JP2003086821A

JP2003086821A - 太陽光発電システム

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Publication number: JP2003086821A
Application number: JP2001272898A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Matsutani; 基之松谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-03-20

Abstract

(57)【要約】【課題】公害や環境破壊を引き起こすことなく、膨大
量の電力を供給することのできる太陽光発電システムが
求められている。【解決手段】太陽光発電システム１は、光エネルギー
を電力に変換する太陽電池パネル２，２，２，・・・
と、太陽電池パネル２，２，２，・・・で変換された電
力を蓄えるバッテリ装置とを備えるシステムであって、
太陽電池パネル２，２，２，・・・により屋根構造２７
を形成し、この屋根構造２７で高速道路１３の上方を被
った構成にしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光エネルギーを電
力に変換して出力する太陽光発電システムの有効利用に
関するものである

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近年
の生活スタイル変遷に伴って、電力需要が増加の一途を
たどっている。その対策として、火力発電所や原子力発
電所を増やすことが考えられるが、前者は二酸化炭素を
大量に生じて地球温暖化を促進し、後者は処理が厄介で
貯蔵場所確保が困難な放射性廃棄物を生じるといった不
具合がある。そこで、クリーンエネルギーを利用する太
陽光発電が着目されている。かかる太陽光発電は太陽か
らの光エネルギーを太陽電池パネルで電力に変換して供
給するものであり、駆動部品を必要としないために騒音
が無くメンテナンスの手間がかからず、公害を生じない
という利点がある。一方で、我が国は国土が狭いにもか
かわらず、一般公道や私道を含む道路の上方が開放され
たままであってほとんど利用されていない。また、我が
国の高速道路網は多くの地域に行き渡っており、その総
延長距離は極めて長い。このように広い道路の上方空間
を遊ばせておくのはもったいない。

【０００３】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、公害や環境破壊を引き起こすこ
となく、膨大量の電力を供給することのできる太陽光発
電システムの提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る太陽光発電システムは、光エネルギー
を電力に変換する太陽電池パネルと、太陽電池パネルで
変換された電力を蓄えるバッテリ装置とを備えていて、
太陽電池パネルにより屋根構造を形成し、該屋根構造で
道路の上方を被った構成にしてある。

【０００５】また、前記構成において、屋根構造で被わ
れる道路が高速道路であるものである。

【０００６】そして、前記構成において、バッテリ装置
と電気自動車用の給電装置とを電気接続し、該給電装置
を高速道路の駐車エリアに配備したものである。

【０００７】更に、前記した各構成において、太陽電池
パネルを融雪温度に加熱する加熱手段を備えたものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
太陽光発電システムを示す概略構成図、図２は前記太陽
光発電システムの概略を示す斜視図である。各図におい
て、この実施形態に係る太陽光発電システム１は、例え
ば都市型の高速道路１３に適用される。高速道路１３で
は、地面１７に立設された桁１６上に、中央分離帯１５
を有する路面１４，１４が構築され、路面１４に車線マ
ーク１９が描かれている。路面１４，１４側縁の側壁１
８，１８には防音壁２０が立設され、中央分離帯１５に
照明灯などの交流負荷２１が設けられている。

【０００９】高速道路１３の上方は屋根構造２７で被わ
れている。この屋根構造２７は、側壁１８，１８に立設
された支柱２２，２２，・・・と、支柱２２，２２，・
・・の上端にそれぞれ固定金具２３，２３，・・・を介
して固設された屋根板材２４と、屋根板材２４の上面に
取り付けられた多数の太陽電池パネル２，２，２，・・
・とで主に形成されている。太陽電池パネル２，２，
２，・・・は屋根板材２４から僅かな隙間を有して中空
配置され、この隙間は太陽電池パネル２からの発熱を逃
がす通気空間となっている。屋根板材２４の最上部には
前記の通気空間と連通する通気箱２５が配備され、通気
箱２５は昇温空気を放出するための通気孔２６を有して
いる。この例において、屋根板材２４および太陽電池パ
ネル２，２，２，・・・は、例えば夏季の平均的な太陽
高度と直交する傾きで配置され、多量の受光量が得られ
るようになっている。

