JPH03107340A - 太陽電池式換気扇 - Google Patents
太陽電池式換気扇Info
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- JPH03107340A JPH03107340A JP1244125A JP24412589A JPH03107340A JP H03107340 A JPH03107340 A JP H03107340A JP 1244125 A JP1244125 A JP 1244125A JP 24412589 A JP24412589 A JP 24412589A JP H03107340 A JPH03107340 A JP H03107340A
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- fan motor
- solar
- solar battery
- voltage
- switching circuit
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- 238000009423 ventilation Methods 0.000 title claims description 30
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Ventilation (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、太陽電池の発電電力を用いてファンモータを
駆動する太陽電池式換気扇に関するものである。
駆動する太陽電池式換気扇に関するものである。
〈従来の技術〉
従来より、太陽光エネルギーから得た電力により送風フ
ァンを日乾させ、部屋の換気等を行う太陽電池式換気扇
が知られている。この太陽電池式換気扇によれば、日中
には部屋の換気を行って部屋の温度や湿度を下げること
が自動的にでき、また、商用電源の電力を消費しなくと
も運転できるので、コストの面でも優れている。
ァンを日乾させ、部屋の換気等を行う太陽電池式換気扇
が知られている。この太陽電池式換気扇によれば、日中
には部屋の換気を行って部屋の温度や湿度を下げること
が自動的にでき、また、商用電源の電力を消費しなくと
も運転できるので、コストの面でも優れている。
さらに詳述すると、上記太陽電池式換気扇に使用する太
陽電池の出力は、日射量の大きさに比例して変化するた
め、天気のよい時はど換気量が増えるという特性がある
。よって、日射量が大きく換気の必要な時はど、部屋の
中を、より多く換気できることになり、自然環境にマツ
チした換気動作を、特別な制御なしに行うことができる
。
陽電池の出力は、日射量の大きさに比例して変化するた
め、天気のよい時はど換気量が増えるという特性がある
。よって、日射量が大きく換気の必要な時はど、部屋の
中を、より多く換気できることになり、自然環境にマツ
チした換気動作を、特別な制御なしに行うことができる
。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところが、日射量が低下するに連れて、ファンモータを
動作させる太陽電池の出力は下がる。−方、ファンモー
タの排気量はファンの回転数、言い換えればファンモー
タの動作電圧にほぼ比例するため、日射量が大きく低下
することにより、排気量も大きく低下し、はとんど換気
の用をなさな（なる。
動作させる太陽電池の出力は下がる。−方、ファンモー
タの排気量はファンの回転数、言い換えればファンモー
タの動作電圧にほぼ比例するため、日射量が大きく低下
することにより、排気量も大きく低下し、はとんど換気
の用をなさな（なる。
さらにまた、日照量が低くなると、太陽電池の動作点は
、最適動作点（動作電圧Ｖと動作電流Ｉの積が最大とな
る点）から離れていくため、太陽電池の利用効率が低下
する。
、最適動作点（動作電圧Ｖと動作電流Ｉの積が最大とな
る点）から離れていくため、太陽電池の利用効率が低下
する。
このことを、第３図、第４図を用いて説明する。
第３図は太陽電池１１にファンモータ１２を直結した従
来の太陽電池式換気扇を示す回路図、第４図は太陽電池
１１およびファンモータ１２の電圧−電流特性を表わす
グラフである。第４図において、太陽電池１１の電圧−
電流特性曲線を８１〜Ｓ３で示し、ファンモータ１２の
電圧−電流特性曲線をＭで示す。太陽電池１１の電圧−
電流特性曲線Ｓ１は、比較的日照量が大きな時の特性を
表わし、日照量が小さくなるほど、電圧−電流特性曲線
はＳ２から８３へと変化していく。この太陽電池１１の
