JP3547669B2 - Solar cell equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池によって発生した電気エネルギーを電気二重層コンデンサに蓄積し、これを負荷に供給して駆動するように構成された太陽電池装置に係り、特に直列に接続された複数個の電気二重層コンデンサに充電する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の太陽電池装置として、例えば、図３に示すようなものが挙げられる。
この装置は、直列に接続された２個の太陽電池１００ａ，１００ｂが、電気エネルギーの逆流を防止するための逆流防止ダイオード１０１を介して、直列接続された２個の電気二重層コンデンサ１０２ａ，１０２ｂに対して接続されている。また、これらの電気二重層コンデンサ１０２ａ，１０２ｂは、負荷への電気エネルギーの供給を制御する制御回路１０３を介して発光ダイオードＬに接続されている。
【０００３】
ところで、上述した電気二重層コンデンサ１０２ａ，１０２ｂは、各々の最大定格電圧が発光ダイオードＬに合わせて決められているのが一般的である。つまり、発光ダイオードＬに必要な電圧が供給電圧ＶＬ であったとすると、電気二重層コンデンサ１０２ａ，１０２ｂの個々の最大定格電圧Ｖｍａｘ は供給電圧ＶＬ の約１／２に設定される。
【０００４】
また、直列に接続された太陽電池１００ａ，１００ｂは、効率的に充電可能なように、２個の太陽電池１００ａ，１００ｂによる発生電圧ＶＳ１が最大定格電圧Ｖｍａｘ の約２倍に設定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、同一定格の電気二重層コンデンサ１０２ａ，１０２ｂであってもそれらの内部インピーダンスや静電容量は微妙に異なるのが一般的である。これに起因して、直列に接続していても、各々の電気二重層コンデンサ１０２ａ，１０２ｂには半分ずつの同じ電圧が印加されず、つまり、均等に分圧されずにそれぞれに異なる電圧が印加されることになる。
【０００６】
すると直列接続された電気二重層コンデンサのいずれか一方には最大定格電圧Ｖｍａｘ を越える電圧が印加されることになる。このような過電圧が加わると、電気二重層コンデンサには静電容量の極端な低下やインピーダンスの急激な上昇といった劣化が生じ、その結果、太陽電池装置が正常に動作しなくなるという問題がある。
【０００７】
なお、図４及び図５は、静電容量が３０Ｆで最大定格電圧Ｖｍａｘ が２．３Ｖである電気二重層コンデンサの信頼性試験結果の一例を示すグラフである。図４は静電容量の経時変化を示したグラフであり、図５はインピーダンスの経時変化を示すグラフである。
【０００８】
これらのグラフから明らかなように、静電容量については最大定格電圧Ｖｍａｘ を越える電圧が印加されると急激に低下し、インピーダンスについては最大定格電圧Ｖｍａｘ 以上の電圧が印加されると急激に上昇することが判る。これらの信頼性に係るグラフから、電気二重層コンデンサへの過電圧を防止することが如何に重要かが伺える。
【０００９】
また、上述した電気二重層コンデンサ１０２ａ，１０２ｂの最大定格電圧Ｖｍａｘ が発光ダイオードＬの所要の供給電圧ＶＬ に合わせて設定されていない場合もあるが、この場合には、電気二重層コンデンサ１０２ａ，１０２ｂの後段に昇圧回路を設けて電圧を発光ダイオードＬの所要の供給電圧ＶＬ に合わせる必要が生じるので、装置が複雑化するとともに高コストとなるといった別異の問題が生じる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、回路構成を工夫して電気二重層コンデンサへの過電圧を防止することにより、低コストかつ簡易な回路構成で、しかも信頼性に優れた太陽電池装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、複数個の太陽電池から発生した電気エネルギーを、直列接続された複数個の電気二重層コンデンサに蓄積し、この電気エネルギーで負荷を駆動するように構成された太陽電池装置において、前記複数個の太陽電池の各々を、前記複数個の電気二重層コンデンサのそれぞれに個別に接続し、 