(57)【要約】【課題】小型で安価なバッテリー付集光型太陽発電装置を提供することを目的とする。【解決手段】安価なレンズと焦点位置を検出移動可能な太陽光パネル付自走式充電ロボットとから成り、太陽光パネル付自走式充電ロボットは充電が無くなると焦点位置に移動して充電し、終了すると移動して所定の家電に電力を供給あるいは待機するプログラムが組み込まれており、複数の安価な自走式充電ロボットが順番待ちして次々と充電し、家電に移動電力を供給する構成となっていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台に固定され太陽光を集光する集光レンズと、集光レンズの焦点位置近傍に配置される複数の太陽光パネル付自走式充電ロボットから成ることを特徴とする集光型太陽電池。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光パネル付自走式充電ロボットは、内部に充電回路と大容量リチュウムバッテリーを有し、自走可能な駆動系と位置確認用のセンサからなることを特徴とする。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽光パネル付自走式充電ロボットは、太陽光パネルにより充電された量と位置の検出機能を有し、充電が空の場合に焦点に移動し、十分に充填された後、所定の場所に移動するようなプログラムが組み込まれた自走システムを有することを特徴とする。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽光パネル付自走式充電ロボットは、インバーター等の出力回路と出力端子を有し、電力供給が必要な家電まで移動し電力供給することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、太陽光を集める集光レンズと、集光レンズの焦点近傍に配置される太陽電池セルと充電器を備えたバッテリー付集光型太陽電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より、多くの用途に太陽電池が利用されている。比較的大電力の発電も実用化され、各地で本自然エネルギーが有用であることが実証されている。このように、太陽電池を利用して大電力発電システムを構成する場合、太陽電池セルにおける光電力変換効率を上昇すると共に、太陽電池セルに対する入射光量を増加させる試みがなされている。そこで、集光型太陽電池装置が提案されておりこれによれば、太陽光をレンズを用いて集光することで、高価な太陽電池セルの使用面積を小さくすることができシステムを低コストにすることができる。【０００３】すなわち、集光型太陽電池装置は、太陽光を２〜１００倍程度に集光して太陽電池セルに照射する。このため、必要な太陽電池セルの面積は１／２〜１／１００となり、太陽電池セルのコストは大幅に低減する。但し、このような集光を行うために、大きな集光レンズが必要になり、またこれを支える架台も大きくなる。【０００４】ここで、太陽の位置が常に一定であれば、集光レンズにより入射光は、一定位置に集光スポットを形成する。そこで、この集光スポットの位置に太陽電池セルを設置することによって、太陽電池セルは、良好な発電が行える。【０００５】しかし、太陽は時間とともに移動するため、太陽光のレンズへの入射方向は、時々刻々変化する。そこで、入射光と集光レンズの角度関係により、集光スポットが太陽電池セルから離れてしまい、太陽電池セル３の発電量は著しく減少する。【０００６】このため、太陽電池セルへの十分な入射光量を確保しようとすれば、集光レンズおよび太陽電池セルを太陽に向ける必要がある。【０００７】そこで、このような太陽を追尾する追尾機構を設けた太陽電池システムも種々知られている。この追尾機構によれば、集光レンズおよび太陽電池セルが太陽の方に向けられる。このため、集光スポットが太陽電池セル上に形成され、常に良好な発電を行うことができる。
【先行技術文献】
【０００８】
