JP2021141693A - ポール型太陽光発電機、該ポール型太陽光発電機を備えた照明装置、及び該ポール型太陽光発電機を備えた監視情報通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 太陽電池モジュールの必要数を抑えつつ、高い効率で発電することができ、照明装置や監視情報通信装置等にも利用可能なポール型太陽光発電機を提供する【解決手段】 ポール型太陽光発電機2は、太陽電池モジュールとして太陽光発電シート体5を有し、略垂直に立設した状態で太陽光発電シート体5を用いた太陽光による発電が可能なポール型太陽光発電機2であって、ポール本体4と、ポール本体4の外周面側に、ポール本体4に対して回動可能に設けられた略円筒形状の筒体3と、筒体3の外周面側の少なくとも一部に設けられた太陽光発電シート体5と、この太陽光発電シート体5により発電された電力を蓄電するバッテリ6とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、略垂直に立設した状態で太陽光による発電が可能なポール型太陽光発電装置に関する。
従来、ポール本体の周壁に太陽電池モジュールが略垂直状に取り付けられ、散乱光および直射光のうち少なくとも散乱光による日射を利用して発電する機能を有する太陽電池付きポールが知られている(特許文献1参照)。
このような太陽電池付きポールは、設置面積が少なくてすむため設置場所が限定されず、また、景観上においても優れるものとなっている。しかし、周壁の略全周面に多くの太陽電池モジュールを設けるものであるため、全体として高価なものとなってしまっていた。加えて、多くの太陽電池モジュールを備えていることで、メンテナンスに多くの手間や時間を要し、また、太陽電池モジュールが故障するリスクも高いものとなっていた。
そこで、本発明が前述の状況に鑑み解決しようとするところは、太陽電池モジュールの必要数を抑えつつ、高い効率で発電することができるポール型等の立設式の太陽光発電機を提供することにある。
本発明に係るポール型太陽光発電機は、太陽電池モジュールを有し、略垂直に立設した状態で該太陽電池モジュールを用いた太陽光による発電が可能なポール型太陽光発電機であって、ポール本体と、該ポール本体の外周面側に、該ポール本体に対して回動可能に設けられた略円筒形状の筒体と、該筒体の外周面側の少なくとも一部に設けられた前記太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールにより発電された電力を蓄電するバッテリとを備えてなるものである。
また、前記ポール本体の外周面に円柱形状の案内面を有するとともに、前記筒体の内面に、前記案内面によって回動案内される被案内面を有しなるものとしてもよい。
さらに、前記筒体を前記ポール本体に対して回動不能に固定することができる固定手段を更に備えてなるものとしてもよい。
さらにまた、前記固定手段は、前記筒体と前記ポール本体とを離間した状態で固定するものであると好ましい。
また、前記太陽電池モジュールは、可撓性を有する太陽光発電シート体を前記筒体の外周面側に巻き付けてなるとより好ましい。
さらに、前記筒体が前記ポール本体に対し、前記案内面と前記被案内面とが係合した状態で、上下方向にスライド移動可能としてなるものであってもよい。
さらにまた、上述の太陽光発電機に、外方に向けて光を放つ発光部を更に設けてなる照明装置とすることもできる。
また、上述の太陽光発電機に、設置場所の環境情報を取得するセンサ及び/又はカメラと、少なくともセンサ及び/又はカメラにより得られた情報を外部の通信手段に発信する通信機とを更に設けてなる監視情報通信装置とすることもできる。
上述のように構成されたポール型太陽光発電機によれば、設置後に太陽光発電機を太陽光が当たる向きに回転させることができるため、ポールの全周に亘って太陽発電モジュールの発電領域を設ける必要がなく、太陽発電モジュールの必要量を抑えつつ、高い効率で発電することができる。
また、ポール本体の外周面に円柱形状の案内面を有するとともに、筒体の内面に、案内面によって回動案内される被案内面を有しなるものによれば、簡易な構成でスムーズな回動を可能とすることができる。
