JP2023084764A - Concentrator photovoltaic power generation module, concentrator photovoltaic power generation device, and farming system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電装置及び営農システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a concentrating photovoltaic module, a concentrating photovoltaic power generation device, and a farming system.
従来より、太陽を追尾しながら太陽光を集光して電力に変換する集光型太陽光発電モジュールが知られている。集光型太陽光発電モジュールでは、追尾のずれが生じた際の損傷を抑制するために、発電素子から外れた位置に集束される光を遮蔽する遮蔽板が用いられる。 Conventionally, a concentrator photovoltaic module that collects sunlight while tracking the sun and converts it into electric power is known. In a concentrator photovoltaic power generation module, a shielding plate is used to block light converged at a position away from the power generation element in order to suppress damage when tracking deviation occurs.
例えば特許文献1には、太陽電池素子が実装された実装板を覆い、太陽電池素子の受光領域以外に照射される太陽光を遮光する遮光板が開示されている。また、特許文献2には、二次レンズを支持するレンズ支持部に載った状態で固着される遮蔽板が開示されている。
For example,
また、集光型ではない太陽光発電装置では、発電しながら装置後方に太陽光を透過させるシースルー型太陽電池モジュールが提案されている。例えば、特許文献3には、ガラス基板上に透明前面電極層と光電変換ユニットと裏面電極層とを形成し、隣接する光電変換ユニットの間を光透過窓部とすることでシースルー構造を形成する技術が開示されている。 In addition, for a photovoltaic power generation device that is not a concentrating type, a see-through type solar cell module that transmits sunlight to the rear of the device while generating power has been proposed. For example, in Patent Document 3, a transparent front electrode layer, a photoelectric conversion unit, and a back electrode layer are formed on a glass substrate, and a see-through structure is formed by forming a light transmission window between adjacent photoelectric conversion units. Techniques are disclosed.
集光型太陽光発電モジュールの場合、モジュールの損傷を抑制するために、特許文献1,2に示すような遮蔽板を設けていた。このため、遮蔽板及びシースルー構造の両方を有する集光型太陽光発電モジュールは従来より提案されておらず、集光型太陽光発電モジュールを設置すると、地面側には太陽光が遮られた影が生じていた。
In the case of a concentrator photovoltaic module, a shielding plate as shown in
かかる課題に鑑み、本開示は、モジュール下方への採光性を有する集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電装置及び営農システムを提供すること目的とする。 In view of such a problem, an object of the present disclosure is to provide a concentrating photovoltaic power generation module, a concentrating photovoltaic power generation device, and a farming system that are capable of admitting light to the lower side of the module.
本開示の集光型太陽光発電モジュールは、貫通孔が設けられている底板を有する筐体と、複数の発電素子を含み、前記貫通孔を避けた状態で前記底板に設けられている受光部と、直射日光を前記複数の発電素子にそれぞれ集束させる複数のレンズ要素を含み、前記筐体の上部に設けられている集光部と、前記集光部と前記受光部との間に設けられ、遮蔽領域と通過領域とを有する遮蔽部と、前記底板を下方から覆うことで前記筐体を封止する封止部と、を備え、前記遮蔽領域は、前記直射日光のうち前記レンズ要素によって前記発電素子から外れた位置に集束される光を遮り、前記通過領域は、前記直射日光のうち前記レンズ要素によって前記発電素子に集束される光と、前記直射日光とは異なる角度から前記レンズ要素に入射する散乱光と、を通過させ、前記封止部は、前記通過領域及び前記貫通孔を通過した前記散乱光を透過させる、集光型太陽光発電モジュールである。 A concentrator photovoltaic module of the present disclosure includes a housing having a bottom plate provided with a through hole, and a plurality of power generation elements, and a light receiving unit provided on the bottom plate while avoiding the through hole. and a plurality of lens elements for respectively converging direct sunlight onto the plurality of power generation elements, a light collecting portion provided on an upper portion of the housing, and a light collecting portion provided between the light receiving portion and the light receiving portion , a shielding part having a shielding area and a passing area, and a sealing part that seals the housing by covering the bottom plate from below, wherein the shielding area is blocked by the lens element from the direct sunlight blocking light focused to a position away from the power generating element, the passing area being the light of the direct sunlight focused on the power generating element by the lens element and the lens element from an angle different from the direct sunlight; and the scattered light incident on the sealing portion is a concentrator photovoltaic module that transmits the scattered light that has passed through the passing region and the through hole.
本開示によれば、モジュール下方への採光性を有する集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電装置及び営農システムを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a concentrating photovoltaic module, a concentrating photovoltaic power generation device, and a farming system that are capable of admitting light downward from the module.
[本開示の実施形態の説明]
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。
[Description of Embodiments of the Present Disclosure]
Embodiments of the present disclosure include at least the following as gists thereof.
