆動の、省エネルギ−蓄電池充電装置。
【背景技術】
【０００２】  近年、省エネルギ−と、クリ−ンエネルギ−の問題が環境保全で大きくクロ−ズアップされる中で、発電装置は主流が何故か太陽光発電、風力発電或は燃料電池等も同様で、高価な設備と広大な設置面積、或は風力発電の様な健康被害と落雷破損や倒壊折損等事故発生の危険性の種類も有る。【０００３】  太陽光発電は環境保全には良いが、天候に左右され、エネルギ−変換率が少ない為に、広大な面積と高価な設備を必要とし、発電コストも高価につき、今後においても太陽光エネルギ−の電気変換率の技術的発展性には限界が有り、コストダウンにも大きな障壁が有る。【０００４】  中には、太陽光発電だけで、僅かな面積で、倍々ゲ−ム的発電量を唱える企業もあるが実験する中で、現状の駆動機及び発電機では理想論であり、弊社では実現困難であった。【０００５】  風力発電も設置場所によっては環境保全には良いが、膨大な製造コストと、設置場所の選択条件、及びメンテナンス費用で種々の障壁が有り、時には人体傷害の実例も欧米で発生しており、落雷破損の膨大な修理費等々の欠点も有る。【０００６】  水素を含む種々の代替エネルギ−発電も、事故危険性と同時に、コストアップで高価な設置費用が問題である。【０００７】  代替エネルギ−による内燃機関駆動発電は、多少の排気ガスの改良が出来ても、騒音発生、燃料消費、機器メンテナンス、摺動部品交換、機器価格、技術担当者選任等々の負担も大きく常用性は低い。【０００８】  携帯電話等の微弱電流による発電は今後も種々可能であるが、生活環境周囲機器電力、及び産業関連機器の必要電力の電力供給発電で、僅かな設置面積で大量の電力発電、環境保全面では、現状では皆無といっても過言ではない。【０００９】
【特許文献１】  特開２００２−３３２９４７
【特許文献２】  特開２００３−０６１３９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  太陽光発電は天気に左右され、風力発電は地域的な問題を有し、両者共クリ−ンであるが、１Ｋｗ・ｈ当たりの発電コストは非常に高価につき、場合に依っては設備償却不能とされており、風力発電に至っては、一端強風等で羽根破損或は塔柱倒壊も現実には有り、故障すれば夫々非常に高価な補修費が掛かり、これらは投資効率では償却不能な欠点をもち，従来の太陽光発電と風力発電を併合して設置してもなお解消不能な欠点は解消されない。【００１１】  この太陽光発電と風力発電は自然を相手に気候に左右される自然界エネルギ−発電である為、この欠点補完には、人類生活環境に応じた人工的発電しかない。【００１２】  つまり、自然界の影響を受けない従来の人工的発電の全ては、近年の異常気象からダム水力発電ですら、自然環境保全面から公共設備での増設は困難である。【００１３】  公共設備としての火力蒸気圧タ−ビン発電、内燃機動力発電、或は廃棄物固形化燃料焼却蒸気圧タ−ビン発電等々の種々の機種があるが、近年のバイオエネルギ−発電においても、いずれも周辺設備及び稼動条件から膨大な投資が必要であり、今後の増設による環境破壊にも繋がる。【００１４】  又、世界的にクリ−ンなエネルギ−として原子力発電の増設を論議しているが、人類生存の原則から的確な答えもなく、論議しない。【００１５】  ましてや、家庭用から産業用の自家発電に至っては、自然エネルギ−利用発電による、太陽光発電が主流で、設備金額の膨大さから国策的に一定額補助の設備額補助による国策もあるが、個人或は企業負担額は大きく、発電量も必要負荷電力の一部にしか相当しない僅少で効率的とは言えない。。【００１６】  本来、公共の人工的発電能力は、需用電力の必要最小限にとどめているものであるが、時代の変遷による電気消費量の増大と産業振興面から、全世界的に、公共設備的発電システムだけにたよる事を再考すべき時が既に到来している。【００１７】  人工的発電エネルギ−は、視点を変えて視れば無限にある中で、人類生活空間に氾濫している種々電気の僅かな電力を利用すれば、家庭生活から企業生産工程まで、その必要電力の一部又は相当電力を自家発電装置で賄うことも可能である。【００１８】  先ず常識的な太陽光発電や風力発電等の装置を設備金額国庫補助を受けて装備しても、残念ながら自然の恩恵を受ける年間の効果日数は地球上で地域的に大きな格差が有り、又、近年、開発又は開発過程にある種々の代替エネルギ−による発電は、非常に大きな設備投資や引火爆発性燃料を含めて危険性も否定出来ない事は、欧米の或る国では水素燃料電気自動車の地下駐車場の使用を禁じている事実からも留意すべきである。【００１９】  国策で、大陽光発電、或いはその他の自家発電の普及策から、商業電力とオンラインで自家発電余剰電力の電力会社による買取制度藻あるが、そのオンライン条件過程で、自家発電電力の電圧規制により、例えば１０７ボルト以内に電圧調整して、それをオ−バ−する電圧電力は破棄せざるを得ない条件設定により、年間の限られた晴天で限られた変換効率の大陽光等発電等の最も避けるべき事であり、単に電力会社の既存ラインとの融合性の為の規定電圧でのオンラインは、高価な設備費を自然エネルギ−利用���電で最も回避すべき事で有る。【００２０】  家庭生活から産業行動の、全ての電力消費機器は、電気回路上た取扱方法等々での節電には限界が有り、電気機器自体の動力を利用して僅かな電力でも自給自足が本来の形である。
