発電装置、発電システム及び発電方法
【課題】太陽電池を用いて多くの電力を得ることを目的とする。
【解決手段】光エネルギーを電力に変換する太陽電池７が気嚢に搭載された飛行船４３と、太陽電池７で変換された電力を蓄えるバッテリー１０を有する複数の無人プレーン９とが編隊飛行する。ある無人プレーン９のバッテリー１０が充電されると、その無人プレーン９は編隊飛行から離れ降下してバッテリー１０を交換しに向かい、残りの無人プレーン９は編隊飛行を継続する。
【解決手段】光エネルギーを電力に変換する太陽電池７が気嚢に搭載された飛行船４３と、太陽電池７で変換された電力を蓄えるバッテリー１０を有する複数の無人プレーン９とが編隊飛行する。ある無人プレーン９のバッテリー１０が充電されると、その無人プレーン９は編隊飛行から離れ降下してバッテリー１０を交換しに向かい、残りの無人プレーン９は編隊飛行を継続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光発電技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
排出する二酸化炭素量がなく、安全性の高い発電技術として太陽電池を用いた太陽光発電技術が知られている。太陽電池を用いた発電を行う場合、太陽電池を設置する場所が必要になる。一般に、太陽電池は、建物の屋根や、郊外の土地等に設置されている。
【０００３】
特許文献１には、太陽電池を搭載した航空機についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５２２５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池を建物の屋根等の地上に設置する場合、設置できる場所が限られているため、発電量を大きくすることは難しい。また、特許文献１に記載されたように、太陽電池を航空機に取り付けたとしても、大きな太陽電池を航空機に取り付けることはできず、発電量を大きくすることは難しい。
この発明は、太陽電池を用いて安定して多くの電力を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る発電装置は、
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が気嚢に搭載された飛行船と、
前記飛行船に搭載された前記太陽電池に接続され前記飛行船とともに編隊飛行する複数の蓄電用飛行体であって、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用飛行体と
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明に係る発電装置は、光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、
前記太陽電池に接続され前記太陽電池の周辺に編隊を組んで配備され、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用移動体と
を備え、
前記複数の蓄電用移動体は、一部の蓄電用移動体が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用移動体のうち少なくとも１機が編隊から外れ、残りの蓄電用移動体が前記太陽電池の周辺で編隊を組んで前記太陽電池に接続された状態で電力を蓄える
ことを特徴としても良い。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る発電装置は、太陽電池が搭載されたシートを、複数の飛行体が保持して編隊飛行することにより、上空にて発電を行う。上空にて発電を行うため、地上に太陽電池を設置する場合のように、設置場所がないということはない。また、複数の飛行体によりシートを保持するため、シートを大きくすることが可能であり、発電量を多くすることが可能である。
【０００９】
また、この発明に係る発電装置は、太陽電池の周辺に電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用移動体を編隊を組んで配備することにより、送電と蓄電を兼備えたシステムを簡便に構築することができる。また、大型構造物を組み立て及び撤去可能な仮設構造物で構成し、太陽電池のシートを適宜大型構造物の上部に敷設することで、緊急時に電力が必要な場合に、太陽光発電システムを簡便に設置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る発電システム１の構成図。
【図２】実施の形態１に係る発電装置２の機能構成を示すブロック図。
【図３】実施の形態１に係る運用装置３の機能構成を示すブロック図。
【図４】実施の形態１に係る発電システム１の動作の流れを示すフローチャート。
【図５】実施の形態１に係る運行管理部１９が生成するフライトプランの説明図。
【図６】実施の形態１に係る無人プレーン９の構成図。
【図７】実施の形態１に係るシート８を上空へ上昇させる方法の説明図。
【図８】実施の形態１に係るシート８を上空へ上昇させる方法の説明図。
【図９】実施の形態２に係る二酸化炭素吸収システム３１の構成図。
【図１０】実施の形態２に係る二酸化炭素吸収装置３２の機能構成を示すブロック図。
【図１１】実施の形態２に係る運用装置３の機能構成を示すブロック図。
【図１２】実施の形態２に係る二酸化炭素吸収システム３１の動作の流れを示すフローチャート。
【図１３】実施の形態３に係る発電システム４２の構成図。
【図１４】実施の形態３に係る飛行船４３の機能構成を示すブロック図。
【図１５】実施の形態３に係る無人プレーン４４の機能構成を示すブロック図。
【図１６】実施の形態３に係る発電システム４２の動作の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１では、太陽電池を用いて発電し、送電線を用いることなく発電した電力を必要とする場所へ届ける発電システム１について説明する。
【００１２】
図１は、実施の形態１に係る発電システム１の構成図である。
発電システム１は、発電装置２、運用装置３（発電制御装置）、測位衛星４、運用衛星５、電子基準点６を備える。
発電装置２は、光エネルギーを電力に変換する太陽電池７（太陽電池セル）が搭載されたシート８と、シート８の周囲等を保持して編隊飛行する複数の無人プレーン９（蓄電用飛行体）とを備える装置であり、上空にて発電を行う。各無人プレーン９には、バッテリー１０が設けられており、バッテリー１０には太陽電池７により発電された電力が蓄えられる。運用装置３は、測位用補強情報やフライトプラン等を発電装置２へ送信して、発電装置２の動作を制御する装置である。運用装置３へは、発電装置２からテレメトリーデータが送信され、電子基準点６から電子基準点情報が送信される。測位衛星４は、測位信号を送信する衛星であり、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＣＯＭＰＡＳＳ等の衛星である。運用衛星５は、発電装置２と運用装置３との間の通信を中継する衛星であり、例えばＧＥＯ（Ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）、ＱＺＳ（Ｑｕａｓｉ−Ｚｅｎｉｔｈ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）、ＭＥＯ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）、ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）等の衛星である。電子基準点６は、精度の高い測位を実現するために設けられた観測点である。
【００１３】
図２は、実施の形態１に係る発電装置２の機能構成を示すブロック図である。
上述したように、発電装置２は、太陽電池７が搭載されたシート８と、複数の無人プレーン９とを備える。各無人プレーン９は、バッテリー１０、コマンド受信部１１、制御部１２、測位信号受信部１３、補強信号受信部１４、測位部１５、データ送信部１６を備える。制御部１２は、誘導部１７、推進操舵部１８を備える。
コマンド受信部１１は、運用装置３から送信されたフライトプランやコマンド等の情報を、運用衛星５を介して受信する装置である。制御部１２は、測位部１５により計測された位置や速度と、コマンド受信部１１が受信したフライトプランとから無人プレーン９の機体を制御する装置である。誘導部１７は、位置、速度とフライトプランとから加速度を示す誘導指令信号を生成する装置である。推進操舵部１８は、誘導部１７が生成した誘導指令信号が示す加速度となるように、機体を制御する装置である。例えば、推進操舵部１８は、無人プレーン９が備えるプロペラ推進や翼操舵のための入力信号を生成して、入力信号によりプロペラや翼を操作する。測位信号受信部１３は、測位衛星４から送信された測位信号を受信する装置である。補強信号受信部１４は、運用装置３から送信された補強信号を受信する装置である。測位部１５は、測位信号受信部１３が受信した測位信号と、補強信号受信部１４が受信した補強信号とから位置や速度を計測する装置である。データ送信部１６は、運用衛星５を介してテレメトリーデータを運用装置３へ送信する装置である。
なお、テレメトリーデータには、充電量情報、発生電力情報、温度情報、位置速度情報が含まれる。充電量情報は、各無人プレーン９に設けられたバッテリー１０に蓄えられた電力量を示す情報である。発生電力情報は、太陽電池７により発電される電力単位時間当たりの電力量を示す情報である。温度情報は、太陽電池７の発電効率等に影響を与える発電装置２の温度であって、図示されていない温度センサにより計測された温度を示す情報である。この温度情報を用いることで、太陽電池７の発電効率を最適にするように図示されていないヒータによりコントロールすることもできる。位置速度情報は、測位部１５によって測定された、各無人プレーン９の移動速度と位置とを示す情報である。
【００１４】
図３は、実施の形態１に係る運用装置３の機能構成を示すブロック図である。
運用装置３は、運行管理部１９、補強信号生成部２０、データ送受信部２１、充電電力管理部２２、発生電力管理部２３、需要管理部２４、データ受信部２００を備える。
運行管理部１９は、フライトプランを生成する装置である。運行管理部１９は、時刻毎の太陽の位置や、直近の各無人プレーン９の位置に基づき、フライトプランを生成する。補強信号生成部２０は、電子基準点６から取得した電子基準点情報等に基づき、測位用補強情報を生成する装置である。データ送受信部２１は、運行管理部１９が生成したフライトプランや、補強信号生成部２０が生成した測位用補強情報等を、運用衛星５を介して発電装置２へ送信する装置である。また、データ送受信部２１は、テレメトリーデータを発電装置２から受信する。データ受信部２００は、電子基準点情報を電子基準点６から受信する装置である。充電電力管理部２２は、テレメトリーデータに含まれる充電量情報に基づき、各無人プレーン９に設けられたバッテリー１０に蓄えられた電力量を管理する装置である。充電電力管理部２２は、テレメトリーデータに含まれる温度情報に基づき、バッテリー１０の充電能力に影響を与える発電装置２の温度も管理している。発生電力管理部２３は、テレメトリーデータに含まれる発生電力情報に基づき、シート８に搭載された太陽電池７により発生する電力を管理する装置である。発生電力管理部２３は、テレメトリーデータに含まれる温度情報に基づき、太陽電池７の発電効率に影響を与える発電装置２の温度も管理している。需要管理部２４は、どの地域で電力が必要とされているかを示す電力需要を管理する装置である。
なお、測位用補強情報は、測位精度を高くするための情報であり、電離層情報、衛星時計情報、衛星軌道情報等が含まれる。フライトプランは、各無人プレーン９が居るべき位置やとるべき姿勢を時系列に示す情報であり、太陽の位置や、発電装置２から送信されるテレメトリーデータに含まれる位置速度情報等に基づき生成される。
【００１５】
図４は、実施の形態１に係る発電システム１の動作の流れを示すフローチャートである。
（Ｓ１１：飛行ステップ）
シート８が取り付けられた複数の無人プレーン９が上空で編隊飛行する。上空とは、例えば、雲や航空路よりも上の領域であって、ジェット気流の影響が小さい領域（例えば風速６ｍ／ｓ）である。例えば、上空とは、高度１５−２０ｋｍ程度の領域である。
この際、各無人プレーン９では、測位信号受信部１３が測位衛星４から受信した測位信号と、補強信号受信部１４が運用装置３から運用衛星５を介して受信した測位用補強情報とに基づき、測位部１５が位置や速度を計測する。各無人プレーン９は、測位信号に加えて測位用補強情報を用いて位置を計測することにより、数ｃｍの誤差精度で位置を計測することができる。各無人プレーン９では、測位部１５が計測した位置や速度と、コマンド受信部１１が運用装置３から運用衛星５を介して受信したフライトプランとに基づき、制御部１２が加速度を制御して飛行する。
また、この際、各無人プレーン９では、データ送信部１６が順次テレメトリーデータを送信する。一方、運用装置３では、運行管理部１９が、無人プレーン９から送信されたテレメトリーデータに基づき、順次フライトプランを修正して、データ送受信部２１が発電装置２へ送信する。また、補強信号生成部２０が、測位用補強情報を順次更新して、データ送受信部２１が発電装置２へ送信する。
【００１６】
（Ｓ１２：発電ステップ）
Ｓ１１で発電装置２が上空を飛行することにより、シート８に搭載された太陽電池７により電力が発生され、発生された電力は各無人プレーン９が備えるバッテリー１０に分散して蓄えられる。
