特表 2023-550679 追跡型のソーラー及び風力－太陽光ハイブリッドの街路灯

(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】2023-12-05

(54)【発明の名称】追跡型のソーラー及び風力－太陽光ハイブリッドの街路灯

(51)【国際特許分類】

   F21S 9/04 20060101AFI20231128BHJP

   F21S 8/08 20060101ALI20231128BHJP

   F21S 9/03 20060101ALI20231128BHJP

   H02S 20/32 20140101ALN20231128BHJP

   H02S 20/10 20140101ALN20231128BHJP

【ＦＩ】

F21S9/04

F21S8/08 110

F21S9/03

F21S8/08 400

H02S20/32

H02S20/10 B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023503144

(86)(22)【出願日】2020-08-05

(85)【翻訳文提出日】2023-01-14

(86)【国際出願番号】 CN2020106952

(87)【国際公開番号】W WO2022027271

(87)【国際公開日】2022-02-10

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523016386

【氏名又は名称】李杰

(74)【代理人】

【識別番号】100088063

【弁理士】

【氏名又は名称】坪内 康治

(72)【発明者】

【氏名】李杰

(57)【要約】

現在、市場に出回っているソーラー及び風力-太陽光のハイブリッドの街路灯はすべて固定スタンド技術を使用し、街路灯のソーラー発電効率の低下という問題を解決するために、誘導式追跡のソーラー街路灯の先行技術が多数にあるが、誘導追跡技術は複雑でコストが高いため、低コストのソーラー街路灯にはまったく適用できず、追跡できるだけでなく実用性もあるという問題をどのように解決するか、ソーラー及び風力-太陽光のハイブリッドの街路灯の業界において緊急に直面する課題となっておる。
本発明出願はスマート柱、ソーラーパネルの固定式または可動式のスタンドからなる異なる組み合わせを提供して、5つの異なる構造のソーラー及び風力-太陽光のハイブリッドの街路灯が提出され、上記の課題をうまく解決でき、市場に出回っているソーラー街路灯と比較して、本発明出願の発電量は現在のものより50%程度増加する予測である。
【選択図】図1

