特表 2023-530949 エネルギーハーベスティング車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-20

(54)【発明の名称】エネルギーハーベスティング車両

(51)【国際特許分類】

   H02S 10/40 20140101AFI20230712BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20230712BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230712BHJP

   H02S 40/36 20140101ALI20230712BHJP

   H01L 31/044 20140101ALI20230712BHJP

   H02S 50/00 20140101ALI20230712BHJP

   B60L 8/00 20060101ALI20230712BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20230712BHJP

   B60L 58/13 20190101ALI20230712BHJP

   B60K 16/00 20200101ALI20230712BHJP

【ＦＩ】

H02S10/40

H02J7/35 A

H02J7/00 P

H02S40/36

H01L31/04 520

H02S50/00

B60L8/00

B60L50/60

B60L58/13

B60K16/00 A ZHV

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022577168

(86)(22)【出願日】2020-10-03

(85)【翻訳文提出日】2022-12-14

(86)【国際出願番号】 IN2020050851

(87)【国際公開番号】W WO2022003707

(87)【国際公開日】2022-01-06

(31)【優先権主張番号】202041027422

(32)【優先日】2020-06-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521196110

【氏名又は名称】ティーヴィーエス モーター カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＴＶＳ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110000084

【氏名又は名称】弁理士法人アルガ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】サーカー，モウミタ

(72)【発明者】

【氏名】プラミラ ラオ，エヌ

(72)【発明者】

【氏名】ジャベッツ ディナガー，サムラジ

【テーマコード（参考）】

3D235

5F251

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D235AA01

3D235AA23

3D235BB34

3D235CC17

3D235DD34

3D235FF13

3D235HH12

3D235HH34

5F251BA05

5F251BA11

5F251BA18

5F251JA02

5F251JA08

5F251JA12

5F251KA02

5G503AA06

5G503BA01

5G503BB01

5G503CB06

5G503EA05

5G503FA06

5H125AA01

5H125AC09

5H125AC12

5H125BC12

5H125CD02

5H125DD01

5H125EE27

5H125EE41

5H125EE51

5H125EE53

5H125EE55

5H125EE61

(57)【要約】

電気エネルギーを生成するための車両パネル（１０２ａ、１０２ｃ）に接続されたエネルギーハーベスティング構造（１０３）を備えるエネルギーハーベスティング車両（１０２）が開示される。エネルギーハーベスティング構造（１０３）は、異なる期間にわたって入射光を受ける所定数の表面（３０１、３０２、３０３）を備える。これらの表面（３０１、３０２、３０３）のうちの少なくとも１つは、入射光を集光するためのソーラユニット（３０４、３０５、３０６）を備える。表面（３０１、３０２、３０３）の領域に位置決めされた所定数のソーラユニット（３０４、３０５、３０６）は、集光された入射放射に基づいて、エネルギーハーベスティング構造（１０３）が電気エネルギーを生成する際の損失を低減するために直列接続または並列接続で互いに接続される。さらに、エネルギーハーベスティング構造（１０３）の効率を最大化するために駐車位置においてエネルギーハーベスティング車両（１０２）を駐車する最適な向きを決定する方法も開示される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エネルギーハーベスティング車両（１０２）であって、
複数の車両パネル（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ）と、
前記複数の車両パネルのうちの少なくとも２つ（１０２ａ、１０２ｃ）に接続された、電気エネルギーを生成するためのエネルギーキャノピ（１０３）と、を備え、
前記エネルギーキャノピ（１０３）は、複数の期間にわたって入射光を受ける所定数の表面（３０１、３０２、３０３）を備え、
前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）のうちの少なくとも１つは、前記入射光を集光するためのソーラユニット（３０４、３０５、３０６）を備え、
前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）の領域に位置決めされた所定数のソーラユニット（３０４、３０５、３０６）は、前記入射光の集光の強化によって前記エネルギーキャノピ（１０３）のエネルギー変換効率を改善するために直列接続及び並列接続の一方で互いに接続される、
エネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項2】

前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）のそれぞれの前記ソーラユニット（３０４、３０５、３０６）は、１つ又は複数のソーラアレイ（４０１、４０２、４０３）を備える、請求項１に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項3】

前記１つ又は複数のソーラアレイ（４０１、４０２、４０３）の各ソーラアレイ（４０１、４０２、４０３）は、直列に電気的に接続された複数の太陽電池（４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ）を備える、請求項２に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項4】

前記ソーラユニット（３０４、３０５、３０６）の前記１つ又は複数のソーラアレイ（４０１、４０２、４０３）は、互いに直列に電気的に接続されている、請求項２に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項5】

前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）のうちの前記少なくとも１つは、異なる曲率半径を有して前記エネルギーキャノピ（１０３）を形成する、請求項１に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項6】

前記所定数のソーラユニット（３０４、３０５、３０６）を位置決めするための前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）は、前記入射光の入射角、前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）のそれぞれの曲率半径、遮光状態、及び塵の状態に基づいて選択される、請求項１に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項7】

前記エネルギーキャノピ（１０３）は、各表面の入射光強度、暦情報、気象データ、前記表面上の塵の蓄積、及び前記表面の曲率のうちの１つ又は複数に基づいて前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）の各ソーラユニット（３０４、３０５、３０６）をバイパスするバイパスユニットをさらに備える、請求項１に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項8】

磁極に対する前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の瞬間的な向きを決定するための少なくとも１つの第１のセンサ（１０９）をさらに備える、請求項１に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項9】

前記少なくとも１つの第１のセンサ（１０９）は、磁気コンパス、ホールセンサ、加速度計、太陽センサ、位置センサ、ロケーションセンサ、及びそれらの任意の組合せのうちの１つである、請求項８に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項10】

前記ソーラユニット（３０４、３０５、３０６）が設置された前記エネルギーキャノピ（１０３）の前記表面（３０１、３０２、３０３）を識別するための少なくとも１つの第２のセンサ（１１０）をさらに備える、請求項１に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項11】

前記少なくとも１つの第２のセンサ（１１０）は、曲率センサ、荷重センサ、圧力センサ、及びそれらの任意の組合せのうちの１つである、請求項１０に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項12】

前記少なくとも１つの第２のセンサ（１１０）は、塵が蓄積した前記エネルギーキャノピ（１０３）の前記表面（３０１、３０２、３０３）を識別する、請求項１０に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項13】

前記所定数のソーラユニット（３０４、３０５、３０６）のそれぞれの遮光状態に基づいて駐車位置における前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の最適な向きを決定して勧告する駐車制御装置（１０７）をさらに備える、請求項１に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項14】

前記エネルギーハーベスティング（１０２）のユーザに前記エネルギーハーベスティング（１０２）を前記最適な向きで駐車するように通知するための表示インタフェース及び音声インタフェースのうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１３に記載のエネルギーハーベスティング車両（１０２）。

【請求項15】

電気エネルギーを生成するエネルギーハーベスティング構造（１０３）であって、
複数の期間にわたって入射光を受ける所定数の表面（３０１、３０２、３０３）と、
前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）のうちの少なくとも１つの領域に位置決めされた、前記入射光を集光するためのソーラユニット（３０４、３０５、３０６）と、
前記入射光の集光の強化によって前記エネルギーハーベスティング構造（１０３）のエネルギー変換効率を改善するために前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）上の所定数のソーラユニット（３０４、３０５、３０６）を直列接続及び並列接続の一方で互いに電気的に接続する複数の配線要素（４０４、５０２）と、
を備える、エネルギーハーベスティング構造（１０３）。

【請求項16】

前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）のうちの前記少なくとも１つの前記ソーラユニット（３０４、３０５、３０６）は、１つ又は複数のソーラアレイ（４０１、４０２、４０３）を備える、請求項１５に記載のエネルギーハーベスティング構造（１０３）。

【請求項17】

前記１つ又は複数のソーラアレイ（４０１、４０２、４０３）の各ソーラアレイ（４０１、４０２、４０３）は、直列に電気的に接続された複数の太陽電池（４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ）を備える、請求項１６に記載のエネルギーハーベスティング構造（１０３）。