【特許文献１】  特開２０００−００００００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】しかし、この装置では、集光レンズおよび太陽電池セルの両方を動かさなければならず、これらを支持する架台も動かすことになる。従って、大型の部品を動かすために、大型の機構が必要になり、コストが上昇する。さらに、追尾機構の駆動エネルギーも大きくなってしまい、システムとしての発電効率が悪くなってしまうという問題点があった。さらに、天候を考慮して余裕を持った発電能力を持たせているため、余分な電力を売電するとか大容量バッテリーを備え付けるなどの必要性があった。【００１０】本発明は、上記問題点を解決することを課題としてなされたものであり、レンズで太陽光を集光し、小型軽量な太陽光パネル付自走式充電ロボットのみを集光スポット位置に移動させ、複数の自走式充電ロボットの充電を分散させることで装置のコストおよび駆動エネルギーを減少して、効率のよいバッテリー付集光型太陽電池装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明は、架台に固定され、太陽光を集光する集光レンズと、集光レンズの焦点近傍に配置される太陽電池セルと充電器を備えたバッテリー付集光型太陽電池装置であって、
集光レンズの焦点位置近傍に配置される複数の太陽光パネル付自走式充電ロボットから成ることを特徴とする。【００１２】前記に記載の太陽光パネル付自走式充電ロボットは、内部に充電回路と大容量リチュウムバッテリーを有し、自走可能な駆動系と焦点と位置確認用のセンサからなることを特徴とする。【００１３】前記に記載の太陽光パネル付自走式充電ロボットは、充電量と位置の検出機能を有し、充電が空の場合に焦点に移動し、十分に充填された後、所定の場所に移動するようなプログラムが組み込まれた自走システムを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】  このように、本発明によれば、集光レンズを移動させることなく、焦点位置を検出移動する機能を有する太陽光パネル付自走式充電ロボットを集光スポット位置に応じて移動させるため、装置全体を小型化できる。太陽光パネル付自走式充電ロボットには掃除ロボットを利用し、充電パックには自転車バイク用バッテリーを用いることで非常に安価な太陽光発電システムが提供可能となる。【００１５】前記に記載の太陽光パネル付自走式充電ロボットは、内部に充電回路と大容量リチュウムバッテリーを有し、自走可能な駆動系と位置確認用のセンサからなることを特徴とする。【００１６】前記に記載の太陽光パネル付自走式充電ロボットは、充電量と位置の検出機能を有し、充電が空の場合、焦点に移動し、十分に充填された後、所定の場所に移動するようなプログラムが組み込まれた自走システムを有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  本発明に係る一実施形態について、図面に基づいて説明する。
【実施例１】以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。【００１８】「第１実施例」図１および図２に第１実施例に係るバッテリー付集光型太陽電池装置の基本構成を示す。ここで、図１は正面図、図２は平面図である。【００１９】架台６に固定されている集光レンズ１の下方に、太陽光パネル付自走式充電ロボット２が配置されている。【００２０】このような装置において、通常、集光スポット３が太陽光パネル付自走式充電ロボット２上に位置し、集光された光により、無駄のない発電を行っている。なお、図示を省略したが内部には充電回路と大容量リチュウムバッテリーを有し、自走可能な駆動系と位置確認用のセンサが組み込まれている。【００２１】時間の経過によって、太陽の位置が変化すると集光スポット１３が移動する。この集光スポット３のずれを太陽光パネル付自走式充電ロボットが認識し、追随する。
予め、焦点近傍に誘導信号を発する信号灯を設けておき、自走式充電ロボット２がそれを目指して移動、焦点近傍に近づくと太陽光パネル付自走式充電ロボット２の上部に設けられたセンサで焦点位置を検出し移動する。【００２２】ここで、例えば、集光レンズ１１の直径は１．２ｍ（受光面積  １．１ｍ２）であり、快晴時に太陽エネルギー１．１ｋＷが照射される。４倍に集光される位置に太陽光パネル付自走式充電ロボットを配置した場合約φ５０ｃｍ  の太陽光パネルをロボットに付けて置かなければならない。光電変換効率が１８％であれば約  ２００Ｗ程度の発電になる。太陽光パネル付自走式充電ロボット１台では２００ｗｈの発電機として、日照時間を８時間とすると、４台のロボットと組み合わせで集光発電で２００ｗｈ×８ｈ＝１．６ｋｗ、待機待ち発電で５０ｗｈ×７ｈ×４台＝１．４ｋｗ、合計３ｋｗの発電と、４００ｗ×４台＝１．６ｋｗの充電として使用できる。