JP2005079436A - Solar battery generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池を用いた発電装置に関し、特に、樹木を模した形状の発電装置に関する。 The present invention relates to a power generation device using a solar cell, and particularly to a power generation device having a shape imitating a tree.
太陽電池を用いた発電装置は、多くの場合平面に多数の太陽電池パネルを敷き設置される。これに対して、下記特許文献1に太陽からの直接光だけでなく散乱光を利用するという観点から太陽電池発電装置を樹木の形に模して葉の部分に太陽電池パネルを形成することが提案されている。
ところで、樹木型にすると平面パネル型の太陽電池発電装置とは異なり、葉の裏の部分が表出されることになる。しかし、今までの樹木型の太陽電池発電装置は葉の表部分のみの利用を考えたものであり葉の裏面を利用するという観点のものは無かった。
そこで、本発明は樹木型の太陽電池発電装置において葉に該当する部分の裏面を有効利用することを課題とする。
By the way, in the case of a tree type, unlike the flat panel type solar cell power generation device, the back part of the leaf is exposed. However, until now, tree-type solar cell power generators have considered the use of only the front part of the leaves and have no viewpoint of using the back side of the leaves.
Then, this invention makes it a subject to use effectively the back surface of the part applicable to a leaf in a tree-type solar cell power generation device.
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項1に記載の発明は、略垂直に設置される柱である幹部と、前記幹部の側面から側方に張り出す棒状体により形成される複数の枝部と、前記枝部の先端に形成される板状体により形成される複数の葉部とを有する。そして、前記複数の葉部のうち少なくとも一部には表面に太陽電池パネルが設置され、裏面には冷却水を出す穴である冷却水吐出口が設けられる。
請求項2に記載の発明は、前記太陽電池発電装置において、所定温度以上の場合に前記冷却水吐出口を有する葉部の裏面の2分の1以上が冷却水の表面張力により濡れた状態になるように前記冷却水が前記吐出口に供給される。
請求項3に記載の発明は、前記太陽電池発電装置において、前記冷却水吐出口を有する葉部の裏面は凹凸が形成される。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
The invention according to
The invention according to claim 2 is that in the solar battery power generation device, when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, one half or more of the back surface of the leaf portion having the cooling water discharge port is wet by the surface tension of the cooling water. Thus, the cooling water is supplied to the discharge port.
According to a third aspect of the present invention, in the solar battery power generation device, the back surface of the leaf portion having the cooling water discharge port is formed with irregularities.
請求項4に記載の発明は、略垂直に設置される柱である幹部と、前記幹部の側面から側方に張り出す棒状体により形成される複数の枝部と、前記枝部の先端に形成される板状体により形成される複数の葉部とを有する。そして、前記複数の葉部のうち少なくとも一部には表面および裏面に太陽電池パネルが設置される。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の太陽電池発電装置において、前記複数の葉部のうち少なくとも一部には表面に鏡が設置される。
請求項6に記載の発明は、前記太陽電池発電装置において、前記枝部は前記幹部に対して着脱自在に形成される。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a trunk portion that is a column installed substantially vertically, a plurality of branch portions that are formed by a rod-like body projecting laterally from a side surface of the trunk portion, and a tip of the branch portion. And a plurality of leaf portions formed by a plate-like body. And a solar cell panel is installed in the surface and the back surface in at least one part among these leaf parts.
According to a fifth aspect of the present invention, in the solar cell power generator according to the fourth aspect, a mirror is provided on the surface of at least a part of the plurality of leaf portions.
According to a sixth aspect of the present invention, in the solar cell power generator, the branch portion is detachably formed with respect to the trunk portion.
