(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024140304
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】屋内用エネルギーハーベスティング装置
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20241003BHJP
H02J 7/35 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 302C
H02J7/35 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023051390
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100163496
【弁理士】
【氏名又は名称】荒 則彦
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(72)【発明者】
【氏名】染谷 拓
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 洋樹
(72)【発明者】
【氏名】村本 充広
(72)【発明者】
【氏名】大内 弘世
【テーマコード（参考）】
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G503AA06
5G503BA04
5G503BB03
5G503CA11
5G503DA13
5G503DA18
(57)【要約】
【課題】本発明により、ＥＳＲの大きいＥＤＬＣを用い、発電量が微弱な環境下でも、充電を可能にし、且つ充電時間を短縮しつつアプリケーションの稼働を可能にする屋内用エネルギーハーベスティング装置を提供する。
【解決手段】本発明の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、発電素子と電力制御部と蓄電部とを備える。前記電力制御部は、負荷への出力を制御する出力部を有する。前記蓄電部は、前記発電素子と前記出力部の間に接続され、前記発電素子の発電電力により充電される。前記蓄電部は、第１の蓄電デバイスと、第２の蓄電デバイスと、を有する。前記第１の蓄電デバイスは、少なくとも１つのＥＤＬＣを含む。前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスより充電容量が小さく、かつ、前記第１の蓄電デバイスよりＥＳＲが小さい。前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスと並列接続状態に設けられた。
【選択図】なし
【解決手段】本発明の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、発電素子と電力制御部と蓄電部とを備える。前記電力制御部は、負荷への出力を制御する出力部を有する。前記蓄電部は、前記発電素子と前記出力部の間に接続され、前記発電素子の発電電力により充電される。前記蓄電部は、第１の蓄電デバイスと、第２の蓄電デバイスと、を有する。前記第１の蓄電デバイスは、少なくとも１つのＥＤＬＣを含む。前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスより充電容量が小さく、かつ、前記第１の蓄電デバイスよりＥＳＲが小さい。前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスと並列接続状態に設けられた。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発電素子と電力制御部と蓄電部とを備える屋内用エネルギーハーベスティング装置であって、
前記電力制御部は、負荷への出力を制御する出力部を有し、
前記蓄電部は、前記発電素子と前記出力部の間に接続され、前記発電素子の発電電力により充電され、
前記蓄電部は、第１の蓄電デバイスと、第２の蓄電デバイスと、を有し、
前記第１の蓄電デバイスは、少なくとも１つの電気２重層キャパシタを含み、
前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスより充電容量が小さく、かつ、前記第１の蓄電デバイスよりＥＳＲ（等価直列抵抗）が小さく、
前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスと並列接続状態に設けられたことを特徴とする
屋内用エネルギーハーベスティング装置。
前記電力制御部は、負荷への出力を制御する出力部を有し、
前記蓄電部は、前記発電素子と前記出力部の間に接続され、前記発電素子の発電電力により充電され、
前記蓄電部は、第１の蓄電デバイスと、第２の蓄電デバイスと、を有し、
前記第１の蓄電デバイスは、少なくとも１つの電気２重層キャパシタを含み、
前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスより充電容量が小さく、かつ、前記第１の蓄電デバイスよりＥＳＲ（等価直列抵抗）が小さく、
前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスと並列接続状態に設けられたことを特徴とする
屋内用エネルギーハーベスティング装置。
【請求項2】
前記電力制御部は、前記蓄電部の電圧が、第１の閾値電圧を超えると、前記負荷へ前記出力部より電力の供給が開始され、
前記蓄電部の電圧が、第２の閾値電圧を下回ると、前記負荷への電力の供給が停止させるように制御することを特徴とする、請求項１に記載の屋内用エネルギーハーベスティング装置。
前記蓄電部の電圧が、第２の閾値電圧を下回ると、前記負荷への電力の供給が停止させるように制御することを特徴とする、請求項１に記載の屋内用エネルギーハーベスティング装置。
【請求項3】
前記第２の蓄電デバイスは、少なくとも１つの積層セラミックコンデンサを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の屋内用エネルギーハーベスティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、屋内用エネルギーハーベスティング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、周囲の環境から未利用のエネルギーを集めて電力に変換する環境発電技術の開発が盛んになっている。この中に、電波、室内光、振動、熱（温度差が必要）などの身の回りに存在する微小なエネルギーを活用したエネルギーハーべスティング（環境発電技術）が挙げられる。この技術を利用したエネルギーハーベスティング装置は、電子回路や無線技術の低消費電力化により、周囲の環境から電気エネルギーを得ることで、配線や電池交換なしで動作する、ワイヤレスセンサやリモコンスイッチに応用できるため、注目されている。また、室内光のような低照度の環境下で太陽電池を発電させて、発電した電力を蓄電池に蓄積し、この蓄積した電力により負荷装置を駆動する試みがなされている。この場合、蓄電池としては、大容量でリーク電流の小さいことから、リチウムイオンキャパシタを用いることが望まれる。