(1)本開示の集光型太陽光発電モジュールは、貫通孔が設けられている底板を有する筐体と、複数の発電素子を含み、前記貫通孔を避けた状態で前記底板に設けられている受光部と、直射日光を前記複数の発電素子にそれぞれ集束させる複数のレンズ要素を含み、前記筐体の上部に設けられている集光部と、前記集光部と前記受光部との間に設けられ、遮蔽領域と通過領域とを有する遮蔽部と、前記底板を下方から覆うことで前記筐体を封止する封止部と、を備え、前記遮蔽領域は、前記直射日光のうち前記レンズ要素によって前記発電素子から外れた位置に集束される光を遮り、前記通過領域は、前記直射日光のうち前記レンズ要素によって前記発電素子に集束される光と、前記直射日光とは異なる角度から前記レンズ要素に入射する散乱光と、を通過させ、前記封止部は、前記通過領域及び前記貫通孔を通過した前記散乱光を透過させる、集光型太陽光発電モジュールである。 (1) A concentrator photovoltaic module of the present disclosure includes a housing having a bottom plate provided with a through hole, and a plurality of power generation elements, which are provided on the bottom plate while avoiding the through hole. a light receiving portion provided in an upper portion of the housing, the light collecting portion including a plurality of lens elements for focusing the direct sunlight on the plurality of power generation elements, respectively, and between the light collecting portion and the light receiving portion provided in the light focused by the lens element to a position away from the power generation element is blocked, and the passing area is a portion of the direct sunlight that is focused on the power generation element by the lens element and from an angle different from the direct sunlight; and scattered light incident on the lens element, and the sealing portion transmits the scattered light that has passed through the passing region and the through hole.
本開示の集光型太陽光発電モジュールによれば、直射日光を発電に利用しつつ、散乱光を通過領域、貫通孔及び封止板を介して集光型太陽光発電モジュールよりも下側に到達させることができる。また、追尾ずれが生じた場合には、直射日光を遮蔽領域によって遮蔽することで集光型太陽光発電モジュールの損傷を抑制することができる。これにより、追尾ずれに対処しつつ、下方への採光性を有する集光型太陽光発電モジュールを実現することができる。また、封止部により貫通孔を介して筐体内に異物が侵入することを抑制することができるため、採光性を確保しつつ、異物に起因する集光型太陽光発電モジュールの発電効率の低下を抑制することができる。 According to the concentrator photovoltaic module of the present disclosure, while direct sunlight is used for power generation, scattered light is transmitted below the concentrator photovoltaic module through the passage area, the through hole, and the sealing plate. can be reached. In addition, when tracking deviation occurs, it is possible to suppress damage to the concentrator photovoltaic module by shielding the direct sunlight with the shielding region. As a result, it is possible to realize a concentrating photovoltaic power generation module having a downward lighting property while coping with the tracking deviation. In addition, since the sealing portion can suppress the intrusion of foreign matter into the housing through the through-hole, the power generation efficiency of the concentrator photovoltaic power generation module is reduced due to the foreign matter while ensuring the lighting performance. can be suppressed.
(2)前記封止部と前記底板との間には隙間が形成されていてもよい。底板は、発電時に放熱を行う場合がある。封止部と底板との間に隙間を形成することで、底板の熱に起因して封止部が損傷することを抑制することができる。 (2) A gap may be formed between the sealing portion and the bottom plate. The bottom plate may dissipate heat during power generation. By forming a gap between the sealing portion and the bottom plate, it is possible to suppress damage to the sealing portion due to heat of the bottom plate.
(3)前記隙間は、前記底板の厚みの2倍以上であってもよい。このように構成することで、より確実に封止部の損傷を抑制することができる。 (3) The gap may be twice or more the thickness of the bottom plate. By configuring in this way, damage to the sealing portion can be suppressed more reliably.
(4)前記底板は金属製であってもよく、前記封止部のうち前記散乱光を透過させる部分は、樹脂製であってもよい。底板は金属製の場合、発電時の熱を熱伝導により底板からより効率的に逃がすことができる。また、封止部に樹脂を含む場合、封止部にガラスを用いる場合と比べて封止部の軽量化が可能である一方で、封止部が熱に弱くなるため、底板から放射される熱によって封止部が損傷するおそれが高くなる。このような場合であっても、封止部と底板との間に隙間を形成することで、封止部の損傷を抑制することができる。 (4) The bottom plate may be made of metal, and the portion of the sealing portion that transmits the scattered light may be made of resin. If the bottom plate is made of metal, the heat during power generation can be more efficiently released from the bottom plate through thermal conduction. In addition, when the sealing portion contains resin, it is possible to reduce the weight of the sealing portion compared to the case where the sealing portion is made of glass. The risk of heat damage to the seal increases. Even in such a case, damage to the sealing portion can be suppressed by forming a gap between the sealing portion and the bottom plate.
(5)前記遮蔽領域は、太陽光を遮蔽する遮蔽板を含んでもよく、前記通過領域は、前記遮蔽板に形成されている開口を含んでもよい。 (5) The shielding area may include a shielding plate that shields sunlight, and the passing area may include an opening formed in the shielding plate.
(6)前記遮蔽領域は、複数の前記遮蔽板を含んでもよく、前記通過領域は、前記発電素子に集束される光を通過させる第1領域と、前記散乱光を通過させる第2領域と、を含んでもよく、前記第1領域は、前記開口であってもよく、前記第2領域は、複数の前記遮蔽板の間の隙間であってもよい。 (6) The shielding area may include a plurality of shielding plates, and the passing area includes a first area that allows the light focused on the power generation element to pass through, a second area that allows the scattered light to pass through, and , the first region may be the opening, and the second region may be a gap between the plurality of shielding plates.