この際、運用装置３では、無人プレーン９から送信されたテレメトリーデータに含まれる充電量情報に基づき、充電電力管理部２２が各無人プレーン９に設けられたバッテリー１０に蓄えられた電力量を監視する。具体的には、充電電力管理部２２は、いずれかの無人プレーン９が有するバッテリー１０に蓄えられた電力量が所定の量になったか（例えば、バッテリー１０が満杯の１００％充電になったか）を監視する。
【００１７】
（Ｓ１３：送電ステップ）
運用装置３の運行管理部１９は、いずれかの無人プレーン９が有するバッテリー１０に蓄えられた電力量が所定の量になった場合、その無人プレーン９を所定の場所へ降下させる降下コマンドを生成する。そして、データ送受信部２１が降下コマンドを発電装置２へ送信する。すると、その無人プレーン９は、運用装置３からの降下コマンドに従い、指定された場所へ降下し、バッテリー１０が空のものに交換される。
この際、他の無人プレーン９は編隊飛行し続け、発電を継続する。つまり、バッテリー１０にある程度の電力が蓄えられた無人プレーン９から順に交代して降下して、バッテリー１０が交換される。バッテリー１０が交換された無人プレーン９は、飛行し、太陽電池７により発電された電力がバッテリー１０に蓄えられるように再びシート８に接続され、編隊飛行に加わる。上述したように、無人プレーン９は数ｃｍの誤差精度で位置を計測することができるので、バッテリー１０の配線の接続を上空で行うことも可能である。
なお、無人プレーン９を降下させる場所は、需要管理部２４が電力需要と、無人プレーン９の位置とに応じて決定される。
【００１８】
図５は、実施の形態１に係る運行管理部１９が生成するフライトプランの説明図である。
上述したように、運用装置３の運行管理部１９は、太陽の位置や、各無人プレーン９の位置等に基づき、フライトプランを生成する。運行管理部１９は、発電装置２が上空にいる際、太陽から受けるエネルギー量が最大になるように、各無人プレーン９の位置、姿勢の時系列データを生成する。具体的には、運行管理部１９は、無人プレーン９によって展開されたシート８に搭載された太陽電池７へ、太陽光が常に垂直に入射するように、各無人プレーン９の位置、姿勢の時系列データを生成する。
なお、地球の自転の影響があるため、太陽光が常に垂直に入射するようにするには、常に各無人プレーン９を移動させる必要がある。しかし、その移動だけでは十分な揚力が得られない場合には、図５に矢印で示すように、太陽光が常に垂直に入射する状態を保ちつつ、例えば半径２−３ｋｍ程度の円を描くように各無人プレーン９を旋回させてもよい。
【００１９】
図６は、実施の形態１に係る無人プレーン９の構成図である。
上述したように、無人プレーン９は、バッテリー１０が設けられている。さらに、無人プレーン９は、主翼２５、垂直羽根２６、プロペラ２７、太陽電池２８を備える。また、図示されていないが、無人プレーン９は、プロペラ２７を作動させるためのモータや、離着陸時に使用する車輪等を備える。主翼２５は例えば無後退角翼を用いても良く、主翼２５の他に安定飛行用の前翼や尾翼を設けても良い。
なお、太陽電池２８は、無人プレーン９の動力として使用される電力を発生させるものである。つまり、無人プレーン９は、原則として太陽電池２８で発生された電力を用いて動作し、バッテリー１０に蓄えられた電力は使用しない。但し、太陽電池２８で十分な電力が得られないような特別な場合は、バッテリー１０に蓄えられた電力を使用する。また、ここでは、バッテリー１０はわかり易く示すため主翼２５の上に設けている。しかし、バッテリー１０は主翼２５の下側等他の位置に設けてもよい。
【００２０】
発電装置２の主な仕様について説明する。
シート８について説明する。シート８は、例えば、フィルム状の薄膜ソーラーシート（薄膜太陽電池パネル）である。太陽定数を１．３８［ｋＷ／ｍ２］とし、発電効率を３２［％］とし、太陽電池７の面積を１０，０００［ｍ２］とする。すると、発生電力＝太陽定数×発電効率×面積であるので、単位時間当たりの発生電力＝１．３８×０．３２×１０，０００＝４，４１６［ｋＷ］となる。
バッテリー１０について説明する。バッテリー１０は、例えば、リチウムイオンバッテリーである。１台の発電装置２での目標電力（蓄えられる目標電力量であり、例えば１時間当たり５，０００［ｋＷ］程度）は、１台の発電装置２を構成する複数の無人プレーン９が各々分担して、発電装置２で発生した電力を充電する。
無人プレーン９について説明する。無人プレーン９は、例えば、図６に示す構成の飛行体である。無人プレーン９の翼長は、例えば、５０−１００［ｍ］程度である。翼面積当たりの質量は、例えば、５００［ｇ／ｍ２］程度以下の軽量素材である。無人プレーン９は、バッテリー１０の交換の度に地上と上空の間を行き来するものであって、一種の送電装置としての機能を果たすものであり、地上と上空の間の電力線による接続が不要となる。
なお、太陽電池の発電効率やバッテリー１０の蓄電効率や無人プレーン９の機体数に応じて、バッテリー１０の交換までに要する時間を長時間化することができる。上述した通り、バッテリー１０の交換時間の到来に応じて、順次、新たな無人プレーン９が地上から上昇して発電装置２に新たに接続され、満充電のバッテリー１０を搭載した無人プレーン９が発電装置２から切り離されて地上に降下する。
【００２１】
以上のように、実施の形態１に係る発電システム１では、発電装置２が上空で発電を行うため、地上に太陽電池を設置する場合のように、設置場所がないということはない。また、複数の飛行体によりシート８を保持するため、シート８を大きくすることが可能であり、発電量を多くすることが可能である。
また、発電装置２が上空で発電を行うため、太陽高度の日毎の変化や季節毎の変化による影響を小さくすることができる。さらに、雲よりも上で発電を行うため、雨や曇り等の気象現象による影響はない。また、大気の反射、吸収による太陽放射の減衰を抑えることができる。また、地上に設置した場合には、太陽電池７に塵等が堆積して付着することにより、集光面の反射率が低下して、発電効率が低くなる恐れがあるが、上空であれば塵が堆積することがない。
【００２２】
また、実施の形態１に係る発電システム１では、充電が完了した無人プレーン９だけが降下して送電を行い、残りの無人プレーン９は上空に留まり発電を続ける。そのため、一旦上空へ運んだシート８を送電するために地上に降ろす必要がない。
【００２３】
なお、上記説明では、運行管理部１９は、太陽の位置と無人プレーン９の位置とからフライトプランを生成するとした。
運行管理部１９は、太陽の位置と無人プレーン９の位置とに加えて、需要管理部２４が管理する電力需要を考慮してフライトプランを生成してもよい。つまり、電力需要があり、次に送電する場所に近づくようなフライトプランを生成するようにしてもよい。
また、運行管理部１９は、太陽の位置と無人プレーン９の位置とに加えて、安全性を考慮してフライトプランを生成してもよい。例えば、何らかの事象により、シート８や無人プレーン９が落下した場合の安全性を考慮して、沿岸からある程度離れた海上のみを飛行ルートにするようなフライトプランを生成するようにしてもよい。また、安全性を考慮して、シート８や各無人プレーン９にバルーンやパラシュートを設け、落下する場合に膨らむあるいは広がるようにしておいてもよい。
【００２４】
また、上記説明では、充電電力管理部２２や発生電力管理部２３が発電装置２の温度を管理するとした。シート８や無人プレーン９にヒータを設けておき、Ｓ１２において充電電力管理部２２や発生電力管理部２３が管理する温度が所定の温度よりも低くなった場合には、ヒータにより温度を上げるようにしてもよい。これにより、発電効率の低下を防ぐことができる。
【００２５】
また、上記説明では、発電装置２を地上から上空へ上昇させることについて詳しく説明しなかった。発電装置２を地上から上空へ上昇させる場合、地上ではシート８を折畳む、あるいは、丸めて小さくしておき、発電を行う領域へ到達してからシート８を広げるように無人プレーン９を編隊飛行させてもよい。これにより、シート８が大きい場合であっても、地上に広い面積の土地を用意せずに、発電装置２を上空へ上昇させることが可能である。
【００２６】
また、無人プレーン９の揚力だけでなく、大型の飛行船２９や大型のバルーンの浮力を合わせて用いて、シート８を上空へ上昇させてもよい。図７は、無人プレーン９とともに飛行船２９を用いて、シート８を上空へ上昇させる方法の説明図である。飛行船２９を用いる場合、飛行船２９の気嚢の表面にシート８を貼り付けておき上空へ上昇させ（図７（ａ））、上空にて無人プレーン９の編隊飛行により気嚢からシート８を剥がしてシート８を広げる（図７（ｂ））。シート８を上空へ上昇させた後、飛行船２９も上空に留まらせ、運用装置３からの指示に基づく編隊飛行に加わる。なお、飛行船２９には、操舵翼、安定翼、プロペラ等の制御手段が設けられており、位置制御可能となっている。また、飛行船２９の上部には、飛行船２９の動力として使用される電力を発生させる太陽電池３０が設けられており、飛行船２９は原則として太陽電池３０で発生した電力により動作する。シート８は太陽電池３０が設けられた部分を除いた領域に貼り付けられている。
【００２７】
また、無人プレーン９を用いず、大型の飛行船２９や大型のバルーンの浮力だけを用いて、シート８を上空へ上昇させてもよい。図８は、無人プレーン９を用いず飛行船２９だけを用いて、シート８を上空へ上昇させる方法の説明図である。図７の場合と同様に、飛行船２９の気嚢の表面にシート８を貼り付けておき上空へ上昇させ（図８（ａ））、上空にて無人プレーン９がシート８に接続され、無人プレーン９の編隊飛行により気嚢からシート８を剥がしてシート８を広げる（図８（ｂ））。その後は、図７の場合と同様である。
【００２８】
また、飛行船２９を単にシート８を上空へ上昇させるためだけに用いてもよい。つまり、飛行船２９の気嚢の表面に気嚢を包み込むようにシート８を貼り付けておき、上空にて気嚢からシート８を剥がしてシート８を広げ、その後飛行船２９は下降させ無人プレーン９のみで編隊飛行させてもよい。
【００２９】
また、無人プレーン９に代えて、運用装置３からの指示により位置制御可能な小型の飛行船を用いてもよい。小型の飛行船を下降させる場合には、気嚢に蓄えられたヘリウムガスを抜けばよい。
【００３０】
また、図１では、発電装置２を１台だけ示しているが、発電装置２は必要な電力量に応じて複数台設けてもよい。
【００３１】
また、上記説明では、上空とは、例えば、高度１５−２０ｋｍ程度の領域であるとした。しかし、これに限らず、高度がもっと低い領域や高い領域であってもよい。
【００３２】
また、上記説明では、測位用補強情報やフライトプランは、運用装置３から運用衛星５を介して発電装置２へ送信されるとした。測位用補強情報やフライトプランは、運用衛星５を介さず、例えば携帯電話網等を利用して運用装置３から発電装置２へ送信されてもよい。
また、運用衛星５は測位衛星４を兼ねていても良い。また、運用衛星５は測位用補強情報の中継機能とテレメトリーデータやフライトプランの中継機能を分離して、別々の衛星にそれぞれの機能を持たせて運用しても良い。
【００３３】
実施の形態１をまとめると、次のようになる。
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が搭載されたシートと、
前記シートに搭載された前記太陽電池に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行する複数の飛行体であって、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の飛行体と
を備えることを特徴とする。
【００３４】
前記複数の飛行体は、一部の飛行体が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の飛行体のうち少なくとも１機が前記シートから離れるとともに、残りの飛行体が前記太陽電池に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行することを継続する
ことを特徴とする。
【００３５】
前記シートから離れた飛行体は、所定の位置へ降下してバッテリーが交換された後、再び前記シートを保持する編隊飛行に加わる
ことを特徴とする。
【００３６】
前記複数の飛行体は、前記太陽電池に対して太陽光が垂直に入射するように編隊飛行する
ことを特徴とする。
【００３７】
前記複数の飛行体の各飛行体は、
衛星から送信された測位信号に基づき自己の位置を測る測位部と、
外部から飛行計画を示す飛行計画情報を受信する受信部と、
前記測位部が測った自己の位置と、前記受信部が受信した飛行計画情報とに基づき、加速度を計算して、計算した加速度となるように機体を制御する制御部と
を備えることを特徴とする。
【００３８】
発電装置と、前記発電装置を制御する発電制御装置とを備える発電システムであり、
前記発電装置は、
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が搭載されたシートと、
前記シートに搭載された前記太陽電池に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行する複数の飛行体であって、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の飛行体と
を備え、
前記発電制御装置は、
前記複数の飛行体の各飛行体についての飛行計画を生成する飛行計画生成部と、
前記飛行計画生成部が生成した飛行計画を前記各飛行体へ送信する飛行計画送信部と
を備え、
前記各飛行体は、前記飛行計画送信部が送信した飛行計画に従い飛行する
ことを特徴とする。
【００３９】
