JP2013038125A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置スペースを狭めることができるとともに、十分な発電量を得ることができる。
【解決手段】太陽電池パネル１１を縦型に設置するとともに、太陽電池パネル１１への入射光を補完するための反射鏡１２を複数の凸面鏡１２ａで構成する。反射鏡１２を太陽電池パネル１１の近傍に設置する。複数の凸面鏡１２ａで太陽光Ｓは反射し、太陽電池パネル１１の方向への反射光Ｒの出射域Ａが広がるため、太陽光発電装置１の設置スペースを狭めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池パネルまたは太陽電池アレイを備えた太陽光発電装置に関する。

太陽電池パネルを用いた太陽光発電装置においては、太陽光を効率よく照射させて発電の高効率化を図るために、太陽電池パネルの受光面は水平面との角度が浅くなるように設置されることが多い。
このため、太陽電池パネルを設置するには広いスペースを必要とすることが多く、建物の屋根など設置場所が限定される。
よって、十分なスペースを確保できないために太陽電池パネルを設置できない場合があった。

この太陽光発電装置における太陽電池パネルの設置スペースの問題を解決するために、太陽光を太陽電池パネルの受光面に導く反射板を別に備えさせ、太陽電池パネルをほぼ鉛直に設置する技術を用いることも考えられる（特許文献１参照）。

特開昭６２−２８５４７７号公報

しかしながら、上述した従来の太陽光発電装置における太陽電池パネルを設置する技術は、積雪地帯における太陽電池パネルの受光面上の積雪の防止を本来の目的とする技術であるために、太陽電池パネルをほぼ鉛直に設置することで受光面上の積雪を防止することはできても、大きい平板状の反射板や複数の反射板を備えるようにしているので、反射板の分の広いスペースが余計に必要となるという問題があった。

また、上述した従来の技術では、平板状の反射板や凹型の反射板による反射光を用いるので、太陽電池パネルの受光面への入射域が一部分に偏ってしまい、太陽電池パネルの受光面全体には入射されず、太陽光発電装置として十分な発電量を得ることができないという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、設置スペースを狭めることができるとともに十分な発電量を得ることができる太陽光発電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の太陽光発電装置は、
縦型に設置され、受光面を有する太陽電池パネルと、
該太陽電池パネルの近傍に配置されるとともに、複数の凸面鏡を有し、該複数の凸面鏡により太陽光を反射した反射光を前記太陽電池パネルの受光面に補完的に入射させる反射鏡とを備えたことを特徴とする。

また、前記凸面鏡は、部分円筒状に形成されるとともに、前記太陽電池パネルの方向に並設されるようにしてもよい。

また、前記凸面鏡は、部分球面状に形成されるようにしてもよい。

また、本発明の太陽光発電装置は、
受光面を有する複数の太陽電池パネルを接続して構成され、縦型に設置された太陽電池アレイと、
該太陽電池アレイの近傍に配置されるとともに、複数の凸面鏡を有し、該複数の凸面鏡により太陽光を反射した反射光を前記太陽電池パネルの受光面に補完的に入射させる反射鏡とを備えたことを特徴とする。

また、前記凸面鏡は、部分円筒状に形成されるとともに、前記太陽電池アレイの方向に並設されるようにしてもよい。

また、前記凸面鏡は、部分球面状に形成されるようにしてもよい。

本発明によれば、設置スペースを狭めることができるとともに十分な発電量を得ることができる太陽光発電装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る太陽光発電装置の構成を表わす側面図である。 本発明の実施形態に係る太陽光発電装置の４つの凸面鏡を有する例の構成を表わす斜視図である。 本発明の実施形態に係る太陽光発電装置における反射鏡による反射光の出射域を説明するための説明図である。 本発明の変形例に係る太陽光発電装置における反射鏡による反射光の出射域を説明するための説明図である。 本発明の太陽電池アレイを備えた太陽光発電装置の設置例を表わす概略図である。