例えば、第2領域を遮蔽板の開口として形成する場合、第2領域の面積を大きくすると遮蔽板の強度が弱くなるおそれがある。これに対し、遮蔽部を複数の遮蔽板によって構成し、第2領域を複数の遮蔽板の隙間として形成すると、遮蔽板の強度への影響が少なくなり、第2領域の面積をより広くすることが可能となる。このため、より多くの散乱光を集光型太陽光発電モジュールよりも下側に到達させることができ、下方への採光性をより高めることができる。 For example, when the second region is formed as an opening of the shielding plate, increasing the area of the second region may weaken the strength of the shielding plate. On the other hand, if the shielding portion is composed of a plurality of shielding plates and the second region is formed as a gap between the plurality of shielding plates, the influence on the strength of the shielding plates is reduced and the area of the second region can be increased. becomes possible. Therefore, more scattered light can be made to reach the lower side of the concentrator photovoltaic power generation module, and the downward lighting performance can be further enhanced.
(7)前記受光部は、前記レンズ要素により集束された光を前記発電素子にさらに集光させる二次レンズと、前記二次レンズを前記発電素子の上に支持するレンズ支持部と、を有してもよく、前記遮蔽板は、前記レンズ支持部上に設けられてもよく、前記二次レンズは、前記開口に設けられてもよい。 (7) The light-receiving section has a secondary lens that further converges the light converged by the lens element onto the power generation element, and a lens support section that supports the secondary lens above the power generation element. The shielding plate may be provided on the lens supporting portion, and the secondary lens may be provided in the opening.
遮蔽板は、レンズ支持部によって支持されているため、例えば筐体のみによって支持されている場合と比べて撓みにくく、遮蔽板の強度をより弱くすることが可能となる。このため、第2領域の面積をより広くすることが可能となり、下方への採光性をより高めることができる。 Since the shielding plate is supported by the lens supporting portion, it is less likely to bend than when it is supported only by the housing, for example, and the strength of the shielding plate can be further weakened. Therefore, the area of the second region can be increased, and the downward lighting can be further enhanced.
(8)前記底板の下面に設けられ、前記封止部を介して視認可能な看板部をさらに備えてもよい。従来の集光型太陽光発電モジュールの場合、底板の下面は影となるため、そのような下面に看板部を設けてもユーザによって良好に視認されなかった。これに対し、筐体の底板には散乱光を通過させるための複数の貫通孔が形成され、さらに筐体を封止するために封止部が設けられている。貫通孔を通って封止部に到達した散乱光の一部は、封止部において反射することで底板の下面を照らす。このため、下面は従来の集光型太陽光発電モジュールと比べて明るく見えるため、下面に設けられた看板部は、ユーザによってより良好に視認されることが可能となる。 (8) A signboard portion may be provided on the lower surface of the bottom plate and visible through the sealing portion. In the case of a conventional concentrator photovoltaic module, the lower surface of the bottom plate is a shadow, so even if the signboard portion is provided on such a lower surface, it is not visually recognized well by the user. On the other hand, the bottom plate of the housing is provided with a plurality of through-holes for passing scattered light, and a sealing portion for sealing the housing. A part of the scattered light that reaches the sealing portion through the through-hole is reflected at the sealing portion to illuminate the bottom surface of the bottom plate. Therefore, since the lower surface looks brighter than the conventional concentrator photovoltaic module, the signboard section provided on the lower surface can be better visually recognized by the user.
(9)前記封止部は、前記散乱光を拡散させる拡散部を含んでもよい。このように構成することで、散乱光の明るさの面内均一性を高めることができるため、集光型太陽光発電モジュールの下側を均一に照らすことができる。 (9) The sealing section may include a diffusion section that diffuses the scattered light. By configuring in this way, the in-plane uniformity of the brightness of the scattered light can be improved, so that the lower side of the concentrator photovoltaic module can be uniformly illuminated.
(10)前記封止部は、前記散乱光のうち所定の波長の光を吸収するカラーフィルター部を含んでもよい。このように構成することで、所定の範囲の波長の光を除去した状態で、集光型太陽光発電モジュールの下側を照らすことができる。 (10) The sealing portion may include a color filter portion that absorbs light of a predetermined wavelength among the scattered light. By configuring in this way, it is possible to illuminate the lower side of the concentrator photovoltaic module while removing light in a predetermined range of wavelengths.
(11)本開示の集光型太陽光発電装置は、前記(1)から前記(10)のいずれかの集光型太陽光発電モジュールを複数個集合して構成されるアレイを備える、集光型太陽光発電装置である。 (11) A concentrator photovoltaic power generation device of the present disclosure includes an array configured by assembling a plurality of the concentrator photovoltaic modules according to any one of (1) to (10) above. type solar power generation system.
(12)本開示の営農システムは、農地に設置される前記(11)の集光型太陽光発電装置を備え、前記集光型太陽光発電装置は、前記直射日光を前記遮蔽領域又は前記受光部によって遮り、前記通過領域及び前記貫通孔を通過して前記封止部を透過した前記散乱光を前記農地に供給する、営農システムである。 (12) The farming system of the present disclosure includes the concentrator photovoltaic power generation device of (11) installed in the farmland, and the concentrator photovoltaic device receives the direct sunlight from the shielding area or the light receiving area. The farm management system is such that the scattered light that is blocked by a portion and passes through the passage region and the through hole and through the sealing portion is supplied to the farmland.
