JP2010050206A

JP2010050206A - 太陽光発電システム

Info

Publication number: JP2010050206A
Application number: JP2008211767A
Authority: JP
Inventors: Koji Shimizu; 浩司清水
Original assignee: Aichi Electric Co Ltd
Current assignee: Aichi Electric Co Ltd
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2010-03-04

Abstract

【課題】広大な敷地を必要とせず、狭い敷地内で効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる太陽光発電システムを提供する。
【解決手段】工場等の敷地内に１本または複数本の鋼管柱１１及び鉄骨柱で構成された太陽光発電用支持柱１０を立設し、太陽電池を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにした太陽光発電パネル１を横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニット２，３，４を、太陽光の照射角度に合わせて傾斜し、所定の間隔で、太陽光発電用支持柱１０に縦方向に複数段配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、広大な敷地を必要とせず、狭い敷地内で効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる太陽光発電システムに関する。

近年、地球環境問題に対する関心の高まりに伴い、自然エネルギーを利用した新エネルギーシステムの技術開発が注目を集めている。そのなかでも、太陽光を利用した太陽光発電は、地球温暖化の元凶と考えられている二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギーとして急速に脚光をあびている。

従来、太陽光発電は、住宅の屋根やビルの屋上に太陽光発電パネルを敷き詰め、住宅やビルが消費する電力の一部を補ってきた。しかしながら、住宅やビルが消費する電力よりも更に規模の大きな太陽光発電を行なう場合、太陽光発電パネルを設置する広大な敷地面積が必要となった。そのために、河川や海、湖等の交通や建造物の邪魔にならない未使用の場所に着目し、水面上に太陽光発電装置を設置したり（例えば、特許文献１）、土地価格が安価で、利用価値が全くない産業廃棄物処理施設に太陽光発電装置を設置した（例えば、特許文献２）。

特開２００２−２８１７７３号公報特開２００７−２５１００１号公報

しかしながら、特許文献１のような水面を利用(特に海面利用)する場合、設置部材の腐食による短寿命、メンテナンスが困難かつ高コストという問題に突き当たっている。加えて、海岸に大量の太陽光発電設備を広範囲で設置することは景観を損なうだけなく、海岸汚染の問題も引き起こす問題がある。

また、特許文献２のような産業廃棄物処理施設を利用する場合、埋設された廃棄物は長年に渡って徐々にその形状を変え、設置領域において不等沈下を起こす。その結果、互いに独立している架台はそれぞれその向きを徐々に変え、最初に設置された最も発電効率の高い状態から次第に発電効率の悪い状態に変化していく。そこで、定期的に各太陽光発電パネル設置架台の設置状況をチェックし、発電効率の落ちた架台の姿勢調整を行う必要がある。

即ち、水面とか産業廃棄物処理場のような特殊な場所は、広大な敷地面積を確保できるが、上述したような技術課題が発生するため、それを解決するための費用が必要となった。また、都市近郊の市街地等では広大な敷地面積は確保できず、しかも土地価格が高価であるという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、太陽光発電パネルを横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニットを縦方向に複数段配置した太陽光発電用支持柱を、敷地面積の限られた工場等の敷地内に立設することにより、広大な敷地を必要とせず、狭い敷地内で効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる太陽光発電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の太陽光発電システムは、工場等の敷地内に太陽光発電用支持柱を立設し、太陽電池を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにした太陽光発電パネルを横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニットを、太陽光発電用支持柱に縦方向に複数段配置したことを特徴とするものである。

また、請求項２の記載の太陽光発電システムは、請求項１記載の太陽光発電システムであって、太陽光発電パネルユニットは、太陽光の照射角度に合わせて傾斜され、所定の間隔で太陽光発電用支持柱に固定されたことを特徴とするものである。

また、請求項３の記載の太陽光発電システムは、請求項１又は２記載の太陽光発電システムであって、太陽光発電用支持柱は、１本、または複数本の鋼管柱で構成されたことを特徴とするものである。

また、請求項４の記載の太陽光発電システムは、請求項１又は２記載の太陽光発電システムであって、太陽光発電用支持柱は、１本、または複数本の鉄骨柱で構成されたことを特徴とするものである。