本発明の実施の形態に係る太陽光発電装置について、以下図面を参照して説明する。
本実施の形態に係る太陽光発電装置１は、図１及び図２に示すように、太陽電池パネル１１と、太陽電池パネル１１への入射光を補完するための複数の凸面鏡１２ａを有する反射鏡１２とを備えている。
太陽電池パネル１１は、受光面１１ａに直接照射された太陽光Ｓ、及び、受光面１１ａに反射鏡１２から入射された反射光Ｒのエネルギーを直接電気エネルギーに変換する。
太陽電池パネル１１には、複数枚の図示しない太陽電池素子が接続され配置されており、太陽電池パネル１１は例えば強化ガラス、樹脂などで覆われてパッケージ化されている。
太陽電池パネル１１は、縦型に設置されており、設置スペースを狭めることができる。

反射鏡１２は、基板１２ｂ上に並設された複数の凸面鏡１２ａを有する。凸面鏡１２ａは、部分円筒状に形成されている。複数の凸面鏡１２ａは、太陽電池パネル１１の方向に並設されている。
反射鏡１２は、太陽電池パネル１１の近傍に設置されている。反射鏡１２を太陽電池パネル１１のより近傍に設置することにより、太陽光発電装置１全体の設置スペースを狭めることができる。

太陽光Ｓは、部分円筒状の凸面鏡１２ａに反射され、その反射光Ｒは、図１及び図２に示すように、太陽電池パネル１１の受光面１１ａへ補助的に入射する。
凸面鏡１２ａによる反射光Ｒであるために、図３に示すように、太陽電池パネル１１の方向への反射光Ｒの出射域Ａは広がり、太陽電池パネル１１の受光面１１ａの全面が出射域Ａ内に含まれる。

このため反射鏡１２は、凹面鏡や平板の反射鏡を用いる場合と比べて小さくすることができ、反射鏡１２の設置スペースを狭めることができる。

また、凸面鏡１２ａによる反射光Ｒは、太陽高度が異なった場合であっても、太陽電池パネル１１の受光面１１ａの全面に入射させることができる。

太陽電池パネル１１を縦型に設置することにより、通常の横型の設置をした場合と比べて、そのままでは出力が例えば２／３程度に減ることになるが、この減った出力の分について反射光Ｒを受光面１１ａに入射させることで補完する。

太陽電池パネル１１の設置角度、反射鏡１２の設置角度、反射鏡１２の凸面鏡１２ａの曲率半径，数，大きさ、太陽電池パネル１１と反射鏡１２の位置関係等は、太陽電池パネル１１の受光面１１ａへの入射光量、太陽電池パネル１１及び反射鏡１２の設置スペース等を考慮して、適宜、選択、設定する。

なお、図１では太陽光発電装置１が２つの凸面鏡１２ａを有する例を示したが、図２では太陽光発電装置１が４つの凸面鏡１２ａを有する例を示している。

このように本実施の形態の太陽光発電装置では、太陽電池パネル１１を縦型に設置するとともに、太陽電池パネル１１への入射光を補完するための反射鏡１２を凸面鏡１２ａで構成することにより小さくしたので、設置スペースを狭めることができる。
よって、本実施の形態の太陽光発電装置は、従来では設置することができなかった狭いスペースにも設置することができる。

これに加えて、本実施の形態の太陽光発電装置では、反射鏡１２を凸面鏡１２ａで構成するようにしたので、反射光Ｒの太陽電池パネル１１の方向への出射域Ａが拡大し、太陽電池パネル１１への入射光を十分に補完することができる。
よって、本実施の形態の太陽光発電装置では、十分な発電量を得ることができる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、部分円筒状の凸面鏡１２ａを並設する例について説明したが、図４に示すように、反射鏡２２が複数の部分球面状の凸面鏡２２ａを有するようにしてもよい。部分球面状の凸面鏡２２ａは、基板２２ｂ上に並設される。
部分球面状の凸面鏡２２ａによる反射光Ｒ２であるために、太陽電池パネル１１の方向への反射光Ｒ２の出射域Ａ２は広がり、太陽電池パネル１１の受光面１１ａの全面が出射域Ａ２内に含まれる。