例えば、特許文献１には、発電素子として室内光のような低照度の環境下でも発電できる太陽電池と、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）及び電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を備える蓄電部とを備える蓄電システムが記載されている。この蓄電システムは、ＬＩＣとＥＤＬＣの並列接続状態と直列接続状態とを選択的に設定するスイッチ部を設けることにより、発電素子が発電を行う場合に、短時間で負荷装置の動作を復帰させることができる。
例えば、特許文献１には、発電素子として室内光のような低照度の環境下でも発電できる太陽電池と、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）及び電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を備える蓄電部とを備える蓄電システムが記載されている。この蓄電システムは、ＬＩＣとＥＤＬＣの並列接続状態と直列接続状態とを選択的に設定するスイッチ部を設けることにより、発電素子が発電を行う場合に、短時間で負荷装置の動作を復帰させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６１２７１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１の蓄電部として使用されているＬＩＣとＥＤＬＣは、ＥＳＲ（等価直列抵抗）が大きい。そのため、負荷（例えば、環境モニターなどのアプリケーション）の起動時の突入電流のピーク電流による電圧降下が大きく、必要な電圧の維持が一時的に保てなくなり、起動できなくなる問題があった。起動時の電圧降下を抑制する為に、蓄電部は充電容量を大きくする、ＥＳＲの小さい蓄電部で構成する必要がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明のエネルギーハーベスティング装置を用いることにより、ＥＳＲの大きいＥＤＬＣを用い、発電量が微弱な環境下でも、充電を可能にし、且つ充電時間を短縮しつつアプリケーションの稼働を可能にする屋内用エネルギーハーベスティング装置を提供することを目的としている。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明のエネルギーハーベスティング装置を用いることにより、ＥＳＲの大きいＥＤＬＣを用い、発電量が微弱な環境下でも、充電を可能にし、且つ充電時間を短縮しつつアプリケーションの稼働を可能にする屋内用エネルギーハーベスティング装置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】
【0005】
すなわち、本発明によれば、以下のものが提供される。
〔１〕 発電素子と電力制御部と蓄電部とを備える屋内用エネルギーハーベスティング装置であって、
前記電力制御部は、負荷への出力を制御する出力部を有し、
前記蓄電部は、前記発電素子と前記出力部の間に接続され、前記発電素子の発電電力により充電され、
前記蓄電部は、第１の蓄電デバイスと、第２の蓄電デバイスと、を有し、
前記第１の蓄電デバイスは、少なくとも１つの電気２重層キャパシタを含み、
前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスより充電容量が小さく、かつ、前記第１の蓄電デバイスよりＥＳＲ（等価直列抵抗）が小さく、
前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスと並列接続状態に設けられたことを特徴とする
屋内用エネルギーハーベスティング装置。
〔２〕 前記電力制御部は、前記蓄電部の電圧が、第１の閾値電圧を超えると、前記負荷へ前記出力部より電力の供給が開始され、
前記蓄電部の電圧が、第２の閾値電圧を下回ると、前記負荷への電力の供給が停止させるように制御することを特徴とする、〔１〕に記載の屋内用エネルギーハーベスティング装置。
〔３〕 前記第２の蓄電デバイスは、少なくとも１つの積層セラミックコンデンサを含むことを特徴とする〔１〕または〔２〕に記載の屋内用エネルギーハーベスティング装置。
〔１〕 発電素子と電力制御部と蓄電部とを備える屋内用エネルギーハーベスティング装置であって、
前記電力制御部は、負荷への出力を制御する出力部を有し、
前記蓄電部は、前記発電素子と前記出力部の間に接続され、前記発電素子の発電電力により充電され、
前記蓄電部は、第１の蓄電デバイスと、第２の蓄電デバイスと、を有し、
前記第１の蓄電デバイスは、少なくとも１つの電気２重層キャパシタを含み、
前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスより充電容量が小さく、かつ、前記第１の蓄電デバイスよりＥＳＲ（等価直列抵抗）が小さく、
前記第２の蓄電デバイスは、前記第１の蓄電デバイスと並列接続状態に設けられたことを特徴とする
屋内用エネルギーハーベスティング装置。
〔２〕 前記電力制御部は、前記蓄電部の電圧が、第１の閾値電圧を超えると、前記負荷へ前記出力部より電力の供給が開始され、
前記蓄電部の電圧が、第２の閾値電圧を下回ると、前記負荷への電力の供給が停止させるように制御することを特徴とする、〔１〕に記載の屋内用エネルギーハーベスティング装置。
〔３〕 前記第２の蓄電デバイスは、少なくとも１つの積層セラミックコンデンサを含むことを特徴とする〔１〕または〔２〕に記載の屋内用エネルギーハーベスティング装置。
【発明の効果】
【0006】
本発明により、ＥＳＲの大きいＥＤＬＣを用い、発電量が微弱な環境下でも、充電を可能にし、且つ充電時間を短縮しつつアプリケーションの稼働を可能にする屋内用エネルギーハーベスティング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の一実施形態に係る屋内用エネルギーハーベスティング装置の回路構成を示すグロック図である。
