JP2013526784A

JP2013526784A - 太陽電池装置

Info

Publication number: JP2013526784A
Application number: JP2013511512A
Authority: JP
Inventors: 林崇智
Original assignee: 宇威光電股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2013-06-24
Also published as: WO2011143951A1; CN201788986U

Abstract

【課題】本発明は、容易に取り付けられ、且つ余分なフレームを使用しなくても太陽電池素子の受光角度を調整することができ、更にコストを減少すると同時に使用性を高めることができる太陽電池装置を提供することを課題とする。
【解決手段】互いに間隔をおいて設置し、且つモジュール面を形成する複数の太陽電池モジュールであって、前記太陽電池モジュールはそれぞれ、少なくとも一部が透光性を有するチューブと、前記チューブ内に設置されると同時に受光平面を有する太陽電池素子とを備え、前記受光平面の法線方向と前記モジュール面の法線方向は前記太陽電池素子において、所定の角度を形成することを特徴とする太陽電池装置によって解決する。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は太陽電池装置に関するものである。

太陽エネルギー自身は公害の問題はなく、且つ取得するのは容易であり、尽きることがないため、太陽エネルギーは代替エネルギーの重要な資源の一つである。比較的によく応用される太陽エネルギーの太陽電池モジュールは光電変換素子を有し、太陽光によって照射した後、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。

太陽電池モジュールの応用は広く、例えば、工場用の大型発電の、或いは家庭用のような小型発電に応用することができる。図１は従来の太陽電池装置が屋根に取付けられ、太陽エネルギーを受けて発電する概略図である。図１に示すように、従来の太陽電池装置１は全体的にシート状の太陽電池モジュール１１を用いて発電する。しかしながら、シート全体の太陽電池モジュール１１は、フレームを用いずに屋根に設置した場合、単に、屋根の斜面に沿って設置するため、太陽電池モジュール１１の受光角度は部屋の向きの制限を受け、太陽運行の方向に応じて調整することができない。しかしながら、仮に、より好ましい受光角度を得るために屋根の表面にフレームを追加して設置することで、太陽電池モジュール１１を好ましい受光角度に傾斜させることができるが、その反面、材料のコストが増え、且つフレームの重量も屋根の負担になりやすく、家の構造に悪影響を及ぼすことになる。

よって、本発明においては、容易に取り付けられ、且つ余分なフレームを使用しなくても太陽電池素子の受光角度を調整することができ、更にコストを減少すると同時に使用性を高めることができる太陽電池装置を如何に提供するかが重要な課題の一つとなる。

上記課題に鑑み、本発明の目的は、容易に取り付けられ、且つ余分なフレームを使用しなくても太陽電池素子の受光角度を調整することができる太陽電池装置を提供することを課題とする。

上記の目的を達成するために、本発明に基づいた太陽電池装置は、複数の太陽電池モジュールを備え、これらの太陽電池モジュールは互いに間隔をおいて設置されると同時に、モジュール面を形成し、それぞれの太陽電池モジュールはチューブと太陽電池素子とを備え、チューブは少なくとも一部が透光性を有し、太陽電池素子はチューブ内に設置されると同時に、受光平面を有し、受光平面の法線方向とモジュール面の法線方向とが、前記太陽電池素子において、所定の角度を形成するよう構成される。

一実施例において、太陽電池装置は支持部材を更に備え、それは太陽電池モジュールを支持する。

一実施例において、太陽電池モジュールをぶら下げるよう設置する。

一実施例において、受光平面の法線方向は太陽電池装置の設置地域の緯度に基づいて決定される。

一実施例において、太陽電池装置は支持表面に取付けられ、モジュール面と支持表面は平行となるよう構成される。

一実施例において、支持表面は水面、建築物表面、或いは地面である。

一実施例において、チューブは平行間隔を保って排列される。

一実施例において、太陽電池素子は長尺型である。

一実施例において、モジュール面は平面、或いは曲面である。

一実施例において、太陽電池装置は回転機構を更に備え、それは太陽電池モジュールと接続されると同時に、各チューブの長手方向の回転軸と平行し、太陽電池モジュールを互いに同期して回転させる。