前記太陽電池と、これに対応する前記電気二重層コンデンサとの間に過電圧保護回路をそれぞれ個別に備え、さらに、この太陽電池装置が配置された周囲の照度に応じて前記負荷の制御を行う発光制御回路を備え、かつ、前記発光制御回路は、前記複数個の太陽電池の各々の発生電圧を検出することにより、正常な太陽電池の発生電圧に基づいて、この太陽電池装置が配置された周囲の照度を検出することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の太陽電池装置において、前記負荷は発光ダイオードであり、前記発光制御回路は、前記照度に応じた前記発光ダイオードの発光制御を行うことを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の発明によれば、複数個の太陽電池の各々が、複数個の電気二重層コンデンサのそれぞれに対して個別に接続されているので、太陽電池により発生した電圧が複数個の電気二重層コンデンサでどのように分圧されるかが問題にならない。そのため各電気二重層コンデンサの内部インピーダンスや静電容量のバラツキに起因して、他の電気二重層コンデンサに加わる電圧が影響を受けることはない。したがって、直列接続の電気二重層コンデンサのそれぞれに過電圧が加わることを防止できる。
【００１５】
なお、上記の複数個の太陽電池の各々は、複数個の太陽電池が並列接続されてなる一つのモジュールで構成されていてもよく、同様に上記の複数個の電気二重層コンデンサの各々も、電気二重層コンデンサが並列接続された一つのモジュールで構成されていてもよい。
【００１６】
また、請求項１に記載の発明によれば、過電圧保護回路を備えることにより、予想外の日照などが生じた場合であっても、太陽電池から電気二重層コンデンサに過電圧が加わることを防止できる。また、発光制御回路は、複数個の太陽電池の各々の発生電圧を検出することにより、正常な太陽電池の発生電圧に基づいて、この太陽電池装置が配置された周囲の照度を検出するので、一方の太陽電池が破損したり、障害物で陰った状態にあったとしても、他方の太陽電池で周囲照度を確実に検出することができ、周囲照度に応じた負荷（請求項２記載の発明の場合は、発光ダイオード）の発光制御を確実に行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、本発明に関連する参考例に係る太陽電池装置の回路図である。
【００１９】
この実施例に係る太陽電池装置は、最大照度で発生電圧ＶＳ を出力する２個の太陽電池１，２を備えているとともに、これらの太陽電池１，２の各々が、直列接続された２個の電気二重層コンデンサ５，６のそれぞれに個別に接続されるように結線されている。
【００２０】
電気二重層コンデンサ５，６は、負荷に相当する発光ダイオードＬの所要の供給電圧である入力定格電圧ＶＬ に応じて、それぞれの最大定格電圧Ｖｍａｘ が約１／２ＶＬ となるものが選定されている。したがって、充電された電気二重層コンデンサ５，６と発光ダイオードＬとの間に昇圧回路などの余分な回路を必要としない。
【００２１】
なお、各太陽電池１，２の最大定格電圧である発生電圧ＶＳ は、対応している電気二重層コンデンサ５，６の最大定格電圧Ｖｍａｘ よりも低く設定されていることが好ましい。
【００２２】
ところで、太陽電池装置は、できるだけ長い時間にわたって最大定格電圧Ｖｍａｘ に近い電圧で充電した方が充電効率が良いので、一日あるいは一年の平均的な日照時間や日照量などを考慮して太陽電池１，２の発生電圧ＶＳ が決定される。したがって、稀であるとはいえ、日照条件が平均的な条件から高日照側にずれた場合には、太陽電池１，２の発生電圧ＶＳ が電気二重層コンデンサ５，６の最大定格電圧Ｖｍａｘ を越える場合がある。このような日照条件が継続するような事態になると過電圧が電気二重層コンデンサ５，６に長時間にわたって加わることになって、電気二重層コンデンサ５，６を劣化させる恐れがある。
【００２３】
しかしながら、上記の実施例のように設定しておくことにより、このような不都合を回避することができる。したがって、過電圧保護回路などの余分な回路を備えることなく電気二重層コンデンサに過電圧が加わることを防止できる。その結果、簡易な構成でありながらも、設置場所の自由度が高い太陽電池装置を実現できる。
【００２４】
また、太陽電池１，２と電気二重層コンデンサ５，６との間には、電気二重層コンデンサ５，６から太陽電池１，２側へ電気エネルギーが逆流することを防止するための逆流防止ダイオード９，１０を備えている。さらに、電気二重層コンデンサ５，６と発光ダイオードＬの間には発光制御回路１３を備える。
【００２５】