請求項1に記載の発明は、樹木型の太陽電池発電装置における葉部の裏面に冷却水を出す穴である冷却水吐出口が設けられるので、葉の裏面を冷却水により冷却することにより表面の太陽電池パネルの温度上昇による発電効率の低下を抑えることができ、葉部の裏面の有効利用が図られることになる。
請求項2に記載の発明は、所定温度以上の場合に前記冷却水吐出口を有する葉部の裏面の2分の1以上が冷却水の表面張力により濡れた状態になるので、所定温度以上になった場合でも葉の裏面を濡らす冷却水が蒸発する気化熱で葉部が冷却され、少量の冷却水でも太陽電池パネルの温度上昇による発電効率の低下を抑えることができる。
請求項3に記載の発明は、凹凸によって冷却水をより葉部の裏面に保持しやすくなるので、冷却水をより有効に利用できることになる。
請求項4に記載の発明は、樹木型の太陽電池発電装置における葉部の裏面に太陽電池パネルが設けられるので、樹木の側面より下からの散乱光を裏面の太陽電池パネルにより受けることができるので、散乱光をより有効に利用するこができ、葉部の裏面の有効活用が図られることになる。
請求項5に記載の発明は、一部の葉部の表面に鏡が設置されるので、鏡からの反射光を他の葉部の裏面に設けられる太陽電池パネルに照射することができるので、さらに多くの光を葉部の裏面に設けられる太陽電池パネルに当てることができる。
請求項6に記載の発明は、枝部が幹部から着脱自在に形成されるので、設置場所の状況に応じて枝部およびこれに装着される葉部を取り外したり、付け替えたりすることができ、使用者の意図の応じた柔軟な利用方法が可能となる。
Since the cooling water discharge port which is a hole which discharges cooling water is provided in the back surface of the leaf part in the tree-type solar cell power generator, the invention according to
In the second aspect of the present invention, when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, one half or more of the back surface of the leaf portion having the cooling water discharge port is wetted by the surface tension of the cooling water. Even in this case, the leaves are cooled by the heat of vaporization of the cooling water that wets the back surface of the leaves, and even a small amount of cooling water can suppress a decrease in power generation efficiency due to a rise in the temperature of the solar cell panel.
In the third aspect of the invention, the cooling water can be more easily held on the back surface of the leaf portion due to the unevenness, so that the cooling water can be used more effectively.
In the invention according to
In the invention according to claim 5, since the mirror is installed on the surface of a part of the leaf portion, it is possible to irradiate the solar panel provided on the back surface of the other leaf portion with the reflected light from the mirror. Furthermore, more light can be applied to the solar cell panel provided on the back surface of the leaf portion.
In the invention according to claim 6, since the branch part is detachably formed from the trunk part, the branch part and the leaf part attached to the branch part can be removed or replaced according to the situation of the installation place, A flexible usage method according to the intention of the user is possible.
(実施の形態1)
図1に本発明の第1の実施の形態に係る太陽電池発電装置Aの正面図を示す。本太陽電池発電装置Aは幹部10、枝部20、葉部30、地下茎部40より構成される。
幹部10は、上端と下端にフランジ14が設けられた鉄製のパイプである幹部ユニット10aを縦に連結させた中空の柱である。図2に幹部ユニット10aの一部破断正面図、図3に幹部ユニット10aの平面図を示す。幹部ユニット10aの内部は冷却水を通す冷却水パイプ12と、電線を通す電気ケーブル13が通っている。また、幹部ユニット10aの側面には側方やや上方に向かう棒状の枝部取り付け部11が複数形成されている。なお、ここでは図3に示すように側面の一方向には枝部取り付け部11を設けていない。枝部取り付け部11の外周にはネジが切られており、内部に冷却水を通す穴である水路11aと電線11bとが通っている。水路11aは冷却水パイプ12と接続しており、冷却水の供給を受ける。電線11bは電気ケーブル13に接続されている。幹部ユニット10aの上端の開口には冷却水パイプ12とつながるオス型の冷却水ソケット12aが設けられ、下端にはオス型の冷却水ソケット12aに係合するメス型の冷却水ソケット12bが設けられている。同じく、幹部ユニット10aの上端の開口には電気ケーブル13とつながるオス型の電気ソケット13aが設けられ、下端にはオス型の電気ソケット13aに係合するメス型の電気ソケット13bが設けられている。幹部ユニット10aの上端と下端に設けられるフランジ14には穴14aが形成されており、他の幹部ユニット10aのフランジ14を穴14aを重ねてボルトとナットにより両者を締結することで幹部ユニット10a同士を連結させる。この際、冷却水ソケット12aおよび12b、電気ソケット13aおよび13bは互いに係合するようになっている。幹部ユニット10aはやや先細りになるように形成され、上に連結されるものほど外形が小さくなるようになっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a front view of a solar cell power generator A according to a first embodiment of the present invention. This solar cell power generator A includes a