【図2】本発明の一実施形態の屋内用エネルギーハーベスティング装置のおけるスイッチ制御の説明図である。
【図3】実施例１のＥＤＬＣの放電特性及び屋内用エネルギーハーベスティング装置の出力特性を示す図である。
【図4】実施例１のＥＤＬＣの充電特性を示す図である。
【図5】比較例１のＥＤＬＣの放電特性及び屋内用エネルギーハーベスティング装置の出力特性を示す図である。
【図6】比較例１のＥＤＬＣの充電特性を示す図である。
【図7】比較例３のタンタル電解コンデンサの充電特性を示す図である。
【図8】比較例４のＥＤＬＣの放電特性及び屋内用エネルギーハーベスティング装置の出力特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。
【0009】
（屋内用エネルギーハーベスティング装置）
図１は、本発明の一実施形態に係る屋内用エネルギーハーベスティング装置（本実施形態のエネルギーハーベスティング装置ともいう）１００の回路構成を示すグロック図である。本実施形態のエネルギーハーベスティング装置１００は、発電素子１０と電力制御部５０と蓄電部３０とを備える。前記電力制御部５０は、外部の負荷２００への出力を制御する出力部５４を有する。前記蓄電部３０は、前記発電素子１０と前記出力部５４との間に接続され、前記発電素子１０の発電電力により充電される。前記蓄電部３０は、第１の蓄電デバイス３２と、第２の蓄電デバイス３４と、を有する。前記第１の蓄電デバイス３２は、少なくとも１つの電気２重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を含む。前記第２の蓄電デバイス３４は、前記第１の蓄電デバイス３２より充電容量が小さく、かつ、前記第１の蓄電デバイス３２よりＥＳＲ（等価直列抵抗）が小さい。また、前記第２の蓄電デバイス３４は、前記第１の蓄電デバイス３２と並列接続状態に設けられたことを特徴とする。
前記第２の蓄電デバイス３４は、少なくとも１つの積層セラミックコンデンサを含むことが好ましい。また、前記電力制御部５０は、前記蓄電部３０の電圧が、第１の閾値電圧（Ａ）を超えると、前記負荷２００へ前記出力部５４より電力の供給が開始され；前記蓄電部３０の電圧が、第２の閾値電圧（Ｂ）を下回ると、前記負荷２００への電力の供給が停止させるに制御することが好ましい。
図１は、本発明の一実施形態に係る屋内用エネルギーハーベスティング装置（本実施形態のエネルギーハーベスティング装置ともいう）１００の回路構成を示すグロック図である。本実施形態のエネルギーハーベスティング装置１００は、発電素子１０と電力制御部５０と蓄電部３０とを備える。前記電力制御部５０は、外部の負荷２００への出力を制御する出力部５４を有する。前記蓄電部３０は、前記発電素子１０と前記出力部５４との間に接続され、前記発電素子１０の発電電力により充電される。前記蓄電部３０は、第１の蓄電デバイス３２と、第２の蓄電デバイス３４と、を有する。前記第１の蓄電デバイス３２は、少なくとも１つの電気２重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を含む。前記第２の蓄電デバイス３４は、前記第１の蓄電デバイス３２より充電容量が小さく、かつ、前記第１の蓄電デバイス３２よりＥＳＲ（等価直列抵抗）が小さい。また、前記第２の蓄電デバイス３４は、前記第１の蓄電デバイス３２と並列接続状態に設けられたことを特徴とする。
前記第２の蓄電デバイス３４は、少なくとも１つの積層セラミックコンデンサを含むことが好ましい。また、前記電力制御部５０は、前記蓄電部３０の電圧が、第１の閾値電圧（Ａ）を超えると、前記負荷２００へ前記出力部５４より電力の供給が開始され；前記蓄電部３０の電圧が、第２の閾値電圧（Ｂ）を下回ると、前記負荷２００への電力の供給が停止させるに制御することが好ましい。
【0010】
上記負荷２００は、前記出力部５４と通して本実施形態のエネルギーハーベスティング装置１００と接続されている。その他の電気配線や電池交換なしで動作することができるデバイスであれば特に限定されない。例えば、センサ、アクチュエータ、タイマー、及び無線トランシーバー／レシーバーがあげられ、必要に応じて組合せて使用される。その中には、ワイヤレスセンサやリモコンスイッチが好ましい。
ワイヤレスセンサの一例としては、温度や湿度などをセンサにより測定し、無線通信により測定データを送信する環境モニター装置などが挙げあれる。そのような環境モニター装置の低消費電力化として、測定及び送信時後、スリープ状態に移行し、一定の時間間隔で再起動して測定・送信を繰り返して、待機電力を抑える方法などがあり、一回の測定・送信に消費する電力は小さくなっている。また、低電圧駆動化が進んでおり、例えば、１．８Ｖ程度で動作するＣＰＵやＩＣなどが搭載された環境モニター装置がある。その結果、測定・送信動作の数回分の消費電力を賄うには、本実施形態に係る蓄電部は、それほど大きな（１ファラッド以上など）容量や、５Ｖ程度の電圧は必要なくても対応可能となりつつある。
ワイヤレスセンサの一例としては、温度や湿度などをセンサにより測定し、無線通信により測定データを送信する環境モニター装置などが挙げあれる。そのような環境モニター装置の低消費電力化として、測定及び送信時後、スリープ状態に移行し、一定の時間間隔で再起動して測定・送信を繰り返して、待機電力を抑える方法などがあり、一回の測定・送信に消費する電力は小さくなっている。また、低電圧駆動化が進んでおり、例えば、１．８Ｖ程度で動作するＣＰＵやＩＣなどが搭載された環境モニター装置がある。その結果、測定・送信動作の数回分の消費電力を賄うには、本実施形態に係る蓄電部は、それほど大きな（１ファラッド以上など）容量や、５Ｖ程度の電圧は必要なくても対応可能となりつつある。
【0011】
上記負荷２００の具体例としては、例えば、Ｓｕｂギガ帯送信機能付き温湿度センサーモジュールが挙げられる。
【0012】
〔発電素子〕
本実施形態に係る発電素子３０の種類は、屋内においても、周囲の環境から電気エネルギーを得ることができれば特に限定されない。電波、室内光、振動、熱（温度差が必要）などの身の回りに存在する微小なエネルギーから電気エネルギーを活用したマイクロ環境発電技術が得る発電素子が挙げられる。例えば、光を電気に変換する素子、電波を電気に変換する素子、振動等の機械的な動作を電気に変換する素子、温度差のある熱を電気に変換する素子等があげられる。
本実施形態に係る発電素子３０の種類は、屋内においても、周囲の環境から電気エネルギーを得ることができれば特に限定されない。電波、室内光、振動、熱（温度差が必要）などの身の回りに存在する微小なエネルギーから電気エネルギーを活用したマイクロ環境発電技術が得る発電素子が挙げられる。例えば、光を電気に変換する素子、電波を電気に変換する素子、振動等の機械的な動作を電気に変換する素子、温度差のある熱を電気に変換する素子等があげられる。