この発光制御回路１３は、主として太陽電池１の発生電圧を検出してスイッチング回路１５を開閉制御する。つまり、太陽電池装置が配置された周囲の照度に応じて、電気二重層コンデンサ５，６から発光ダイオードＬへの電気エネルギーの供給を制御する。
【００２６】
具体的には、日中にスイッチング回路１５を開放し、夜間などにスイッチング回路１５の開閉を所定間隔で繰り返して発光ダイオードＬを間欠的に発光させる。したがって、日中など周囲照度が大きい場合には電気二重層コンデンサ５，６に電気エネルギーを蓄積し、夜間など周囲照度が小さい場合には蓄積した電気エネルギーを発光ダイオードＬに対して供給するようになっている。
【００２７】
なお、上記の太陽電池１，２による総発電量は、曇天や雨天が続いて日中における日射量が少ない場合を想定し、そのような場合であっても発光ダイオードＬが当日中に消費する電力を電気二重層コンデンサ５，６に充電できるように設定しておくことが好ましい。また、電気二重層コンデンサ５，６の蓄電容量は、発光ダイオードＬの１日の消費電力を蓄電できる容量に設定しておくことが好ましい。
【００２８】
このように設定しておくと、電気二重層コンデンサ５，６は、蓄電容量の余裕が従来の蓄電池を使用した場合に比べ１／５〜１／３０となり、その寸法が従来の蓄電池と比べると大幅に小型軽量なものとすることができる。
【００２９】
このように２個の太陽電池１，２の各々が２個の電気二重層コンデンサ５，６のそれぞれに個別に接続される回路構成を採用したので、一方の電気二重層コンデンサ５（６）の内部インピーダンスや静電容量が他方の電気二重層コンデンサ６（５）と異なっていても、それが他の電気二重層コンデンサに加わる電圧に対して直接的に大きな影響を与えることがない。
【００３０】
したがって、発光ダイオードＬの入力定格電圧ＶＬ に合わせて直列接続された２個の電気二重層コンデンサ５，６のそれぞれに過電圧が加わることを防止できる。その結果、電気二重層コンデンサ５，６の劣化が防止でき、太陽電池装置を長期間にわたって安定して動作させることができる。つまり高い信頼性を得ることができる。
【００３１】
さらに、電気二重層コンデンサ５，６を直列接続することなく回路を構成して従来の問題を回避することが考えられるが、このような構成の場合には電気二重層コンデンサの後段に昇圧回路を配置して発光ダイオードＬに応じた電圧を発生させる必要がある。この実施例の構成は、後段の昇圧回路が不要であるので、少なくとも後段の昇圧回路の分だけは回路構成を簡易化でき、装置コストの抑制が可能である。
【００３２】
図２は、本発明の一実施例に係る太陽電池装置の回路図である。
【００３３】
すなわち、太陽電池１，２は、所望の発電量が得られるように複数個の太陽電池を並列に接続したものであってもよく、電気二重層コンデンサ５，６も、所望の蓄電量を得られるように複数個の電気二重層コンデンサを並列接続にした構成であってもよい。
【００３４】
さらに、太陽電池１と電気二重層コンデンサ５の間と、太陽電池２と電気二重層コンデンサ６の間には、過電圧保護回路１７，１８を配置してもよい。これにより予想外に日照が強まっても電気二重層コンデンサ５，６に過電圧が加わることを防止でき、設置場所の自由度が高い太陽電池装置を実現できる。
【００３５】
また、発光制御回路１３は、照度の検出を２個の太陽電池１，２で行うようにしてもよい。これにより、２個の太陽電池１，２のうちの一方が破損したり、障害物で陰った状態にあったとしても、他方の太陽電池で周囲照度を確実に検出することができ、周囲照度に応じた発光ダイオードＬの発光制御を確実に行うことができる。
【００３６】
本発明は、上述した実施例の形態に限定されることなく、以下のように変形実施が可能である。
【００３７】
（１）上記の実施例では、太陽電池を２個使用しているが、３個以上の太陽電池を用いてもよい。この場合には、電気二重層コンデンサも同数だけ直列に接続すればよい。
【００３８】
（２）上記の太陽電池装置は、負荷として発光ダイオードを採用しているが、これに代えてキセノンランプ、冷陰極管、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルなどであってもよい。その他に、例えば、小型の電動モータ、液晶表示器、音声合成装置などであってもよい。
【００４０】
（３）発光制御回路１３は、上述した制御だけに限定されるものではなく、例えば、日照時から発光ダイオードＬを間欠発光させたり、微小電流で低輝度発光を定常電流で行わせたり、６０Ｈｚ程度の周波数で間欠発光させて見た目には連続発光しているように制御するようにしてもよい。
