特許 7210777 太陽光発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-13

(45)【発行日】2023-01-23

(54)【発明の名称】太陽光発電装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 15/00 20060101AFI20230116BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230116BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20230116BHJP

   H02S 20/32 20140101ALI20230116BHJP

【ＦＩ】

H02J15/00 A

H02J7/00 P

H02J7/35 K

H02S20/32

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021570529

(86)(22)【出願日】2019-09-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-04

(86)【国際出願番号】 CN2019104855

(87)【国際公開番号】W WO2021046669

(87)【国際公開日】2021-03-18

【審査請求日】2021-11-26

(73)【特許権者】

【識別番号】521512790

【氏名又は名称】四季洋圃生物機電股▲フン▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100143720

【弁理士】

【氏名又は名称】米田 耕一郎

(72)【発明者】

【氏名】楊境界

(72)【発明者】

【氏名】賈澤民

【審査官】下林 義明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１３７１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６０８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８０８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２５８０４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ １５／００

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

Ｈ０２Ｓ ２０／００ － ２０／３２

Ｆ１６Ｈ １／２８ － １／４８

Ｆ１６Ｈ ４８／００ － ４８／４２

Ｆ０３Ｄ １／００ － ８０／８０

Ｈ０２Ｐ ９／００ － ９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽光発電装置であって、
１つの倍増電力ユニットを少なくとも有し、前記倍増電力ユニットの外には、１つの太陽光発電群が少なくとも接続され、前記太陽光発電群は、１つのソーラーパネルと、前記ソーラーパネルに接続された少なくとも１つのバッテリーパックとを有し、前記倍増電力ユニットには、１つの平行軸増速器が少なくとも設けられ、前記平行軸増速器の一側には、駆動軸が設けられ、前記平行軸増速器の他側には、トルク軸が設けられ、前記駆動軸には、前記バッテリーパックに接続されたモータが回転可能に接続され、前記トルク軸には、１つの遊星歯車トルクアンプが回転可能に接続され、前記遊星歯車トルクアンプは、１つのインナーリング歯車を少なくとも有し、前記インナーリング歯車の内側には、遊星歯車群が環接され、前記遊星歯車群の一側には、発電機案内軸が固接され、前記発電機案内軸には、倍増電力発電機が回転可能に接続されて駆動され、前記遊星歯車群の他側には、前記インナーリング歯車の内側に噛合された３つの遊星歯車が少なくとも設けられ、前記遊星歯車の側面には、トルクカウンターウェイトが固定され、前記遊星歯車間には、前記トルク軸が噛合されることを特徴とする、太陽光発電装置。

【請求項2】

前記倍増電力発電機には、１つの整流器が少なくとも接続され、
前記整流器には、前記バッテリーパックに接続された１つのリターンリードが少なくとも増設されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。

【請求項3】

前記太陽光発電群には、１つの太陽追跡動力ユニットが少なくとも増設され、
前記太陽追跡動力ユニットの底端には、１つの水平回転動力部材が少なくとも増設され、
前記水平回転動力部材の上方には、チルト動力部材が接続され、
前記チルト動力部材の上方には、１つのチルトプラットフォーム部が少なくとも増設され、
前記チルトプラットフォーム部の上方には、前記ソーラーパネルが敷設されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。

【請求項4】

前記太陽光発電群には、１つの風力発電部材が少なくとも増設され、
前記風力発電部材には、前記バッテリーパックが接続されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、太陽光発電の分野に関し、特に、太陽光発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、太陽光発電の運用は、図１に示すように、その大部分がソーラーパネル１０を敷設することにより達成し、この技術を実施すると分かるように、ソーラーパネル１０が選定し得る敷設エリアは、高山、海洋、宇宙船、船舶、路面交通機関、田舎、都市建築及びビルディング、湖及び砂漠など非常に広く、このことから分かるように地球上の何れの陸地及び陸地近くのエリアと言え、機関上には、直流電流を発生させるソーラーパネル１０を敷設することができ、ソーラーパネル１０は利用価値が非常に高い施設であり、既に知られている制限が最も少ない発電技術手段でもある。