複数の飛行体が、光エネルギーを電力に変換する太陽電池が搭載されたシートを、前記太陽電池に太陽光が入射するように保持して編隊飛行する飛行ステップと、
前記太陽電池が、前記飛行ステップで複数の飛行体が編隊飛行することにより太陽光を受け、太陽光の光エネルギーを電力に変換する発電ステップと
を備えることを特徴とする。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態１では、シート８に太陽電池７を搭載して、上空で発電することについて説明した。実施の形態２では、シート８に光合成体３３を搭載することについて説明する。
なお、実施の形態２では、実施の形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付す。
【００４１】
図９は、実施の形態２に係る二酸化炭素吸収システム３１の構成図である。
二酸化炭素吸収システム３１は、発電装置２に代えて、二酸化炭素吸収装置３２を備えることを除き、図１に示す実施の形態１の発電システム１と同様である。
二酸化炭素吸収装置３２は、図１に示す発電装置２における太陽電池７に代えて、シート８に光合成体３３と毛細管３４とが搭載され、図１に示す発電装置２におけるバッテリー１０に代えて、タンク３５が各無人プレーン９に搭載されている。光合成体３３は、光合成色素を含み、水と光と二酸化炭素が与えられると光合成する。光合成体３３は、例えば、藻やコケである。毛細管３４は、光合成体３３へ水を供給するための管である。タンク３５は、毛細管３４を介して光合成体３３へ供給する水を蓄えておく容器である。
【００４２】
図１０は、実施の形態２に係る二酸化炭素吸収装置３２の機能構成を示すブロック図である。
上述したように、二酸化炭素吸収装置３２は、光合成体３３と毛細管３４とが搭載されたシート８と、複数の無人プレーン９とを備える。各無人プレーン９は、タンク３５、コマンド受信部１１、制御部１２、測位信号受信部１３、補強信号受信部１４、測位部１５、データ送信部１６、水分センサ３６、歪センサ３７、光センサ３８を備える。
コマンド受信部１１〜データ送信部１６は、図２に示す実施の形態１のコマンド受信部１１〜データ送信部１６と同様である。水分センサ３６は、毛細管３４の水分量を計測する。歪センサ３７は、シート８の重量増加量を計測する。光センサ３８は、光合成体３３の大きさ（密度）変化を計測する。
なお、テレメトリーデータには、水分情報、シート情報、温度情報、位置速度情報が含まれる。水分情報は、各無人プレーン９に設けられたタンク３５に蓄えられた水量を示す情報である。シート情報は、水分センサ３６により計測された水分量と、歪センサ３７により計測された重量増加量と、光センサ３８により計測された光合成体３３の大きさとを示す情報である。温度情報と位置速度情報とは、実施の形態１と同様である。
【００４３】
図１１は、実施の形態２に係る運用装置３の機能構成を示すブロック図である。
運行管理部１９、補強信号生成部２０、データ送受信部２１、水分量管理部３９、シート管理部４０、二酸化炭素分布管理部４１、データ受信部２００を備える。
運行管理部１９〜データ送受信部２１、データ受信部２００は、図３に示す実施の形態１の運行管理部１９〜データ送受信部２１、データ受信部２００と同様である。水分量管理部３９は、テレメトリーデータに含まれる水分情報に基づき、各無人プレーン９に設けられたタンク３５に蓄えられた水量を管理する装置である。シート管理部４０は、テレメトリーデータに含まれるシート情報に基づき、シート８の状態を管理する装置である。二酸化炭素分布管理部４１は、上空における二酸化炭素の分布状態を管理する装置である。
【００４４】
図１２は、実施の形態２に係る二酸化炭素吸収システム３１の動作の流れを示すフローチャートである。
（Ｓ２１：飛行ステップ）
図４のＳ１１と同様に、シート８が取り付けられた複数の無人プレーン９が上空で編隊飛行する。
【００４５】
（Ｓ２２：二酸化炭素吸収ステップ）
Ｓ１１で二酸化炭素吸収装置３２が上空を飛行することにより、シート８に搭載された光合成体３３により光合成が行われ、上空に溜まった二酸化炭素が光合成体３３に吸収される。
この際、各無人プレーン９のタンク３５から毛細管３４を介して光合成体３３へ水が供給される。運用装置３では、無人プレーン９から送信されたテレメトリーデータに含まれる水分情報に基づき、水分量管理部３９が各無人プレーン９に設けられたタンク３５に蓄えられた水量を監視する。具体的には、水分量管理部３９は、いずれかの無人プレーン９が有するタンク３５に蓄えられた水量が所定の量になったか（例えば、タンク３５が空になったか）を監視する。
【００４６】
（Ｓ２３：水補給ステップ）
運用装置３の運行管理部１９は、いずれかの無人プレーン９が有するタンク３５に蓄えられた水量が所定の量になった場合、その無人プレーン９を所定の場所へ降下させる降下コマンドを生成する。そして、データ送受信部２１が降下コマンドを二酸化炭素吸収装置３２へ送信する。すると、その無人プレーン９は、運用装置３からの降下コマンドに従い、指定された場所へ降下し、タンク３５に水が補給される。
この際、他の無人プレーン９は編隊飛行し続け、二酸化炭素の吸収を継続する。つまり、タンク３５の水量が減った無人プレーン９から順に交代して降下して、タンク３５に水を補給させる。タンク３５に水が補給された無人プレーン９は、飛行し、タンク３５の水が毛細管３４から光合成体３３へ供給されるように再びシート８に接続され、編隊飛行に加わる。上述したように、無人プレーン９は数ｃｍの誤差精度で位置を計測することができるので、タンク３５と毛細管３４との接続を上空で行うことも可能である。
【００４７】
運行管理部１９が生成するフライトプランについては、実施の形態１において図５に基づき説明したフライトプランと同様である。但し、運行管理部１９は、二酸化炭素分布管理部４１が管理する二酸化炭素の分布状態に基づき、二酸化炭素が多く溜まっている領域へ二酸化炭素吸収装置３２が向かうようなフライトプランを生成する。
また、無人プレーン９の構成についても、上述した違いを除き、実施の形態１において図６に基づき説明した構成と同様である。
【００４８】
以上のように、実施の形態２に係る二酸化炭素吸収システム３１では、二酸化炭素吸収装置３２が上空で二酸化炭素を吸収するため、地上に光合成体を設置する場合のように、設置場所がないということはない。また、複数の飛行体によりシート８を保持するため、シート８を大きくすることが可能であり、二酸化炭素吸収量を多くすることが可能である。
【００４９】
特に、地表に植林等を行っても、地表付近の二酸化炭素だけしか吸収することはできず、上空に溜まった二酸化炭素を吸収することはできない。また、高度が高い領域にある二酸化炭素の濃度は地表付近に比べて変化が少ない。そのため、二酸化炭素吸収システム３１により、上空に溜まった二酸化炭素を吸収することは効果的である。
【００５０】
なお、上記説明では、テレメトリーデータに含まれるシート情報に基づき、シート管理部４０がシート８の状態を管理するとした。Ｓ２２において、シート管理部４０は、シート情報が示す光合成体３３の重量増加量や、光合成体３３の大きさに基づき、光合成体３３の成長度合いを監視してもよい。具体的には、シート管理部４０は、シート８に搭載された光合成体３３の重量や大きさが所定以上になったかを監視してもよい。無人プレーン９にはさみ等を搭載しておき、光合成体３３の重量や大きさが所定以上になった場合、光合成体３３を刈り取るようにしてもよい。また、無人プレーン９にはさみ等を搭載するのではなく、光合成体３３を刈り取るための飛行体を別途飛ばして、光合成体３３の一部を刈り取るようにしてもよい。
【００５１】
また、上記説明では、タンク３５に蓄えられた水を毛細管３４を介して光合成体３３へ供給するとした。無人プレーン９に水を放水する噴霧器等を備えておき、タンク３５に蓄えられた水を噴霧器から光合成体３３へ供給するようにしてもよい。上空では気圧が低く、放水した水が蒸発しやすいが、上述した高度１５−２０ｋｍ程度であれば、十分に水を光合成体３３へ供給可能である。
【００５２】
実施の形態１ではシート８に太陽電池７を搭載して、上空で発電することについて説明し、実施の形態２ではシート８に光合成体３３を搭載して、上空の二酸化炭素を吸収することについて説明した。実施の形態１の構成と実施の形態２と構成とを合わせて、上空で発電するとともに、上空の二酸化炭素を吸収するようにしてもよい。つまり、太陽電池７と、光合成体３３及び毛細管３４とをシート８に搭載してもよい。もちろん、この場合、無人プレーン９には、バッテリー１０だけでなく、タンク３５等も設けられる。
この場合、無人プレーン９を降下させるのは、バッテリー１０に電力が溜まった場合と、タンク３５の水が減った場合との両方としてもよいし、いずれか一方の場合のみとしてもよい。また、バッテリー１０に電力が溜まったため無人プレーン９を降下させたとしても、バッテリー１０を交換するだけでなく、タンク３５に水を補給するようにしてもよい。逆に、タンク３５の水が減ったため無人プレーン９を降下させたとしても、タンク３５に水を補給するだけでなく、バッテリー１０を交換するようにしてもよい。
【００５３】
実施の形態２をまとめると、次のようになる。
光合成色素を含む光合成体であって、水と光と二酸化炭素が与えられると光合成する光合成体が搭載されたシートと、
前記シートに搭載された前記光合成体に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行する複数の飛行体であって、前記光合成体へ供給する水が蓄えられたタンクを有する複数の飛行体と
を備えることを特徴とする。
【００５４】
前記シートは、前記光合成体へ水を供給するための流路が設けられ、
前記複数の飛行体の各飛行体は、前記タンクに蓄えられた水を前記流路を介して前記光合成体へ供給する
ことを特徴とする。
【００５５】
前記複数の飛行体は、一部の飛行体が有するタンクに蓄えられた水が所定の量以下になると、前記一部の飛行体のうち少なくとも１機が前記シートから離れるとともに、残りの飛行体が前記光合成体に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行することを継続する
ことを特徴とする。
【００５６】
前記シートから離れた飛行体は、所定の位置へ降下してタンクに水が蓄えられた後、再び前記シートを保持する編隊飛行に加わる
ことを特徴とする。
【００５７】
前記複数の飛行体は、前記光合成体に対して太陽光が垂直に入射するように編隊飛行する
ことを特徴とする。
【００５８】
前記複数の飛行体の各飛行体は、
衛星から送信された測位信号に基づき自己の位置を測る測位部と、
外部から飛行計画を示す飛行計画情報を受信する受信部と、
前記測位部が測った自己の位置と、前記受信部が受信した飛行計画情報とに基づき、加速度を計算して、計算した加速度となるように機体を制御する制御部と
を備えることを特徴とする。
【００５９】
前記シートは、さらに、光エネルギーを電力に変換する太陽電池が搭載された
ことを特徴とする。
【００６０】
二酸化炭素吸収装置と、前記二酸化炭素吸収装置を制御する制御装置とを備える発電システムであり、
前記二酸化炭素吸収装置は、
光合成色素を含む光合成体であって、水と光と二酸化炭素が与えられると光合成する光合成体が搭載されたシートと、
前記シートに搭載された前記光合成体に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行する複数の飛行体であって、前記光合成体へ供給する水が蓄えられたタンクを有する複数の飛行体と
を備え、
前記制御装置は、
前記複数の飛行体の各飛行体についての飛行計画を生成する飛行計画生成部と、
前記飛行計画生成部が生成した飛行計画を前記各飛行体へ送信する飛行計画送信部と
を備え、
前記各飛行体は、前記飛行計画送信部が送信した飛行計画に従い飛行する
ことを特徴とする。
【００６１】
複数の飛行体が、光合成色素を含む光合成体であって、水と光と二酸化炭素が与えられると光合成する光合成体が搭載されたシートを、前記光合成体に太陽光が入射するように保持して、前記光合成体へ水を供給しながら編隊飛行する飛行ステップと、
前記光合成体が、前記飛行ステップで複数の飛行体が編隊飛行することにより太陽光を受け、供給された水を用いて光合成して周囲の二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収ステップと
を備えることを特徴とする。
【００６２】
実施の形態３．
実施の形態１では、太陽電池７を搭載したシート８を、複数の無人プレーン９が編隊飛行して上空へ上昇させ、上空で発電することについて説明した。実施の形態３では、大型の飛行船４３の気嚢の表面に太陽電池７を搭載して、上空で発電することについて説明する。
なお、実施の形態３では、実施の形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付す。
【００６３】
図１３は、実施の形態３に係る発電システム４２の構成図である。
実施の形態３に係る発電システム４２は、発電装置２がシート８に代えて太陽電池７が気嚢の表面に搭載された飛行船４３を備えること、及び、複数の無人プレーン４４（反射用飛行体）を備えることを除き、図１に示す実施の形態１の発電システム１と同様である。
飛行船４３は、無人プレーン９と同様に、運用装置３から送信されたフライトプランやコマンド等の情報に従い、無人プレーン９とともに編隊飛行する。無人プレーン４４は、太陽光を反射させる反射体４５を有しており、飛行船４３に搭載された太陽電池７へ反射させた光が入射するように、飛行船４３及び無人プレーン９とともに編隊飛行する。特に、無人プレーン４４は、飛行船４３に搭載された太陽電池７へ、太陽光が常に垂直に入射するように、編隊飛行する。
