JP2010147440A - 情報表示装置および情報表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 太陽光発電システムの太陽電池パネルを情報表示装置として効果的に利用することにより、太陽光発電システムの設置を普及拡大するための優れた十分な条件とする。
【解決手段】 太陽光発電システム(10)における情報表示装置は、複数の太陽電池セル(13)を平面上に配列した太陽電池パネル(12)と、その少なくとも１つ以上の太陽電池パネル(12)を平面上に配列した太陽電池モジュール(11)と、前記各太陽電池パネル(12)を太陽光の照射方向に追従する追従装置(20)とを備える。前記太陽電池パネル(12)の裏面に、その受光したエネルギを蓄える蓄光塗料を塗布したセル蓄光層(14)を設ける。その複数のセル蓄光層(14)で表示画像(15)を表示する表示部(16)を形成すると共に、前記追従装置(20)は、太陽電池パネル(12)を反転する反転機構(23)を備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、太陽光発電システムの太陽電池パネルを利用して静止文字ないしは静止画像などの画像を表示する太陽光発電システムにおける情報表示装置及びその方法に関する。

近年、太陽光発電システムは、省エネと環境保護の見地から太陽光発電に多くの関心が高まり、ますます広大な敷地や工場施設の屋根等に多数の太陽電池パネルを使用した太陽電池モジュールを敷設するなど大型化している。
しかしながら、広大な敷地や工場施設の屋根が無条件に存在するわけでもなく、また地域や季節、設置方位などの地理的条件や気象条件により、得られる発電量が異なってくるので、さらに太陽光発電システムの設置を普及拡大するには種々の課題がある。例えば、太陽電池モジュールを設置する広大な場所の確保が難しいことが、太陽光発電システムの普及拡大を阻んでいる要因でもあった。

さて、日照時間は、太陽光の照射角度が一日のうちで変化すると共に、季節によっても太陽光の照射角度が種々変化する。したがって、定置式の太陽電池パネルでは、その太陽電池パネルの傾斜角度が一定であるために最大の発電を行うことができない、つまり発電効率が悪いという問題点があった。
この問題を解消するために、従来の太陽光発電システムでは、例えば特許文献１や特許文献２に示されているように、太陽電池パネルの迎角を太陽の動きに追尾（追従）させて移動させる追従装置が考案されている。

特開２００７−１８０４８４号公報 特開２００５−２５１８６５号公報

ところで、特許文献１や特許文献２に示されている太陽光発電システムにおける追従装置を設けるには設備費が増大する。そのため、その追従装置を設けたことによる発電効率と設備費との兼ね合いとなるが、太陽光発電システムの設置を普及拡大するための優れた十分な条件とするには難しい場合がある。つまり、上記の追従装置に加えて、さらに発電システムの設置を普及拡大するための経済的な条件が望まれている。

そこで、発明者は太陽光発電システムの太陽電池パネルを利用して情報を表示可能な広告パネルを開発することにした。
本発明が解決しようとする課題は、太陽光発電システムの太陽電池パネルを情報表示装置として効果的に利用することにより、太陽光発電システムの設置を普及拡大するための優れた十分な条件とすることを目的とする。

（請求項１）
請求項１に記載の発明は、 複数の太陽電池セル(13)を平面上に配列した太陽電池パネル(12)と、その少なくとも１つ以上の太陽電池パネル(12)を平面上に配列した太陽電池モジュール(11)と、前記各太陽電池パネル(12)を太陽光の照射方向に追従させる追従装置(20)とを備えた太陽光発電システム(10)における情報表示装置に係る。
すなわち、前記太陽電池パネル(12)の裏面に、その受光したエネルギを蓄える蓄光塗料を塗布したセル蓄光層(14)を設け、その複数のセル蓄光層(14)で表示画像(15)を表示する表示部(16)を形成すると共に、前記追従装置(20)は、太陽電池パネル(12)を反転する反転機構(23)を備える。

（用語説明）
「蓄光塗料」とは、太陽光や蛍光灯などの光エネルギを吸収して、暗闇で徐々に光を放出する蓄光材が用いられ、この蓄光材と様々な樹脂や添加剤を混合して作成された塗料である。蓄光塗料は、吸収する光エネルギが強ければ強いほど、より一層明るく長時間発光を続けるものである。例えば、昼間に光があたっている場合、夜間になると約８時間は光を放出する。発光色は基本的な緑、青、赤を組み合わせて使用することができる。