【特許請求の範囲】

【請求項1】

追跡型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯は、ソーラーアングルコントローラー、バッテリー、ライト、ライトポール、ソーラーパネル、風力発電機が含まれ、ライトポールは、固定式と移動式の2種類に分けられ、固定式のライトポールは、ライトポールタイプとライトポールと柱の組み合わせタイプの2種類に分けられ、組み合わせタイプのライトポールは固定され、上部の柱は回転できるスマート柱であり、スマート柱は主に軸と中空管で構成され、中空管は軸に固定されており、軸と一緒に回転し、上下または左右に動かせず、ベースは下部のライトポールに固定され、移動式のライトポールは昇降式であり、G本の中空管とG個のナットで構成され、G個のナットの内径は同じで外径が異なり、中空管の底がナットに固定されて一つの複合体を形成し、ナットは中空円柱であり、その外径は、同じ複合体の中空管の外径より大きく、一番下の複合体のナットの外側が滑らかでネジなしであることを除いて、他のナットの側面はすべてネジの構造であり、但し、上面と下面もネジなしの構造となり、一番下の複合体のナットが軸に固定されて軸と一緒に回転し、残りの複合体は軸に沿って上下に回転運動をし、最上部の複合体を除いて、残り複合体の中空管の内側はすべてネジ構造であり、Ｇ組の複合体の内、一番下の複合体を除く残りの各複合体はその下端の複合体の中空管に取り付けられ、上部複合体のナットと下部複合体の中空管は、らせん状の伝達メカニズムを形成し、最下層複合体の先端は軸と水平になり、軸の上部にリングが取り付けられており、その直径は軸の直径より大きいが、最小直径の中空管の直径より小さく、移動式のライトポールの上部には、スマート柱が移動式で接続され、移動式のライトポールの昇降する方法は、自動式と手動式2つがあり、自動式は、ベースに固定されたモーターと機械的な伝達メカニズムの組み合わせによって行い、手動式は、ベースに固定された機械的な伝達メカニズムを手動で回転させることによって行い、ソーラーパネルは造形枠がある場合とない場合の2つのタイプに分けられ、造形枠の形状には6つの異なる組み合わせがあり、一つ目は多角形の間または円形の間または楕円形の間の組み合わせで、全部で3種類であり、2番目は多角形と円形または楕円形の組合せで、全部で2種類であり、3つ目は円と楕円の組合わせで全部で1種類あり、各組合わせのソーラーパネルの裏面には様々な柄を有し、追迹型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯は一体化と非一体化の二つタイプに分けられ、一体化タイプのソーラーパネルは、ランプ、バッテリー、およびコントローラーデバイスと一緒にボックスに組み立てられ、一体となっており、非一体化タイプのソーラーパネルとランプは違う場所に別々に設置され、ソーラー発電システムの追跡モードは、駆動装置なしの1次元追跡又は2次元追跡、又は駆動装置付きの2次元追跡の3つの異なるタイプに分けられ、1次元追跡モードは方位角のみを調整し、2次元追跡モードは方位角と傾斜角を同時に調整することができ、1次元追跡モードのソーラー街路灯では、一体化タイプのソーラー街路灯のボックスの底面には、横と縦にII型の部材が取り付けられ、両者の交差する所に曲がった柱が取り付けられ、一体化タイプのソーラー街路灯は曲がった柱の上部に斜めに固定されており、曲がった柱の底はスマート柱の先端に固定される；非一体化タイプのソーラー街路灯では、ソーラーパネルは1枚または2枚の2つの種類に分けら、2枚の場合では、二本の梁を使って、２枚のソーラーパネルが１枚のように固定され、固定された2枚または1枚のソーラーパネルの裏には一体化タイプと同じII型の部材と曲がった柱が取り付けられており、ソーラー街路灯と曲がった柱及び曲がった柱とスマート柱との取り付け方法は一体化タイプの取り付け方法と同じである；駆動装置なしの2次元追跡モードのソーラー街路灯では，スマート柱の取り付け方は上部式と側面式の2種類に分けられ、両方のスマート柱ともT字型のスマート柱であり、上部式の場合には、T字型のスマート柱がライトポールまたは支柱の上段に取り付けられ、スマート柱のT字型柱の上部にS個のベースが固定され、各ベースに1つのローリングベアリングまたはリングが固定されており、中空管PはS個のローリングベアリングまたはリング中に固定されており、1つまたは2つのモーターの組み合わせが中空管Pに取り付けられ、モーターの組合せには、モーター、ギア、モーターベースが含まれ、ギアはモーターの軸に接続され、中空管Pの内側に固定され、モーターは中空管Pの中に配置されていておるが、内側には固定されなく、モーターはモーターベースに固定され、モーターベースは締付部材に固定され、中空管Pの両端はそれぞれ締付部材中のランナーに接続され、両端の締付部材はブラケットに固定され、ブラケットは、T字型スマ-ト柱の上部の両端にそれぞれ固定され、非一体化タイプのソーラー街路灯のソーラーパネルの背面中央は中空管Pに固定され、一体化タイプのソーラー街路灯の後部は中空管Pに固定されており、側面式の場合には、ライトポールまたは支柱の側面に取り付けられ、2本の梁は、それぞれリングブラケットによって支柱またはライトポールの上下に固定され、1つのサポートプラットフォームは、上の梁に固定され、N個のサポートロッド、一方の端はサポートプラットフォームに固定され、もう一方の端は下の梁に固定され、1本のT字型スマート柱がサポートプラットフォームに固定され、T字型スマート柱の上部のブラケットに一本の横梁が固定され、一本の中空管PはS個のローリングベアリングまたはリングが取り付けられた横梁に固定され、中空管Ｐの構造および締結部材との接続方法は、上記の上部式の接続方法と同じであるが、締結部材のブラケットは横梁に固定されており、ソーラーパネルの上端は、固定スタンドで中空管Pに固定され、ソーラーパネルには安全ロープが取り付けられており、取り付け方法は、ロープ巻き装置なしとロープ巻き装置付きの2種類があり、ロープ巻き装置なしの場合では、ソーラーパネルの背面の両側のフレームまたは中心軸所に凹型の梁が取り付けされ、凹型の梁の断面は多角形で、開口部は上部が狭く、下部が広くなっており、円形または多角形の留め具が付いていたスチールチェーンまたはスチールワイヤーロープで作られた安全ロープの一端は、凹型の梁の中に挿入しており、他端は横梁またはT字型のスマ-ト柱に固定され、ロープ巻き装置付きの場合では、D個のロープ巻き装置を中空管Pに固定され、上記の安全ロープの一端がロープ巻き装置に固定され、他端が、ソーラーパネルの背面の両側のフレームまたは中心軸所に挿入しておる；駆動装置付きの2次元追跡モードのソーラー街路灯では、ソーラーパネルの背面の構造は、駆動装置なしの1次元追跡モードのソーラー街路灯と同じであり、ただし、曲がった柱は直立な柱に置き換えられ、ソーラーパネルが直立な柱と接続する方法は、非一体化タイプの場合では垂直に設置され、一体化タイプの場合では、垂直または斜めに直立な柱の上部に固定され、直立な柱の底部がヒンジ装置によりスマート柱と接続され、ヒンジ装置とは、2つのT字型中空管で構成され、それぞれの先端に取り付けられたヒンジ装置の部材がヒンジ接続により一体に形成されており、ヒンジ装置の上のT字型中空管は、ソーラーパネルまたはボックスの底部の直立な柱に固定され、下のT字型中空管は、スマート柱の上部に固定され、駆動装置の一端がスマート柱に固定され、他端がソーラーパネルまたはボックスの底に固定され、駆動装置とは、スマート柱であり、主に多角形または円形のナット、ネジ付き軸、および中空管で構成され、中空管をナットに固定して一体となり、ナットは軸に沿って上下に動き、上記のスマート柱の駆動はベースに設置されたモーターと機械的な伝達メカニズムの組み合わせによって行われる；風力-太陽光のハイブリッド街路灯では、ライトポールの上部のスマート柱の本体はT字型の中空管または直立な中空管であり、スマート柱の本体に横梁の固定方法は2つあり、一つ目はリングブラケットを介して直立な中空管に固定することでおり、2つ目はT字型の中空管の両側にある吊り下げたブラケットに固定することであり、1次元追跡モードの風力-太陽光ハイブリッド街路灯では、方位角のみを調整し、ソーラーパネルの上部が横梁に固定され、下部または中部は三角形のステントで傾斜状態に支えられた上でスマート柱に固定される；駆動装置のない2次元追跡モードの風力-太陽光ハイブリッド街路灯では、１本の中空管PはS個のローリングベアリングまたはリングが設置された横梁に固定されており、中空管Pの内部構造と取り付ける方法は、駆動装置のない2次元追跡のソーラー街路灯と同じであり、しかし、両端の締付部材のブラケットは横梁に固定され、ソーラーパネルの上部は中空管Pに固定され、安全ロープはソーラーパネルに取り付けられ、安全ロープの取り付け方法は上記の側面式の取り付け方法と同じであり、一体化タイプのソーラー街路灯の中では、箱の尾部は横梁または中空管Pに固定され、上記の安全ロープは、それぞれ箱のサイドフレームまたは箱本体の中心軸に取り付けられ、T字型の中空管または直立な中空管の上に風力発電機１台が取り付けられ、風力発電機は水平軸と垂直軸の2種類が含まれ、ソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯の角度の調整は、ソーラーパネルの角度を調整することであり、角度センサーが組み込まれたソーラーアングルコントローラーによって制御され、ソーラーアングルコントローラーは、時間計測を利用して、ソーラーパネルの角度の変化を制御するためのスマート制御装置であり、それは主にメインチップ、角度センサー、GPSまたは電子コンパス、時計チップ、ブルートゥース（登録商標）、モーターを駆動するモジュールで構成され、メインチップはリアルタイムの時刻及び角度数値を読み取ることにより、異なる時間帯に応じてソーラーパネルの角度の変化を制御し、ソーラーアングルコントローラーの電源がオンになると、時計チップは自動的にGPSまたはブルートゥース（登録商標）を使用して時刻を調整し、ソーラーパネルの角度調整の動作原理は次のとおりであり、ソーラーアングルコントローラーとソーラーパネルは同じ水平面に設置され、時間が予め設定する時刻になると、ソーラーアングルコントローラーは角度を調整する信号を受信し、モーターの制御モジュールを制御することにより、角度検出モジュールを回転させ、ソーラーパネルを水平または傾斜運動を完了させ、この時のスマート柱は、モーターの回転に伴って水平または伸縮の動きを完了し、ソーラーパネルを所定の位置に回しながら、角度センサから出力されるアナログ量はアナログデジタルコンバーターによって変換され、メインコントローラーに送信され、次に、メインコントローラーは、この入力に基づいて、ソーラーパネルが所定の角度に回転したかどうかを判断し、これに基づいてモーターの制御モジュールを制御し、これによって角度調整を完了しており、傾斜角を1日以内に複数回調整するモードでは、毎回新しく調整される角度値は、午前中に於いてψ-J*ψ/ Fであり、正午に於いて傾斜角が固定され、水平の状態に保ち、午後に於いてはγ+ψ/ Fであり、毎回調整する必要のある傾斜角の値と対応するアナログ電圧の値又は調整時刻をコントローラーのストレージモジュールに予めに入力しておき、傾斜角調整の動作原理は、角度センサーが水平位置になり、角度が0°の場合、出力端子VoはAボルトのアナログ電圧が出力され、角度センサーと水平面が最大傾斜角ψとなると、Bボルトのアナログ電圧が出力され、角度センサーが0°～ψまたはψ～180°の範囲で変化すると、それに応じて出力端子Voから出力される電圧がAボルトからBボルトまたはBボルトからAボルトに段々に変化させ、したがって、角度センサーの出力端子の電圧を測定することにより、ソーラーパネルが水平面との間の傾斜角を確定することができる；上記のヒンジ装置の部材は、1枚の底板とC枚の多角形縦板で構成されており、円弧のある縦板の一端には穴があり、他端は底板に固定され,ヒンジ装置の部材の枚数は、C=2の場合には固定的に接続するのであり、C＞2の場合にはヒンジ接続
でヒンジ装置を形成する；次の特徴を有する：本発明出願は、光電センサー装置を必要とせず、スマート柱、モーター、ソーラーパネルの固定式または移動式のブラケット各々の組み合わせが取り入られることによって、5つ異なる追跡型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯が構築され、ソーラーパネルの角度調整は、時間計測が取り入られ、ソーラーアングルコントローラーによって制御される。