【００１０】前記の太陽電池パネル２は、図３および図
４に示すように、例えば平面正方形の基板４の上面に、
光エネルギーを直流電力に変換するアモルファスシリコ
ンなどから成る電池素子３が、１６個（４列４行）並べ
て配置されている。これらの電池素子３，３，３，・・
・の上方には端子１１，１２とつながった直流負荷１０
（例えばヒータ線など）が張り巡らされている。更に、
それらの上方は、例えばポリメタクリレートなど耐候性
を有する透明樹脂５で被覆されている。各電池素子３，
３，３，３からの配線６，６，６，６はアレイ７で集合
して端子８，９に接続されている。因みに、この太陽電
池パネル２の発電能力は、０．１３８ｋｗ／ｍ²・日で
ある。

【００１１】次に、太陽光発電システム１の電気回路構
成を図５に示す。同図において、３は電池素子、３０は
逆流防止ダイオード、３１は電池素子３で変換された電
力を蓄えるバッテリ装置、３２，１０，３４は直流負
荷、３５，３７はそれぞれ交流負荷２１，３８と接続さ
れた直流／交流変換用のインバータ、３９は商用系統電
源４０と接続された交流／直流変換用のコンバータ、４
３は前記の各機器間を電気接続する接続電線である。前
記の電気回路において、例えば、直流負荷３２は電気自
動車へ直流電力を供給する給電装置であり、直流負荷１
０は融雪用の電気ヒータであり、直流負荷３４はその他
の直流使用機器である。また、交流負荷２１は高速道路
１３の照明灯（図１，７参照）であり、交流負荷３８は
その他の交流使用機器である。接続電線４３はもともと
駐車エリア４４，４４（図６参照）間にも配線されてい
て、商用系統電源４０と交流負荷２１（照明灯）を接続
していたものがそのまま利用される。これにより、接続
電線を新設した場合と比べて大幅なコスト削減化を図る
ことができる。

【００１２】上記のように構成された太陽光発電システ
ム１において、日光照射により太陽パネル２の電池素子
３で生じた電力は直流負荷３２，１０，３４や交流負荷
２１，３８で消費され、余剰分はバッテリ装置３１に蓄
えられる。電力消費量が多過ぎて太陽光発電システム１
の発電量だけで賄いきれない場合は、商用系統電源４０
からの交流電力がコンバータ３９で変換されてシステム
に補充される。従って、高速道路１３で消費される電力
の多くが太陽光発電システム１からの電力で賄われる。
これが既設発電所の出力低減化につながり、地球温暖化
や環境破壊の抑止が図られる。また、高速道路１３はト
ンネルや立体交差以外に道路上空に障害物や遮蔽物が無
いので、太陽光発電システム１の建設が容易である。建
設資機材の搬送は高速道路１３を利用できるため迅速に
行うことができ、故障があった場合も素早く到着でき
る。尚、太陽光発電システム１で生じる電力量が高速道
路１３の電力消費量よりも多いことが予測される場合
は、双方向変換型のインバータを設けて太陽光発電シス
テム１からの電力を交流に変換したのち、商用系統電源
４０へ逆供給すればよい。

【００１３】更に、太陽光発電システム１では、図６に
示すように、高速道路１３におけるサービスエリアやパ
ーキングエリアなどの駐車エリア４４に、給電装置３２
Ａ（直流負荷３２）が電気自動車用の充電ステーション
として設置されている。駐車エリア４４，４４間は高速
道路１３に沿って配線された接続電線４３で接続されて
いる。また、商用系統電源４０としては、もともと駐車
エリア４４のサービス建屋４５に接続されている交流電
源が用いられる。このように、各駐車エリア４４に充電
ステーションを設置しておけば、高速道路１３の走行途
中で電気自動車の蓄電量が少なくなっても、最寄りの駐
車エリア４４で充電あるいはバッテリー交換ができるの
で安心である。

【００１４】一方、図７に示すように、山間部などの土
塁２９上に構築された高速道路１３ａでは、合掌造り風
の屋根構造２７ａを有する太陽光発電システム１ａが好
適である。屋根構造２７ａは積雪量に応じて屋根板材４
２，４２の傾斜角度が設定されるが、例えば積雪量の多
い地方では屋根板材４２，４２が急勾配に配置される。
尚、太陽光発電システム１ａは、屋根構造２７ａの形状
が異なること以外は太陽光発電システム１と同様の構成
であり、通気箱２５の替わりに通気箱２８が屋根最上部
に設置されている。