農地に植えられる作物には、直射日光に弱く、直射日光が長時間照射されると葉焼け等が生じる作物がある。営農システムであれば、集光型太陽光発電装置が直射日光を遮り、散乱光を選択的に通すため、農地は比較的穏やかな光によって照らされる。これにより、作物の葉焼け等を抑制して、より効率的に作物の生育を行うことができる。さらに、遮られた直射日光は集光型太陽光発電装置において発電に利用されるため、太陽光をより効率的に利用することができる。 Some of the crops planted in farmland are vulnerable to direct sunlight and suffer leaf scorch or the like when exposed to direct sunlight for a long period of time. In a farming system, the concentrator photovoltaic device blocks direct sunlight and selectively lets scattered light through, so the farmland is illuminated with relatively mild light. As a result, it is possible to suppress leaf scorch and the like of crops, and to grow crops more efficiently. Furthermore, since the blocked direct sunlight is used for power generation in the concentrator photovoltaic power generation device, sunlight can be used more efficiently.
[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示の実施形態の詳細について、図面を参照して説明する。
[Details of the embodiment of the present disclosure]
Hereinafter, details of embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
《集光型太陽光発電装置の構成》
図1及び図2はそれぞれ、1基分の、集光型太陽光発電装置の一例を、受光面側から見た斜視図である。図1は、完成した状態での集光型太陽光発電装置100を示し、図2は、組立途中の状態での集光型太陽光発電装置100を示している。図2は、追尾架台25の骨組みが見える状態を右半分に示し、集光型太陽光発電モジュール(以下、単に「モジュール」とも言う。)M1が取り付けられた状態を左半分に示している。なお、実際にモジュールM1を追尾架台25に取り付ける際は、追尾架台25を地面に寝かせた状態で取り付けを行う。
<<Configuration of Concentrator Photovoltaic Power Generation Device>>
1 and 2 are perspective views of one example of a concentrating photovoltaic power generation device viewed from the light receiving surface side. FIG. 1 shows the concentrator photovoltaic
図1において、集光型太陽光発電装置100は、アレイ1と、支持機構2とを備える。アレイ1は、「集光型太陽光発電パネル」とも称される。アレイ1は、上部側で連続し、下部側で左右に分かれた全体として面状の受光面を成す。アレイ1は、背面側の追尾架台25(図2)上にモジュールM1を整列させて構成されている。図1の例では、左右のウイングを構成する(96(=12×8)×2)個と、中央の渡り部分の8個との、合計200個のモジュールM1の集合体として、アレイ1が構成されている。
In FIG. 1 , a concentrator photovoltaic
支持機構2は、アレイ1を支持している。支持機構2は、支柱21と、基礎22と、駆動部23と、駆動軸となる水平軸24(図2)と、追尾架台25とを備えている。支柱21は、鉛直方向に延びる部材である。支柱21の下端は基礎22に固定されている。駆動部23は、支柱21の上端に設けられている。
A
図1において、基礎22は、上面のみが見える程度に地中に堅固に埋設される。基礎22を地中に埋設した状態で、支柱21は鉛直となり、水平軸24(図2)は水平となる。駆動部23は、水平軸24を、方位角(支柱21を中心軸とした角度)及び仰角(水平軸24を中心軸とした角度)の2方向に回動させることができる。図2において、水平軸24には、追尾架台25を補強する補強材25aが取り付けられている。また、補強材25aには、複数本の水平方向へのレール25bが取り付けられている。モジュールM1は、レール25bに嵌め込むように取り付けられる。水平軸24が方位角又は仰角の方向に回動すれば、アレイ1もその方向に回動する。
In FIG. 1, the
図1のようにアレイ1が鉛直になっているのは、通常、夜明け及び日没前である。日中は、アレイ1の受光面が常に太陽に正対する姿勢となるように駆動部23が動作することで、アレイ1は太陽の追尾動作を行う。
The vertical orientation of the
《集光型太陽光発電モジュールの構成》
図3は、実施形態に係るモジュールM1の構成を適宜分解して示す斜視図である。
図4は、実施形態に係るモジュールM1を簡略化して示す断面図である。
《Configuration of concentrator photovoltaic module》
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the module M1 according to the embodiment, disassembled as appropriate.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a simplified module M1 according to the embodiment.