一実施例において、太陽電池装置は回転機構を更に備え、それは太陽電池モジュールと接続されると同時に、各チューブの長手方向の回転軸と平行し、太陽電池素子を互いに同期して回転させる。

上記したように、本発明は複数の太陽電池素子を複数のチューブ内にそれぞれ取付けると同時に、チューブを回転させることが容易であるため、太陽電池モジュールの受光角度を容易に調整することができ、更に高い光電変換効率を得ることができる。また、チューブの両端だけを封止することで、湿気やほこりなどの汚染からこれら太陽電池素子に対する悪影響を防止することができ、優れた気密性と製品の信頼性を確保することができ、且つ製品の寿命も延長できる。そして角度を調整した後、太陽電池素子の受光平面の法線方向とモジュール面が太陽電池素子の法線方向において所定の角度を形成するようにすることができる。ユーザーは屋根上に余分の太陽電池装置のフレームを取付けなくても、太陽電池モジュールにより好ましい受光角度を持たせることができる。よって、ユーザーの取付け費用と材料コストを省くことができると同時に、重たいフレームが屋上に損傷を与えることを避けることができる。また、本発明のこれらの太陽電池モジュールは、互いに間隔をおいて設置しているため、風、雪、或いは太陽光線が太陽電池モジュールの間を通り抜けることができ、風圧が強すぎることや積雪によって、太陽電池モジュールがつぶされるのを避けられ、或いは太陽光線を遮断することができる。且つ太陽電池モジュールは間隔をおいて設置したことで、太陽電池装置全体の透過率を高めることができ、バルコニー、最上階、屋上、建物の外壁、或いは比較的弱い建築構造にも適し、さらに温室の屋上などに設置することもできる。

従来の太陽電池装置の概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置の概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置の概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置の概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置が支持表面に取付けられた概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置が屋上、水面、及び建物の外壁に取付けられた概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置が屋上、水面、及び建物の外壁に取付けられた概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置が屋上、水面、及び建物の外壁に取付けられた概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置が屋上、水面、及び建物の外壁に取付けられた概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置が支持部材を更に備えた概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置が支持部材を更に備えた概略図である。本発明の好ましい実施例１に係る複数の太陽電池モジュール間隔をおいて設置すると同時に、曲面であるモジュール面を形成する概略図である。本発明の好ましい実施例２に係る太陽電池モジュールの複数の変化形態を示す概略図である。本発明の好ましい実施例２に係る太陽電池モジュールの複数の変化形態を示す概略図である。本発明の好ましい実施例２に係る太陽電池モジュールの複数の変化形態を示す概略図である。本発明の好ましい実施例２に係るシャッターに似た太陽電池装置の概略図である。本発明の好ましい実施例２に係る太陽電池素子が磁力によって回転する概略図である。

以下、図を参照しながら、本発明の好適な実施例における太陽電池装置について説明する。このうち同一の符号は同じ機能の構成部材を指す。

図２Ａに示すように、本発明の好ましい実施例１に係る太陽電池装置２０は光電変換を必要とする如何なる状況にも応用することができ、例えば、バルコニー、最上階、屋上、建物の外壁、或は比較的弱い建築構造上、さらに温室の屋上に設置することができる。

太陽電池装置２０は複数の太陽電池モジュールを備える。ここでは、太陽電池装置２０は２つの太陽電池モジュール２ａ、２ｂを有するものを例とするが、もちろん、太陽電池装置２０はその他の数量の太陽電池モジュールを備えることができる。各太陽電池モジュール２ａ、２ｂはチューブ２１と太陽電池素子２２を備える。本実施例において、太陽電池モジュール２ａ、２ｂは全く同じである必要はなく、例えば、チューブ２１の形状は異なったものとすることができ、或は太陽電池素子２２の形態も異なったものとすることができる。もちろん、太陽電池モジュール２ａ、２ｂは大量生産と組立を容易にするために、全て同じにしてもよい。ここでは、太陽電池モジュール２ａ、２ｂは全く同じである場合を例とする。

