JP2015220870A

JP2015220870A - 太陽電池パネルの支持構造

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Publication number: JP2015220870A
Application number: JP2014102911A
Authority: JP
Inventors: 山田　聡; Satoshi Yamada; 聡山田; 誠司安保; Seiji Anpo
Original assignee: Inzex Co Ltd; TOKYO KIKO KK
Current assignee: Inzex Co Ltd; TOKYO KIKO KK
Priority date: 2014-05-17
Filing date: 2014-05-17
Publication date: 2015-12-07
Anticipated expiration: 2034-05-17
Also published as: JP6455749B2

Abstract

【課題】発電効率の良い太陽電池パネルの支持構造を提供する。【解決手段】略矩形のパネルの一対の略平行な外周縁の一定幅を光透過性部材から成る光通過部３とし、当該パネルの前記外周縁に支持部材を取り付けた、両面受光型の太陽電池パネル１の支持構造において、前記外周縁の一部又は全部を支持する２個の支持脚体５を設け、当該各支持脚体５は、横向きの略角筒体からなり、断面が角筒の太い幅の下部５ａを有し、当該太い幅の下部内側に斜面５ｂを設けて小幅になった上部５ｃを有し、当該上部５ｃの内側に横向きの嵌合溝７を穿ち、当該各嵌合溝７に前記太陽電池パネル１の前記各外周縁を嵌め入れ、前記２個の各支持脚体５で前記太陽電池パネル１を支持する構成とし、前記各支持脚体５の斜面５ｂが反射部材からなり、当該斜面５ｂは前記太陽電池パネル１の外周縁の光通過部３に対向すると共に、パネルの裏面の受光型素子２に対向させた。【選択図】図５

Description

この発明は、太陽電池をいくつも並べて相互に接続し、パネル状にした太陽電池パネルの支持構造であって、特にパネルの両面に受光型セルを有する太陽電池パネルの支持構造に関するものである。

従来の太陽電池パネルは、支持枠体から突出したボルトをパネルに穿った孔に通し、ボルトの他端でナットを螺着して締め付け固定していたり、太陽電池パネルの上面端縁に溝を設け、支持枠体から突出したボルトを前記溝に近接した太陽電池パネルの端面脇に通し、当該ボルトの上部に被冠した略下向きコ字型上の押さえ金具の一端を前記溝に嵌め、当該押さえ金具の上から、ボルトに螺着したナットを締め付けて太陽電池パネルを押さえて固定している。その他、種々の支持構造のものが使用されている。

一方、同じ面積での発電量の増大を図り、パネルの両面に受光型セルを有する太陽電池パネルの採用も多くなっている。この様な両面受光型の太陽電池パネルは、特許文献３に示すように、パネルの端部を嵌合する断面コの字型の嵌合部を上部に有する外枠をパネルの四側辺に設けて支持している。この構成において、特許文献３では、端子ボックスを外枠の内側に収納して、裏面の受光セルの受光に邪魔にならないように工夫している。

特開２００７−９５８１９号公報

しかしながら、特許文献１のものは、裏面に対向する側からの光に対しては受光するが、表面からの光を裏面で受光して電気エネルギーに変換することはできない。

そこで、この発明はこの様な従来の課題に着目し、パネルの表面側からの太陽光等の光を、パネルを通して裏面側に導き、そこで反射させてパネル裏面の受光素子に当て、電気エネルギーに変換させる、発電効率の良い太陽電池パネルの支持構造を提供することを目的としたものである。

