JP3250823U - 太陽光発電、風力発電、燃料電池をベースとしたハイブリッド電気車両 - Google Patents

Abstract

【課題】温室効果ガスの排出を削減する、太陽光発電、風力発電、燃料電池をベースとした、ハイブリッド電気車両システムを提供する。
【解決手段】太陽光発電、風力発電、燃料電池ベースのハイブリッド電気車両システム１００は、直流電力を生成するためにＡＣ／ＤＣコンバータ１０２Ａに接続された風力タービン１０２を有する風力エネルギー源と、直流電力を直接生成するために太陽光を取り込む太陽光発電アレイ（ＰＶ）１０４を有する太陽エネルギー源とを備える。システム１００は、風力エネルギー源と太陽エネルギー源が、安定した電力供給を確保するために互いに補完し合い、中央直流バス１０６、再生可能エネルギーの発電量が少ない期間に車両に電力を供給するための電解装置１１２、必要なときに直流形式で電力を生成するための燃料電池１０８、車両を推進するためのブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータ１１４を備えている。
【選択図】図１

Description

本考案はハイブリッド車両の分野に関する。より詳細には、本考案は、太陽光発電、風力発電、燃料電池をベースとしたハイブリッド電気車両に関する。

現代の車両からの温室効果ガス排出を認識することによって、ハイブリッド車両の概念が導入された。したがって、走行中に排出される温室効果ガスを削減することが重要である。しかし、単一の再生可能エネルギーだけでは、長時間のドライブ用途に十分な電力を車両に供給することはできない。スタンバイ電源と代替電源は必須であり、システムの信頼性と効率を高めるために、環境に優しくクリーンな電源でなければならない。リチウムイオン電池は、燃料電池を搭載した電気車両の人気が高まっている電気車両の危険な要素のひとつである。モノのインターネット（ＩｏＴ）は、私たちの日常の活動のほぼすべてのステップに浸透している。さまざまなセンサーや無線デバイスを適用することで、物理的な世界の実体感のある臨場感あふれる実際のビューを提供することができる。こうして、ＩｏＴベースのサービスを使用した電気車両の自動的かつ効率的なバッテリー充電構想が実現する。ＩｏＴは、また、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ（あらゆる物事のインターネット）（ＩｏＥ）という流行語とともにエネルギー分野にも革命をもたらした。したがって、燃料電池はＩｏＥの重要な供給源の一つとなり、スマート電気車両開発に貢献することができる。太陽エネルギーはハイブリッド燃料電池電気車両の主な供給源であり、また暗い日のための代替充電プロセスも提供されるべきである。

バッテリーの充電と放電を監視するスマートコントローラはない。

したがって、前述の課題を取り除くための代替手段が必要となる。

本考案は、太陽光、風力、燃料電池ベースのハイブリッド電気車両システム１００を開示する。システム１００は、直流電力を生成するためにＡＣ／ＤＣコンバータ１０２Ａに接続された風力タービン１０２を有する風力エネルギー源と、直流電力を直接生成するために太陽光を取り込む太陽光発電アレイ（ＰＶ）１０４を有する太陽エネルギー源とを備える。システム１００は、風力エネルギー源と太陽エネルギー源が、安定した電力供給を確保するために互いに補完し合い、中央直流バス１０６と、再生可能エネルギーの発電量が少ない期間に車両に電力を供給するための電解装置１１２と、必要なときに直流形式で電力を生成するための燃料電池１０８と、車両を推進するためのブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータ１１４を備えている。