【００４１】
（４）上記の太陽電池装置としては、例えば、筐体の上面に太陽電池を備え、店内において蛍光灯などの光で発電して、特売品などの表示をモータによる揺動で目立たせるための広告表示装置や、庭などに埋設されるタイルの上面に太陽電池と発光面を備え、停電時などに退路を目立たせる発光タイルや、道路にて盲人の誘導を行う点字ブロックの上部に太陽電池と発光ダイオードを埋設し、夕暮れ時などには健常者に注意を促して躓きなどを防止する発光式の点字ブロックが挙げられる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、複数個の太陽電池の各々が複数個の電気二重層コンデンサのそれぞれに個別に接続されるという回路構成を採用することにより、各電気二重層コンデンサに内部インピーダンスや静電容量のバラツキが存在しても、それが他の電気二重層コンデンサに加わる電圧に対して影響することがない。したがって、負荷の所要の供給電圧に合わせて直列接続された複数個の電気二重層コンデンサのそれぞれに過電圧が加わることを防止できる。したがって、電気二重層コンデンサの劣化が防止できて、長期間にわたって安定した動作を行わせることができるという高い信頼性を得ることができる。
【００４３】
さらに、従来の問題を回避するために電気二重層コンデンサを直列接続することなく回路を構成して、電気二重層コンデンサの後段に昇圧回路を配置して必要な電圧を発生させる回路構成があるが、請求項１に記載の発明では、このような回路構成で必須となる後段の昇圧回路が不要となる。したがって、少なくとも後段の昇圧回路の分だけは回路構成を簡易化でき、装置コストを低減することができる。
【００４４】
また、請求項１に記載の発明によれば、過電圧保護回路を備えることにより、予想外の日照などが生じた場合であっても、太陽電池から電気二重層コンデンサに過電圧が加わることを防止できる。したがって、設置場所の自由度が高い太陽電池装置を実現できる。さらに、発光制御回路は、複数個の太陽電池の各々の発生電圧を検出することにより、正常な太陽電池の発生電圧に基づいて、この太陽電池装置が配置された周囲の照度を検出するので、一方の太陽電池が破損したり、障害物で陰った状態にあったとしても、他方の太陽電池で周囲照度を確実に検出することができ、周囲照度に応じた負荷（請求項２記載の発明の場合は、発光ダイオード）の発光制御を確実に行うことができる。

【００４５】
また、請求項３に記載の発明によれば、予想外の日照などが生じたような場合であっても、太陽電池で生じる電圧が電気二重層コンデンサの最大定格電圧を越えることがないので、過電圧保護回路などの余分な回路を備えることなく電気二重層コンデンサに過電圧が加わることを防止できる。したがって、簡易な構成でありながらも、設置場所の自由度が高い太陽電池装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連する参考例に係る太陽電池装置の回路図である。
【図２】本発明の一実施例に係る太陽電池装置の回路図である。

【図３】従来例に係る太陽電池装置の一例を示す回路図である。
【図４】電気二重層コンデンサの静電容量の経時変化例を示したグラフである。
【図５】電気二重層コンデンサの内部インピーダンスの経時変化例を示したグラフである。
【符号の説明】
１，２ … 太陽電池
５，６ … 電気二重層コンデンサ
９，１０ … 逆流防止ダイオード
１３ … 発光制御回路
１５ … スイッチング回路
Ｌ … 発光ダイオード
１７，１８ … 過電圧保護回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell device configured to accumulate electric energy generated by a solar cell in an electric double layer capacitor, supply the electric energy to a load, and drive the load, and in particular, to a plurality of electric devices connected in series. The present invention relates to a technique for charging a double-layer capacitor.