【0003】

地球の気候が急速に悪化するに伴い、一部エリアの農業、養殖・漁業及び牧畜業は、減収又は無収入となっており、従って、農業に太陽光発電を組み合わせると、農民、漁民及び牧畜民の収益を安定させて増やすことができる。統計によると、１平方メートル当たり毎時２８ワットの発電収益があるため、生産性が高くない農業エリア、養殖地及び牧畜地に太陽光発電を普及させて設置することができると、農民、漁民及び牧畜民の生計問題を効果的に解決することができる。

【0004】

しかしソーラーパネル１０は、従来技術では小面積で発電量の上限が３００ワットのソーラーパネル１０にしか製作することができず、最低１６．６キロワットの発電後の出力量を満足させるためには、ソーラーパネル１０は、少なくとも１７ブロック以上のソーラーパネル１０を集めて敷設しなければ、最適な太陽光照射条件下で、最低目標である最も基本の発電後の１枚の出力量である３００ワットを達成することはできなかった。しかし、毎日の最適な太陽光照射条件は約３～４時間しか無かったため、ソーラーパネル１０を大量に敷設しなければ、太陽光の最適な照射条件下でなければ、なんとかしてソーラーパネル１０の発電使用出力時間を延ばし、ソーラーパネル１０が発生させる直流電流は、インバータ２０を介して交流電流に変換し、初めて出力して給電することができた。同時に、インバータ２０を使用すると、電気エネルギーを消費し、ソーラーパネル１０の発電出力効果が下がった（例えば、図１を参照する）。

【0005】

ただ、大量に敷設しなければならないソーラーパネル１０は組立コストが少なくなく、毎日の日照有効発電出力時間が３～４時間しかないため、平均発電出力効果が不安定となり、インバータ２０を介してソーラーパネル１０の発電出力効果が下がった。そのため、その他の方法により技術を向上させ、安定した電力生産性を効果的に延ばす他なかった。

【0006】

（発明の内容）

【0007】

そのため、本願が解決することは、従来技術の組立コストが少なくなく、有効発電出力時間が短かった問題を解決し、インバータを介することによりソーラーパネルの発電後の消耗を減らし、有効発電出力時間を延長する太陽光発電装置を提供することにある。

【0008】

本願の太陽光発電装置は、１つの倍増電力ユニットを少なくとも有し、前記倍増電力ユニットの外には、１つの太陽光発電群が少なくとも接続され、前記太陽光発電群は、１つのソーラーパネルと、前記ソーラーパネルに接続された少なくとも１つのバッテリーパックとを有し、前記倍増電力ユニットには、１つの平行軸増速器が少なくとも設けられ、前記平行軸増速器の一側には、駆動軸が設けられ、前記平行軸増速器の他側には、トルク軸が設けられ、前記駆動軸には、前記バッテリーパックに接続されたモータが回転可能に接続され、前記トルク軸には、１つの遊星歯車トルクアンプが回転可能に接続され、前記遊星歯車トルクアンプは、１つのインナーリング歯車を少なくとも有し、前記インナーリング歯車の内側には、遊星歯車群が環接され、前記遊星歯車群の一側には、発電機案内軸が固接され、前記発電機案内軸には、倍増電力発電機が回転可能に接続されて駆動され、前記遊星歯車群の他側には、前記インナーリング歯車の内側に噛合された３つの遊星歯車が少なくとも設けられ、前記遊星歯車の側面には、トルクカウンターウェイトが固定され、前記遊星歯車間には、前記トルク軸が噛合される。

【0009】

代替的に、前記倍増電力発電機には、１つの整流器が少なくとも接続され、前記整流器には、前記バッテリーパックに接続された１つのリターンリードが少なくとも増設される。

【0010】

代替的に、前記太陽光発電群には、１つの太陽追跡動力ユニットが少なくとも増設され、前記太陽追跡動力ユニットの底端には、１つの水平回転動力部材が少なくとも増設され、前記水平回転動力部材の上方には、チルト動力部材が接続され、前記チルト動力部材の上方には、１つのチルトプラットフォーム部が少なくとも増設され、前記チルトプラットフォーム部の上方には、前記ソーラーパネルが敷設される。

