(54)【考案の名称】トラック車輌及び荷台並びに太陽電池パネル

(73)【実用新案権者】三菱化学株式会社

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図1A

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、荷台に設けられた太陽電池パネルで発電される電気エネルギーにより、空調装置,冷凍機等の温度調整手段等を駆動させる太陽電池パネルを搭載したトラック車輌及び荷台並びに太陽電池パネルに関する。

【従来の技術】

【0002】
荷台に冷凍庫を有するトラックにおいて、荷台に太陽電池パネルを設け、太陽電池パネルで発電された電気エネルギーを、冷凍システムの作動に利用することが提案されている(特許文献1参照)。
【0003】
しかしながら、このようなトラック車輌は、未だ普及するに至っていない。一つの理由として、太陽電池パネルを既存の市販車の荷台にオプションとして後付けする際には、車輌の高さ制限が考慮される必要があるが、これまで荷台に搭載する太陽電池パネルの厚さについての検討が充分になされていなかったことが挙げられる。
【0004】

【効果】

【0012】
請求項1,20,39に記載の考案によれば、太陽電池パネルの厚さが25mm以下でるので、既存のトラック車輌の荷台に対して、高さに余裕がある範囲で太陽電池パネルの搭載が可能となる。
また、25mm以下とすることで荷台内の荷室の容量を圧迫することなく、太陽電池パネルの搭載が可能である。さらに、走行中の風の抵抗が小さく、燃費に影響しない。
また、太陽電池パネルの単位面積当たりの重量を6kg/m2以下に設定しているので
、トラックの重心がそれほど上部に移動せず、走行安定性に影響はでない。さらに、トラックの最大積載量を大きく損なうことがなく、またトラックの燃費の悪化も少ない。
このようにトラック車輌の規制や走行安定性、積載量等に大きな影響を与えることなく太陽電池パネルを設置できるので、本考案によれば、既存のトラック車輌の荷台に対しても、太陽電池パネルをオプションとして後付け可能となる。
また本考案は従来のトラック車輌の仕様を変更することなく適用できるので、今後生産されるトラック車輌にも製造プロセス変更無く容易に適用可能である。
【0013】
請求項2,21,40に記載の考案によれば、走行安定性や燃費の悪化、積載量低下を伴うことなく、太陽電池パネルの出力で、トラック車輌又は荷台に設けられた電気機器を駆動できるので、燃料削減及びCO2削減効果が期待できる。
【0014】
請求項3,26,41に記載の考案によれば、走行安定性や燃費の悪化、積載量低下を伴うことなく、太陽電池パネルの出力で冷却貯蔵庫の冷却装置を駆動できるので、燃料削減及びCO2削減効果が期待できる。
現在、冷却貯蔵庫付きのトラック車輌であってもエンジン停止中は冷却装置を駆動させないので、停車中には冷却貯蔵庫の温度が上昇してしまう。荷物などの宅配業務を行うトラック車輌は、一般に走行時間と停車時間が同程度あるとされ停車時間が相当長いため、大きな課題となっていた。本考案によれば、停車中も冷却装置を駆動できるので、この課題を解決しうる。
【0015】
請求項7,26,45に記載の考案によれば、走行安定性や燃費の悪化、積載量低下を
伴うことなく、太陽電池パネルの出力で運転室の空調装置を駆動できるので、燃料削減及びCO削減効果が期待できる。
なお、太陽電池パネルの出力で冷却貯蔵庫の冷却装置と運転室の空調装置の両方を駆動してもよい。
【0016】
請求項10,29に記載の考案によれば、蓄電池を設けることによって、太陽電池パネルで発電された余剰電力を蓄えると共に、太陽電池の不足電力を補うことができる。
【0017】
請求項11,30に記載の考案によれば、太陽電池パネルの最大出力電力(Wp:ワットピーク)に対する該蓄電池の容量(Wh)の比を、0.1〜10(Wh/Wp)の範囲としたので、日陰やトンネルなどにより短時間、発電不能となっても不足電力を補うことができ空調装置を安定的に駆動できる。比を大きくすれば補える時間は長くなり、天候や日照の一時的変化時、夜間にも安定駆動が可能となる。またこの範囲の蓄電池は数〜数十kgと比較的軽量であるためトラックの最大積載量を大きく損なうことがなく、またトラックの燃費の悪化も少ない。
【0018】
請求項12,31,48に記載の考案は、太陽電池パネルの単位重量当りの最大出力qが5W/kg以上としたので、トラックの走行性能に影響を与えることなく長時間の駆動が可能となる。
【0019】
請求項13,32に記載の考案は、前記太陽電池パネルは荷台ボディとは別の独立した構造で、荷台ボディの外面に対して取り付けられているので、既存の荷台ボディに対して取り付けることが可能となる。
【0020】
請求項16,35に記載の考案は、太陽電池パネルは、荷台ボディに対して、取付部材を介して機械的結合により固定されているので、確実に固定することができる。
【0021】
請求項17,36に記載の考案は、前記太陽電池パネルは、荷台ボディに対して接着固定されるようにしておけば、取り付け作業が簡単にできる。
【0022】
請求項18,37に記載の考案によれば、前記太陽電池パネルは裏面保護層を除いた構成で、前記荷台ボディのパネルに対して一体的に接着したので、太陽電池付きの荷台パネルとしてあらかじめ工場で作っておけば、交換作業は荷台ボディのパネルを交換するだけでよい。
また高剛性の荷台パネルが太陽電池パネルの裏面保護層(基材層)を兼ねるので、太陽電池パネル設置による厚さや重さの増加を最小限に抑えることができ、かつ太陽電池パネルの強度も十分なものとなる。
なお、本態様においては、太陽電池パネルの厚さ及び重さには荷台のパネルを含まないものとする。
【0023】
請求項19,38に記載の考案によれば、日光は通常道路の両側の建物等によって遮られるので、日陰と日向の境目は荷台の進行方向に向いている時間が圧倒的に多い。したがって、進行方向に直列に接続されている列を進行方向に直交して複数列配置しておくことにより、一部の列が日陰になっても、出力がダウンすることが無い。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1A】本考案の実施の形態1に係る太陽電池搭載トラック車輌の全体構成を示す図
【図1B】トラック車輌の荷台ボディ内部を説明するための図
【図2A】トラック車輌の他の形態(専用の電気モータのみで駆動する形態)を示す図
【図2B】トラック車輌の他の形態(冷凍機専用のエンジンによりコンプレッサを駆動する形態)を示す図
【図2C】トラック車輌の他の形態(荷台ボディ内の収容室のうち一部の領域が冷凍庫である形態)を示す図
【図3A】太陽電池パネルの一般的な構成を示す概略断面図
【図3B】太陽電池素子をパネル化した1単位パネルの平面図
【図3C】中間のスペーサ部の近傍の拡大断面図
【図4A】図3Aの太陽電池パネルの設置例を示す図
【図4B】太陽電池パネルの各太陽電池素子の電気的な接続例を示す回路図
【図4C】荷台に対する取り付け許容角度の説明図
【図4D】太陽電池素子の接続がモノリシック構造の場合の説明図
【図5A】リテーナを用いて太陽電池パネルを荷台ボディへ永久固定する例を示す平面図
【図5B】図5Aのパネル端部のリベット止め部の断面図
【図5C】図5Aのパネル中間部のリベット止め部の断面図
【図6A】太陽電池パネルを荷台ボディへ取り外し可能にボルト止めした取付例におけるボルト部分の断面図
【図6B】図6Aのボルト部分の直交方向の縦断面図
【図6C】取り付け部の平面図
【図6D】電気ケーブルが無い部分のボルト部分の縦断面図
【図7A】図6Aのボルトをさらに取り外し可能とした取付例の断面図
【図7B】固定バーの部分平面図
【図7C】太陽電池パネルの単位パネルを一枚ずつ交換可能とした場合の交換作業の模式的説明図
【図8A】太陽電池パネルを荷台ボディへ永久固定する他の例を示す平面図
【図8B】図8Aにおけるパネル端部のリベット止め部の断面図
【図9A】太陽電池パネルを荷台ボディに両面テープで接着した固定例の平面図
【図9B】太陽電池パネルを荷台ボディに両面テープで接着した固定例の断面図