図２Ｂは図２Ａの太陽電池装置の側面図である。太陽電池モジュール２ａ、２ｂは間隔をおいて設置されると同時に、モジュール面Ｌを形成する。ここでは、太陽電池モジュール２ａ、２ｂとの間の間隔の大きさを制限せず、間隔の大きさは少なくともチューブ２１を回転させられれば良く、或は太陽電池モジュール２ａ、２ｂに基づいて、互いに太陽光線を遮断しないような間隔とすることによって決定することができる。例えば、チューブの直径より大きく、或はチューブの直径の80％よりも大きく、或はチューブの直径の１．２倍よりも大きくすることができる。また、これらチューブ２１は実質上、平行間隔排列である。モジュール面Ｌは太陽電池モジュール２ａ、２ｂの設置される平面（図２Ａに示すように）、或は隣接する太陽電池モジュール２ａ、２ｂの接線からなる仮想平面、或は太陽電池素子２２の中心軸を通過する仮想平面と見なすことができる（図２Ｂに示すように）。

チューブ２１は少なくとも一部分が透光性を有する。つまり、太陽の光を受光する部分が透明であれば良く、ここのチューブ２１の材料はガラスであり、例えば、強化ガラスや低鉄ガラスであり、前記鉄の含有量を比較的少なくすることで、ガラスのチューブ２１の光線透過率を増加することができる。もちろん、チューブ２１はその他の材料から構成することができ、例えば、石英、或はプラスチックであってもよい。ガラスは良好な気候耐性を有するので、長時間、日光にさらされても劣化することはなく、且つガラス管は、よくランプ管として使用されるので、市場で大量生産ができ且つ安価のものである。チューブ２１の両端はシールすることができる。例えば、チューブ２１の両端を加熱してガラスを溶融させシールすることができ、或は二つのシール素子（図示せず）を介してチューブ２１両端の開口をシールすることができる。シール素子の材料は樹脂、プラスチック、或は金属でもよい。ここでは、封止の手段として、チューブ２１の両端を加熱することで、ガラスを溶融させシールすることを例とする。また、チューブ２１は一つ、或は２つ以上のコンポーネントから組み合わせることができる。チューブ２１の断面は円形とは限らず、半円形、楕円形、三角形、或はその他の幾何学形状であってもよい。本実施例のチューブ２１は円形を例とし、チューブ２１の湾曲形表面は入射光の反射率を効果的に低減することができる。

太陽電池素子２２は、チューブ２１内に設置されると共に、受光平面（flat surface）２２１を有する。図示した受光平面２２１は凸面、凹面、或は湾曲面でなく、平坦面である。また、太陽電池素子２２は、全部が平面である必要はなく、一部分を受光平面２２１とすることができる。ここでの太陽電池素子２２は、平板状を例とする。本実施例は太陽電池素子２２の材料を制限しない。例えば、シリコン、ゲルマニウム、化合物半導体、或は有機材料を含むことができる。太陽電池素子２２の材料構造は非晶質、微結晶、複結晶、多結晶、或は単結晶であることができる。上記より、太陽電池素子２２は、例えば、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム（Ge）、多結晶シリコン（multi-crystalline silicon）、多結晶ゲルマニウム、多結晶シリコン（poly- silicon）、アモルファスシリコン、非晶質ゲルマニウム、微結晶シリコン、化合物半導体（例えば、III - V化合物半導体またはII - VI族化合物半導体）、或は有機色素増感太陽電池（Dye-sensitized Solar Cell）などである。本実施例は太陽電池素子２２の形状を制限しない。ここでは、長方形を例とし、且つ太陽電池素子２２は、シール素子と合わせてチューブ２１内に嵌め込むことができることで、太陽電池素子２２の組合せの安定性を高めることができる。