【請求項18】

前記ソーラユニット（３０４、３０５、３０６）の前記１つ又は複数のソーラアレイ（４０１、４０２、４０３）は、互いに直列に電気的に接続されている、請求項１７に記載のエネルギーハーベスティング構造（１０３）。

【請求項19】

前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）のうちの前記少なくとも１つは、異なる曲率半径を有して前記エネルギーハーベスティング構造（１０３）を形成する、請求項１８に記載のエネルギーハーベスティング構造（１０３）。

【請求項20】

前記所定数のソーラユニット（３０４、３０５、３０６）を位置決めするための前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）は、前記入射光の入射角、前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）のそれぞれの曲率半径、遮光状態、及び塵の状態に基づいて選択される、請求項１５に記載のエネルギーハーベスティング構造（１０３）。

【請求項21】

各表面の入射光強度、暦情報、気象データ、前記表面上の塵の蓄積、及び前記表面の曲率のうちの１つ又は複数に基づいて前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）の各ソーラユニット（３０４、３０５、３０６）をバイパスするバイパスユニットをさらに備える、請求項１５に記載のエネルギーハーベスティング構造（１０３）。

【請求項22】

駐車位置においてエネルギーハーベスティング構造（１０３）を備えるエネルギーハーベスティング車両（１０２）を駐車する最適な向きを決定する方法であって、前記エネルギーハーベスティング構造（１０３）は、
複数の期間にわたって入射光を受ける所定数の表面（３０１、３０２、３０３）と、
前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）のうちの少なくとも１つに位置決めされた、前記入射光を集光するためのソーラユニット（３０４、３０５、３０６）と、
前記入射光の集光の強化によって前記エネルギーキャノピ（１０３）のエネルギー変換効率を改善するために前記所定数の表面（３０１、３０２、３０３）上の所定数のソーラユニット（３０４、３０５、３０６）を直列接続および並列接続の一方で互いに電気的に接続する複数の配線要素（４０４、５０２）と、を備え、
前記方法は、
前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の少なくとも１つの第１のセンサ（１０９）によって、磁極に対する前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の瞬間的な向きを決定するステップと、
前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の少なくとも１つの第２のセンサ（１１０）によって、前記ソーラユニット（３０４、３０５、３０６）が設置された前記エネルギーハーベスティング構造（１０３）の前記表面（３０１、３０２、３０３）を識別するステップと、
前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の駐車制御装置（１０７）によって、前記磁極に対する前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の前記瞬間的な向きおよび前記ソーラユニット（３０４、３０５、３０６）を備える前記識別された表面（３０１、３０２、３０３）を分析し、前記駐車位置において最小数の表面（３０１、３０２、３０３）が遮光状態になる最適な向きを決定するステップと、
前記駐車制御装置（１０７）によって、所定の閾値を用いて、前記瞬間的な向きと、前記決定した最適な向きとを比較するステップと、
前記駐車制御装置（１０７）によって、前記現在の向きと前記決定した最適な向きの比較に基づいて、前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）を前記決定した最適な向きで駐車するように前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）のユーザに通知するステップと、
を含む、方法。

【請求項23】

前記少なくとも１つの第１のセンサ（１０９）は、磁気コンパス、ホールセンサ、加速度計、太陽センサ、位置センサ、ロケーションセンサ、及びそれらの任意の組合せのうちの１つである、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記少なくとも１つの第２のセンサ（１１０）は、曲率センサ、荷重センサ、圧力センサ、及びそれらの任意の組合せのうちの１つである、請求項２２に記載の方法。

【請求項25】

前記駐車制御装置（１０７）によって、当日についての暦情報を受信し、前記磁極に対する前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の前記瞬間的な向きを分析するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項26】

前記駐車制御装置（１０７）は、前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）および前記ユーザが所有するユーザデバイスのうちの一方の表示インタフェース及び音声インタフェースのうちの一方で、前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の前記ユーザに通知を行う、請求項２２に記載の方法。

【請求項27】

前記少なくとも１つの第２のセンサ（１１０）は、塵が蓄積した前記エネルギーハーベスティング構造（１０３）の前記表面（３０１、３０２、３０３）を識別する、請求項２２に記載の方法。

【請求項28】

前記駐車制御装置（１０７）によって、前記エネルギーハーベスティング構造１０３の効率を向上させるために、塵が蓄積した前記識別した表面を洗浄するように前記ユーザに通知するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。

【請求項29】

前記駐車制御装置（１０７）によって、前記エネルギーハーベスティング構造（１０３）を使用して充電されるエネルギー蓄積モジュールの所望の充電状態を得るための前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の向きの頻繁な調整についての定期警告を生成するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項30】

前記駐車制御装置（１０７）によって、前記少なくとも１つの第１のセンサ（１０９）及び前記少なくとも１つの第２のセンサ（１１０）のセンサデータと、所与の移動中に前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）を前記瞬間的な向きで駐車する推定時間間隔についてのユーザ入力とに基づいて、エネルギー蓄積モジュールの充電状態および前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の走行可能距離を計算するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項31】

前記駐車制御装置（１０７）によって、前記エネルギーハーベスティング車両（１０２）の所望の走行可能距離のために前記エネルギーハーベスティング構造（１０３）を用いて前記エネルギー蓄積モジュールを完全に充電するために必要な時間について計算を行い、前記ユーザに通知するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。

【請求項32】

前記ユーザが立ち往生することを防止するために、前記駐車制御装置（１０７）によって、前記エネルギー蓄積モジュールの不十分な充電について前記ユーザに警告するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光起電力デバイスに関する。さらに詳細には、車上エネルギー生成のためのエネルギーハーベスティング構造を備えるエネルギーハーベスティング車両を開示する。

【背景技術】

【0002】

ソーラパネルなどの光起電力デバイスは、現代及び将来において世界が直面する可能性が高いエネルギー危機に対処するための実施可能な解決策である。ソーラパネルは、車両、調理、暖房など、多数の商業及び家庭の応用分野でエネルギー源として利用される。車両のソーラパネルは、効率が低く剛性が高いので、過去にはそれほど商業利用されていない。しかし、近年になって効率が向上し、ソーラパネルは、現在は効率を失わずに半硬質にすることができる。これにより、ソーラパネルは、車上エネルギー生成に非常に適するようになっている。太陽光集光器は、通常は、車両の屋根、ドア、キャノピ、車体パネルなどに取り付けられる。

【0003】

太陽光集光器は、車両のキャノピ又は屋根に配置されたときには、日光の下でエネルギーを生成するために利用可能な大きな面積を有することができる。しかし、バス／トラック／列車など、屋根の上に大きな平坦領域を有する大型車両以外、四輪車、三輪車又は二輪車などの小型車両は、屋根の上に十分な平坦領域を有していない。その結果として、ソーラパネルは、車両のエネルギー要件を満たすために、平坦ではない表面にも取り付けられることになる。例えば、自動車では、ソーラパネルを取り付けるために屋根、フロント／リアボンネット、ドアなど複数の領域を使用することができるが、スクータの場合は、車両の上のキャノピが、太陽光集光器の取付けに使用される可能性が最も高くなる。これにより、そこに配置されたソーラモジュールは、キャノピ／屋根の形状および太陽の位置に対する向きに応じて様々なレベルの照明を受けることになる。ソーラパネルは、部分的に遮光されたり、部分的に塵が積もったりすることもある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ソーラパネルは、直列に接続された太陽電池のストリングを有する。しかし、このストリング上の電池の構成は、ソーラパネルが取り付けられることになる屋根／キャノピの形状および向きを考慮することなく、製造業者側で一般的な方法で行われたものである。太陽電池が直列に接続されたこのようなソーラパネルが様々なレベルの照明／塵の蓄積にさらされると、大きな電力損失が生じる。これにより、ソーラパネルの機能が悪影響を受けるので、車両に取り付けられたソーラモジュールの様々な部分の照明が不均一であることによって生じる電力損失を低減するために、カスタマイズされたソーラモジュールの設計および接続が必要とされている。ソーラパネルの一部分が遮光されると、その部分の太陽電池で生成される電流は、照明レベルに比例して減少する。直列接続であることにより、電流が最低の太陽電池が、ソーラパネル全体の電流を決定する。ソーラパネルの１つの太陽電池が遮光されるだけでも、ソーラパネル全体の電力が完全に失われることになり、ソーラパネルの効率が低下する。