また、請求項５の記載の太陽光発電システムは、請求項３記載の太陽光発電システムであって、鋼管柱は、所定長の鋼管材で構成されたことを特徴とするものである。

また、請求項６の記載の太陽光発電システムは、請求項３記載の太陽光発電システムであって、鋼管柱は、所定長の鋼管材を複数本延設して構成されたことを特徴とするものである。

また、請求項７の記載の太陽光発電システムは、請求項４記載の太陽光発電システムであって、鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角柱形式に組み合わせて構成されたことを特徴とするものである。

また、請求項８の記載の太陽光発電システムは、請求項４記載の太陽光発電システムであって、鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角錐形式に組み合わせて構成されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、太陽光発電パネルを横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニットを縦方向に複数段配置した太陽光発電用支持柱を敷地面積の限られた工場等の敷地内に立設したので、広大な敷地を必要とせず、狭い敷地内で効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる。

また、本発明によれば、太陽光発電パネルユニットは、太陽光の照射角度に合わせて傾斜され、所定の間隔で太陽光発電用支持柱に固定されたので、効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる。

また、本発明によれば、太陽光発電用支持柱は、複数本の鋼管柱及び鉄骨柱で構成されたので、強風にも耐えうることができる。

また、本発明によれば、鋼管柱は、所定長の鋼管材若しくは所定長の鋼管材を複数本延設して構成したので、設置する際に運搬、保管がし易くなる。

また、本発明によれば、鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角柱形式に組み合わせて構成したので、鋼管柱よりも強度が増し、太陽光発電パネルユニットの段数を鋼管柱よりも多くして配置することができる。

また、本発明によれば、鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角錐形式に組み合わせて構成したので、太陽光発電パネルユニットを配置する間隔を狭めることができ、太陽光発電パネルユニットの段数を四角柱形式の鉄骨柱よりも更に多くして配置することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。

図１〜図３は太陽光発電用支持柱の第一実施形態の各実施例、図４〜図６は第二実施形態の各実施例、図７〜図９は第三実施形態の各実施例を示したものである。

第一実施形態の太陽光発電システムは、比較的狭い敷地内で小規模の太陽光発電を行なうために太陽光発電用支持柱を立設する場合であり、図１に示す実施例は、太陽光発電用支持柱１０が１本の鋼管柱１１で構成されたものである。

図において、１は太陽電池を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにした１枚の太陽光発電パネル、２は太陽光発電パネル１を横一列に２枚並べた太陽光発電パネルユニット、３は太陽光発電パネル１を横一列に３枚並べた太陽光発電パネルユニット、４は太陽光発電パネル１を横一列に４枚並べた太陽光発電パネルユニットである。

太陽光発電用支持柱１０は、基礎コンクリートＧＬで固めた地表に１本の鋼管柱１１を設立し、上固定部７ｕ、下固定部７ｄからなる１組の固定部材７を３組揃え、所定の間隔で鋼管柱１１に固定する。

その３組の固定部材７に、太陽光発電パネル１を横一列に２枚並べた太陽光発電パネルユニット２、横一列に３枚並べた太陽光発電パネルユニット３、横一列に４枚並べた太陽光発電パネルユニット４を固定して縦方向に３段配置する（図１（ａ））。

固定部材７の上固定部７ｕ、下固定部７ｄ間に太陽光発電パネルユニットを固定する際に、太陽光発電パネルユニットが太陽光の照射角度に合わせて傾斜するように、固定部材７の内下固定部７ｄは上固定部７ｕより前方向に突出させる（図１（ｂ））。

更に、太陽光発電パネルユニット２、３、４は所定の間隔で太陽光発電用支持柱に固定されているので、太陽光が太陽光発電パネルユニット２、３、４に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはない（図１（ｂ））。

図２及び図３は第一実施形態における他の実施例であり、図２は太陽光発電用支持柱２０が２本の鋼管柱２１、２２で構成されたもので、太陽光発電パネル１を横一列に６枚並べた太陽光発電パネルユニット５を２本の鋼管柱２１、２２の間に配置した実施例である。

