(57)【要約】【課題】キャビン空調に必要な電力を太陽光発電により供給する小型帆走船舶を提供する。【解決手段】小型帆走船舶１の帆部に太陽電池２０等を含む発電部、蓄電部およびキャビン空調部を備えることにより、発電部の太陽電池が太陽光および海面反射光を受けて発電し、蓄電部、キャビン空調部に電力供給し、キャビンの空調を行う。発電部の監視制御機構が太陽電池２０の電力を監視し、太陽光反射機構等を制御し、太陽高度や船舶方位等に応じてキャビン空調に必要な太陽光を集光する。【選択図】図１
2017056744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジャー等用途の小型帆走船舶であって、
発電部と、
蓄電部と、
キャビン空調部とを備え、
前記発電部が、太陽電池を一部面あるいは全面に設けた帆部で発電することを特徴とする小型帆走船舶。
【請求項２】
前記発電部が太陽光を集光する太陽光反射機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の小型帆走船舶。
【請求項３】
前記発電部が、前記蓄電部、前記キャビン空調部と連結した監視制御機構を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の小型帆走船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主にレジャー目的の小型帆走船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィッシングやクルージング等のマリンレジャー用小型船舶は乗り心地の良さや収納スペースの増設といった高付加価値化が進んでいる。
【０００３】
一方、船舶は住宅等と違い送電線を通じて外部から電気を引きこめないため、多くの小型船舶のキャビンには冷房や暖房を行う空調設備が備えられておらず、快適性が著しく失われるという欠点があった。
【０００４】
すなわち、小型船舶の高付加価値化を実現するためには快適なキャビン環境が不可欠であり、そのためにはキャビンの空調設備にいかに電力を供給するかが問題の一つして挙げられる。
【０００５】
この改善策として、省電力化の観点から蓄熱剤を用いた可搬式空調装置に関する発明がある（特許文献１）。
【０００６】
一方、電力自給の観点から太陽電池モジュールを船体の一部に取り付け、電源の一つとして利用する発明がある（特許文献２、３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３００３５２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６７１８６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６７９０２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】太陽光発電協会ホームページ[２０１５年８月１４日検索]インターネット＜ＵＲＬ：http://www.jpea.gr.jp/setting/house/q_a/index.html#a19＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に係る発明はドライアイスや氷等の蓄熱剤を都度運搬しなければならず、また蓄熱剤は消耗するため持続時間が限られているという問題がある。
【００１０】
太陽光によって発電するためには十分な受光面積を有する太陽電池モジュールが必要であり、また、太陽の位置との関係において設置方位や傾斜角度もまた重要な要素となる。１０キロワット未満の住宅用太陽光発電においては、４キロワットを発電するのに太陽電池モジュールの設置面積は２５〜４０ｍ２（平方メートル）必要であり、当該モジュールの設置方位、傾斜角度の違いによって発電量は３倍以上異なる（非特許文献１）。
【００１１】
すなわち、定格電力が１０００ワットの空調設備の場合、１０００ワットを発電するためには最良の設置条件下で約６〜１０ｍ２の設置面積が必要であり、設置条件によっては約３倍の１８〜３０ｍ２を確保しておく必要がある。これは住宅用太陽電池として一般的なシリコン系太陽電池モジュールの場合であり、変換効率が低いタイプ（例えば色素増感系太陽電池等）の太陽電池の場合はさらに広い面積が必要になる。スペースが限られた小型船舶においてこれだけの面積を確保するためには、特許文献２に示すような船尾部分や特許文献３に示すような船室外表面部分だけでは不十分だという問題があり、帆走船舶においては支柱や帆の影が発電の妨げになるという問題がある。また、これらの発明は太陽光反射量が多い海面において、海面反射光を効率的に活用できるものではない。海面に対する太陽光の入射角度（太陽光の進行方向と海面垂線との角度）は大きいほど（太陽光が海面に近い角度で入射するほど）、海面の太陽光反射率は大きくなるため（いわゆるフレネルの式より）、特にこのような太陽高度となる時間帯において効率的な太陽光受光構造を有していることが必要である。特許文献３に示すような船室外表面の太陽電池パネル設置位置では海面反射光を利用することができず、特許文献２に示すような船尾支持体では太陽が船頭方向にある場合に船体や支柱、帆等が海面反射光および直接光を受光する妨げとなる問題がある。
