JP2005317573A - Solar cell array - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光で発電する矩形状の太陽電池モジュールを複数配置する太陽電池アレイにおいて、前記複数の太陽電池モジュールを用いて、折り畳み、展開を可能とする太陽電池アレイの構造に関するものである。 The present invention relates to a solar cell array in which a plurality of rectangular solar cell modules that generate power using sunlight are arranged, and the solar cell array can be folded and deployed using the plurality of solar cell modules. .
近年、地球環境問題への関心の高まりとともに、自然エネルギーを利用した新エネルギー技術が注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用したシステムへの関心が高く、大型の発電所を建設できない発展途上国や送電のできない離村、砂漠や未開発地域などでの調査活動で電力源として、太陽電池を用いた独立電源システムが活躍している。独立電源システムは太陽電池で発電した電力をそのまま通信装置やポンプなどの負荷に供給する簡易型のほかに、昼間の発電電力を蓄電池などに貯えて負荷への供給電力の安定化や夜間照明などの非発電時での負荷への使用を可能とした蓄電型がある。このような独立電源システムでは、架台と呼ばれる鉄やアルミニウム製のレールを組み合わせて作った設置台上に太陽光を電気に変換する太陽電池モジュールを載置する方法が一般的であり、この太陽電池モジュールを架台に複数搭載した状態を太陽電池アレイと称する。 In recent years, with increasing interest in global environmental problems, new energy technology using natural energy has attracted attention. For example, solar cells are used as a power source in research activities in developing countries where large-scale power stations cannot be constructed, developing countries where large power plants cannot be built, remote villages where power transmission is not possible, deserts and undeveloped areas. The independent power system used is active. The independent power supply system is a simple type that supplies the power generated by solar cells directly to loads such as communication devices and pumps, as well as stores the generated power during the day in a storage battery, stabilizes the power supplied to the load, and performs night lighting. There is a storage type that can be used as a load during non-power generation. In such an independent power supply system, a method of placing a solar cell module for converting sunlight into electricity on an installation table made by combining iron or aluminum rails called a gantry is generally used. A state in which a plurality of modules are mounted on a gantry is referred to as a solar cell array.
図16は従来の太陽電池モジュールの構造を模式的に示したー部断面図、図17は従来の太陽電池モジュールの設置構造を模式的に示した斜視図である。 FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional solar cell module, and FIG. 17 is a perspective view schematically showing the installation structure of the conventional solar cell module.
以下にラミネート式の製造方法で作られる太陽電池モジュールを例にその構造を説明する。図16に示すように、太陽電池モジュール20は、受光面にガラスや樹脂等の光透過板24が設けられ、この光透過板24に多数の太陽電池素子23がEVA樹脂(Ethylene−Vinyl Acetate)等からなる封止材25によってラミネートされ、その裏面である非受光面にはテフロン(R)フィルムやPVF(ポリフッ化ビニル)、PET(ポレエチレンテレフタレート)などの耐候性フィルム26が貼着されたものであり、太陽電池素子23としては、例えばシリコン系半導体やガリウムヒ素等から成る化合物半導体などの単結晶、多結晶や非晶質の材料が用いられ、互いに直列及び/または並列に電気的に接続されて、太陽電池モジュール20の裏面、すなわち耐候性フィルム26の上にはABS樹脂などの合成樹脂やアルミニウム金属などで構成したジャンクションボックス19を接着し、太陽電池モジュール20の出力電力を取り出すターミナルに接続された送電線により出力が取り出される。
Hereinafter, the structure of the solar cell module manufactured by the laminate type manufacturing method will be described as an example. As shown in FIG. 16, the
なお、これら光透過板24、太陽電池素子23および耐候性フィルム26の重ね構造の矩形状の本体に対し、その各辺周囲をアルミニウム金属やSUS等から成る枠体21を挟み込むように装着し、太陽電池モジュール20の設置用固定部の役割を果たすようにしている。また、太陽電池モジュール20の端部保護および全体の強度を高める強度向上の目的にも役立つ。枠体には鉄やステンレス、アルミニウムのような金属の折り曲げ材や押し出し成形、FRPなどの樹脂成型品が用いられ、枠体同士の組付けは直接ネジやリベットで結合されるものや、連結プレートのような補助部材を介して固定されたり、ガラスや樹脂等の光透過板24に接着することで行われる。また、一体成型された枠に光透過板24をはめ込む構造としてもよい。
The
そうして作られた太陽電池モジュールの発電電力を用いて、照明や電動機等の負荷を稼動させる。このとき、図17に示すように、太陽電池モジュール20を架台と呼ばれる鉄やアルミニウムなどのレールを組合わせた設置架台に載せて固定し、太陽光発電装置とするのであるが、太陽光発電装置は風などの風加重により飛ばされたり転倒させられたりしないように、架台の基部に基礎31と呼ばれる埋設やコンクリート塊などの重量物を設けたり、設置面にアンカーなどを打ち込むなどして強固に固定する。上記架台は基礎31間を渡す底部レール32、太陽電池モジュール20を固定する上辺レール34のように複数のレールがボルト等で締め付け固定されているので、組立て工数が多く、また、分解して輸送する際には太陽電池モジュール20やレール等がぶつかり合って破損しないように梱包を厳重にする必要や、同形であるので積み重ねし易い太陽電池モジュールにおいても滑りやすく荷崩れし易いので、梱包を厳重にする必要があった。
Loads such as lighting and electric motors are operated using the generated power of the solar cell module thus produced. At this time, as shown in FIG. 17, the
上述した問題を改善する手段として、太陽電池モジュールを連結して折り畳めるようにすることが考えられ、折り畳みを一方向とした蛇腹状の構造とし、ワイヤー等で地面などに設置固定して太陽電池アレイとするものが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
しかしながら、架台の基部に埋設やコンクリート塊などの重量物である基礎を設けるため、一旦設置してしまうと容易に移設することができない。また、移設の度に基礎を作り直すのは材料の入手や施工の手間である。また、重量物である基礎を一緒に輸送する場合には搬送作業の困難や危険が生じることになる。 However, since the foundation which is heavy objects, such as embedding and a concrete lump, is provided in the base of a mount, once installed, it cannot be moved easily. In addition, it is time and labor to obtain materials and to reconstruct the foundation each time it is moved. In addition, when a heavy foundation is transported together, the transport work becomes difficult and dangerous.