【0005】

既存の大規模太陽電池製造ユニットでは、太陽電池、バイパスダイオード、パワーエレクトロニクスなどの様々な架線構成などの様々な手段によって、ソーラパネルのレベルにおける部分的な遮光による損失を低減するための必要な措置が講じられている。しかし、ソーラパネルが車両の屋根に設置されたときに、その１つのソーラパネルは、車両の屋根又はキャノピの形状に応じて部分的な遮光または部分的な塵の蓄積にさらされることがある。したがって、部分的な遮光及び塵の蓄積による損失を軽減するためには、太陽電池のレベルで構成の変更を行う必要がある。

【0006】

さらに、車両が駐車され、ソーラパネルが活発にエネルギーを生成しているときには、エネルギー出力を最大限にするために車両を駐車することができる最適な方向がある。この最適な方向は、ソーラパネル内の太陽電池間の電気的接続、地球の磁極の方向、またさらに空にある太陽の位置または街灯などの任意の人工光源の位置によって決まる。ほとんどの大規模ソーラパネルは、トラッカを使用して、常に例えば太陽などの光源に向いているようにソーラパネルを動かす。このトラッカは、ソーラパネルを単一の軸または複数の軸で動かす、大部分が機械のシステムである。ただし、この構成は、コストがかかり、重量が重く、スペースを占めるので、車両では実現不可能であることもある。したがって、エネルギー出力を最大限にするための車両を駐車する最適な方向を車両のユーザに知らせて、彼／彼女がその入力に基づいて駐車方向を調節することができるようにする方法が必要とされている。

【0007】

したがって、ソーラパネルが取り付けられる表面の構造および向きに基づいてエネルギーハーベスティング車両搭載型ソーラパネルの部分的な遮光および部分的な塵の蓄積による損失を軽減するための電池レベルのカスタム化が必要とされている。さらに、太陽光集光器が効率的に機能して既知の技術の上記に開示した全ての問題及びその他の問題を克服するようにエネルギーハーベスティング車両のユーザがエネルギーハーベスティング車両を駐車するのを補助する方法も必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、エネルギーキャノピなどのエネルギーハーベスティング構造を備えるエネルギーハーベスティング車両を開示する。エネルギーハーベスティング車両は、複数の車両パネルを備え、エネルギーキャノピは、電気エネルギーを生成するために、この複数の車両パネルのうちの少なくとも２つに接続される。エネルギーキャノピは、複数の期間にわたって入射光を受ける所定数の表面を備える。所定数の表面のうちの少なくとも１つは、入射光を集光するためのソーラユニットを備える。また、この所定数の表面の領域に位置決めされた所定数のソーラユニットは、互いに直列接続または並列接続で接続され、入射光の集光の強化によってエネルギーキャノピのエネルギー変換効率を改善する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】エネルギーキャノピを備えるエネルギーハーベスティング車両を例示的に示す概略図である。

【図2】エネルギーキャノピを備えるエネルギーハーベスティング車両を例示的に示す斜視図である。

【図3】識別した表面を有するエネルギーキャノピを例示的に示す平面図である。

【図4】エネルギーキャノピのソーラユニット間の電気的接続を例示的に示す概略図である。

【図5A】エネルギーキャノピのソーラユニット間の電気的接続を示す、エネルギーキャノピを例示的に示す概略図である。

【図5B】エネルギーキャノピのソーラユニット間の電気的接続を示す、エネルギーキャノピを例示的に示す概略図である。

【図6A】生成されるエネルギーの損失を低減するために、１日のうちの様々な時間にエネルギーキャノピが太陽の下にあるエネルギーハーベスティング車両の駐車を例示的に示す概略図である。

【図6B】生成されるエネルギーの損失を低減するために、１日のうちの様々な時間にエネルギーキャノピが太陽の下にあるエネルギーハーベスティング車両の駐車を例示的に示す概略図である。

【図7】駐車位置でエネルギーハーベスティング車両を駐車する最適な向きを決定する方法を例示的に示す流れ図である。

【図8】ユーザデバイスまたはエネルギーハーベスティング車両の視覚表示インタフェースを例示的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

添付の図面を参照して、詳細に説明する。全ての図面において、同じ特徴および構成要素には、同じ番号が用いられている。

【0011】

所定数の表面のそれぞれのソーラユニットは、１つ又は複数のソーラアレイを備える。各ソーラアレイは、直列に電気的に接続された複数の太陽電池を備える。ソーラユニットの１つまたは複数のソーラアレイは、互いに直列に電気的に接続される。所定数の表面のそれぞれは、異なる曲率半径を有する。ソーラユニットは、エネルギーキャノピの所定数の表面のそれぞれの全域又は部分的領域を覆う。所定数のソーラユニットを位置決めするための所定数の表面は、入射光の入射角、所定数の表面のそれぞれの曲率半径、駐車位置、遮光状態、及び塵の状態に基づいて選択される。エネルギーキャノピは、各表面の入射光強度、暦情報、気象データ、表面上の塵の蓄積、及び表面の曲率のうちの１つ又は複数に基づいて所定数の表面の各ソーラユニットをバイパスするためのバイパスユニットをさらに備える。

【0012】

エネルギーハーベスティング車両は、磁極に対するエネルギーハーベスティング車両の瞬間的な向きを決定するための少なくとも１つの第１のセンサをさらに備える。エネルギーハーベスティング車両は、ソーラユニットが設置されたエネルギーキャノピの表面を識別するための少なくとも１つの第２のセンサをさらに備える。実施形態では、少なくとも１つの第２のセンサは、塵が蓄積したエネルギーキャノピの表面を識別する。

【0013】

エネルギーハーベスティング車両は、所定数のソーラユニットのそれぞれの遮光状態に基づいて駐車位置におけるエネルギーハーベスティング車両の最適な向きを決定して勧告するための駐車制御装置をさらに備える。エネルギーハーベスティング車両は、駐車制御装置によって知らされる車両を駐車するための最適な向きをユーザに通知するための表示インタフェース及び音声インタフェースのうちの少なくとも１つをさらに備える。

【0014】

別の実施形態では、電気エネルギーを生成するエネルギーハーベスティング構造が開示される。エネルギーハーベスティング構造は、入射光の集光の強化によってエネルギーハーベスティング構造のエネルギー変換効率を改善するために、複数の期間にわたって入射光を受ける所定数の表面と、所定数の表面のうちの少なくとも１つの領域に位置決めされた、入射光を集光するソーラユニットと、所定数の表面上の所定数のソーラユニットを互いに直列接続又は並列接続で電気的に接続する複数の配線要素とを備える。所定数の表面のうちの少なくとも１つは、エネルギーハーベスティング構造を形成する異なる曲率半径を有する。

【0015】

エネルギーハーベスティング構造は、各表面の入射光強度、暦情報、気象データ、表面上の塵の蓄積、及び表面の曲率のうちの１つ又は複数に基づいて所定数の表面の各ソーラユニットをバイパスするためのバイパスユニットをさらに備える。所定数の表面のうちの少なくとも１つのソーラユニットは、１つ又は複数のソーラアレイを備える。各ソーラアレイは、直列に電気的に接続された複数の太陽電池を備える。ソーラユニットの１つ又は複数のソーラアレイは、互いに直列に電気的に接続される。

【0016】

別の実施形態では、駐車位置においてエネルギーハーベスティング構造を備えるエネルギーハーベスティング車両を駐車する最適な向きを決定する方法が開示される。この方法は、エネルギーハーベスティング車両の少なくとも１つの第１のセンサによって、磁極に対する前記エネルギーハーベスティング車両の瞬間的な向きを決定するステップと、エネルギーハーベスティング車両の少なくとも１つの第２のセンサによって、ソーラユニットを有するエネルギーハーベスティング構造の表面を識別するステップと、を含む。第１のセンサは、磁気コンパス、ホールセンサ、加速度計、太陽センサ、位置センサ、ロケーションセンサ、およびそれらの任意の組合せのうちの１つである。第２のセンサは、曲率センサ、荷重センサ、圧力センサ、及びそれらの任意の組合せのうちの１つである。さらに、この方法は、エネルギーハーベスティング車両の駐車制御装置によって、磁極に対するエネルギーハーベスティング車両の瞬間的な向きおよびソーラユニットを有する識別された表面を分析し、駐車位置において最小数の表面が遮光状態になる最適な向きを決定するステップを含む。この方法は、さらに、磁極に対するエネルギーハーベスティング車両の現在の向きを分析するために、駐車制御装置によって、当日についての暦情報を受信するステップをさらに含む。