さらに、筒体をポール本体に対して回動不能に固定することができる固定手段を更に備えてなる構成によれば、使用状態において筒体をポール本体に対して回動不能としておくことで、より安定した状態で使用することができる。
さらにまた、固定手段は、筒体とポール本体とを離間した状態で固定する構成によれば、筒体とポール本体との間に隙間を設けることができ、この隙間によって通気性を確保して湿気が溜まりにくくしたり、太陽電池モジュールの温度上昇を抑えたりすることができる。
また、太陽電池モジュールは、可撓性を有する太陽光発電シート体を筒体の外周面側に巻き付けてなる構成によれば、より簡易な構成となり、製造コストやメンテナンスのコストを低廉化することができる。
さらに、筒体がポール本体に対し、案内面と被案内面とが係合した状態で、上下方向にスライド移動可能としてなる構成によれば、場所や時間に合わせて太陽電池モジュールの高さを調整することができ、発電効率をより高くすることが可能となる。
さらにまた、上述のポール型太陽光発電機に、外方に向けて光を放つ発光部を更に設けてなる照明装置によれば、電気供給がない場所にも発電効率の高い太陽光発電機によって容易に照明を設置することができる。
また、上述のポール型太陽光発電機に、設置場所の環境情報を取得するセンサ及び/又はカメラと、少なくともセンサ及び/又はカメラにより得られた情報を外部の通信手段に発信する通信機とを更に設けてなる監視情報通信装置によれば、電気供給がない場所にも発電効率の高い太陽光発電機によって容易に監視情報通信装置を設置することができる。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。図1乃至図5に、本発明の第一実施形態としての照明付き監視情報通信装置1の構成を示す。
図1乃至図5に示すように、本発明の第一実施形態に係る照明付き監視情報通信装置1は、ポール型太陽光発電機2の上部に、発光部としてライト9が設けられ、更に、環境情報を取得するセンサ18と、少なくともセンサ18により得られた情報を外部の通信手段に発信する通信機19とカメラ20が設けられたものである。また、ポール型太陽光発電機2は、太陽電池モジュールとして太陽光発電シート体5を有し、略垂直に立設した状態で太陽光発電シート体5を用いた太陽光による発電が可能なポール型太陽光発電機2であって、ポール本体4と、ポール本体4の外周面側に、ポール本体4に対して回動可能に設けられた略円筒形状の筒体3と、筒体3の外周面側の少なくとも一部に設けられた太陽光発電シート体5と、この太陽光発電シート体5により発電された電力を蓄電するバッテリ6とを備えてなるものである。
ここで、ポール型太陽光発電機2は、太陽光発電機能を有するポール型のものであるが、ポール型とは、例えば、図示するような略垂直に立設された一本の円柱状のものを含み、また、四角柱等の多角柱状・楕円柱状のもの、一本ではなく二本以上が連結されたもの、地形や用途に合わせて若干の立設角度が調整されたもの、及び、折畳みや伸縮、地中への収納可能なもの等、少なくとも一部分を立てて設けるものを広く含むものとする。また、太陽電池モジュールとは、太陽光等の光エネルギーを電気エネルギーに変換する全てのものをいい、一例として可撓性があるものとして図示しているが、これに限らず、円柱形状に形成された板状のパネル等であってもよいし、また他の構成のものを採用してもよい。
ポール型太陽光発電機2は、筒体3と、この筒体3を所定高さで回動可能に保持するポール本体4とを主な構成部材とし、筒体3に太陽光発電シート体5の一部に巻き付けられ、この太陽光発電シート体5によって発電された電力が筒体3の内部に設けられたバッテリ6に蓄電され、又は電子機器等に使用されるものとなっている。