また、太陽電池モジュールを連結して折り畳めるようにした構造においても、一方向の折り畳み構造であることから、展開しない方向以外へは伸縮せず太陽電池アレイは一方向にのみ全幅が増加することになる。一般に横長な太陽電池アレイとした場合、出力に比例して全長が長くなり、また展開したものを固定するためのワイヤーあるいは大型の架台が必要となる。 In addition, even in a structure in which the solar cell modules are connected and folded, since it is a unidirectional folding structure, the solar cell array is not expanded or contracted in directions other than the unfolded direction, and the entire width of the solar cell array increases only in one direction Become. In general, when a horizontally long solar cell array is used, the total length becomes longer in proportion to the output, and a wire or a large pedestal for fixing the developed one is required.
さらに、太陽電池アレイの設置スペースが出力に応じて横長に大きくなり、設置スペースの確保が難しくなる問題がある。 Furthermore, there is a problem that the installation space of the solar cell array becomes horizontally long according to the output, and it becomes difficult to secure the installation space.
また、短辺方向の比率が非常に小さいため、架台に設置しようとした際には短辺方向へ転倒することに対する強度が低く、風などの外力に対して転倒を防ぐための設備が必要となる。 Also, since the ratio in the short side direction is very small, the strength against falling in the short side direction is low when trying to install it on the gantry, and equipment to prevent overturning against external forces such as wind is necessary. Become.
そこで、本発明は上述の諸事情に鑑みてなされたものであり、その目的は小型にまとめることで輸送性を向上させ、据え置き型で利用した場合において短辺と長辺の比率が近い矩形状もしくは正方形状として設置幅を少なくし、設置後は外力に対して強い太陽電池アレイを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and the purpose thereof is to improve transportability by collecting them in a small size, and when used in a stationary type, a rectangular shape in which the ratio between the short side and the long side is close. Alternatively, it is to provide a solar cell array that is square-shaped and has a small installation width and is strong against external force after installation.
上記課題を解決するために、本発明の太陽電池アレイは、4枚の矩形状もしくは正方形状の太陽電池モジュールを2行2列の行列状に配置してなる太陽電池アレイであって、この太陽電池アレイを折り畳めるようにすべく、この太陽電池アレイの位置(1,1)と位置(2,1)に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部を連結具で連結させ、さらに位置(1,2)と位置(2,2)に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部を連結具で連結させるとともに、この太陽電池アレイの位置(1,1)と位置(1,2)もしくは位置(2,1)と位置(2,2)に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部を連結具で連結させたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a solar cell array of the present invention is a solar cell array in which four rectangular or square solar cell modules are arranged in a matrix of 2 rows and 2 columns, In order to fold the battery array, adjacent end portions of the solar cell modules arranged at the position (1, 1) and the position (2, 1) of the solar cell array are connected by a connector, and further the position (1 , 2) and adjacent end portions of the solar cell modules arranged at position (2, 2) are connected by a connector, and the position (1, 1) and position (1, 2) or position of this solar cell array Adjacent ends of the solar cell modules arranged at (2, 1) and position (2, 2) are connected by a connector.
また、本発明の他の太陽電池アレイは、m×n枚(m、nは自然数、m≧2、n≧3)の矩形状もしくは正方形状の太陽電池モジュールをm行n列の行列状に配置してなる太陽電池アレイであって、この太陽電池アレイを折り畳めるようにすべく、この太陽電池アレイの列方向に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部をそれぞれ連結具で連結させるとともに、aとbをそれぞれ1≦a≦(n−1)/2、1≦b≦n/2を満たす自然数とし、この太陽電池アレイの位置(1,2a+1)と位置(1,2a)に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部を連結具で連結させ、さらに位置(m,2b)と位置(m,2b−1)に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部を連結具で連結させたことを特徴とする。 In addition, another solar cell array of the present invention includes m × n (m, n are natural numbers, m ≧ 2, n ≧ 3) rectangular or square solar cell modules arranged in a matrix of m rows and n columns. The solar cell array is arranged, and in order to fold the solar cell array, the adjacent end portions of the solar cell modules arranged in the column direction of the solar cell array are respectively connected by a connector, a and b are natural numbers satisfying 1 ≦ a ≦ (n−1) / 2 and 1 ≦ b ≦ n / 2, respectively, and are arranged at positions (1, 2a + 1) and (1, 2a) of this solar cell array. Adjacent ends of solar cell modules connected by a connector, and adjacent ends of solar cell modules arranged at position (m, 2b) and position (m, 2b-1) are connected by a connector. It is characterized by that.
