(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの出力を交流電力に変換するインバータと、前記太陽電池パネルを支持する金属製のフレームとを備え、前記バッテリとインバータとは前記太陽電池パネルとの間に空隙を設けて前記フレームに取り付けるとともに、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する、開閉手段を有する通気孔を設けた電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に可搬型とした電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されている可搬型の太陽光発電装置一例を、図７を使用して説明する。太陽電池パネル１は、複数個直列に接続した太陽電池セルによって構成しており、太陽光などの光を受けると直流電力を発生する。この直流電力は、図示していない充放電制御手段を介してバッテリ２に蓄電される。バッテリ２に蓄電された直流電力は、図示していない充放電制御手段を介してインバ−タ３に供給されている。インバータ３は、この直流電力を例えば商用周波数の交流電力に変換して、図示していない電気機器等の負荷に供給する。
【０００３】
こうして、太陽の日射変動があってもバッテリを使用することによって、インバータ３は電気機器に対して安定した電源を供給できるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成の太陽光発電装置は、バッテリの重量が重く、運搬が面倒であるという課題を有している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの出力を交流電力に変換するインバータと、前記太陽電池パネルを支持する金属製のフレームとを備え、前記バッテリとインバータとは前記太陽電池パネルとの間に空隙を設けて前記フレームに取り付けるとともに、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する、開閉手段を有する通気孔を設けた構成の電源装置としている。
【０００６】
空隙は日射による太陽電池パネルからの熱を断熱するように作用する。このためバッテリの温度上昇を防止でき、この結果薄型のバッテリを使用できバッテリの重量を軽減でき、また装置をコンパクトに構成できる結果、携帯が容易にできる電源装置とできるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの出力を交流電力に変換するインバータと、前記太陽電池パネルを支持する金属製のフレームとを備え、前記バッテリとインバータとは前記太陽電池パネルとの間に空隙を設けて前記フレームに取り付けるとともに、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する、開閉手段を有する通気孔を設けた構成の電源装置としている。
【０００８】
空隙は日射による太陽電池パネルからの熱を断熱するように作用する。このためバッテリの温度上昇を防止でき、この結果薄型のバッテリを使用できバッテリの重量を軽減でき、また装置をコンパクトに構成できる結果、携帯が容易にできる電源装置とできるものである。
【０００９】
また、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する通気孔を設けたので、通気孔によって自然空冷の流路を構成でき、簡単な構成で、携帯が容易にできると共に装置の信頼性の高い電源装置とできるものである。
【００１０】
また、通気孔は、開閉手段を有する構成としているため、雨水などが入る恐れがある場合には通気孔を閉とでき、携帯が容易にできると共に装置の信頼性の高い電源装置とできるものである。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。図１は本実施例の電源装置の構成を示す内部透視斜視図である。本実施例の電源装置は、太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネル１と、太陽電池パネル１の直流電力を貯蔵するバッテリ２と、バッテリ２の出力を交流電力に変換するインバータ３とを有している。前記バッテリ２とインバータ３とは、太陽電池パネル１を支持するフレーム４に取り付けている。
【００１２】
このとき、フレーム４は前記図１または図２に示した構成のものとしている。図２は、本実施例の電源装置の構成を示す断面図である。すなわちフレーム４は、金属製としており、太陽電池パネル１を支持している。太陽電池パネル１は、太陽電池の本体の上面と下面あるいはどちらか一面に太陽電池を保護するために設けているガラスを有している。従って、前記フレーム４は、このガラスによって補強された太陽電池パネル１と組み合わせたときにいわば直方体の箱を形成する形状となっているものである。
【００１３】
またこのとき、本実施例では、バッテリ２とインバータ３とは図２に示しているように、太陽電池パネル１とは空隙３１を設けて配置している。
【００１４】