請求項１の発明は、略矩形のパネルの少なくとも一対の略平行な外周縁の一定幅を光透過性部材から成る光通過部とし、当該パネルの前記外周縁に支持部材を取り付けた、両面受光型の太陽電池パネルの支持構造において、前記外周縁の一部又は全部を支持する２個の支持脚体を設け、当該各支持脚体は、横向きの略角筒体からなり、断面が角筒の太い幅の下部を有し、当該太い幅の下部内側に斜面を設けて小幅になった上部を有し、当該上部の内側に横向きの嵌合溝を穿ち、当該各嵌合溝に前記太陽電池パネルの前記各外周縁を嵌め入れ、前記２個の各支持脚体で前記太陽電池パネルを支持する構成とし、前記各支持脚体の斜面が反射部材からなり、当該斜面は前記太陽電池パネルの外周縁の光通過部に対向すると共に、パネルの裏面の受光素子に対向した、太陽電池パネルの支持構造とした。

請求項２の発明は、前記各支持脚体の斜面に、別途設けた反射部材を取り付けた、請求項１に記載の太陽電池パネルの支持構造とした。

請求項３の発明は、前記各支持脚体の反射部材から成る斜面又は別途設けた反射部材を凸湾曲させ、当該湾曲斜面に対向するパネルの裏面の受光素子との対向面積を大きくした、請求項１又は２に記載の太陽電池パネルの支持構造とした。

請求項４の発明は、前記相対向する２個の支持脚体の間に、前記太陽電池パネルの裏面と相対向した反射板を設けた、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池パネルの支持構造とした。

請求項１及び２の各発明によれば、太陽電池パネルの表面側からの光は、表面側の受光素子で受けると同時に、太陽電池パネルの表面側からの光が、各支持脚体の脇のパネルの光通過部から裏面側に入り、当該光は各支持脚体の内側の斜面の反射部材に当たり、当該反射部材で反射し、前記パネルの裏面の受光素子に当たる。これにより、当該太陽電池パネルを建物の屋根や壁に沿って設置した場合であっても、表面側からの光を裏面側で受光出来、発電効率が上がる。

また、請求項３の発明によれば、各支持脚体の内側の反射部材から成る斜面を凸湾曲面としているため、パネルの裏面のより広い範囲に当該斜面の反射光が当たり、発電効率をより高いものにすることが出来る。

また、請求項４の発明によれば、請求項１〜３に加え、太陽電池パネルの表面側からの斜めの光が、各支持脚体の脇のパネルの光通過部から裏面側に入り、前記両側の支持脚体の間に設けた反射板に当たり、当該反射板で反射し、前記パネルの裏面の受光素子に当たる。これによりパネルの裏面の受光素子により多くの光が当たり、発電効率をさらに上げることが出来る。また、上記反射板は、平板状のものでも湾曲状のものでも良い。

この発明の実施の形態例１の太陽電池パネルの支持構造を示す平面図である。この発明の実施の形態例１の太陽電池パネルの支持構造を示す正面図である。この発明の実施の形態例１の太陽電池パネルの支持構造の太陽電池パネルを示す平面図である。この発明の実施の形態例１の太陽電池パネルの支持構造の支持枠体を示す平面図である。この発明の実施の形態例１の太陽電池パネルの支持構造の側面断面図である。この発明の実施の形態例１の太陽電池パネルの支持構造の一部拡大断面図である。この発明の実施の形態例１の太陽電池パネルの支持構造の使用状態を示す構成側面図である。この発明の実施の形態例１の太陽電池パネルの支持構造の光の一部の反射状態を示す側面図である。この発明の実施の形態例２の太陽電池パネルの支持構造の光の一部の反射状態を示す側面図である。この発明の実施の形態例３の太陽電池パネルの支持構造の光の一部の反射状態を示す側面図である。この発明の実施の形態例３の太陽電池パネルの支持構造の支持脚体を示す拡大側面図である。この発明の実施の形態例４の太陽電池パネルの支持構造の光の一部の反射状態を示す側面図である。この発明の実施の形態例４の太陽電池パネルの支持構造の変形例を示す側面図である。この発明の実施の形態例５の太陽電池パネルの支持構造の光の一部の反射状態を示す側面図である。この発明の実施の形態例５の太陽電池パネルの支持構造の変形例を示す側面図である。