【請求項2】

請求項１に記載する追跡型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯において、次の特徴を有する：ソーラーアングルコントローラーは、時間計測によって、スマート柱またはモーターを制御して、ソーラーパネルの方位角を駆動して東から西に向かって水平に移動し、または傾斜角を東から西に向かって回転させ、その結果、ソーラーパネルの方位角または傾斜角は、時間の変化に応じて変化するように調整され、調整の順序は最初に方位角、次に傾斜角の順番に調整することになり、方位角の調整は、GPSまたは電子コンパスモジュールから出力される信号により、ソーラーアングルコントローラーによって制御され、傾斜角の調整は、事前入力方法を用いており、事前入力法は、最大傾斜演算平均法を用いて算出された調整が必要な傾斜角の値を、傾斜角に応じるアナログ電圧値または調整時刻とともに事前にコントローラーに入力される制御方式であり、最大傾斜角算術平均法は、午前中または午後の時間帯において、ソーラーパネルが形成できる最大傾斜角を、調整回数に応じて算術平均を行う方法である。

【請求項3】

請求項２に記載する追跡型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯において、次の特徴を有する：時間計測は1日3回またまたは複数回であり、2次元追跡の調整時間は午前、正午、午後の3つの時間帯に分けられ、1日に3回調整する場合に、ソーラーパネルは、午前中には東向き、傾斜角が最大となり、正午には水平となり、午後には西向き、傾斜角が最大となり、複数回の調整とは、午前中または午後のそれぞれの期間に、E分ごとに1回方位角を調整し、E分中で傾斜角をF回調整することであり、事前入力法におけるソーラーパネルの最大傾斜角ψの角度値は算術平均でF回に分けられ、毎回調整される角度値はψ/Fであり、3つの時間帯にてのソーラーパネルの向きは、1日に3回調整されたものと同じであり、午前中、毎回新しく調整された角度値はψ-J*ψ/ Fであり、ここで、Jは整数系列の値、最小値は1、最大値はFであり、午後、毎回新しく調整される角度値はγ+ψ/ Fであり、ここで、γは前回調整の角度値であり、方位角を調整するたびに、傾きは初期位置に戻られ、駆動装置内の1次元追跡型のソーラーアングルコントローラーは水平に設置され、方位角調整の数は、D分間隔ごとに計算された1日のすべての調整時間の合計であり、駆動装置なしの2次元追跡型の中空管Ｐ内のモーターの各回転の角度は、上記ソーラーパネルの各調整の傾斜角度と同じである。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、新エネルギーの分野で、具体的に追跡型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、世界中のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯は、ほとんど固定スタンド技術を使用していており、太陽を追跡できないことで発電率が低く、それが市場での宣伝と応用に影響を及ぼしているのであり、先行技術の太陽誘導追跡技術は、理論的にはソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯は太陽を追跡することを実現することが可能になるが、太陽をリアルタイムで追跡するため、光電センサーを必要としており、制御システムの構造は非常に複雑であり、低価格のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯には適用することができず、これらの先行技術は、学術的価値を追求するためのものであり、現実にはそれらを直接適用して実用することは困難であり、どうやってソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯が太陽を追跡できるようにするかだけでなく、実用的な価値も有することを実現するか、また、自然災害が発生している地域では、災害後の地域の交通が厳しく遮断されており、大きな電信柱の運搬が難しい状態下では、街路灯をどのようにして迅速に設置するか等、これらは、すべてソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯の分野において緊急に直面している技術的な課題となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