【課題を解決する手段】
【００２１】  本発明の目的は、地球上の如何なる地域でも、僅かなスペ−スで、一切の燃料消費と排気ガスを排除して、発電量に基づく設備費用は、格安で、必要電力の大小を問わず供給可能な、電力消費が僅少な夜間電力を利用して発電し、充電蓄電して電力消費が大きい時間帯に、蓄電池から使用電圧似調整して電気機器を稼働することで、社会的電力の消費を平滑化する装置となる。
【００２２】  つまり、１００ｖで３Ｋｗ・ｈを消費する家庭では、最大でも１００ｖ３０Ａを供給すれば良い事であり、それに適合する効率の良い電動駆動機と、効率の良い発電機、効率の酔い蓄電池の組み合わせで、消費僅少な深夜電力を消費拡大の時間帯で使えれば、大きな節電である。
【００２３】  近年、駆動電動機は、大きな電動トルクを小さな電流消費で設計されており、発電機は発電目的の電動機で、発電必要回転数によって規定の電圧と電流を有効的に生み出す設計である。
【００２４】  発電機は、回転数をゼロから上げれば上げる程に発電電圧と電流も、或る一定範囲内で増大する事は周知の事実である。
【００２５】  現在、わが国原発事故による計画停電、また多くの新興国で常習化している予告無しの停電の対応で、広大な面積を要せず、屋内で駆動電動機の機種を必要に応じて選択することで、充電蓄電池からの電力供給の駆動電動機の稼動も可能となり、未来永劫に自家発電が可能である。
【００２６】  同時に、大陽光自家発電、或いは風力自家発電で、商業電力とのオンライン売買電力の場合、オンラインするが為に、わが国では１０７ボルトでの規制があり、自家発電でこの電圧を越える部位電力はカットせざるを得ず、電力を捨てているのが現状で、社会趨勢から逆行しているが、このオ−バ−電力をも蓄電池に充電すれば、より高度な変換効率となり目的を達する。
【００２７】  当然ながら、電力を使用して発電する限り、産業界で電力消費が少ない深夜電力を利用して発電、蓄電して、日中の電力ピ−ク時に蓄電池からインバ−タ−経由で変換ロスを差し引いて放電消費しても、大きな節電メリットがある。
【００２８】  同時に、全ての種類の電気機器に発電機とバッテリ−を併設し、自動的に深夜電力時間帯に合わせたタイマ−により充電、深夜電力帯をはずれた時間帯に蓄電池から電力変換放電すれば、好むと好まざるを得ずに節電機能を発揮する。
【発明の効果】
【００２９】  本発明の効果を、下記に列挙する。
【００３０】１、自然天候或は周囲環境に左右されずに発電する。
２、省スペ−ス設置で発電量で３Ｋｗ・ｈ当たり０．５ｍ２で高さ０．５ｍで省スペ−ス。
３、機器設置も平坦床で倉庫の隅でもよく、強固な鉄筋コンクリ−ト床の必要性はない。
４、消費電力に応じた家電或は産業用機器毎の単独発電機から、総合電力発電まで可能。
５、発電装置設備費用は、太陽光発電設置価格の数分の１。
６、工業用電力供給皆無の地域では、駆動電動機の電力は住宅用電力でも可能。
７、機器稼動で、燃料供給も必要無く、クリ−ン発電が可能。
８、大陽光や風力発電で商業電力とオンライン発電の規制電圧の余剰電力を蓄電池に充電
９、駆動電動機の電力は、深夜商業電力の一定電圧で賄い、日中の電力ピ−クの削減に。
【発明を実施する為の最良の形態】
【００３１】  以下に「請求項１」について述べる。
【００３２】  発電機（２）を稼動させる駆動電動機（１）の駆動電力供給が交流電源の場合には交流電動機を使用して発電を、直流電源では直流電動機を使用することも可能である。
【００３３】  発電機（２）で、直流電力発電を目的とする場合は、直流発電機を使用するか、或は交流発電機を使用して直流変換して使用することもある。
【００３４】  発電機（２）と駆動電動機（１）との結続は、発電機（２）の発電最低回転数を考慮して、直結或は間接的な歯車駆動、チェ−ン駆動、ベルト駆動、その他で結続するが、その方法は問わない。
【００３５】  発電機（２）による交流或は直流の電力は、発電量に合った蓄電池（３）に充電して、蓄電池（３）からパワ−コントロ−ラ−（４）によって各種変換して放電供給する。