モジュールM1は、筐体11と、集光部12と、受光部13と、遮蔽部14と、封止部15とを備える。以下の説明において、受光部13に対し、集光部12が位置する側を上側と称し、筐体11の後述の底板111が位置する側を下側と称する。モジュールM1における上下方向は、鉛直方向(例えば、支柱21が延びる方向)とは必ずしも一致せず、上下方向は駆動部23の追尾動作によって鉛直方向に対して時々刻々と変化する。
The module M<b>1 includes a
図3では、受光部13及び後述の底板111の様子を示すために、遮蔽部14の一部を省略して示している。図3及び図4に示す各部は、構造説明の都合上、適宜拡大して描いており、必ずしも実際の寸法に比例した図ではない(図5以降の図面も同様)。図4は、アレイ1の受光面が太陽と正対している状態を示している。
In FIG. 3, a portion of the shielding
図4に示すように、モジュールM1に到達する太陽光は、直射日光L1と散乱光L2とを含む。直射日光L1は、太陽光のうち空気中の異物(例えば、塵、雲等)によって散乱、吸収又は反射されることなくモジュールM1に直接到達する光のことである。散乱光L2は、太陽光のうち空気中の異物によって散乱された状態でモジュールM1に到達する光のことである。駆動部23(図1)の追尾動作によってアレイ1の受光面が太陽と正対している状態において、直射日光L1のモジュールM1に対する入射角は0度となる。散乱光L2が進む方向はランダムであり、散乱光L2はモジュールM1に様々な方向から入射する。
As shown in FIG. 4, sunlight reaching the module M1 includes direct sunlight L1 and scattered light L2. The direct sunlight L1 is light that directly reaches the module M1 without being scattered, absorbed, or reflected by foreign substances (for example, dust, clouds, etc.) in the sunlight. The scattered light L2 is light that reaches the module M1 after being scattered by foreign matter in the air. In a state in which the light receiving surface of the
モジュールM1は、直射日光L1を発電に利用し、散乱光L2を下方に通過させることで、採光性を確保する。このため、モジュールM1には、散乱光L2を通過させるために、筐体11の底板111に貫通孔111aが形成され、遮蔽部14に開口145が形成されている。また、モジュールM1は、底板111に形成された貫通孔111aを通じて筐体11内に異物が侵入することを抑制するために、底板111を下方から覆って筐体11を封止する封止部15を備える。以下、モジュールM1の構成を詳細に説明する。
The module M1 utilizes the direct sunlight L1 for power generation and allows the scattered light L2 to pass downward, thereby ensuring daylighting. For this reason, the module M1 has a through
筐体11は、平底の容器であり、底板111と、枠体112とを有する。底板111は、例えば金属製の長方形状の平板である。底板111を構成する金属は、例えばアルミ製又はアルミ合金製である。底板111の厚みは、例えば0.5mm以上1mm以下である。底板111のうち集光部12側を向く面が上面11aであり、底板111のうち封止部15側を向く面が下面11bである。底板111には、複数の貫通孔111aが形成されている。枠体112は、底板111の上面11aの周縁に設けられている。底板111と枠体112は、別体であってもよいし、一体的に形成されていてもよい。
The
集光部12は、筐体11の上側に設けられている。具体的には、集光部12は枠体112の上端に乗った状態で、枠体112に固定されている。集光部12は、複数のレンズ要素12aを含む。例えば、図3の破線により示す正方形(本実施形態では14個×10個である。但し、数量は一例に過ぎない。)の領域の1つ1つが、レンズ要素12aである。なお、格子状の点線は領域を表現するための便宜上の線であり、実際にはこのような仕切り線が存在する必要は無い。
The condensing
レンズ要素12aは、例えばガラス製又は透明樹脂製のフレネルレンズであり、太陽光のうち、主に波長300nmから波長2000nmまでの光を透過させる。レンズ要素12aの光軸Ax1は後述の発電素子32を通る。レンズ要素12aは、光軸Ax1に沿って入射した(すなわち、入射角0度で入射した)直射日光L1を発電素子32に集束させる。
The
図5は、図4の矢印Vから底板111を見た断面図である。受光部13は、貫通孔111aを避けた状態で底板111に設けられている。受光部13は、配線13aと発電部13bとを有する。
5 is a cross-sectional view of the
配線13aは、例えばフレキシブルプリント配線板として底板111上に形成される。図5に示すように、配線13aは底板111の右半分と左半分とに1本ずつ蛇行した状態で配置されている。配線13aの端部には、配線13aを結合して外部に電力を取り出すためのジャンクションボックスB1が設けられている。配線13aは、相対的に幅広な部位と幅狭な部位とを有する。発電部13bは、配線13aのうち幅広な部位に実装されている。
The
図6は、図4の受光部13とその周辺を示す拡大図である。発電部13bは、パッケージ31と、発電素子32と、リードフレーム33,34と、ワイヤー35と、サポート部36と、保護板37と、二次レンズ38と、封止樹脂39と、を含む。
FIG. 6 is an enlarged view showing the
パッケージ31は、例えば配線13aの幅広な部位上に形成される樹脂製の土台である。パッケージ31は、発電素子32及びリードフレーム33,34を保持している。発電素子32は、光エネルギーを起電力へと変換する素子(セル)であり、PN接合を有する半導体を含む。発電素子32には、バイパスダイオードが並列に接続されてもよい。リードフレーム33は、発電素子32のP側と電気的に接続する電極である。リードフレーム34は、金属製(例えば、金製)のワイヤー35を介して、発電素子32のN側と電気的に接続する電極である。発電素子32の出力は、リードフレーム33,34を介して配線13aに引き出される。
The
サポート部36は、パッケージ31上に形成される樹脂製の円筒である。サポート部36は、保護板37を支持している。保護板37は、例えば金属製のワッシャである。保護板37の中央には、開口37aが形成されている。
The
二次レンズ38は、レンズ要素12aによって集束された光を発電素子32にさらに集光させるレンズであり、例えばボールレンズである。二次レンズ38は、開口37aに設けられている。より具体的には、二次レンズ38は、発電素子32との間に光軸Ax1方向の隙間が形成されている状態で、開口37aを形成する保護板37の内周端37bによって支持されている。封止樹脂39は、光透過性のシリコーン樹脂であり、サポート部36及び保護板37の内側に設けられ、発電素子32と二次レンズ38との間に形成される空間を満たしている。
The