ＣＮ109424892Ａ，ＣＮ104534384Ａ，ＣＮ106907675Ａ1，ＵＳ2020195192Ａ，ＷＯ2020039272Ａ1

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

現在、市場に出回っているソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯は、追跡不可能な固定スタンド技術を使用しており、発電量が少ないため、市場の需要を満たすことは困難であり、ソーラー発電と風力発電の変換率を大幅に向上させることが困難となる現状に於いて、ソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯の発電効率をどのように改善するかは、業界おいて緊急に直面していた技術的な課題となっておる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明出願は光電センサーを必要とせず、また、太陽をリアルタイムで追跡する必要もなく、時間的に太陽を追跡し、技術は簡単で実用的であり、したがって、ソーラー街路灯及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯に適用できる。先行技術的解決策は、本発明とは完全に異なっていることが先行技術文献からわかるだけではなく、PCT国際予備審査報告からも明らかになっており、PCT国際予備審査報告において、本発明出願の新規性、進歩性、実用性について、3つの「Yes」の積極的な評価が与えられて、本発明出願は国際予備審査報告の特許性ありという判断に基づく申請であり、上記の解決しようとする課題を考慮して、追跡型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯の5つ異なる技術案を提供しており、5つ異なる技術案の中には3つのソーラー街路灯と2つの風力-太陽光ハイブリッドの街路灯が含まれるが、それらの角度の調整は同じ構造を有するスマート柱により制御されるため、一の願書で特許出願をして、本発明出願の技術案は以下の通りである。

【0006】

追跡型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯は、ソーラーアングルコントローラー、バッテリー、ライト、ライトポール、ソーラーパネル、風力発電機が含まれ、ライトポールは、固定式と移動式の2種類に分けられ、固定式のライトポールは、ライトポールタイプとライトポールと柱の組み合わせタイプの2種類に分けられ、組み合わせタイプのライトポールは固定され、上部の柱は回転できるスマート柱であり、スマート柱は主に軸と中空管で構成され、中空管は軸に固定されており、軸と一緒に回転し、上下または左右に動かせず、ベースは下部のライトポールに固定され、移動式のライトポールは昇降式であり、G本の中空管とG個のナットで構成され、G個のナットの内径は同じで外径が異なり、中空管の底がナットに固定されて一つの複合体を形成し、ナットは中空円柱であり、その外径は、同じ複合体の中空管の外径より大きく、一番下の複合体のナットの外側が滑らかでネジなしであることを除いて、他のナットの側面はすべてネジの構造であり、但し、上面と下面もネジなしの構造となり、一番下の複合体のナットが軸に固定されて軸と一緒に回転し、残りの複合体は軸に沿って上下に回転運動をし、最上部の複合体を除いて、残り複合体の中空管の内側はすべてネジ構造であり、Ｇ組の複合体の内、一番下の複合体を除く残りの各複合体はその下端の複合体の中空管に取り付けられ、上部複合体のナットと下部複合体の中空管は、らせん状の伝達メカニズムを形成し、最下層複合体の先端は軸と水平になり、軸の上部にリングが取り付けられており、その直径は軸の直径より大きいが、最小直径の中空管の直径より小さく、移動式のライトポールの上部には、スマート柱が移動式で接続され、移動式のライトポールの昇降する方法は、自動式と手動式2つがあり、自動式は、ベースに固定されたモーターと機械的な伝達メカニズムの組み合わせによって行い、手動式は、ベースに固定された機械的な伝達メカニズムを手動で回転させることによって行い、ソーラーパネルは造形枠がある場合とない場合の2つのタイプに分けられ、造形枠の形状には6つの異なる組み合わせがあり、一つ目は多角形の間または円形の間または楕円形の間の組み合わせで、全部で3種類であり、2番目は多角形と円形または楕円形の組合せで、全部で2種類であり、3つ目は円と楕円の組合わせで全部で1種類あり、各組合わせのソーラーパネルの裏面には様々な柄を有する。

【0007】

追迹型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯は一体化と非一体化の二つタイプに分けられ、一体化タイプのソーラーパネルは、ランプ、バッテリー、およびコントローラーデバイスと一緒にボックスに組み立てられ、一体となっており、非一体化タイプのソーラーパネルとランプは違う場所に別々に設置され、ソーラー発電システムの追跡モードは、駆動装置なしの1次元追跡又は2次元追跡、又は駆動装置付きの2次元追跡の3つの異なるタイプに分けられ、1次元追跡モードは方位角のみを調整し、2次元追跡モードは方位角と傾斜角を同時に調整することができる。

【0008】

1次元追跡モードのソーラー街路灯では、一体化タイプのソーラー街路灯のボックスの底面には、横と縦にII型の部材が取り付けられ、両者の交差する所に曲がった柱が取り付けられ、一体化タイプのソーラー街路灯は曲がった柱の上部に斜めに固定されており、曲がった柱の底はスマート柱の先端に固定される；非一体化タイプのソーラー街路灯では、ソーラーパネルは1枚または2枚の2つの種類に分けら、2枚の場合では、二本の梁を使って、２枚のソーラーパネルが１枚のように固定され、固定された2枚または1枚のソーラーパネルの裏には一体化タイプと同じII型の部材と曲がった柱が取り付けられており、ソーラー街路灯と曲がった柱及び曲がった柱とスマート柱との取り付け方法は一体化タイプの取り付け方法と同じである。