【0013】
光を電気に変換する素子としては、アモルファスシリコン太陽電池や色素増感太陽電池等の太陽電池があげられる。電波を電気に変換する素子としては、マイクロ波を直流電流に変換するレクテナ等が挙げられる。振動等の機械的な動作を電気に変換する素子としては、圧電素子、電磁誘導素子、エレクトレット素子等が挙げられる。温度差のある熱を電気に変換する素子としては、ゼーベック素子、ペルチェ素子等があげられる。
その中において、太陽電池が好ましく、蛍光灯やＬＥＤ照明といった屋内光から電気エネルギーへ変換でき、屋内の低照度下（ＪＩＳ照度基準、１０００ｌｘ以下、好ましく５００ｌｘ以下）でも、効率よく電気エネルギーへ変換できるアモルファスシリコン太陽電池が好ましい。太陽電池は、受光面側に配列された複数の太陽電池セルを直列に接続し、所定の出力電圧Ｖｓが得られるように構成されている。
その中において、太陽電池が好ましく、蛍光灯やＬＥＤ照明といった屋内光から電気エネルギーへ変換でき、屋内の低照度下（ＪＩＳ照度基準、１０００ｌｘ以下、好ましく５００ｌｘ以下）でも、効率よく電気エネルギーへ変換できるアモルファスシリコン太陽電池が好ましい。太陽電池は、受光面側に配列された複数の太陽電池セルを直列に接続し、所定の出力電圧Ｖｓが得られるように構成されている。
【0014】
本実施形態に係る発電素子３０が太陽電池である場合、その最大出力動作電圧は、例えば、１０００ｌｘ以下の環境で２．０～５．０Ｖであることが好ましく、開放電圧は、６．０Ｖ以下がより好ましい。
【0015】
本実施形態に係る発電素子３０の具体例として、例えば、およそ１４平方センチメートル（凡そ名刺サイズの１／４）の太陽電池が挙げられる。このような太陽電池を用いる場合、照度５００ｌｘの屋内光での発電電力は数１００μＷ程度である（５μＷ／ｃｍ２）。
【0016】
〔蓄電部〕
本実施形態に係る蓄電部３０は、図１に示すように、第１の蓄電デバイス３２と第１の蓄電デバイス３４とを並列接続してからなるものである。第１の蓄電デバイス３２が１つ又は１つ以上のＥＤＬＣを含む。第１の蓄電デバイス３２が１つのＥＤＬＣを含むことが好ましい。
電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）は、電気二重層という物理現象を利用することで蓄電量が著しく高められたコンデンサ（キャパシタ）である。ＥＤＬＣはウルトラ・キャパシタ（英：ｕｌｔｒａｃａｐａｃｉｔｏｒ）やスーパー・キャパシタ（英：ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ）とも呼ばれる。
本実施形態に係る蓄電部３０は、図１に示すように、第１の蓄電デバイス３２と第１の蓄電デバイス３４とを並列接続してからなるものである。第１の蓄電デバイス３２が１つ又は１つ以上のＥＤＬＣを含む。第１の蓄電デバイス３２が１つのＥＤＬＣを含むことが好ましい。
電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）は、電気二重層という物理現象を利用することで蓄電量が著しく高められたコンデンサ（キャパシタ）である。ＥＤＬＣはウルトラ・キャパシタ（英：ｕｌｔｒａｃａｐａｃｉｔｏｒ）やスーパー・キャパシタ（英：ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ）とも呼ばれる。
【0017】
本実施形態に係るＥＤＬＣは、少なく１つの電極において、電気二重層という物理現象を利用して蓄電量が高められる蓄電デバイスであれば、特に限定されない。本実施形態に係るＥＤＬＣは、正極と負極のいずれにおいても、電気二重層という物理現象を利用して蓄電量が高められる蓄電デバイスであることが好ましい。ＥＤＬＣが積層セラミックコンデンサに比べ、特に小容量なＥＤＬＣはＥＳＲ，インピーダンスが大きい。しかし、特許文献１のリチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）に比べてＥＤＬＣは、完全放電が可能であり、下限電圧に制限がない。そのため、過放電防止の制御回路は必要ない。
本実施形態に係るＥＤＬＣは、完全放電が可能であり、下限電圧に制限がない電気二重層キャパシタであることより好ましい。過放電防止の制御回路は必要ないため、本実施形態の屋内用エネルギーハーベスティング装置に構成することが好適であるからである。
本実施形態に係るＥＤＬＣは、完全放電が可能であり、下限電圧に制限がない電気二重層キャパシタであることより好ましい。過放電防止の制御回路は必要ないため、本実施形態の屋内用エネルギーハーベスティング装置に構成することが好適であるからである。
【0018】
本実施形態に係るＥＤＬＣは、アプリケーションによって、静電容量が異なる、さまざまなタイプのものを用いることができる。例えば、１００ｍＦ以下程度の小容量である、小型のコイン型やラミネート型から、１００Ｆ以上の大容量である、円筒型・角型などを多数接続した大型モジュールなどが挙げられる。本実施形態に係る発電素子を用いて、適正な充電時間になる観点から、１００ｍＦ以下程度の小容量型が好ましい。５０ｍＦ以下程度の小容量型がより好ましい。２０ｍＦ以下程度の小容量型がより好ましい。本実施形態の屋内用エネルギーハーベスティング装置と接続する負荷２００が、問題なく動作し、本実施形態に係る発電素子を用いて、適正な充電時間の観点から、本実施形態に係るＥＤＬＣの容量は、０．１ｍＦ以上であること好ましく、０．５ｍＦ以上であることより好ましい。１ｍＦ以上であることが更に好ましい。
【0019】
本実施形態に係るＥＤＬＣの具体例として、静電容量が５ｍＦであり、ＥＳＲが５Ωであり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が２μＡで、２７ｍｍ×１７ｍｍのＥＤＬＣを使用した。
【0020】
本実施形態に係ると第２の蓄電デバイス３４は、第１の蓄電デバイス３２としてのＥＤＬＣより充電容量が小さく、かつ、ＥＳＲ（等価直列抵抗）が小さければ、その種類が特に限定されない。
【0021】
本実施形態に係る第２の蓄電デバイス３４は、積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）及びタンタルポリマーキャパシタからなる群から選択される１種以上を含むことが好ましい。前記第２の蓄電デバイスは、少なくとも１つの積層セラミックコンデンサを含むことがより好ましい。
【0022】