図7は、図4の矢印VIIから遮蔽部14を見た断面図である。図3及び図4に示すように、遮蔽部14は、集光部12と受光部13との間に設けられている。遮蔽部14は、アレイ1に追尾ずれが生じた場合に受光部13等の損傷を抑制するための部材である。遮蔽部14は、遮蔽領域141と通過領域142とを有する。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the shielding
アレイ1が太陽を正常に追尾している場合、直射日光L1はレンズ要素12aによって発電素子32に集束される。一方で、例えばアレイ1の追尾にずれが生じた場合(すなわち、アレイ1が太陽と正対しない場合)、直射日光L1はレンズ要素12aによって発電素子32から外れた位置に集束される場合がある。発電素子32から外れた位置に集束される直射日光L1は、受光部13(例えば、配線13a)を焼損させるおそれがある。このため、遮蔽領域141は、直射日光L1のうちレンズ要素12aによって発電素子32から外れた位置に集束される光を遮る。
When the
遮蔽領域141は、例えば1枚の遮蔽板143により構成されている。遮蔽領域141は、複数枚の遮蔽板を水平方向に組み合わせた領域であってもよい。遮蔽板143は、金属製(例えば、アルミ製又はアルミ合金製)の平板であり、太陽光を遮蔽する。遮蔽板143は、例えば波長400nmから波長2000nmまでの光に含まれる総エネルギーの80%以上を遮蔽する。
The shielding
通過領域142は、第1領域144と第2領域145とを含む。第1領域144及び第2領域145は、それぞれ遮蔽板143に形成されている開口である。このため、第1領域144及び第2領域145を、適宜「開口144」及び「開口145」とも称する。第1領域144は、直射日光L1のうちレンズ要素12aによって発電素子32に集束される光を通過させる。第1領域144を通過した光は、二次レンズ38によってさらに集束されて発電素子32に入射し、発電に利用される。
Passing
すなわち、アレイ1が太陽と正対している場合、直射日光L1はレンズ要素12aによって集束された後、第1領域144を通って受光部13に到達する。一方で、アレイ1が太陽と正対していない場合、直射日光L1はレンズ要素12aによって集束された後、遮蔽領域141によって遮られるため、受光部13には到達しない。
That is, when the
第2領域145は、直射日光L1とは異なる角度からレンズ要素12aに入射する散乱光L2を通過させる。図4、図5及び図7に示すように、第2領域145は、底板111の貫通孔111aと上下方向に重複する位置に形成されている。このため、第2領域145を通過した散乱光L2は、さらに貫通孔111aも通過する。
The
図6を参照して、遮蔽領域141、第1領域144及び第2領域145の位置関係を説明する。図6では、レンズ要素12aによって直射日光L1,L1a,L1bが集束される位置ごとに遮蔽部14上の領域を領域R1,R2,R3に分けて示している。
The positional relationship among the shielding
領域R1は、領域R1を通る直射日光L1の集束位置P1が発電素子32上となる領域である。図6において、領域R1を通る直射日光L1の入射角は0度以上第1角度θ1未満である。第1角度θ1は、例えば0度よりも大きく5度以下の角度であり、具体的には2度である。すなわち、領域R1を通る直射日光L1は、光軸Ax1にほぼ沿って入射する。上記の入射角は例示であり、領域R1を通る直射日光L1の入射角は、例えば発電素子32の面積に応じて変化する。領域R1は、レンズ要素12aの光軸Ax1を中心に所定の半径内に位置する円形の領域である。領域R1には、第1領域144(開口144)が形成されている。
The region R1 is a region where the converging position P1 of the direct sunlight L1 passing through the region R1 is on the
領域R2は、領域R2を通る直射日光L1aの集束位置P2が受光部13のうち発電素子32外となる位置となる領域である。領域R2を通る直射日光L1aの入射角は、第1角度θ1以上第2角度θ2以下である。第2角度θ2は、第1角度θ1よりも大きく15度以下の角度であり、具体的には10度である。すなわち、領域R2を通る直射日光L1aは、光軸Ax1とはある程度異なる方向から入射する。上記の入射角は例示であり、領域R2を通る直射日光L1aの入射角は、例えば受光部13の面積に応じて変化する。
The region R2 is a region where the convergence position P2 of the direct sunlight L1a passing through the region R2 is a position outside the
集束位置P2は、例えば配線13a上である。集束位置P2に直射日光L1aが集束すると、受光部13を損傷(例えば、焼損)させるおそれが高い。このため、受光部13の損傷を抑制するために、領域R2には遮蔽領域141(遮蔽板143)が形成され、領域R2を通る直射日光L1aを遮蔽領域141によって遮る。領域R2は、領域R1の外側において所定の幅を有するドーナツ状の領域である。
The convergence position P2 is, for example, on the
領域R3は、領域R3を通る直射日光L1bの集束位置P3が受光部13外となる領域、又は、直射日光L1bが光軸Ax1から比較的大きく外れて進むためにそもそも直射日光L1bがレンズ要素12aによって集束されない領域である。領域R3を通る直射日光L1bの入射角は、第2角度θ2よりも大きい。集束位置P3は、例えば底板111上、又は底板111に形成されている貫通孔111a内にある。集束位置P3に直射日光L1bが集束しても、受光部13を損傷させるおそれは低い。このため、モジュールM1の採光性の確保のために、領域R3には第2領域145(開口145)が形成され、領域R3を通る散乱光L2を通過させる。領域R3は、領域R2の外側に位置する領域である。
The area R3 is an area where the convergence position P3 of the direct sunlight L1b passing through the area R3 is outside the light-receiving
すなわち、遮蔽部14の各領域は、1個のレンズ要素12aに対して、光軸Ax1を中心に、内側から第1領域144、遮蔽領域141及び第2領域145の順に並んでいる。
That is, the regions of the shielding
なお、図6の例では、領域R3のうち領域R2と隣接する領域(遷移領域)には、遮蔽領域141が形成されている。直射日光L1bが当該遷移領域を通る場合、直射日光L1bの集束位置P3は受光部13外となるものの、この集束位置P3は受光部13の近くとなるため、集束位置P3(例えば、底板111)からの熱伝導により受光部13が損傷するおそれがある。このため、受光部13の損傷をより確実に抑制するために、領域R3のうち領域R2と隣接する領域には、マージンとして、遮蔽領域141が形成されてもよい。この場合、領域R3のうち遮蔽領域141が形成されている領域よりも外側に、第2領域145が形成される。
In the example of FIG. 6, a shielding
図4を参照する。封止部15は、底板111を下方から覆うことで筐体11を封止する部材である。封止部15により、貫通孔111aを介して筐体11内に異物(例えば、塵、砂等)が侵入することを抑制することができるため、異物に起因するモジュールM1の発電効率の低下を抑制することができる。