図２Ｃは、図２Ａの太陽電池装置２０の側面図である。図２Ｃに示すように、少なくともその中の一つの太陽電池素子２２の受光平面２２１の法線方向Ａとモジュール面Ｌの法線方向Ｂは太陽電池素子２２において、角度αを形成する。ここの角度αはゼロではなく、９０°より小さい鋭角であることができる。本発明はチューブ２１を回転するのが容易という長所を用いて、これを設置する時、或は太陽追尾システムによって、角度αを変えることができる。従って、太陽電池モジュール２ａ、２ｂは受光角度を容易に調整することができ、これにより更に高い光電変換効率を得られる。調整の工程において、太陽電池素子２２の受光平面２２１の法線方向Ａとモジュール面Ｌの法線方向Ｂは太陽電池素子２２において、角度αを形成することができる。もちろん、角度α、或は受光平面２２１の法線方向Ａは太陽電池装置２０の設置場所（location）の緯度に基づいて決定することができる。これは、モジュール面Ｌの角度が何であるかに関係なく、太陽電池素子２２の受光平面２２１の受光方向（即ち、法線方向）は太陽電池装置２０の所在地の好ましい受光角度に基づいて調整することができる。これによって、太陽電池素子２２の受光平面２２１の法線方向Ａとモジュール面Ｌの法線方向Ｂは太陽電池素子２２において、角度αを形成することができる。従来技術と比べて、従来の太陽電池装置は一旦取付けられた後、太陽電池素子の受光平面とモジュール面Ｌは同じ法線方向を有するから（図１に示すように）、太陽電池モジュールを設置する時に、太陽電池モジュール、或は太陽電池素子の角度を適宜に調整することができず、太陽電池素子をより好ましい受光方向とすることができない。

ここで開示する太陽電池素子の設置場所における好ましい受光角度（Optimum Orientation Angle）は、例えば、太陽電池素子の受光面の法線方向を、設置場所の年間の平均日照最適角度に向けさせることである。従って、法線方向がその他の角度の太陽電池素子と比べて、受光面の法線方向が年間の平均日照最適角度に向けられた太陽電池素子は、一年内に受ける太陽日照強度（Ｗ/ｍ^２）はその他の角度の太陽電池素子が受ける日照強度よりも高い。受ける日照強度が大きいほど光電変換効率もより好ましくなる。一般的に言えば、最適の日照角度の範囲は所在地の緯度プラス、マイナス１０度内、好ましくはプラス、マイナス５度内の範囲である。例えば、北緯２３°のエリアに設置された太陽電池素子は、受光面の法線方向が最適年の日照角度範囲の１３°から３３°に向けるべきである。故に、太陽電池素子の受光面は、１３°から３３°の水平仰角を有することで、法線方向を最適年の日照角度に向けられる。もちろん、設置場所の最適の日照角度は月平均、季節平均、或はその他の指針の最適の日照角度であることができ、且つ異なる計算式により、異なる結果になる場合もある。また、留意すべきことは、太陽のトレースは東から昇り西に落ちるが、北半球のユーザーから見た太陽のトレースは南方にずれ、一方南半球のユーザーから見た太陽のトレースは北方にずれる。故に、従来技術の太陽電池装置を取付けた時、北半球のユーザーは、いずれも設置方向は南方に向くように勧められ、例えば、南方に向く屋根或は窓である。南半球のユーザーは、いずれも北方に向くように勧められる。

図３に示すように、太陽電池装置２０は支持表面（supporting surface）ＤＬに取付けられる。チューブ２１は支持表面ＤＬ上に設置することによって、モジュール面Ｌを形成し（隣接する太陽電池モジュール２ａ、２ｂの頂点間の接線からなる表面を例とする）、言わば、モジュール面Ｌと支持表面ＤＬは実質上平行である。本発明の支持表面ＤＬの形態はこれらに限定しない。例えば、水面（例えば、貯水池の保有水の表面）、建築物表面（例えば、最上階、外壁、庇、屋上、或はバルコニー）、或は地面でもよい。