電圧−電流特性曲線８１〜Ｓ３とファンモータ１２の電
圧−電流特性曲線Ｍとの交点がそれぞれの日照下におけ
る動作点となる。一方、ＯＰは、上記した最適動作点を
プロットした最大効率曲線である。
来の太陽電池式換気扇を示す回路図、第４図は太陽電池
１１およびファンモータ１２の電圧−電流特性を表わす
グラフである。第４図において、太陽電池１１の電圧−
電流特性曲線を８１〜Ｓ３で示し、ファンモータ１２の
電圧−電流特性曲線をＭで示す。太陽電池１１の電圧−
電流特性曲線Ｓ１は、比較的日照量が大きな時の特性を
表わし、日照量が小さくなるほど、電圧−電流特性曲線
はＳ２から８３へと変化していく。この太陽電池１１の
電圧−電流特性曲線８１〜Ｓ３とファンモータ１２の電
圧−電流特性曲線Ｍとの交点がそれぞれの日照下におけ
る動作点となる。一方、ＯＰは、上記した最適動作点を
プロットした最大効率曲線である。
一般に、最大効率曲線ＯＰと電圧−電流特性曲線Ｍとは
必ずしも一致しない。第４図の場合、最大効率曲線ＯＰ
と電圧−電流特性曲線Ｍとは、太陽電池１１の電圧−電
流特性曲線Ｓ１と８２とで挾まれる領域内の一点Ｐで交
差し、動作点がこの点Ｐから離れるに従って太陽電池の
効率は低下する。特に、日射量が低下する場合（第４図
のグラフの原点に近い場合）、効率の低下が著しいこと
が判る。したがって、日射量が低下するに連れて、ファ
ンモータを動作させる太陽電池の動作点は、最適動作点
から離れていくため、効率的な使い方をしているとはい
えなくなる。
必ずしも一致しない。第４図の場合、最大効率曲線ＯＰ
と電圧−電流特性曲線Ｍとは、太陽電池１１の電圧−電
流特性曲線Ｓ１と８２とで挾まれる領域内の一点Ｐで交
差し、動作点がこの点Ｐから離れるに従って太陽電池の
効率は低下する。特に、日射量が低下する場合（第４図
のグラフの原点に近い場合）、効率の低下が著しいこと
が判る。したがって、日射量が低下するに連れて、ファ
ンモータを動作させる太陽電池の動作点は、最適動作点
から離れていくため、効率的な使い方をしているとはい
えなくなる。
また、朝夕、雨の８等日射量の小さいときには、気温の
上昇も高くなく、もともと換気の必要性は小さいもので
ある。
上昇も高くなく、もともと換気の必要性は小さいもので
ある。
本発明は、上記の諸点を考慮してなされたものであり、
その目的とするところは、日射量が小さく換気の効果が
望めない場合に、太陽電池の利用をできるだけ効率的に
する太陽電池式換気扇を提供することにある。
その目的とするところは、日射量が小さく換気の効果が
望めない場合に、太陽電池の利用をできるだけ効率的に
する太陽電池式換気扇を提供することにある。
く課題を解決するための手段〉
上記の目的を達成するための本発明の太陽電池式換気扇
は、送風ファンを駆動するファンモータと、２次電池と
、太陽電池の電力をファンモータまたは２次電池のいず
れかに供給するスイッチング手段と、太陽電池の動作電
圧、動作電流のいずれか一方、またはこれらを組合わせ
た動作値を検出し、当該動作値が所定値以下であれば、
太陽電池の電力供給先をファンモータから２次電池に切
替えるべくスイッチング手段を駆動する制御手段とを備
える。
は、送風ファンを駆動するファンモータと、２次電池と
、太陽電池の電力をファンモータまたは２次電池のいず
れかに供給するスイッチング手段と、太陽電池の動作電
圧、動作電流のいずれか一方、またはこれらを組合わせ
た動作値を検出し、当該動作値が所定値以下であれば、
太陽電池の電力供給先をファンモータから２次電池に切
替えるべくスイッチング手段を駆動する制御手段とを備
える。
〈作用〉
上記の構成の太陽電池式換気扇によれば、日射量が大き
くなり、太陽電池の出力が大きい場合は太陽電池の電力
はファンモータに供給され、部屋の換気を行うが、日射
量が小さくなると、太陽電池の出力は低下し、ファンモ
ータの動作電圧は下かってくる。制御手段はこのことを
検出し、スイッチング手段を駆動して太陽電池の電力供
給先をファンモータから２次電池に切替える。これによ
り、太陽光エネルギーは２次電池の充電に使用される。
くなり、太陽電池の出力が大きい場合は太陽電池の電力
はファンモータに供給され、部屋の換気を行うが、日射
量が小さくなると、太陽電池の出力は低下し、ファンモ
ータの動作電圧は下かってくる。制御手段はこのことを
検出し、スイッチング手段を駆動して太陽電池の電力供
給先をファンモータから２次電池に切替える。これによ
り、太陽光エネルギーは２次電池の充電に使用される。
なお、上記「所定値」は、換気の効果が望めず、２次電
池への充電に切替えたほうが好ましいと思われる日射量
に対応する、太陽電池の動作電圧、動作電流のいずれか