（実施の形態例１）
以下、この発明の実施の形態例１の太陽電池パネルについて図１〜７に基づいて説明する。

図３は、太陽電池パネル１を示すもので、両面受光型の発電素子２を多数並べたものであり、当該太陽電池パネル１の外周縁に沿って光透過性部材から成る光透過部３が設けられている。

また、当該太陽電池パネル１を支持する支持枠体４は、図４に示すように、前記太陽電池パネル１の、長手方向に直交する両側縁を把持する支持脚体５とこれらの支持脚体５の長手方向の両端に渡したブリッジ状支持体６から構成されている。

また、図５は、前記太陽電池パネル１を２個の支持脚体５に嵌めた状態を示す断面図であり、各支持脚体５の上部内側の横向きの嵌合溝７に太陽電池パネル１の長手方向に直交する両側縁を嵌めている。そして、この様に２個の支持脚体５で支持された際、太陽電池パネル１の光透過部３は、各支持脚体５の脇に一定幅で夫々設けられ、当該各光透過部３を通して太陽電池パネル１の表面側から裏面側に光が通過できる構成となっている。

前記各支持脚体５は、図５及び図６に示すように、横向きの略角筒体からなり、断面が角筒の太い幅の下部５ａを有し、当該太い幅の下部５ａの内側に斜面５ｂを設けて小幅になった上部５ｃを有し、当該上部５ｃの内側に前記嵌合溝７を有している。また、下部５ａの下端面には、後述するボルト・ナット８のボルト頭部を嵌め入れる凹溝５ｄが形成されている。また、前記斜面５ｂは前記光通過部３に対向しており、光を反射する反射部材でできている。

そして、図７に示すように、前記支持枠体４は両端の前記ブリッジ状支持体６にボルト・ナット８により固定されて支持され、当該ブリッジ状支持体６をブラケット９に固定し、当該ブラケット９を適宜の固定物１０に固定して、前記太陽電池パネル１が太陽に向くように配置され、使用される。従って、ブリッジ状支持体６、ブラケット９及び固定物１０は図示した構造のものに限らず、適宜の構造のもので良い。さらに、この発明の太陽電池パネルの支持構造ではこれらを使用せずに用いることもできる。

この実施の形態例１の太陽電池パネルの支持構造は以上の構成であり、これを用いた使用状態について図８に基づき、説明する。ただし、ブラケット９や固定物１０は図示を省略する。

この実施の形態例１の太陽電池パネルの支持構造においては、太陽電池パネル１の表面に対向する光は、図示は省略したが、パネル中央部の多数の受光素子２で受け、当該光エネルギーが電気エネルギーに変換される。また、当該太陽電池パネル１の両脇の光透過部３に当たる光は、当該光通過部３を通り、各支持脚部５の斜面５ｂに当たる。そして、当該斜面５ｂで反射した光は、太陽電池パネル１の裏面の受光素子２に当たる。

その際、前記太陽電池パネル１の光通過部３の大きさなどによっては、図８に示すように、両側の支持脚体５の斜面５ｂに反射した光は太陽電池パネル１の裏面の受光素子２の略全面に近い範囲に当たり、これらの受光素子２で光を受け、当該光エネルギーが電気エネルギーに変換される。

なお、上記実施の形態例１では、太陽電池パネル１の長手方向の両外側縁に沿って各支持脚体５を設けているが、これらの支持脚体５は前記外側縁の一部に設けても良い。さらに、これらの支持脚体５は太陽電池パネル１の長手方向の両端縁の外側縁に設けても良い。

（実施の形態例２）
次にこの発明の実施の形態例２を図９に基づいて説明する。

この実施の形態例２は前記各支持脚体５の斜面５ｂに反射部材である鏡板１１を取り付けたものであり、他の構成は実施の形態例１と同じである。従って、他の構成の説明は省略する。