Please refer to FIG. The sealing
封止部15は、封止板15aと、支持部15bとを有する。封止板15aは、所定の隙間S1を介して底板111と平行に位置する板状の部材である。封止板15aは、樹脂製であり、主に波長300nmから波長2000nmまでの光を透過させる。封止板15aは、より具体的には、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート又はAS樹脂を含む。封止板15aは、通過領域142及び貫通孔111aを通過した散乱光L2を透過させる。
The sealing
支持部15bは、封止板15aを底板111の下側に支持する部材である。支持部15bは、底板111の下面11bの周縁に設けられている。図4の例において、支持部15bは、封止板15aと同じ材質によって封止板15aと一体的に形成されている。なお、支持部15bは、封止板15aと異なる材質(例えば、金属)によって封止板15aと別体として形成されてもよい。
The
底板111と封止板15aとの間の隙間S1は、例えば底板111の厚みの2倍以上である。例えば、底板111の厚みが0.5mmの場合、隙間S1(底板111と封止板15aとの距離)は、1mm以上であり、より好適には3mm以上であり、例えば5mmである。
A gap S1 between the
底板111は金属製であり、発電時に直射日光L1等によって加熱される発電部13bの熱を熱伝導により底板111から効率的に逃がすことができる。封止板15aは樹脂製であるため、封止板15aにガラスを用いる場合と比べて軽量化が可能である一方で、ガラスと比べて熱に弱くなるため、底板111から放射される熱によって損傷するおそれが高くなる。封止板15aは、発電時に放熱を行う底板111と隙間S1を空けて設けられているため、底板111の熱による封止板15aへのダメージを抑制することができる。
The
また、レンズ要素12aの焦点距離F1は、おおよそレンズ要素12aから発電素子32までの距離となるように設計されているため、直射日光L1によって最も加熱される位置は発電素子32の付近となる。封止板15aは、レンズ要素12aから焦点距離F1よりもさらに距離D1だけ離れた位置に設けられている。距離D1は、発電素子32から、パッケージ31、配線13a、底板111及び隙間S1の分だけ離れた距離である。距離D1は、例えば、焦点距離F1の5%以上の距離であり、焦点距離F1が40mmの場合には距離D1は2mm以上とされる。このように、封止板15aは焦点距離F1から十分に離れた位置に設けられているため、レンズ要素12aの焦点が直射日光L1によって加熱されても、封止板15aにおける熱ダメージを抑制することができる。
In addition, since the focal length F1 of the
以上に説明するモジュールM1によれば、光軸Ax1に沿ってレンズ要素12aに入射する直射日光L1を発電に利用しつつ、直射日光L1と異なる角度からレンズ要素12aに入射する散乱光L2を開口145、貫通孔111a及び封止板15aを介してモジュールM1よりも下側に到達させることができる。また、追尾ずれが生じた場合には、直射日光L1を遮蔽領域141によって遮蔽することでモジュールM1の損傷を抑制することができる。これにより、追尾ずれに対処しつつ、下方への採光性を有するモジュールM1を実現することができる。また、封止部15により貫通孔111aを介して筐体11内に異物が侵入することを抑制することができるため、採光性を確保しつつ、異物に起因するモジュールM1の発電効率の低下を抑制することができる。
According to the module M1 described above, the direct sunlight L1 incident on the
《集光型太陽光発電装置の適用例》
このようなモジュールM1を複数個集合して構成されるアレイ1は、直射日光L1を遮蔽し、散乱光L2を下側に通すため、アレイ1の下側は比較的穏やかな光によって照らされる。このため、アレイ1は、例えば営農システムに適用することができる。
《Example of application of concentrator photovoltaic power generation device》
The
図8は、実施形態に係る営農システムFS1を示す模式図である。営農システムFS1は、農地FM1に設置される集光型太陽光発電装置100を備える。図8では、集光型太陽光発電装置100のうち1個のモジュールM1を代表的に示している。集光型太陽光発電装置100は、直射日光L1を遮蔽領域141又は受光部13によって遮り、通過領域142(具体的には第2領域145)及び貫通孔111aを通過して封止部15を透過した散乱光L2を農地FM1に供給する。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a farming system FS1 according to the embodiment. The farming system FS1 includes a concentrating photovoltaic
農地FM1に植えられる作物には、直射日光L1に弱く、直射日光L1が長時間照射されると葉焼け等が生じる作物がある。営農システムFS1であれば、集光型太陽光発電装置100が直射日光L1を遮り、散乱光L2を選択的に通すため、農地FM1は比較的穏やかな光(曇りの日のような光)によって照らされる。これにより、作物の葉焼け等を抑制して、より効率的に作物の生育を行うことができる。さらに、遮られた直射日光L1は集光型太陽光発電装置100において発電に利用されるため、太陽光をより効率的に利用することができる。
Among the crops planted in the farmland FM1, there are crops that are vulnerable to the direct sunlight L1 and suffer leaf scorch or the like when exposed to the direct sunlight L1 for a long period of time. In the farming system FS1, the concentrator photovoltaic
《変形例》
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述した形態以外にも種々の変更を行うことができる。以下、本開示の実施形態の変形例を説明する。以下の変形例において、実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
<<Modification>>
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure can be modified in various ways other than the above-described modes. Modifications of the embodiments of the present disclosure will be described below. In the modifications below, the same reference numerals are given to the same configurations as in the embodiment, and the description thereof is omitted.