また、本発明の他の太陽電池アレイは、前記行列状に配置された太陽電池モジュールの側面からこれらの太陽電池モジュールを貫通する複数の穴を設け、これらの穴に棒状支持部材を挿入し、前記行列状に配置された太陽電池モジュールの展開状態を保持するようにしたことを特徴とする。 Further, another solar cell array of the present invention is provided with a plurality of holes penetrating these solar cell modules from the side surface of the solar cell modules arranged in a matrix, and inserting rod-like support members into these holes, The unfolded state of the solar cell modules arranged in a matrix is maintained.
また、本発明の他の太陽電池アレイは、外周部に棒状支持部材を固定するための複数の固定ベルトを設け、これらの固定ベルトを用いて棒状支持部材を外周部に固定し、前記行列状に配置された太陽電池モジュールの展開状態を保持するようにしたことを特徴とする。 Further, another solar cell array of the present invention is provided with a plurality of fixing belts for fixing the rod-like support member to the outer periphery, and the rod-like support members are fixed to the outer periphery using these fixing belts, The unfolded state of the solar cell module arranged in the above is maintained.
さらに、本発明の他の太陽電池アレイは、外周部に棒状支持部材を嵌め込むための複数の溝部を設け、これらの溝部に棒状支持部材を嵌め込み、前記行列状に配置された太陽電池モジュールの展開状態を保持するようにしたことを特徴とする。 Furthermore, another solar cell array of the present invention is provided with a plurality of groove portions for fitting rod-like support members on the outer peripheral portion, and the rod-like support members are fitted into these groove portions, and the solar cell modules arranged in the matrix form The unfolded state is maintained.
本発明の太陽電池アレイによれば、4枚の矩形状もしくは正方形状の太陽電池モジュールを2行2列の行列状に配置してなる太陽電池アレイであって、この太陽電池アレイを折り畳めるようにすべく、この太陽電池アレイの位置(1,1)と位置(2,1)に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部を連結具で連結させ、さらに位置(1,2)と位置(2,2)に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部を連結具で連結させるとともに、この太陽電池アレイの位置(1,1)と位置(1,2)もしくは位置(2,1)と位置(2,2)に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部を連結具で連結させたことにより、展開すると4倍の受光面積をもつ太陽電池モジュールを折り畳み時には縦横方向とも辺の長さを1/2とし、輸送性を向上させることができる。さらに展開時には縦、横の辺の長さが共に2倍となることで架台に設置した際に辺の長さが等しく2倍となり外力に対して安定した状態となる。 According to the solar cell array of the present invention, it is a solar cell array in which four rectangular or square solar cell modules are arranged in a matrix of 2 rows and 2 columns, so that the solar cell array can be folded. Therefore, the solar cell modules adjacent to each other at positions (1, 1) and (2, 1) of the solar cell array are connected to each other with a connector, and the positions (1, 2) and ( 2, 2) the adjacent end portions of the solar cell modules are connected by a connector, and the position (1,1) and position (1,2) or position (2,1) of the solar cell array By connecting adjacent solar cell modules located at position (2, 2) with a connector, when the solar cell module having a quadruple light receiving area when folded is folded, the length of the sides in both the vertical and horizontal directions is folded. Is 1/2, Thereby improving the transmission properties. Further, the lengths of both the vertical and horizontal sides are doubled at the time of deployment, so that when they are installed on the gantry, the lengths of the sides are doubled to be stable against external force.
また、本発明の他の太陽電池アレイによれば、m×n枚(m、nは自然数、m≧2、n≧3)の矩形状もしくは正方形状の太陽電池モジュールをm行n列の行列状に配置してなる太陽電池アレイであって、この太陽電池アレイを折り畳めるようにすべく、この太陽電池アレイの列方向に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部をそれぞれ連結具で連結させるとともに、aとbをそれぞれ1≦a≦(n−1)/2、1≦b≦n/2を満たす自然数とし、この太陽電池アレイの位置(1,2a+1)と位置(1,2a)に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部を連結具で連結させ、さらに位置(m,2b)と位置(m,2b−1)に配置される太陽電池モジュールの隣り合う端部を連結具で連結させたことにより、展開するとm×n倍の受光面積を持つ太陽電池モジュールを横方向は1/mとし、縦方向は1/nとし、輸送性を向上させることが出来る。さらに展開時には辺の長さが横方向にはm倍、縦方向にはn倍となることで安定することが出来る。また、折り畳まれた太陽電池モジュールの間に、他の太陽電池モジュールがこないため連結具が最短の長さとなり、展開時に発電に寄与しない面積をなくすと同時に、最短であるため強度を上げることができる。 According to another solar cell array of the present invention, m × n (m and n are natural numbers, m ≧ 2, n ≧ 3) rectangular or square solar cell modules are arranged in an m × n matrix. The solar cell arrays are arranged in a shape, and adjacent end portions of the solar cell modules arranged in the column direction of the solar cell array are connected by a connector so that the solar cell array can be folded. And a and b are natural numbers satisfying 1 ≦ a ≦ (n−1) / 2 and 1 ≦ b ≦ n / 2, respectively, and the positions (1, 2a + 1) and (1, 2a) of this solar cell array Adjacent ends of the solar cell modules to be arranged are connected with a connector, and adjacent ends of the solar cell modules arranged at the position (m, 2b) and the position (m, 2b-1) are connected with the connector. Mxn when expanded by connecting A solar cell module having a double light receiving area can be improved by 1 / m in the horizontal direction and 1 / n in the vertical direction. Furthermore, when unfolding, the length of the side is m times in the horizontal direction and n times in the vertical direction. In addition, since the other solar cell modules do not come between the folded solar cell modules, the connector has the shortest length, and at the same time, it eliminates the area that does not contribute to power generation when deployed, and at the same time increases the strength because it is the shortest. it can.