[0002]
[Prior art]
As a conventional solar cell device of this type, for example, the one shown in FIG.
In this device, two solar cells 100a, 100b connected in series are connected via a backflow prevention diode 101 for preventing a backflow of electric energy, and two electric double layer capacitors 102a, 102b connected in series. Connected to These electric double layer capacitors 102a and 102b are connected to the light emitting diode L via a control circuit 103 for controlling supply of electric energy to a load.
[0003]
By the way, in the electric double layer capacitors 102a and 102b described above, the respective maximum rated voltages are generally determined according to the light emitting diode L. That is, assuming that the voltage required for the light emitting diode L is the supply voltage VL , the individual maximum rated voltage Vmax of each of the electric double layer capacitors 102a and 102b is set to about の of the supply voltage VL .
[0004]
Further, the solar cell 100a connected in series, 100b, as can be efficiently rechargeable two solar cell 100a, generated voltage V S1 by 100b is set to about twice the maximum rated voltage V max I have.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example having such a configuration has the following problem.
That is, even if the electric double-layer capacitors 102a and 102b have the same rating, their internal impedance and capacitance generally differ slightly. Due to this, even if they are connected in series, half of the same voltage is not applied to each of the electric double layer capacitors 102a and 102b, that is, different voltages are applied without being equally divided. Will be done.
[0006]
Then it will be a voltage exceeding the maximum rated voltage V max is applied to one of the series-connected electric double layer capacitor. When such an overvoltage is applied, the electric double layer capacitor undergoes deterioration such as an extreme decrease in capacitance and a sharp increase in impedance, and as a result, there is a problem that the solar cell device does not operate normally.
[0007]
FIGS. 4 and 5 are graphs showing an example of a reliability test result of an electric double layer capacitor having a capacitance of 30 F and a maximum rated voltage V max of 2.3 V. FIG. 4 is a graph showing a change over time in capacitance, and FIG. 5 is a graph showing a change over time in impedance.
[0008]
As is clear from these graphs, the capacitance rapidly decreases when a voltage exceeding the maximum rated voltage V max is applied, and the impedance sharply decreases when a voltage equal to or higher than the maximum rated voltage V max is applied. It turns out that it rises. These reliability graphs show how important it is to prevent overvoltage on the electric double layer capacitor.
[0009]
The electric double layer capacitor 102a described above, the maximum rated voltage V max of 102b is sometimes not set to match the required supply voltage V L of the light emitting diode L, in this case, the electric double layer capacitor 102a , the need to adjust the voltage provided a booster circuit in the subsequent stage of 102b to the required supply voltage V L of the light emitting diode L is generated, devices different, the problem with a high cost complicated arises.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and by devising a circuit configuration to prevent an overvoltage to an electric double layer capacitor, a low-cost and simple circuit configuration and high reliability are achieved. An object is to provide an excellent solar cell device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration to achieve such an object.
That is, the first aspect of the present invention is configured to store electric energy generated from a plurality of solar cells in a plurality of electric double layer capacitors connected in series, and drive a load with the electric energy. In the solar cell device, each of the plurality of solar cells is individually connected to each of the plurality of electric double-layer capacitors, and between the solar cell and the corresponding electric double-layer capacitor. An overvoltage protection circuit is individually provided, and further, a light emission control circuit that controls the load in accordance with the illuminance around the solar cell device is provided, and the light emission control circuit includes the plurality of solar cells. By detecting the generated voltage of each battery, the illuminance around the solar cell device is detected based on the generated voltage of the normal solar cell . Things.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the solar cell device according to the first aspect, the load is a light emitting diode, and the light emission control circuit controls light emission of the light emitting diode according to the illuminance. It is characterized by the following.
[0014]
[Action]
According to the first aspect of the present invention, since each of the plurality of solar cells is individually connected to each of the plurality of electric double layer capacitors, the voltage generated by the solar cell is equal to the plurality of solar cells. It does not matter how the voltage is divided by the electric double layer capacitor. Therefore, the voltage applied to the other electric double layer capacitors is not affected by the variation of the internal impedance and the capacitance of each electric double layer capacitor. Therefore, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to each of the electric double layer capacitors connected in series.