【0011】

代替的に、前記太陽光発電群には、１つの風力発電部材が少なくとも増設され、前記風力発電部材には、前記バッテリーパックが接続される。

【0012】

本願の有益な効果は、ソーラーパネルにモータが接続され、モータには、平行軸増速器が回転可能に接続され、平行軸増速器には、遊星歯車トルクアンプが回転可能に接続され、遊星歯車トルクアンプには、倍増電力発電機が回転可能に接続されて駆動され、さらに、遊星歯車トルクアンプのトルクカウンターウェイトは、倍増電力発電機が延長する有効電力発電出力時間を安定させる実質的効果を有する。
（実施方式）

【0013】

本分野の技術者が本願を良く理解して実施できるように、以下では、添付図面と具体的に実施例を組み合わせて本願をさらに説明するが、挙げる実施例によって本願が限定されるものではない。

【0014】

本願の太陽光発電装置１は、１つの倍増電力ユニット２を少なくとも有する。倍増電力ユニット２の外には、１つの太陽光発電群３が少なくとも接続される。太陽光発電群３は、直流電流を発生させるソーラーパネル３１と、ソーラーパネル３１が発生させた直流電流を蓄えるために接続されたバッテリーパック３２とを有する。さらに、倍増電力ユニット２は、平行軸増速器２１を少なくとも有する。平行軸増速器２１の一側（この実施例では左側）には、駆動軸２２が設けられ、平行軸増速器２１の他側（この実施例では右側）には、トルク軸２３が設けられる。さらに、駆動軸２２には、バッテリーパック３２に接続されたモータ２４が回転可能に接続される。モータ２４は、バッテリーパック３２に蓄えられた直流電流により駆動され、モータ２４により平行軸増速器２１を駆動する。さらに、平行軸増速器２１には、トルク軸２３により１つの遊星歯車トルクアンプ４と少なくとも回転可能に接続されて駆動する。遊星歯車トルクアンプ４は、１つのインナーリング歯車４１を少なくとも有する。インナーリング歯車４１の内側には、遊星歯車群４２が少なくとも環接される。遊星歯車群４２の一側（この実施例では右側）には、発電機案内軸４３が固接される。発電機案内軸４３には、倍増電力発電機５が回転可能に接続されて駆動され、遊星歯車群４２の他側（この実施例では左側）には、インナーリング歯車４１の内側に噛合された３つの遊星歯車４２２が少なくとも設けられる。遊星歯車４２２の側面には、トルクカウンターウェイト４４が固定される。さらに、遊星歯車４２２間には、トルク軸２３が噛合される。倍増電力発電機５は、交流電流を発生させて直接出力して給電する。また、倍増電力発電機５には、１つの簡易な整流器６が少なくとも接続される。整流器６は、バッテリーパック３２に接続された１つのリターンリード６１が少なくとも設けられる。リターンリード６１は、倍増電力発電機５に発生した電力の一部をバッテリーパック３２に戻して充電し、モータ２４の使用時間が延長し得る太陽光発電装置１の自己循環システムを形成する（例えば、図２、図３を参照する）。

【0015】

本願は、６ブロックのソーラーパネル３１を組み合わせて長時間使用できる価値を有し、その使用上、まず、ソーラーパネル３１が発生させた１．８キロワットの電力をバッテリーパック３２に蓄える。バッテリーパック３２は、蓄えた光エネルギー電力により直流のモータ２４を駆動する。モータ２４は、僅か７５０ワットで駆動することができ、さらに、モータ２４により機械エネルギーの平行軸増速器２１の速度を約（毎時約３０００回転）まで増やす。平行軸増速器２１は、機械エネルギーの遊星歯車トルクアンプ４を駆動し、遊星歯車トルクアンプ４の遊星歯車群４２により遊星歯車４２２を介して発電機案内軸４３を毎時約８００回転まで減速させ、発電機案内軸４３により回転可能に接続された倍増電力発電機５は、瞬間的に約６キロワットの交流発電量を発生させる。また、遊星歯車４２２は、トルクカウンターウェイト４４の重量によりエネルギーを蓄えて発電機案内軸４３の回転速度を安定的に支えることにより、発電機案内軸４３が駆動する倍増電力発電機５が発生する増幅と、直接的に外部に供給する交流発電効率とを保証し得る。さらに、倍増電力発電機５が発生させる電力の一部は、リターンリード６１を介してバッテリーパック３２に戻って充電し、これによりバッテリーパック３２に戻って充電してモータ２４に供給するため、使用時間を延長することができる自己循環システムを形成する（例えば、図２、図３を参照する）。