【0009】

駆動装置なしの2次元追跡モードのソーラー街路灯では，スマ-ト柱の取り付け方は上部式と側面式の2種類に分けられ、両方のスマ-ト柱ともT字型のスマート柱であり、上部式の場合には、T字型のスマート柱がライトポールまたは支柱の上段に取り付けられ、スマート柱のT字型柱の上部にS個のベースが固定され、各ベースに1つのローリングベアリングまたはリングが固定されており、中空管PはS個のローリングベアリングまたはリング中に固定されており、1つまたは2つのモーターの組み合わせが中空管Pに取り付けられ、モーターの組合せには、モーター、ギア、モーターベースが含まれ、ギアはモーターの軸に接続され、中空管Pの内側に固定され、モーターは中空管Pの中に配置されていておるが、内側には固定されなく、モーターはモーターベースに固定され、モーターベースは締付部材に固定され、中空管Pの両端はそれぞれ締付部材中のランナーに接続され、両端の締付部材はブラケットに固定され、ブラケットは、T字型スマ-ト柱の上部の両端にそれぞれ固定され、非一体化タイプのソーラー街路灯のソーラーパネルの背面中央は中空管Pに固定され、一体化タイプのソーラー街路灯の後部は中空管Pに固定されており、側面式の場合には、ライトポールまたは支柱の側面に取り付けられ、2本の梁は、それぞれリングブラケットによって支柱またはライトポールの上下に固定され、1つのサポートプラットフォームは、上の梁に固定され、N個のサポートロッド、一方の端はサポートプラットフォームに固定され、もう一方の端は下の梁に固定され、1本のT字型スマート柱がサポートプラットフォームに固定され、T字型スマート柱の上部のブラケットに一本の横梁が固定され、一本の中空管PはS個のローリングベアリングまたはリングが取り付けられた横梁に固定され、中空管Ｐの構造および締結部材との接続方法は、上記の上部式の接続方法と同じであるが、締結部材のブラケットは横梁に固定されており、ソーラーパネルの上端は、固定スタンドで中空管Pに固定され、ソーラーパネルには安全ロープが取り付けられており、取り付け方法は、ロープ巻き装置なしとロープ巻き装置付きの2種類があり、ロープ巻き装置なしの場合では、ソーラーパネルの背面の両側のフレームまたは中心軸所に凹型の梁が取り付けされ、凹型の梁の断面は多角形で、開口部は上部が狭く、下部が広くなっており、円形または多角形の留め具が付いていたスチールチェーンまたはスチールワイヤーロープで作られた安全ロープの一端は、凹型の梁の中に挿入しており、他端は横梁またはT字型のスマ-ト柱に固定され、ロープ巻き装置付きの場合では、D個のロープ巻き装置を中空管Pに固定され、上記の安全ロープの一端がロープ巻き装置に固定され、他端が、ソーラーパネルの背面の両側のフレームまたは中心軸所に挿入している。

【0010】

駆動装置付きの2次元追跡モードのソーラー街路灯では、ソーラーパネルの背面の構造は、駆動装置なしの1次元追跡モードのソーラー街路灯と同じであり、ただし、曲がった柱は直立な柱に置き換えられ、ソーラーパネルが直立な柱と接続する方法は、非一体化タイプの場合では垂直に設置され、一体化タイプの場合では、垂直または斜めに直立な柱の上部に固定され、直立な柱の底部がヒンジ装置によりスマート柱と接続され、ヒンジ装置とは、2つのT字型中空管で構成され、それぞれの先端に取り付けられたヒンジ装置の部材がヒンジ接続により一体に形成されており、ヒンジ装置の上のT字型中空管は、ソーラーパネルまたはボックスの底部の直立な柱に固定され、下のT字型中空管は、スマート柱の上部に固定され、駆動装置の一端がスマート柱に固定され、他端がソーラーパネルまたはボックスの底に固定され、駆動装置とは、スマート柱であり、主に多角形または円形のナット、ネジ付き軸、および中空管で構成され、中空管をナットに固定して一体となり、ナットは軸に沿って上下に動き、上記のスマート柱の駆動はベースに設置されたモーターと機械的な伝達メカニズムの組み合わせによって行われる。

【0011】

風力-太陽光のハイブリッド街路灯では、ライトポールの上部のスマート柱の本体はT字型の中空管または直立な中空管であり、スマート柱の本体に横梁の固定方法は2つあり、一つ目はリングブラケットを介して直立な中空管に固定することでおり、2つ目はT字型の中空管の両側にある吊り下げたブラケットに固定することであり、1次元追跡モードの風力-太陽光ハイブリッド街路灯では、方位角のみを調整し、ソーラーパネルの上部が横梁に固定され、下部または中部は三角形のステントで傾斜状態に支えられた上でスマート柱に固定される；駆動装置のない2次元追跡モードの風力-太陽光ハイブリッド街路灯では、１本の中空管PはS個のローリングベアリングまたはリングが設置された横梁に固定されており、中空管Pの内部構造と取り付ける方法は、駆動装置のない2次元追跡のソーラー街路灯と同じであり、しかし、両端の締付部材のブラケットは横梁に固定され、ソーラーパネルの上部は中空管Pに固定され、安全ロープはソーラーパネルに取り付けられ、安全ロープの取り付け方法は上記の側面式の取り付け方法と同じであり、一体化タイプのソーラー街路灯の中では、箱の尾部は横梁または中空管Pに固定され、上記の安全ロープは、それぞれ箱のサイドフレームまたは箱本体の中心軸に取り付けられ、T字型の中空管または直立な中空管の上に風力発電機１台が取り付けられ、風力発電機は水平軸と垂直軸の2種類が含まれる。

