JP2008047743A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光ダイオードに対し専用の導電材を不要とする太陽光発電装置を得る。
【解決手段】 太陽電池セル２の裏面側に正電極２ａ、表面側に負電極２ｂが設けられており、太陽電池セル２間は隣接する太陽電池セル２の正電極２ａと負電極２ｂ同士が順次に導電材４により接続されている。ＬＥＤ５はカソードが太陽電池セル２の正電極２ａと接続され、アノードが負電極２ｂと接続され、正電極２ａ、導電材４との間に２つの接続端５ａ、５ｂが半田などを介して接続されている。
太陽電池セル２の発電中は太陽電池セル２の電圧はＬＥＤ５に対し逆方向となるので、絶縁体として作用し、ＬＥＤ５は発光することはない。しかし、夜間などにおいて、太陽電池セル２が作動していない場合は太陽電池セル２は高絶縁体となるので、太陽電池セル２の正電極２ａ、導電材４を介してＬＥＤ５の順方向に電流を流すと、各ＬＥＤ５が発光する。
【選択図】図２

Description

本発明は、太陽光から電気エネルギを発生する太陽光発電装置に関するものである。

太陽電池により発生した電力を用いて、様々な用途に利用するシステムが開発されている。例えば、太陽光が十分に得られる昼間にバッテリに蓄電を行い、太陽光が得られない夜間には、蓄電した電気エネルギを照明等に使用することで、太陽光から得られた電気エネルギを利用することができる。

特許文献１、２には、このような太陽電池の間に発光素子を配置して、夜間等に外部に対し発光し、装飾性、機能性を高めた太陽光発電システムが開示されている。

特開２００５−１０１２０４号公報 特開２００５−１０１２７５公報

しかし特許文献１、２においては、発光素子用の導電材を電源部まで配線しており、パネル内における導電材の配線が複雑となる。

本発明の目的は、上記の課題を解決し、太陽電池セルに配線して使用する発光素子を備えた太陽光発電装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る太陽光発電装置の技術的特徴は、パネルに平面的に配列し太陽光のエネルギを電気エネルギに変換する複数個の太陽電池セルと、該太陽電池セル間の近傍に配置した発光ダイオードとから成り、集電のために前記太陽電池セル間を導電材により接続し、前記太陽電池セルの正極に、前記発光ダイオードのカソードを接続し、前記太陽電池セルの負極に前記発光ダイオードのアノードを接続したことにある。

本発明に係る太陽光発電装置によれば、発光ダイオードに対し電源部からの専用の導電材を不要とする。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は太陽電池発電部のパネルの断面図を示し、上層からガラス、アクリル樹脂等から成り光を透過する裏面材１、平面的に配列した多数個の太陽電池セル２、ガラス、アクリル樹脂等から成り光を透過する表面材３が順次に配置されている。そして、太陽光は表面材３側から入射するようになっている。

太陽電池セル２同士は集電のためのリード線や透明電極などの導電材４により順次に接続され、各太陽電池セル２の間隙にはＬＥＤ（発光ダイオード）５が配置され、太陽電池セル２、導電材４、ＬＥＤ５の周囲には、ＥＶＡ、ＰＶＢ、シリコン等から成る透明性を有する充填材６が充填されている。そして、ＬＥＤ５は裏面材１側に向けて発光するようにされている。

図２に示すように、太陽電池セル２の裏面側に正電極２ａ、表面側に負電極２ｂが設けられており、太陽電池セル２間は隣接する太陽電池セル２の正電極２ａと負電極２ｂ同士が順次に導電材４により接続されている。ＬＥＤ５はカソードが太陽電池セル２の正電極２ａと接続され、アノードが負電極２ｂと接続され、正電極２ａ、導電材４との間に２つの接続端５ａ、５ｂが半田などを介して接続されている。

この構成は図３に示す電気回路図で表され、太陽電池セル２の発電中は太陽電池セル２の電圧はＬＥＤ５に対に逆方向となるので、絶縁体として作用し、ＬＥＤ５は発光することはない。しかし、夜間などにおいて、太陽電池セル２が作動していない場合は太陽電池セル２は高抵抗体となるので、太陽電池セル２の正電極２ａ、導電材４を介してＬＥＤ５の順方向に電流を流すと、各ＬＥＤ５が発光する。

このＬＥＤ５による発光部は、例えば家屋の窓部、壁部に用いられ、昼間は表面材３側から入射する太陽光による発電を行うと共に、夜間は裏面の室内側に向けて、ＬＥＤ５の発光による照明或いは装飾効果を発揮することができる。

