JP2008311281A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広大な面積を有する施設の上方に設置され、太陽電池取付パネルに太陽電池モジュールを複数枚直列に接続した太陽電池ストリングが装着されている開閉が可能な太陽電池付蓋を複数備えた太陽光発電装置において、施設閉塞時に隣接する同じ機能を有する太陽電池付蓋により日陰が形成されることがなく、発電効率が低下しない太陽光発電装置を提供する。
【解決手段】太陽電池付蓋５が、水処理施設２閉塞時は支持台３０上で水平に載置され、水処理施設２開放時は支持台３０上で回動されて同方向に所定角度に傾斜し、一方向に寄せるようにした。
【選択図】図５

Description

本発明は、広大な面積を有する施設、例えば水槽や水路を有する上下水道用の水処理施設を被覆するよう上方に設置され、太陽電池取付パネルに太陽電池モジュールが複数枚直列に接続された太陽電池ストリングが装着されている開閉が可能な太陽電池付蓋を備えた太陽光発電装置に関する。

例えば水槽や水路を有する上下水道用の水処理施設は広大な面積を有し日射条件も良く、環境保護の必要性が高まる現況において、かかる水処理施設の上方を利用して発電を行う太陽光発電が近年各所において試みられている。

この水処理施設を利用して行う太陽光発電装置は、水処理施設の上方に設置され、太陽電池取付パネルに形成された凹部に太陽電池モジュールが複数枚直列に接続された太陽電池ストリングが装着されている太陽電池付蓋を備えている。この太陽電池付蓋は水処理施設を被覆するよう上方に設置されているので、水処理施設を点検するためには開閉させる必要がある。太陽電池付蓋を開閉させる太陽光発電装置としては、従来、図１０に示す内容のものが知られている（下記特許文献１を参照）。

図１０に示す水処理施設の上方を利用して発電を行う太陽光発電装置１００は、水処理施設１０６を被覆するように上方に設置され、太陽電池取付パネル１０７に太陽電池モジュール１０２を複数枚直列に接続した太陽電池ストリング１０３が装着された太陽電池付蓋１０１を備えている。この太陽電池付蓋１０１は、開閉させるため隣接する太陽電池付蓋１０１と上下に重なるように大太陽電池付蓋１０１Ａと小太陽電池付蓋１０１Ｂとで構成されていて、水処理施設１０６を点検するときは、水処理施設１０６の側縁部に形設されている摺動支持部１０４に沿って小太陽電池付蓋１０１Ｂ（または、大太陽電池付蓋１０１Ａ）を摺動させ、小太陽電池付蓋１０１Ｂを大太陽電池付蓋１０１Ａの下に入り込ませることにより行っていた。

しかし、太陽電池付蓋１０１を２種類の大太陽電池付蓋１０１Ａと小太陽電池付蓋１０１Ｂとで構成すると、図１１に示すように、大太陽電池付蓋１０１Ａに隣接する小太陽電池付蓋１０１Ｂに日陰部１１０が形成され、発電効率が落ちる若しくは日陰部１１０に太陽電池モジュール１０２を配設することができないとの不具合点が存在した。

即ち、現在実用化されている太陽光発電は、一太陽電池ストリングあたり定格電圧が所定の値、例えば２００Ｖ〜５００Ｖとなるように太陽電池モジュールを複数枚直列につなぎ合わせる必要がある。一般的に普及している太陽電池モジュールを使用した場合、図１２に示すように、一太陽電池ストリング１０３あたりで太陽電池モジュール１０２を１２〜１５枚（図では、１５枚）直列に接続し、発電量にして２．０ｋＷ〜２．５ｋＷの発電量を補える規模とする必要がある。しかし、太陽電池ストリング１０３の一部に日陰部１１０が形成された場合、日陰部１１０に位置する太陽電池モジュール１０２Ａの電気の流れが遮断された状態となり、他の位置に存在する太陽電池モジュール１０２Ｂに日が当たっていても、太陽電池モジュール１０２が直列で接続されているため、一太陽電池ストリング１０３の発電が停止するとの不具合点が存在した。

特開２００２−４３６０９

本発明は上述の不具合点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、広大な面積を有する施設の上方に設置され、太陽電池取付パネルに太陽電池モジュールを複数枚直列に接続した太陽電池ストリングが装着されている開閉が可能な太陽電池付蓋を備えた太陽光発電装置において、太陽電池付蓋が施設閉塞時に隣接する同じ機能を有する太陽電池付蓋により日陰が形成されることがなく、もって発電効率が低下しない太陽光発電装置を提供することである。