（作用）
昼間は、追従装置(20)により太陽電池パネル(12)が太陽光の照射方向に追従することで太陽光発電が効率よく行われる。このような通常の発電作用と同時に、受光した太陽光の一部は太陽電池パネル(12)の裏面のセル蓄光層(14)に蓄光される。蓄光作用は直射でなくても行われるからである。
セル蓄光層(14)が太陽電池パネル(12)を密封する部材（パネル裏面に貼られている樹脂部分）として用いられていてもよい。また，太陽電池パネル(12)がガラスと同程度に透明であれば，太陽電池パネル(12)を通してセル蓄光層(14)への蓄光が可能となる。
夜間になると、セル蓄光層(14)から光が放出されることになる。追従装置(20)により太陽電池パネル(12)が裏返されて反転する。太陽電池パネル(12)の裏面には予め複数のセル蓄光層(14)を利用して表示画像(15)が描かれているので、暗闇の中で各セル蓄光層(14)から光が放出し、表示画像(15)がはっきりと浮かび上がることになる。したがって、その表示画像(15)は、その表示画像(15)から離れた場所、たとえば上空を飛ぶ飛行機や沿線の鉄道若しくは道路などからでも確認できる巨大な広告パネルとなる。
その巨大な広告パネルは広告による収益を期待できるため、太陽光発電システム(10)の設置を普及拡大するための経済的制限を緩和し、普及に寄与することが期待される。

（請求項２）
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の情報表示装置を限定したものであり、
前記セル蓄光層(14)は、前記太陽電池セル単位で前記太陽電池パネル(12)の裏面に塗布したものである。

（作用）
太陽電池セル単位にセル蓄光層(14)を塗布しているので、表示装置全体としては、セル単位で一画素となり、表示できる情報にバリエーションを備えることができる。

（請求項３）
請求項３に記載の発明は、請求項１における「セル蓄光層(14)」に代わって「電子ペーパー」を採用したものである。
すなわち、 複数の太陽電池セルを平面上に配列した太陽電池パネルと、その少なくとも１つ以上の太陽電池パネルを平面上に配列した太陽電池モジュールと、前記各太陽電池パネルを太陽光の照射方向に追従させる追従装置とを備える。
前記太陽電池パネルの裏面には、表示画像が表示可能な電子ペーパーを設け、 その電子ペーパーは、データの書き換えを実行するデータ書き換え装置にて書き換えられたデータを保存および表示可能な媒体である。
前記データ書き換え装置は、前記太陽電池モジュールが発電した電気エネルギにて駆動可能とし、 前記追従装置は、太陽電池パネルを反転する反転機構を備えた情報表示装置に係る。

（用語説明）
「電子ペーパー」とは、磁気カードよりも自由度の高いデータの表示、更新などを行うことができる一方、単独では電源を必要としない記録媒体である。

（作用）
電子ペーパーは、データ書き換え装置からの出力によって表示する情報を書き換えることができる。

（請求項４）
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽光発電システム(10)における情報表示装置を限定したものである。
すなわち、前記表示画像(15)は、静止文字ないしは静止画像であることを特徴とする。

（作用）
表示画像(15)が静止文字ないしは静止画像であっても、太陽電池パネル(12)の全体もしくは太陽電池モジュール(11)の全体は巨大な広告パネルとなるので、遠くからでもはっきりと識別できるもので十分な宣伝効果がある。

（請求項５）
請求項５に記載の発明は、 複数の太陽電池セル(13)を平面上に配列した太陽電池パネル(12)の少なくとも１つ以上を平面上に配列した太陽電池モジュール(11)を備えた太陽光発電システム(10)における情報表示方法に係る。
すなわち、 前記太陽電池パネルの裏面には、蓄光塗料を塗布したセル蓄光層を設けることによって、前記各太陽電池セルにて受光したエネルギをセル蓄光層に蓄える蓄光手順と、 前記太陽電池パネルを反転して裏返す反転手順と、を実行することで、 前記複数のセル蓄光層の発光にて表示画像を表示させる。