【００６４】
図１４は、実施の形態３に係る飛行船４３の機能構成を示すブロック図である。
上述したように、飛行船４３は、太陽電池７を備える。また、飛行船４３は、コマンド受信部１１、制御部１２、測位信号受信部１３、補強信号受信部１４、測位部１５、データ送信部１６を備える。コマンド受信部１１〜データ送信部１６は、図２に示す無人プレーン９のコマンド受信部１１〜データ送信部１６と同様である。
【００６５】
図１５は、実施の形態３に係る無人プレーン４４の機能構成を示すブロック図である。
上述したように、無人プレーン４４は、反射体４５を備える。また、無人プレーン４４は、コマンド受信部１１、制御部１２、測位信号受信部１３、補強信号受信部１４、測位部１５、データ送信部１６を備える。コマンド受信部１１〜データ送信部１６は、図２に示す無人プレーン９のコマンド受信部１１〜データ送信部１６と同様である。
【００６６】
図１６は、実施の形態３に係る発電システム４２の動作の流れを示すフローチャートである。
（Ｓ３１：飛行ステップ）
飛行船４３と複数の無人プレーン９と複数の無人プレーン４４とが上空で編隊飛行する。この際、飛行船４３と各無人プレーン９と各無人プレーン４４とでは、Ｓ１１における無人プレーン９と同様に、位置や速度を計測して、計測した位置や速度と運用装置３から受信したフライトプランとに基づき、制御部１２が加速度を制御して飛行する。
【００６７】
（Ｓ３２：発電ステップ）
Ｓ３１で発電装置２が上空を飛行することにより、飛行船４３に搭載された太陽電池７により電力が発生され、発生された電力は各無人プレーン９が備えるバッテリー１０に分散して蓄えられる。なお、無人プレーン４４により、太陽光が太陽電池７に入射するように反射されるので、効率的に電力が発生される。
この際、運用装置３では、Ｓ１２と同様に、各無人プレーン９に設けられたバッテリー１０に蓄えられた電力量を監視する。
【００６８】
（Ｓ３３：送電ステップ）
Ｓ１３と同様に、バッテリー１０に蓄えられた電力量が所定の量になった無人プレーン９は、運用装置３からの降下コマンドに従い、指定された場所へ降下し、バッテリー１０が空のものに交換される。
この際、他の無人プレーン９、飛行船４３、無人プレーン４４は編隊飛行し続け、発電を継続する。
【００６９】
飛行船４３は、自身の浮力だけで地上から上空へ上昇してもよいし、無人プレーン９の揚力を合わせて使って地上から上空へ上昇してもよい。飛行船４３は、自身の浮力だけで地上から上空へ上昇する場合には、無人プレーン９は飛行船４３とは別に地上から上空へ上昇し、上空にて飛行船４３に搭載された太陽電池７と接続してもよい。無人プレーン４４は、飛行船４３や無人プレーン９とともに地上から上空へ上昇してもよいし、飛行船４３や無人プレーン９とは別に地上から上空へ上昇してもよい。
【００７０】
以上のように、実施の形態３に係る発電システム４２では、実施の形態１に係る発電システム１と同様の効果を奏することができる。特に、実施の形態１と同様に、一旦上空へ上がった大型の飛行船４３は、降下する必要はなく、小型の無人プレーン９だけが必要に応じて降下すればよい。
【００７１】
なお、飛行船４３は、太陽電池７により発生した電力により動作すればよい。また、無人プレーン４４は、無人プレーン９と同様に、自身の動力となる電力を発生させる太陽電池を備えるものとする。
【００７２】
実施の形態３の構成と実施の形態２と構成とを合わせて、上空で発電するとともに、上空の二酸化炭素を吸収するようにしてもよい。つまり、太陽電池７と、光合成体３３及び毛細管３４とを飛行船４３の気嚢に搭載してもよい。もちろん、この場合、無人プレーン９には、バッテリー１０だけでなく、タンク３５等も設けられる。
この場合、無人プレーン９を降下させるのは、バッテリー１０に電力が溜まった場合と、タンク３５の水が減った場合との両方としてもよいし、いずれか一方の場合のみとしてもよい。また、バッテリー１０に電力が溜まったため無人プレーン９を降下させたとしても、バッテリー１０を交換するだけでなく、タンク３５に水を補給するようにしてもよい。逆に、タンク３５の水が減ったため無人プレーン９を降下させたとしても、タンク３５に水を補給するだけでなく、バッテリー１０を交換するようにしてもよい。
また、太陽電池７に代えて、光合成体３３及び毛細管３４だけを飛行船４３の気嚢に搭載し、発電は行わず、二酸化炭素の吸収だけを行うようにしてもよい。
【００７３】
また、飛行船４３の代わりに、光エネルギーを電力に変換する太陽電池のシートが搭載された、大型の船舶や人工浮体構造物を、母船として用いて海上に浮かべても良い。この場合、無人プレーン９の代わりに、母船に搭載された太陽電池に接続され母船の周辺に編隊を組んで配備され、太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリー１０を搭載した小型船舶のような複数の蓄電用船を用いても良く、蓄電用船は高精度に位置制御されながら遠隔操作によって無人で移動するものであっても良い。このような構成によって、太陽光が太陽電池に入射する間は、一部の蓄電用船が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用船のうち少なくとも１機が前記太陽電池との接続を切断して離れ、電力を必要とする場所（例えば地上の配電設備）に自らが移動して送電するとともに、残りの蓄電用船が前記太陽電池に接続された状態を保持し、編隊による蓄電を継続して電力を蓄えることができる。かくして、送電と蓄電を兼備えたシステムを簡便に構築することができる。また、太陽電池のシートを適宜母船上に敷設することで、緊急時に電力が必要な場合に、太陽光発電システムを簡便に設置することが可能となる。
【００７４】
また、飛行船４３の代わりに、光エネルギーを電力に変換する太陽電池のシートが設置された大型構造物又は大型トラックを、地上に設置しても良い。この場合、無人プレーン９の代わりに、太陽電池に接続され太陽電池の周辺に編隊を組んで配備され、太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリー１０を搭載した例えば電気自動車のような複数の蓄電用移動体を用いても良く、蓄電用移動体は高精度に位置制御されながら遠隔操作によって無人で移動するものであっても良い。このような構成によって、太陽光が太陽電池に入射する間は、一部の蓄電用移動体が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用移動体のうち少なくとも１機が前記太陽電池との接続を切断して離れ、電力を必要とする場所（例えば地上の配電設備）に自らが移動して送電するとともに、残りの蓄電用移動体が前記太陽電池に接続された状態を保持し、編隊による蓄電を継続して電力を蓄えることができる。かくして、送電と蓄電を兼備えたシステムを簡便に構築することができる。また、大型構造物を組み立て及び撤去可能な仮設構造物で構成し、太陽電池のシートを適宜大型構造物の上部に敷設することで、緊急時に電力が必要な場合に、太陽光発電システムを簡便に設置することが可能となる。
【００７５】
以上の実施の形態において、「〜部」として説明したものは、「〜装置」、「〜回路」、「〜ステップ」、「〜処理」と読み替えてもよく、「〜ステップ」として説明したものは、「〜処理」と読み替えてもよい。
また、以上の実施の形態において、「〜部」として説明したものは、ソフトウェアやプログラムで実現されていてもよい。この場合、「〜部」として説明したものは、それを備える装置の記憶装置に記憶され、処理装置により実行される。
【符号の説明】
【００７６】
１ 発電システム、２ 発電装置、３ 運用装置、４ 測位衛星、５ 運用衛星、６ 電子基準点、７ 太陽電池、８ シート、９ 無人プレーン、１０ バッテリー、１１ コマンド受信部、１２ 制御部、１３ 測位信号受信部、１４ 補強信号受信部、１５ 測位部、１６ データ送信部、１７ 誘導部、１８ 推進操舵部、１９ 運行管理部、２０ 補強信号生成部、２１ データ送受信部、２２ 充電電力管理部、２３ 発生電力管理部、２４ 需要管理部、２５ 主翼、２６ 垂直羽根、２７ プロペラ、２８ 太陽電池、２９ 飛行船、３０ 太陽電池、３１ 二酸化炭素吸収システム、３２ 二酸化炭素吸収装置、３３ 光合成体、３４ 毛細管、３５ タンク、３６ 水分センサ、３７ 歪センサ、３８ 光センサ、３９ 水分量管理部、４０ シート管理部、４１ 二酸化炭素分布管理部、４２ 発電システム、４３ 飛行船、４４ 無人プレーン、４５ 反射体。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光発電技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
排出する二酸化炭素量がなく、安全性の高い発電技術として太陽電池を用いた太陽光発電技術が知られている。太陽電池を用いた発電を行う場合、太陽電池を設置する場所が必要になる。一般に、太陽電池は、建物の屋根や、郊外の土地等に設置されている。
【０００３】
特許文献１には、太陽電池を搭載した航空機についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５２２５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池を建物の屋根等の地上に設置する場合、設置できる場所が限られているため、発電量を大きくすることは難しい。また、特許文献１に記載されたように、太陽電池を航空機に取り付けたとしても、大きな太陽電池を航空機に取り付けることはできず、発電量を大きくすることは難しい。
この発明は、太陽電池を用いて安定して多くの電力を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る発電装置は、
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が気嚢に搭載された飛行船と、
前記飛行船に搭載された前記太陽電池に接続され前記飛行船とともに編隊飛行する複数の蓄電用飛行体であって、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用飛行体と
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明に係る発電装置は、光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、
前記太陽電池に接続され前記太陽電池の周辺に編隊を組んで配備され、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用移動体と
を備え、
前記複数の蓄電用移動体は、一部の蓄電用移動体が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用移動体のうち少なくとも１機が編隊から外れ、残りの蓄電用移動体が前記太陽電池の周辺で編隊を組んで前記太陽電池に接続された状態で電力を蓄える
ことを特徴としても良い。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る発電装置は、太陽電池が搭載されたシートを、複数の飛行体が保持して編隊飛行することにより、上空にて発電を行う。上空にて発電を行うため、地上に太陽電池を設置する場合のように、設置場所がないということはない。また、複数の飛行体によりシートを保持するため、シートを大きくすることが可能であり、発電量を多くすることが可能である。
【０００９】
また、この発明に係る発電装置は、太陽電池の周辺に電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用移動体を編隊を組んで配備することにより、送電と蓄電を兼備えたシステムを簡便に構築することができる。また、大型構造物を組み立て及び撤去可能な仮設構造物で構成し、太陽電池のシートを適宜大型構造物の上部に敷設することで、緊急時に電力が必要な場合に、太陽光発電システムを簡便に設置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る発電システム１の構成図。
【図２】実施の形態１に係る発電装置２の機能構成を示すブロック図。
【図３】実施の形態１に係る運用装置３の機能構成を示すブロック図。
【図４】実施の形態１に係る発電システム１の動作の流れを示すフローチャート。
【図５】実施の形態１に係る運行管理部１９が生成するフライトプランの説明図。
【図６】実施の形態１に係る無人プレーン９の構成図。
【図７】実施の形態１に係るシート８を上空へ上昇させる方法の説明図。
【図８】実施の形態１に係るシート８を上空へ上昇させる方法の説明図。
【図９】実施の形態２に係る二酸化炭素吸収システム３１の構成図。
【図１０】実施の形態２に係る二酸化炭素吸収装置３２の機能構成を示すブロック図。
【図１１】実施の形態２に係る運用装置３の機能構成を示すブロック図。
【図１２】実施の形態２に係る二酸化炭素吸収システム３１の動作の流れを示すフローチャート。
【図１３】実施の形態３に係る発電システム４２の構成図。
【図１４】実施の形態３に係る飛行船４３の機能構成を示すブロック図。
【図１５】実施の形態３に係る無人プレーン４４の機能構成を示すブロック図。
【図１６】実施の形態３に係る発電システム４２の動作の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１では、太陽電池を用いて発電し、送電線を用いることなく発電した電力を必要とする場所へ届ける発電システム１について説明する。