積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）は、例えば、酸化チタンやチタン酸バリウムなどの誘電体と電極を、多数積み重ねたチップタイプのセラミックコンデンサである。チップのサイズ、積層厚み、積層数などによって、数ｐＦ～５００μＦの静電容量を有するＭＬＣＣが得られる。
本実施形態に係るＭＬＣＣは、第１の蓄電デバイス３２としてのＥＤＬＣの充電容量より、静電容量が小さく、ＥＤＬＣよりＥＳＲが小さければ、特に限定されない。本実施形態に係る屋内用エネルギーハーベスティング装置のアプリケーションの観点から、１０μＦ～５００μＦであることが好ましく、２０μＦ～３００μＦであることがより好ましく、５０μＦ～２００μＦであることが更に好ましい。
本実施形態に係るＭＬＣＣの具体例としては、例えば、静電容量が１００μＦであり、ＥＳＲが２ｍΩ（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が１０μＡであり、サイズが３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．６ｍｍであるＭＬＣＣが挙げられる。
本実施形態に係るＭＬＣＣは、第１の蓄電デバイス３２としてのＥＤＬＣの充電容量より、静電容量が小さく、ＥＤＬＣよりＥＳＲが小さければ、特に限定されない。本実施形態に係る屋内用エネルギーハーベスティング装置のアプリケーションの観点から、１０μＦ～５００μＦであることが好ましく、２０μＦ～３００μＦであることがより好ましく、５０μＦ～２００μＦであることが更に好ましい。
本実施形態に係るＭＬＣＣの具体例としては、例えば、静電容量が１００μＦであり、ＥＳＲが２ｍΩ（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が１０μＡであり、サイズが３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．６ｍｍであるＭＬＣＣが挙げられる。
【0023】
タンタルポリマーキャパシタ（タンタルポリマーコンデンサ）は、陰極層に導電性高分子（導電性ポリマー）を採用することにより、従来の二酸化マンガンタイプのチップタンタルコンデンサよりも低いＥＳＲ（等価直列抵抗）を実現させた導電性高分子チップタンタルコンデンサである。１μＦ～１５００μＦの静電容量を有する。
本実施形態に係るタンタルポリマーキャパシタは、第１の蓄電デバイス３２としてのＥＤＬＣの充電容量より、静電容量が小さく、ＥＤＬＣよりＥＳＲが小さければ、特に限定されない。本実施形態に係る屋内用エネルギーハーベスティング装置のアプリケーションの観点から、１０μＦ～５００μＦであることが好ましく、２０μＦ～３００μＦであることがより好ましく、５０μＦ～２００μＦであることが更に好ましい。
本実施形態に係るタンタルポリマーキャパシタの具体例としては、例えば、静電容量が１００μＦであり、ＥＳＲが７０ｍΩ（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が１００μＡ（１０Ｖ、２５℃）で、サイズが３．５ｍｍ×２．８ｍｍ×１．９ｍｍであるタンタルポリマーキャパシタを使用した。
本実施形態に係るタンタルポリマーキャパシタは、第１の蓄電デバイス３２としてのＥＤＬＣの充電容量より、静電容量が小さく、ＥＤＬＣよりＥＳＲが小さければ、特に限定されない。本実施形態に係る屋内用エネルギーハーベスティング装置のアプリケーションの観点から、１０μＦ～５００μＦであることが好ましく、２０μＦ～３００μＦであることがより好ましく、５０μＦ～２００μＦであることが更に好ましい。
本実施形態に係るタンタルポリマーキャパシタの具体例としては、例えば、静電容量が１００μＦであり、ＥＳＲが７０ｍΩ（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が１００μＡ（１０Ｖ、２５℃）で、サイズが３．５ｍｍ×２．８ｍｍ×１．９ｍｍであるタンタルポリマーキャパシタを使用した。
【0024】
本実施形態にかかる蓄電部３０は、好ましく、ＥＤＬＣとＭＬＣＣとを含み、かつ、ＥＤＬＣとＭＬＣＣとが並列接続されることが好ましい。ＥＤＬＣの充電容量が１ｍＦ～２００ｍＦであり、ＭＬＣＣの静電容量が１０μＦ～５００μＦであることがより好ましい。
また、本実施形態の蓄電部３０は、ＥＤＬＣとタンタルポリマーキャパシタとを含み、ＥＤＬＣとタンタルポリマーキャパシタとが並列で電気接続されてもよい。その場合、ＥＤＬＣの充電容量が１ｍＦ～２００ｍＦであり、タンタルポリマーキャパシタの静電容量が１０μＦ～５００μＦであることが好ましい。
また、本実施形態の蓄電部３０は、ＥＤＬＣとタンタルポリマーキャパシタとを含み、ＥＤＬＣとタンタルポリマーキャパシタとが並列で電気接続されてもよい。その場合、ＥＤＬＣの充電容量が１ｍＦ～２００ｍＦであり、タンタルポリマーキャパシタの静電容量が１０μＦ～５００μＦであることが好ましい。
【0025】
〔電力制御部〕
本実施形態に係る電力制御部５０は、電圧監視回路５２と、入力部５５と、出力部５４と、スイッチ（Ｓ１）５６と、スイッチ（Ｓ２）５８とを含むことが好ましい。
電圧監視回路５２は、蓄電部３０の両端の電圧を検出する回路である。出力部５４は、本実施形態の屋内用エネルギーハーベスティング装置を負荷２００に接続させ、負荷２００に電力を供給する構成である。スイッチ（Ｓ１）５６は、出力部５４の導通を制御するスイッチである。スイッチ（Ｓ２）５５は、入力部５５の導通を制御するスイッチである。
スイッチ（Ｓ１）５６を開放（ＯＦＦ）し、かつ、スイッチ（Ｓ２）５５を短絡（ＯＮ）した場合、発電素子１０と蓄電部３０とを接続する。発電素子１０から蓄電部３０への充電を開始する。スイッチ（Ｓ１）５６を短絡し（ＯＮ）した場合、蓄電部３０と負荷２００とを接続する。蓄電部３０から負荷への放電を開始し、負荷が動作を開始する。この時、発電素子１０が発電しているおり、蓄電部３０が過充電にならない範囲において、発電素子１０で発電される電力も蓄電部３０から放電される電力と負荷２００へ供給される。
本実施形態に係る電力制御部５０は、電圧監視回路５２と、入力部５５と、出力部５４と、スイッチ（Ｓ１）５６と、スイッチ（Ｓ２）５８とを含むことが好ましい。
電圧監視回路５２は、蓄電部３０の両端の電圧を検出する回路である。出力部５４は、本実施形態の屋内用エネルギーハーベスティング装置を負荷２００に接続させ、負荷２００に電力を供給する構成である。スイッチ（Ｓ１）５６は、出力部５４の導通を制御するスイッチである。スイッチ（Ｓ２）５５は、入力部５５の導通を制御するスイッチである。