一方、またはこれらを組合わせた動作値に設定すればよ
い。
池への充電に切替えたほうが好ましいと思われる日射量
に対応する、太陽電池の動作電圧、動作電流のいずれか
一方、またはこれらを組合わせた動作値に設定すればよ
い。
〈実施例〉
以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。
第１図は太陽電池式換気扇の一実施例に係る電気回路図
である。太陽電池１は、スイッチング回路６を介してフ
ァンモータ２、およびＮ１Ｃｄｆｉ池等の２次電池３に
接続されている。なお、２次電池３には逆流防止ダイオ
ード４が直列に接続されている。
である。太陽電池１は、スイッチング回路６を介してフ
ァンモータ２、およびＮ１Ｃｄｆｉ池等の２次電池３に
接続されている。なお、２次電池３には逆流防止ダイオ
ード４が直列に接続されている。
また、太陽電池１の動作電圧を検出して、スイッチング
回路６を切替える制御回路５が接続されている。
回路６を切替える制御回路５が接続されている。
スイッチング回路６はトランジスタ、サイリスク等の半
導体素子から構成されるものでもよく、リレー接点であ
ってもよい。
導体素子から構成されるものでもよく、リレー接点であ
ってもよい。
また、制御回路５は、電圧検出部とスイッチング回路駆
動部とを有するものである。電圧検出部は、演算増幅器
等からなる公知の回路により構成されており、スイッチ
ング回路駆動部は上記半導体素子を駆動する回路、ある
いはリレー接点をオンオフするリレー等により構成され
ている。電圧検出部は、太陽電池１の電圧が所定値Ｖｔ
ｈ（例えば９Ｖ）以下であることを検出すると、スイッ
チング回路駆動部がスイッチング回路６を切替えるよう
になっている。
動部とを有するものである。電圧検出部は、演算増幅器
等からなる公知の回路により構成されており、スイッチ
ング回路駆動部は上記半導体素子を駆動する回路、ある
いはリレー接点をオンオフするリレー等により構成され
ている。電圧検出部は、太陽電池１の電圧が所定値Ｖｔ
ｈ（例えば９Ｖ）以下であることを検出すると、スイッ
チング回路駆動部がスイッチング回路６を切替えるよう
になっている。
第２図は本実施例の太陽電池式換気扇におけるファンモ
ータ２の動作電圧−電流特性Ｍと、太陽電池１の電圧−
電流特性Ｓ１〜Ｓ３とを示すグラフである。Ｓｌは、例
えば日射量１００ｍＷ／ｃｄ、Ｓ２は、例えば日射量５
０ ｍ Ｗ ／ ｃ！！、Ｓ３は、例えば日射ｉ１２０
ｍ Ｗ ／ ｃ−の時の特性を示す。太陽電池１は日
照量が低下すると、開放電圧は大きく変化しないまま、
短絡電流のみが大きく低下している。
ータ２の動作電圧−電流特性Ｍと、太陽電池１の電圧−
電流特性Ｓ１〜Ｓ３とを示すグラフである。Ｓｌは、例
えば日射量１００ｍＷ／ｃｄ、Ｓ２は、例えば日射量５
０ ｍ Ｗ ／ ｃ！！、Ｓ３は、例えば日射ｉ１２０
ｍ Ｗ ／ ｃ−の時の特性を示す。太陽電池１は日
照量が低下すると、開放電圧は大きく変化しないまま、
短絡電流のみが大きく低下している。
いま、日射量が１００ｍＷ／ｃ−と十分にあり、特性Ｓ
１に設定されているとする。この時のファンモータ２の
動作点はＲ（この時の動作電圧−１３，４Ｖ）となり、
ファンモータ２は換気を行うのに十分な回転数を保持で
きる。また、動作点Ｒは、最大効率曲線ＯＰから近く、
太陽電池１の利用効率も良好である。
１に設定されているとする。この時のファンモータ２の
動作点はＲ（この時の動作電圧−１３，４Ｖ）となり、
ファンモータ２は換気を行うのに十分な回転数を保持で
きる。また、動作点Ｒは、最大効率曲線ＯＰから近く、
太陽電池１の利用効率も良好である。
しかし、日照量が低下していくと、太陽電池１の電圧−
電流特性は、徐々にグラフの下側に移動する。例えば日
射量が半分の５０ ｍ Ｗ ／ ｃｄに下がり、Ｓ２ま
で移動したとすると、ファンモータ２の動作点はＱ（こ
の時の動作電圧−９Ｖ）となる。
電流特性は、徐々にグラフの下側に移動する。例えば日
射量が半分の５０ ｍ Ｗ ／ ｃｄに下がり、Ｓ２ま
で移動したとすると、ファンモータ２の動作点はＱ（こ
の時の動作電圧−９Ｖ）となる。
ｖｔｈが、この動作電圧９Ｖに等しく設定されていれば
、これにより、スイッチング回路６はファンモータ側か
ら２次電池側に切替えられ、逆流防止ダイオード４を通
して２次電池３への充電が開始される。すなわち、日射
量が５０ ｍ ’／ｉ ／ ｃｄに下がると、ファンモ
ータ２０回転から２次電池３への充電に切替えられる。
、これにより、スイッチング回路６はファンモータ側か
ら２次電池側に切替えられ、逆流防止ダイオード４を通
して２次電池３への充電が開始される。すなわち、日射