【図10A】荷台ボディの天板パネルを基板として用いる太陽電池パネルの概略分解斜視図
【図10B】荷台ボディの天板パネルを基板として用いる太陽電池パネルの形成作業の説明図
【図11A】アモルファスシリコンが用いられた太陽電池パネルの平面図
【図11B】アモルファスシリコンが用いられた太陽電池パネルの構成の説明図
【図12A】本考案の実施の形態2に係る太陽電池搭載トラック車輌の全体構成を示す図
【図12B】他の形態に係る太陽電池搭載トラック車輌の全体構成を示す図
【図13A】図12Aのトラック車輌の荷台を上から見た図
【図13B】図12Aのトラック車輌の荷台を後方から見た図
【図13C】図12Aのトラック車輌の荷台ボディの、一部を切り欠いた側面図

【0025】
以下、本考案の実施の形態を添付図面を参照して説明する。本考案は、荷台に設けられた太陽電池パネルで発電される電気エネルギーを用いて、トラック車輌又は荷台に設けられた電気機器(電気部品)を駆動させることを特徴とするものである。その一例として、以下に示す実施の形態では、運転室または積載物収容部の少なくとも一部の温度を調整する温度調整手段を備え、太陽電池パネルから温度調整手段に電気エネルギーを供給するトラック車輌について説明する。実施の形態1では、荷台に設けられた太陽電池パネルで発電される電気エネルギーにより、荷台に設けられた冷却貯蔵庫を冷却する温度調整手段と
しての冷却装置を駆動する太陽電池パネルを搭載したトラック車輌について説明する。また、実施の形態2では、荷台に設けられた太陽電池パネルで発電される電気エネルギーにより、温度調整手段として運転室の空調装置を駆動する太陽電池パネルを搭載したトラック車輌について説明する。
【0026】
(実施の形態1)
図1Aは、本考案を実施する形態の一例を示す図である。
図1Aにおいて、1はトラック車輌全体を示すもので、このトラック車輌1は、運転室を含む運転車輌10と、荷台20と、温度調整手段としての冷凍機30とを備えている。ここで、冷凍機30は、冷却手段(冷却装置)に相当する。
荷台20には、図1Bに示すように、冷凍された物品を収容する断熱構造の冷却貯蔵庫(以下、冷凍庫)22と、冷凍機30を構成する構成要素の一部が収容された熱交換ユニット31とを備えた荷台ボディ21が設けられている。
【0027】
熱交換ユニット31は、荷台ボディ21において冷凍庫22に対して運転車輌10側で、冷凍庫22に隣接して設けられており、また、運転車輌10の上方に設けられている。さらに、荷台ボディ21外面には冷凍機30に電気エネルギーを供給する太陽電池パネル40が設けられている。
また、荷台20には、太陽電池パネル40で発電された余剰電力を蓄えると共に、太陽電池パネル40の不足電力を補う蓄電池50が設けられている。
【0028】
冷凍機30自体は公知の構造であり、気化した冷媒を加圧するコンプレッサ(圧縮機)32と、冷媒を凝縮させるコンデンサ(凝縮器)と、冷媒を気化させるエバポレータ(蒸発器)とを有しており、配管を通して冷媒が循環するように構成されている。ここで、コンプレッサ32は、運転車輌10のエンジンルーム11に設けられている。また、コンデンサとエバポレータとは、熱交換ユニット31に設けられている。
コンプレッサ32の動力源(駆動源)としては、トラック車輌1の走行用のエンジンを利用するものであり、さらに、本実施の形態では、トラック車輌1のエンジンに加えて、電動モータ33を用いている。
電動モータ33は、運転車輌10のエンジンルーム11に設けられ、コンプレッサ32にクラッチを介して連結されている。すなわち、コンプレッサ32は、電動モータ33にクラッチを介して連結されているとともに、トラック車輌1のエンジンにクラッチを介して連結されている。
また、熱交換ユニット31には送風機が設けられ、エバポレータによって熱交換された冷風が冷凍庫22内に送風される。
冷凍機30を構成するこれらの電動モータ33、および熱交換ユニット31に設けられた送風機のモータが、太陽電池パネル40で発電された電気エネルギーによって駆動される。
【0029】
太陽電池パネル40は、電気ケーブルを介して制御装置60に接続されている。制御装置60には、冷凍機30および蓄電池50も接続されている。
制御装置60は、運転車輌10あるいは荷台20に設けられ、冷凍機30を駆動制御するものである。また、制御装置60は冷凍機30を駆動制御するために、動力源の切り替え制御を行う。
制御装置60は、エンジンとコンプレッサ32との間のクラッチ、及び、電動モータ33とコンプレッサ32との間のクラッチをそれぞれ制御することにより、トラック車輌1のエンジンの駆動力を用いて冷凍機30を駆動させる場合には、エンジンとコンプレッサ32とを連結させ、また、電動モータ33の駆動力を用いて冷凍機30を駆動させる場合には、電動モータ33とコンプレッサ32とを連結させる。
【0030】
このような構成により、制御装置60は冷凍機30を駆動制御することで、エンジン駆動時には、トラック車輌1のエンジンの駆動力を用いて冷凍機30を駆動させ、エンジン停止時には、電動モータ33の駆動力のみを用いて冷凍機30を駆動させることができる。また、エンジン駆動時においては、電動モータ33のみを用いて冷凍機30を駆動させることもできるし、トラック車輌1のエンジンの駆動力に加えて補助的に電動モータ33の駆動力を用いることもできる。
太陽電池パネル40が設置される荷台ボディ21は、いわゆるバンボディのように直方体形状で、天板パネル24がほぼ水平の平面形状となっている。この天板パネル24に、太陽電池パネル40が装着されている。
【0031】
<使用しうる太陽電池パネルの詳細な説明>
太陽電池パネル40は、複数個の太陽電池素子が直列及び/又は並列に接続されてパネルとして構成されるもので、図3Aに示されるように、太陽電池素子41の受光面側(矢印方向)及び非受光面側の双方に、任意に封止材層42、43を介し、表面、裏面側の保護層44,45を備えている。必要に応じてガスバリア層、ゲッター材層など他の層を任意の場所に設けてもよい。
太陽電池素子41は、通常、少なくとも一対の電極41a,41bで発電層(光電変換層)41cを挟んでなる。発電層41cと電極41a,41bの間にバッファー層を介していてもよい。電極41a,41bは取り出し電極に接続され、発生した電力が外部に取り出せるように構成されている。
発電層の種類に制限はないが、薄膜単結晶シリコン、薄膜多結晶シリコン、アモルファスシリコン、無機半導体材料、色素及び、有機半導体材料などを好ましく用いることができる。これらは発電効率が比較的高く、薄膜軽量化できるため好ましい。
【0032】
発電層として薄膜多結晶シリコンを用いる薄膜多結晶シリコン太陽電池素子は間接光学遷移を利用したタイプの太陽電池素子である。このため、薄膜多結晶シリコン太陽電池素子では基板又は表面に凸凹構造を形成するなど十分な光閉じ込め構造を設けて光吸収を増加させるのが好ましい。薄膜多結晶シリコンはCVD法などの常法により基板上に成膜し形成することができる。
発電層としてアモルファスシリコンを用いるアモルファスシリコン系太陽電池素子は、結晶シリコンにおける間接光学遷移が構造乱れのために直接遷移となったものであり、可視域での光学吸収係数が大きく、厚さ1μm程度の薄膜でも太陽光を十分に吸収できる長所を有する。このため、太陽電池素子としてアモルファスシリコン系太陽電池素子を用いれば、更に軽量な太陽電池パネルを実現することができる。また、アモルファスシリコンは非結晶質の材料であるため、変形にも耐性を有しフレキシブル化しうる。
【0033】
発電層として無機半導体材料(化合物半導体)を用いる化合物半導体系太陽電池素子は発電効率が高く好ましい。なかでもS、Se、Teなどカルコゲン元素を含むカルコゲナイド系発電層が好ましく、更にI−III−VI2族半導体系(カルコパイライト系)発電層が好ましく、特にI族元素としてCuを用いたCu−III−VI2族半導体系発電層は理論的に極めて高い光電変換効率を有し好ましい。中でも特にCIS系半導体及びCIGS系半導体が好ましい。CIS系半導体はCuIn(Se1-y2(0≦y≦1)を指し、CIGS系半導はCu(In1-xGax)(Se1-yy2を指す(0<x<1、0≦y≦1)