また、本発明の他の太陽電池アレイによれば、前記行列状に配置された太陽電池モジュールの側面からこれらの太陽電池モジュールを貫通する複数の穴を設け、これらの穴に棒状支持部材を挿入し、前記行列状に配置された太陽電池モジュールの展開状態を保持するようにしたことにより、複数の太陽電池モジュールよりなる展開した太陽電池アレイを1枚の太陽電池モジュールとして取り扱いが容易となる。 Further, according to another solar cell array of the present invention, a plurality of holes penetrating these solar cell modules are provided from the side surfaces of the solar cell modules arranged in a matrix, and rod-like support members are inserted into these holes. Since the developed state of the solar cell modules arranged in a matrix is maintained, the developed solar cell array composed of a plurality of solar cell modules can be easily handled as one solar cell module.
また、本発明の他の太陽電池アレイによれば、外周部に棒状支持部材を固定するための複数の固定ベルトを設け、これらの固定ベルトを用いて棒状支持部材を外周部に固定し、前記行列状に配置された太陽電池モジュールの展開状態を保持するようにしたことにより、太陽電池モジュールを固定することができる。また、固定ベルトにすることで棒の径を大小に幅を持たせることが出来るため、太陽電池モジュールを使用する現地にて棒を準備することができ輸送しなければならない部材数を削減することが出来る。 Further, according to another solar cell array of the present invention, a plurality of fixing belts for fixing the rod-shaped support member to the outer peripheral portion are provided, and the rod-shaped support member is fixed to the outer peripheral portion using these fixing belts, By maintaining the unfolded state of the solar cell modules arranged in a matrix, the solar cell module can be fixed. In addition, since the diameter of the rod can be increased or decreased by using a fixed belt, the rod can be prepared at the site where the solar cell module is used, and the number of members that must be transported must be reduced. I can do it.
また、本発明の他の太陽電池アレイによれば、外周部に棒状支持部材を嵌め込むための複数の溝部を設け、これらの溝部に棒状支持部材を嵌め込み、前記行列状に配置された太陽電池モジュールの展開状態を保持するようにしたことにより、行列状に展開された太陽電池モジュールを展開状態で固定することができる。 According to another solar cell array of the present invention, a plurality of groove portions for fitting rod-like support members are provided on the outer peripheral portion, and the rod-like support members are fitted into these groove portions, and the solar cells arranged in the matrix form. By maintaining the expanded state of the module, the solar cell modules expanded in a matrix can be fixed in the expanded state.
図6の(a)、(b)は本発明に係る太陽電池アレイにおいて折り畳み構造の断面を模式的に説明する図であり、(a)は平面図、(b)は一部断面図である。 6A and 6B are diagrams schematically explaining a cross section of a folding structure in the solar cell array according to the present invention, wherein FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a partial cross-sectional view. .
図6(a)、(b)に示すように、本発明における太陽電池モジュール11は、受光面にガラスや樹脂等の光透過板12が設けられ、この光透過板12に多数の太陽電池素子1がEVA樹脂(Ethylene−Vinyl Acetate)等からなる封止材13によってラミネートされ、その裏面である非受光面にはテフロン(R)フィルムやPVF(ポリフッ化ビニル)、PET(ポレエチレンテレフタレート)などの耐候性フィルム14が貼着されたものであり、太陽電池素子1としては、例えばシリコン系半導体やガリウムヒ素等から成る化合物半導体などの単結晶、多結晶や非晶質の材料が用いられ、互いに直列及び/または並列に電気的に接続されて、太陽電池モジュール11の裏面、すなわち耐候性フィルム14の上にはABS樹脂などの合成樹脂やアルミニウム金属などで構成したジャンクションボックス16を接着し、太陽電池モジュール11の出力電力を取り出すターミナルに接続された送電線により出力が取り出されるものであり、太陽電池モジュール11の枠部15の端面に取り付けられた連結具17(もしくは18)により他の太陽電池モジュールに連結される。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
なお、図中の連結具17(もしくは18)は太陽電池モジュールの発電面(表面)側に配置されているが、太陽電池モジュールの裏面に配置するものもある。 In addition, although the connector 17 (or 18) in a figure is arrange | positioned at the electric power generation surface (front surface) side of a solar cell module, there exist some which are arrange | positioned at the back surface of a solar cell module.
以下に任意の太陽電池モジュール数を用いて折り畳む構造とするときの本発明の太陽電池アレイの構成方法を代数を用いて説明する。 Hereinafter, a configuration method of the solar cell array of the present invention when the structure is folded using an arbitrary number of solar cell modules will be described using algebra.