[0015]
In addition, each of the plurality of solar cells may be configured as one module in which the plurality of solar cells are connected in parallel, and similarly, each of the plurality of electric double-layer capacitors, The electric double layer capacitor may be constituted by one module connected in parallel.
[0016]
According to the first aspect of the present invention, the provision of the overvoltage protection circuit can prevent the overvoltage from being applied to the electric double layer capacitor from the solar cell even when unexpected sunshine occurs. . Further, since the light emission control circuit detects the generated voltage of each of the plurality of solar cells , based on the generated voltage of the normal solar cell, it detects the illuminance around this solar cell device is arranged. Even if one of the solar cells is damaged or is shaded by an obstacle, the other solar cell can reliably detect the ambient illuminance, and the load according to the ambient illuminance (the invention according to claim 2). In this case, the light emission of the light emitting diode can be reliably controlled.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram of a solar cell device according to a reference example related to the present invention.
[0019]
Solar cell apparatus according to this embodiment, with provided with two solar cells 1 that outputs the generated voltage V S at maximum illumination, each of these solar cells 1 and 2, connected in series 2 The electric double-layer capacitors 5 and 6 are individually connected to each other.
[0020]
Electric double layer capacitor 5 and 6, selected according to the rated input voltage V L which is required of the supply voltage of the light emitting diode L, which corresponds to the load, what each of the maximum rated voltage V max is approximately 1 / 2V L Have been. Therefore, no extra circuit such as a booster circuit is required between the charged electric double layer capacitors 5 and 6 and the light emitting diode L.
[0021]
Incidentally, the generated voltage V S is the maximum rated voltage of the solar cell 1 and 2, it is preferably set lower than the maximum rated voltage V max of supported electric double layer capacitor 5,6.
[0022]
Incidentally, the solar cell device, since who was charged with a voltage close to the maximum rated voltage V max for as long as possible a good charging efficiency, in consideration of the average daylight hours and amount of sunshine per day, or a year the sun generated voltage V S of the battery 1 is determined. Thus, although the rare, if the sunshine condition deviates from the average conditions for high sunshine side, the maximum rated voltage V of the generator voltage V S of the solar cell 1 is an electric double layer capacitor 5 and 6 max may be exceeded. If such a condition of sunshine continues, an overvoltage is applied to the electric double layer capacitors 5 and 6 for a long time, and the electric double layer capacitors 5 and 6 may be deteriorated.
[0023]
However, such inconvenience can be avoided by setting as in the above embodiment. Therefore, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the electric double layer capacitor without providing an extra circuit such as an overvoltage protection circuit. As a result, it is possible to realize a solar cell device having a simple configuration and a high degree of freedom in installation location.
[0024]
A backflow prevention diode is provided between the solar cells 1 and 2 and the electric double layer capacitors 5 and 6 to prevent electric energy from flowing back from the electric double layer capacitors 5 and 6 to the solar cells 1 and 2. 9 and 10 are provided. Further, a light emission control circuit 13 is provided between the electric double layer capacitors 5 and 6 and the light emitting diode L.
[0025]
The light emission control circuit 13 mainly detects the generated voltage of the solar cell 1 and controls the switching circuit 15 to open and close. That is, supply of electric energy from the electric double layer capacitors 5 and 6 to the light emitting diode L is controlled in accordance with the illuminance around the solar cell device.
[0026]
Specifically, the switching circuit 15 is opened during the daytime, and the switching circuit 15 is repeatedly opened and closed at predetermined intervals at night or the like, so that the light emitting diode L emits light intermittently. Therefore, when the ambient illuminance is large, such as during the day, electric energy is stored in the electric double layer capacitors 5, 6, and when the ambient illuminance is low, such as at night, the stored electric energy is supplied to the light emitting diode L. Has become.
[0027]
The total amount of power generated by the solar cells 1 and 2 assumes that the amount of solar radiation during the day is small after cloudy or rainy weather, and even in such a case, the light emitting diode L is consumed during the day. It is preferable that the power is set so that the electric double layer capacitors 5 and 6 can be charged. Further, it is preferable that the storage capacity of the electric double layer capacitors 5 and 6 is set to a capacity capable of storing the daily power consumption of the light emitting diode L.