発電層として例えば酸化チタン層及び電解質層などからなる色素増感型発電層も、発電効率が高く好ましい。
【0034】
また発電層として有機半導体材料を用い、有機太陽電池素子としてもよい。有機半導体材料はp型半導体とn型半導体からなる。p型半導体は特に限定されず、低分子材料と高分子材料が挙げられる。低分子系材料としては例えば、ナフタセン、ペンタセン、ピレン
、フラーレン等の縮合芳香族炭化水素;α−セキシチオフェン等のチオフェン環を4個以上含むオリゴチオフェン類;チオフェン環、ベンゼン環、フルオレン環、ナフタレン環、アントラセン環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環を合計4個以上連結したもの;銅フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、パーフルオロ銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物、テトラベンゾポルフィリンやその金属錯体等のポルフィリン化合物及びその金属塩等の大環状化合物などが挙げられる。
【0035】
高分子材料としては例えば、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリチエニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリアニリン等の共役高分子;アルキル置換されたオリゴチオフェン等の高分子半導体が挙げられる。
n型半導体としては、特に限定されないが例えば、フラーレン誘導体、キノリノール誘導体金属錯体、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、ターピリジン金属錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体、ペリノン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ビススチリル誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジン誘導体、縮合多環芳香族の全フッ化物、単層カーボンナノチューブなどが挙げられる。
【0036】
電極は、導電性を有する任意の材料を1種又は2種以上用いて形成しうる。例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属あるいはそれらの合金;酸化インジウムや酸化錫等の金属酸化物、あるいはその合金(ITO);ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子;前記導電性高分子に、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、FeCl3等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属
原子などのドーパントを含有させたもの;金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料などが挙げられる。
【0037】
電極には正孔及び電子を捕集するのに適した材料を用いることが好ましい。正孔の捕集に適した電極材料は、例えばAu、ITO等の高い仕事関数を有する材料である。一方、電子の捕集に適した電極材料は、例えばAlのような低い仕事関数を有する材料である。電極は2層以上積層してもよく、表面処理によって特性(電気特性やぬれ特性等)を改良してもよい。
電極の形成方法に制限はない。例えば、真空蒸着、スパッタ等のドライプロセスにより形成することができ、導電性インク等を用いたウェットプロセスにより形成することもできる。導電性インクとしては任意のものを使用することができ、例えば導電性高分子、金属粒子分散液等を用いることができる。
【0038】
なお、少なくとも太陽電池素子の受光面側の電極は、発電に用いる光を透過させるため、透明であることが好ましい。但し、発電層の面積に比べて電極の面積が小さいなど、電極が透明でなくても発電性能に著しく悪影響を与えない場合は必ずしも透明でなくてもよい。透明な電極材料を挙げると、例えば、ITO、酸化インジウム亜鉛(IZO)等の酸化物;金属薄膜などが挙げられる。また、この際、光の透過率の具体的範囲に制限は無いが、太陽電池素子の発電効率を考慮すると80%以上が好ましい。なお、光の透過率は通常の分光光度計で測定可能できる。
【0039】
太陽電池素子の受光面側には保護層(表面保護層と称する)が設けられる。太陽電池素子と保護層の間には、太陽電池素子の封止と保護層の接着を目的として封止材層を設けてもよい。しかし太陽電池素子上に封止材層を設けることなく保護層を設ける場合は、保護層が太陽電池素子の封止機能を兼ねることとなる。
表面保護層は通常太陽電池パネルの最表面に位置し、機械的強度、耐侯性、耐スクラッチ性、耐薬品性、ガスバリア性などを目的として形成される。
具体的強度は、封止材層や裏面保護層の強度とも関係し一概には言えないが、太陽電池パネル全体が良好な曲げ加工性を有し、折り曲げ部分の剥離を生じないような強度を有するのが望ましい。
また表面保護層は、太陽電池素子の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。
また太陽電池パネルは光を受けて熱せられることが多いため、表面保護層も耐熱性を有することが好ましく、表面保護層の構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上であり、また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下である。
【0040】
表面保護層の材料はこれら特性を考慮して選ぶことができ、特に限定はされないが、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、AS(アクリロニトリル−スチレン)樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、(水添)エポキシ樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
【0041】
中でも好ましくはフッ素系樹脂が挙げられ、その具体例を挙げるとポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、4−フッ化エチレン−パークロロアルコキシ共重合体(PFA)、4−フッ化エチレン−6−フッ化プロピレン共重合体(FEP)、2−エチレン−4−フッ化エチレン共重合体(ETFE)、ポリ3−フッ化塩化エチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びポリフッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。
【0042】
なお、表面保護層は2種以上の材料で形成されていても良い。また表面保護層は、単層であっても、2層以上からなる積層体であってもよい。
表面保護層の厚みは特に規定されないが、通常10μm以上、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。
但し表面保護層が封止材層を兼ねる場合には、表面保護層の厚みは通常100μm以上、好ましくは150μm以上、より好ましくは200μm以上であり、また、通常3mm以下、好ましくは1.5mm以下、より好ましくは1mm以下である。
【0043】
封止材層は、通常、太陽電池素子の封止と保護層の接着を目的として設けられるが、機械的強度、耐侯性、ガスバリア性などの向上にも寄与している。また少なくとも受光面側の封止材層は表面保護層と同様、可視光を透過させ、耐熱性の高いものが好ましい。
封止材層の材料はこれら特性を考慮して選ぶことができ、特に限定はされないが、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂、ポリオレフィン系樹脂、AS(アクリロニトリル−スチレン)樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、(水添)エポキシ樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