図４Ａ〜図４Ｄは、太陽電池装置２０を、屋上と、水面と、建物の外壁の順に取り付けた例を表す。図４Ａは、太陽電池装置２０を南方に向けて、北半球の傾斜した屋上に設置した例である。太陽電池素子２２の受光面はすでに南に向いているが、太陽電池装置２０のモジュール面Ｌの法線方向は、設置環境の制限（例えば、屋根の傾斜度）のために最適の日照角度に向くとは限らない。従って取付ける時、各太陽電池モジュール２１を回転させることで、太陽電池素子２２の受光面の法線方向Ａを最適の日照角度に向かせ、その時太陽電池素子２２の受光平面の法線方向Ａとモジュール面Ｌの法線方向Ｂは角度を形成する。よって、余分なフレームを必要とせずに、太陽電池素子２２の受光平面角度を上げることができる。そして、図４Ｂに示すように、北半球の地域で太陽電池装置２０が環境制限のために北側の傾斜屋上にしか設置できない時、太陽電池モジュール２ａ、２ｂに形成されるモジュール面Ｌの法線方向Ｂは、北側の傾斜屋上の法線方向と実質的に平行であり、最適の日照角度は、例えば、所在地の緯度からプラス、マイナス１０度内の範囲であるため、従って最適の日照角度を取るため太陽電池素子２２の受光面を南に向けなければならず、且つ所在地の緯度プラス、マイナス１０度の範囲内の水平仰角を持たせなければならない。図４Ｂから分かるように、最適の日照角度の方向は、実質上、受光面の法線方向Ａと平行であり、且つ最適の日照角度の方向は、モジュール面の法線方向Ｂとは実質的に一つの角度αを有する。よって、本発明の太陽電池装置２０は、設置環境の制限から解放されることができ、取付け場所の最適の日照角度に基づいて太陽電池素子２２の受光面の角度を決められることで、優れた光電変換効率が得られ、且つ太陽電池装置２０の片側を上げるために、余分なフレームを取り付ける必要がなくなる。

図５Ａに示すように、太陽電池装置２０は支持部材２３を更に備え、太陽電池モジュール２ａ、２ｂを支持する。支持部材２３を介して太陽電池モジュール２ａ、２ｂを支持することで、太陽電池モジュール２ａ、２ｂにモジュール面Ｌを形成することができる。ここで支持部材２３は２本のバーを含んだものを例とする。もちろん、支持部材２３はその他の部材によって構成することができ、例えば、支持部材２３はフレーム（図５Ｂに示すように）を備え、且つフレームを用いて、二軸の太陽追尾の操作をすることができる。或はロープを用いて、太陽電池モジュール２ａ、２ｂを空中にぶら下げてもよく、その場合、複数の太陽電池装置２０をシャッターのようにぶら下げることができる。

上記の実施例の全ては、太陽電池モジュールによって形成されるモジュール面は平面であることを例とする。また、モジュール面は環境の支持表面に合わせて曲面を形成することができる。図６に示すように、複数の太陽電池モジュール２ａ、２ｂ、２ｃを間隔をおいて設置すると同時に、曲面であるモジュール面Ｌ_１を形成するようにする。各太陽電池モジュール２ａ、２ｂ、２ｃの受光平面２２１の法線方向Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３はモジュール面Ｌ_１の法線方向Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３が各太陽電池素子２２に、一つの角度α１、α２、α３をそれぞれ形成する。太陽電池モジュール２ａ、２ｂは一つの平面上に設置しているため、角度がα１、α２は同じである。一方、太陽電池モジュール２ｃは曲面上に設置しているため、角度α３は角度α１、α２に等しくない。

本実施例の太陽電池モジュールは多種の変化形態を有することができ、以下に図７Ａ〜７Ｃを参照しながら、例をあげて説明する。

図７Ａに示すように、太陽電池モジュール２ａは、二つの電極２４と二つの電気接続素子２５を更に備えることができ、電極２４は太陽電池素子２２の両端に設置することを例とする。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、電極２４は太陽電池素子２２の任意の場所に設置することができる。電気接続素子２５はチューブ２１の両端、或は一端に設置することができ、且つ太陽電池素子２２と電気的に接続する。電気接続素子２５の位置は電極２４の位置に基づいて設置することができる。例えば、この実施例において、電気接続素子２５はチューブ２１の両端に設置し、且つ導線２６を介して電極２４に電気的に接続する。もちろん、電気接続素子２５はその他の方式を介して、電極２４と電気的に接続することが可能であり、例えば、電極２４に直接半田付けして電気的に接続することができる。

図７Ｂは、もう一つの太陽電池モジュール２ｄを表し、前記太陽電池モジュール２ａと主に異なる点は、二つの電気接続素子２５がチューブ２１の同じ端部に設置したことである。一方、チューブ２１のもう一端は封止状態とし、例えば、チューブ２１（その材料はガラスを例とする）の一端を焼結することによって封止し、或は焼結の後に封止素子を追加設置する。