[0028]
When set in this way, the electric double layer capacitors 5 and 6 have a storage capacity margin of 1/5 to 1/30 as compared with the case where the conventional storage battery is used, and the size is smaller than that of the conventional storage battery. It can be significantly smaller and lighter.
[0029]
As described above, the circuit configuration in which each of the two solar cells 1 and 2 is individually connected to each of the two electric double-layer capacitors 5 and 6 is employed. Even if the internal impedance or the capacitance is different from that of the other electric double layer capacitor 6 (5), it does not directly affect the voltage applied to the other electric double layer capacitor.
[0030]
Therefore, it is possible to prevent the overvoltage on each of the two electric double layer capacitors 5 and 6 in accordance with the rated input voltage V L of the light emitting diode L connected in series is applied. As a result, deterioration of the electric double layer capacitors 5 and 6 can be prevented, and the solar cell device can be stably operated for a long period of time. That is, high reliability can be obtained.
[0031]
Further, it is conceivable to avoid the conventional problem by forming a circuit without connecting the electric double layer capacitors 5 and 6 in series. In such a configuration, a booster circuit is provided after the electric double layer capacitor. It is necessary to arrange them to generate a voltage corresponding to the light emitting diode L. The configuration of this embodiment does not require a booster circuit in the subsequent stage, so that the circuit configuration can be simplified at least for the booster circuit in the subsequent stage, and the cost of the apparatus can be reduced.
[0032]
FIG. 2 is a circuit diagram of a solar cell device according to one embodiment of the present invention.
[0033]
That is, the solar cells 1 and 2 may be a plurality of solar cells connected in parallel so as to obtain a desired power generation amount, and the electric double layer capacitors 5 and 6 may also obtain a desired power storage amount. A configuration in which a plurality of electric double layer capacitors are connected in parallel so as to be able to be used.
[0034]
Furthermore, overvoltage protection circuits 17 and 18 may be arranged between the solar cell 1 and the electric double layer capacitor 5 and between the solar cell 2 and the electric double layer capacitor 6. As a result, even if the sunshine unexpectedly increases, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the electric double layer capacitors 5 and 6, and to realize a solar cell device having a high degree of freedom in installation location.
[0035]
Further, the light emission control circuit 13 may detect the illuminance using the two solar cells 1 and 2. Thus, even if one of the two solar cells 1 and 2 is damaged or is shaded by an obstacle, the other solar cell can reliably detect the ambient illuminance, and The light emission control of the light emitting diode L according to the above can be reliably performed.
[0036]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be modified as follows.
[0037]
(1) In the above embodiment, two solar cells are used, but three or more solar cells may be used. In this case, the same number of electric double layer capacitors may be connected in series.
[0038]
(2) Although the above-described solar cell device employs a light emitting diode as a load, a xenon lamp, a cold cathode tube, an EL (electroluminescence) panel, or the like may be used instead. In addition, for example, a small electric motor, a liquid crystal display, a voice synthesizer, or the like may be used.
[0040]
(3) The light-emission control circuit 13 is not limited to the above-described control. For example, the light-emission control circuit 13 causes the light-emitting diode L to emit light intermittently from the time of sunshine, causes low-intensity light emission to be performed with a small current at a steady current, The light may be intermittently emitted at a frequency of the order, and may be controlled so that the light is emitted continuously.
[0041]
(4) The above-mentioned solar battery device includes, for example, a solar battery on the upper surface of a housing, generates electricity by light such as a fluorescent lamp in a store, and makes a display of a special sale item or the like stand out by swinging by a motor. A solar cell and a light-emitting surface are provided on the top surface of an advertising display device or a tile buried in a garden, etc., and a light-emitting tile that stands out during a power outage, etc. A light-emitting braille block that embeds a light-emitting diode and alerts a healthy person at dusk or the like to prevent stumbling or the like at dusk.
[0042]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, a circuit configuration in which each of the plurality of solar cells is individually connected to each of the plurality of electric double-layer capacitors is employed. Thus, even if there is a variation in the internal impedance or capacitance in each electric double layer capacitor, it does not affect the voltage applied to other electric double layer capacitors. Therefore, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to each of the plurality of electric double layer capacitors connected in series in accordance with a required supply voltage of the load. Therefore, deterioration of the electric double layer capacitor can be prevented, and high reliability that stable operation can be performed for a long period of time can be obtained.