【００１２】
本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑み、キャビン空調に必要な電力を太陽光発電により供給する小型帆走船舶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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は以下を提供する。
（１）レジャー等用途の小型帆走船舶であって、発電部と、蓄電部と、キャビン空調部とを備え、前記発電部が、太陽電池を一部面あるいは全面に設けた帆部で発電することを特徴とする小型帆走船舶。（２）前記発電部が太陽光を集光する太陽光反射機構を備えたことを特徴とする小型帆走船舶。（３）前記発電部が、前記蓄電部、前記キャビン空調部と連結した監視制御機構を備えたことを特徴とする小型帆走船舶。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による小型帆走船舶は上記のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。（１）発電部において太陽光発電し、蓄電部およびキャビン空調部に電力供給することにより、海上におけるキャビン空調の自立運転を可能とし、キャビンの快適性を高めることができる。また、帆部に太陽光電池を設けたことで、太陽光発電に供するスペースが限られた小型船舶でもキャビン空調に必要な発電面積を確保することができ、さらに太陽光発電面が船体（すなわち海面）に対して垂直で、帆関連以外の主な船上構造物が太陽光発電部分より低位置にあることから直接光および海面反射光を効率的に受光することができる。（２）前記発電部が太陽光を集光する太陽光反射機構を備えたことにより、太陽高度や帆の向きの変化にかかわらず、太陽光を太陽発電部に集め、発電に必要な日射量を確保することができる。（３）前記発電部が、前記蓄電部、前記キャビン空調部と連結した監視制御機構を備えたことにより、発電量、蓄電量、キャビン空調部への電力供給量を監視し、所望の発電量に達しない場合には太陽光反射部を制御して、発電部に照射する太陽光を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の第１実施形態による小型帆走船舶の全体構成を示す側面概要図である。
【図２】図２は本発明の第２実施形態による小型帆走船舶の各構成要素を示す正面概要図である。
【図３】図３は本発明の第３実施形態による小型帆走船舶の全体構成を示す概念図である。
【図４】図４は本発明の第３実施形態による監視制御の一例を示す概念図である。
【図５】図５は本発明の第３実施形態による小型帆走船舶の各構成要素を示す正面概要図である。
【図６】図６は本発明の第４実施形態による小型帆走船舶の各構成要素を示す正面概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の主体は発電部、蓄電部、キャビン空調部にあるので、これらと関係のない船舶構造や電子機構等については省略する。
【実施例１】
【００１７】
図１および図３を参照して、本発明の第一実施形態について説明する。第一実施形態では図１に示すように小型帆走船舶１の帆部に太陽電池２０を設けた発電部、蓄電部およびキャビン空調部（図１において蓄電部およびキャビン空調部は省略）を構成している。そして、図３に示すように発電部２で発電した電力を蓄電部３、キャビン空調部４に供給するように構成している。
【００１８】
また、図１では主帆が太陽電池設置個所として示されているが、太陽電池設置個所は主帆に限定するものでなく、また、帆の両面であってもよい。また、帆部面積のうち発電部が占める割合や設置位置についても限定するものでない。また、太陽電池のタイプとしては、ｐ型半導体とｎ型半導体を接合したシリコン系・化合物系の太陽電池や、色素中の電子励起による色素増感型太陽電池等が挙げられるが限定するものではない。また、帆への太陽電池の設置形態として、帆表面に太陽電池を塩化ビニル等で接合一体化したもの、金具等で係合したもの等が挙げられるが、限定するものではない。
【実施例２】
【００１９】
図２を参照して、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態では小型船舶１の帆部に太陽電池２０（支柱は省略）を設けた発電部、蓄電部、キャビン空調部（図２において蓄電部およびキャビン空調部は省略）および太陽光反射機構２１を構成している。太陽光反射機構２１が太陽光を反射し、発電部（太陽電池）に集光する。特に発電部への入射条件が悪い太陽高度において発電効率を高めることができる。
【００２０】
図２において、太陽光反射機構は発電部直下の船体に配置しているが、限定するものではなく甲板部、キャビン屋根部等船体のどの位置に配置してもよく、太陽光反射板を船体に立設した支柱等に係合したものを太陽光反射機構としてもよい。発電部への太陽光照射量を高めるため複数の太陽光反射機構を配置してもよく、太陽光反射面を凹面又は凸面にしてもよい。また、太陽光反射機構は特定方向に太陽光を反射するよう太陽光反射面を固定するものでもよく、任意の方向に太陽光を反射するよう太陽光反射面の傾斜角または方位角が自在可動なものでもよい。太陽光反射機構の設置高さについても限定するものではないが、海面反射光を受光するため太陽電池よりも低位置にあることが望ましい。
