米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 発電 -> 日新電機株式会社

発明の名称 家庭用簡易型太陽光発電システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−19193
公開日 平成8年(1996)1月19日
出願番号 特願平6−145229
出願日 平成6年(1994)6月28日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】江原 省吾 (外2名)
発明者 松村 浩 / 松川 満
要約 目的
太陽光発電システムを一般家庭に広く普及促進させ簡単かつ安価に設置して太陽光発電を有効利用することにある。

構成
前記カーポート1の屋根部3に敷設され、多数の太陽電池セルを相互に接続して並置した太陽電池モジュール5と、太陽電池モジュール5に接続され、その太陽電池モジュール5からの直流発電電力を交流変換して家庭内負荷に供給する家庭用パワーコンディショナ8と、パワーコンディショナ8からの交流電力を直流電力に再変換してガソリン自動車又は電気自動車14のバッテリー15に電力貯蔵し、又は、前記電力貯蔵された電力を交流変換して家庭内負荷に電力供給するバッテリー充電器9とからなり、前記パワーコンディショナ8及びバッテリー充電器9から延びるコード11先端の接続プラグ12により配電系統と連系可能とした。
特許請求の範囲
【請求項1】 居住空間を形成する一般住宅用家屋に付随して設置され、非居住空間を形成する構築物の屋根部に敷設された太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールからの直流発電電力を交流変換して家庭内負荷に供給する家庭用パワーコンディショナと、家庭用パワーコンディショナからの交流電力を直流電力に再変換して被充電対象物に電力貯蔵し、又は、前記電力貯蔵した電力を交流変換して家庭内負荷に電力供給するバッテリー充電器とからなり、接続器により配電系統と連系可能としたことを特徴とする家庭用簡易型太陽光発電システム。
【請求項2】 前記太陽電池モジュールの設置角度及び方位に応じて太陽電池セルに対する日射量を補正する光補正板を太陽電池モジュール表面に被着したことを特徴とする請求項1記載の家庭用簡易型太陽光発電システム。
【請求項3】 前記家庭用パワーコンディショナとバッテリー充電器とを一体化したことを特徴とする請求項1又は2記載の家庭用簡易型太陽光発電システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、居住空間を形成する一般住宅用家屋に付随して設置され、非居住空間を形成するカーポート等の構築物に取り付けられる家庭用簡易型太陽光発電システムに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、太陽光発電システムを一般家庭に設置する場合、多数の太陽電池セルからなる太陽電池モジュールを一般住宅用家屋の屋根上に敷設するか、或いは、その一般住宅用家屋の屋根そのものを太陽電池モジュールとするのが一般的である。このようにして一般住宅用家屋に設置された太陽電池モジュールを接続した家庭用パワーコンディショナを配電系統と連系させることにより、家庭内負荷に前記太陽電池モジュール又は配電系統でもって電力供給するようにしている。
【0003】尚、前記太陽電池モジュールは、通常、一般住宅用家屋の南向きの屋根に設置することにより、その発電効率を最大限に維持できるようにしている。また、太陽電池セルは、そのセル温度上昇に伴い発電効率が低下する特性を有するため、上述したように屋根上に設置した場合、その太陽電池セルの下部に空気対流層を設ける等の手段により太陽電池セルを冷却し、その発電効率の低下を抑制するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したように太陽光発電システムを一般家庭に設置する場合、太陽電池モジュールを一般住宅用家屋の屋根に組み付けようとすると、法律上、建築基準に基づく制約を受けるため、太陽光発電システムの一般家庭への普及促進を望むことが難しい。