【0012】

ソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯の角度の調整は、ソーラーパネルの角度を調整することであり、角度センサーが組み込まれたソーラーアングルコントローラーによって制御され、ソーラーアングルコントローラーは、時間計測を利用して、ソーラーパネルの角度の変化を制御するためのスマート制御装置であり、それは主にメインチップ、角度センサー、GPSまたは電子コンパス、時計チップ、ブルートゥース(登録商標)、モーターを駆動するモジュールで構成され、メインチップはリアルタイムの時刻及び角度数値を読み取ることにより、異なる時間帯に応じてソーラーパネルの角度の変化を制御し、ソーラーアングルコントローラーの電源がオンになると、時計チップは自動的にGPSまたはブルートゥース(登録商標)を使用して時刻を調整する。

【0013】

ソーラーパネルの角度調整の動作原理は次のとおりであり、ソーラーアングルコントローラーとソーラーパネルは同じ水平面に設置され、時間が予め設定する時刻になると、ソーラーアングルコントローラーは角度を調整する信号を受信し、モーターの制御モジュールを制御することにより、角度検出モジュールを回転させ、ソーラーパネルを水平または傾斜運動を完了させ、この時のスマート柱は、モーターの回転に伴って水平または伸縮の動きを完了し、ソーラーパネルを所定の位置に回しながら、角度センサから出力されるアナログ量はアナログデジタルコンバーターによって変換され、メインコントローラーに送信され、次に、メインコントローラーは、この入力に基づいて、ソーラーパネルが所定の角度に回転したかどうかを判断し、これに基づいてモーターの制御モジュールを制御し、これによって角度調整を完了しており、傾斜角を1日以内に複数回調整するモードでは、毎回新しく調整される角度値は、午前中に於いてψ-J*ψ/ Fであり、正午に於いて傾斜角が固定され、水平の状態に保ち、午後に於いてはγ+ψ/ Fであり、毎回調整する必要のある傾斜角の値と対応するアナログ電圧の値又は調整時刻をコントローラーのストレージモジュールに予めに入力しておき、傾斜角調整の動作原理は、角度センサーが水平位置になり、角度が0°の場合、出力端子VoはAボルトのアナログ電圧が出力され、角度センサーと水平面が最大傾斜角ψとなると、Bボルトのアナログ電圧が出力され、角度センサーが0°～ψまたはψ～180°の範囲で変化すると、それに応じて出力端子Voから出力される電圧がAボルトからBボルトまたはBボルトからAボルトに段々に変化させ、したがって、角度センサーの出力端子の電圧を測定することにより、ソーラーパネルが水平面との間の傾斜角を確定することができる；上記のヒンジ装置の部材は、1枚の底板とC枚の多角形縦板で構成されており、円弧のある縦板の一端には穴があり、他端は底板に固定され,ヒンジ装置の部材の枚数は、C=2の場合には固定的に接続するのであり、C＞2の場合にはヒンジ接続でヒンジ装置を形成する；次の特徴を有する：本発明出願は、光電センサー装置を必要とせず、スマート柱、モーター、ソーラーパネルの固定式または移動式のブラケット各々の組み合わせが取り入られることによって、5つ異なる追跡型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯が構築され、ソーラーパネルの角度調整は、時間計測が取り入られ、ソーラーアングルコントローラーによって制御される。

【0014】

ソーラーアングルコントローラーは、時間計測によって、スマート柱またはモーターを制御して、ソーラーパネルの方位角を駆動して東から西に向かって水平に移動し、または傾斜角を東から西に向かって回転させ、その結果、ソーラーパネルの方位角または傾斜角は、時間の変化に応じて変化するように調整され、調整の順序は最初に方位角、次に傾斜角の順番に調整することになり、方位角の調整は、GPSまたは電子コンパスモジュールから出力される信号により、ソーラーアングルコントローラーによって制御され、傾斜角の調整は、事前入力方法を用いており、事前入力法は、最大傾斜演算平均法を用いて算出された調整が必要な傾斜角の値を、傾斜角に応じるアナログ電圧値または調整時刻とともに事前にコントローラに入力される制御方式であり、最大傾斜角算術平均法は、午前中または午後の時間帯において、ソーラーパネルが形成できる最大傾斜角を、調整回数に応じて算術平均を行う方法である。

【0015】

時間計測は1日3回またまたは複数回であり、2次元追跡の調整時間は午前、正午、午後の3つの時間帯に分けられ、1日に3回調整する場合に、ソーラーパネルは、午前中には東向き、傾斜角が最大となり、正午には水平となり、午後には西向き、傾斜角が最大となり、複数回の調整とは、午前中または午後のそれぞれの期間に、E分ごとに1回方位角を調整し、E分中で傾斜角をF回調整することであり、事前入力法におけるソーラーパネルの最大傾斜角ψの角度値は算術平均でF回に分けられ、毎回調整される角度値はψ/Fであり、3つの時間帯にてのソーラーパネルの向きは、1日に3回調整されたものと同じであり、午前中、毎回新しく調整された角度値はψ-J*ψ/ Fであり、ここで、Jは整数系列の値、最小値は1、最大値はFであり、午後、毎回新しく調整される角度値はγ+ψ/ Fであり、ここで、γは前回調整の角度値であり、方位角を調整するたびに、傾きは初期位置に戻られ、駆動装置内の1次元追跡型のソーラーアングルコントローラーは水平に設置され、方位角調整の数は、D分間隔ごとに計算された1日のすべての調整時間の合計であり、駆動装置なしの2次元追跡型の中空管Ｐ内のモーターの各回転の角度は、上記ソーラーパネルの各調整の傾斜角度と同じである。