本考案は、温室効果ガスの排出を削減する太陽、風力、燃料電池ベースのハイブリッド電気車両システム１００を開示する。

本考案は、水質汚染や大気汚染の原因となるリチウムベースの電池に代わる燃料電池を有する太陽、風力、燃料電池ベースのハイブリッド電気車両システム１００を開示する。

本考案の一実施形態に係る太陽光発電、風力発電、燃料電池をベースとしたハイブリッド電気車両システム（１００）の概略図である。

本考案は、太陽光発電（ＰＶ）、風力エネルギー、燃料電池を組み合わせて駆動されるハイブリッド電気車両システムを開示する。これらの再生可能エネルギー源は、持続可能で堅牢な車両エネルギーモデルを構築するための主な及び代替エネルギーソリューションとして採用される。太陽光発電、風力エネルギー、及びＩｏＴ駆動燃料電池技術を活用することによって、本考案は、クリーンで効率的なモビリティソリューションの世界的な推進に貢献しながら、従来のエネルギー源の限界に対処する。
図１に示すように、システム１００は、風力や太陽光などの再生可能な供給源からエネルギーを利用することから始まる。風力エネルギーは風力タービン１０２を通じて発電され、交流（ＡＣ）電力を生成する。風速の変動によって、出力電力は変動する。それを安定させるために、交流電力はＡＣ／ＤＣコンバータ１０２Ａを通過し、直流（ＤＣ）電力となる。同時に、太陽光発電（ＰＶ）アレイ１０４がＤＣ／ＤＣコンバータ１０４Ａを通して安定した直流電力を直接生成するために、太陽光を取り込む。両方のエネルギー源が互いに補完し合い、安定した電力供給を保証する。
風力と太陽エネルギーシステムからの直流出力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６Ａを使用して中央直流バス１０６に送られる。中央直流バス１０６は、エネルギー分配のメインハブとして機能し、システムのさまざまなコンポーネントに電力を供給する。この集中化された統合が、複数の供給源からのエネルギーの効率的な管理を保証する。
風力または太陽システムからの余剰電力がある場合、それは、電解装置１１２の運転に使用される。電解装置１１２は、電気分解によって水を水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）に分解する。生成された水素は、後で使用するために水素貯蔵タンク１１０に貯蔵され、酸素は副産物として放出される。この貯蔵された水素は、再生可能エネルギーの発電量が少ない期間に車両に電力を供給する上で重要な役割を果たす。
貯蔵された水素は、必要なときに燃料電池１０８によって発電に利用される。燃料電池１０８は、電気を生成するために、タンクからの水素と空気中の酸素を結合させる。このようなプロセスは、副産物として純水も生成する。燃料電池１０８によって生成された電気は直流形式であり、車両の電力需要をサポートするために直流バス１０６にフィードバックされる。
車両は、交流電力で駆動されるブラシレス直流モータ（ＢＬＤＣモータ）１１４を使用して駆動される。直流バス１０６からの安定した直流電力は、ＤＣ／ＡＣインバータ１０６Ａを使用して交流に変換され、モータ１１４を作動させる。モータ１１４は、リアシャフト１１４Ａを駆動することによって車両を推進する。ドライバ１０６Ｂとコントローラ１０６Ｃは、モータの性能を調整し、スムーズで効率的な運転を保証する役割を果たす。
車両のステアリングは、フロントシャフト１１８に接続されたステアリングアセンブリを通じて管理され、車両の方向を正確に制御できる。Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ（ＩｏＥ）モジュール１０６Ｃ１は、システム内のセンサー、コントローラ、及びデータネットワークを統合する。このようなモジュール１０６Ｃ１は、システムが効率的に動作するように、性能を監視し、動作を最適化し、リアルタイムのフィードバックを提供する。
最後に、システム１００からの副産物は効果的に管理される。電気分解の過程で発生する酸素は排出され、燃料電池で生成された純水は再利用のために回収されるか、安全に排出される。この統合システム１００は、再生可能エネルギーで駆動する輸送に対する持続可能で効率的なアプローチを実証する。
風力タービン
風力タービンは、海洋環境に特有の安定した強風を利用することで、海上のハイブリッド電気車両の補完的なエネルギー源を提供する。これらのタービンは、風の流れによってブレードが回転して交流電力を生成し、その後、システム互換性のために整流器を通じて直流に変換される。海洋風力タービンのコンパクトな設計は、最小限のスペースの使用を保証し、その頑丈な構造は海洋大気による腐食や機械的ストレスに耐える。

本考案は、自動車産業に有益である。

Claims (1)

1. 太陽光、風力、燃料電池をベースとしたハイブリッド電気車両システム１００であって、
   ＡＣ／ＤＣコンバータ１０２Ａに接続されて直流電力を生成する風力タービン１０２を有する風力エネルギー源と、
   太陽光を取り込んで直流電力を直接生成する太陽光発電アレイ（ＰＶ）１０４を有する太陽エネルギー源であって、安定した電力供給を確保するために前記風力エネルギー源と前記太陽エネルギー源が互いに補完し合う太陽エネルギー源と、
   エネルギー分配の主要ハブとして、前記風力エネルギー源と前記太陽エネルギー源からの直流出力が送られる中央直流バス１０６と、
   再生可能エネルギーの発電量が少ない期間に車両に電力を供給し、風力または太陽システムからの余剰電力があるときに作動される電解装置１１２であって、水を水素と酸素に分解して水素貯蔵タンク１１０に水素を貯蔵する電解装置１１２と、
   必要なときに直流形式で電気を生成し、直流形式の電気を前記中央直流バス１０６にフィードバックする燃料電池１０８と、
   前記中央直流バス１０６からの交流電力によって駆動され、リアシャフト１１４Ａを駆動することによって車両を推進するブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータ１１４と、を備える
   ハイブリッド電気車両システム１００。