本発明において、電気接続素子２５は多種の型式で実施することができる。例えば、図７Ａと図７Ｂにおいて、電気接続素子２５は電気端子であり、チューブ２１の端部から引き出すようにする。つまり、電気端子の一部はチューブ２１の両端、或は一端内に取付けられる。また、電気接続素子２５は一般のランプのキャップのように、キャップボディーと二つの端子（図７Ａと図７Ｂに示すように）を備え、キャップボディーはチューブの一端に接続され、端子はキャップボディーから突出するよう接続される。或は電気接続素子２５はコネクタであり、雄部と雌部を合わせてその他の太陽電池モジュール、或はその他の電子機器のコネクタに接続する。或は、電気接続素子２５は導線であってもよく、半田付けすることで、その他の太陽電池モジュール、或はその他の電子機器に接続することができる。或は電気接続素子２５は係合構造であってもよく、凹部と凸部を合わせることによって、その他の太陽電池モジュール、或はその他の電子装置に接続する。もちろん、上記は例を上げて説明したもので、本発明を限定するものではない。

図７Ｃに示すように、もう一つの太陽電池モジュール３は、チューブ３１と、太陽電池素子３２と、二つの電極３４と、二つの導線３６と、二つの電気接続素子３５を備える。上記実施例の太陽電池モジュールと主に異なるのは、太陽電池モジュール３は、さらにチューブ３１内に設置されたキャリア３７を備えると同時に、太陽電池素子３２は、キャリア３７上に設置される。

本実施例において、キャリア３７の材料、型態、或は形状は限定されるものではない。例えば、回路基板、金属板、ガラス基板、或は樹脂基板であることができる。射出成形、圧縮成形、或は押出プロセスによって製造することができる。ここでは、プリント回路基板を例とする。キャリア３７は、少なくとも一部分を透光性にすることができる。太陽電池モジュール３を植栽に適用した場合には、太陽電池モジュール３の下の植物はより多くの日光を得ることができる。この実施例において、キャリア３７は、係合、付着、或は埋め込むことにより、チューブ３１に接続することができる。また、キャリア３７は、放熱構造を有し、例えば、放熱フィンである。

図５Ｂに示すように、本実施例の太陽電池装置は、太陽追尾の目的を達成するために、回転機構（例えば、モータ、チェーン、ベルトなど）を通って、これらの太陽電池モジュールを同期に回転させ、或はモジュール内に配置された太陽電池素子を直接回転させる。且つチューブ２１は長型であるため、本発明は単一の軸のみで太陽追尾することができ、太陽電池モジュールが太陽追尾ための機構の複雑さを低減させ得ると同時に、太陽追尾時の電気代を低減することもできる。

図８は、シャッターに似た太陽電池装置４０を表し、太陽電池装置４０は複数の太陽電池モジュール４を含み、各太陽電池モジュール４は互いに間隔をおいて設置されると同時に、モジュール面を形成する（図示せず）。本実施例の太陽電池モジュール４は垂直にぶら下げる設置であるため、モジュール面は、各太陽電池モジュールと接する曲面であり、ここでは垂直面である。太陽電池モジュール４は、チューブ４１と太陽電池素子４２を備える。太陽電池モジュール４の技術特徴は、上記実施例で明確に示されているので、ここでは繰り返して述べない。

太陽電池装置４０は太陽電池モジュール４に接続されている回転機構４７を更に備える。回転機構４７は制御棒４７１と複数のロープ４７２（或は長い棒）を備える。ロープ４７２がチューブ４１の両端に対称的に接続され、制御棒４７１を回転させることで、ロープの上下移動を制御することができ、これによって太陽電池モジュール４を駆動し、各チューブ４１の長手方向を回転軸方向ＡＸとして同期回転を行わせる。これにより、太陽電池素子の受光平面の法線方向とモジュール面の法線方向に形成される角度を調整することができる。回転機構４７は、これに限らず、歯車、モーター、ベルト、或はその他の作動要素によっても、チューブ４１とその中の太陽電池素子４２を回転させることができる。