また、他の目的は、点検するための施設開放時には、施設を被覆している太陽電池付蓋を容易に開放させることができる太陽光発電装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による太陽光発電装置は、広大な面積を有する施設の上方に設置され、太陽電池取付パネルに太陽電池モジュールを複数枚直列に接続した太陽電池ストリングが装着されている開閉が可能な太陽電池付蓋を備えた太陽光発電装置において、前記太陽電池付蓋が、前記施設閉塞時は支持台上で水平に載置され、前記施設開放時は前記支持台上で同方向に所定角度に傾斜して載置されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２による太陽光発電装置は、請求項１に記載の太陽光発電装置であって、前記太陽電池付蓋が前記施設閉塞時に前記支持台上で１０度以下の勾配角で傾斜して載置されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３による太陽光発電装置は、請求項１若しくは２に記載の太陽光発電装置であって、前記太陽電池取付パネルの枠部が炭素繊維を用いた強化プラスチックで成形されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４による太陽光発電装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽光発電装置であって、ケーブルを介して相互に接続される前記太陽電池付蓋において、前記ケーブルの端子が嵌挿されるコネクターを前記太陽電池取付パネルに形設したことを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明の太陽光発電装置は、施設閉塞時は、太陽電池取付パネルに太陽電池モジュールを複数枚直列に接続した太陽電池ストリングが装着されている太陽電池付蓋が支持台上で水平に載置されているので、隣接する同機能を有する太陽電池付蓋により日陰が形成されることがなく、もって発電効率の良い太陽光発電を行うことができる。

しかも、施設を点検するための開放は、太陽電池付蓋を支持台上で回動させて同方向に所定角度に傾斜させて載置させることで容易に行うことができる。更に、太陽電池取付パネルの枠部が炭素繊維を用いた強化プラスチックで成形されていると軽量化が可能となり、施設の上方に設置されている面積が大きい太陽電池付蓋であっても容易に回動させることができる。また、太陽電池付蓋を相互に接続しているケーブルの端子を嵌挿するコネクターが太陽電池取付パネルに形設されているので、太陽電池付蓋の回動時にケーブルを容易に太陽電池取付パネルから取り外すことができ、太陽電池付蓋を回動するときのためにだけ用いる余分な長さのケーブルを備えておくことを不要にできる。

また、施設閉塞時に、太陽電池付蓋が支持台上で１０度以下の勾配角で傾斜していると、太陽電池モジュールの表面に水溜りが発生するのを防止することができ、したがって、水溜りが乾燥することにより生じる表面の汚れを防止することができると共に、雨水が傾斜面に沿って流れるので発電効率を落とす要因となる表面の汚れを洗い流すことができメインテナンスを軽減することが可能となる。なお、勾配角が１０度以下に設定されていると隣接する太陽電池付蓋により日陰が形成されることになるが、日陰が形成される時間帯は、朝と夕方の一時であり、太陽光のエネルギーを有効に活用して太陽光発電を行う時間帯では日陰が形成されることはなく、発電効率の低下を最小限に抑えることができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示して説明する。ただし、この発明の範囲は、特に限定的記載がない限り、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。

本発明に係る太陽光発電装置１は、図１・図５に示すとおり、摺動支持部１０と、支持台３０と、太陽電池付蓋５と、を備えている。

図２に示すとおり、摺動支持部１０は、例えば水槽や水路を有する上下水道用の水処理施設２の両側縁部に設置される断面エの字形状をしたものであって、下側水平部１１が水処理施設２の縁部３に固定され、上側水平部１２が、後述する太陽電池付蓋５が載置している支持台３０と摺動可能に係合し太陽電池付蓋５を摺動させるときのレールの役目を果たしている。

図３に示すとおり、支持台３０は、太陽電池付蓋５を載置する２個の支持部３１と、支持部３１を繋ぐ梁３２から形成されていて、支持部３１には、図４に示す後述する太陽電池取付パネル５０の下面側中央部に着設された軸５１を装着するための凹部３３が形設されている。支持台３０は、図３におけるＡ方向から見たときに、支持部３１の上面３４が凹部３３の左側上面３４Ａ及び右側上面３４Ｂ共に左下がりに傾斜している左下り支持台３０Ａ（図３（１））と、凹部３３の左側上面３４Ａは左下がりであるが、凹部３３の右側上面３４Ｂは右下がりに傾斜している右下り支持台３０Ｂ（図３（２））と２種類が設けられている。