【００１２】
図１は、実施の形態１に係る発電システム１の構成図である。
発電システム１は、発電装置２、運用装置３（発電制御装置）、測位衛星４、運用衛星５、電子基準点６を備える。
発電装置２は、光エネルギーを電力に変換する太陽電池７（太陽電池セル）が搭載されたシート８と、シート８の周囲等を保持して編隊飛行する複数の無人プレーン９（蓄電用飛行体）とを備える装置であり、上空にて発電を行う。各無人プレーン９には、バッテリー１０が設けられており、バッテリー１０には太陽電池７により発電された電力が蓄えられる。運用装置３は、測位用補強情報やフライトプラン等を発電装置２へ送信して、発電装置２の動作を制御する装置である。運用装置３へは、発電装置２からテレメトリーデータが送信され、電子基準点６から電子基準点情報が送信される。測位衛星４は、測位信号を送信する衛星であり、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＣＯＭＰＡＳＳ等の衛星である。運用衛星５は、発電装置２と運用装置３との間の通信を中継する衛星であり、例えばＧＥＯ（Ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）、ＱＺＳ（Ｑｕａｓｉ−Ｚｅｎｉｔｈ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）、ＭＥＯ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）、ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）等の衛星である。電子基準点６は、精度の高い測位を実現するために設けられた観測点である。
【００１３】
図２は、実施の形態１に係る発電装置２の機能構成を示すブロック図である。
上述したように、発電装置２は、太陽電池７が搭載されたシート８と、複数の無人プレーン９とを備える。各無人プレーン９は、バッテリー１０、コマンド受信部１１、制御部１２、測位信号受信部１３、補強信号受信部１４、測位部１５、データ送信部１６を備える。制御部１２は、誘導部１７、推進操舵部１８を備える。
コマンド受信部１１は、運用装置３から送信されたフライトプランやコマンド等の情報を、運用衛星５を介して受信する装置である。制御部１２は、測位部１５により計測された位置や速度と、コマンド受信部１１が受信したフライトプランとから無人プレーン９の機体を制御する装置である。誘導部１７は、位置、速度とフライトプランとから加速度を示す誘導指令信号を生成する装置である。推進操舵部１８は、誘導部１７が生成した誘導指令信号が示す加速度となるように、機体を制御する装置である。例えば、推進操舵部１８は、無人プレーン９が備えるプロペラ推進や翼操舵のための入力信号を生成して、入力信号によりプロペラや翼を操作する。測位信号受信部１３は、測位衛星４から送信された測位信号を受信する装置である。補強信号受信部１４は、運用装置３から送信された補強信号を受信する装置である。測位部１５は、測位信号受信部１３が受信した測位信号と、補強信号受信部１４が受信した補強信号とから位置や速度を計測する装置である。データ送信部１６は、運用衛星５を介してテレメトリーデータを運用装置３へ送信する装置である。
なお、テレメトリーデータには、充電量情報、発生電力情報、温度情報、位置速度情報が含まれる。充電量情報は、各無人プレーン９に設けられたバッテリー１０に蓄えられた電力量を示す情報である。発生電力情報は、太陽電池７により発電される電力単位時間当たりの電力量を示す情報である。温度情報は、太陽電池７の発電効率等に影響を与える発電装置２の温度であって、図示されていない温度センサにより計測された温度を示す情報である。この温度情報を用いることで、太陽電池７の発電効率を最適にするように図示されていないヒータによりコントロールすることもできる。位置速度情報は、測位部１５によって測定された、各無人プレーン９の移動速度と位置とを示す情報である。
【００１４】
図３は、実施の形態１に係る運用装置３の機能構成を示すブロック図である。
運用装置３は、運行管理部１９、補強信号生成部２０、データ送受信部２１、充電電力管理部２２、発生電力管理部２３、需要管理部２４、データ受信部２００を備える。
運行管理部１９は、フライトプランを生成する装置である。運行管理部１９は、時刻毎の太陽の位置や、直近の各無人プレーン９の位置に基づき、フライトプランを生成する。補強信号生成部２０は、電子基準点６から取得した電子基準点情報等に基づき、測位用補強情報を生成する装置である。データ送受信部２１は、運行管理部１９が生成したフライトプランや、補強信号生成部２０が生成した測位用補強情報等を、運用衛星５を介して発電装置２へ送信する装置である。また、データ送受信部２１は、テレメトリーデータを発電装置２から受信する。データ受信部２００は、電子基準点情報を電子基準点６から受信する装置である。充電電力管理部２２は、テレメトリーデータに含まれる充電量情報に基づき、各無人プレーン９に設けられたバッテリー１０に蓄えられた電力量を管理する装置である。充電電力管理部２２は、テレメトリーデータに含まれる温度情報に基づき、バッテリー１０の充電能力に影響を与える発電装置２の温度も管理している。発生電力管理部２３は、テレメトリーデータに含まれる発生電力情報に基づき、シート８に搭載された太陽電池７により発生する電力を管理する装置である。発生電力管理部２３は、テレメトリーデータに含まれる温度情報に基づき、太陽電池７の発電効率に影響を与える発電装置２の温度も管理している。需要管理部２４は、どの地域で電力が必要とされているかを示す電力需要を管理する装置である。
なお、測位用補強情報は、測位精度を高くするための情報であり、電離層情報、衛星時計情報、衛星軌道情報等が含まれる。フライトプランは、各無人プレーン９が居るべき位置やとるべき姿勢を時系列に示す情報であり、太陽の位置や、発電装置２から送信されるテレメトリーデータに含まれる位置速度情報等に基づき生成される。
【００１５】
図４は、実施の形態１に係る発電システム１の動作の流れを示すフローチャートである。
（Ｓ１１：飛行ステップ）
シート８が取り付けられた複数の無人プレーン９が上空で編隊飛行する。上空とは、例えば、雲や航空路よりも上の領域であって、ジェット気流の影響が小さい領域（例えば風速６ｍ／ｓ）である。例えば、上空とは、高度１５−２０ｋｍ程度の領域である。
この際、各無人プレーン９では、測位信号受信部１３が測位衛星４から受信した測位信号と、補強信号受信部１４が運用装置３から運用衛星５を介して受信した測位用補強情報とに基づき、測位部１５が位置や速度を計測する。各無人プレーン９は、測位信号に加えて測位用補強情報を用いて位置を計測することにより、数ｃｍの誤差精度で位置を計測することができる。各無人プレーン９では、測位部１５が計測した位置や速度と、コマンド受信部１１が運用装置３から運用衛星５を介して受信したフライトプランとに基づき、制御部１２が加速度を制御して飛行する。
また、この際、各無人プレーン９では、データ送信部１６が順次テレメトリーデータを送信する。一方、運用装置３では、運行管理部１９が、無人プレーン９から送信されたテレメトリーデータに基づき、順次フライトプランを修正して、データ送受信部２１が発電装置２へ送信する。また、補強信号生成部２０が、測位用補強情報を順次更新して、データ送受信部２１が発電装置２へ送信する。
【００１６】
（Ｓ１２：発電ステップ）
Ｓ１１で発電装置２が上空を飛行することにより、シート８に搭載された太陽電池７により電力が発生され、発生された電力は各無人プレーン９が備えるバッテリー１０に分散して蓄えられる。
この際、運用装置３では、無人プレーン９から送信されたテレメトリーデータに含まれる充電量情報に基づき、充電電力管理部２２が各無人プレーン９に設けられたバッテリー１０に蓄えられた電力量を監視する。具体的には、充電電力管理部２２は、いずれかの無人プレーン９が有するバッテリー１０に蓄えられた電力量が所定の量になったか（例えば、バッテリー１０が満杯の１００％充電になったか）を監視する。
【００１７】
（Ｓ１３：送電ステップ）
運用装置３の運行管理部１９は、いずれかの無人プレーン９が有するバッテリー１０に蓄えられた電力量が所定の量になった場合、その無人プレーン９を所定の場所へ降下させる降下コマンドを生成する。そして、データ送受信部２１が降下コマンドを発電装置２へ送信する。すると、その無人プレーン９は、運用装置３からの降下コマンドに従い、指定された場所へ降下し、バッテリー１０が空のものに交換される。
この際、他の無人プレーン９は編隊飛行し続け、発電を継続する。つまり、バッテリー１０にある程度の電力が蓄えられた無人プレーン９から順に交代して降下して、バッテリー１０が交換される。バッテリー１０が交換された無人プレーン９は、飛行し、太陽電池７により発電された電力がバッテリー１０に蓄えられるように再びシート８に接続され、編隊飛行に加わる。上述したように、無人プレーン９は数ｃｍの誤差精度で位置を計測することができるので、バッテリー１０の配線の接続を上空で行うことも可能である。
なお、無人プレーン９を降下させる場所は、需要管理部２４が電力需要と、無人プレーン９の位置とに応じて決定される。
【００１８】
図５は、実施の形態１に係る運行管理部１９が生成するフライトプランの説明図である。
上述したように、運用装置３の運行管理部１９は、太陽の位置や、各無人プレーン９の位置等に基づき、フライトプランを生成する。運行管理部１９は、発電装置２が上空にいる際、太陽から受けるエネルギー量が最大になるように、各無人プレーン９の位置、姿勢の時系列データを生成する。具体的には、運行管理部１９は、無人プレーン９によって展開されたシート８に搭載された太陽電池７へ、太陽光が常に垂直に入射するように、各無人プレーン９の位置、姿勢の時系列データを生成する。
なお、地球の自転の影響があるため、太陽光が常に垂直に入射するようにするには、常に各無人プレーン９を移動させる必要がある。しかし、その移動だけでは十分な揚力が得られない場合には、図５に矢印で示すように、太陽光が常に垂直に入射する状態を保ちつつ、例えば半径２−３ｋｍ程度の円を描くように各無人プレーン９を旋回させてもよい。
【００１９】
図６は、実施の形態１に係る無人プレーン９の構成図である。
上述したように、無人プレーン９は、バッテリー１０が設けられている。さらに、無人プレーン９は、主翼２５、垂直羽根２６、プロペラ２７、太陽電池２８を備える。また、図示されていないが、無人プレーン９は、プロペラ２７を作動させるためのモータや、離着陸時に使用する車輪等を備える。主翼２５は例えば無後退角翼を用いても良く、主翼２５の他に安定飛行用の前翼や尾翼を設けても良い。
なお、太陽電池２８は、無人プレーン９の動力として使用される電力を発生させるものである。つまり、無人プレーン９は、原則として太陽電池２８で発生された電力を用いて動作し、バッテリー１０に蓄えられた電力は使用しない。但し、太陽電池２８で十分な電力が得られないような特別な場合は、バッテリー１０に蓄えられた電力を使用する。また、ここでは、バッテリー１０はわかり易く示すため主翼２５の上に設けている。しかし、バッテリー１０は主翼２５の下側等他の位置に設けてもよい。
【００２０】
発電装置２の主な仕様について説明する。
シート８について説明する。シート８は、例えば、フィルム状の薄膜ソーラーシート（薄膜太陽電池パネル）である。太陽定数を１．３８［ｋＷ／ｍ２］とし、発電効率を３２［％］とし、太陽電池７の面積を１０，０００［ｍ２］とする。すると、発生電力＝太陽定数×発電効率×面積であるので、単位時間当たりの発生電力＝１．３８×０．３２×１０，０００＝４，４１６［ｋＷ］となる。
バッテリー１０について説明する。バッテリー１０は、例えば、リチウムイオンバッテリーである。１台の発電装置２での目標電力（蓄えられる目標電力量であり、例えば１時間当たり５，０００［ｋＷ］程度）は、１台の発電装置２を構成する複数の無人プレーン９が各々分担して、発電装置２で発生した電力を充電する。
無人プレーン９について説明する。無人プレーン９は、例えば、図６に示す構成の飛行体である。無人プレーン９の翼長は、例えば、５０−１００［ｍ］程度である。翼面積当たりの質量は、例えば、５００［ｇ／ｍ２］程度以下の軽量素材である。無人プレーン９は、バッテリー１０の交換の度に地上と上空の間を行き来するものであって、一種の送電装置としての機能を果たすものであり、地上と上空の間の電力線による接続が不要となる。
なお、太陽電池の発電効率やバッテリー１０の蓄電効率や無人プレーン９の機体数に応じて、バッテリー１０の交換までに要する時間を長時間化することができる。上述した通り、バッテリー１０の交換時間の到来に応じて、順次、新たな無人プレーン９が地上から上昇して発電装置２に新たに接続され、満充電のバッテリー１０を搭載した無人プレーン９が発電装置２から切り離されて地上に降下する。
【００２１】
以上のように、実施の形態１に係る発電システム１では、発電装置２が上空で発電を行うため、地上に太陽電池を設置する場合のように、設置場所がないということはない。また、複数の飛行体によりシート８を保持するため、シート８を大きくすることが可能であり、発電量を多くすることが可能である。
また、発電装置２が上空で発電を行うため、太陽高度の日毎の変化や季節毎の変化による影響を小さくすることができる。さらに、雲よりも上で発電を行うため、雨や曇り等の気象現象による影響はない。また、大気の反射、吸収による太陽放射の減衰を抑えることができる。また、地上に設置した場合には、太陽電池７に塵等が堆積して付着することにより、集光面の反射率が低下して、発電効率が低くなる恐れがあるが、上空であれば塵が堆積することがない。