【0005】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、太陽光発電システムを一般家庭に広く普及促進させ簡単かつ安価に設置して太陽光発電を有効利用し得るようにした家庭用簡易型太陽光発電システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための技術的手段として、本発明は、居住空間を形成する一般住宅用家屋に付随して設置され、非居住空間を形成する構築物の屋根部に敷設された太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールからの直流発電電力を交流変換して家庭内負荷に供給する家庭用パワーコンディショナと、家庭用パワーコンディショナからの交流電力を直流電力に再変換して被充電対象物に電力貯蔵し、又は、前記電力貯蔵した電力を交流変換して家庭内負荷に電力供給するバッテリー充電器とからなり、接続器により配電系統と連系可能としたことを特徴とする。
【0007】また、前記太陽電池モジュールの設置角度及び方位に応じて太陽電池セルに対する日射量を補正する光補正板を太陽電池モジュール表面に装着することが望ましく、更に、前記家庭用パワーコンディショナとバッテリー充電器とを一体化することが可能である。
【0008】
【作用】本発明では、太陽電池モジュールを一般住宅用家屋に付随して設置された構築物の屋根部に敷設したから、法律上、建築基準に基づく制約を受けることなく、一般家庭人が簡単に前記太陽電池モジュールを設置することができる。また、家庭用パワーコンディショナからの交流電力をバッテリー充電器により直流変換するようにしたので、前記太陽電池モジュールの発電電力を被充電対象物へ電力貯蔵することができると共に、その電力貯蔵された電力を前記バッテリー充電器により交流変換して家庭内負荷に電力供給することも可能となる。
【0009】また、前記太陽電池モジュールの設置角度及び方位に応じてその表面に光補正板を被着すれば、太陽電池モジュールの設置角度及び方位による発電効率の低下を補うことができる。更に、家庭用パワーコンディショナとバッテリー充電器とを一体化すれば、システムのコンパクト化が図れる。
【0010】
【実施例】本発明に係る家庭用簡易型太陽光発電システムの実施例を図1乃至図3に示して説明する。
【0011】図1及び図2に示す実施例は、居住空間を形成する一般住宅用家屋に付随して設置され、非居住空間を形成する構築物、例えばカーポート1に設置した家庭用簡易型太陽光発電システム2を示す。尚、本発明の太陽光発電システム2は、前記カーポート1以外にも、家庭用物置などのように一般住宅用家屋に付随して設置される他の構築物にも適用可能である。
【0012】この太陽光発電システム2は、前記カーポート1の屋根部3に敷設され、多数の太陽電池セル4を相互に接続して並置した太陽電池モジュール5と、太陽電池モジュール5に接続され、その太陽電池モジュール5からの直流発電電力を交流変換して家庭内負荷6に供給する家庭用パワーコンディショナ8〔以下、単にパワーコンディショナと称す〕と、パワーコンディショナ8からの交流電力を直流電力に再変換して被充電対象物である後述のガソリン自動車又は電気自動車14のバッテリー15やその他の家庭用各種電気機器に電力貯蔵し、又は、その電力貯蔵した電力を交流変換して家庭内負荷6に電力供給するバッテリー充電器9とからなり、接続器である後述の接続プラグ12により配電系統7と連系可能とした。尚、図中、10は配電系統7との間に設けられた系統連系スイッチで、配電系統7の停電時などにパワーコンディショナ8からの解列信号に基づいて開放される。
【0013】前記パワーコンディショナ8は、系統連系時に電流制御モードで動作し、系統停電時などの自立運転時に電圧制御モードで動作するように切り替え可能な機能を有し、「分散型系統連系技術指針(ガイドライン)」に対応して一般的に市販されている3kW程度の小型のものである。また、前記バッテリー充電器9は、交流電力を直流変換可能なだけでなく、一定の電圧及び周波数で直流電力を交流変換可能な双方向コンバータである。
【0014】これらパワーコンディショナ8とバッテリー充電器9は、カーポート1の屋根部3にそれぞれ取り付けられ、パワーコンディショナ8及びバッテリー充電器9の両方から延びるコード11の先端に接続プラグ12が設けられ、その接続プラグ12を家庭用接続コンセントに接続することにより、配電系統7と連系させるようにしている。一方、前記バッテリー充電器9から別に延びるケーブル13は、ガソリン自動車又は電気自動車14のバッテリー15に接続可能とする。尚、このケーブル13は、前記ガソリン自動車又は電気自動車14以外の、例えば、通常のバッテリーからなる非常用電源などのような他の家庭用各種電気機器にも接続可能である。
【0015】ところで、前記カーポート1の屋根部3に敷設された太陽電池モジュール5が南向きに設置されている場合には問題ないが、その太陽電池モジュール5が南向き以外の東向きや西向きに設置されている場合には、太陽電池セル4への日射量が南向きの場合よりも低下する。