筒体3は、細長く円筒状に形成されたものであって、内部にポール本体4が挿通され、ポール本体4によって、所定の高さで回動可能に保持されている。また、筒体3の外周面側には太陽電池モジュールとして可撓性を有する太陽光発電シート体5が設けられている。この筒体3は、その上端部と下端部が、ポール本体4の外周面に形成された案内面7に、ポール本体4に対して軸心回りで回動可能且つ上下スライド可能に係合するものとなっており、これらが固定手段である固定用螺子10によって、回動不能且つ上下スライド不能に固定されていることで、通常の使用中においては、ポール本体4に対して筒体3が安定した状態で固定されている。
筒体3の回動を案内するポール本体4の案内面7は、上端部では、縮径されたポール本体4の上部4aの外周面が、下端部では、筒体3の内周面よりも若干幅狭に形成されたポール本体4の下部4bの外周面が夫々案内面として機能するものとなっている。これらの案内面7,7に対し、筒体3の被案内面8は、上端部では、筒体3の内部に、内側に被案内面8が形成された円盤状の上案内金具21が固定されて形成され、下端部では、筒体3の内面が被案内面8として機能するものとなっている。これらの案内面7,7と被案内面8,8の係合によって、筒体3がポール本体4に対して回動可能となっている。また、これらの係合は、筒体3を上方にスライド移動させても維持されるものであり、筒体3の固定位置を若干上方に移動させても、筒体3はポール本体4に対して回動可能のままとなっている。
ここで、筒体3はポール本体4に対して回動可能且つ上下スライド可能となっているが、ポール本体4には、リング状のストッパー17が設けられており、このストッパー17がポール本体4の下端部に当接することで、この位置よりも筒体3が下がらないものとなっている。このストッパー17はポール本体4に固定されているものであるが、これを高さ調整可能なものとしておくことで、ポール本体4に対する筒体3の相対高さ位置を調整できるものとしてもよい。このような構成によれば、設置場所に合わせて太陽光発電シート体5の高さも調整することができ、発電効率がより高くなるように調整することも可能となる。
ポール本体4は、接地することで全体を支持する接地部12と、内部に収納空間13とが設けられている。また、収納空間13には、電子機器等の出し入れ用及びメンテナンス用の蓋付き窓14が設けられている。このポール本体4は接地部12や収納空間13が一体的な部材によって構成されているが、ポール本体4は、このような構成に限らず、複数の部品から構成されるものであってもよいし、伸縮可能や変形可能なものとして構成されてものであってもよい。
ポール本体4の上端部には、ライト9等の機器を取り付けるための取付部15が設けられ、ライト9がこの取付部15に固定されることで、全体として照明として使用できるものとなっている。また、取付部15には、センサ18、通信機19、カメラ20が取り付けられており、センサ18やカメラ20によって得られた設置場所の環境情報等を通信機19によって、外部の通信手段に対して発信できるものとなっている。このような構成によれば、農業用サーバーや工業用サーバー、災害監視装置等に広く活用することが可能である。さらに、上記のようなセンサ18や通信機19、カメラ20に限らず、設置場所や目的に合わせた電子機器等を追加することで、電気供給がない場所であっても必要とされる監視・管理設備を容易に設置することができるものとなる。
また、このポール本体4の下部4bは、上部4aよりも幅広に形成され、この下部4bの内部には、収納空間13が形成されている。この収納空間13は、ポール本体4の全長における約3分の1の範囲を占めるものとなっている。ここで、この下部4bの上端部には筒体3の下端部が位置するため、上部4aと下部4bとの境目である縮径部が外観に表れず、全体としてスマートで美しく見えるとともに、応力が集中するこの縮径部を補強することで、全体の強度を高くし耐久性のあるものとなっている。更に、本実施形態では、筒体3とポール本体4との外径を略同一寸法とすることで全体がよりスマートなものとして構成されている。