太陽光発電パネルユニット５は２ヶ所で固定されるので、１本の鋼管柱１１で構成された実施例に比べ、風が太陽光発電用支持柱２０に当たっても回転することはなく強風にも耐えうることができ、太陽光発電パネル１を横一列に６枚並べることができ、更に、同じ長さの太陽光発電パネルユニット５を所定の間隔で縦方向に配置する段数も多く、例えば４段にすることができるので発電容量を増やすことが出来る。

図３は太陽光発電用支持柱３０が３本の鋼管柱３１、３２、３３で構成されたもので、太陽光発電パネル１を横一列に９枚並べた太陽光発電パネルユニット６を３本の鋼管柱３１、３２、３３の間に配置した実施例である。

太陽光発電パネルユニット６は３ヶ所で固定されるので、２本の鋼管柱２１、２２の間に配置した太陽光発電パネルユニット５よりも長く、例えば横一列に９枚並べることができるので更に発電容量を増やすことが出来る。

また、図２及び図３の実施例に示す太陽光発電用支持柱２０、３０は、図１の実施例に示す太陽光発電用支持柱１０より高さが高くなるので、鋼管柱２１、２２、３１、３２、３３は所定長の鋼管材を複数本延設して太陽光発電用支持柱２０、３０を構成しているので、設置する際の運搬及び保管がし易くなる。

図４〜図６に示す第二実施形態の太陽光発電システムは、中規模の太陽光発電を行なうために太陽光発電用支持柱を立設する場合であり、図４に示す実施例は、太陽光発電用支持柱４０が１本の四角柱形式の鉄骨柱４１で構成されたものである。

太陽光発電用支持柱４０は、基礎コンクリートＧＬで固めた地表に１本の四角柱形式の鉄骨柱４１を設立し、上固定部７ｕ、下固定部７ｄからなる１組の固定部材７を３組揃え、所定の間隔で鉄骨柱４１に固定する。

その３組の固定部材７に、太陽光発電パネル１を横一列に４枚並べた太陽光発電パネルユニット４を固定して縦方向に３段配置する（図４（ａ））。

固定部材７の上固定部７ｕ、下固定部７ｄ間に太陽光発電パネルユニット４を固定する際に、太陽光発電パネルユニット４が太陽光の照射角度に合わせて傾斜するように、固定部材７の内下固定部７ｄは上固定部７ｕより前方向に突出させる（図４（ｂ））。

更に、太陽光発電パネルユニット４は所定の間隔で太陽光発電用支持柱に固定されているので、太陽光が太陽光発電パネルユニット４に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはない（図４（ｂ））。

図５及び図６は第二実施形態における他の実施例であり、図５は太陽光発電用支持柱５０が２本の四角柱形式の鉄骨柱５１、５２で構成されたもので、太陽光発電パネル１を横一列に６枚並べた太陽光発電パネルユニット５を２本の四角柱形式の鉄骨柱５１、５２の間に配置した実施例である。

太陽光発電パネルユニット５は２ヶ所で固定されるので、１本の鉄骨柱４１で構成された実施例に比べ、風が太陽光発電用支持柱５０に当たっても回転することはなく強風にも耐えうることができ、太陽光発電パネル１を横一列に６枚並べることができ、更に、鋼管柱２１、２２よりも強度が増すので、同じ長さの太陽光発電パネルユニット５を所定の間隔で縦方向に配置する段数も多く、例えば５段にすることができるので発電容量を増やすことが出来る。

図６は太陽光発電用支持柱６０が３本の四角柱形式の鉄骨柱６１、６２、６３で構成されたもので、太陽光発電パネル１を横一列に９枚並べた太陽光発電パネルユニット６を３本の四角柱形式の鉄骨柱６１、６２、６３の間に配置した実施例である。

太陽光発電パネルユニット６は３ヶ所で固定されるので、２本の四角柱形式の鉄骨柱５１、５２の間に配置した太陽光発電パネルユニット５よりも長く、例えば横一列に９枚並べることができるので更に発電容量を増やすことが出来る。

図７〜図９に示す第三実施形態の太陽光発電システムは、大規模の太陽光発電を行なうために太陽光発電用支持柱を立設する場合であり、図７に示す実施例は、太陽光発電用支持柱７０が１本の四角錐形式の鉄骨柱７１で構成されたものである。