【発明の効果】

【0016】

本発明出願によって5つの異なる構造の追跡型のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッド街路灯技術を提供し、ソーラー発電や風力発電の変換率を大幅に向上させることが困難になる現状に於いて、ソーラー及び風力-太陽光ハイブリッド街路灯の発電効率を向上させ、ソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯の分野において緊急に直面していた技術的な課題を解決することができるようになっており、即ち、ソーラーおよび風力-太陽光ハイブリッド街路灯は、太陽を追跡できるだけでなく、実用的な価値も備えている必要とする問題である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】駆動装置付きの2次元追跡型のソーラー街路灯の概略図である。

【図2】駆動装置なしの1次元追跡型のソーラー街路灯の概略図である。

【図3】駆動装置なしの2次元追跡型のソーラー街路灯の平面図である。

【図4】駆動装置なしの2次元追跡型のソーラー街路灯の概略図である。

【図5】駆動装置なしの1次元追跡型の風力-太陽光のハイブリッド街路灯の概略図である。

【図6】駆動装置なしの2次元追跡型の風力-太陽光のハイブリッド街路灯の概略図である。

【図7】造形枠付きのソーラーパネルの正面の平面図である。

【図8】造形枠付きのソーラーパネルの背面の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【最適な実施形態】

【0018】

図１において、ソーラーパネル1の背面は直立な柱5及び駆動装置2の上部に固定され、直立な柱5はヒンジ装置4の上部に固定され、ヒンジ装置4の下部および駆動装置2の底部はスマート柱6に固定され、スマート柱6の下部は、ライトポール７の上部に固定され、これにより駆動装置のある2次元追跡型のソーラー街路灯の設置が完了する。

【0019】

図２において、追跡型の太陽光発電システムの構造は駆動装置およびヒンジ装置が設置されていないことを除いて、基本的に上記の2次元追跡型のソーラー街路灯の構造と同じであり、ソーラーパネル1は曲がった柱8の上部に固定され、曲がった柱8の底部はスマート柱6の上部に固定され、これにより駆動装置なしの1次元追跡型のソーラー街路灯の設置が完了する。

【0020】

図３－４において、ソーラーパネル1は、固定スタンド18によって中空管Ｐ11に固定され、中空管Ｐ11は、ローリングベアリング10に固定され、ローリングベアリング10はベース9に固定され、ベース9は、Ｔ字型スマ-ト柱16の上部12に固定され、モーター14とギア15は中空管P11中に取り付けられ、ギア15はモーター14の回転軸に接続され、中空管Ｐ11の内側に固定されており、モーター14は、モーターベースを介して締付部材13に固定され、中空管P11の両端はそれぞれ締付部材13のランナーに接続され、締付部材13はブラケット17に固定されており、ブラケット17はT型スマート柱16の上部12に固定され、Ｔ字型スマート柱16の底部は、ライトポール7の上部に固定されており、これにより駆動装置なし2次元追跡型のソーラー街路灯の設置が完了する。

【0021】

図５において、垂直軸風力タービンブレード19は、固定スタンドによって回転軸20に固定され、回転軸20は発電機21に固定され、発電機21は、スマート柱27のＴ字型中空管22の上端の中央位置に固定され、横梁24は、Ｔ字型中空管22の上部の両側にあるブラケット23に固定され、ソ-ラパネル25の上部は、横梁24に固定され、その下端または中央部分は、三角形の固定スタンド26によりスマート柱27に固定され、スマート柱27は街灯柱28の上部に固定されており、これにより駆動装置なし1次元追跡型の風力-太陽光のハイブリッド街路灯の設置が完了する。

【0022】

図６において、垂直軸風車29は、スマート柱27のＴ字型中空管22の上部に取り付けられ、ソーラーパネル25は中空管Ｐ32に固定され、中空管Ｐ32は、ローリングベアリング31に固定され、ローリングベアリング31は横梁24に固定され、横梁24は、Ｔ字型中空管22の上端の両側のブラケット23に固定され、モーターとギアは中空管Ｐ32中に取り付けられ、ギアはモーターの回転軸に接続され、中空管Ｐ32の内側に固定されており、モーターは、モーターベースを介して締付部材に固定され、締付部材はブラケット33に固定的に取り付けられ、ブラケット33は横梁24に固定されており、ソーラーパネル25の背面のフレームまたは中軸線にある凹型の梁35が取り付けされ、スチールチェーンまたはスチールワイヤーロープで作られた安全ロープ34の円形または多角形の留め具が付いた端は梁35の中に挿入し、他端はそれぞれ横梁24の両端またはスマート柱27に固定されており、これにより駆動装置なし2次元追跡型の風力-太陽光のハイブリッド街路灯の設置が完了する。

【実施形態】

【0023】

角度の調整するのは1日に3回または複数回であり、2次元追跡の調整時間は午前、正午、午後の3つの時間帯に分けられ、1日に3回調整する場合に、ソーラーパネルは、午前中に東向き、傾斜角が最大となり、正午には水平となり、午後に西向き、傾斜角が最大となり、複数回の調整とは、午前中または午後のそれぞれの期間に、E分ごとに1回方位角を調整し、E分の中で傾斜角をF回調整することなり、事前入力法におけるソーラーパネルの最大傾斜角ψの角度値は算術平均でF回に分けられ、毎回調整される角度値はψ/Fであり、3つの時間帯にソーラーパネルの向きは、1日に3回調整されたものと同じであり、午前中において、毎回新しく調整された角度値はψ-J*ψ/ Fであり、ここで、Jは整数系列の値、最小値は1、最大値はFであり、午後において、毎回新しく調整される角度値はγ+ψ/ Fであり、ここで、γは前回調整の角度値であり、方位角を調整するたびに、傾きは初期位置に戻られ、駆動装置なしの1次元追跡型のソーラーアングルコントローラーは水平に設置され、方位角調整の数は、D分間隔ごとに計算された1日のすべての調整時間の合計であり、駆動装置なしの2次元追跡型の中空管Ｐ内のモーターの各回転の角度は、上記ソーラーパネルの各調整された傾斜角と同じである。