（請求項６）
請求項６に記載の発明は、 複数の太陽電池セルを平面上に配列した太陽電池パネルの少なくとも１つ以上を平面上に配列した太陽電池モジュールを備えた太陽光発電システムにおける情報表示方法に係る。
前記太陽電池パネルの裏面には、画像表示が可能な電子ペーパーを設け、 その電子ペーパーは、データの書き換えを実行するデータ書き換え装置にて書き換えられたデータを保存および表示可能な媒体とする。
そして、前記太陽電池パネルにて発電する発電手順と、 その発電手順にて発電された電気エネルギを用いてデータ書き換え装置にエネルギを供給して前記電子ペーパーのデータを書き換えるデータ書き換え手順と、 前記太陽電池パネルを反転して裏返す反転手順と、を実行することで、電子ペーパーによる表示画像を表示させる。

（請求項７）
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の太陽光発電システム(10)における情報表示方法を限定したものであり、
前記表示画像(15)は、静止文字ないしは静止画像であることを特徴とする。
表示画像(15)が静止文字ないしは静止画像であっても、太陽電池パネル(12)の全体もしくは太陽電池モジュール(11)の全体は巨大な広告パネルとなるので、遠くからでもはっきりと識別できるもので十分な宣伝効果がある。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１を参照するに、本実施形態に係る太陽光発電システム１０は、複数の太陽電池セル１３を平面上に配列した太陽電池パネル１２と、その少なくとも１つ以上の太陽電池パネル１２を平面上に配列した太陽電池モジュール１１と、前記各太陽電池パネル１２を太陽光の照射方向に追従する追従装置２０とを備えている。

上記の太陽電池モジュール１１から得られる直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ４１（ＰＣＳ）と、その他に受変電設備４２や電力計測装置４３や表示装置４４などの各種構成要素で構成されている。なお、受変電設備４２から必要な電力が送電されることになる。また、太陽光発電システム１０は、少なくとも１つ以上の太陽電池モジュール１１が平面上に配列される。

前記太陽電池パネル１２の裏面には、各太陽電池セル１３で受光したエネルギを蓄える蓄光塗料がその太陽電池セル１３の単位で塗布されてセル蓄光層１４が設けられている。
蓄光塗料とは、太陽光や蛍光灯などの光エネルギを吸収して、暗闇で徐々に光を放出する蓄光材が用いられ、この高輝度蓄光顔料（蓄光材）と様々な樹脂や添加剤を混合して作成された塗料である。1990年以前まで主流であった蓄光材には放射性物質が含まれていたが、それ以降に主流となっているアルミナ系酸化物には有害物質は全く含まれておらず安全である。また、蓄光材としては、その他に硫化亜鉛に銅を結合させた物質やアルミン酸ストロンチウムに他の金属を結合させたもの、等を挙げることができる。

蓄光塗料は、吸収する光エネルギが強ければ強いほど、より一層明るく長時間発光を続けるものである。例えば、昼間に光があたっている場合、夜間になると約８時間は光を放出する。発光色は基本的な緑、青、赤を組み合わせて使用することができる。
したがって、複数のセル蓄光層１４で、例えば太陽電池パネル１２の全体もしくは太陽電池モジュール１１の全体で、例えば図２に示されているように、静止文字ないしは静止画像などの表示画像１５を表示する表示部１６が形成されることになる。

追従装置２０は、太陽電池パネル１２の表面が日中に動く太陽の照射角度と直角になるように動かす機構であり、太陽の傾き角度に応じて太陽電池パネル１２の迎角を調整する迎角調整機構２１や、東西方向の方位角を調整する方位角調整機構２２を有しているが、本実施形態では、特に、夜間には太陽電池パネル１２における裏面の表示部１６の表示画像１５を見えるようにするために、少なくとも太陽電池パネル１２を裏返す（反転する）ための反転機構２３を有している。

追従機装置２０としては、一例として図１に示されているように、図示しない駆動装置により水平方向に回転される回転台２４が方位角を調整する方位角調整機構２２として設けられている。そして、その回転台２４の上には太陽電池パネル１２がそのほぼ中間で支持する回転軸２５が組み込まれた支柱部２６により軸受部２７を介して回転自在に支持されている。さらに、一方の回転軸２５は軸受部２７より外側に突出しており、その突出部が例えばスプロケットやチェーンなどの回転伝達装置２８や、モータなどの回転駆動装置２９により、太陽の動きに応じて太陽電池パネル１２の迎角を回転して調整する迎角調整機構２１が設けられている。この迎角調整機構２１は太陽電池パネル１２を裏返す（反転する）ための反転機構２３を兼ねている。