スイッチ（Ｓ１）５６を開放（ＯＦＦ）し、かつ、スイッチ（Ｓ２）５５を短絡（ＯＮ）した場合、発電素子１０と蓄電部３０とを接続する。発電素子１０から蓄電部３０への充電を開始する。スイッチ（Ｓ１）５６を短絡し（ＯＮ）した場合、蓄電部３０と負荷２００とを接続する。蓄電部３０から負荷への放電を開始し、負荷が動作を開始する。この時、発電素子１０が発電しているおり、蓄電部３０が過充電にならない範囲において、発電素子１０で発電される電力も蓄電部３０から放電される電力と負荷２００へ供給される。
【0026】
図２は本発明の一実施形態の屋内用エネルギーハーベスティング装置のおけるスイッチ制御の説明図である。横軸が時間であり、縦軸が蓄電部３０の端子間の電圧（上段）及び出力部５４の電圧（下段）である。太陽電池が所定の発電を開始する。その時刻をＴ０とする。電力制御部５０による制御により発電素子１０と蓄電部３０を接続する。この時、蓄電部３０と出力部５４を接続するスイッチ（Ｓ１）５５は開放（ＯＦＦ）状態である。発電素子１０が発電した電力は、蓄電部３０に充電し、蓄電部３０の電圧が所定の第１の閾値電圧（Ａ、例えば、３．３Ｖ）に達する。その時刻がＴ１とする。時刻Ｔ１において、電力制御部５０の蓄電部３０と出力部５４を接続するスイッチ１（Ｓ１）が短絡（ＯＮ）し、蓄電部３０に充電された電力は、出力部５４を介して負荷２００側へ供給開始する。蓄電部３０の電圧が所定の第２の閾値電圧（Ｂ、例えば、２．１Ｖ）を下回る。その時刻がＴ２とする。時刻Ｔ２において、スイッチ（Ｓ１）５６を開放し、出力部５４を介して負荷側２００への電力供給を停止する。尚、時刻Ｔ１において、負荷２００が接続していない場合、一旦、スイッチ（Ｓ２）５５を開放し、蓄電部３０の過充電を防止する。蓄電部３０の自己放電などで、蓄電３０が所定の再充電開始電圧（例えば、第１の閾値電圧Ａの９５％）まで低下すると、再びスイッチ（Ｓ２）５５を短絡（ＯＮ）し、蓄電部３０への充電を開始する。この過放電防止は、負荷２００がせつぞくされていても負荷２００の消費電力が著しく小さく、再充電開始電圧まで低下しない場合にも行われる。
【0027】
第１の閾値電圧（Ａ）と第２の閾値電圧（Ｂ）の値は、アプリケーション、発電素子１０、蓄電部３０、負荷２００に基づいて適宜で選択すればよく、特に限定されない。例えば、発電素子１０が太陽電池であり；蓄電部３０は、ＥＤＬＣとＭＬＣＣとを含み、ＥＤＬＣの充電容量が１ｍＦ～２００ｍＦであり、ＭＬＣＣの静電容量が１０μＦ～５００μＦである場合、第１の閾値電圧（Ａ）が３．０～３．３Ｖになり、第１の閾値電圧（Ａ）が１．８～２．５Ｖになるように、設定することが好ましい。
【0028】
本実施形態にかかる電圧監視回路５２は、蓄電部３０の両端の電圧を検出し、スイッチ１（Ｓ１）５６及びスイッチ１（Ｓ２）５５を制御することができれば、特に限定されない。公知の方法で用いることができる。
【0029】
本実施形態にかかるスイッチ１（Ｓ１）５６及びスイッチ１（Ｓ２）５５としては、機械式接点を用いたスイッチで構成される例を示している。スイッチは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体スイッチング素子を用いた半導体スイッチを含んで構成されていてもよい。
【実施例0030】
以下本発明をさらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0031】
（実施例１）
実施例１の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、図１に示すように、発電素子と電力制御部と蓄電部とを備えた。本実施例の蓄電部は、発電素子と電力制御部の出力部との間に設けられ、並列電気接続された第１の蓄電デバイスと第２の蓄電デバイスを備えた。
本実施例の発電素子として、６セルタイプの太陽電池で、大きさが１４平方センチメートル（凡そ名刺サイズの縦横長さ寸法の半分、面積１／４）の太陽電池を用いた。照度５００ｌｘの屋内光での発電電力は、動作電圧２．６Vの時の動作電流がおよそ９０μＡ程度であった（１８μＷ／ｃｍ２）。
実施例１の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、図１に示すように、発電素子と電力制御部と蓄電部とを備えた。本実施例の蓄電部は、発電素子と電力制御部の出力部との間に設けられ、並列電気接続された第１の蓄電デバイスと第２の蓄電デバイスを備えた。
本実施例の発電素子として、６セルタイプの太陽電池で、大きさが１４平方センチメートル（凡そ名刺サイズの縦横長さ寸法の半分、面積１／４）の太陽電池を用いた。照度５００ｌｘの屋内光での発電電力は、動作電圧２．６Vの時の動作電流がおよそ９０μＡ程度であった（１８μＷ／ｃｍ２）。
【0032】
本実施例の第１の蓄電デバイスとして、静電容量が５ｍＦであり、ＥＳＲが５Ω（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が２μＡであるＥＤＬＣ（サイズ：２７ｘ１７ｘ０．４ｍｍ）が使用された。
本実施例の第２の蓄電デバイスとして、静電容量が１００μＦであり、ＥＳＲが２ｍΩ（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が１０μＡ／１０ＶであるＭＬＣＣ（サイズ：３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．６ｍｍ）が使用された。
本実施例の第２の蓄電デバイスとして、静電容量が１００μＦであり、ＥＳＲが２ｍΩ（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が１０μＡ／１０ＶであるＭＬＣＣ（サイズ：３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．６ｍｍ）が使用された。
【0033】
第１の蓄電デバイスと第２の蓄電デバイスとを合わせた蓄電部の実装面積は、３０ｍｍｘ２０ｍｍで、実装高さは、１．６ｍｍ（第２の蓄電デバイス高さ）あった。
本実施例の電力制御部は、蓄電部の両端の電圧を検出する電圧監視回路と、電力制御部の出力部の導通を制御するスイッチ（Ｓ１）５６と、電力制御部の入力部と、蓄電部及び出力部を制御するスイッチ（Ｓ１）５６への導通を制御するスイッチ（Ｓ２）５５を備えた。
本実施例の電力制御部は、蓄電部の両端の電圧を検出する電圧監視回路と、電力制御部の出力部の導通を制御するスイッチ（Ｓ１）５６と、電力制御部の入力部と、蓄電部及び出力部を制御するスイッチ（Ｓ１）５６への導通を制御するスイッチ（Ｓ２）５５を備えた。
【0034】
本実施例の負荷として、Ｓｕｂギガ帯送信機能付き温湿度センサーモジュールを用いた。