図1は本発明に係る太陽電池アレイにおける太陽電池モジュールの配置を模式的に説明する配置図、図2は本発明に係る太陽電池アレイにおける太陽電池モジュールと列方向の第1連結具の配置を模式的に説明する配置図である。 FIG. 1 is an arrangement diagram schematically explaining the arrangement of solar cell modules in the solar cell array according to the present invention, and FIG. 2 shows the arrangement of the solar cell modules and the first connecting members in the column direction in the solar cell array according to the present invention. It is the arrangement figure explaining typically.
図1に示すように、矩形状もしくは正方形状の太陽電池モジュールが、m行n列(m、nは自然数、m≧2、n≧3)の行列状に並べられた太陽電池アレイとする場合、まず、図2に示すように、列方向に隣接する太陽電池モジュール同士を第1連結具17(17a、17b)によって接続する。このとき、太陽電池モジュールの受光面を表面と定義し、太陽電池モジュール(1,1)と(2,1)間の第1連結具17aを太陽電池モジュール(1,1)と(2,1)の表面側に配置し、次の太陽電池モジュール(2,1)と(3,1)間の第1連結具17bを次の太陽電池モジュール(2,1)と(3,1)の裏面側に、そしてさらに太陽電池モジュール(3,1)と(4,1)間の第1連結具17aを次の太陽電池モジュール(3,1)と(4,1)の表面側にというように、連結金具17(17a、17b)を太陽電池モジュールの表面側と裏面側に交互に配置していく。
As shown in FIG. 1, a rectangular or square solar cell module is a solar cell array arranged in a matrix of m rows and n columns (m and n are natural numbers, m ≧ 2, n ≧ 3). First, as shown in FIG. 2, the solar cell modules adjacent in the column direction are connected by the first connector 17 (17a, 17b). At this time, the light-receiving surface of the solar cell module is defined as the surface, and the
図3は本発明に係る太陽電池アレイにおける太陽電池モジュールと行方向の第2連結具の配置の一部を模式的に説明する配置図である。 FIG. 3 is a layout diagram schematically illustrating a part of the layout of the solar cell module and the second connector in the row direction in the solar cell array according to the present invention.
次に、図3に示すように、行方向に第2連結具18aを配置していくのであるが、この時、太陽電池モジュール(1,2a)、(1,2a+1)間が連結具で接続されるように配置する。
Next, as shown in FIG. 3, the
ここで、aは自然数、aの範囲は
1≦2a ・・・(1)
2a+1≦n ・・・(2)
であり、前式(1)及び(2)を整理するとaは
1≦a≦(n−1)/2 ・・・(3)
を満たす全ての自然数が用いられる。
Here, a is a natural number, and the range of a is 1 ≦ 2a (1)
2a + 1 ≦ n (2)
When the above formulas (1) and (2) are arranged, a is 1 ≦ a ≦ (n−1) / 2 (3)
All natural numbers that satisfy are used.
図4は本発明に係る太陽電池アレイにおける太陽電池モジュールの行方向の第2連結具の配置を完了した様子を模式的に説明する配置図である。 FIG. 4 is a layout diagram schematically illustrating a state in which the layout of the second connectors in the row direction of the solar cell modules in the solar cell array according to the present invention is completed.
次に、図4に示すように行方向に第2連結具18bを配置していくのであるが、この時、太陽電池モジュール(m,2b−1)、(m,2b)間が連結具で接続されるように配置する。
Next, as shown in FIG. 4, the
ここで、bは自然数、bの範囲は
1≦2b−1 ・・・(4)
2b≦n ・・・(5)
であり、であり、前式(4)及び(5)を整理するとbは
bは 1≦b≦n/2 ・・・(6)
を満たす全ての自然数が用いられる。
Here, b is a natural number, and the range of b is 1 ≦ 2b−1 (4)
2b ≦ n (5)
And b, b is 1 ≦ b ≦ n / 2 (6)
All natural numbers that satisfy are used.
上記のようにして、太陽電池モジュールの(1,2)と(1,3)が第2連結具18a、太陽電池モジュール(m,1)と(m,2)が第2連結具18bのように順次連結され、以下n列目まで同様の法則にしたがって連結する。
As described above, the solar cell modules (1, 2) and (1, 3) are the
図5は本発明に係る太陽電池アレイの連結された状態を模式的に説明する配置図、図14は本発明に係る太陽電池アレイの1列目を2列目に折り畳む動作を模式的に説明模式図、図15は本発明に係る太陽電池アレイの2列目を3列目に折り畳む動作を模式的に説明模式図である。 FIG. 5 is a layout diagram schematically illustrating the connected state of the solar cell arrays according to the present invention, and FIG. 14 schematically illustrates the operation of folding the first column of the solar cell array according to the present invention into the second column. FIG. 15 is a schematic diagram schematically illustrating the operation of folding the second row of the solar cell array according to the present invention into the third row.