右側上面３４Ｂは、左下り支持台３０Ａ・右下り支持台３０Ｂ共に、水処理施設２閉塞時に太陽電池付蓋５を載置するためのものであって、右側上面３４Ｂが水平面となす勾配角α１は１０度以下の範囲で設定されるのが良く、更に好ましくは５度以上１０度以下の範囲で設定されるのが良い。勾配角が１０度以上であると、太陽光発電をするための有効な太陽光が照射している時間帯において隣接する太陽電池付蓋５により日陰が形成されるためであり、５度以下であると後述する太陽電池モジュールの表面に水溜りが形成され易いためである。したがって、２種類の支持台（３０Ａ、３０Ｂ）を摺動支持部１０に沿って交互に設置すれば、水処理施設２閉塞時に太陽電池付蓋５を反対方向に交互に傾斜して載置することができ、図５に示すような、あたかも三角屋根が連続して設けられているように、設置することが可能となる（図１参照）。尚、設置条件により水処理施設２閉塞時に太陽電池付蓋５を水平に設置する必要がある場合は、右側上面３４Ｂの勾配角α１を０度にしたものを連続して設置することにより可能となる。

左側上面３４Ａは、左下り支持台３０Ａ・右下り支持台３０Ｂ共に水処理施設２開放時に、右側上面３４Ｂに載置している太陽電池付蓋５を軸５１を支点として回動させて載置させるためのものであり、これにより同方向に所定角度に傾斜させることが可能となる。したがって、左下り支持台３０Ａの場合には、左側上面３４Ａの開放時勾配角α２を右側上面３４Ｂの勾配角α１と同じにしても良く、また右側上面３４Ｂの勾配角α１より大きくしても良い。また、点検時に水処理施設２の開放面積を広く確保するため支持台３０の左側上面３４Ａに載置されている太陽電池付蓋５を摺動させて一方向に寄せるのであれば、左側上面３４Ａの開放時勾配角α２を左下り支持台３０Ａと右下り支持台３０Ｂとで同じ角度にするのが好適である。なお、開放時勾配角α２を大きくすると、水処理施設２の開放される面積は広くなるが、回動させる距離が長くなり作業者の負担が増すので、その点を考慮して適宜設定する。

左下り支持３０Ａ・右下り支持台３０Ｂ共に支持部３１の外側側面３５には、車輪３６が２列に複数個配設されていて、上列車輪３６Ａと下列車輪３６Ｂとで摺動支持部１０の上側水平部１２を挟持しており、太陽電池付蓋５を摺動させるときには車輪３６が回転するので容易に一方向に寄せることが可能となる。

図４・図５に示すとおり、太陽電池付蓋５は、上面に凹部５２が形成された太陽電池取付パネル５０に、太陽電池モジュール７１を複数枚（図４では１５個）直列に接続した太陽電池ストリング７０が装着されたものである。太陽電池取付パネル５０の材質としては、強度に優れたものであれば、鋼材、アルミニウム等どのようなものでも良いが、枠部５３若しくは枠部５３を含む全体を炭素繊維を用いた強化プラスチックにすると軽量化が可能となり好適である。なお、図６に示すように、太陽電池取付パネル５０の側面に、太陽電池付蓋５を相互に接続するケーブルの端子が嵌挿されるコネクター７２、及び太陽光発電の可動・停止の切替スイッチ７３を形設しても良い。これにより、太陽電池付蓋５の回動・摺動時に、ケーブルを容易に太陽電池取付パネル５０から取り外すことができ、太陽電池付蓋５を回動・摺動させるためにだけ用いる余分な長さのケーブルを備えておくことを不要にすることが可能となる。

上記構成の太陽光発電装置１によれば、太陽電池取付パネル５０に太陽電池モジュール７１を複数枚直列に接続した太陽電池ストリング７０が装着された太陽電池付蓋５が、１０度以下の勾配角α１で交互に反対方向に傾斜して水処理施設２を閉塞しているだけなので、段差が形成されることがなく、図７に示すように太陽光発電を行うのに有効な太陽エネルギーが照射している時間帯では、隣接している同機能を有する太陽電池付蓋５により日陰が形成される時間をほとんど無くすことができる。したがって、太陽光発電をするための有効な太陽光エネルギーが照射している日中は、隣接した太陽電池付蓋５による日陰で発電効率が低下する時間を最小限に抑えることが可能となる。