量が５０ ｍ ’／ｉ ／ ｃｄに下がると、ファンモ
ータ２０回転から２次電池３への充電に切替えられる。
充電時の動作特性は第２図Ｑ−Ｕに示される曲線となり
、電圧のわずかな変動により電流が大きく変動する。こ
の曲線Ｑ−Ｕは、最大効率曲線ＯＰと近似しているので
、充電時の太陽電池１の利用効率は、低日射量下におけ
るファンモータ２を駆動する時の利用効率よりも優れて
いる。したがって、日射量が小さくなったとき、ファン
モータ２を動作させていた従来の場合と比べて、太陽電
池１の最適動作点近くで働かせることができるため、利
用効率が改善される。
、電圧のわずかな変動により電流が大きく変動する。こ
の曲線Ｑ−Ｕは、最大効率曲線ＯＰと近似しているので
、充電時の太陽電池１の利用効率は、低日射量下におけ
るファンモータ２を駆動する時の利用効率よりも優れて
いる。したがって、日射量が小さくなったとき、ファン
モータ２を動作させていた従来の場合と比べて、太陽電
池１の最適動作点近くで働かせることができるため、利
用効率が改善される。
日射量が再度上昇し、太陽電池１の電圧がｖｔｈよりも
上昇すると、スイッチング回路６は２次電池側からファ
ンモータ側に切替えられ、換気が再開される。
上昇すると、スイッチング回路６は２次電池側からファ
ンモータ側に切替えられ、換気が再開される。
以上説明したように、日射量が大きいうちは太陽電池の
電力は効率よくファンモータに供給され、日射量に応じ
た部屋の換気が行われるが、日射量が小さくなると、太
陽電池の電力供給先をファンモータから２次電池に切替
えられる。この充電時の動作特性は、太陽電池の最大効
率曲線に近似しているので、ファンモータを駆動する場
合と比べて、効率のよい充電を行うことができる。
電力は効率よくファンモータに供給され、日射量に応じ
た部屋の換気が行われるが、日射量が小さくなると、太
陽電池の電力供給先をファンモータから２次電池に切替
えられる。この充電時の動作特性は、太陽電池の最大効
率曲線に近似しているので、ファンモータを駆動する場
合と比べて、効率のよい充電を行うことができる。
充電された２次電池は、随時ファンモータを働かせたり
、他の負荷例えば照明の用途に利用することができる。
、他の負荷例えば照明の用途に利用することができる。
なお、上記実施例では、制御回路５の電圧検出部は、太
陽電池１の電圧が所定値ｖｔｈ以下であることを検出す
ると、スイッチング回路駆動部がスイッチング回路６を
切替えるようにしていたが、これに限定されるものでは
なく、例えばファンモータ２に流れる電流を検出してこ
の電流が所定値Ｉ ｔｈ （第２図参照）以下であると
、スイッチング回路６を切替えるようにしてもよい。ま
た、電流、電圧両方を検出して両者の積（１！力）が所
定値以下であると、スイッチング回路６を切替えるよう
にしてもよい。
陽電池１の電圧が所定値ｖｔｈ以下であることを検出す
ると、スイッチング回路駆動部がスイッチング回路６を
切替えるようにしていたが、これに限定されるものでは
なく、例えばファンモータ２に流れる電流を検出してこ
の電流が所定値Ｉ ｔｈ （第２図参照）以下であると
、スイッチング回路６を切替えるようにしてもよい。ま
た、電流、電圧両方を検出して両者の積（１！力）が所
定値以下であると、スイッチング回路６を切替えるよう
にしてもよい。
〈発明の効果〉
以上のように、本発明の太陽電池式換気扇によれば、日
照量が大きく、換気効果のあるときのみファンモータを
駆動して換気を行い、日照量が小さく換気効果のないと
きはファンモータの駆動を止めて２次電池を充電するこ
とにしたので、有効な換気を行うことができる、 また、従来のようにファンモータのみを負荷としている
と、日照量が小さい時の太陽電池の利用効率が低下して
いたが、上記のように日照量が小さい時に２次電池の充
電に切替えることにより、太陽電池を常に効率のよい状
態で使用できることになる。
照量が大きく、換気効果のあるときのみファンモータを
駆動して換気を行い、日照量が小さく換気効果のないと
きはファンモータの駆動を止めて２次電池を充電するこ
とにしたので、有効な換気を行うことができる、 また、従来のようにファンモータのみを負荷としている
と、日照量が小さい時の太陽電池の利用効率が低下して
いたが、上記のように日照量が小さい時に２次電池の充
電に切替えることにより、太陽電池を常に効率のよい状
態で使用できることになる。
さらに、充電された２次電池の電力は、ファンモータの
駆動に利用したり、別の用途に利用することができる。
駆動に利用したり、別の用途に利用することができる。
第１図は本発明に係る太陽電池式換気扇の一実施例を示