部分球面状の凸面鏡２２ａを用いると、例えば朝方、夕方などで、太陽電池パネル１１に対する太陽光Ｓの入射角度が大きい場合には、太陽光Ｓが凸面鏡２２ａで反射して反射光Ｒ２が曲折することにより、太陽電池パネル１１の受光面１１ａにおける集光率が向上する。

また、上記実施の形態では、太陽電池パネル１１を用いる例について説明したが、複数の太陽電池パネル１１を接続して配列した太陽電池アレイ１０を用いた太陽光発電装置に本発明を適用することも可能である。
複数の太陽電池パネル１１により構成される太陽電池アレイ１０を縦型に設置するとともに、太陽電池パネル１１の受光面１１ａへの入射光を補完するための反射鏡１２を複数の凸面鏡１２ａで構成すればよい。また、図４に示した、複数の部分球面状の凸面鏡２２ａを有する反射鏡２２を用いるようにしてもよい。

例えば、図５に示すように、仮設住宅３が建設された狭い敷地においても、空いている狭いスペースに架台４等を用いて太陽電池アレイ１０を備えた太陽光発電装置を設置することができる。

その他にも、太陽電池アレイ１０又は太陽電池パネル１１を備えた太陽光発電装置は、狭いスペースである、例えば養鶏場、駐輪場、塀、店舗入り口等のひさしの上、高速道路や橋の側面、ベランダ、戸袋の前、電柱、高台にある津波の避難場所等に設置することもできる。

また、本実施の形態では、太陽電池パネル１１を縦型に設置する例について説明したが、太陽電池パネル１１は鉛直に設置してもよいし、少し傾けて設置するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、反射鏡１２が基板１２ｂを備える例について説明したが、反射鏡１２は凸面鏡１２ａのみから構成するようにしてもよい。また、基板１２ｂ，２２ｂについては反射部材を用いるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、反射鏡１２が太陽電池パネル１１の近傍に設置される例について説明したが、反射鏡１２と太陽電池パネル１１を接続して一体にしてもよい。

１ 太陽光発電装置
１０ 太陽電池アレイ
１１ 太陽電池パネル
１１ａ 受光面
１２，２２ 反射鏡
１２ａ，２２ａ 凸面鏡
１２ｂ，２２ｂ 基板
Ｓ 太陽光
Ｒ，Ｒ２ 反射光
Ａ，Ａ２ 反射光の出射域
３ 仮設住宅
４ 架台

Claims (6)

1. 縦型に設置され、受光面を有する太陽電池パネルと、
   該太陽電池パネルの近傍に配置されるとともに、複数の凸面鏡を有し、該複数の凸面鏡により太陽光を反射した反射光を前記太陽電池パネルの受光面に補完的に入射させる反射鏡とを備えたことを特徴とする太陽光発電装置。
2. 前記凸面鏡は、部分円筒状に形成されるとともに、前記太陽電池パネルの方向に並設され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. 前記凸面鏡は、部分球面状に形成され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. 受光面を有する複数の太陽電池パネルを接続して構成され、縦型に設置された太陽電池アレイと、
   該太陽電池アレイの近傍に配置されるとともに、複数の凸面鏡を有し、該複数の凸面鏡により太陽光を反射した反射光を前記太陽電池パネルの受光面に補完的に入射させる反射鏡とを備えたことを特徴とする太陽光発電装置。
5. 前記凸面鏡は、部分円筒状に形成されるとともに、前記太陽電池アレイの方向に並設されたことを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電装置。
6. 前記凸面鏡は、部分球面状に形成されたことを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電装置。