この温湿度センサーモジュールは、温湿度の測定と測定データ送信を凡そ１５ｍｓで行い、この時の平均消費電流は２０ｍＡ程度である。１回の測定・測定データ送信後にスリープモードに入り、低消費電力化している。スリープモード時の待機電流は２μＡ以下であり、測定・測定データ送信の間隔は１分で実施した。
この温湿度センサーモジュールは、温湿度の測定と測定データ送信を凡そ１５ｍｓで行い、この時の平均消費電流は２０ｍＡ程度である。１回の測定・測定データ送信後にスリープモードに入り、低消費電力化している。スリープモード時の待機電流は２μＡ以下であり、測定・測定データ送信の間隔は１分で実施した。
【0035】
本実施例の屋内用エネルギーハーベスティング装置を室内に配置した。測定した屋内の照度を分光放射照度計で測定した。屋内光の照度が５００ｌｘであった。図２に示すように、太陽電池が所定の発電を開始し、電力制御部による制御により太陽電池と蓄電部を接続した。この時、蓄電部と出力部を接続するスイッチ（Ｓ１）５６は開放状態であった。蓄電部へ発電された電力が充電され、蓄電部の電圧が所定の第１の閾値電圧（Ａ＝３．３Ｖ）に達する（Ｔ１）と、電力制御部の蓄電部と出力部を接続するスイッチ（Ｓ１）が短絡し、蓄電部に充電された電力の供給を出力部５４を介して負荷側へ供給開始した。一定時間後、蓄電部の電圧が所定の第２の閾値電圧（Ｂ＝２．１Ｖ）を下回った（Ｔ２）。そのとき、スイッチ（Ｓ１）５６を開放し、出力部５４を介して負荷２００側への電力供給を停止した。本実施例の屋内用エネルギーハーベスティング装置の構成を表１にまとめた。
【0036】
＜動作の評価＞
本実施例の屋内用エネルギーハーベスティング装置の出力特性を図３に示す。
図３に示すように、第１の閾値電圧（Ａ＝３．３Ｖ）に達して出力開始（負荷起動）し、負荷２００に起因する突入電流により蓄電部３０の端子間において電圧降下が発生するが、第１の蓄電デバイスよりＥＳＲの小さい第２の蓄電デバイスにより、電圧降下を抑制し、第２の閾値電圧（２．１Ｖ）以上を確保することで、センサーモジュール初期化・測定・送信を正常に動作した。
動作の評価結果は、以下の基準で判断し、その結果を表１に示す。
〇：電圧降下を抑制し、センサーモジュール初期化・測定・送信を正常に動作した場合。
×：電圧降下によって、センサーモジュール初期化・測定・送信を正常に動作しなかった場合。
本実施例の屋内用エネルギーハーベスティング装置の出力特性を図３に示す。
図３に示すように、第１の閾値電圧（Ａ＝３．３Ｖ）に達して出力開始（負荷起動）し、負荷２００に起因する突入電流により蓄電部３０の端子間において電圧降下が発生するが、第１の蓄電デバイスよりＥＳＲの小さい第２の蓄電デバイスにより、電圧降下を抑制し、第２の閾値電圧（２．１Ｖ）以上を確保することで、センサーモジュール初期化・測定・送信を正常に動作した。
動作の評価結果は、以下の基準で判断し、その結果を表１に示す。
〇：電圧降下を抑制し、センサーモジュール初期化・測定・送信を正常に動作した場合。
×：電圧降下によって、センサーモジュール初期化・測定・送信を正常に動作しなかった場合。
【0037】
＜充電時間の評価＞
本実施例の屋内用エネルギーハーベスティング装置の充電特性を図４に示す。５ｍＦまで充電時間が約３２分であった。
充電時間の測定値から、以下の基準で評価し、その結果は表１に示す。
〇：時間が３５分（実施例１及び実施例２）以下である。
×：時間が３５分を超える。
本実施例の屋内用エネルギーハーベスティング装置の充電特性を図４に示す。５ｍＦまで充電時間が約３２分であった。
充電時間の測定値から、以下の基準で評価し、その結果は表１に示す。
〇：時間が３５分（実施例１及び実施例２）以下である。
×：時間が３５分を超える。
【0038】
＜実装面積の評価＞
本実施例の実装高さは、以下の基準で判断し、その結果を表１に示す。
〇：蓄電部実装高さが２ｍｍ以下である。
×：蓄電部実装高さが２ｍｍを超える。
本実施例の実装高さは、以下の基準で判断し、その結果を表１に示す。
〇：蓄電部実装高さが２ｍｍ以下である。
×：蓄電部実装高さが２ｍｍを超える。
【0039】
（実施例２）
本実施例の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、本実施例の第２の蓄電デバイスとして、静電容量が１００μＦであり、ＥＳＲが７０ｍΩ（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が１００μＡであるタンタルポリマーキャパシタ（サイズ ３．５ｘ２．８ｘ１．９）を用いた以外は、実施例１の装置と同じであった。
本実施例の屋内用エネルギーハーベスティング装置を実施例１と同様な方法で評価し、その結果を表１に示す。また、充電時間が約３４分であった。
本実施例の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、本実施例の第２の蓄電デバイスとして、静電容量が１００μＦであり、ＥＳＲが７０ｍΩ（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が１００μＡであるタンタルポリマーキャパシタ（サイズ ３．５ｘ２．８ｘ１．９）を用いた以外は、実施例１の装置と同じであった。
本実施例の屋内用エネルギーハーベスティング装置を実施例１と同様な方法で評価し、その結果を表１に示す。また、充電時間が約３４分であった。
【0040】
（比較例１）
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、本比較例の蓄電部は、第１の蓄電デバイスのみを含み、この第１の蓄電デバイスとして、静電容量が１０ｍＦであり、ＥＳＲが５Ω（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が２μＡであるＥＤＬＣを用いた以外は、実施例１の装置と同じであった。
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、本比較例の蓄電部は、第１の蓄電デバイスのみを含み、この第１の蓄電デバイスとして、静電容量が１０ｍＦであり、ＥＳＲが５Ω（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が２μＡであるＥＤＬＣを用いた以外は、実施例１の装置と同じであった。
【0041】
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置を実施例１と同様な方法で評価し、その結果を表図５と６、表１に示す。
図５が図３と同じであったが、図６に示すように、充電時間が約７０分であった。実施例１より２倍以上増えった。