太陽光発電用支持柱７０は、基礎コンクリートＧＬで固めた地表に１本の四角錐形式の鉄骨柱７１を設立し、上固定部７ｕ、下固定部７ｄからなる１組の固定部材７を４組揃え、所定の間隔で鉄骨柱７１に固定する。

その４組の固定部材７に、太陽光発電パネル１を横一列に４枚並べた太陽光発電パネルユニット４を固定して縦方向に４段配置する（図７（ａ））。

固定部材７の上固定部７ｕ、下固定部７ｄ間に太陽光発電パネルユニット４を固定する際に、太陽光発電パネルユニット４が太陽光の照射角度に合わせて傾斜するように、固定部材７の内下固定部７ｄは上固定部７ｕより前方向に突出させる（図７（ｂ））。

更に、太陽光発電パネルユニット４は所定の間隔で太陽光発電用支持柱に固定されているので、太陽光が太陽光発電パネルユニット４に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはない（図７（ｂ））。

しかも、四角錐形式の鉄骨柱７１は、四角柱形式の鉄骨柱４１に比べ傾斜があるので、四角柱形式の鉄骨柱４１よりも所定の間隔を狭くしても太陽光が太陽光発電パネルユニット４に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはないので、四角柱形式の鉄骨柱４１よりも１段多く、例えば４段に配置することができる。

図８及び図９は第三実施形態における他の実施例であり、図８は太陽光発電用支持柱８０が２本の四角錐形式の鉄骨柱８１、８２で構成されたもので、太陽光発電パネル１を横一列に６枚並べた太陽光発電パネルユニット５を２本の四角錐形式の鉄骨柱８１、８２の間に配置した実施例である。

太陽光発電パネルユニット５は２ヶ所で固定されるので、１本の鉄骨柱７１で構成された実施例に比べ、風が太陽光発電用支持柱８０に当たっても回転することはなく強風にも耐えうることができ、太陽光発電パネル１を横一列に６枚並べることができ、更に、四角柱形式の鉄骨柱５１、５２に比べ傾斜があるので、所定の間隔を狭くしても太陽光が太陽光発電パネルユニット５に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはないので、太陽光発電パネルユニット５を縦方向に配置する段数も１段多く、例えば６段にすることができるので発電容量を増やすことが出来る。

図９は太陽光発電用支持柱９０が３本の四角錐形式の鉄骨柱９１、９２、９３で構成されたもので、太陽光発電パネル１を横一列に９枚並べた太陽光発電パネルユニット６を３本の四角錐形式の鉄骨柱９１、９２、９３の間に配置した実施例である。

太陽光発電パネルユニット６は３ヶ所で固定されるので、２本の四角錐形式の鉄骨柱８１、８２の間に配置した太陽光発電パネルユニット５よりも長く、例えば横一列に９枚並べることができ、更に、四角柱形式の鉄骨柱６１、６２、６３に比べ傾斜があるので、所定の間隔を狭くしても太陽光が太陽光発電パネルユニット６に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはないので、太陽光発電パネルユニット６を縦方向に配置する段数も１段多く、例えば６段にすることができるので更に発電容量を増やすことが出来る。

以上のような太陽光発電用支持柱に配置された太陽光発電パネルユニットに太陽光が照射して太陽光発電を行なう作用を図面に基づいて説明する。

図１０は本発明の太陽光発電システムを、電力会社の商用電力系統と連系する系統連系形システムのブロック図を示したもので、１００は工場等の敷地内に立設した太陽光発電用支持柱に縦方向に複数段配置した太陽光発電パネルユニットの集合体である太陽電池モジュール、２００は太陽電池モジュール１００で発電された直流電力を工場等で使える交流電力に変換するインバータ、３００は交流電力を工場等の各電気機器に伝える屋内分電盤、４００は電力量計、５００は工場等の各電気機器、６００は電力会社である。