【００２３】本装置１ｓｅｔの製作費は１６万円であり、１０ｓｅｔで３．７ｋｗｈ発電と１６ｋｗの充電機能を持ったシステムを１６０万円で製作可能となる。通常のパネル型の発電能力で比較すると１／２のコストである。さらに、充電器の分も考慮すると１／４以下のコストになる。【００２４】図３は、太陽光パネル付自走式充電ロボットを示す斜視図、図４は図３の太陽光パネル付自走式充電ロボットの底面図、図５はロボットおよび充電器の回路構成を示すブロック図である。【００２５】太陽光パネル付自走式充電ロボットの筐体２は、中空円盤状を成している。移動手段である車輪１３は、前記筐体２の底面に配置されている。この車輪１３は、前記筐体１０底部の開閉蓋１７内部に配置されたモータにより駆動される。【００２６】リチウムバッテリー９は、前記筐体３内に配置されている。このリチュウムバッテリーは、前記筐体１０底部の開閉蓋１７内部に配置され脱着可能となっている。１２は焦点位置センサで、１５は障害物センサである。１６は誘導信号を受けるセンサである。【００２７】操作パネル４は、前記筐体１の側面に設けられている。【００２８】このような掃除ロボット１において、図４に示すようにＣＰＵ２１は制御手段の主体をなす。ＲＯＭ２２は、このＣＰＵ２１が制御するプログラムを格納している。ＲＡＭ２３は、各種のデータが格納されている。Ｉ／Ｏポート２４は、操作部１１、センサ部２５、および前記二次電池９の残存容量を検出する残容量検出部２６からの検出信号がそれぞれ入力される。また、前記Ｉ／Ｏポート２４は左走行モータ５ａ、右走行モータ５ｂを制御するモータ制御部２７に制御信号を出力する。【００２９】充電回路３１は、太陽光発電パネルから得られた電気をリチウムイオン二次電池に充電するための回路である。【００３０】太陽光パネルの外周部には等間隔で４個のセンサ１６が配置されており、誘導信号で導かれて集光スポットに近づくと、４個のセンサが集光された太陽光を感知し、４個が同じパワーになる位置を探し、集光スポットに納まる。
【発明の効果】
【００３１】以上説明したように、本発明によれば、集光レンズを移動させることなく、小型軽量な太陽光パネル付自走式充電ロボットを集光スポット位置に応じて移動させる。このため、太陽光パネルの移動手段を小型簡易なものにでき、装置全体を小型軽量安価なものにできる。
【００３２】太陽光パネル付自走式充電ロボットの太陽光パネルの周囲に少なくとも４つの光センサを配置し、この信号により、集光スポットのずれを検出することができ、陽光パネル付自走式充電ロボットを確実に集光スポトに移動することができる。
【００３３】安価なレンズと焦点位置を検出移動可能な太陽光パネル付自走式充電ロボットとから成り、太陽光パネル付自走式充電ロボットは充電が無くなると焦点位置に移動して充電し、終了すると移動して所定の家電に電力を供給あるいは待機するプログラムが組み込まれており、複数の安価な太陽光パネル付自走式充電ロボットが順番待ちして次々と充電し、家電に移動電力を供給する構成となっている。充電待ちにおいても、太陽光の当たる場所では５０ｗｈの発電と充電ができる。本システムでは組み合わせが自由で、太陽光パネル付自走式充電ロボット１台では２００ｗｈの発電として、日照時間を８時間とすると、４台のロボットで１．６ｋｗの充電器として使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】  太陽光パネル付自走式充電ロボットは単独でソーラーバッテリーとしても利用可能であり、野外での照明などの電源としても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施例の構成を示す正面図である。
【図２】  同実施例の平面図である。
【図３】  同実施例の太陽光パネル付自走充電ロボットの構成を示す斜視図である。
【図４】  同実施例の底面図である。
【図５】  同実施例の制御のための構成を示すブロック図である。
【符号の説明】１  集光レンズ、２  太陽光パネル付自走充電ロボット、３  集光スポット、４  太陽光、５  誘導塔、６  架台、９  バッテリー、１２  集光スポットセンサ、１３  車輪、１５  障害物センサ、１６  誘導信号センサ、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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