【0044】
中でも好ましくはエチレン系共重合体樹脂が挙げられ、より好ましくはエチレン−酢酸
ビニル共重合体(EVA)樹脂またはエチレンと他のオレフィンとの共重合体からなるポリオレフィン系樹脂が挙げられる。例えば、プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体等からなる樹脂等である。
エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂組成物は、通常、耐候性の向上のために架橋剤を配合して架橋構造を構成させ、EVA樹脂とする。架橋剤としては、一般に100℃以上でラジカルを発生する有機過酸化物が用いられる。例えば、2,5−ジメチルヘキサン;2,5−ジハイドロパーオキサイド;2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン;3−ジ−t−ブチルパーオキサイド等が挙げられる。有機過酸化物の配合量は、EVA樹脂100重量部に対して通常1〜5重量部である。また架橋助剤を含有させてもよい。
【0045】
EVA樹脂組成物には、接着力向上の目的でシランカップリング剤を含有させたり、安定性を向上させる目的でハイドロキノン等を含有させたりしてもよい。
プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体としては通常、プロピレン系重合体と軟質プロピレン系共重合体を適切な組成で配合した熱可塑性樹脂組成物が用いられる。
【0046】
なお、封止材層は2種以上の材料で形成されていても良い。また封止材層は、単層であっても、2層以上からなる積層体であってもよい。
各封止材層それぞれの厚みは、特に限定されないが、通常100μm以上、好ましくは150μm以上、より好ましくは200μm以上であり、また、通常3mm以下、好ましくは1.5mm以下、より好ましくは1mm以下である。厚みを厚くすることで太陽電池パネルの機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まりまた可視光の透過率が向上する傾向にある。
これら表面保護層及び/又は封止材層は、予めフィルム・シート状に形成しておいたものを圧着、液状樹脂を塗布・印刷成膜、液状樹脂の注型成形など、従来公知の方法により形成することができる。
【0047】
非受光面側には保護層(裏面保護層と称する)が設けられる。裏面保護層は支持部材、基板としての機能も有するため機械的強度が高く、耐候性、耐熱性、耐水性等に優れると同時に軽量であることが好ましく、また太陽電池パネルの設置部位の変形に追従して変形できるものが好ましい。
裏面保護層を形成する材料としては、例えば、ガラス、サファイア、チタニア等の無機材料;ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂、(水添)エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂フィルム、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、セルロース樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、アラミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリノルボルネン樹脂等の有機材料;紙、合成紙等の紙材料;ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属に、耐腐食性や絶縁性を付与するために表面をコート或いはラミネートしたもの等の複合材料;などが挙げられる。なお、裏面保護層の材料は2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【0048】
太陽電池パネルは石飛び、立木等との接触などに曝される虞があり、また衝突時の安全性の観点から割れにくいことが望ましい。従って基材層としては金属を含む複合材料、有機材料、紙材料などが好ましい。
軽量かつフレキシブルであるという点で有機材料がより好ましい。更にこれら有機材料に無機繊維(炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維等)、有機繊維(アラミド、ポリエステル、ポリアミド、高強度ポリプロピレン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール等)、金属繊維(ボロン、チタン、スチール等)などの繊維を含ませ、機械的強度を上げてもよい。この補強により軽量で強靭な車輌用太陽電池パネルが得られる。
裏面保護層の形状に制限は無いが、通常は、板状又はフィルム状のものを用いる。また、裏面保護層を板状に成形する場合、裏面保護層は平板状に形成しても良いが、車輌の装着部分の形状に応じて湾曲や凹凸のある形状に形成しても良い。
【0049】
また、裏面保護層には太陽電池パネル40を荷台に装着するため、必要に応じて取付部材が設けられていてもよい。
裏面保護層の寸法に制限は無いが、厚みは通常12μm以上、好ましくは20μm以上である。強度、操作性などの観点からである。また、通常23mm以下、好ましくは20mm以下である。軽量化、可撓性及び加工性などの観点からである。
太陽電池パネル40の強度を向上させるために、パネル裏面などに金属などからなる枠体(フレーム)を設けることもできる。この場合、太陽電池パネルの厚さや重量には枠体も含めるものとする。
なお、太陽電池パネルの裏面保護層が荷台ボディのパネルを兼ねており荷台の一部を構成するようにしてもよい。なお、太陽電池パネルが、荷台ボディの一部を構成するように、荷台のパネルに対して一体的に接着されていてもよい。
【0050】
次に、図3を参照して、本実施の形態に用いられる具体的な太陽電池パネル40の構成について説明する。
図3Aに示すように、太陽電池パネル40は、複数個の多結晶シリコンを発電層として用いた太陽電池素子41と、太陽電池素子41間を接続するリード線46を封止する封止材層42,43と、ETFE樹脂よりなる表面保護層44と、アルミ板よりなる裏面保護層としての基板45とによって構成され、全体として3.8mm程度の厚みとなっている。封止材層42は、太陽電池素子41に接する水添エポキシ樹脂層及びこれに接して形成されるEVA樹脂層の2層からなる。封止材層43も同様である。太陽電池素子41自体は、上記した通り、図示例のものに限らず、種々の構成が可能である。
【0051】
この例では、図3Bに示すように、四角形状の太陽電池素子41を格子状に複数、図示例では縦3列横2列に並べたもの一つの単位パネル401とし、この単位パネル401を設置面に応じて複数枚並べて大きなパネルとして使用する。単位パネル401は、縦3列が電気的に直列に接続され、横2列は電気的には独立に構成されている。単位パネル401間には、単位パネル401間の間隔を保持するためのスペーサ47が介装されている。各太陽電池素子41は表裏面が正極、負極となり、図3Cに示すように、電気的な接続はリード線46によって接続され、リード線46はスペーサ47上で接続されている。単位パネル401の端部には取り出し電極があり、隣接する単位パネル401と電気的に接続可能となっている。2列の素子例の電極端子は同極性に構成されている。
単位パネル401を、この例では、図4Aに示すように、荷台ボディ21の左右の天板パネル24、24に、2列ずつ荷台ボディ21の長手方向に複数枚設置している。荷台20の長手方向は、車輌が直進している状態での荷台20の進行方向に対応する。
単位パネル401は、図4Bに示すように、各単位パネル401の2列の太陽電池素子の素子列が直列接続となるように接続される。
単位パネル401自体は、リード線46を介さないで、図4Dに示すように、太陽電池素子41の異極の表裏面同士を直接部分的に重ねて接続するモノリシックな構造としてもよい。なお、単位パネル401の太陽電池素子41の数、配列は任意である。