この実施の形態例２の場合も、図示は省略したが、パネル中央部の多数の受光素子２で光を受け、当該光エネルギーが電気エネルギーに変換される。また、当該太陽電池パネル１の両脇の光透過部３に当たる光は、図９に示すように、当該光通過部３を通り、各支持脚部５の斜面５ｂの鏡板１１に当たる。そして、当該鏡板１１で反射した光は、太陽電池パネル１の裏面の受光素子２に当たり、当該受光素子２で電気エネルギーに変換される。

この実施の形態例２では、各支持脚体５の斜面５ｂに鏡板１１を取り付ける構成のため、各支持脚体５の材質は反射部材に限定する必要はない。また、この実施の形態例２では別途設けた反射部材を鏡板１１としているが、反射部材はこれに限るものではない。

（実施の形態例３）
次にこの発明の実施の形態例３を図１０及び図１１に基づいて説明する。

この実施の形態例３は、前記各支持脚体５の斜面５ｂを外側に突出した、反射部材から成る凸湾曲斜面１２としたものであり、他の構成は実施の形態例１と同じである。従って、他の構成の説明は省略する。

この実施の形態例３の場合も、図示は省略したが、パネル中央部の多数の受光素子２で光を受け、当該光エネルギーが電気エネルギーに変換される。また、当該太陽電池パネル１の両脇の光透過部３に当たった光は、図１０に示すように、当該光通過部３を通り、各支持脚部５の凸湾曲斜面１２に当たる。そして、当該凸湾曲斜面１２で反射した光は、太陽電池パネル１の裏面の受光素子２に当たり、当該受光素子２で電気エネルギーに変換される。

その際、前記凸湾曲斜面１２で反射した光は、略扇状に広がる。従って、２個の支持脚体５の凸湾曲斜面１２により、前記太陽電池パネル１の裏面の受光素子２の略全面に当たる。それ故、実施の形態例１又は２のものより、発電効率が高くなっている。

（実施の形態例４）
次に、この発明の実施の形態例４を図１２に基づいて説明する。

この実施の形態例４は、前記各支持脚体５の斜面５ｂを反射部材から成るものとし、さらに、前記各支持脚体５の間を渡した平板状の反射板１３を太陽電池パネル１の裏面に対向して設け、各ブリッジ状支持体６と各支持脚体５との間に挟んで前記ボルト・ナット８により固定したものである。他の構成は実施の形態例１と同じである。従って、他の構成の説明は省略する。

この実施の形態例４の場合も、図示は省略したが、パネル中央部の多数の受光素子２で光を受け、当該光エネルギーが電気エネルギーに変換される。また、当該太陽電池パネル１の両脇の光透過部３に直角方向から当たる光は、当該光通過部３を通り、各支持脚部５の斜面５ｂに当たる。そして、当該斜面５ｂで反射した光は、太陽電池パネル１の裏面の受光素子２に当たり、当該受光素子２で電気エネルギーに変換される。

さらに、図１２に示すように、前記各光通過部３に対して、斜め方向から照射された光は、反射板１３に当たり、当該反射板１３で反射して、太陽電池パネル１の裏面の受光素子２に当たり、当該受光素子２で電気エネルギーに変換される。

この様に、両側の支持脚体５の間に反射板１３を設けたものは、太陽電池パネル１の両側の光通過部３に対して斜め方向に照射された光を、前記反射板１３で反射させて裏面の受光素子２に当てるため、多くの光を受光でき、更に発電効率を高くすることが出来る。

なお、当該実施の形態例４において、太陽電池パネル１と反射板１３とに挟まれた空間が温度上昇する恐れがある。そこで、図１３に示すように、前記反射板１３の下面に多数の放熱フィン１３ａを設け、太陽電池パネル１と反射板１３とに挟まれた空間の温度上昇を防ぐように構成することもできる。