【0016】

本願の倍増電力発電機５が発生させる６キロワットの発電量は、約５キロワットの電力を直接出力することができる。また、整流器６が保留した１キロワットは、リターンリード６１を介してバッテリーパック３２内に戻して蓄えられ、供給してモータ２４の継続運転時間が少なくとも毎日８時間以上の発電時間が達成できることを助ける。さらに、６ブロックが取り付けられたソーラーパネル３１が発生させる電力は１．８キロワットであり、倍増電力ユニット２を介して電力を６キロワットまで直ちに増やす。また、モータ２４は、弱電でも稼働可能な装置であり、太陽光発電装置１は、太陽光が最適な条件下でもなくても非常に効率的に使用することができる。そのため、このことから分かるように、太陽光発電装置１は、バッテリーパック３２が蓄える電気エネルギーを含むため、太陽光発電装置１は、毎日、少なくとも高い使用率で８時間駆動でき、モータ２４は、使用時間を延長することができる太陽光発電装置１の自己循環システムを形成する（例えば、図２を参照する）。

【0017】

本願の倍増電力ユニット２は、コンテナーＡ中に配列設置し、コンテナーＡ中に組立てた後、現有する大面積で敷設されたソーラーパネル３１と組み合わせて使用することができる。或いは、大量の倍増電力ユニット２を利用し、大面積で敷設されたソーラーパネル３１を設定して使用する（例えば、図４を参照する）。

【0018】

また、本願の倍増電力ユニット２は、高消費電力の車Ｂに載せて運用し得る。車Ｂは、内部に倍増電力ユニット２及びバッテリーパック３２が組み立てられ、外部にソーラーパネル３１を敷設すると、倍増電力ユニット２が発生させた電気エネルギーを車Ｂへ供給して使用することができ、これにより車Ｂのエンジンが発電する負荷を有効に減らし、車Ｂのエンジンは、燃料の消費を効果的に減らすことが可能となる。また、本案の太陽光発電装置１は、既知の交通機関にほぼ使用することが可能である（例えば、図５を参照する）。

【0019】

本願の太陽光発電群３には、１つの太陽追跡動力ユニット３Ａが少なくとも増設される。太陽追跡動力ユニット３Ａの底端には、１つの水平回転動力部材３Ａ１が少なくとも増設される。水平回転動力部材３Ａ１の上方には、１つのチルト動力部材３Ａ２が少なくとも接続される。チルト動力部材３Ａ２の上方には、１つのチルトプラットフォーム部３Ａ３が少なくとも増設される。チルトプラットフォーム部３Ａ３の上方には、ソーラーパネル３１が別途敷設される。これにより太陽追跡動力ユニット３Ａは、ソーラーパネル３１を太陽Ｈに向け続け、太陽光発電装置１は、連続８時間の発電を満足させることができる上、この太陽Ｈは、発電装置１が弱電を利用してモータ２４を駆動させ、日中では太陽Ｈの弱光及び雲層を通過する少ない光でも太陽光発電装置１の発電ニーズを満たすことができるため、本案は、毎日３～４時間の太陽Ｈの日照有効発電出力時間により制限されない（例えば、図６を参照する）。

【0020】

本願の太陽光発電群３には、１つの風力発電部材３Ｂが少なくとも増設される。風力発電部材３Ｂには、バッテリーパック３２が接続される。これにより、風力発電部材３Ｂの使用は、ちょうど太陽光発電装置１の実施を夜間まで延長することができ、如何なる天候状態であっても発電及び電力出力を保証することができる（例えば、図７を参照する）。