The
枝部20はパイプにより形成される。図4に枝部20と葉部30の縦断面図を示し、図5に枝部20および葉部30の平面図を示し、図6に枝部20および葉部30の底面図を示す。枝部20はパイプ本体21の一端に回動自在に取り付けられた内面にネジの切られた円筒体である幹部取り付け部22が設けられ、他端に葉部30が回動自在に取り付けられている。幹部取り付け部22の内面は幹部ユニット10aの枝部取り付け部11のネジに係合するようになっている。また、枝部20の内部には冷却水を通す冷却水パイプ23と電気を流す電線24が通っている。冷却水パイプ23の一端は幹部取り付け部22内部のオス型の冷却水ソケット23aに連結され、同様に電線24の一端は幹部取り付け部22内部のオス型の電気ソケット24aに連結される。これらの冷却水ソケット23aおよび電気ソケット24aは幹部取り付け部22と枝部取り付け部10aとを係合させた際に、枝部取り付け部10a内の水路11aおよび電線11bと接続されるようになっている。
The
葉部30は、板状体であり上からガラス板32、太陽電池モジュール31、境界板34、裏板33が積層されている。このうちのガラス板32と複数の太陽電池モジュール31により太陽電池パネルが形成される。また、裏板33の前端と後端には棒状の装飾縁38が固定される。また、ガラス板32は装飾縁38に固定される押さえ板35により上から押さえられて固定されている。また、裏板33には枝部20の先端と回動自在に連結する枝部連結部37が設けられて枝部20の先端と連結している。太陽電池モジュール31は枝部20の内部を通る電線24と連結している。さらに、裏板33には複数の冷却水が出る穴である冷却水吐出口33aが設けられている。裏板と境界板34との間には隙間36が形成されており、枝部20を通る冷却水パイプ23の先端はこの隙間36内に水を供給するようになっている。また裏板33の外面側には凹凸を形成するために薄い布33bが貼り付けられている。
The
地下茎部40は、幹部10の下端と接続され、幹部10と接続される箱状体41と箱状体41の4つの側面から側方に伸びるパイプ体42、43とにより形成される。地下茎部40の内部には図示しない幹部10内の冷却水パイプ12aと接続される冷却水を供給する冷却水管と、幹部10内の電気ケーブル13aと接続される電気ケーブルが内側を通っている。また、箱状体41内部には冷却水パイプ12aへの水の流れを制御する電磁バルブと制御装置が設けられている。冷却水管には水道水が常時供給されているがこの電磁バルブにより葉部30への冷却水の供給は所定時のみに限定される。具体的には、制御装置は温度センサーに接続されており、気温が20度以上になると電磁バルブを一定時間開くようになっている。開く時間は葉部30の裏面に張られた布33bが全体的に濡れる程度の時間である。このような動作を気温が20度以上の場合に定期的に繰り返す。パイプ体42内の電気ケーブルは図示しない二次電池に接続され、ここで葉部30の太陽電池モジュールで発生した電気を溜めるようになっている。また、パイプ体43は転倒防止のために設けられるパイプであって内部はふさがれており電気ケーブル等は通らない。
なお、太陽電池発電装置Aは複数設けられる場合には地下茎部40のパイプ体42同士で接続される。これにより、大きな電力を得ることができるとともに転倒防止にも役立つことになる。
上記のような構成を有する太陽電池発電装置Aは、幹部10の枝部20が設けられていない方向を北にして地下茎部40を地面に埋めることで幹部10を地面に立てて使用する。この際、温度が高くなると葉部30の裏面が自動的に濡れて葉部30の温度を下げるので、温度上昇によって発電効率が落ちることが抑えられる。
The
When a plurality of solar battery power generation devices A are provided, the
The solar cell power generation apparatus A having the above-described configuration uses the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る太陽電池発電装置Bについて説明する。太陽電池発電装置Bは太陽電池発電装置Aとほぼ同様の構成であるが、葉部の裏面は冷却水吐出口が設けられる代わりに太陽電池パネルが設けられる点、一部の葉部は表面が鏡になっている点、冷却水は幹部の頂点から散水される点、幹部の全周にわたって枝部が設けられる点において相違する。
図7に実施の形態2に係る太陽電池発電装置Bの葉部のうち太陽電池パネルを裏面に設けた裏面受光葉部60および枝部20の縦断面図を示し、図8に裏面受光葉部60および枝部20の底面図を示す。葉部60は、やはり板状体であり上からガラス板62、太陽電池モジュール61、太陽電池モジュール63、ガラス板64が積層されている。このうちのガラス板62と複数の太陽電池モジュール61により表面を向く太陽電池パネルが形成され、ガラス板64と太陽電池モジュール63とにより裏面を向く太陽電池パネルが形成される。裏面受光葉部60の前端と後端には棒状の装飾縁66が設けられ、ガラス板62、65は装飾縁36に固定される押さえ板65により上および下から押さえられて固定されている。また、裏側のガラス板64には枝部20の先端と回動自在に連結する枝部連結部67が設けられて枝部20の先端と連結している。太陽電池モジュール61、63は枝部20の内部を通る電線24と連結している。なお、ここでは冷却水吐出口がないので枝部20内には冷却水パイプは設けられていない。
(Embodiment 2)
Next, the solar cell power generator B according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The solar cell power generation device B has substantially the same configuration as the solar cell power generation device A, but the back surface of the leaf portion is provided with a solar cell panel instead of the cooling water discharge port, and the surface of some leaf portions is It differs in that it is a mirror, the cooling water is sprinkled from the top of the trunk, and the branches are provided over the entire circumference of the trunk.