【0052】
そして、荷台20の長手方向に沿って直列接続された太陽電池素子41の素子列が、進行方向に対して直交方向に複数列配置され、各素子列が両端で並列接続される構成となっている。
通常、道路の両側の建物等によって遮られるので、日陰と日向の境目は車輌の進行方向に沿って向いている時間が多いと考えられる。したがって、太陽電池素子41の直列接続の方向は任意であるが、本実施の形態のように、進行方向に直列に接続されている太陽電
池素子41の素子列を進行方向に直交して複数列配置しておくことにより、一部の列が日陰になっても、出力がダウンすることが無く、好ましい。
太陽電池素子41の素子列の配列は、車輌の直進状態の進行方向に完全に平行である必要はなく、通常5〜20度程度の角度は許容される。
また、太陽電池パネル40を設置する際、図4Cに示すように、単位パネル401の前端頂点Aから荷台の進行方向に平行に引いた直線と、パネル後端頂点Bとの距離が通常5mm以下、好ましくは3mm以下、より好ましくは1mm以下とする。
また、各単位パネル401に対してバイパスダイオードを設けてもよい。複数直列接続したうちの一部のパネルが日陰等で発電しなくなっても、当該パネルが抵抗になり発電に悪影響を及ぼすことが無い。
【0053】
太陽電池パネル40は、本実施の形態では3.8mmであるが、その厚みは、0.3mm〜25mmの範囲とするのが好ましい。好ましくは0.5mm以上、より好ましくは0.7mm以上であり、また、好ましくは10mm以下、より好ましくは5mm以下である。25mm以下とすると走行中の風の抵抗が小さく、燃費に影響しない。
【0054】
また、太陽電池パネル41の単位面積当たりの重量は、本実施の形態では4.9[kg/m2]であるが、6[kg/m2]以下とすることが好ましい。重量が6[kg/m2
以下としておけば、トラックの重心がそれほど上部に移動せず、走行安定性に影響はでない。
例えば自動車の最大安定傾斜角は一般に35度以上が必要とされ、値が大きいほど走行安定性が高いが、10トン車の荷台に太陽電池パネルを設置する場合、総重量約100kg以下であれば最大安定傾斜角45度を確保でき、十分な走行安定性を得ることができる。なお、10トン車の荷台天井面積は約18m2であり、6kg/m2の太陽電池パネルを設置すると総重量約100kgである。
太陽電池パネル41の単位面積当たりの重量は、好ましくは5[kg/m2]以下、よ
り好ましくは4[kg/m2]以下である。また重量は通常0.3[kg/m2]以上、好ましくは0.5[kg/m2]以上、より好ましくは1.0[kg/m2]以上である。
【0055】
また、太陽電池パネル40の単位重量当りの最大出力qが、5[W/kg]以上であることが好適である。トラックの走行性能に影響を与えることなく長時間の駆動が可能となる。本実施の形態では17.7[W/kg]である。
好ましくは10[W/kg]以上、より好ましくは15[W/kg]以上である。但し、太陽電池の発電効率には限界があり、通常、100[W/kg]以下、好ましくは70[W/kg]以下、より好ましくは50[W/kg]以下である。効率4%で6.7W/kg相当、6%で10W/kg相当、10%で16.7W/kg相当であるため上記のように設定される。
【0056】
この例では、太陽電池40の単位パネルが40枚で、一枚あたりの最大出力が23.6[Wp]、全出力は944[Wp]となる。
【0057】
太陽電池パネルの最大出力(Wp:ワットピーク)に対する該蓄電池の容量(Wh)の比は、0.1〜10(Wh/Wp)の範囲である。
好ましくは0.5(Wh/Wp)以上、より好ましくは1(Wh/Wp)以上、また好ましくは8(Wh/Wp)以下、より好ましくは6(Wh/Wp)以下である。
【0058】
次に、太陽電池パネル40の取り付け構造について説明する。
例1
図5Aは、天板パネル24に対して、太陽電池パネル40を永久固定した例である。
この例は、各単位パネル401のパネル列410の長手方向側縁を、荷台ボディ21の長
手方向に延びるリテーナ70で押さえ、リテーナ70と各単位パネル401をリベット71で共に結合したものである。
図5B、図5Cに示してあるように、リテーナ70の幅方向中央部には凸部74が、幅方向の左右側縁には押さえリブが設けられている。凸部74と押さえリブ75,75の間には隙間が設けられている。リテーナ70の凸部にはリベット孔72が設けられ、リベット孔72とリベット71との間にシール材73を介して水密に固定されている。2列の場合には、リテーナ70は2列の単位パネル401のパネル列410の中間部分と左右両端部の3箇所を固定する構成となっている。
【0059】
例2
図6A〜図6Dは、天板パネル24に対して、太陽電池パネル40を交換可能に取り付けた例である。
この例では、リベット87で固定した固定バー81に対して、各単位パネル401に固定した取付プレート82をボルト83,ナット84によって固定している。すなわち、固定バー81にボルト83の頭部83aが回転不能に取り付けられ、ボルト83のねじ軸83bが固定バー81から上方に突出しており、このボルト83のねじ軸83bに単位パネル401に固定した取付けプレート82の取付孔82aを挿入し、ナット84によって締め付け固定するように構成されている。また、固定バー81には、支持ブラケット86を介して電気ケーブル420が固定されている。
取付プレート82は固定バー81に沿って延びる断面S字形状に屈曲した薄板で、固定バー81の側面に沿って延びる縦片部と、縦片部の上端から固定バー81の上面側に屈曲して延びるボルト固定片部と、縦片部の下端から固定バー81と反対側に屈曲して単位パネル401に固定されるパネル固定片部とを備えている。
【0060】
例3
図7A〜図7Cは、例2のボルト83を固定バー81から取り外し可能としたもので、固定バー81には、ボルト83を装着するための切欠き81aが設けられている。このようにすれば、太陽電池パネル40の単位パネル401単位で交換することができる。
例2、例3のように、太陽電池パネルを取り外し可能としておけば、図7Cに示すように、単位パネル単位で交換することが可能となり、作業性やコスト面で有利である。
図では、取付方法は具体的に記載していないが、例2、例3のように取り外し可能に固定する構成とし、各単位パネルに対応する位置にはリード線を通す孔が設けられている。
【0061】
例4
図8A、図8Bは、例2、例3の単位パネル401が、取付プレート282とパネル押さえバー287を介して、リベット288によって荷台の天板パネル24に一体的に固定された構成となっている。太陽電池パネル自体をリベット288で直接固定するようにしている点が、例2、例3と相違する。このパネル押さえバー287は固定バー81とほぼ同一高さであり、取付プレート282は平板構成となっている。その他の構成は、例2と同様であり、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
以上の例1〜例4は、太陽電池パネル40を、荷台20に対して、リベット、リテーナ、固定バー、ボルト、ナット等の取付部材を介して、機械的な結合により固定した例であるが、機械的結合例としては、このような構成に限定されず、公知の種々の機械的結合を利用することができる。
【0062】
例5
図9A、図9Bは、太陽電池パネル40を、両面テープ90を用いて天板パネル24に接着固定した例である。
接着固定の方法としては、両面テープ90のような粘着テープを利用するものだけでなく、接着剤を用いて接着するようにしてもよい。
【0063】
例6
図10A、図10Bは、太陽電池の裏面保護層自体が荷台の天板パネルを兼ねた構成としたものである。
すなわち、この太陽電池パネル(図10A)は、太陽電池素子41の表裏面にEVA樹脂や熱可塑性オレフィン樹脂等からなる封止材層42、43が積層され、表面にETFE等の表面保護層44が設けられた単位パネル340を、荷台20の天板パネル24に対して接着することにより、天板パネル24を太陽電池(単位パネル340)の裏面保護層として利用したものである。
【0064】