【0024】

図１において、ソーラーアングルコントローラー電源スイッチがオンとなり、次の調整の予定時刻になると、ソーラーアングルコントローラーは、電子コンパスモジュールによって出力された信号に従って、東または西を向く太陽の方位角を取得し、角度センサを介してスマート柱6のモータ回転を制御し、ベース中の機械伝達機構を介して軸を回転させ、軸が回転すると、スマート柱6の本体も同じ方向に回転し、ソーラーパネル1が所定の位置に回転させた当時に駆動装置2も所定位置に回転した後、傾斜角の調整がし始まり、具体的な方法は上記００２３段の記述を参照する。

【0025】

図２において、ソーラーパネル1の方位角のみを調整し、ソーラーパネル1の方位角調整については、上記００２４段の記述を参照する。

【0026】

図３－４において、ソーラーアングルコントローラー電源スイッチがオンとなり、次の調整の予定時刻になると、制御システムは最初にソーラーパネル1の方位角を調整し、ソーラーパネル1の方位角調整については、上記００２４段の記述を参照し、その後、傾斜角を調整する。傾斜角はソーラーアングルコントローラを用いて、中空管Ｐ11内のモータ14の回転を制御することによって行われ、モーターが回転すると、ソーラーパネル1を駆動して同じ方向に回転させることで、ソーラーパネル1の傾斜角が変化させ、中空管Ｐ11のモーターの各回転の角度値は上記の毎回調整された傾斜角と同じであり、具体的な角度調整方法については、００２３～００２４段の記述を参照する。

【0027】

図５において、ソーラーアングルコントローラー電源スイッチがオンとなり、次の調整の予定時刻になると、ソーラーアングルコントローラーは、スマート柱27のモーター回転を制御して、軸を回転させるように駆動し、軸が回転すると同時にT型中空管22が同方向に回転すると、ソーラーパネル25はスマート柱27とともに所定の位置に回転しておる。垂直軸風車のブレード19は回転軸20に固定されており、回転軸20は発電機21の上部カバーに固定され、発電機21は、T型中空管22の上部に底蓋を介して固定され、ブレード19が風力によって回転すると、回転軸20が同方向に回転させ、回転軸20が発電機21の上部カバーを駆動して回転させると、発電機21内の回転子も回転し、固定子を切断して電流を発生させる。スマート柱27と垂直軸風車の回転軸20の回転は、それぞれ独立して行われる。

【0028】

図６において、ソーラーパネル25の角度の具体的な調整方法及び風車29の動作方法については、００２３～００２７段を参照する。安全ロープ34は、ソーラーパネル25の動きに伴ってく凹型の梁35内を上下にスライドし、その機能は、極端な天気の時でのソーラーパネル25への損傷を回避することである。電源がオフになると、モーターは自動的にロックされ、ソーラーパネル25は地面に対して垂直な状態になる。

【0029】

街路灯は都市の美しい風景の一つであり、図7、8はさまざまな形の造形枠中に入れられたソーラーパネルであり、これは現地の景観に溶け込み、鑑賞性のあるソーラーパネルであり、現在のソーラー及び風力-太陽光のハイブリッドの街路灯のソーラーパネルの寂しく堅いイメージは変えられ、町に美しい景色を添えてくる。

【産業上の実用性】

【0030】

本発明出願のソーラー及び風力-太陽光のハイブリッドの街路灯は、異なる構造を有する複数の追跡型のソーラーまたは追跡型の風力-太陽光ハイブリッドの街路灯の技術案を提供し、これは、先行技術の固定スタンド技術や誘導追跡技術とは異なり、新型の非誘導追跡技術であり、技術はシンプルで、コストは低く、電力の消耗は小さいものであり、太陽光発電と風力発電の転換率を大幅に向上させることが困難となる現状に於いて、発電量が増やせることができるようになり、ソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯における課題を解決し、即ち、追跡型のソーラー及び風力-太陽光のハイブリッド街路灯は、追跡することができるだけでなく、実用的な価値も備えている必要としている。本発明出願のソーラー及び風力-太陽光ハイブリッドの街路灯は、追跡機能のない固定スタンド技術と比較して、発電量が平均で約40-60％ぐらい増加し、優れた経済的および生態効果をもたらしてくる。もし監視装置または信号灯を使用して街路灯を置き換える場合、それは5つの異なるタイプの追跡型の監視システムまたは信号システムへ変身することになり、もしライトポールには、スマートモニタリング、環境モニタリング、道路モニタリング、5Gマイクロベースステーションの設備を設置すれば、風力-太陽光のハイブリッド街路灯はスマート型のライトポールへ変身することになる。

【符号の説明】

【0031】

1、ソーラーパネル
2、駆動装置
3、街路灯
4、ヒンジ装置
5、直立な支柱
6、スマート柱
7、ライトポール
8、曲がった支柱
9、ベアリングのベース
10、ベアリングまたはリング
11、中空管P
12、T字型スマート柱の上部
13、締付部材
14、モーター
15、ギア
16、T字型スマート柱
17、締付部材のブラケット
18、ソーラーパネルのブラケット
19、垂直軸風車のブレード
20、垂直軸風車の回転軸
21、垂直軸風車の発電機
22、T字型の中空管
23、T字型の中空管両側のブラケット
24、横梁
25、ソーラーパネイル
26、三角形の固定スタンド
27、T字型スマート柱
28、風力-太陽光のハイブリッド街路灯の街灯柱
29、垂直軸風車
30、固定スタンド
31、ベアリングまたはリング
32、中空管P
33、締付部材
34、スチールチェーンまたはワイヤーロープ製の安全ロープ
35、凹型の梁
36、ソーラーパネルの造形枠

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図】

【図5】

【図】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】