【００１５】このように高速道路１３ａ上方を屋根構造
２７ａで被ったことにより、路面１４，１４に雪が積も
らないため、路上の除雪作業が不要となる。そして、太
陽電池パネル２上に降雪があった場合は、操作者により
スィッチ回路３３がＯＮにされ直流負荷１０（電気ヒー
タ、加熱手段の一例）が通電される。これにより、太陽
電池パネル２が融雪温度以上に加熱されて雪が融ける。
その結果、多量の積雪による屋根構造２７の圧潰事故や
倒壊事故が未然に防止される。

【００１６】尚、上記の実施形態では、太陽光発電シス
テム１を高速道路１３，１３ａに適用した例を示した
が、本発明の太陽光発電システムはそれらに限定される
ものでない。例えば、一般の国道、都道府県道、市町村
道、林道、私道その他の道路に適用した場合でも、相応
の作用・効果が得られることはいうまでもない。また、
太陽光発電システムの屋根構造は必ずしも雨や雪をしの
げるほどの水封性が要求されず、発電機能を備えていれ
ば透水構造であっても構わない。

【００１７】また、上記では融雪用の加熱手段として、
太陽電池パネル２に配備した電気ヒータ（直流負荷１
０）を例示したが、これに限らず、別構成の加熱装置で
暖めた温水を噴射ノズル（図示省略）から太陽電池パネ
ルの上面に噴射して積雪を融かすことも可能である。あ
るいは、図５中の２点鎖線で示すスイッチ回路４１を逆
流防止ダイオード３０と並列に接続し、このスイッチ回
路４１をＯＮにして電池素子３に対し発電時とは逆向き
の電流を通電し電池素子３自体を発熱させて融雪するよ
うにしても構わない。その場合、簡単な構成の逆流回路
と、双方向型交流／直流インバータを新たに用いるだけ
で、他の回路は既設の配線をほとんど利用できるため、
電気ヒータや温水噴射ノズルといった大掛かりな付帯機
器を使用せずに済む。

【００１８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る太陽
光発電システムによれば、太陽電池パネルにより形成し
た屋根構造で道路の上方を被ってあるので、ほとんど利
用されていない道路の上方空間を有効に活用でき、膨大
量の電力を無公害で供給できる。加えて、道路上への降
雨や積雪を避けたり低減化することができる。

【００１９】また、高速道路に適用した場合は、道路上
空に障害物や遮蔽物がほとんど無いので建設が簡単であ
り建設資機材も高速に搬送されることから、建設コスト
が低廉で済む。そのうえ、太陽光発電システムに故障な
どがあった場合も、修理車が故障地区に迅速に到着して
対処することが可能となる。

【００２０】そして、電気自動車用の給電装置が高速道
路の駐車エリアに配備されている場合は、高速走行中の
電気自動車の蓄電量が少なくなっても最寄りの駐車エリ
アで受電できるため、途中で降りられないといった高速
道路特有の交通事情に対処することができる。

【００２１】更に、太陽電池パネルを加熱するように構
成すれば、太陽電池パネル上に降雪があっても加熱手段
により融雪されるので、積雪事故を未然に防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る太陽光発電システム
を示す概略構成図である。

【図２】前記太陽光発電システムの概略を示す斜視図で
ある。

【図３】前記太陽光発電システムに用いる太陽電池パネ
ルの側面図である。

【図４】前記太陽電池パネルの平面図である。

【図５】前記太陽光発電システムの電気回路図である。

【図６】前記太陽光発電システムを適用した高速道路の
平面構成図である。

【図７】本発明の別の実施形態に係る太陽光発電システ
ムを示す概略構成図である。

【符号の説明】

１，１ａ太陽光発電システム２太陽電池パネル３電池素子１０直流負荷（加熱手段）１３，１３ａ高速道路２２支柱２４屋根板材２７，２７ａ屋根構造３１バッテリ装置３２直流負荷３２Ａ給電装置４１スィッチ回路４４駐車エリア

Claims

【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
パネルと、太陽電池パネルで変換された電力を蓄えるバ
ッテリ装置とを備える太陽光発電システムにおいて、太
陽電池パネルにより屋根構造を形成し、該屋根構造で道
路の上方を被ったことを特徴とする太陽光発電システ
ム。
【請求項２】屋根構造で被われる道路が高速道路であ
る請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】バッテリ装置と電気自動車用の給電装置
とを電気接続し、該給電装置を高速道路の駐車エリアに
配備した請求項２に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】太陽電池パネルを融雪温度に加熱する加
熱手段を備えている請求項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。