【0017】

さらに、この方法は、駐車制御装置によって、所定の閾値を用いて、瞬間的な向きと、決定した最適な向きとを比較するステップと、駐車制御装置によって知らされる決定された最適な向きでエネルギーハーベスティング車両を駐車するようにエネルギーハーベスティング車両のユーザに通知するステップと、を含む。駐車制御装置は、エネルギーハーベスティング車両およびユーザが所有するユーザデバイスのうちの一方の表示インタフェース及び音声インタフェースのうちの一方で、エネルギーハーベスティング車両のユーザに通知を行う。

【0018】

少なくとも１つの第２のセンサは、塵が蓄積したエネルギーハーベスティング構造の表面を識別する。この方法は、駐車制御装置によって、エネルギーハーベスティング構造の効率を向上させるために、塵が蓄積した識別した表面を洗浄するようにユーザに通知するステップを含む。実施形態では、この方法は、駐車制御装置によって、エネルギーハーベスティング構造を使用して充電されるエネルギー蓄積モジュールの所望の充電状態を得るためのエネルギーハーベスティング車両の向きの頻繁な調整についての定期警告を生成するステップをさらに含む。

【0019】

この方法は、駐車制御装置によって、少なくとも１つの第１のセンサ及び少なくとも１つの第２のセンサのセンサデータと、所与の移動中にエネルギーハーベスティング車両を上記の瞬間的な向きで駐車する推定時間間隔についてのユーザ入力とに基づいて、エネルギー蓄積モジュールの充電状態及びエネルギーハーベスティング車両の走行可能距離を計算するステップをさらに含む。この方法は、駐車制御装置によって、計算を行い、エネルギーハーベスティング車両の所望の走行可能距離のためにエネルギーハーベスティング構造を用いてエネルギー蓄積モジュールを完全に充電するために必要な時間についてユーザに通知するステップをさらに含む。この方法は、ユーザが立ち往生することを防止するために、駐車制御装置によって、エネルギー蓄積モジュールの不十分な充電についてユーザに警告するステップをさらに含む。

【0020】

図１は、エネルギーキャノピ１０３を備えるエネルギーハーベスティング車両１０２を例示的に示す概略図である。本明細書で用いられる「エネルギーハーベスティング車両」とは、光起電力デバイスを利用して電気を生成することができる車両を指す。光起電力デバイスは、光起電力効果を用いて入射光を電気に変換する。入射光は、太陽からのものである、すなわち太陽放射であることもあるし、街灯などの光源からの光であることもある。光起電力デバイスは、太陽電池である。したがって、エネルギーハーベスティング車両１０２は、太陽放射を集光する車両に限定されず、入射光を集光して電気に変換する任意のエネルギーハーベスティング車両を含み得る。ただし、説明のために、図１～図８では、エネルギーハーベスティング車両１０２は、日中の太陽の位置を基準として太陽放射を集光するものとして説明する。実施形態では、エネルギーハーベスティング車両１０２は、夜間も動作して、例えば街灯の光など、夜間の任意の入射光によるエネルギー生成を最大限に高める。エネルギーキャノピ１０３は、エネルギーハーベスティング車両１０２のエネルギーハーベスティング構造である。エネルギーキャノピ１０３は、日中及び夜間の両方で、太陽及び／又は街灯からの入射放射を集光する。エネルギーキャノピ１０３の上空の日中の太陽１０１の経路を示す。エネルギーキャノピ１０３は、図２～図３の詳細な説明で開示するソーラユニット（図示せず）を取り付けるための複数の表面を備える。各ソーラユニットは、複数の太陽電池を備える。エネルギーキャノピ１０３に取り付けられた複数の太陽電池（図示せず）は、入射太陽放射を集光し、電気を生成する。生成された電気は、車両を駆動し、エネルギーハーベスティング車両１０２内のヘッドランプ、ウィンカー、充電電池などの補助器具に給電するために使用される。ここに図示されるエネルギーハーベスティング車両１０２は２輪車両であるが、２輪車両に限定されない。エネルギーハーベスティング車両１０２は、３輪車量、４輪車両、サドル型車両、ステップスルー車両などであることもある。３輪エネルギーハーベスティング車両又は４輪エネルギーハーベスティング車両は、エネルギーハーベスティング車両１０２の屋根に加えてエネルギーキャノピ１０３を含むことがある。実施形態では、エネルギーキャノピ１０３上に取り付けられた太陽電池は、３輪又は４輪エネルギーハーベスティング車両１０２の屋根、ドア、ボンネット、サイドパネル、リアパネルに直接取り付けられることがある。実施形態では、エネルギーハーベスティング車両１０２は、内燃機関によって駆動される車両であることもあり、この場合には、エネルギーキャノピ１０３は、車両の補助器具に給電するために使用される。実施形態では、エネルギーハーベスティング車両１０２は、電気車両、ハイブリッド車両、又はプラグインハイブリッド車両であり、この場合には、エネルギーキャノピ１０３は、車両の補助器具の駆動及び／又は給電に使用される。

【0021】

例示的に図示するように、日中に太陽が東から西に移動することにより、エネルギーキャノピ１０３の異なる部分は、日中に異なる期間にわたって異なる量の太陽放射を受ける。エネルギーキャノピ１０３は、１日のうちの任意の所与の時点でその長さに沿って不均一な量の太陽放射を受ける。１日のうちにエネルギーキャノピ１０３のこれらの部分に形成される陰により、これらの部分の太陽電池は、所望の電圧出力を生成しないことがある。エネルギーキャノピ１０３の特定の部分には、日中に長時間使用された後で、又はエネルギーキャノピを備えるエネルギーハーベスティング車両が長時間の遊休状態にあるときには塵が蓄積することもあり、所望の電圧出力を生成しないことがある。このようにして、エネルギーキャノピ１０３の最大出力電圧が低下し、エネルギーハーベスティング車両１０２が効率的に機能しないことがある。この問題を克服するために、図２～図６の詳細な説明で説明するように、エネルギーキャノピ１０３の異なる部分を識別し、それらの異なる部分の太陽電池間の電気接続を改変して、エネルギーハーベスティング車両１０２のエネルギー損失を低減する。

【0022】

図２は、エネルギーキャノピ１０３を備えるエネルギーハーベスティング車両１０２を例示的に示す斜視図である。エネルギーハーベスティング車両１０２は、サイドパネル１０２ｂ、リアパネル１０２ｃ、フロントパネル１０２ａなど、複数の車両パネルを備える。エネルギーキャノピ１０３は、少なくとも２つの車両パネルに接続される。例示的に図示するように、実施形態によるエネルギーキャノピ１０３は、エネルギーハーベスティング車両１０２のフロントパネル１０２ａ及びリアパネル１０２ｃに接続される。エネルギーキャノピ１０３は、フロントパネル１０２ａからリアパネル１０２ｃに延び、エネルギーハーベスティング車両１０２の全長を覆う、王冠型である。エネルギーキャノピ１０３の形状は、長方形、アーチ形、半円形、正方形などであることがある。エネルギーキャノピは、複数の平坦表面、又は異なる曲率半径を有するアーチ形表面に分割されることがある。実施形態では、表面の曲率は、車両パネルの幾何学的形状と一致することがある。エネルギーキャノピ１０３は、この複数の平坦又はアーチ形の表面の中から、異なる期間にわたって入射太陽放射を受ける所定数の表面を備える。エネルギーキャノピ１０３の全ての表面のうち、この所定数の表面のみが、入射太陽放射を受ける。この所定の表面のうち、一部の表面が、太陽の遮光や塵の蓄積などが最小限又は全くない状態で、日中のほとんどの時間を通じて太陽放射を受けることになる。これらの表面を識別して、ソーラユニットを取り付ける。各ソーラユニットは、直列に接続された複数の電池を備える。ここで、王冠型のエネルギーキャノピ１０３では、アーチ形表面の数は、７と特定される。