【００２２】
また、実施の形態１に係る発電システム１では、充電が完了した無人プレーン９だけが降下して送電を行い、残りの無人プレーン９は上空に留まり発電を続ける。そのため、一旦上空へ運んだシート８を送電するために地上に降ろす必要がない。
【００２３】
なお、上記説明では、運行管理部１９は、太陽の位置と無人プレーン９の位置とからフライトプランを生成するとした。
運行管理部１９は、太陽の位置と無人プレーン９の位置とに加えて、需要管理部２４が管理する電力需要を考慮してフライトプランを生成してもよい。つまり、電力需要があり、次に送電する場所に近づくようなフライトプランを生成するようにしてもよい。
また、運行管理部１９は、太陽の位置と無人プレーン９の位置とに加えて、安全性を考慮してフライトプランを生成してもよい。例えば、何らかの事象により、シート８や無人プレーン９が落下した場合の安全性を考慮して、沿岸からある程度離れた海上のみを飛行ルートにするようなフライトプランを生成するようにしてもよい。また、安全性を考慮して、シート８や各無人プレーン９にバルーンやパラシュートを設け、落下する場合に膨らむあるいは広がるようにしておいてもよい。
【００２４】
また、上記説明では、充電電力管理部２２や発生電力管理部２３が発電装置２の温度を管理するとした。シート８や無人プレーン９にヒータを設けておき、Ｓ１２において充電電力管理部２２や発生電力管理部２３が管理する温度が所定の温度よりも低くなった場合には、ヒータにより温度を上げるようにしてもよい。これにより、発電効率の低下を防ぐことができる。
【００２５】
また、上記説明では、発電装置２を地上から上空へ上昇させることについて詳しく説明しなかった。発電装置２を地上から上空へ上昇させる場合、地上ではシート８を折畳む、あるいは、丸めて小さくしておき、発電を行う領域へ到達してからシート８を広げるように無人プレーン９を編隊飛行させてもよい。これにより、シート８が大きい場合であっても、地上に広い面積の土地を用意せずに、発電装置２を上空へ上昇させることが可能である。
【００２６】
また、無人プレーン９の揚力だけでなく、大型の飛行船２９や大型のバルーンの浮力を合わせて用いて、シート８を上空へ上昇させてもよい。図７は、無人プレーン９とともに飛行船２９を用いて、シート８を上空へ上昇させる方法の説明図である。飛行船２９を用いる場合、飛行船２９の気嚢の表面にシート８を貼り付けておき上空へ上昇させ（図７（ａ））、上空にて無人プレーン９の編隊飛行により気嚢からシート８を剥がしてシート８を広げる（図７（ｂ））。シート８を上空へ上昇させた後、飛行船２９も上空に留まらせ、運用装置３からの指示に基づく編隊飛行に加わる。なお、飛行船２９には、操舵翼、安定翼、プロペラ等の制御手段が設けられており、位置制御可能となっている。また、飛行船２９の上部には、飛行船２９の動力として使用される電力を発生させる太陽電池３０が設けられており、飛行船２９は原則として太陽電池３０で発生した電力により動作する。シート８は太陽電池３０が設けられた部分を除いた領域に貼り付けられている。
【００２７】
また、無人プレーン９を用いず、大型の飛行船２９や大型のバルーンの浮力だけを用いて、シート８を上空へ上昇させてもよい。図８は、無人プレーン９を用いず飛行船２９だけを用いて、シート８を上空へ上昇させる方法の説明図である。図７の場合と同様に、飛行船２９の気嚢の表面にシート８を貼り付けておき上空へ上昇させ（図８（ａ））、上空にて無人プレーン９がシート８に接続され、無人プレーン９の編隊飛行により気嚢からシート８を剥がしてシート８を広げる（図８（ｂ））。その後は、図７の場合と同様である。
【００２８】
また、飛行船２９を単にシート８を上空へ上昇させるためだけに用いてもよい。つまり、飛行船２９の気嚢の表面に気嚢を包み込むようにシート８を貼り付けておき、上空にて気嚢からシート８を剥がしてシート８を広げ、その後飛行船２９は下降させ無人プレーン９のみで編隊飛行させてもよい。
【００２９】
また、無人プレーン９に代えて、運用装置３からの指示により位置制御可能な小型の飛行船を用いてもよい。小型の飛行船を下降させる場合には、気嚢に蓄えられたヘリウムガスを抜けばよい。
【００３０】
また、図１では、発電装置２を１台だけ示しているが、発電装置２は必要な電力量に応じて複数台設けてもよい。
【００３１】
また、上記説明では、上空とは、例えば、高度１５−２０ｋｍ程度の領域であるとした。しかし、これに限らず、高度がもっと低い領域や高い領域であってもよい。
【００３２】
また、上記説明では、測位用補強情報やフライトプランは、運用装置３から運用衛星５を介して発電装置２へ送信されるとした。測位用補強情報やフライトプランは、運用衛星５を介さず、例えば携帯電話網等を利用して運用装置３から発電装置２へ送信されてもよい。
また、運用衛星５は測位衛星４を兼ねていても良い。また、運用衛星５は測位用補強情報の中継機能とテレメトリーデータやフライトプランの中継機能を分離して、別々の衛星にそれぞれの機能を持たせて運用しても良い。
【００３３】
実施の形態１をまとめると、次のようになる。
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が搭載されたシートと、
前記シートに搭載された前記太陽電池に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行する複数の飛行体であって、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の飛行体と
を備えることを特徴とする。
【００３４】
前記複数の飛行体は、一部の飛行体が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の飛行体のうち少なくとも１機が前記シートから離れるとともに、残りの飛行体が前記太陽電池に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行することを継続する
ことを特徴とする。
【００３５】
前記シートから離れた飛行体は、所定の位置へ降下してバッテリーが交換された後、再び前記シートを保持する編隊飛行に加わる
ことを特徴とする。
【００３６】
前記複数の飛行体は、前記太陽電池に対して太陽光が垂直に入射するように編隊飛行する
ことを特徴とする。
【００３７】
前記複数の飛行体の各飛行体は、
衛星から送信された測位信号に基づき自己の位置を測る測位部と、
外部から飛行計画を示す飛行計画情報を受信する受信部と、
前記測位部が測った自己の位置と、前記受信部が受信した飛行計画情報とに基づき、加速度を計算して、計算した加速度となるように機体を制御する制御部と
を備えることを特徴とする。
【００３８】
発電装置と、前記発電装置を制御する発電制御装置とを備える発電システムであり、
前記発電装置は、
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が搭載されたシートと、
前記シートに搭載された前記太陽電池に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行する複数の飛行体であって、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の飛行体と
を備え、
前記発電制御装置は、
前記複数の飛行体の各飛行体についての飛行計画を生成する飛行計画生成部と、
前記飛行計画生成部が生成した飛行計画を前記各飛行体へ送信する飛行計画送信部と
を備え、
前記各飛行体は、前記飛行計画送信部が送信した飛行計画に従い飛行する
ことを特徴とする。
【００３９】
複数の飛行体が、光エネルギーを電力に変換する太陽電池が搭載されたシートを、前記太陽電池に太陽光が入射するように保持して編隊飛行する飛行ステップと、
前記太陽電池が、前記飛行ステップで複数の飛行体が編隊飛行することにより太陽光を受け、太陽光の光エネルギーを電力に変換する発電ステップと
を備えることを特徴とする。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態１では、シート８に太陽電池７を搭載して、上空で発電することについて説明した。実施の形態２では、シート８に光合成体３３を搭載することについて説明する。
なお、実施の形態２では、実施の形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付す。
【００４１】
図９は、実施の形態２に係る二酸化炭素吸収システム３１の構成図である。
二酸化炭素吸収システム３１は、発電装置２に代えて、二酸化炭素吸収装置３２を備えることを除き、図１に示す実施の形態１の発電システム１と同様である。
二酸化炭素吸収装置３２は、図１に示す発電装置２における太陽電池７に代えて、シート８に光合成体３３と毛細管３４とが搭載され、図１に示す発電装置２におけるバッテリー１０に代えて、タンク３５が各無人プレーン９に搭載されている。光合成体３３は、光合成色素を含み、水と光と二酸化炭素が与えられると光合成する。光合成体３３は、例えば、藻やコケである。毛細管３４は、光合成体３３へ水を供給するための管である。タンク３５は、毛細管３４を介して光合成体３３へ供給する水を蓄えておく容器である。
【００４２】
図１０は、実施の形態２に係る二酸化炭素吸収装置３２の機能構成を示すブロック図である。
上述したように、二酸化炭素吸収装置３２は、光合成体３３と毛細管３４とが搭載されたシート８と、複数の無人プレーン９とを備える。各無人プレーン９は、タンク３５、コマンド受信部１１、制御部１２、測位信号受信部１３、補強信号受信部１４、測位部１５、データ送信部１６、水分センサ３６、歪センサ３７、光センサ３８を備える。
コマンド受信部１１〜データ送信部１６は、図２に示す実施の形態１のコマンド受信部１１〜データ送信部１６と同様である。水分センサ３６は、毛細管３４の水分量を計測する。歪センサ３７は、シート８の重量増加量を計測する。光センサ３８は、光合成体３３の大きさ（密度）変化を計測する。
なお、テレメトリーデータには、水分情報、シート情報、温度情報、位置速度情報が含まれる。水分情報は、各無人プレーン９に設けられたタンク３５に蓄えられた水量を示す情報である。シート情報は、水分センサ３６により計測された水分量と、歪センサ３７により計測された重量増加量と、光センサ３８により計測された光合成体３３の大きさとを示す情報である。温度情報と位置速度情報とは、実施の形態１と同様である。
【００４３】
図１１は、実施の形態２に係る運用装置３の機能構成を示すブロック図である。
運行管理部１９、補強信号生成部２０、データ送受信部２１、水分量管理部３９、シート管理部４０、二酸化炭素分布管理部４１、データ受信部２００を備える。
運行管理部１９〜データ送受信部２１、データ受信部２００は、図３に示す実施の形態１の運行管理部１９〜データ送受信部２１、データ受信部２００と同様である。水分量管理部３９は、テレメトリーデータに含まれる水分情報に基づき、各無人プレーン９に設けられたタンク３５に蓄えられた水量を管理する装置である。シート管理部４０は、テレメトリーデータに含まれるシート情報に基づき、シート８の状態を管理する装置である。二酸化炭素分布管理部４１は、上空における二酸化炭素の分布状態を管理する装置である。
【００４４】
図１２は、実施の形態２に係る二酸化炭素吸収システム３１の動作の流れを示すフローチャートである。
（Ｓ２１：飛行ステップ）
図４のＳ１１と同様に、シート８が取り付けられた複数の無人プレーン９が上空で編隊飛行する。
【００４５】
（Ｓ２２：二酸化炭素吸収ステップ）
Ｓ１１で二酸化炭素吸収装置３２が上空を飛行することにより、シート８に搭載された光合成体３３により光合成が行われ、上空に溜まった二酸化炭素が光合成体３３に吸収される。
この際、各無人プレーン９のタンク３５から毛細管３４を介して光合成体３３へ水が供給される。運用装置３では、無人プレーン９から送信されたテレメトリーデータに含まれる水分情報に基づき、水分量管理部３９が各無人プレーン９に設けられたタンク３５に蓄えられた水量を監視する。具体的には、水分量管理部３９は、いずれかの無人プレーン９が有するタンク３５に蓄えられた水量が所定の量になったか（例えば、タンク３５が空になったか）を監視する。
【００４６】
（Ｓ２３：水補給ステップ）
運用装置３の運行管理部１９は、いずれかの無人プレーン９が有するタンク３５に蓄えられた水量が所定の量になった場合、その無人プレーン９を所定の場所へ降下させる降下コマンドを生成する。そして、データ送受信部２１が降下コマンドを二酸化炭素吸収装置３２へ送信する。すると、その無人プレーン９は、運用装置３からの降下コマンドに従い、指定された場所へ降下し、タンク３５に水が補給される。
この際、他の無人プレーン９は編隊飛行し続け、二酸化炭素の吸収を継続する。つまり、タンク３５の水量が減った無人プレーン９から順に交代して降下して、タンク３５に水を補給させる。タンク３５に水が補給された無人プレーン９は、飛行し、タンク３５の水が毛細管３４から光合成体３３へ供給されるように再びシート８に接続され、編隊飛行に加わる。上述したように、無人プレーン９は数ｃｍの誤差精度で位置を計測することができるので、タンク３５と毛細管３４との接続を上空で行うことも可能である。
【００４７】
運行管理部１９が生成するフライトプランについては、実施の形態１において図５に基づき説明したフライトプランと同様である。但し、運行管理部１９は、二酸化炭素分布管理部４１が管理する二酸化炭素の分布状態に基づき、二酸化炭素が多く溜まっている領域へ二酸化炭素吸収装置３２が向かうようなフライトプランを生成する。