【００３６】  「特許請求の範囲」に記載の通り、あらゆる電源種類が利用可能であり、あらゆる電気種の発電も可能であり、交流の商業電力利用で駆動電動機（２）を駆動して如何なる電気種の発電機（１）でも直接又は変換で蓄電池（９）に充電することも可能である。
【００３７】  又、複数系統の充電システムで、パワ−コントロ−ラ−（４）によって、既に充電済みの蓄電池（３）から、他の系統の電圧低下の蓄電池（３）に、自動的に充電する事も可能で、ナイト・タイムの深夜電力を利用して、電力需要が大きいデイ・タイムの日中に蓄電池から必要電圧に変換して電力供給する事で、電力料金の節約と同時に、社会的産業界への電力幇助にも成る。
【００３８】  パワ−コントロ−ラ−（４）は、種々の電気制御と共に、パワ−ユニット（４）に結続された蓄電池（３）の充電飽和状態感知と、蓄電池（３）の電圧低下で、駆動電動機（１）を自動発停させる電気回路をも装着する。
【００３９】  数多い実施例から下記に１例を記載する。
【００４０】  駆動電動機（１）の電源種類が、工業用電力、交流、三相２００Ｖ、６０Ｈｚの２ポ−ル電動機、消費電流５．８Ａｍ、回転数３０００ＲＰＭの電動機を、１基使用し、駆動電動機軸（５）と発電機軸（６）とをプ−リ−とベルトによって発電規定回転数に合わせて結続し、発電機（２）は直流発電機、発電回転数３０００ＲＰＭ、２４Ｖ４０Ａｍを１基使用、充電には１２Ｖ８０Ａｍ蓄電池を直列２４Ｖで使用、別途試験では２系統で１系統は放電、１系統は充電の独立使用し、充電放電はパワ−コントロ−ラ−（４）で交流に変換し、直流を交流への変換ロス２０％を差し引きでも大きな効果が有った。
【００４１】  実験結果から、有効発電量は、下記の通りと判断する。
【００４２】  発電機（２）の駆動電動機（１）は、３相２００Ｖ、６０Ｈｚ，２ポ−ル，電流５．８Ａｍ東芝製を使用した。
【００４３】  発電機（２）は、直流２４Ｖ発電機，発電電圧２８Ｖ，回転数２０００ｒｐｍで、稼働中の電圧も２８Ｖ発電を確認している。
【００４４】  蓄電池（３）は、２４Ｖ８０Ａｍ×２＝１６０Ａｍにした。
【００４５】  消費電力料金と発電電力料金の計算は下記の通り。
１、駆動電動機の消費電力料金
３相２００Ｖ１Ｋｗ・ｈを深夜電力標準で約７円で、充電時間３０分稼働でも１日４円で１か月で１２０円となり、これに基本料金が加算で１か月電気料金となる。
２、１００Ｖ１ｋｗ・ｈは標準で約３０円で、１０時間稼働でも１日３００円となり、１か月では９０００円になるが、日本の標準家庭の電気料金は１２０００円である。
３、当然ながら、これらに基本料金が加算されるが、１００Ｖ３ｋｗ・ｈは余剰電力が発    生し、余剰電力の強制売電も可能であり、メリットは大きい。
４、商業電力とのオンライン電力売買では、夏季晴天大陽光発電オンライン電圧１０７ボルトは、余剰電力の廃棄が生じるが、この余剰電力も充電蓄電すれば、時には変換効率の上昇ができ、非常似有効である。
【００４６】  日本の一般家庭は、平均で３Ｋｗ・ｈの家庭は少なく通常で２．５ｋｗ・ｈで良いが、家電製品重装備家庭でも、直流２４Ｖ、４０Ａｍ発電機，発電電圧２８Ｖ，回転数２０００ｒｐｍで、３０分充電、１２ボルト８０アンペア蓄電池、ＬＥＤ照明、容量不足の場合は、蓄電池増設で十分であるが、極端な消費電力の場合には、本発明２セット、又は、駆動電動機、発電機、蓄電池、パワ−ユニットを適正に能力増大を図る。
【００４７】  「請求項２」記載は、家電機器及び産業用電動機器に見合った本発明を装填又は併設すれば、単なる省エネルギ−的な節電回路以上の究極的な節電で、機器内蔵スペ−スが少ない場合は、又は他に併設装填でも有効であり、従来の機器稼働省エネ電力機器がそれ以上に深夜電力による、発電機稼働蓄電電力で良いことになる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】電動駆動機１基と発電機１基でパワ−コントロ−ラ−を設置し、下部段に蓄電池を立体的に設置した上視図である。
【図２】電動駆動機１基と発電機１基でパワ−コントロ−ラ−を設置し、下部段に蓄電池を立体的に設置した正面図である。
【図３】産業用機械に、電動駆動機１基と発電機１基で、別途に蓄電池、パワ−コントロ−ラ−を設置した斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】  １  駆動電動機
２  発電機
３  蓄電池
４  パワ−コントロ−ラ−
【図１】
2013048496.tif 000003
【図２】
2013048496.tif 000004
【図３】
2013048496.tif 000005