【0023】

１つ又は複数の表面でエネルギーキャノピ１０３の一部分を形成し、エネルギーキャノピ１０３は、複数のこのような部分を有することがある。例示的に図示するように、エネルギーキャノピの３つの異なる部分は、フロント部分１０４、トップ部分１０５、リア部分１０６である。太陽がまだ東の空の低いところにある日中の早い時間には、車両の前部が図１に示すように東方向を向いている状態では、エネルギーキャノピ１０３のフロント部分１０４のみが実質的に直交する入射太陽光が完全に照射される。一方、エネルギーキャノピ１０３のトップ部分１０５は、部分的に、又は弱く照射され、エネルギーキャノピ１０３のリア部分１０６は、完全に陰になっている。同様に、太陽が中空にある正午頃には、エネルギーキャノピ１０３のトップ部分１０５は完全に照射されるが、フロント部分１０４及びリア部分１０６は、部分的又は完全に遮光される。太陽が西にある午後の遅い時間には、リア部分１０６は完全に照射されるが、トップ部分１０５及びフロント部分１０４は、部分的又は完全に遮光される。エネルギーキャノピ１０３は、３つの部分１０４、１０５、および１０６に分割され、そのそれぞれが、太陽放射が入射する異なる平面を有する。

【0024】

また、フロント部分１０４においてエネルギーキャノピ１０３の曲率半径が異なることにより、フロント部分１０４は、３つの表面１０４ａ、１０４ｂ、及び１０４ｃに分割される。同様に、リア部分１０６内では、エネルギーキャノピ１０３の曲率半径が異なることにより、リア部分１０６は、３つの表面１０６ａ、１０６ｂ、及び１０６ｃに分割される。トップ部分１０５は、表面１０５ａのみを有する。この王冠型のエネルギーキャノピ１０３では、表面の数は７である。

【0025】

また、エネルギーキャノピ１０３の各部分の入射太陽放射を受ける所定数の表面は、入射光の入射角、駐車位置、遮光状態、及び塵の状態に基づいて選択される。エネルギーハーベスティング車両１０２が、リア部分１０６及びトップ部分１０５にカバーがかけられた状態で駐車位置に駐車され、フロント部分１０４のみが太陽放射にさらされている場合には、７つの表面のうち、フロント部分１０４の表面１０４ａ、１０４ｂ、及び１０４ｃのみが、ソーラユニットを取り付けるために識別される。同様に、リア部分１０６及びフロント部分１０４のみがきれいであり、トップ部分１０５には塵が積もっている場合には、７つの表面のうち、フロント部分１０４及びリア部分１０６の表面１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０６ａ、１０６ｂ、および１０６ｃのみが、ソーラユニットを取り付けるために識別される。ただし、ソーラユニットは、表面１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０６ａ、１０６ｂ、及び／又は１０６ｃ上など、これらの表面のうちの少なくとも１つに取り付けられる可能性がある。

【0026】

図３～図６の説明を簡潔にするために、エネルギーキャノピ１０３のフロント部分１０４の３つの表面１０４ａ、１０４ｂ、及び１０４ｃは、それらが実質的に同じ太陽放射の入射向きであることを考慮して、まとめて単一の表面３０１と表す。同じ理由で、エネルギーキャノピ１０３のリア部分１０６の３つの表面１０６ａ、１０６ｂ、及び１０６ｃも、それらが実質的に同じ太陽放射の入射向きであることを考慮して、まとめて単一の表面３０３と表す。トップ部分１０５の表面１０５ａは、３０２と表す。３つの表面３０１、３０２、及び３０３は、ソーラユニットを設置するために選択される。３つの表面３０１、３０２、及び／又は３０３のうちの少なくとも１つに、ソーラユニットが設置される。図３に例示的に図示するように、表面３０１、３０２、及び３０３のそれぞれは、図３の詳細な説明で述べるように、それぞれ入射太陽放射を集光するソーラユニット３０４、３０５、及び３０６を備える。

【0027】

エネルギーハーベスティング車両１０２は、磁極に対するエネルギーハーベスティング車両１０２の瞬間的な向きを決定するための１つ又は複数の第１のセンサ１０９をさらに備える。第１のセンサ１０９は、磁気コンパス、ホールセンサ、加速度計、太陽センサ、位置センサ、及び／又はロケーションセンサのうちの１つ又は複数である。第１のセンサ１０９は、磁極、すなわち地球の北極及び南極を決定する。北極および南極を基準として、第１のセンサ１０９は、エネルギーハーベスティング車両１０２の現在の向きや、全地球測位システム（ＧＰＳ）が連携するときのエネルギーハーベスティング車両１０２の現在位置などを決定する。

【0028】

エネルギーハーベスティング車両１０２は、ソーラユニットが設置されたエネルギーキャノピ１０３の表面を決定する１つ又は複数の第２のセンサ１１０をさらに備える。エネルギーキャノピ１０３の識別された表面１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０５ａ、１０６ａ、１０６ｂ、及び１０６ｃのうちの１つまたは複数が、太陽電池が設置されたソーラユニットを有することがある。第２のセンサ１１０は、曲率センサ、荷重センサ、及び／又は圧力センサのうちの１つ又は複数である。第２のセンサ１１０は、エネルギーキャノピ１０３の表面の重量を決定するために、エネルギーキャノピ１０３の内側表面に設置されることもある。第２のセンサ１１０は、ソーラユニットが設置されたエネルギーキャノピ１０３の表面を識別するために、フロント部分１０４、トップ部分１０５、及びリア部分１０６の内側表面に設置されることもある。荷重センサ又は圧力センサは、ソーラユニットが設置された表面を決定するために、エネルギーキャノピ１０３の表面１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０５ａ、１０６ａ、１０６ｂ、及び１０６ｃの重量を測定することがある。荷重センサは、予め分かっている重量の測定値からの表面の重量の増加に基づいて塵が蓄積したソーラユニットを有する表面を決定することもある。曲率センサは、曲率半径に基づいて、部分１０４、１０５、及び１０６の、設置されたソーラユニットを発見する可能性が高い１つまたは複数の表面１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０５ａ、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを識別することがある。

【0029】

エネルギーハーベスティング車両１０２は、エネルギーキャノピ１０３の表面１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０５ａ、１０６ａ、１０６ｂ、及び１０６ｃに設置されたソーラユニットの太陽電池の遮光状態に基づいて駐車位置におけるエネルギーハーベスティング車両１０２の最適な向きを決定して勧告する駐車制御装置１０７をさらに備える。駐車制御装置１０７は、第１のセンサ１０９及び第２のセンサ１１０からのセンサデータを利用して、太陽電池の遮光状態を決定する。駐車制御装置１０７は、エネルギーハーベスティング車両１０２のソーラ充電器制御装置の一部であることもある。エネルギーキャノピ１０３のソーラ出力が最大になる最適な方向は、最大数の太陽電池が太陽放射によって完全に照明されるようにエネルギーハーベスティング車両１０２が駐車されるものとするという条件に基づいて、駐車制御装置１０７によって決定される。これは、エネルギーハーベスティング車両１０２が駐車位置に駐車されている１日のうちの所与の時点において、最小数の太陽電池が部分的または完全に遮光された状態になっているということを意味する。

【0030】

エネルギーハーベスティング車両１０２は、エネルギーハーベスティング車両１０２の状態情報、エネルギーハーベスティング車両１０２の現在の向き、エネルギーハーベスティング車両１０２の最適な向き、ユーザデバイス通知、ナビゲーション案内などを提供するユーザインタフェース１０８をさらに備える。ユーザインタフェース１０８は、音声及び／又は視覚インタフェースであることがある。ユーザインタフェース１０８は、エネルギーハーベスティング車両１０２のインストルメントクラスタであることもある。駐車制御装置１０７は、エネルギーハーベスティング車両１０２のユーザインタフェース１０８を介して、エネルギーハーベスティング車両１０２のユーザに最適な向きで駐車するように通知する。実施形態では、駐車制御装置１０７は、ユーザが所有するユーザデバイスのユーザインタフェースを介してエネルギーハーベスティング車両１０２のユーザに通知する。