なお、上記の回転台２４の図示しない駆動装置及び迎角調整機構２１のモータなどの回転駆動装置２９は制御装置４０に接続されており、その制御装置４０では太陽の位置を検知する図示しない太陽位置検知手段の信号に基づいて、太陽電池パネル１２の表面が太陽の照射角度と直角になるように迎角調整機構２１及び方位角調整機構２２を動かすべく指令を与えて制御する構成である。

以上のことから、昼間は、制御装置４０の指令に基づいて追従装置２０により太陽電池パネル１２が太陽光の照射方向に追従することで太陽光発電が効率よく行われる。この発電された直流電力はパワーコンディショナ４１（ＰＣＳ）により交流電力に変換された後に受変電設備４２に蓄電される。このような通常の発電作用と同時に、受光した太陽光の一部は太陽電池パネル１２の裏面のセル蓄光層１４に蓄光されることになる。そして、夜間になると、セル蓄光層１４から光が放出されることになる。

そこで、制御装置４０の指令に基づいて追従装置２０により太陽電池パネル１２を裏返すことによって反転させる。太陽電池パネル１２の反転のためにタイマを設定しておくなどしてもよい。太陽電池パネル１２の裏面には予め太陽電池パネル１２の全体もしくは太陽電池モジュール１１の全体で、複数のセル蓄光層１４を利用して静止文字ないしは静止画像などの表示画像１５が描かれているので、暗闇の中で各セル蓄光層１４から光が放出し、例えば、図２に示されているように、静止文字の表示画像１５がはっきりと浮かび上がることになる。

なお、表示画像１５が静止文字ないしは静止画像であっても、太陽電池パネル１２の全体もしくは太陽電池モジュール１１の全体は巨大な広告パネルとなるので、遠くからでもはっきりと識別できるもので十分な宣伝効果がある。
また、回転台２４により、水平方向のある範囲の角度でゆっくりと往復回転させると、表示画像１５が動くことになって遠くからでも目立つので、宣伝効果を高めることができる。

この太陽光発電システム１０が原野や公園あるいは工場内の空地や工場棟の屋上などに設置されることにより、太陽電池モジュール１１の表示画像１５は、例えば新幹線や高地や飛行機などの高い場所や遠くからでも確認できる巨大な広告パネルとなる。したがって、この巨大な広告パネルは太陽光発電システム１０の設置を普及拡大するための優れた条件として寄与することになる。すなわち、宣伝効果とともに太陽光発電システム普及効果の両方を合わせ持つことになる。

なお、前述した実施形態では追従装置２０に方位角を調整する方位角調整機構２２が備えられていたが、この発明では、少なくとも太陽電池パネル１２を裏返す（反転する）ための反転機構２３を有していれば、必ずしも方位角調整機構２２を有していなくてもよい。
例えば、その実施形態の太陽光発電システム１０は、図３に示されているように、上記の反転機構２３を備えた迎角調整機構２１が単なるベース台３１の上に設けられる。他の部分は前述した図１の実施形態の太陽光発電システム１０と同様であるので、同様の部材は同じ符号を付けて詳しい説明は省略する。それらの複数の太陽電池パネル１２を一列に並べた太陽電池モジュール１１の例としては図４に示されている通りである。巨大な広告パネルとなることについては、図１の場合と同様の作用、効果がある。

図示は省略するが、前述した「セル蓄光層１４」に代わって「電子ペーパー」を採用した情報表示装置を提供することもできる。
電子ペーパーとは、電圧を掛けることによって流動体の配列を変更し、二色以上の表示を可能とする電子デバイスである。電圧を掛ける装置は、電子ペーパーにおける表示（データ）の書き換えを実行するデータ書き換え装置である。そのデータ書き換え装置は、前記太陽電池モジュールが発電した電気エネルギにて駆動するように形成する。

電子ペーパーは、データ書き換え装置からの出力によって表示する情報を書き換えることができる。すなわち、「セル蓄光層１４」が太陽電池セル１３の単位で「一画素」を形成しなければ、定型的な情報表示が困難であったが、「電子ペーパー」を採用した情報表示装置であれば、複雑な表現が可能である。また、データ書き換え装置の出力を制御すれば、表示内容を次々と変更させることも可能である。そのため、多彩な表示が可能である。

「電子ペーパー」を採用した情報表示装置は、たとえば天候が晴天から曇天に変化して太陽光発電による発電量が多く望めないような場合に、情報表示装置に切り替える、といった使い方が可能である。
なお、電子ペーパーはそれ自体で発光しないため、夜間の表示装置として機能させるためには照明装置が必要となる。