また、無人プレーン９の構成についても、上述した違いを除き、実施の形態１において図６に基づき説明した構成と同様である。
【００４８】
以上のように、実施の形態２に係る二酸化炭素吸収システム３１では、二酸化炭素吸収装置３２が上空で二酸化炭素を吸収するため、地上に光合成体を設置する場合のように、設置場所がないということはない。また、複数の飛行体によりシート８を保持するため、シート８を大きくすることが可能であり、二酸化炭素吸収量を多くすることが可能である。
【００４９】
特に、地表に植林等を行っても、地表付近の二酸化炭素だけしか吸収することはできず、上空に溜まった二酸化炭素を吸収することはできない。また、高度が高い領域にある二酸化炭素の濃度は地表付近に比べて変化が少ない。そのため、二酸化炭素吸収システム３１により、上空に溜まった二酸化炭素を吸収することは効果的である。
【００５０】
なお、上記説明では、テレメトリーデータに含まれるシート情報に基づき、シート管理部４０がシート８の状態を管理するとした。Ｓ２２において、シート管理部４０は、シート情報が示す光合成体３３の重量増加量や、光合成体３３の大きさに基づき、光合成体３３の成長度合いを監視してもよい。具体的には、シート管理部４０は、シート８に搭載された光合成体３３の重量や大きさが所定以上になったかを監視してもよい。無人プレーン９にはさみ等を搭載しておき、光合成体３３の重量や大きさが所定以上になった場合、光合成体３３を刈り取るようにしてもよい。また、無人プレーン９にはさみ等を搭載するのではなく、光合成体３３を刈り取るための飛行体を別途飛ばして、光合成体３３の一部を刈り取るようにしてもよい。
【００５１】
また、上記説明では、タンク３５に蓄えられた水を毛細管３４を介して光合成体３３へ供給するとした。無人プレーン９に水を放水する噴霧器等を備えておき、タンク３５に蓄えられた水を噴霧器から光合成体３３へ供給するようにしてもよい。上空では気圧が低く、放水した水が蒸発しやすいが、上述した高度１５−２０ｋｍ程度であれば、十分に水を光合成体３３へ供給可能である。
【００５２】
実施の形態１ではシート８に太陽電池７を搭載して、上空で発電することについて説明し、実施の形態２ではシート８に光合成体３３を搭載して、上空の二酸化炭素を吸収することについて説明した。実施の形態１の構成と実施の形態２と構成とを合わせて、上空で発電するとともに、上空の二酸化炭素を吸収するようにしてもよい。つまり、太陽電池７と、光合成体３３及び毛細管３４とをシート８に搭載してもよい。もちろん、この場合、無人プレーン９には、バッテリー１０だけでなく、タンク３５等も設けられる。
この場合、無人プレーン９を降下させるのは、バッテリー１０に電力が溜まった場合と、タンク３５の水が減った場合との両方としてもよいし、いずれか一方の場合のみとしてもよい。また、バッテリー１０に電力が溜まったため無人プレーン９を降下させたとしても、バッテリー１０を交換するだけでなく、タンク３５に水を補給するようにしてもよい。逆に、タンク３５の水が減ったため無人プレーン９を降下させたとしても、タンク３５に水を補給するだけでなく、バッテリー１０を交換するようにしてもよい。
【００５３】
実施の形態２をまとめると、次のようになる。
光合成色素を含む光合成体であって、水と光と二酸化炭素が与えられると光合成する光合成体が搭載されたシートと、
前記シートに搭載された前記光合成体に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行する複数の飛行体であって、前記光合成体へ供給する水が蓄えられたタンクを有する複数の飛行体と
を備えることを特徴とする。
【００５４】
前記シートは、前記光合成体へ水を供給するための流路が設けられ、
前記複数の飛行体の各飛行体は、前記タンクに蓄えられた水を前記流路を介して前記光合成体へ供給する
ことを特徴とする。
【００５５】
前記複数の飛行体は、一部の飛行体が有するタンクに蓄えられた水が所定の量以下になると、前記一部の飛行体のうち少なくとも１機が前記シートから離れるとともに、残りの飛行体が前記光合成体に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行することを継続する
ことを特徴とする。
【００５６】
前記シートから離れた飛行体は、所定の位置へ降下してタンクに水が蓄えられた後、再び前記シートを保持する編隊飛行に加わる
ことを特徴とする。
【００５７】
前記複数の飛行体は、前記光合成体に対して太陽光が垂直に入射するように編隊飛行する
ことを特徴とする。
【００５８】
前記複数の飛行体の各飛行体は、
衛星から送信された測位信号に基づき自己の位置を測る測位部と、
外部から飛行計画を示す飛行計画情報を受信する受信部と、
前記測位部が測った自己の位置と、前記受信部が受信した飛行計画情報とに基づき、加速度を計算して、計算した加速度となるように機体を制御する制御部と
を備えることを特徴とする。
【００５９】
前記シートは、さらに、光エネルギーを電力に変換する太陽電池が搭載された
ことを特徴とする。
【００６０】
二酸化炭素吸収装置と、前記二酸化炭素吸収装置を制御する制御装置とを備える発電システムであり、
前記二酸化炭素吸収装置は、
光合成色素を含む光合成体であって、水と光と二酸化炭素が与えられると光合成する光合成体が搭載されたシートと、
前記シートに搭載された前記光合成体に太陽光が入射するように前記シートを保持して編隊飛行する複数の飛行体であって、前記光合成体へ供給する水が蓄えられたタンクを有する複数の飛行体と
を備え、
前記制御装置は、
前記複数の飛行体の各飛行体についての飛行計画を生成する飛行計画生成部と、
前記飛行計画生成部が生成した飛行計画を前記各飛行体へ送信する飛行計画送信部と
を備え、
前記各飛行体は、前記飛行計画送信部が送信した飛行計画に従い飛行する
ことを特徴とする。
【００６１】
複数の飛行体が、光合成色素を含む光合成体であって、水と光と二酸化炭素が与えられると光合成する光合成体が搭載されたシートを、前記光合成体に太陽光が入射するように保持して、前記光合成体へ水を供給しながら編隊飛行する飛行ステップと、
前記光合成体が、前記飛行ステップで複数の飛行体が編隊飛行することにより太陽光を受け、供給された水を用いて光合成して周囲の二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収ステップと
を備えることを特徴とする。
【００６２】
実施の形態３．
実施の形態１では、太陽電池７を搭載したシート８を、複数の無人プレーン９が編隊飛行して上空へ上昇させ、上空で発電することについて説明した。実施の形態３では、大型の飛行船４３の気嚢の表面に太陽電池７を搭載して、上空で発電することについて説明する。
なお、実施の形態３では、実施の形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付す。
【００６３】
図１３は、実施の形態３に係る発電システム４２の構成図である。
実施の形態３に係る発電システム４２は、発電装置２がシート８に代えて太陽電池７が気嚢の表面に搭載された飛行船４３を備えること、及び、複数の無人プレーン４４（反射用飛行体）を備えることを除き、図１に示す実施の形態１の発電システム１と同様である。
飛行船４３は、無人プレーン９と同様に、運用装置３から送信されたフライトプランやコマンド等の情報に従い、無人プレーン９とともに編隊飛行する。無人プレーン４４は、太陽光を反射させる反射体４５を有しており、飛行船４３に搭載された太陽電池７へ反射させた光が入射するように、飛行船４３及び無人プレーン９とともに編隊飛行する。特に、無人プレーン４４は、飛行船４３に搭載された太陽電池７へ、太陽光が常に垂直に入射するように、編隊飛行する。
【００６４】
図１４は、実施の形態３に係る飛行船４３の機能構成を示すブロック図である。
上述したように、飛行船４３は、太陽電池７を備える。また、飛行船４３は、コマンド受信部１１、制御部１２、測位信号受信部１３、補強信号受信部１４、測位部１５、データ送信部１６を備える。コマンド受信部１１〜データ送信部１６は、図２に示す無人プレーン９のコマンド受信部１１〜データ送信部１６と同様である。
【００６５】
図１５は、実施の形態３に係る無人プレーン４４の機能構成を示すブロック図である。
上述したように、無人プレーン４４は、反射体４５を備える。また、無人プレーン４４は、コマンド受信部１１、制御部１２、測位信号受信部１３、補強信号受信部１４、測位部１５、データ送信部１６を備える。コマンド受信部１１〜データ送信部１６は、図２に示す無人プレーン９のコマンド受信部１１〜データ送信部１６と同様である。
【００６６】
図１６は、実施の形態３に係る発電システム４２の動作の流れを示すフローチャートである。
（Ｓ３１：飛行ステップ）
飛行船４３と複数の無人プレーン９と複数の無人プレーン４４とが上空で編隊飛行する。この際、飛行船４３と各無人プレーン９と各無人プレーン４４とでは、Ｓ１１における無人プレーン９と同様に、位置や速度を計測して、計測した位置や速度と運用装置３から受信したフライトプランとに基づき、制御部１２が加速度を制御して飛行する。
【００６７】
（Ｓ３２：発電ステップ）
Ｓ３１で発電装置２が上空を飛行することにより、飛行船４３に搭載された太陽電池７により電力が発生され、発生された電力は各無人プレーン９が備えるバッテリー１０に分散して蓄えられる。なお、無人プレーン４４により、太陽光が太陽電池７に入射するように反射されるので、効率的に電力が発生される。
この際、運用装置３では、Ｓ１２と同様に、各無人プレーン９に設けられたバッテリー１０に蓄えられた電力量を監視する。
【００６８】
（Ｓ３３：送電ステップ）
Ｓ１３と同様に、バッテリー１０に蓄えられた電力量が所定の量になった無人プレーン９は、運用装置３からの降下コマンドに従い、指定された場所へ降下し、バッテリー１０が空のものに交換される。
この際、他の無人プレーン９、飛行船４３、無人プレーン４４は編隊飛行し続け、発電を継続する。
【００６９】
飛行船４３は、自身の浮力だけで地上から上空へ上昇してもよいし、無人プレーン９の揚力を合わせて使って地上から上空へ上昇してもよい。飛行船４３は、自身の浮力だけで地上から上空へ上昇する場合には、無人プレーン９は飛行船４３とは別に地上から上空へ上昇し、上空にて飛行船４３に搭載された太陽電池７と接続してもよい。無人プレーン４４は、飛行船４３や無人プレーン９とともに地上から上空へ上昇してもよいし、飛行船４３や無人プレーン９とは別に地上から上空へ上昇してもよい。
【００７０】
以上のように、実施の形態３に係る発電システム４２では、実施の形態１に係る発電システム１と同様の効果を奏することができる。特に、実施の形態１と同様に、一旦上空へ上がった大型の飛行船４３は、降下する必要はなく、小型の無人プレーン９だけが必要に応じて降下すればよい。
【００７１】
なお、飛行船４３は、太陽電池７により発生した電力により動作すればよい。また、無人プレーン４４は、無人プレーン９と同様に、自身の動力となる電力を発生させる太陽電池を備えるものとする。
【００７２】
実施の形態３の構成と実施の形態２と構成とを合わせて、上空で発電するとともに、上空の二酸化炭素を吸収するようにしてもよい。つまり、太陽電池７と、光合成体３３及び毛細管３４とを飛行船４３の気嚢に搭載してもよい。もちろん、この場合、無人プレーン９には、バッテリー１０だけでなく、タンク３５等も設けられる。
この場合、無人プレーン９を降下させるのは、バッテリー１０に電力が溜まった場合と、タンク３５の水が減った場合との両方としてもよいし、いずれか一方の場合のみとしてもよい。また、バッテリー１０に電力が溜まったため無人プレーン９を降下させたとしても、バッテリー１０を交換するだけでなく、タンク３５に水を補給するようにしてもよい。逆に、タンク３５の水が減ったため無人プレーン９を降下させたとしても、タンク３５に水を補給するだけでなく、バッテリー１０を交換するようにしてもよい。
また、太陽電池７に代えて、光合成体３３及び毛細管３４だけを飛行船４３の気嚢に搭載し、発電は行わず、二酸化炭素の吸収だけを行うようにしてもよい。
【００７３】
また、飛行船４３の代わりに、光エネルギーを電力に変換する太陽電池のシートが搭載された、大型の船舶や人工浮体構造物を、母船として用いて海上に浮かべても良い。この場合、無人プレーン９の代わりに、母船に搭載された太陽電池に接続され母船の周辺に編隊を組んで配備され、太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリー１０を搭載した小型船舶のような複数の蓄電用船を用いても良く、蓄電用船は高精度に位置制御されながら遠隔操作によって無人で移動するものであっても良い。このような構成によって、太陽光が太陽電池に入射する間は、一部の蓄電用船が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用船のうち少なくとも１機が前記太陽電池との接続を切断して離れ、電力を必要とする場所（例えば地上の配電設備）に自らが移動して送電するとともに、残りの蓄電用船が前記太陽電池に接続された状態を保持し、編隊による蓄電を継続して電力を蓄えることができる。かくして、送電と蓄電を兼備えたシステムを簡便に構築することができる。また、太陽電池のシートを適宜母船上に敷設することで、緊急時に電力が必要な場合に、太陽光発電システムを簡便に設置することが可能となる。
【００７４】