【0031】

図３は、識別された表面３０１、３０２、及び３０３を有するエネルギーキャノピ１０３を例示的に示す平面図である。エネルギーキャノピ１０３は、異なる平面で太陽放射を受ける３つの表面３０１、３０２、及び３０３に分割される。例示的に図示するように、表面３０１、３０２、及び３０３のそれぞれは、入射太陽放射を集光するためのソーラユニット３０４、３０５６、及び３０６をそれぞれ備える。実施形態では、表面３０１、３０２、又は３０３のうちの１つ又は２つのそれぞれは、３０４、３０５、又は３０６などのソーラユニットを有する。各ソーラユニット３０４、３０５、３０６は、１つ又は複数のソーラアレイ（図示せず）を備える。各ソーラアレイは、図４に示すように直列に電気的に接続された複数の太陽電池を備える。ソーラアレイは、それらが取り付けられる表面の形状及び向きに基づいて、同じ長さであることもあるし、可変長であることもある。ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６のソーラアレイは、図４に示すように互いに直列に電気的に接続される。太陽電池によって集光される入射エネルギーは、ソーラ充電器制御装置を用いて例えばエネルギーハーベスティング車両１０２のバッテリなどのエネルギー蓄積モジュールを充電するために使用される。エネルギーキャノピ１０３の１つ又は複数の表面３０１、３０２、３０３が部分的に遮光される１日の任意の時点において、ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６のうちの任意の１つ又は複数は、部分的に、または完全に遮光される。部分的な遮光によるソーラ出力の損失を軽減するために、ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６は、図４及び図５Ａ～図５Ｂに開示するように互いに直列又は並列に接続される。

【0032】

図４は、エネルギーキャノピ１０３のソーラユニット３０４、３０５、及び３０６の間の電気的接続を例示的に示す概略図である。ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６は、ソーラアレイ４０１、４０２、及び４０３をそれぞれ備える。ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６のそれぞれの太陽電池は、ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６内の太陽電池間に延びる４０４などの配線要素を用いて直列に接続される。ここで、全てのソーラユニット３０４、３０５、及び３０６は、それぞれ４０１、４０２、及び４０３など、１つのソーラアレイのみを備える。ソーラユニット３０４のソーラアレイ４０１は、配線要素４０４を用いて互いに直列に接続された４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、…（図示せず）などの太陽電池を備える。

【0033】

同様に、ソーラユニット３０５のソーラアレイ４０２は、配線要素４０４を用いて互いに直列に接続された４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ、…（図示せず）などの太陽電池を備える。同様に、ソーラユニット３０６のソーラアレイ４０３は、配線要素４０４を用いて互いに直列に接続された４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ、…（図示せず）などの太陽電池を備える。各ソーラアレイ４０１、４０２、４０３からの配線要素４０４は、ソーラアレイ４０１、４０２、及び４０３それぞれの４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ、４０３ａ、４０３ｂ、及び４０３ｃなどの太陽電池を直列に接続した後で、ソーラアレイ４０１、４０２、及び４０３の２つの側面から延びる。これらの配線要素４０４が互いに接続されて、ソーラユニット３０４、３０５、３０６を並列に接続する。

【0034】

ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６は、図４に示すように互いに並列に接続される。並列に接続されたソーラユニット３０４、３０５、及び３０６は、エネルギーキャノピ１０３の正端子４０５及び負端子４０６を形成する。ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６の長さに沿って走る配線要素４０４は、２つの端部で正端子４０５と負端子４０６を接続する。入射放射に基づいて、ソーラユニット３０４、３０５、３０６のそれぞれで生成される電流Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３が合算されて、正端子４０５と負端子４０６との間のエネルギーキャノピ１０３の全電流Ｉとなる。

【0035】

したがって、例えば３０６など、ソーラユニットのうちの１つが部分的に、または完全に遮光されているときには、そのソーラユニット３０６の出力電流Ｉ_３が影響を受け、エネルギーキャノピ１０３の全出力電流Ｉが減少するが、エネルギーキャノピ１０３の全てのソーラユニット３０４、３０５、及び３０６の全ての太陽電池が直列に接続されているときと比較すれば、損失は低下する。照明されているソーラユニット３０４、３０５又はソーラアレイ４０１、４０２は、最大電力限界とそれらの開放電圧の間で動作し続けるが、遮光されているソーラユニット３０６又はソーラアレイ４０３は、電圧を全く生成しない、又は部分的な電圧しか生成しない。ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６のソーラアレイ４０１、４０２、及び４０３の長さは、それら全てが実質的に同じ長さを有するように、すなわちそれらのソーラアレイが同じタイプの配線要素を用いて等間隔に離間された同数の太陽電池を備えるように構成される。ソーラアレイ内のいくつかの太陽電池のサイズ、又はソーラユニット３０４、３０５、３０６自体のサイズを調整して、ソーラアレイ４０１、４０２、及び４０３の実質的に同じ長さを実現することもある。この場合には、各ソーラユニットの電流出力は、同じである。ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６内のソーラアレイ４０１、４０２、及び４０３の長さが等しくないときには、ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６は、図５Ａ～図５Ｂに示すように互いに接続される。

【0036】

図５Ａ～図５Ｂは、エネルギーキャノピ１０３のソーラユニット３０４、３０５、３０６の間の電気的接続を示す、エネルギーキャノピ１０３を例示的に示す概略図である。例示的に図示するように、バイパスユニット５０４、５０５、及び５０６は、それぞれソーラユニット３０４、３０５、及び３０６と並列に電気的に接続される。バイパスユニット５０４、５０５、及び５０６は、順方向バイアスされたときに電流を流し、逆方向バイアスされたときに電流を遮断する、ダイオードであることもある。ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６は、互いに直列に接続される。ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６のそれぞれの太陽電池も、直列に接続される。ソーラアレイ４０１を通って走る配線要素４０４は、正端子５０３および負端子５０１で終端する前に、ソーラアレイ４０２の太陽電池４０２ａとソーラアレイ４０３の太陽電池４０３ａを接続する。

【0037】

ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６それぞれのソーラアレイ４０１、４０２、及び４０３の長さは、等しくない。ソーラユニット３０５は、ソーラユニット３０４及び３０６それぞれの４０１ａ及び４０１ｂ（図示せず）並びに４０３ａ及び４０３ｂ（図示せず）などの太陽電池の数より多数の、互いに接続された太陽電池４０２ａ、４０２ｂ、及び４０２ｃ（図示せず）などを有する。ソーラアレイ４０１、４０２、及び４０３それぞれの太陽電池４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ（図示せず）、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ（図示せず）、及び４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ（図示せず）を接続する４０４などの配線要素は、ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６を直列に接続し、エネルギーキャノピ１０３の正端子５０３及び負端子５０１を形成する。

【0038】

図５Ｂに例示的に示すように、ソーラユニット３０６は、部分的な遮光を受け、十分な電流を生成しないことがある。そのような場合には、ソーラユニット３０６にまたがるダイオード５０６が順方向バイアスされて導通して、エネルギーキャノピの電流Ｉが正端子５０３と負端子５０１との間に流れる経路を提供する。ソーラユニット３０４及び３０５は、部分的な遮光または完全な遮光を受けないので、最大限界まで電流Ｉを生成し続ける。ソーラユニット３０４及び３０５にまたがるダイオード５０４及び５０５は、逆方向バイアスされ、ソーラユニット３０４及び３０５で生成される電圧が、エネルギーキャノピ１０３の電圧出力となる。ソーラユニット３０４及び３０５によって生成される電圧は、それぞれダイオード５０４及び５０５を逆方向バイアスする。ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６にそれぞれまたがるダイオード５０４、５０５、及び５０６の位置決めにより、エネルギーキャノピ１０３のソーラユニットのうちの３０６など１つ又は複数が機能しないことによって生じる電圧の損失が最小になることを保証する。