（実施の形態例５）
次に、この発明の実施の形態例５を図１４に基づいて説明する。

この実施の形態例５は、前記各支持脚体５の斜面５ｂを反射部材から成る凸湾曲斜面１２としたもので、さらに、前記各支持脚体５の間を渡した凹湾曲した湾曲反射板１４を太陽電池パネル１の裏面に対向して設け、各ブリッジ状支持体６と各支持脚体５との間に挟んで前記ボルト・ナット８により固定したものである。他の構成は実施の形態例１と同じである。従って、他の構成の説明は省略する。

この実施の形態例５の場合も、図示は省略したが、パネル中央部の多数の受光素子２で光を受け、当該光エネルギーが電気エネルギーに変換される。また、当該太陽電池パネル１の両脇の光透過部３に直角方向から当たる光は、当該光通過部３を通り、各支持脚部５の湾曲斜面１２に当たる。そして、当該湾曲斜面１２で反射した光は、太陽電池パネル１の裏面の受光素子２に当たり、当該受光素子２で電気エネルギーに変換される。

さらに、図１４に示すように、前記各光通過部３に対して、斜め方向から照射された光は、湾曲反射板１４に当たり、当該湾曲反射板１４で反射して、太陽電池パネル１の裏面の受光素子２に当たり、当該受光素子２で電気エネルギーに変換される。

この様に、両側の支持脚体５の間に湾曲反射板１４を設けたものは、太陽電池パネル１の両側の光通過部３に対して斜め方向に照射された光を、前記湾曲反射板１４で反射させて裏面の受光素子２に当てるため、多くの光を受光でき、更に発電効率を高くすることが出来る。また、この実施の形態例５では、左右の支持脚体５の斜面５ｃに凸湾曲斜面１２を設けたが、これに限らず各支持脚体５を斜面５ｃが平面状のものを使用しても良い。

なお、当該実施の形態例５において、太陽電池パネル１と湾曲反射板１４とに挟まれた空間が温度上昇する恐れがある。そこで、図１５に示すように、前記湾曲反射板１４の下面に多数の放熱フィン１４ａを設け、太陽電池パネル１と湾曲反射板１４とに挟まれた空間の温度上昇を防ぐように構成することもできる。

１太陽電池パネル２受光素子
３光通過部４支持枠体
５支持脚体５ａ下部
５ｂ斜面５ｃ上部
５ｄ凹溝６ブリッジ状支持体
７嵌合溝８ボルト・ナット
９ブラケット１０固定物
１１鏡板１２凸湾曲斜面
１３反射板１３ａ放熱フィン
１４湾曲反射板１４ａ放熱フィン

Claims

略矩形のパネルの少なくとも一対の略平行な外周縁の一定幅を光透過性部材から成る光通過部とし、当該パネルの前記外周縁に支持部材を取り付けた、両面受光型の太陽電池パネルの支持構造において、
前記外周縁の一部又は全部を支持する２個の支持脚体を設け、当該各支持脚体は、横向きの略角筒体からなり、断面が角筒の太い幅の下部を有し、当該太い幅の下部内側に斜面を設けて小幅になった上部を有し、当該上部の内側に横向きの嵌合溝を穿ち、
当該各嵌合溝に前記太陽電池パネルの前記各外周縁を嵌め入れ、前記２個の各支持脚体で前記太陽電池パネルを支持する構成とし、
前記各支持脚体の斜面が反射部材からなり、当該斜面は前記太陽電池パネルの外周縁の光通過部に対向すると共に、パネルの裏面の受光素子に対向したことを特徴とする、太陽電池パネルの支持構造。
前記各支持脚体の斜面に、別途設けた反射部材を取り付けたことを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池パネルの支持構造。
前記各支持脚体の反射部材から成る斜面又は別途設けた反射部材を凸湾曲させ、当該湾曲斜面に対向するパネルの裏面の受光素子との対向面積を大きくしたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の太陽電池パネルの支持構造。
前記相対向する２個の支持脚体の間に、前記太陽電池パネルの裏面と相対向した反射板を設けたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池パネルの支持構造。