以上のようにしてm行n列の全ての太陽電池モジュールの連結が終了し、図5のように太陽電池アレイ10が完成する。このときの連結具17(17a、17b)及び18(18a、18b)による太陽電池モジュールの連結が連続する法則の概略を矢印で示す。
As described above, the connection of all the solar cell modules of m rows and n columns is completed, and the
なお、行方向の連結具の表裏の配置法則は以下の通り、列方向の連結具の配置状態により4種類の方法に分けられる。 In addition, the arrangement | positioning rule of the front and back of the connector of a row direction is divided into four types according to the arrangement state of the connector of a column direction as follows.
事例(i) 列方向の枚数が偶数でありかつ、(1,1)と(2,1)の太陽電池モジュールが表面同士が合わせられるときは、1列目と2列目を連結する金具18bは裏面同士が合わさるように配置され、2列目と3列目を連結する金具18aは裏面同士が合わさるように配置される。以下は同様に1列移動するごとに表裏交互に連結具が配置される。 Case (i) When the number of sheets in the row direction is an even number and the surface of the solar cell modules of (1, 1) and (2, 1) are matched, the metal fitting 18b connecting the first row and the second row Are arranged such that the back surfaces are aligned with each other, and the metal fitting 18a connecting the second row and the third row is disposed so that the back surfaces are aligned with each other. In the same manner, each time one row is moved, the connecting tools are alternately arranged.
事例(ii) 列方向の枚数が偶数でありかつ、(1,1)と(2,1)の太陽電池モジュールが裏面同士が合わせられるときは、1列目と2列目を連結する金具18bは表面同士が合わさるように配置され、2列目と3列目を連結する金具18aは表面同士が合わさるように配置される。以下は同様に1列移動するごとに表裏交互に連結具が配置される。 Case (ii) When the number in the row direction is an even number and the back surfaces of the solar cell modules of (1, 1) and (2, 1) are matched, the metal fitting 18b connecting the first row and the second row Are arranged so that the surfaces meet each other, and the metal fitting 18a connecting the second row and the third row is arranged so that the surfaces meet each other. In the same manner, each time one row is moved, the connecting tools are alternately arranged.
事例(iii) 列方向の枚数が奇数でありかつ、(1,1)と(2,1)の太陽電池モジュールが表面同士が合わせられるときは、1列目と2列目を連結する金具18bは表面同士が合わさるように配置され、2列目と3列目を連結する金具18aは裏面同士が合わさるように配置される。以下は同様に1列移動するごとに表裏交互に連結具が配置される。 Case (iii) When the number of sheets in the row direction is an odd number and the surfaces of the solar cell modules of (1, 1) and (2, 1) are matched to each other, the metal fitting 18b connecting the first row and the second row Are arranged so that the front surfaces are aligned with each other, and the metal fitting 18a connecting the second row and the third row is disposed so that the back surfaces are aligned with each other. In the same manner, each time one row is moved, the connecting tools are alternately arranged.
事例(iv) 列方向の枚数が奇数でありかつ、(1,1)と(2,1)の太陽電池モジュールが裏面同士が合わせられるときは、1列目と2列目を連結する金具18bは裏面同士が合わさるように配置され、2列目と3列目を連結する金具18aは表面同士が合わさるように配置される。以下は同様に1列移動するごとに表裏交互に連結具が配置される。 Case (iv) When the number in the row direction is an odd number and the back surfaces of the solar cell modules of (1, 1) and (2, 1) are matched, the metal fitting 18b connecting the first row and the second row Are arranged so that the back surfaces are aligned with each other, and the metal fitting 18a connecting the second row and the third row is disposed so that the front surfaces are aligned with each other. In the same manner, each time one row is moved, the connecting tools are alternately arranged.
上記のようにすることで、太陽電池アレイの1行目を2行目に畳み、2行目を3行目に畳むというように蛇腹に折り畳んだ1列目を、2列目側に折り畳み、さらに2列目を同様に蛇腹に折り畳む動作をn列目まで折り畳むことにより全ての太陽電池モジュールをひとつに折り畳むことが可能となる。1列目を2列目に折り畳む動作を図14、2列目を3列目に折り畳む動作を図15に示す。 As described above, the first row of the solar cell array is folded to the second row, the second row is folded to the third row, the first row is folded to the second row side, Furthermore, it is possible to fold all the solar cell modules into one by folding the second row to the nth row in the same manner. The operation of folding the first row into the second row is shown in FIG. 14, and the operation of folding the second row into the third row is shown in FIG.
以下、実際に太陽電池アレイを折り畳む様子について4面、6面、9面の太陽電池モジュールよりなる太陽電池アレイの場合を例にとり、本発明に係る実施形態を模式的に図示した図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, with respect to the state of actually folding the solar cell array, taking as an example the case of a solar cell array composed of four, six, and nine solar cell modules, based on the drawings schematically showing the embodiments according to the present invention. This will be described in detail.
図7は本発明の2行2列の4面の太陽電池モジュールよりなる太陽電池アレイを折り畳む過程を示す斜視図であり、図8は2行3列の6面の太陽電池モジュールよりなる太陽電池アレイを折り畳む過程の斜視図、図9は3行3列の9面の太陽電池モジュールよりなる太陽電池アレイを折り畳む過程の斜視図である。 FIG. 7 is a perspective view showing a process of folding a solar cell array composed of four solar cell modules in two rows and two columns according to the present invention, and FIG. 8 is a solar cell composed of six solar cell modules in two rows and three columns. FIG. 9 is a perspective view of a process of folding a solar cell array composed of 9 rows of solar cell modules in 3 rows and 3 columns.