また、飛行船４３の代わりに、光エネルギーを電力に変換する太陽電池のシートが設置された大型構造物又は大型トラックを、地上に設置しても良い。この場合、無人プレーン９の代わりに、太陽電池に接続され太陽電池の周辺に編隊を組んで配備され、太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリー１０を搭載した例えば電気自動車のような複数の蓄電用移動体を用いても良く、蓄電用移動体は高精度に位置制御されながら遠隔操作によって無人で移動するものであっても良い。このような構成によって、太陽光が太陽電池に入射する間は、一部の蓄電用移動体が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用移動体のうち少なくとも１機が前記太陽電池との接続を切断して離れ、電力を必要とする場所（例えば地上の配電設備）に自らが移動して送電するとともに、残りの蓄電用移動体が前記太陽電池に接続された状態を保持し、編隊による蓄電を継続して電力を蓄えることができる。かくして、送電と蓄電を兼備えたシステムを簡便に構築することができる。また、大型構造物を組み立て及び撤去可能な仮設構造物で構成し、太陽電池のシートを適宜大型構造物の上部に敷設することで、緊急時に電力が必要な場合に、太陽光発電システムを簡便に設置することが可能となる。
【００７５】
以上の実施の形態において、「〜部」として説明したものは、「〜装置」、「〜回路」、「〜ステップ」、「〜処理」と読み替えてもよく、「〜ステップ」として説明したものは、「〜処理」と読み替えてもよい。
また、以上の実施の形態において、「〜部」として説明したものは、ソフトウェアやプログラムで実現されていてもよい。この場合、「〜部」として説明したものは、それを備える装置の記憶装置に記憶され、処理装置により実行される。
【符号の説明】
【００７６】
１ 発電システム、２ 発電装置、３ 運用装置、４ 測位衛星、５ 運用衛星、６ 電子基準点、７ 太陽電池、８ シート、９ 無人プレーン、１０ バッテリー、１１ コマンド受信部、１２ 制御部、１３ 測位信号受信部、１４ 補強信号受信部、１５ 測位部、１６ データ送信部、１７ 誘導部、１８ 推進操舵部、１９ 運行管理部、２０ 補強信号生成部、２１ データ送受信部、２２ 充電電力管理部、２３ 発生電力管理部、２４ 需要管理部、２５ 主翼、２６ 垂直羽根、２７ プロペラ、２８ 太陽電池、２９ 飛行船、３０ 太陽電池、３１ 二酸化炭素吸収システム、３２ 二酸化炭素吸収装置、３３ 光合成体、３４ 毛細管、３５ タンク、３６ 水分センサ、３７ 歪センサ、３８ 光センサ、３９ 水分量管理部、４０ シート管理部、４１ 二酸化炭素分布管理部、４２ 発電システム、４３ 飛行船、４４ 無人プレーン、４５ 反射体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が気嚢に搭載された飛行船と、
前記飛行船に搭載された前記太陽電池に接続され前記飛行船とともに編隊飛行する複数の蓄電用飛行体であって、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用飛行体と
を備えることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記複数の蓄電用飛行体は、一部の蓄電用飛行体が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用飛行体のうち少なくとも１機が編隊飛行から外れるとともに、残りの蓄電用飛行体が前記飛行船とともに編隊飛行することを継続する
ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
編隊飛行から外れた蓄電用飛行体は、所定の位置へ降下してバッテリーが交換された後、再び編隊飛行に加わる
ことを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記発電装置は、さらに、
太陽光を反射させる反射体を有し、反射させた太陽光が前記太陽電池に入射するように前記飛行船と編隊飛行する反射用飛行体
を備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の発電装置。
【請求項５】
前記飛行船と、前記複数の蓄電用飛行体の各蓄電用飛行体とは、
衛星から送信された測位信号に基づき自己の位置を測る測位部と、
外部から飛行計画を示す飛行計画情報を受信する受信部と、
前記測位部が測った自己の位置と、前記受信部が受信した飛行計画情報とに基づき、加速度を計算して、計算した加速度となるように機体を制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の発電装置。
【請求項６】
前記飛行船は、さらに、光合成色素を含む光合成体であって、水と光と二酸化炭素が与えられると光合成する光合成体が気嚢に搭載された
ことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の発電装置。
【請求項７】
発電装置と、前記発電装置を制御する発電制御装置とを備える発電システムであり、
前記発電装置は、
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が気嚢に搭載された飛行船と、
前記飛行船に搭載された前記太陽電池に接続され前記飛行船とともに編隊飛行する複数の蓄電用飛行体であって、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用飛行体と
を備え、
前記発電制御装置は、
前記飛行船と前記複数の蓄電用飛行体の各蓄電用飛行体とについての飛行計画を生成する飛行計画生成部と、
前記飛行計画生成部が生成した飛行計画を前記飛行船と前記各蓄電用飛行体とへ送信する飛行計画送信部と
を備え、
前記飛行船と前記各蓄電用飛行体とは、前記飛行計画送信部が送信した飛行計画に従い飛行する
ことを特徴とする発電システム。
【請求項８】
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が気嚢に搭載された飛行船と、前記飛行船に搭載された前記太陽電池に接続され、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用飛行体とが、前記太陽電池に太陽光が入射するように編隊飛行する飛行ステップと、
前記太陽電池が、前記飛行ステップで前記飛行船と前記複数の蓄電用飛行体とが編隊飛行することにより太陽光を受け、太陽光の光エネルギーを電力に変換する発電ステップと
を備えることを特徴とする発電方法。
【請求項９】
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が搭載された母船と、
前記母船に搭載された前記太陽電池に接続され前記母船の周辺に編隊を組んで配備され、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用船と
を備え、
前記複数の蓄電用船は、一部の蓄電用船が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用船のうち少なくとも１機が編隊から外れ、残りの蓄電用船が前記船の周辺で編隊を組んで前記太陽電池に接続された状態で電力を蓄える
ことを特徴とする発電装置。
【請求項１０】
光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、
前記太陽電池に接続され前記太陽電池の周辺に編隊を組んで配備され、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用移動体と
を備え、
前記複数の蓄電用移動体は、一部の蓄電用移動体が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用移動体のうち少なくとも１機が編隊から外れ、残りの蓄電用移動体が前記太陽電池の周辺で編隊を組んで前記太陽電池に接続された状態で電力を蓄える
ことを特徴とする発電装置。
【請求項１】
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が気嚢に搭載された飛行船と、
前記飛行船に搭載された前記太陽電池に接続され前記飛行船とともに編隊飛行する複数の蓄電用飛行体であって、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用飛行体と
を備えることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記複数の蓄電用飛行体は、一部の蓄電用飛行体が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用飛行体のうち少なくとも１機が編隊飛行から外れるとともに、残りの蓄電用飛行体が前記飛行船とともに編隊飛行することを継続する
ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
編隊飛行から外れた蓄電用飛行体は、所定の位置へ降下してバッテリーが交換された後、再び編隊飛行に加わる
ことを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記発電装置は、さらに、
太陽光を反射させる反射体を有し、反射させた太陽光が前記太陽電池に入射するように前記飛行船と編隊飛行する反射用飛行体
を備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の発電装置。
【請求項５】
前記飛行船と、前記複数の蓄電用飛行体の各蓄電用飛行体とは、
衛星から送信された測位信号に基づき自己の位置を測る測位部と、
外部から飛行計画を示す飛行計画情報を受信する受信部と、
前記測位部が測った自己の位置と、前記受信部が受信した飛行計画情報とに基づき、加速度を計算して、計算した加速度となるように機体を制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の発電装置。
【請求項６】
前記飛行船は、さらに、光合成色素を含む光合成体であって、水と光と二酸化炭素が与えられると光合成する光合成体が気嚢に搭載された
ことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の発電装置。
【請求項７】
発電装置と、前記発電装置を制御する発電制御装置とを備える発電システムであり、
前記発電装置は、
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が気嚢に搭載された飛行船と、
前記飛行船に搭載された前記太陽電池に接続され前記飛行船とともに編隊飛行する複数の蓄電用飛行体であって、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用飛行体と
を備え、
前記発電制御装置は、
前記飛行船と前記複数の蓄電用飛行体の各蓄電用飛行体とについての飛行計画を生成する飛行計画生成部と、
前記飛行計画生成部が生成した飛行計画を前記飛行船と前記各蓄電用飛行体とへ送信する飛行計画送信部と
を備え、
前記飛行船と前記各蓄電用飛行体とは、前記飛行計画送信部が送信した飛行計画に従い飛行する
ことを特徴とする発電システム。
【請求項８】
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が気嚢に搭載された飛行船と、前記飛行船に搭載された前記太陽電池に接続され、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用飛行体とが、前記太陽電池に太陽光が入射するように編隊飛行する飛行ステップと、
前記太陽電池が、前記飛行ステップで前記飛行船と前記複数の蓄電用飛行体とが編隊飛行することにより太陽光を受け、太陽光の光エネルギーを電力に変換する発電ステップと
を備えることを特徴とする発電方法。
【請求項９】
光エネルギーを電力に変換する太陽電池が搭載された母船と、
前記母船に搭載された前記太陽電池に接続され前記母船の周辺に編隊を組んで配備され、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用船と
を備え、
前記複数の蓄電用船は、一部の蓄電用船が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用船のうち少なくとも１機が編隊から外れ、残りの蓄電用船が前記船の周辺で編隊を組んで前記太陽電池に接続された状態で電力を蓄える
ことを特徴とする発電装置。
【請求項１０】
光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、
前記太陽電池に接続され前記太陽電池の周辺に編隊を組んで配備され、前記太陽電池によって変換された電力を蓄えるバッテリーを有する複数の蓄電用移動体と
を備え、
前記複数の蓄電用移動体は、一部の蓄電用移動体が有するバッテリーに蓄えられた電力量が所定の量以上になると、前記一部の蓄電用移動体のうち少なくとも１機が編隊から外れ、残りの蓄電用移動体が前記太陽電池の周辺で編隊を組んで前記太陽電池に接続された状態で電力を蓄える
ことを特徴とする発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２４４８３７（Ｐ２０１２−２４４８３７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４５５９（Ｐ２０１１−１１４５５９）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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