【0016】そこで、前記太陽電池モジュール5の設置角度及び方位に応じて太陽電池セル4に対する日射量を補正する光補正板16を太陽電池モジュール5表面に被着する。この光補正板16は、図3に示すようにその表面に断面鋸歯状又は山形状の補正面17を形成したアクリル樹脂製のもので、太陽電池モジュール5の設置角度及び方位に応じて前記補正面17の傾斜角度及び光補正板16の屈折率を最適値に設定する。例えば、太陽南中時の入射光が太陽電池セル4に垂直に入射するように前記補正面17の傾斜角度及び光補正板16の屈折率を設定すればよい。従って、太陽電池モジュール5の設置角度及び方位によって異なる補正面17を持つ光補正板16を被着することになる。尚、この光補正板16は、上述した補正面17を形成することにより、表面での光の反射を低減させると共に入射した光を閉じ込める機能も発揮する。
【0017】尚、図3中、18は太陽電池セル4を保護するためのシリコン樹脂製の保護層、19は各太陽電池セル4を電気的に接続するための銅箔などの接続層、20は各太陽電池セル4を取り付けたポリフッ化ビニル等のベースフィルムである。
【0018】本発明の太陽光発電システム2では、通常時、系統連系スイッチ10が閉成状態にあって配電系統7と連系した状態にあり、カーポート1の屋根部3に敷設された太陽電池モジュール5からの直流発電電力を、電流制御モードで動作するパワーコンディショナ8で交流変換した上で家庭内負荷6に電力供給する。
【0019】一方、パワーコンディショナ8の出力はケーブル11と接続プラグ12によって配電系統7と連系されており、更に、バッテリー充電器9とケーブル13を介してガソリン自動車又は電気自動車14のバッテリー15と接続されているので、太陽電池モジュール5の発電量が多いときはパワーコンディショナ8から出力される余剰電力を、また深夜の軽負荷時には配電系統7からの電力を直流電力に再変換して前記バッテリー15に電力貯蔵する。尚、前記ガソリン自動車や電気自動車14のバッテリー15以外に、バッテリー充電器9のケーブル13に通常のバッテリーからなる非常用電源などの家庭用各種電気機器をつなぎ変えれば、その家庭用各種電気機器への電力貯蔵が可能である。
【0020】他方、災害などにより配電系統7が長期間停電した場合、系統連系スイッチ10を開放し、系統連系時に電流制御モードで動作していたパワーコンディショナ8の制御モードを切り替えてそのパワーコンディショナ8を電圧制御モードで自立運転させる。この電圧制御モードで動作するパワーコンディショナ8により、太陽電池モジュール5からの直流電力を交流変換して家庭内負荷6に供給すると共に、その交流電力をバッテリー充電器9で直流電力に再変換し、必要に応じてケーブル13を介してガソリン自動車又は電気自動車14のバッテリー15に電力貯蔵したり、或いは他の家庭用各種電気機器へ電力貯蔵する。
【0021】尚、前記太陽電池モジュール5での発電電力が少ない時又は夜間の重負荷時では、太陽電池モジュール5から家庭内負荷6への電力供給が困難であるため、前述したように電力貯蔵された電力をバッテリー充電器9により一定電圧及び周波数でもって交流変換し、家庭用負荷6に電力供給することも可能である。
【0022】ここで、太陽電池セル4は、そのセル温度上昇に伴い発電効率が低下する特性を有し、一般住宅用家屋の屋根上に設置した場合にはその太陽電池セル4の下部に空気対流層を設ける等、太陽電池セル4を冷却する手段を施す必要があったが、上記実施例のようにカーポート1の屋根部3上に太陽電池セル4を設置した場合には、その下部に自由空間が存在するため、前記空気対流層などの太陽電池セル4の冷却手段を設ける必要はない。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、太陽電池モジュールを一般住宅用家屋に付随して設置された構築物の屋根部に敷設したから、法律上、建築基準に基づく制約を受けることなく、一般家庭人が簡単に前記太陽電池モジュールを設置することができる。また、パワーコンディショナからの交流電力をバッテリー充電器により直流電力に再変換して被充電対象物へ電力貯蔵することができると共に、その電力貯蔵した電力を前記バッテリー充電器により交流変換して家庭内負荷に電力供給することも可能となる。このように太陽光発電システムを一般家庭に広く普及促進させ簡単かつ安価に設置して太陽光発電の有効利用が容易に実現できる。
【0024】また、前記太陽電池モジュールの設置角度及び方位に応じてその表面に光補正板を被着すれば、太陽電池モジュールの設置角度及び方位の差による発電効率の低下を抑制することができる。更に、パワーコンディショナとバッテリー充電器とを一体化すれば、システムのコンパクト化が図れる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013