【0039】

図６Ａ～図６Ｂは、生成されるエネルギーの損失を低減するために、１日のうちの様々な時間にエネルギーキャノピ１０３が太陽の下にあるエネルギーハーベスティング車両１０２の駐車を例示的に示す概略図である。例示的に図示するように、エネルギーハーベスティング車両１０２は、それぞれ図６Ａ及び図６Ｂに示す２つの向きで駐車されることがある。太陽が上空を早朝の東から夕方の西に移動する際の太陽の軌道１０１も示してある。エネルギーキャノピ１０３は図４又は図５Ａ～図５Ｂに開示する電気的接続を有するものとして、１日のうちの任意の所与の時点において、必ず、エネルギーキャノピ１０３の出力を最大限にするようにエネルギーハーベスティング車両１０２を駐車することができる最適な向きがある。図６Ａに例示的に図示するように、エネルギーハーベスティング車両１０２は、向き６０１で駐車され、エネルギーキャノピ１０３は、ソーラユニットに太陽放射が入射する平面に基づいて、バイパスユニット５０４、５０５、及び５０６に直列に接続されたソーラユニット３０４、３０５、及び３０６にグループ化される。

【0040】

例えば太陽が東の空の低いところにある朝など、所与の時点で、全てのソーラユニット３０４、３０５、および３０６は、部分的に遮光されることになり、したがって、それら全てで部分的な遮光による損失が生じる。同様に、太陽が西の低いところにある夕方には、全てのソーラユニット３０４、３０５、及び３０６が、部分的に遮光されることになる。図６Ｂに例示的に図示する代替の可能性では、車両は、向き６０２で駐車される。太陽が朝、東にあるときには、ソーラユニット３０６のみは、部分的又は完全に遮光されるが、ソーラユニット３０４及び３０５は、実質的に均一な日光を受ける。同様に、太陽が西の低いところにある夕方には、ソーラユニット３０４は、部分的又は完全に遮光されるが、ソーラユニット３０５及び３０６は、実質的に均一な日光を受ける。太陽が中空にある正午頃には、向き６０１及び６０２の両方において、ソーラユニット３０４及び３０６の両方が部分的又は完全に遮光されることになり、ソーラユニット３０５は、均一な日光を受ける。

【0041】

したがって、向き６０２では、１日のうちの任意の所与の時点において、少なくとも２つのソーラユニット３０４及び３０５、又は３０５及び３０６が、均一な日光を受けることになる。換言すれば、任意の所与の時点において１つのソーラユニット、３０４及び３０６のいずれかだけが、部分的又は完全に遮光される。したがって、向き６０２におけるエネルギーキャノピ１０３の部分的な遮光による損失は、エネルギーハーベスティング車両１０２が向き６０１で駐車され、１日のうちの任意の所与の時点において少なくとも２つのソーラユニットすなわち３０４及び３０６が部分的又は完全に遮光される場合と比較して少ない。したがって、向き６０２が、エネルギーハーベスティング車両１０２が駐車されたときにエネルギーキャノピ１０３が最高の効率で動作する最適な向きである。

【0042】

図７は、駐車位置でエネルギーハーベスティング車両１０２を駐車する最適な向きを決定する方法を例示的に示す流れ図である。エネルギーハーベスティング車両１０２は、図２に示すエネルギーキャノピ１０３などのエネルギーハーベスティング構造を備える。エネルギーハーベスティング構造１０３は、１日のうちの異なる期間にわたって入射太陽放射を受ける所定数の表面、例えば３つの表面、すなわち３０１、３０２、及び３０３などを備える。入射太陽放射を集光する１つ又は複数のソーラユニット３０４、３０５、及び３０６は、表面３０１、３０２、及び３０３のうちの少なくとも１つに位置決めされる。複数の配線要素が、エネルギーハーベスティング構造１０３の電気エネルギー生成の損失を低減するために、集光される入射太陽放射に基づいて、所定数の表面３０１、３０２、及び３０３上のソーラユニット３０４、３０５、及び３０６を互いに直列又は並列に電気的に接続する。

【0043】

エネルギーハーベスティング車両の１つ又は複数の第１のセンサ１０９は、磁極に対するエネルギーハーベスティング車両１０２の現在の向きを決定する。エネルギーハーベスティング車両１０１の１つ又は複数の第２のセンサ１１０は、ソーラユニット３０４、３０５、及び／又は３０６が設置されたエネルギーハーベスティング構造１０３の表面を識別する。荷重／圧力センサなどの第２のセンサ１１０は、エネルギーキャノピ１０３の表面３０１、３０２、及び３０３の重量を測定して、ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６の設置された表面を識別する。荷重センサはまた、予め分かっている重量の測定値からの表面の重量の増加に基づいて塵が蓄積したソーラユニットを有する表面を識別することもある。曲率センサは、曲率半径に基づいて、設置されたソーラユニットを有する可能性が高い１つ又は複数の表面を識別することがある。実施形態では、ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６が設置された表面は、エネルギーハーベスティング車両１０２のユーザによってユーザインタフェースで手作業で入力され、第２のセンサ１１０は、省略される。

【0044】

エネルギーハーベスティング車両１０２の駐車制御装置１０７は、第１のセンサ１０９及び第２のセンサ１１０のデータを分析し、駐車位置において遮光される表面の数が最小となる最適な向きを決定する。実施形態では、ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６のソーラ出力が最大となる表面最適な方向は、１日のうちの所与の時点において最大数のソーラユニット３０４、３０５、及び／又は３０６が太陽放射によって完全に照明されるように、換言すれば、最小数のソーラユニット３０４、３０５、及び／又は３０６が部分的又は完全に遮光された状態になるようにエネルギーハーベスティング車両１０２が駐車されるものとするという条件に基づいて、駐車制御装置１０７によって決定される。

【0045】

エネルギーハーベスティング車両１０２の最適な向きを決定するために、駐車制御装置１０７は、エネルギーハーベスティング車両１０２の駐車位置で、その当日についての暦情報を受信する。暦情報は、例えば、その当日の日の出時間及び日没時間、食の予測、その当日の天気予報、日時などを含む。駐車制御装置１０７は、所定の閾値を用いて、現在の向きと、決定した最適な向きとを比較する。駐車制御装置１０７は、現在の向きと最適な向きとの間の角度が閾値より大きいかどうかを判定する。

【0046】

さらに、駐車制御装置１０７は、現在の向きと決定した最適な向きの比較に基づいて、エネルギーハーベスティング車両１０２のユーザに、決定した最適な向きでエネルギーハーベスティング車両１０２を駐車するように通知する。駐車制御装置１０７は、エネルギーハーベスティング車両１０２及び／又はユーザが所有するユーザデバイスの表示インタフェース及び／又は音声インタフェース上でユーザに通知する。現在の向きと最適な向きとの間の角度が閾値より大きい場合には、駐車制御装置１０７はユーザに通知を行い、そうでない場合には、駐車制御装置１０７はユーザに通知を行わない。

【0047】

実施形態では、駐車制御装置１０７は、第２のセンサのセンサデータに基づいて、識別した塵の蓄積した表面をユーザに対して示すことがある。駐車制御装置１０７は、エネルギーハーベスティング構造１０３の効率を高めるために、識別したそれらの表面を洗浄するようにユーザに提案することもある。示された表面の洗浄が直ちにユーザによって行われた場合には、ユーザは、駐車制御装置１０７に再確認するように要求し、その後、駐車制御装置１０７からの指示に従ってエネルギーハーベスティング車両１０２を駐車することもある。他に、識別された表面をユーザが直ちに洗浄することができない場合、又は洗浄が望ましい効果に至らない場合には、駐車制御装置１０７は、エネルギーハーベスティング車両１０２を駐車する最適な向きを勧告することもある。