す電気回路図、 第２図は上記太陽電池式換気扇における太陽電池、およ
びファンモータの動作特性曲線を示すグラフ、 第３図は従来の太陽電池式換気扇の電気回路図、第４図
は上記太陽電池式換気扇における太陽電池、ファンモー
タの動作特性曲線を示すグラフである。
す電気回路図、 第２図は上記太陽電池式換気扇における太陽電池、およ
びファンモータの動作特性曲線を示すグラフ、 第３図は従来の太陽電池式換気扇の電気回路図、第４図
は上記太陽電池式換気扇における太陽電池、ファンモー
タの動作特性曲線を示すグラフである。
Claims (1)
- １、送風ファンを駆動するファンモータと、２次電池と
、太陽電池の電力をファンモータまたは２次電池のいず
れかに供給するスイッチング手段と、太陽電池の動作電
圧、動作電流のいずれか一方、またはこれらを組合わせ
た動作値を検出し、当該動作値が所定値以下であれば、
太陽電池の電力供給先をファンモータから２次電池に切
替えるべくスイッチング手段を駆動する制御手段とを備
えることを特徴とする太陽電池式換気扇。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244125A JPH03107340A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 太陽電池式換気扇 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244125A JPH03107340A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 太陽電池式換気扇 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03107340A true JPH03107340A (ja) | 1991-05-07 |
Family
ID=17114135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1244125A Pending JPH03107340A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 太陽電池式換気扇 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03107340A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587369A (ja) * | 1991-08-20 | 1993-04-06 | Fukuvi Chem Ind Co Ltd | ソーラー式換気システム |
| WO2017012549A1 (zh) * | 2015-07-21 | 2017-01-26 | 刘学马 | 太阳能智能制冷通风设备、智能制冷帽子、智能制冷背包及动力发电智能空气循环鞋 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57208830A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-22 | Daiwa House Ind | Solar battery power source circuit for residence |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1244125A patent/JPH03107340A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57208830A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-22 | Daiwa House Ind | Solar battery power source circuit for residence |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587369A (ja) * | 1991-08-20 | 1993-04-06 | Fukuvi Chem Ind Co Ltd | ソーラー式換気システム |
| WO2017012549A1 (zh) * | 2015-07-21 | 2017-01-26 | 刘学马 | 太阳能智能制冷通风设备、智能制冷帽子、智能制冷背包及动力发电智能空气循环鞋 |
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