太陽光発電シート体5は、筒体3の外周面に巻き付けられるようにして取り付けられている。この太陽光発電シート体5は、筒体3の上下方向の大部分において、周方向の約4分の3程度の領域に巻き付けられている。このため、周方向において少なくとも一部分は太陽光発電シート体5が設けられておらず、この領域では発電することができないが、設置後等に、筒体3を回転させることで太陽光発電シート体5の向きの調整が可能であり、このような発電することができない領域があっても容易に発電効率を高いものとすることができる構成となっている。また、太陽光発電シート体5の周方向における両端部は、太陽光発電シート体5の上下方向の長さ寸法と略同じ長さ寸法を有する帯形状の固定具16によって、筒体3に固定されている。この固定具16は、透光性を有しないものであるため、この固定具16によって覆われている範囲の太陽光発電シート体5には太陽光が届かないものとなっているが、本実施形態では、太陽光発電シート体5の端部に設けられた発電しない余白部分が、固定具16によって保持されているため、太陽光発電シート体5の発電領域においては問題なく発電できるものとなっている。一方、固定具16が太陽光発電シート体5の発電領域を覆うような構成とする場合は、この固定具16を、透光性を有するものとすることで同様の効果を得ることもできる。このような透光性を有する固定具16でよれば、太陽光発電シート体5全体を覆うように構成されたものも採用することができ、さらに、熱収縮する素材によって構成された筒状の固定具16とすれば、太陽光発電シート体5が巻き付けられた筒体3全体に被せ、熱処理を行なうことで、固定具16を収縮させて、太陽光発電シート体5を筒体3に固定することもできる。
太陽光発電シート体5により発電された電力は、ポール本体4の内部に収容されたバッテリ6に電気コードを通じて蓄電される。バッテリ6は、ポール本体4の内部に固定されている。このため、照明付き監視情報通信装置1を設置した後に、筒体3をポール本体4に対して回動させても、バッテリ6は回動せず、安定した状態で保持され続けるものとなっている。また、バッテリ6は、ポール本体4の下部4bに設けられているため、比較的重量の大きいバッテリ6が照明付き監視情報通信装置1の下端部に配置されることとなり、全体として重量バランスが良くなるように構成されている。
筒体3の上端部は、ポール本体4に回動可能に設けられた上カバー11によって覆われている。この上カバー11によって、ポール本体4と筒体3との間に雨が入り込み難いものとなっている。ここで、上カバー11のポール本体4への取付部分において、上カバー11とポール本体4との間には、通気できる程度の若干の隙間が形成されており、この隙間によって、空気が上方に抜け出ることで、太陽光発電シート体5の温度が高くなり過ぎないように構成されている。なお、設置後の照明付き監視情報通信装置1においては、上カバー11は螺子によってポール本体4に回転不能及び上下スライド不能に固定されている。
照明付き監視情報通信装置1の設置方法としては、例えば。まず、ポール本体4の接地部12や窓14の向きを、設置場所の状況に合わせて、照明付き監視情報通信装置1の向きを設定して立設し、接地部12を地面に固定する。次に、筒体3をポール本体4に対して回転させて、太陽光発電シート体5の向きを発電効率が高くなるように調整したうえで、上下夫々の固定用螺子10を締めて、筒体3をポール本体4に回転不能且つ上下スライド不能に固定する。その後、必要に応じてライト9等の機器の角度や向きを調整することで照明付き監視情報通信装置1の基本的な設置が完了する。つまり、照明付き監視情報通信装置1は、ポール本体4に対して筒体3が回転可能となっているため、接地部12の形状や設置場所等の環境に合わせて、設置した後に、太陽光発電シート体5の向きを調整することができるため、設置作業が容易に行なえるものとなっている。ここで、接地部12の形状や設置場所などの環境に合わせることに限らず、ライト9や通信機19等の電子機器の向きに合わせて、又は隣接する他の機器の向き等に合わせて、照明付き監視情報通信装置1を立設して行なう等、他の基準に合わせて設置作業を行なうものとしてもよい。
次に、図6乃至図9に沿って、本発明の第二実施形態に係るポール型太陽光発電機2Aを備えた照明付き監視情報通信装置1Aの構成を説明する。