図10Bに示してあるように、この太陽電池パネルは、あらかじめ電極取り出し口24aが開口形成された天板パネル24に、単位パネル340を位置合わせして載置し、加熱加圧などにより接着し封止材層43を天板パネル24に熱融着して一体化することにより、形成することが出来る。
なお荷台の天板パネル24に代えて荷台側面パネル、荷台後方側面パネルなど他の部分を用いてもよい。
その方法としては例えば、単位パネル340を接着剤により接着する方法や、単位パネル340の封止材層43を接着層として加熱圧着により接着する方法などがある。
【0065】
[1]単位パネル340を接着剤により接着する方法について説明する。
表面保護層44、表面封止材層42、太陽電池素子41、裏面封止材層43で構成される単位パネル340を常法により作製する。裏面封止材層43側の面を例えばフッ素樹脂(例えばPTFE、ETFE、PFA、PBDF、PVF等)からなる離型層(図示せず)を形成することで、室温以下で保管可能となり、荷台の天板パネル24への接着に随時使用できる。反対側の面も離型フィルムで覆ってもよい。
天板パネル24への接着時は、単位パネル340を裏面封止材層43側を下にして天板パネル24上に並べ、位置合わせの後、天板パネル24の接着位置に接着剤を塗布し、離型層を取り除き加圧接着する。必要に応じて加熱してもよい。接着後は一定時間放置等するなどして接着を安定させる。接着剤としては特に制限なく、接着対象の種類等に応じて従来公知のものを使用しうる。本例によれば大面積施工が比較的容易である。
他の例として、液状接着剤の塗布に代えてシート状の接着剤を挟み、同様に加圧接着してもよい。大面積施工が比較的容易であるのに加え、工程サイクルタイムが短縮できる。さらに他の例として、天板パネル24への接着後に表面保護層44を形成してもよい。
【0066】
[2]単位パネル340の裏面封止材層43を接着層として加熱圧着により接着する方法について説明する。
単位パネル340を作製する際に、裏面封止材層43として熱可塑性ポリオレフィンなど熱可塑性樹脂を用い、太陽電池素子41にポリオレフィン樹脂シートを接触させた後、加圧加熱しシートを軟化させ融着する。その後裏面に離型層を形成し、室温以下で保管可能とする。
天板パネル24への接着時は、単位パネル340を裏面封止材層43側を下にして天板パネル24上に並べ、位置合わせの後、離型層を取り除き、加圧加熱し裏面保護層43を軟化させ天板パネル24に熱融着し、冷却し接着を完了させる。
本例によれば、専用の接着剤を用いず、接着剤塗布工程が不要で接着プロセスが簡略化できる。
【0067】
他の例として、単位パネルを作製する際に、裏面封止材層43としてEVA樹脂など架橋性樹脂を用い、太陽電池素子41に未架橋のEVA樹脂を接触させた後、EVA樹脂の架橋度が50〜80%となるまで加圧加熱(例えば140℃で12分)し、架橋度が目標値となったところで加圧加熱を停止し、一旦架橋促進を休止させる。これを半架橋単位パ
ネルとも呼ぶ。その後裏面に離型層を形成し、室温以下で暗所保管可能とする。
天板パネル24への接着時は、半架橋単位パネルを裏面保護層側を下にして天板パネル24上に並べ、位置合わせの後、離型層を取り除き、例えば145℃で架橋度が85%以上となるまで加圧加熱し、冷却し、天板パネル24との接着を完了させる。
本例によれば、専用の接着剤を用いず、接着剤塗布工程が不要で接着プロセスが簡略化できる。
他の例として、天板パネル24への接着後に表面保護層44を形成してもよい。
単位パネルの封止材層を接着層として加熱圧着により接着する方法は耐候性の点で好ましく、特に封止材層として架橋性樹脂を用い半架橋単位パネルとするタイプが好ましい。なお、本実施の形態では太陽電池パネルのパネル装着部を荷台の天板パネルとしたが、荷台側面、荷台後方側面などの他の部分をパネル装着部としてもよい。
【0068】
(太陽電池パネルの他の形態)
図11は、太陽電池パネルとして、アモルファスシリコンを用いた例である。
図11Aはアモルファスシリコン太陽電池のパネル構成の概略斜視図、同図Bはパネルの平面図である。
この形態では、太陽電池パネルの厚さは2.3mm、重量は約5.7[kg/m2]、
太陽電池パネルの単位重量あたりの最大出力qは5.3[W/kg]である。また太陽電池パネルの最大出力(Wp:ワットピーク)に対する蓄電池の容量(Wh)の比は3(Wh/Wp)であり、太陽電池パネルの面積Spは運転室の面積Sdの約4倍である。
この場合も、太陽電池パネル240の構成は、太陽電池素子241の受光面側(矢印方向)及び非受光面側の双方に、封止材層(EVA)242、243を介し、表面保護層244(ETFE)、鉄板よりなる裏面保護層としての基板245を備えた構成となっている。
アモルファスシリコンはモノリシックな構造で、複数の太陽電池素子をリード線を介さないで直接接触させて接続されたものである。
その接続方向は、図4A等を用いて説明したように、トラック車輌が直進状態の進行方向に沿って、すなわち荷台の長手方向に沿って直列に接続した直列素子列を、長手方向と直交方向に複数列配列したものである。
【0069】
図2A〜図2Cは、トラック車輌の他の形態を示す図であり、図2Aはトラック車輌1のエンジンの駆動力を利用しないで、専用の電気モータのみでコンプレッサを駆動する構成を示す図、図2Bはトラック車輌1のエンジンとは別に、冷凍機専用のエンジン35を設けることでコンプレッサを駆動する構成を示す図、図2Cは荷台ボディ21内の収容室のうち一部の領域が冷凍庫22である構成を示す図である。
本実施の形態では、トラック車輌1のエンジンの駆動力を用いて駆動制御可能なコンプレッサ32を適用した場合について説明したが、これに限るものではない。すなわち、コンプレッサは、エンジンの駆動力を利用しないで、専用の電気モータのみで駆動するような構成(図2Aに示す電動コンプレッサ34)となっていてもよい。この専用の電動モータは、エンジンにより充電されるバッテリによって駆動されるもので、補助的に、太陽電池パネル40で発電された電力や蓄電池50から供給される電力を利用するものである。なお、太陽電池パネル40で発電された余剰電力を、蓄電池50ではなく、エンジンにより充電されるバッテリに蓄えるようにしてもよい。
【0070】
また、コンプレッサの駆動に関して、トラック車輌1の走行用のエンジンの駆動力を利用する形態(メインエンジン式)ではなく、図2Bに示すように、トラック車輌1のエンジンとは別に、冷凍機専用のエンジン35を設け、冷凍機専用のエンジン35の駆動力を利用してコンプレッサ36を駆動する形態(サブエンジン式)を適用してもよい。サブエンジン式は、メインエンジン式に対して、常に一定能力で冷却できるメリットがあり、メインエンジン式は、サブエンジン式に比べて、積載量(重さと容積の両方)や燃料費等に
関してメリットがある。なお、図2Bにおいては、蓄電池50が省略されている。
【0071】
また、本実施の形態では、荷台ボディ21内の全ての領域が冷凍庫22を構成する場合について説明したが、これに限るものではない。すなわち、図2Cに示すように、荷台ボディ21内の収容室のうち一部の領域が冷凍庫22を構成するものであってもよい。この場合、冷凍庫22の位置は特に限定されないが、好ましい態様としては、冷凍庫22は荷台ボディ21のうち熱交換ユニット31に近い(隣接した)領域(トラック車輌1の前方の領域)に設けられ、荷台ボディ21のうち他の領域は、冷却する必要の無い積載物を収容する収容室23となる。
なお、本明細書において冷凍車とは保冷車に冷凍機を装備した車輌の総称で、積荷を冷凍または冷蔵保管したまま輸送するトラック車輌を言う。従ってトラック車輌1はいわゆる冷蔵車であってもよい。この場合、荷台20に設けられた冷凍庫(冷却貯蔵庫)22は、冷蔵の必要な物品を収容する断熱構造の冷蔵庫に相当し、冷凍機30は、冷蔵庫内を冷却する(低温に保つ)冷却装置に相当する。
【0072】
また、荷台としては、冷却貯蔵庫が少なくとも一部に設けられた荷台ボディが荷台本体に対して分離できるような構造となっていてもよい。たとえば、平ボディに積載するコンテナについても、冷却貯蔵庫が少なくとも一部に設けられた荷台ボディという意味で、本願考案の荷台ボディに含まれる。このコンテナの天板に太陽電池パネルを敷設するようにしてもよい。コンテナのように荷台ボディが分離できるような場合には、太陽電池パネルからの電気ケーブルのコネクタを、運転車輌側のコネクタと接続可能としておけばよい。