以下本実施例の動作について説明する。太陽電池パネル１からの直流電力は、図示していない充放電制御手段を介してバッテリ２に蓄電される。バッテリ２に蓄電された直流電力は前記充放電制御手段を介してインバ−タ３に入力され、例えば商用周波数の正弦波の交流電力に変換される。このとき、充放電制御手段は、例えばマイコンと電圧を検知する電圧検知手段によって構成しており、バッテリ２の両端の電圧が所定の範囲のときは太陽電池パネル１の出力を接続してバッテリ２を充電するように、またバッテリ２の両端の電圧が所定の範囲外のときは太陽電池パネル１の出力を接続しないように制御している。また、インバータ３に負荷が接続されたときにはインバータ３を動作させるように、インバータ３に負荷が接続されていないときは、インバータ３を動作させないように制御している。
【００１５】
従って、図示しない家電機器等の負荷をインバータ３に接続すると、インバータ３は商用周波数の正弦波の交流電力をこの負荷に供給するものである。すなわち、負荷は、商用電源のない環境であっても使用できるものとなる。
【００１６】
なお前記説明では、充放電制御手段を使用するようにしているが、必ずしも充放電制御手段は必要ではないものである。
【００１７】
このとき本実施例によれば、太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネル１と、太陽電池パネル１の直流電力を貯蔵するバッテリ２と、バッテリ２の出力を交流電力に変換するインバータ３とは、太陽電池パネル１を支持するフレーム４に一体に有した構成としている。このため、例えば、装置全体を別の場所で使用したい等の必要が発生した場合は、非常に簡単に運搬ができるものである。
【００１８】
また本実施例では、図２に示しているように、太陽電池パネル１とバッテリ２の間には空隙３１を設けている。空隙３１は、この間にある空気層が断熱材として作用するものである。すなわち、日射によって高温となった太陽電池パネル１の熱をバッテリ２に対して断熱するものである。もちろん、インバータ３に対する断熱も同様に行っている。この結果、バッテリ２やインバータ３は高温となることがなく、長期の使用によっても信頼性の高い動作ができるものである。また、高温になると、バッテリの充電効率は低下するものである。
【００１９】
すなわち本実施例によれば、空隙３１を設けているため、バッテリ２やインバータ３の温度を太陽電池パネル１から断熱でき、バッテリの温度上昇を防止できる。この結果薄型のバッテリやインバータを使用できて、バッテリやインバータの重量を軽減できるものである。また、バッテリやインバータを薄型に構成できるため、装置全体をコンパクトにできるものである。この結果、本実施例の装置は、携帯が容易にできる電源装置とできるものである。また、長期の使用によっても充電効率が低下することのない信頼性の高い動作ができるものである。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例では、前記図２に示しているファン３２を使用している。ファン３２が外部から吸気した空気が、空隙３１を流れることによって、バッテリ２やインバータ３はこの冷却空気によっても冷却されることになる。
【００２１】
以上のように本実施例によれば、空隙３１にファン３２による冷却風を送風する構成としているため、バッテリ２やインバータ３を冷却でき、長期の使用によっても充電効率が低下することのない信頼性の高い動作ができるものである。
【００２２】
続いて本発明の第３の実施例について説明する。図３は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、フレーム４を使用して、太陽電池パネル１と、バッテリ２あるいはインバータ３との間に、断熱材３３を設けている。換言すれば、空隙３１に断熱材３３を配置しているものである。本実施例では、断熱材３３として、発泡スチロール樹脂を使用しているが、特に断熱材３３の種類を限定する必要はないものである。
【００２３】
断熱材３３は内部に空気層を有しており、この空気層が高い断熱効果を有しているものである。また、断熱材３３を配置することによって、ある程度の機械的強度を確保することができ、バッテリ２やインバータ３を安定して太陽電池パネル１から断熱できるものである。
【００２４】
この結果、バッテリ２やインバータ３は高温となることがなく、長期の使用によっても信頼性の高い動作ができるものである。また、高温になると、バッテリの充電効率は低下するものである。
【００２５】
すなわち本実施例によれば、空隙３１に断熱材３３を設けているため、バッテリ２やインバータ３の温度を太陽電池パネル１から断熱でき、長期の使用によっても充電効率が低下することのない信頼性の高い動作ができるものである。
【００２６】
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図４は、本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、太陽電池パネル１のフレーム４に、通気孔３４を設けているものである。
【００２７】
太陽電池パネル１は、実際には太陽高度に対して直角方向に配置して使用する。すなわち、仰角を太陽高度に調整して使用するものである。従って、図４に示しているものを斜めに傾けた形で使用するものである。
【００２８】