本実施例において、チューブと太陽電池素子を同時に回転させることができる以外に、太陽電池素子のみを回転させることもできる。図９に示すように、太陽電池モジュール２ａの太陽電池素子２２は磁力によって回転する。その実施方式は太陽電池素子２２の左右両側、或はそのうちの片側に磁石を設置してから、さらに、チューブ内の電磁石を用いて磁力を発生させることによって、太陽電池素子２２を回転させ、角度αを調整する目的を達成する。図９に示すように、太陽電池モジュール２ａは、マグネット２８を更に含み、Ｓ極が太陽電池素子２２に向くようにする。太陽電池モジュール２ａは、電磁石２９を更に含み、磁力を発生させる時、Ｎ極が太陽電池素子２２に向くようにすることにより、太陽電池素子２２を時計回りに回転させることができる。

上記をまとめると、本発明は複数の太陽電池素子を複数のチューブにそれぞれに取付けると同時に、チューブを回転させることが容易であるという長所を利用することで、太陽電池モジュールの受光角度を容易に調整することができ、これによって更に高い光電変換効率を得ることができる。また、チューブの両端のみを封止することで、湿気、或はほこりなどの汚染からこれらの太陽電池素子に対する悪影響を防止することができ、より好ましい気密性と製品の信頼性を確保し、且つ製品の寿命を延ばすことができる。そして角度を調整した後、太陽電池素子の受光平面の法線方向とモジュール面は太陽電池素子の法線方向において、所定の角度を形成するようにすることができる。ユーザーは屋根上に余分の太陽電池装置のフレームを取付けなくても、太陽電池モジュールにより好ましい受光角度を持たせることができる。よって、ユーザーの取付け費用と材料コストを省くことができると同時に、重たいフレームが屋上に損傷を与えることを避けることができる。また、本発明のこれらの太陽電池モジュールは、互いに間隔をおいて設置しているため、風、雪、或いは太陽光線が太陽電池モジュールの間を通り抜けることで、風圧が強すぎることや積雪によって、太陽電池モジュールがつぶされるのを避けることができ、或いは太陽光線を遮断することができる。且つ太陽電池モジュールは間隔をおいて設置したことで、太陽電池装置全体の透過率を高めることができ、バルコニー、最上階、屋上、建物の外壁、或いは弱い建築構造にも適し、さらに温室の屋上などに設置することもできる。

上記は例示的なものであって、限定するためのものではない。本発明の技術的思想および範囲から逸脱することなく、行われる等価の修正または変更は、いずれも後記の特許請求の範囲に含まれる。

本発明は以上の如く構成したため、本発明は、容易に取付け可能で、且つフレームを余分に取付けなくても、太陽電池モジュールの受光角度を調整することができる太陽電池装置を提供し得るものである。

１１、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、３、４太陽電池モジュール
２０、４０太陽電池装置
２１、３１、４１チューブ
２２、３２、４２太陽電池素子
２２１受光平面
２３支持部材
２４、３４電極
２５、３５電気接続素子
２６、３６導線
２８マグネット
２９電磁石
３７キャリア
４７回転機構
４７１制御棒
４７２ロープ
α、α１、α２、α３角度
Ａ、Ｂ、Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３法線方向
ＡＸ回転軸方向
ＤＬ支持表面
Ｌ、Ｌ_１モジュール面

Claims

互いに間隔をおいて設置され、且つモジュール面を形成する複数の太陽電池モジュールであって、前記太陽電池モジュールはそれぞれ、
少なくとも一部が透光性を有するチューブと、
前記チューブ内に設置され受光平面を有する太陽電池素子とを備え、
前記受光平面の法線方向と前記モジュール面の法線方向とが、前記太陽電池素子において所定の角度を形成するよう構成したことを特徴とする太陽電池装置。
前記太陽電池モジュールを支持する支持部材を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池モジュールをぶら下げるよう設置したことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置。
前記受光平面の法線方向は前記太陽電池装置の設置地域の緯度に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池装置は支持表面に取付けられ、前記モジュール面と前記支持表面は平行であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置。
前記支持表面は水面、建築物表面、或いは地面であることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池装置。
前記チューブは平行間隔を保って排列されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池素子は長尺型であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置。
前記モジュール面は平面、或いは曲面であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池モジュールと接続されると同時に、各前記チューブの長手方向の回転軸と平行し、前記太陽電池モジュールを互いに同期して回転させる回転機構を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池モジュールと接続されると同時に、各前記チューブの長手方向の回転軸と平行し、前記太陽電池素子を互いに同期して回転させる回転機構を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置。