更に、勾配角α１が１０度以下で設定されているので、降水時に太陽電池モジュール７１の表面に水溜りができるのを防止することができ、水溜りが乾燥することによる汚れの付着を未然に防止することができると共に、太陽電池モジュール７１の表面に付着している汚れを洗い流すこともでき、メインテナンスの軽減を図ることが可能となる。

また、水処理施設２を点検するため開放するには、図８に示すように、支持部３１の右側上面３４Ｂに載置している太陽電池付蓋５を、太陽電池取付パネル５０の下面に着設されていて支持部３１の凹部３３に装着されている軸５１を支点としてＸ方向に回動させて左側上面３４Ａに載置させることで、Ａ方向から見て全て左下がりの方向に所定角度に傾斜させることで可能となり、必要に応じて、図９に示すように、太陽電池付蓋５が載置されている支持台３０を摺動支持部１０に沿ってＹ方向に摺動させ、太陽電池付蓋５をいずれか片方に寄せて広い開放面積を確保することも可能となる。しかも、太陽電池取付パネル５０の枠部５３が炭素繊維を用いた強化プラスチックで成形されているので、軽量化されており、回動・摺動を容易に行うことができる。

更に、太陽電池取付パネル５０の側面には、コネクター７２が形設されているので、太陽電池付蓋５の回動・摺動時に、太陽電池付蓋５相互を接続しているケーブルを容易に取り外すことが可能となり、太陽電池付蓋５の回動・移動のときのためだけに余分なケーブルを備えておくことを不要にすることができる。尚、コネクター７２の脇に太陽光発電の可動・停止の切替スイッチ７３を併設しておくと、太陽光発電を停止させてからケーブルを外すことができ、作業場の安全性の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施形態に係る太陽光発電装置の斜視図 図１における太陽光発電装置の一部である摺動支持部の斜視図 図１における太陽光発電装置の一部である支持台の斜視図 図１における太陽光発電装置の一部である太陽電池付蓋の斜視図 図１における太陽電池付蓋閉塞時の太陽光発電装置の拡大斜視図 図４における太陽電池取付パネルにコネクターを形設した状態の説明図 図１における太陽光発電装置に太陽光が照射されている状態の説明図 図１における太陽電池付蓋開放時の状態を示す説明図 図８における太陽電池付蓋を摺動させ片側に寄せた状態を示す説明図 従来例における太陽電池付蓋開放時の状態を示す説明図 従来例における太陽光発電装置に太陽光が照射されている状態の説明図 従来例における太陽電池付蓋に日陰が形成されている状態を示す説明図

符号の説明

１ 太陽光発電装置
２ 水処理施設
５ 太陽電池付蓋
１０ 摺動支持部
３０ 支持台
３１ 支持部
３３ 凹部
３４ 上面
５０ 太陽電池取付パネル
５１ 軸
５２ 凹部
５３ 枠部
７０ 太陽電池ストリング
７１ 太陽電池モジュール
７２ コネクター
７３ 切替スイッチ
α 勾配角

Claims (4)

1. 広大な面積を有する施設の上方に設置され、太陽電池取付パネルに太陽電池モジュールを複数枚直列に接続した太陽電池ストリングが装着されている開閉が可能な太陽電池付蓋を備えた太陽光発電装置において、
   前記太陽電池付蓋が、前記施設閉塞時は支持台上で水平に載置され、前記施設開放時は前記支持台上で同方向に所定角度に傾斜して載置されることを特徴とする太陽光発電装置。
2. 前記太陽電池付蓋が前記施設閉塞時に前記支持台上で１０度以下の勾配角で傾斜して載置されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
3. 前記太陽電池取付パネルの枠部が炭素繊維を用いた強化プラスチックで成形されていることを特徴とする請求項１若しくは２に記載の太陽光発電装置。
4. ケーブルを介して相互に接続される前記太陽電池付蓋において、前記ケーブルの端子が嵌挿されるコネクターを前記太陽電池取付パネルに形設したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽光発電装置。