本願発明は、太陽電池の製造業、広告業において利用可能性を有する。

本発明の実施形態に係る情報表示装置を示す斜視図である。 図１の複数個の太陽電池パネルを一列に並べた状態の太陽電池モジュールを示すと共に、夜間における表示画像の例を示す斜視図である。 本発明における他の実施形態に係る情報表示装置を示す斜視図である。 図３の複数個の太陽電池パネルを一列に並べた状態の太陽電池モジュールを示すと共に、夜間における表示画像の例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 太陽光発電システム １１ 太陽電池モジュール
１２ 太陽電池パネル １３ 太陽電池セル
１４ セル蓄光層 １５ 表示画像
１６ 表示部
２０ 追従装置 ２１ 迎角調整機構
２２ 方位角調整機構 ２３ 反転機構
２４ 回転台 ２５ 回転軸
２６ 支柱部 ２７ 軸受部
２８ 回転伝達装置 ２９ 回転駆動装置
３１ ベース台
４０ 制御装置
４１ パワーコンディショナ（ＰＣＳ）
４２ 受変電設備 ４３ 電力計測装置
４４ 表示装置

Claims (7)

1. 複数の太陽電池セルを平面上に配列した太陽電池パネルと、その少なくとも１つ以上の太陽電池パネルを平面上に配列した太陽電池モジュールと、前記各太陽電池パネルを太陽光の照射方向に追従させる追従装置とを備え、
   前記太陽電池パネルの裏面には、その受光したエネルギを蓄える蓄光塗料を塗布したセル蓄光層を設け、その複数のセル蓄光層で表示画像を表示する表示部を形成すると共に、前記追従装置は、太陽電池パネルを反転する反転機構を備えた情報表示装置。
2. 前記セル蓄光層は、前記太陽電池セル単位で前記太陽電池パネルの裏面に塗布した請求項１に記載の情報表示装置。
3. 複数の太陽電池セルを平面上に配列した太陽電池パネルと、その少なくとも１つ以上の太陽電池パネルを平面上に配列した太陽電池モジュールと、前記各太陽電池パネルを太陽光の照射方向に追従させる追従装置とを備え、
   前記太陽電池パネルの裏面には、表示画像が表示可能な電子ペーパーを設け、
   その電子ペーパーは、データの書き換えを実行するデータ書き換え装置にて書き換えられたデータを保存および表示可能な媒体であり、
   前記データ書き換え装置は、前記太陽電池モジュールが発電した電気エネルギにて駆動可能とし、
   前記追従装置は、太陽電池パネルを反転する反転機構を備えた情報表示装置。
4. 前記表示画像は、静止文字ないしは静止画像とした請求項１から請求項３のいずれかに記載の情報表示装置。
5. 複数の太陽電池セルを平面上に配列した太陽電池パネルの少なくとも１つ以上を平面上に配列した太陽電池モジュールを備えた太陽光発電システムにおける情報表示方法であって、
   前記太陽電池パネルの裏面には、蓄光塗料を塗布したセル蓄光層を設けることによって、前記各太陽電池セルにて受光したエネルギをセル蓄光層に蓄える蓄光手順と、
   前記太陽電池パネルを反転して裏返す反転手順と、を実行することで、
   前記複数のセル蓄光層の発光にて表示画像を表示させる情報表示方法。
6. 複数の太陽電池セルを平面上に配列した太陽電池パネルの少なくとも１つ以上を平面上に配列した太陽電池モジュールを備えた太陽光発電システムにおける情報表示方法であって、
   前記太陽電池パネルの裏面には、画像表示が可能な電子ペーパーを設け、
   その電子ペーパーは、データの書き換えを実行するデータ書き換え装置にて書き換えられたデータを保存および表示可能な媒体であり、
   前記太陽電池パネルにて発電する発電手順と、
   その発電手順にて発電された電気エネルギを用いてデータ書き換え装置にエネルギを供給して前記電子ペーパーのデータを書き換えるデータ書き換え手順と、
   前記太陽電池パネルを反転して裏返す反転手順と、を実行することで、電子ペーパーによる表示画像を表示させる情報表示方法。
7. 前記表示画像は、静止文字ないしは静止画像とした請求項５または請求項６に記載の情報表示方法。

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