【0073】
(実施の形態2)
以下に、実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1のトラック車輌は冷却手段を備えるものであったが、本実施の形態では、運転室の室温を調整する空調装置(空調手段)を備えたトラック車輌について説明するものである。なお、実施の形態1で説明した構成部分と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
図12Aにおいて、1はトラック車輌全体を示すもので、このトラック車輌1は、運転車輌10と荷台20とを備え、荷台20には積載物を収容する収容室を備えた荷台ボディ21が設けられている。運転車輌10には、運転室13内の室温を調整するメインの空調装置130と、サブの空調装置131の二つの空調装置が設けられ、荷台ボディ21外面には、メインの空調装置130とサブの空調装置131に電気エネルギーを供給する太陽電池パネル40が設けられている。また、荷台20には、太陽電池パネル40で発電された余剰電力を蓄えると共に、太陽電池パネル40の不足電力を補う蓄電池50が設けられている
【0074】
運転車輌10は、図13Aに概略的に示すように、運転室13の前部に運転席14、助手席15が設けられ、後方に仮眠キャビン16が設けられている。この実施の形態では、運転席側のメインの空調装置130とは別に仮眠キャビン用のサブの空調装置131が設けられている。図12Aに示すように、サブの空調装置131の室内機132は、運転車輌10の後壁パネルに装着され、サブの空調装置131の室外機133は、運転車輌10の屋根と導風板17の間の空間に装着されている。
【0075】
サブの空調装置131自体は公知の構造で、室外機133に気化した冷媒を加圧する不図示のコンプレッサと冷媒を凝縮させるコンデンサが設けられ、室内機132に冷媒を気化させるエバポレータが設けられ、特に図示しないが、配管を通して冷媒が循環している。室内機132には送風機が設けられ、エバポレータによって熱交換された冷風あるいは温風が室内に送風される。空調装置131を構成する室外機133のコンプレッサおよび室内機132に設けられた送風用のモータ等が、太陽電池パネル40で発電された電気エネルギーによって駆動制御される。
メインの空調装置130も公知の構造で、特に図示しないが、サブの空調装置131と同様に、気化した冷媒を加圧するコンプレッサと、冷媒を凝縮させるコンデンサと、冷媒を気化させるエバポレータを備え、エバポレータによって運転室の前部からから熱交換された冷風あるいは温風が室内に送風される。コンプレッサは、エンジンの駆動中は、エンジンの駆動力によって駆動されるもので、電磁クラッチを介してエンジンの駆動軸との動力伝達が切替えられる。エンジン停止時にも駆動するように、クラッチを介して電気モータが連結されていてもよいし、コンプレッサをエンジンの駆動力を利用しないで、専用の電気モータで駆動するような構成となっていてもよい。
【0076】
太陽電池パネル40が設置される荷台ボディ21は、図13Bに示すように、天面部中央のヒンジ部26を中心にして左右のウィング(天板パネル及び荷台側面)25、25が上下に開閉するウィングボディであり、ウィング25,25が閉じた状態ではいわゆるバンボディのように直方体形状で、各ウィング25、25の天板パネル24、24がほぼ水平の平面形状となっている。このウィングの天板パネル24、24に、太陽電池パネル40が装着されている。
【0077】
太陽電池パネル40は、電気ケーブル420を介して制御装置60に接続されている。制御装置60には、サブの空調装置131の室内機132、室外機133および蓄電池50も接続されている。制御装置60は、運転車輌10あるいは荷台20に設けられ、空調装置131の室内機132及び室外機133が駆動制御される。
【0078】
そして、本実施の形態では、太陽電池パネル40の単位重量あたりの最大出力を、サブの空調装置131の最大の消費電力を太陽電池パネル40の重量で割った値の1.2倍以上となるように設定している。
このようにしておけば、太陽電池パネル40に十分な日照が確保できていれば、太陽電池パネル40単独でサブの空調装置131の駆動を実現することができる。従ってエンジンを停止した駐車中にもサブの空調装置131を駆動することができる。もちろん、走行時のサブ空調駆動にも使うことができる。また、駐車中、走行中を問わず太陽電池パネル40の出力を空調駆動の補助電力として使うこともできる。
【0079】
真夏の炎天下に駐車していたトラックの運転室13内の温度を急速に下げたいときの空調の消費電力に比べて、ある程度温度が下がった後、定常的にその温度を維持するためのサブの空調装置131の消費電力(定常状態での消費電力)はずっと少ない。この定常状態の消費電力を上回る発電ができれば、太陽電池パネル40の発電エネルギーのみで相当程度の時間、十分にサブの空調装置131の駆動をまかない得る。
本実施の形態の場合、トラック車輌が最大消費電力の大きいメインの空調装置130と最大消費電力の小さいサブの空調装置131の二台の空調装置を備え、サブの空調装置131に太陽電池パネル40の発電エネルギーを供給可能としている。
急速冷暖房時はメインの空調装置130のみ、またはメインとサブ両方の空調装置130、131を駆動させ、定常状態ではサブの空調装置131のみを駆動させる。このとき十分な日照が確保できていれば、サブの空調装置131の駆動を太陽電池パネル40単独で実現することができる。
本実施の形態によれば、トラック車輌にアドオンタイプのサブの空調装置131と太陽電池パネル40を後付けすれば可能となるため、既存のトラック車輌に容易に適用できる利点がある。またサブの空調装置131と太陽電池パネル40を直接接続すればよく制御システムも簡易なものとなる利点がある。
【0080】
ところで、一日の標準的な日照量変化パターンから、太陽電池パネル40の発電による出力変化を概略算出することができる。検討によれば、快晴の夏の日の午前10時から午後2〜3時頃まで、即ち4時間以上の空調駆動を太陽電池パネル40のみで行うことが可
能となる。最も暑い時間帯の空調を太陽電池パネルの出力でまかなえるため燃料消費量及びCO2の削減効果が大きい。
本実施の形態の場合、太陽電池パネル40の単位重量あたりの最大出力を、サブの空調装置131の最大の消費電力を太陽電池パネル40の重量で割った値の1.2倍以上となるように設定されるが、好ましくは2.0倍以上、より好ましくは3.0倍以上である。それぞれ、同午前9時から午後4時頃まで、同午前8時から午後5時頃までをまかなうことができる。また通常20倍以下、好ましくは15倍以下、より好ましくは10倍以下である。
なお、空調装置130、131を暖房運転する際は、例えば走行中はエンジンの排熱を利用して暖房運転し、停車中はアイドリングストップし太陽電池パネル40または蓄電池からの電気エネルギーにより電動ヒートポンプなどを駆動し暖房運転することができる。勿論、走行中にも電気エネルギーを利用してもよい。
【0081】
また、太陽電池パネル40の単位重量当りの最大出力qが、5[W/kg]以上であることが好適である。トラックの走行性能に影響を与えることなく長時間の駆動が可能となる。本実施の形態では17.7[W/kg]である。
好ましくは10[W/kg]以上、より好ましくは15[W/kg]以上である。但し、太陽電池の発電効率には限界があり、通常、100[W/kg]以下、好ましくは70[W/kg]以下、より好ましくは50[W/kg]以下である。効率4%で6.7W/kg相当、6%で10W/kg相当、10%で16.7W/kg相当であるため上記のように設定される。
【0082】
この例では、太陽電池40の単位パネルが40枚で、一枚あたりの最大出力が23.6[Wp]、全出力は944[Wp]となる。
【0083】