日昼の晴天時は太陽電池モジュール１００で発電された直流電力をインバータ２００で交流電力に変換する。変換された交流電力は屋内分電盤３００を経由して工場等の各電気機器５００の電源となる。雨天時または夜間は電力会社６００から電力量計４００、屋内分電盤３００を経由して工場等の各電気機器５００の電源となる。なお、工場等の各電気機器５００で電力を消費しても余剰電力が発生したら電力量計４００を経由して電力会社６００に売電することも可能である。

図１１は本発明の太陽光発電システムを、電力会社の商用電力系統と連系しない独立形システムのブロック図を示したもので、１００は工場等の敷地内に立設した太陽光発電用支持柱に縦方向に複数段配置した太陽光発電パネルユニットの集合体である太陽電池モジュール、７００は太陽電池モジュール１００を充電制御する充電コントローラ、８００は充電コントローラ７００により充電制御された直流電力を貯蔵する蓄電装置、２００は蓄電装置８００で貯蔵された直流電力を工場等で使える交流電力に変換するインバータ、９００は工場等の各電気機器５００の交流電源である。

日昼の晴天時は太陽電池モジュール１００で発電された直流電力を充電コントローラ７００で充電制御して蓄電装置８００に貯蔵すると同時にインバータ２００で貯蔵された直流電力を工場等で使える交流電力に変換する。変換された交流電力は工場等の各電気機器５００の交流電源９００となる。雨天時または夜間は蓄電装置８００で貯蔵された直流電力をインバータ２００で工場等で使える交流電力に変換する。変換された交流電力は工場等の各電気機器５００の交流電源９００となる。

以上説明したように、本発明によれば、太陽光発電パネルを横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニットを縦方向に複数段配置した太陽光発電用支持柱を、敷地面積の限られた工場等の敷地内に立設することにより、広大な敷地を必要とせず、狭い敷地内で効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる太陽光発電システムを提供することができる。

本発明の第一実施形態である太陽光発電用支持柱の一実施例の（ａ）正面図、（ｂ）側面図を示す。同上、他の実施例の正面図を示す。同上、他の実施例の正面図を示す。本発明の第二実施形態である太陽光発電用支持柱の一実施例の（ａ）正面図、（ｂ）側面図を示す。同上、他の実施例の正面図を示す。同上、他の実施例の正面図を示す。本発明の第三実施形態である太陽光発電用支持柱の一実施例の（ａ）正面図、（ｂ）側面図を示す。同上、他の実施例の正面図を示す。同上、他の実施例の正面図を示す。本発明の太陽光発電システムを、電力会社の商用電力系統と連系する系統連系形システムを示したブロック図である。本発明の太陽光発電システムを、電力会社の商用電力系統と連系しない独立形システムを示したブロック図である。

符号の説明

１太陽光発電パネル
２、３、４、５、６太陽光発電パネルユニット
７固定部材
１０、２０、３０太陽光発電用支持柱
４０、５０、６０太陽光発電用支持柱
７０、８０、９０太陽光発電用支持柱
１１、２１、２２、３１、３２、３３鋼管柱
４１、５１、５２、６１、６２、６３四角柱形式の鉄骨柱
７１、８１、８２、９１、９２、９３四角錐形式の鉄骨柱

Claims

工場等の敷地内に太陽光発電用支持柱を立設し、太陽電池を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにした太陽光発電パネルを横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニットを、前記太陽光発電用支持柱に縦方向に複数段配置したことを特徴とする太陽光発電システム。
前記太陽光発電パネルユニットは、太陽光の照射角度に合わせて傾斜され、所定の間隔で前記太陽光発電用支持柱に固定されたことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
前記太陽光発電用支持柱は、１本、または複数本の鋼管柱で構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電システム。
前記太陽光発電用支持柱は、１本、または複数本の鉄骨柱で構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電システム。
前記鋼管柱は、所定長の鋼管材で構成されたことを特徴とする請求項３記載の太陽光発電システム。
前記鋼管柱は、所定長の鋼管材を複数本延設して構成されたことを特徴とする請求項３記載の太陽光発電システム。
前記鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角柱形式に組み合わせて構成されたことを特徴とする請求項４記載の太陽光発電システム。
前記鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角錐形式に組み合わせて構成されたことを特徴とする請求項４記載の太陽光発電システム。