図7に示すように、本発明の太陽電池アレイは、太陽電池モジュールの4面より成り、面と面の間は蝶番の機能をもつ連結具により接続された構造である。ここで連結具が蝶番の機能を持つことから折り畳むことが可能となっている。 As shown in FIG. 7, the solar cell array of the present invention is composed of four surfaces of the solar cell module, and has a structure in which the surfaces are connected by a connector having a hinge function. Here, the connecting tool has a hinge function, so that it can be folded.
太陽電池アレイの4つの面をそれぞれ行列に当てはめて、(1,1)面、(2,1)面、(1,2)面、(2,2)面とし、太陽電池素子の受光面を表面としとして、以下に折り畳む順序を示す。まず、図7(a)のような太陽電池アレイを展開した状態から、図7(b)のように太陽電池モジュール(1,2)と(2,2)の表面同士を合わせる。次に図7(c)のように太陽電池モジュール(1,1)と(2,1)の表面同士をあわせ、最後に図7(d)のように太陽電池モジュール(1,1)と(1,2)の裏面同士を合わせることにより、図7(e)のように折り畳みが完了する。 The four surfaces of the solar cell array are respectively applied to the matrix to be (1,1) surface, (2,1) surface, (1,2) surface, (2,2) surface, and the light receiving surface of the solar cell element is As the surface, the folding order is shown below. First, from the state where the solar cell array as shown in FIG. 7A is developed, the surfaces of the solar cell modules (1, 2) and (2, 2) are aligned as shown in FIG. 7B. Next, the surfaces of the solar cell modules (1, 1) and (2, 1) are aligned with each other as shown in FIG. 7C, and finally the solar cell modules (1, 1) and ( 1 and 2), the folding is completed as shown in FIG.
図8に示す本発明の太陽電池アレイにおいて、m行n列がそれぞれm=2、n=3の2行3列の6面の太陽電池モジュールからなる例を示す。まず、図8(a)のように太陽電池アレイを展開した状態から、図8(b)のように太陽電池モジュール(1,1)と(2,1)の裏面同士を合わせる。太陽電池モジュール(1,3)面と(2,3)面の裏面同士も同様に折り畳みを行う。次に図8(c)のように太陽電池モジュール(1,3)と(1,2)の表面同士が合わさるように折り畳み、同様に図2(d)のように太陽電池モジュール(2,1)と(2,2)の表面同士を合わせる。最後に図2(e)のように太陽電池モジュール(1,2)と(2,2)の裏面同士を合わせることにより、図2(f)のように折り畳みが完了する。 In the solar cell array of the present invention shown in FIG. 8, an example is shown in which m rows and n columns are each composed of 6 rows of solar cell modules of 2 rows and 3 columns where m = 2 and n = 3. First, from the state where the solar cell array is expanded as shown in FIG. 8A, the back surfaces of the solar cell modules (1, 1) and (2, 1) are aligned with each other as shown in FIG. 8B. The back surfaces of the solar cell module (1, 3) surface and the (2, 3) surface are similarly folded. Next, the solar cell modules (1, 3) and (1, 2) are folded so that the surfaces of the solar cell modules (1, 3) and (1, 2) are aligned with each other as shown in FIG. 8C. Similarly, as shown in FIG. ) And (2, 2) are brought together. Finally, by folding the back surfaces of the solar cell modules (1, 2) and (2, 2) as shown in FIG. 2 (e), the folding is completed as shown in FIG. 2 (f).
図9に本発明の太陽電池アレイにおいて、m行n列がそれぞれm=3、n=3の3行3列の9面の太陽電池モジュールからなる例を示す。まず、図9(a)のように太陽電池アレイを展開した状態から、図9(b)のように太陽電池モジュール(1,1)と(2,1)の表面同士を合せる。このとき反対側の太陽電池モジュール(3,3)と(3,2)の裏面同士も同様に折り畳みを行う。次に図9(c)のように太陽電池モジュール(2,1)と(3,1)の裏面同士が合わさるように折り畳み、このとき反対側の太陽電池モジュール(1,3)と(2,3)の表面同士も同様に折り畳みを行う。次に図9(d)のように太陽電池モジュール(3,1)と(3,2)の表面同士を合わせる。さらに図9(e)のように太陽電池モジュール(3,2)と(2,2)の裏面同士を合せ、同様にして太陽電池モジュール(1,2)と(2,2)の表面同士も合わせる。最後に図3(f)のように太陽電池モジュール(1,2)と(1,3)の裏面同士を合わせらることにより、図3(g)のように折り畳みが完了する。 FIG. 9 shows an example in which the solar cell array of the present invention is composed of 9-plane solar cell modules with 3 rows and 3 columns each having m rows and n columns of m = 3 and n = 3. First, from the state where the solar cell array is developed as shown in FIG. 9A, the surfaces of the solar cell modules (1, 1) and (2, 1) are brought together as shown in FIG. 9B. At this time, the back surfaces of the solar cell modules (3, 3) and (3, 2) on the opposite side are similarly folded. Next, as shown in FIG. 9C, the solar cell modules (2, 1) and (3, 1) are folded so that the back surfaces of the solar cell modules (2, 1) are aligned with each other. At this time, the opposite solar cell modules (1, 3) and (2, The surfaces of 3) are similarly folded. Next, as shown in FIG. 9D, the surfaces of the solar cell modules (3, 1) and (3, 2) are matched. Further, as shown in FIG. 9 (e), the back surfaces of the solar cell modules (3, 2) and (2, 2) are aligned with each other. Match. Finally, as shown in FIG. 3 (f), the back surfaces of the solar cell modules (1, 2) and (1, 3) are brought together to complete the folding as shown in FIG. 3 (g).