従って、フレーム４の天地方向に設けている通気孔３４は、自然空冷の流路を構成することができる。従って、通気孔３４から流入あるいは流出する空気による自然空冷によって、バッテリ２やインバータ３を冷却することができるものである。この結果、本実施例によっても、長期の使用によって充電効率が低下することのない信頼性の高い動作ができる電源装置を実現できるものである。
【００２９】
このとき、通気孔３４にシャッター等の開閉手段を設ける構成とすることができる。この構成としたときには、電源装置を屋外に設置した時に、雨が通気孔３４より侵入する恐れがある場合には通気孔３４を閉とすることができる。このため、携帯が容易にできると共に装置の信頼性の高い電源装置を実現できるものである。
【００３０】
次に、本発明の第５の実施例について説明する。図５は本実施例の電源装置の構成を示す内部透過斜視図である。本実施例では、フレーム５に天地方向を表示する表示３５を設けている。
【００３１】
これによって使用者は、装置の天地方向を容易に確認できる。さらにバッテリまたはインバータには図示しないが例えば冷却フィンを有しておればフィン方向を天地方向とすることができる。また、バッテリが複数のセルからなる場合は、セルの積層方向を天地方向にすることができる。
【００３２】
このため、バッテリ２やインバータ３の放熱を効果的に実行でき、熱損失を少なくして、効率の高い発電をすることができるものである。
【００３３】
次に本発明の第６の実施例について説明する。図６は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、フレーム４をプラスチック樹脂によって構成しており、図６に示しているように、フレーム４だけで底のない直方体の箱の形状となっている。また、本実施例では、前記フレーム４の表面に太陽電池パネル１を配置した構成としている。
【００３４】
プラスチック樹脂は、ある程度の断熱効果を有している。従って、本実施例のように、フレーム４をプラスチック樹脂によって構成し、フレーム４の表面に太陽電池パネル１を配置した構成としたときには、バッテリ２とインバータ３とをフレーム４に取り付けたときに、前記各実施例で説明した空隙３１は必ずしも必要ではないものである。
【００３５】
すなわち、フレーム４をプラスチック樹脂で構成した場合には、バッテリ２とインバータ３とをフレーム４に取り付けるときに空隙を設ける必要が無くなるものである。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明は、太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの出力を交流電力に変換するインバータと、前記太陽電池パネルを支持する金属製のフレームとを備え、前記バッテリとインバータとは前記太陽電池パネルとの間に空隙を設けて前記フレームに取り付けるとともに、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する、開閉手段を有する通気孔を設けた構成として、薄型のバッテリやインバータを使用できバッテリの重量を軽減でき、また装置をコンパクトに構成できる結果、携帯が容易にできる電源装置を実現するものである。
【００３７】
空隙は日射による太陽電池パネルからの熱を断熱するように作用する。このためバッテリの温度上昇を防止でき、この結果薄型のバッテリを使用できバッテリの重量を軽減でき、また装置をコンパクトに構成できる結果、携帯が容易にできる電源装置とできるものである。
【００３８】
また、フレームの天地方向に自然空冷の流路を構成する通気孔を設けたので、通気孔によって自然空冷の流路を構成でき、簡単な構成で、携帯が容易にできると共に装置の信頼性の高い電源装置とできるものである。
【００３９】
また、通気孔は、開閉手段を有する構成としているため、雨水などが入る恐れがある場合には通気孔を閉とでき、携帯が容易にできると共に装置の信頼性の高い電源装置とできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例である電源装置の構成を示す内部透過斜視図
【図２】  同、断面図
【図３】  本発明の第２の実施例である電源装置の構成を示す断面図
【図４】  本発明の第３の実施例である電源装置の構成を示す断面図
【図５】  本発明の第４の実施例である電源装置の構成を示す内部透過斜視図
【図６】  本発明の第５の実施例である電源装置の構成を示す断面図
【図７】  従来の太陽光発電装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
１  太陽電池パネル
２  バッテリ
３  インバータ
４  フレーム
３１  空隙
３２  ファン
３３  断熱材
３４  通気孔
３５  表示
【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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【図６】
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【図７】
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