この照明付き監視情報通信装置1Aは、ポール本体4の下部4bよりも幅広に形成された筒体3を有するものとなっている。この幅広の筒体3に二枚の太陽光発電シート体5,5が巻き付けられるように取り付けられているため、第一実施形態の照明付き監視情報通信装置1よりも発電量を大きくすることができるものとなっている。筒体3Aの下端部には、下案内金具22が設けられており、この内面が、案内面7として機能するポール本体4の外周に沿う形状として被案内面8が形成されていることで、筒体3Aがポール本体4に対してスムーズに回動することができるものとなっている。第二実施形態に係るポール型太陽光発電機2Aを備えた照明付き監視情報通信装置1Aの他の構成は、第一実施形態の構成と略同じであり、これらの構成については同一の符号を付して説明を省略する。
なお、各構成部品については、その素材や一体として構成されているものであるか否か等を含めて、何ら制限されるものはなく、広く採用することができるが、金属を用いることで強度を高いものとしてもよいし、合成樹脂を用いることで軽量化を図ったものとしてもよく、他の素材のものや、複数の素材を組み合わせたものであってもよい。
1,1A 照明付き監視情報通信装置
2,2A ポール型太陽光発電機
3,3A 筒体
4 ポール本体
4a ポール本体の上部
4b ポール本体の下部
5 太陽光発電シート体
6 バッテリ
7 案内面
8 被案内面
9 ライト
10 固定用螺子
11 上カバー
12 接地部
13 収納空間
14 蓋付き窓
15 取付部
16 固定具
17 ストッパー
18 センサ
19 通信機
20 カメラ
21 上案内金具
22 下案内金具
2,2A ポール型太陽光発電機
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19 通信機
20 カメラ
21 上案内金具
22 下案内金具
Claims (8)
- 太陽電池モジュールを有し、略垂直に立設した状態で該太陽電池モジュールを用いた太陽光による発電が可能なポール型太陽光発電機であって、
ポール本体と、
該ポール本体の外周面側に、該ポール本体に対して回動可能に設けられた略円筒形状の筒体と、
該筒体の外周面側の少なくとも一部に設けられた前記太陽電池モジュールと、
該太陽電池モジュールにより発電された電力を蓄電するバッテリとを備えてなることを特徴とするポール型太陽光発電機。 - 前記ポール本体の外周面に円柱形状の案内面を有するとともに、
前記筒体の内面に、前記案内面によって回動案内される被案内面を有してなる請求項1記載のポール型太陽光発電機。 - 前記筒体を前記ポール本体に対して回動不能に固定することができる固定手段を更に備えてなる請求項1又は2記載のポール型太陽光発電機。
- 前記固定手段は、前記筒体と前記ポール本体とを離間した状態で固定するものである請求項3記載のポール型太陽光発電機。
- 前記太陽電池モジュールは、可撓性を有する太陽光発電シート体を前記筒体の外周面側に巻き付けてなる請求項1乃至4の何れか1項に記載のポール型太陽光発電機。
- 前記筒体が前記ポール本体に対し、前記案内面と前記被案内面とが係合した状態で、上下方向にスライド移動可能としてなる請求項2乃至5の何れか1項に記載のポール型太陽光発電装置。
- 請求項1乃至6の何れか1項に記載のポール型太陽光発電機に、外方に向けて光を放つ発光部を更に設けてなる照明装置。
- 請求項1乃至7の何れか1項に記載のポール型太陽光発電機に、設置場所の環境情報を取得するセンサ及び/又はカメラと、少なくとも該センサ及び/又はカメラにより得られた情報を外部の通信手段に発信する通信機とを更に設けてなる監視情報通信装置。
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JP2020037074A JP2021141693A (ja) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | ポール型太陽光発電機、該ポール型太陽光発電機を備えた照明装置、及び該ポール型太陽光発電機を備えた監視情報通信装置 |
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