図10は本発明に係わる太陽電池アレイにおいて、太陽電池アレイの側面に孔を設け、太陽電池モジュールの展開状態を固定するための棒を貫通させる固定方法を模式的に示す斜視図、図11は本発明に係わる太陽電池アレイにおいて、太陽電池アレイの外周側面に帯を設け、太陽電池モジュールの展開状態を固定するための棒を取り付ける方法を模式的に示す斜視図、図12は本発明に係わる太陽電池アレイにおいて、太陽電池アレイの外周部に溝を設け、太陽電池モジュールの展開状態を固定するための棒を嵌めこむ方法を模式的に示す斜視図、図13は本発明に係わる太陽電池アレイにおいて、太陽電池モジュールの枠部に展開状態を固定するためのストッパー機構を設けた様子を模式的に示す斜視図である。 FIG. 10 is a perspective view schematically showing a fixing method in which holes are provided in the side surface of the solar cell array and a rod for fixing the unfolded state of the solar cell module is penetrated in the solar cell array according to the present invention. The solar cell array concerning this invention WHEREIN: The perspective view which shows typically the method of providing the strip | belt in the outer peripheral side surface of a solar cell array, and attaching the stick | rod for fixing the expansion | deployment state of a solar cell module, FIG. In the solar cell array, a perspective view schematically showing a method for providing a groove on the outer periphery of the solar cell array and fitting a rod for fixing the unfolded state of the solar cell module, FIG. 13 is a solar cell array according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view schematically showing a state in which a stopper mechanism for fixing the unfolded state is provided on the frame portion of the solar cell module.
図10に示すように、太陽電池アレイ10aは、太陽電池モジュールの側面に各太陽電池モジュール間を貫通する挿入孔2を設け、この挿入孔2に棒状の支持部材3(3a、3b)を挿入することにより、太陽電池アレイ10aは太陽電池モジュール(1,1)〜(3,3)を連結している連結具だけでなく、アルミニウムや鉄、ステンレスなどの金属材や、ポリカーボネイトなどの樹脂材、木材などで出来た強固な支持部材により支持されるようになり、風による風加重や自重によるたわみなどによる破損等が生じないようにできる。また、棒状の支持部材を挿入するだけでよいので構造が簡単で施工性もよい。
As shown in FIG. 10, the
また、図11に示すように、太陽電池アレイ10bは、太陽電池アレイの外周側面に固定ベルト4を設け、支持部材3(3a、3c)を太陽電池アレイ外周に固定することで、展開状態が強固に固定される。なお、固定ベルト4はマジックテープのように着脱の容易な樹脂製ベルトや、紐のようなものが適用可能であり、使用する棒の径に合わせて締め付け口径が変更できるようにしておけば、専用の支持部材でなくても代用が可能となり、汎用性が増す。また、太陽電池架台などへの直接固定もできる。
Further, as shown in FIG. 11, the
また、図12に示すように、太陽電池アレイ10cは、太陽電池アレイの端部に固定溝5が設けられており、展開状態を固定するための棒状の支持部材3(3a、3c)が嵌めこまれ、太陽電池アレイの展開状態を強固に固定するようにしている。
As shown in FIG. 12, the
また、図13に示すように、太陽電池アレイ10dは、太陽電池アレイの側面に設けた溝に沿ってスライドするストッパー6が設けられており、太陽電池モジュール展開後に隣接する太陽電池モジュールとの間にストッパー6を挿入することにより展開状態が強固に固定される。図中では太陽電池モジュール(3,1)と(3,2)間のストッパー6aが固定状態であり、太陽電池モジュール(3,2)と(3,3)間のストッパー6bが固定解除状態を示している。
Moreover, as shown in FIG. 13, the
なお、本実施例では太陽電池モジュールの枚数が4枚、6枚、9枚の場合を基に説明したがこれ以上の枚数としても実施可能であり、例えば5行5列の25枚より成る太陽電池アレイとした場合においても同様の効果を得ることが可能であることは云うまでもない。 Although the present embodiment has been described based on the case where the number of solar cell modules is 4, 6, or 9, it is possible to implement more than this, for example, a solar cell composed of 25 rows in 5 rows and 5 columns. It goes without saying that the same effect can be obtained even in the case of a battery array.
1:太陽電池素子
2:挿入孔
3、3a〜3c:支持部材
5:固定溝
6:ストッパー
10、10a〜10d:太陽電池アレイ
12:光透過板
13:封止材
14:耐候性フィルム
15:枠部
16:ジャンクションボックス
17、17a、17b:第1連結具
18、18a、18b:第2連結具
19:ジャンクションボックス
20:太陽電池モジュール
21:枠体
23:太陽電池素子
24:光透過板
25:封止材
26:耐候性フィルム
31:基礎
32:底部レール
34:上辺レール
1: Solar cell element 2:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009302458A (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Sharp Corp | Solar cell and manufacturing method therefor |
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2004
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