[0043]
Further, in order to avoid the conventional problems, there is a circuit configuration in which a circuit is configured without connecting an electric double layer capacitor in series, and a booster circuit is arranged at a subsequent stage of the electric double layer capacitor to generate a necessary voltage. According to the first aspect of the present invention, the subsequent booster circuit, which is essential in such a circuit configuration, is not required. Therefore, the circuit configuration can be simplified at least for the booster circuit at the subsequent stage, and the device cost can be reduced.
[0044]
According to the first aspect of the present invention, the provision of the overvoltage protection circuit can prevent the overvoltage from being applied to the electric double layer capacitor from the solar cell even when unexpected sunshine occurs. . Therefore, a solar cell device having a high degree of freedom in installation location can be realized. Further, since the light emission control circuit detects the generated voltage of each of the plurality of solar cells , based on the generated voltage of the normal solar cell, it detects the illuminance around this solar cell device is arranged. Even if one of the solar cells is damaged or is shaded by an obstacle, the other solar cell can reliably detect the ambient illuminance, and the load according to the ambient illuminance (the invention according to claim 2). In this case, the light emission of the light emitting diode can be reliably controlled.

[0045]
According to the third aspect of the invention, even when unexpected sunshine occurs, the voltage generated by the solar cell does not exceed the maximum rated voltage of the electric double layer capacitor. It is possible to prevent an overvoltage from being applied to the electric double layer capacitor without providing an extra circuit such as an overvoltage protection circuit. Therefore, it is possible to realize a solar cell device having a simple configuration and a high degree of freedom in installation location.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a solar cell device according to a reference example related to the present invention .
FIG. 2 is a circuit diagram of a solar cell device according to one embodiment of the present invention .

FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a conventional solar cell device.
FIG. 4 is a graph showing an example of a change with time of the capacitance of the electric double layer capacitor.
FIG. 5 is a graph showing an example of a change with time of the internal impedance of the electric double layer capacitor.
[Explanation of symbols]
1, 2 ... solar cells 5, 6 ... electric double layer capacitors 9, 10 ... backflow prevention diode 13 ... light emission control circuit 15 ... switching circuit L ... light emitting diodes 17, 18 ... overvoltage protection circuit

Claims (2)

複数個の太陽電池から発生した電気エネルギーを、直列接続された複数個の電気二重層コンデンサに蓄積し、この電気エネルギーで負荷を駆動するように構成された太陽電池装置において、
前記複数個の太陽電池の各々を、前記複数個の電気二重層コンデンサのそれぞれに個別に接続し、
前記太陽電池と、これに対応する前記電気二重層コンデンサとの間に過電圧保護回路をそれぞれ個別に備え、
さらに、この太陽電池装置が配置された周囲の照度に応じて前記負荷の制御を行う発光制御回路を備え、
かつ、前記発光制御回路は、前記複数個の太陽電池の各々の発生電圧を検出することにより、正常な太陽電池の発生電圧に基づいて、この太陽電池装置が配置された周囲の照度を検出する
ことを特徴とする太陽電池装置。In a solar cell device configured to store electric energy generated from a plurality of solar cells in a plurality of electric double layer capacitors connected in series and drive a load with the electric energy,
Each of the plurality of solar cells is individually connected to each of the plurality of electric double layer capacitors,
An overvoltage protection circuit is separately provided between the solar cell and the corresponding electric double layer capacitor,
Further, a light emission control circuit that controls the load according to the illuminance around the solar cell device is provided,
In addition, the light emission control circuit detects the illuminance around the solar cell device is arranged based on the generated voltage of the normal solar cell by detecting the generated voltage of each of the plurality of solar cells. A solar cell device characterized by the above-mentioned. 請求項１に記載の太陽電池装置において、
前記負荷は発光ダイオードであり、
前記発光制御回路は、前記照度に応じた前記発光ダイオードの発光制御を行うことを特徴とする太陽電池装置。The solar cell device according to claim 1,
The load is a light emitting diode;
The solar cell device , wherein the light emission control circuit controls light emission of the light emitting diode according to the illuminance .
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