【実施例３】
【００２１】
図３〜図６を参照して、本発明の第三実施形態について説明する。まず図３の概念が示すように第三実施形態では小型船舶１の発電部２が太陽電池２０、太陽光反射機構２１に加え監視制御機構２２を備えている。監視制御機構２２は太陽電池２０、太陽光反射機構２１、蓄電部３、キャビン空調部４に連結しており、各部を監視制御する。監視制御機構２２の監視対象として例えば、太陽電池２０の発電電力、太陽光反射機構２１の反射面の方位・傾斜角、蓄電部３の蓄電池残量、キャビン空調部４の消費電力が挙げられる。太陽光反射機構は監視制御機構からの信号に応じて太陽光反射面の方位や傾斜角度等の駆動制御機能を備えることで太陽電池への太陽光集光制御を可能にする。駆動制御の例として、図４に示すように太陽光反射機構２１の太陽光反射面傾斜角度と太陽電池２０の発電電力に基づき監視制御機構が最大電力となる反射面傾斜角度に調整するものが挙げられる。このように風圧による帆形状の変化、船舶の進行方向の変化、太陽高度の変化に応じて太陽電池２０に太陽光を効率的に集光することができる。
【００２２】
監視制御については、図示していないがセンサーや映像情報等を組み合わせて監視制御してもよい。緯度経度情報、方位情報、帆（太陽電池２０）の３次元位置情報、照度情報、風向・風速情報、西暦日時情報、船体の映像情報等に基づき発電部により多くの太陽光を集光するよう太陽光反射機構を制御するものでもよい。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号で得た位置情報、西暦日時情報、方位磁石に基づいた船舶進行方向から太陽と帆（太陽電池）と太陽光反射機構の位置関係を特定し、発電量を最大にする太陽光反射面方位や傾斜角度となるよう制御するものが挙げられる。
【００２３】
また、図５に示すように第１の太陽光反射機構２１ａ、第２の太陽光反射機構２１ｂのように太陽光反射機構を複数配置してもよい。このように複数の太陽光発電機構を配置することで、風圧によって帆（太陽電池２０）の形状が変化しても太陽電池２０全体に太陽光を集光することができる。また、複数の太陽光反射機構のうち、少なくとも一つの太陽光反射機構を自動制御してもよく、全ての太陽光反射機構を自動制御するものでもよい。
【００２４】
また、図６に示すように、第一の太陽光反射機構２１ａ、第二の太陽光反射機構２１ｂおよび第三の太陽光反射機構２１ｃというように帆の両側に配置してもよい。このように帆の両面に太陽光集光する太陽光反射機構を配置することにより帆の両面で太陽光発電を行う場合において、風圧によって帆（太陽電池２０）の形状が変化しても、それぞれの面の形状変化に応じて太陽電池２０全体に太陽光を集光することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、太陽光発電によりキャビン空調を行う小型帆走船舶に利用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１    小型帆走船舶
２    発電部
２０  太陽電池
２１ａ、２２ｂ、２３ｃ  太陽光反射機構
２２  監視制御機構
３    蓄電部
４    キャビン空調部
【図１】
2017056744.tif 000003
【図２】
2017056744.tif 000004
【図３】
2017056744.tif 000005
【図４】
2017056744.tif 000006
【図５】
2017056744.tif 000007
【図６】
2017056744.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月19日(2015.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
レジャー等用途の小型帆走船舶であって、
発電部と、
前記発電部で発電された電気を蓄える蓄電部と、
前記発電部で発電された電気または前記蓄電部に蓄えられた電気によって駆動するキャビン空調部とを備え、
前記発電部が、太陽電池を一部面あるいは全面に設けた帆部で発電することを特徴とする小型帆走船舶。
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月19日(2015.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は以下を提供する。
（１）レジャー等用途の小型帆走船舶であって、発電部と、前記発電部で発電された電気を蓄える蓄電部と、前記発電部で発電された電気または前記蓄電部に蓄えられた電気によって駆動するキャビン空調部とを備え、前記発電部が、太陽電池を一部面あるいは全面に設けた帆部で発電することを特徴とする小型帆走船舶。（２）前記発電部が太陽光を集光する太陽光反射機構を備えたことを特徴とする小型帆走船舶。（３）前記発電部が、前記蓄電部、前記キャビン空調部と連結した監視制御機構を備えたことを特徴とする小型帆走船舶。