太陽電池パネルの最大出力(Wp:ワットピーク)に対する該蓄電池の容量(Wh)の比は、0.1〜10(Wh/Wp)の範囲であると好ましい。より好ましくは0.5(Wh/Wp)以上、更により好ましくは1(Wh/Wp)以上、また好ましくは8(Wh/Wp)以下、より好ましくは6(Wh/Wp)以下である。
本実施の形態では、この比を3とすることで、蓄電池で約8時間の空調の駆動が可能であった。
また本実施の形態では、太陽電池パネルの面積Spは運転室13の上視面積Sdの約4倍であったが、好ましくは1〜7倍以下である。より好ましくは1.5倍以上である。また5倍以下がより好ましい。空調の駆動を可能としつつ、太陽電池パネルの重量が抑えられトラックの走行安定性に影響が出ない。また、トラックの最大積載量を大きく損なうことがなく、またトラックの燃費の悪化も少ない。
なお、本実施の形態では、2台の空調装置を備え、一つの空調装置について太陽電池からの電気エネルギーを供給可能とした例について説明したが、空調装置を3台以上備えた場合についても適用できるし、そのうちの少なくとも1つの空調装置について太陽電池からの電気エネルギーの供給が可能となっていればよい。
【0084】
本実施の形態では、既存の空調装置とは別に、新たに仮眠キャビン用のサブの空調装置を設けたアドオンタイプについて説明したが、図12Bに示すように、運転席側の既存の空調装置130を一つのみ備えた形態で、太陽電池パネルからの電力によって、エンジンルーム側のコンプレッサおよび室内機の送風モータ等を駆動するように構成したものである。
コンプレッサは、電磁クラッチを介してエンジンの駆動軸からの動力伝達と、別途設けられる電気モータからの動力伝達が切換え可能となっている。
エンジンルーム側のコンプレッサは、エンジンの駆動力によって駆動されている場合には、特に図示しないが、エンジン側の駆動力の伝達をクラッチを介して切換え、別途の電
気モータによって駆動するような構成となっていればよい。
また、コンプレッサをエンジンの駆動力を利用しないで、専用の電気モータで駆動するような構成となっていてもよい。またはエンジンの駆動力を利用してオルタネータ(発電機)により発電し、得られる電気エネルギーを専用の電気モータへ供給できる構成となっていてもよい。
また、選択的に仮眠キャビン内の空調を可能とするよう、エアコンの送風口を寝室に設けたり、寝室の室温を設定且つコントロールするようにしてもよい。
【0085】
そして、太陽電池パネル40の単位重量あたりの最大出力qを、空調装置130の最大消費電力を太陽電池パネル40の重量で割った値の0.2倍以上となるように設定する。この場合でも、太陽電池パネル40からの発電エネルギーのみで相当程度の時間、十分に空調装置130の駆動をまかない得る。
すなわち、太陽電池パネル40の単位重量あたりの最大出力を、空調装置130の最大の消費電力を太陽電池パネル40の重量で割った値の0.2倍以上となるように設定しておけば、太陽電池パネル40に十分な日照が確保できていれば、空調装置130の定常状態での駆動を太陽電池パネル40単独で実現することができる。
真夏の炎天下に駐車していたトラックの運転室13内の温度を急速に下げたいときの空調の消費電力に比べて、ある程度温度が下がった後、定常的にその温度を維持するための空調装置130の消費電力(定常状態での消費電力)はずっと少ない。この定常状態の消費電力を上回る発電ができれば、太陽電池パネル40からの発電エネルギーのみで相当程度の時間、十分に空調装置130の駆動をまかない得る。
すなわち、太陽電池パネル40の発電エネルギーを空調装置130に供給可能としておけば、十分な日照が確保できていれば、空調装置130の定常状態での駆動を太陽電池パネル40単独で実現することができる。この形態(方法)は、サブ空調装置を使用しないため、コスト面で有利であり、特に新規車輌への適用に利点がある。
【0086】
上記したとおり、太陽電池パネル40の単位重量あたりの最大出力を、空調装置130の最大の消費電力を太陽電池パネル40の重量で割った値の0.2倍以上となるように設定しておけば、上記実施の形態と同様に、太陽電池パネル40に十分な日照が確保できていれば、空調装置130の定常状態での駆動を太陽電池パネル40単独で実現することができる。快晴の夏の日の午前10時から午後2〜3時頃まで、即ち4時間以上の空調駆動を太陽電池パネルのみで行うことが可能となる。最も暑い時間帯の空調を太陽電池パネルの出力でまかなえるため燃料消費量及びCO2の削減効果が大きい。
本実施の形態の場合、太陽電池パネル40の単位重量あたりの最大出力を、空調装置130の最大の消費電力を太陽電池パネル40の重量で割った値の0.2倍以上であるが、好ましくは0.35倍以上、より好ましくは0.5倍以上である。それぞれ、同午前9時から午後4時頃まで、同午前8時から午後5時頃までをまかなうことができる。また通常20倍以下、好ましくは15倍以下、より好ましくは10倍以下である。
なお、急速冷房時など空調装置130の消費電力が大きい時に、蓄電池からの電気エネルギーにより不足分を補ってもよい。
また、トラックの停車中にも連続的または断続的に空調装置130を定常状態で冷房運転し続けておくことで、運転室内温度が高温となるのを防ぐシステムとしてもよい。これによれば、急速冷房が不要となるため、空調装置130として最大消費電力の小さい装置が使用できる。
【0087】
荷台ボディは、図示例ではウィングタイプを例にとって説明したが、いわゆる箱型のバンタイプでもよいし、タンクローリー、コンテナを積んだ荷台等の特装車輌にも適用可能である。タンクローリーについては、安全基準を満たす必要があることはもちろんであるが、たとえば、牛乳等の非危険物のタンクについては適用可能である。
また、平ボディであっても、幌等の屋根を付けてその上に取り付けるようにしてもよく
、要するに積載物を収容する収容部を備えた荷台ボディであればよい。
また、荷台としては、積載物収納部を覆う荷台ボディが荷台本体に対して分離できるような構造となっていてもよい。たとえば、平ボディに積載するコンテナについても、積載物収納部を覆う荷台ボディという意味で、本願考案の荷台ボディに含まれる。このコンテナの天板に太陽電池パネルを敷設するようにしてもよい。コンテナのように荷台ボディが分離できるような場合には、太陽電池パネルからの電気ケーブルのコネクタを、運転車輌側のコネクタと接続可能としておけばよい。
その他、本考案は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0088】
1 トラック車輌
10 運転車輌
11 エンジンルーム
13 運転室
16 仮眠キャビン
17 導風板
20 荷台
21 荷台ボディ
22 冷凍庫
23 収容室
24 天板パネル
24a 電極取出し口
25 ウィング
26 ヒンジ部
30 冷凍機
31 熱交換ユニット
32 コンプレッサ
33 電動モータ
40 太陽電池パネル
41 太陽電池素子、41a,41b 電極、41c 発電層
42,43 封止材層、44 表面保護層、45 基板 (基材層)
46 リード線、47 スペーサ
50 蓄電池
60 制御装置
70 リテーナ、
71 リベット、72 リベット孔、73 シール材、
74 凸部、75 リブ
81 固定バー
81a 切欠き
82 取付プレート
83 ボルト、83a 頭部、83b 軸、84 ナット
86 支持ブラケット、87 リベット
282 取付プレート、287 パネル押えバー、288 リベット
90 両面テープ
130 メインの空調装置
131 サブの空調装置
132 室内機
133 室外機
240 太陽電池パネル
241 太陽電池素子、244 表面保護層、245 基材層
340 単位パネル

(57)【要約】

【課題】既存のトラック車輌の荷台に対しても、太陽電池パネルをオプションとして後付け可能とするトラック車輌及び荷台並びに太陽電池パネルを提供する。【解決手段】トラック車輌1は、運転室を含む運転車輌10と、運転車輌10に連結され積載物収容部を覆う荷台ボディ21を有する荷台20と、荷台ボディ21に設けられた太陽電池パネル40であって、その厚さが25mm以下であり、かつ単位面積当たりの重量が6kg/m以下である太陽電池パネル40とを備える。


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