【0048】

図８は、ユーザデバイス又はエネルギーハーベスティング車両１０２の視覚表示インタフェース８０１を例示的に示す図である。視覚表示インタフェース８０１は、本実施形態で例示的に示すように、円形ダイアルの形態をしている。エネルギーハーベスティング車両１０２の現在の向きは、表示インタフェース８０１にアイコン８０２として示される。エネルギーハーベスティング車両１０２の最適な向きは、表示インタフェース８０１にアイコン８０３として示される。矢印８０４は、エネルギーハーベスティング車両１０２を所望の最適な向きにしてソーラ出力を最大限にするために移動させるべき方向を示す。この視覚表示インタフェース８０１は、エネルギーハーベスティング車両１０２のダッシュボードに表示することができ、また、現在の向きと最適な向きが一致しておらず、調整が必要なときに、エネルギーハーベスティング車両１０２のユーザデバイス上でユーザに警告をすることもできる。

【0049】

エネルギーハーベスティング車両１０２の現在の向きと最適な向きとの間の角度が所定の閾値、例えば１５度より大きい場合には、警告が、視覚表示インタフェース８０１に表示される、又は音声警告として提供される。実施形態では、ダッシュボードは、タイマからなることがあり、駐車制御装置１０７は、このタイマに基づいて、夜間の時間を検出し、夜間にはスリープモードになることができる。駐車制御装置１０７は、エネルギーハーベスティング車両１０２のユーザによって手動でオフラインにされることもある。駐車制御装置１０７、第１のセンサ１０９、及び第２のセンサ１１０は、ソーラユニット３０４、３０５、及び３０６によって給電されるので、これらは、エネルギーハーベスティング車両１０２がオフになっているときも動作する。実施形態では、視覚表示インタフェース８０１は、駐車制御装置１０７によって提案された最適な向きに位置決めし直されたときのソーラ出力（電力／電流）の概算利得を表示することもある。

【0050】

追加の態様として、ユーザデバイスからのユーザは、所望の充電状態を得るためのエネルギーハーベスティング車両１０２の向きの頻繁な調整について判断するために、駐車制御装置１０７から定期警告を受信できるようにすることもある。あるいは、駐車制御装置１０７は、第１のセンサ１０９および第２のセンサ１１０のセンサデータに基づいて計算を行い、所与の移動時にエネルギーハーベスティング車両１０２を駐車する推定時間間隔についてのユーザ入力に基づいて可能な限り最良の充電状態（ＳＯＣ）または実現可能な走行可能距離を提供することができる。ユーザの予測でＳＯＣが十分ではない場合には、駐車制御装置１０７は、車上診断支援を提供して、ＳＯＣを最大化する手段を提案する、あるいはユーザが望む次の移動範囲を実現するのに必要な外部充電時間、又は最大の有効充電を得るための提案ルートを提案するように構成される。また、実施形態による駐車制御装置１０７は、立ち往生するのを回避するために充電が不十分である場合に警告する、例えば気象条件などの理由で帰宅するには充電が不十分である、又はソーラ充電の機会が不十分であることを警告するように構成することもできる。

【0051】

エネルギーハーベスティング構造を備えるエネルギーハーベスティング車両の実施形態は、次のような光起電力技術の分野の技術的前進をもたらす。すなわち、太陽電池を複数のソーラユニットに分割し、それらのソーラユニットを太陽電池の構成に基づいて直列または並列に接続することにより、塵の状態、遮光の状態、駐車位置などによる太陽電池が生成するエネルギーの損失を低減する助けとなる。ソーラユニット内のソーラアレイの数は、屋根、ドア／サイドパネル、フロントボンネット、及び後部ボンネットなど、それらがエネルギーハーベスティング車両の車体に取り付けられる表面の向き及び形状に基づく。ソーラユニットが取り付けられる表面は、光が入射する平面に基づいて区別される。実質的に同じ入射放射平面を有する表面は、類似のレベルの入射放射を受けるが、異なる平面で放射の入射を受ける表面は、１日のうちの任意の所与の時点で異なるレベルの入射放射を受ける。実施形態では、実質的に同じ入射放射平面を有する表面に直接配置されたソーラユニットが、直列に接続されることがある。実施形態では、ソーラユニットが互いに並列に接続された場合には、部分的な遮光又は部分的な塵の堆積による損失は、太陽電池が入射放射平面に基づいてソーラアレイ及びソーラユニットにグループ化されない場合と比較して、又は全ての太陽電池が直列に接続された場合と比較して、有意に少ない。損失はあるが、部分的に遮光されたソーラユニットの中の遮光されていない電池からのエネルギーが収集される。別の実施形態では、ソーラユニットは、直列に接続され、バイパスユニットによって保護される。この構成では、バイパスユニットにより、遮光されていないソーラユニットからの電流が、部分的又は完全に遮光されたソーラユニットの周りを流れることができる。

【0052】

ソーラユニットを取り付けるエネルギーハーベスティング車両の表面の識別、及びソーラユニットの電気的接続のこれらの様々な実施形態により、表面の形状及び向きに基づいてエネルギーキャノピの表面の部分的な遮光による損失を軽減することが容易になる。これらの実施形態は、設置が簡単であり、余計なコストを必要とせず、エネルギーキャノピで可能な程度にエネルギー生成の損失を低減するのに効果的である。また、本発明による駐車制御装置は、部分的な遮光による損失を低減することによってソーラ充電能力を最適化することを可能にするだけでなく、エネルギーハーベスティング車両を駐車する最適な方向を提案することによってエネルギーハーベスティング車両の効率を改善または最大化する方法及び手段をエネルギーハーベスティング車両のユーザに通信する。駐車制御装置は、自律的であり、ソーラユニットを備える表面やエネルギーハーベスティング車両の周囲などについてのユーザによる手作業の介入を必要としない。本発明の態様によれば、本明細書のエネルギーハーベスティング構造は、夜間も動作して、例えば街灯の光など夜間の任意の入射光によるエネルギー生成を最大限に活用することができる。

【0053】

エネルギーハーベスティング構造は、エネルギーハーベスティング車両が動いているときに、またエネルギーハーベスティング車両が駐車位置にあるときにも、電気を生成する。エネルギーハーベスティング車両が動いているときには、遮光及び塵の蓄積による損失を低減することによる入射する太陽放射及び街灯などの人工光源の光の最大限の集光は、エネルギーハーベスティング車両の進行方向、並びにエネルギーハーベスティング車両の速度及び路面状態によるエネルギーハーベスティング車両の動きの過渡事象によって制限される。しかし、エネルギーハーベスティング車両が駐車位置にあるときには、エネルギーハーベスティング車両を駐車する最適な方向は、利用可能な入射放射から最大限の利益を得るような方向である。エネルギーハーベスティング車両は、ソーラユニットが設置された表面をインテリジェントに決定し、車両又はユーザデバイスのユーザインタフェースを介して駐車位置におけるエネルギーハーベスティング車両の最適な向きを提案する。実施形態では、駐車制御装置がエネルギーハーベスティング車両の周囲及び環境の要因を知らされている場合には、駐車制御装置は、効率を最大化するのに適した駐車位置を提案することもある。また、エネルギーハーベスティング車両は、動いているときに、移動時間を短くかつ煩雑でない状態に維持しながら電気を生成し続けるのに最良かつ最適なルートを提案されることもある。

【0054】

様々な改善および修正が、本発明の範囲を逸脱することなく、本明細書に組み込まれ得る。

【符号の説明】

【0055】

１０１ 太陽の経路
１０２ エネルギーハーベスティング車両
１０３ エネルギーハーベスティング構造／エネルギーキャノピ
１０４ フロント部分
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ フロント部分の表面
１０５ トップ部分
１０５ａ トップ部分の表面
１０６ リア部分
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ リア部分の表面
１０７ 駐車制御装置
１０８ ユーザインタフェース
１０９ 第１のセンサ
１１０ 第２のセンサ
３０１、３０２、３０３ エネルギーキャノピの表面
３０４、３０５、３０６ エネルギーキャノピの表面上のソーラユニット
４０１、４０２、４０３ ソーラユニット内のソーラアレイ
４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ ソーラアレイ内の太陽電池
４０４ 配線要素
４０５ 正端子
４０６ 負端子
５０１ 負端子
５０２ 配線要素
５０３ 正端子
５０４、５０５、５０６ バイパスユニット
６０１、６０２ 向き
８０１ 視覚表示インタフェース
８０２ 現在の向きのアイコン
８０３ 最適な向きのアイコン
８０４ 回転方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】