図５が図３と同じであったが、図６に示すように、充電時間が約７０分であった。実施例１より２倍以上増えった。
【0042】
（比較例２）
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、本比較例の第１の蓄電デバイスとして、静電容量が５ｍＦであり、ＥＳＲが５Ω（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が２μＡであるＥＤＬＣを２つ並列接続したものを用いた以外は、比較例１の装置と同じであった。
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置を実施例１と同様な方法で評価し、その結果を表１に示す。
表１に示すように、比較例１と同じ結果であった。
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、本比較例の第１の蓄電デバイスとして、静電容量が５ｍＦであり、ＥＳＲが５Ω（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が２μＡであるＥＤＬＣを２つ並列接続したものを用いた以外は、比較例１の装置と同じであった。
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置を実施例１と同様な方法で評価し、その結果を表１に示す。
表１に示すように、比較例１と同じ結果であった。
【0043】
（比較例３）
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、本比較例の第１の蓄電デバイスとして、静電容量が１ｍＦであり、ＥＳＲが５０ｍΩ（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が６μＡであるタンタル電解コンデンサ（サイズ７．３ｘ６．１ｘ３．５５）を５つ並列接続したものを用いた以外は、比較例１の装置と同じであった。
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置を実施例１と同様な方法で評価し、その結果を表１に示す。
図７に示すように、充電時間が約５５分であった。実施例１より約２倍増えった。
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、本比較例の第１の蓄電デバイスとして、静電容量が１ｍＦであり、ＥＳＲが５０ｍΩ（１００ｋＨｚ）であり、２５℃での漏れ電流のＭＡＸ値が６μＡであるタンタル電解コンデンサ（サイズ７．３ｘ６．１ｘ３．５５）を５つ並列接続したものを用いた以外は、比較例１の装置と同じであった。
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置を実施例１と同様な方法で評価し、その結果を表１に示す。
図７に示すように、充電時間が約５５分であった。実施例１より約２倍増えった。
【0044】
（比較例４）
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、本比較例の蓄電部は、第１の蓄電デバイスのみを含む以外は、実施例１の装置と同じであった。
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置を実施例１と同様な方法で評価し、その結果を表図８、表１に示す。
図８に示すように、第１の閾値電圧（Ａ＝３．３Ｖ）に達したから、出力開始（負荷起動）したが、出力電圧が降下し、センサーモジュール初期化・測定・送信を正常に動作しなかった。
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置は、本比較例の蓄電部は、第１の蓄電デバイスのみを含む以外は、実施例１の装置と同じであった。
本比較例の屋内用エネルギーハーベスティング装置を実施例１と同様な方法で評価し、その結果を表図８、表１に示す。
図８に示すように、第１の閾値電圧（Ａ＝３．３Ｖ）に達したから、出力開始（負荷起動）したが、出力電圧が降下し、センサーモジュール初期化・測定・送信を正常に動作しなかった。
【0045】
【表1】
【0046】
（考察）
表１の結果から分かるように、実施例１と実施例２において、５ΩのＥＳＲを有するＥＤＬＣを用いても、ＭＬＣＣ若しくはタンタルポリマーキャパシタをＥＤＬＣと並列接続することによって、低照度下（５００ｌｘ以下）屋内環境下で短い充電時間で太陽電池より効率よく蓄電することができ、アプリケーションの稼働を可能にした。しかも蓄電部の実装高さが増大することを抑制できた。特に実施例１で充電時間が最も短かった。
表１の結果から分かるように、実施例１と実施例２において、５ΩのＥＳＲを有するＥＤＬＣを用いても、ＭＬＣＣ若しくはタンタルポリマーキャパシタをＥＤＬＣと並列接続することによって、低照度下（５００ｌｘ以下）屋内環境下で短い充電時間で太陽電池より効率よく蓄電することができ、アプリケーションの稼働を可能にした。しかも蓄電部の実装高さが増大することを抑制できた。特に実施例１で充電時間が最も短かった。
【0047】
一方、比較例１と２において、実施例１よりトータル容量２倍のＥＤＬＣのみを用いた。動作に問題がなかったが充電時間が実施例１より２倍以上長くなった。また、比較例３において、実施例１と同じトータル容量である、５つのタンタル電解コンデンサを用いた。動作に問題がなかったが充電時間が実施例１より２倍以上長くなった。また、実装高さが実施例１よりかなり大きくなった。
比較例４において、実施例１と同じＥＤＬＣのみを用いた。ＭＬＣＣを用いなったため、負荷起動時の突入電量より電圧降下を生じ、供給電圧が低下した。動作ができなかった。
比較例４において、実施例１と同じＥＤＬＣのみを用いた。ＭＬＣＣを用いなったため、負荷起動時の突入電量より電圧降下を生じ、供給電圧が低下した。動作ができなかった。
【符号の説明】
【0048】
１００：屋内用エネルギーハーベスティング装置
１０：発電素子（ＰＶ）
３０：蓄電部
３２：第１の蓄電デバイスデバイス
３４：第２の蓄電デバイスデバイス
５０：電力制御部
５２：電圧監視回路
５４：出力部
５５：入力部
５６：スイッチＳ１
５８：スイッチＳ２
２００：負荷
１０：発電素子（ＰＶ）
３０：蓄電部
３２：第１の蓄電デバイスデバイス
３４：第２の蓄電デバイスデバイス
５０：電力制御部
５２：電圧監視回路
５４：出力部
５５：入力部
５６：スイッチＳ１
５８：スイッチＳ２
２００：負荷
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】