太陽電池セル２により発電した電力はバッテリ、コンデンサ等に蓄電したり、必要において電気機器等で使用することができる。ＬＥＤ５の発光はこの蓄電した電力を用いることもできるし、商業用電力により行ってもよい。

また、ＬＥＤ５を太陽電池セル２同士の隙間に配置することが、発光部の厚みを制約する上で好適であるが、太陽電池セル２と重複して配置することもできる。

なお、ＬＥＤ５の発光を表面材３側に出射する場合には、裏面材１は遮光性材料としてもよい。

実施例１においては、太陽電池セル２ごとにＬＥＤ５を配置した。しかし、実施例２においては図４に示すように、幾つかの太陽電池セル２ごとに１個のＬＥＤ５を接続している。この場合においても、実施例１と同様に太陽電池セル２の不作動時にＬＥＤ５を点灯することができる。

図５は実施例３の構成図であり、実施例２と電気回路的に同一であり、例えば４個で１グループの太陽電池セル２には、発電用の導電材１１が太陽電池セル２を直列接続するように引き廻されている。各グループの入口と出口とに配置する導電材１１間にそれぞれＬＥＤ５ａ、５ｂ、５ｃが補助導電材１２を介して、太陽電池セル２の正電極と負電極間に接続されている。

この場合においても、太陽電池セル２が発電中はＬＥＤ５ａ、５ｂ、５ｃはその電流の方向により絶縁体として作用する。太陽電池セル２が作動していない場合には、導電材１１、１２を介してＬＥＤ５ａ、５ｂ、５ｃに通電する方向に電流を流すと、各ＬＥＤ５は発光する。

また、太陽電池セル２が発電中であっても、例えばグループＡの何れかの太陽電池セル２が故障したり、落ち葉などで何れかの太陽電池セル２が隠れて発電不能となると、その太陽電池セル２は絶縁体或いは高抵抗体となるので、発電電流はグループＡを通らずに、ＬＥＤ５ａを順方向に通過することになる。これにより、ＬＥＤ５ａは発光するので、例えばＬＥＤ５ａ、５ｂ、５ｃをパネルの裏側の暗部において視認できるようにすると、太陽電池セル２の故障をグループ単位で検出することができる。

また、図６は２個の太陽電池セル２ごとにＬＥＤ５を配置した場合の大型モジュールの構成図であるが、原理的には図５の場合と同様である。

図７はＬＥＤ５をコネクタ２１に組み込み、太陽電池セル２に装着した実施例４の構成図である。ＬＥＤ５は合成樹脂製の筐体２２内に収納され、筐体２２の両端に設けた接続端２３、２４に太陽電池セル２の正電極２ａ、負電極２ｂを挿し込む構造とされている。

このように構成したコネクタ２１を太陽電池セル２の縁部に接合することにより、実施例１と同様の回路構成を実施することができる。この場合には、一方の太陽電池セル２の負電極２ｂと他方の太陽電池セル２の正電極２ａを結ぶ導電材４は、コネクタ２１内に配線されている。なお、間隙寸法等の関係で筐体２２を２つの太陽電池セル２間に直接に接続できない場合には、専用の導電材を用いてもよい。

実施例１の太陽光発電部の断面図である。 太陽電池セル間の導電材による配線の説明図である。 実施例１の電気回路図である。 実施例２の電気回路図である。 実施例３の構成図である。 実施例３の変形例の構成図である。 実施例４の構成図である。

符号の説明

１ 裏面材
２ 太陽電池セル
２ａ、２ｂ 電極
３ 表面材
４、１１、１２ 導電材
５ ＬＥＤ
６ 充填材
２１ コネクタ
２２ 筐体
２３、２４ 接続端

Claims (5)

1. パネルに平面的に配列し太陽光のエネルギを電気エネルギに変換する複数個の太陽電池セルと、該太陽電池セル間の近傍に配置した発光ダイオードとから成り、集電のために前記太陽電池セル間を導電材により接続し、前記太陽電池セルの正極に、前記発光ダイオードのカソードを接続し、前記太陽電池セルの負極に前記発光ダイオードのアノードを接続したことを特徴とする太陽光発電装置。
2. 前記発光ダイオードは前記太陽電池セルごとに配置したことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
3. 前記発光ダイオードは複数の前記太陽電池セルごとに配置したことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
4. 前記発光ダイオードは前記太陽電池セルで得て蓄電した電気エネルギ又は商用電源を用いて発光することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
5. 前記発光ダイオードを筐体内に組み込み、前記筐体に設けた接続端を前記太陽電池セルの正極と負極に接続したことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。

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