【0021】

上述したことから分かるように、太陽光発電装置１は、ソーラーパネル３１により発生された直流光エネルギー電力はバッテリーパック３２に蓄えられる。バッテリーパック３２は、蓄えた直流光エネルギー電力により直流のモータ２４を駆動させる。モータ２４は、僅か７５０ワットで駆動させることができる。さらに、モータ２４により機械エネルギーを有する平行軸増速器２１の速度を高める。平行軸増速器２１は、機械エネルギーの遊星歯車トルクアンプ４を駆動し、遊星歯車トルクアンプ４の遊星歯車群４２により、遊星歯車４２２を介して発電機案内軸４３の速度を下げ、発電機案内軸４３により倍増電力発電機５に回転可能に接続し、交流発電を増幅して外部に直接供給可能である。また、遊星歯車４２２は、トルクカウンターウェイト４４の重量に応じ、エネルギーを蓄えて発電機案内軸４３の回転速度を安定的に支え、これにより発電機案内軸４３が駆動する倍増電力発電機５の発電効果を保証する。これにより、発電機４が発生させる電力値の持続性及び安定性を保証するとともに、従来技術の組立コストが少なくなく、有効発電出力時間が短いという欠点を完全に無くし、よく見かけた発電後の効果が下がるか無くなるインバータを取付ける必要がなく、さらに、太陽光発電装置１は、農業、養殖・漁業及び牧畜業に太陽光発電を組み合わせると、農民、漁民及び牧畜民の収益を安定させて増やすことができ、さらに、太陽光発電装置１は、整流器６に依り、バッテリーパック３２と接続されたリターンリード６１を有する。リターンリード６１は、倍増電力発電機５が発生させた電力の一部を導流してバッテリーパック３２に戻して充電し、モータ２４は、使用時間を延長することができる自己循環システムを形成し、本願は、自己循環システムに太陽光発電群３及び倍増電力ユニット２を融合させて本案を形成するという優れた特長を有する。

【0022】

上述した実施例は、本願を十分に説明するためだけに挙げた好適な実施例であり、本願の保護範囲はこれだけに限定されない。本技術分野の技術者が、本願を基礎として行う等価の置換又は変化もともに本願の保護範囲内に含まれる。本願の保護範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
（工業実用性）

【0023】

本願のソーラーパネルには、モータが接続され、モータには、平行軸増速器が回転可能に接続され、平行軸増速器には、遊星歯車トルクアンプが回転可能に接続され、遊星歯車トルクアンプには、倍増電力発電機が回転可能に接続されて駆動され、さらに、遊星歯車トルクアンプのトルクカウンターウェイトは、倍増電力発電機が延長する有効電力発電出力時間を安定し得る実質的効果を有し、工業分野で製造・使用することができるため、工業的実用性を有する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、従来のソーラーパネルを示す図である。

【図2】図２は、本願の太陽光発電装置を示す図である。

【図3】図３は、本願の遊星歯車の噛合を示す図である。

【図4】図４は、本願の太陽光発電装置を大面積で使用するときの状態を示す図である。

【図5】図５は、本願の太陽光発電装置を車載して使用するときの状態を示す図である。

【図6】図６は、本願を太陽追尾動力ユニットと組み合わせたときの状態を示す図である。

【図7】図７は、本願を風力発電部材と組み合わせたときの状態を示す図である。

【符号の説明】

【0025】

（従来技術）
１０ ソーラーパネル
２０ インバータ
（本発明）
Ａ コンテナー
Ｂ 車
Ｈ 太陽
１ 太陽光発電装置
２ 倍増電力ユニット
２１ 平行軸増速器
２２ 駆動軸
２３ トルク軸
２４ モータ
３ 太陽光発電群
３Ａ 太陽追跡動力ユニット
３Ａ１ 水平回転動力部材
３Ａ２ チルト動力部材
３Ａ３ チルトプラットフォーム部
３Ｂ 風力発電部材
３１ ソーラーパネル
３２ バッテリーパック
４ 遊星歯車トルクアンプ
４１ インナーリング歯車
４２ 遊星歯車群
４２２ 遊星歯車
４３ 発電機案内軸
４４ トルクカウンターウェイト
５ 倍増電力発電機
６ 整流器
６１ リターンリード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】