FIG. 7 shows a vertical cross-sectional view of the back surface light receiving
図9に太陽電池発電装置Bの葉部のうち鏡を表面に設けた鏡面葉部70および枝部20の縦断面図を示す。鏡面葉部70は板状体であり、枠体72に鏡71が嵌められ、枠体72に固定される押さえ板73により鏡71は上から押さえられて固定されている。枠体72の裏側には枝部20の先端と回動自在に連結する枝部連結部74が設けられて枝部20の先端と連結している。なお、枝部20内には電線も冷却パイプも設けられていない。
図10に太陽電池発電装置Bの正面図を示す。太陽電池発電装置Bは頂点部に散水ノズル80が設けてある。太陽電池発電装置Bでは各葉部へ冷却水が供給される代わりに頂点の散水ノズル80が各葉部の方向に4つ設けられている。冷却水の散水は実施の形態1に係る太陽電池発電装置Aと同様に地下茎部40の箱状体41内の電磁弁と制御装置により一定温度以上になると定期的に散水が行われるようになっている。
このような構成を有する太陽電池発電装置Bは、鏡面葉部70を主に北側に位置させ、鏡面葉部70に設けられる鏡により日光が他の裏面受光葉部60の裏面に反射されるような角度を持たせる。これによって、裏面受光葉部60は表面の太陽電池パネルによる発電のみならず、裏面の太陽電池パネルにより鏡面葉部70からの光および地面の照り返しや散乱光を受けて発電を行うことができる。
FIG. 9 shows a vertical cross-sectional view of the mirror
FIG. 10 shows a front view of the solar battery power generator B. The solar cell power generator B is provided with a watering
The solar battery power generation device B having such a configuration has the mirror
A、B 太陽電池発電装置
10 幹部
20 枝部
30 葉部
60 裏面受光葉部
70 鏡面葉部
31、61、63 太陽電池モジュール
33a 冷却水吐出口
71 鏡
A, B Solar
Claims (6)
前記幹部の側面から側方に張り出す棒状体により形成される複数の枝部と、
前記枝部の先端に形成される板状体により形成される複数の葉部とを有し、
前記複数の葉部のうち少なくとも一部には表面に太陽電池パネルが設置され、裏面には冷却水を出す穴である冷却水吐出口が設けられる
太陽電池発電装置。 An executive that is a pillar installed substantially vertically;
A plurality of branches formed by a rod-like body projecting laterally from the side of the trunk,
A plurality of leaf parts formed by a plate-like body formed at the tip of the branch part,
A solar cell power generation device, wherein a solar cell panel is provided on a surface of at least a part of the plurality of leaf portions, and a cooling water discharge port which is a hole for discharging cooling water is provided on the back surface.
請求項1に記載の太陽電池発電装置。 The cooling water is supplied to the discharge port so that at least a half of the back surface of the leaf portion having the cooling water discharge port is wet by the surface tension of the cooling water when the temperature is higher than a predetermined temperature. Item 2. The solar cell power generator according to Item 1.
前記幹部の側面から側方に張り出す棒状体により形成される複数の枝部と、
前記枝部の先端に形成される板状体により形成される複数の葉部とを有し、
前記複数の葉部のうち少なくとも一部には表面および裏面に太陽電池パネルが設置される
太陽電池発電装置。 An executive that is a pillar installed substantially vertically;
A plurality of branches formed by a rod-like body projecting laterally from the side of the trunk,
A plurality of leaf parts formed by a plate-like body formed at the tip of the branch part,
A solar cell power generator is provided with a solar cell panel on the front surface and the back surface of at least a part of the plurality of leaf portions.
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