《遮蔽部の第1変形例》
図9は、変形例に係る集光型太陽光発電モジュールM1a(以下、単に「モジュールM1a」と称する。)を示す断面図である。モジュールM1aは、遮蔽部14に代えて、遮蔽部14aを備える点で、実施形態のモジュールM1と相違し、その他の点は共通する。なお、モジュールM1aは、遮蔽部14と遮蔽部14aとを両方備えていてもよい。
<<First Modification of Shielding Unit>>
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a concentrator photovoltaic module M1a (hereinafter simply referred to as "module M1a") according to a modification. The module M1a is different from the module M1 of the embodiment in that a shielding
遮蔽部14aは、モジュールM1aの発電部13cに設けられている。発電部13cは、発電部13bの変形例であり、保護板37に代えて遮蔽板370を備える点で発電部13bと主に相違する。遮蔽部14aは、複数の遮蔽板370によって構成されている。発電部13cのサポート部36は、二次レンズ38を発電素子32の上に支持しており、以下では「レンズ支持部36」とも称する。遮蔽板370はレンズ支持部36上に設けられている。
The shielding
遮蔽板370は、例えば金属製のワッシャである。遮蔽板370の中央には、開口370aが形成されている。二次レンズ38は、二次レンズ38の上部を遮蔽板370よりも上側に突出させた状態で、開口370aに設けられている。すなわち、遮蔽板370は、二次レンズ38に嵌め込むタイプの遮蔽板である。遮蔽板370の幅(直径)は、配線13aの短手方向の幅よりも大きく、遮蔽板370の縁部370bは光軸Ax1を中心として配線13aの短手方向の端よりも外側に位置している。
The
図10は、図9の矢印Xから遮蔽部14aを見た断面図である。遮蔽部14aは、遮蔽領域と、通過領域とを有する。遮蔽部14aの遮蔽領域は、複数の遮蔽板370を含む。すなわち、複数の遮蔽板370が遮蔽部14aの遮蔽領域として機能する。遮蔽部14aの通過領域は、直射日光L1のうち発電素子32に集束される光を通過させる開口370a(第1領域)と、散乱光L2を通過させる隙間370c(第2領域)とを含む。隙間370cは、複数の遮蔽板370の間の隙間である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the shielding
以上に説明するモジュールM1aによれば、光軸Ax1に沿ってレンズ要素12aに入射する直射日光L1を発電に利用しつつ、直射日光L1と異なる角度からレンズ要素12aに入射する散乱光L2を隙間370c、貫通孔111a及び封止板15aを介してモジュールM1aよりも下側に到達させることができる。これにより、下方への採光性を有するモジュールM1aを実現することができる。
According to the module M1a described above, the direct sunlight L1 incident on the
上記の実施形態において、第2領域145は遮蔽板143の開口として形成されるため、第2領域145の面積を大きくすると遮蔽板143の強度が弱くなるおそれがある。これに対し、本変形例では、遮蔽部14aはワッシャ状の複数の遮蔽板370によって構成され、第2領域は複数の遮蔽板370の隙間370cであるため、隙間370cを広げても遮蔽板370の強度への影響は少ない。この結果、第2領域の面積をより広くすることが可能となるため、より多くの散乱光L2をモジュールM1aよりも下側に到達させることができ、下方への採光性をより高めることができる。
In the above embodiment, since the
《遮蔽部の第2変形例》
図11は、変形例に係る遮蔽部14bを示す断面図である。遮蔽部14bは、図9及び図10に示す遮蔽部14aと同様に、二次レンズ38に嵌め込むタイプの複数の遮蔽板371を含む。図9及び図10の例では、1枚の遮蔽板370は1個の二次レンズ38と1対1で対応し、1枚の遮蔽板370には1個の開口370aが形成されている。これに対し、1枚の遮蔽板371は、複数個の(図11の例では7個の)二次レンズ38と1対多で対応し、1枚の遮蔽板371には複数個の(図11の例では7個の)開口371aが形成されている。
<<Second Modification of Shielding Unit>>
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a shielding
遮蔽部14bは、遮蔽領域と、通過領域とを有する。遮蔽部14bの遮蔽領域は、複数の遮蔽板371を含む。すなわち、複数の遮蔽板371が遮蔽部14bの遮蔽領域として機能する。遮蔽部14bの通過領域は、直射日光L1のうち発電素子32に集束される光を通過させる開口371a(第1領域)と、散乱光L2を通過させる隙間371c(第2領域)とを含む。隙間370cは、複数の遮蔽板371の間の隙間である。
The shielding
遮蔽部14a(図10)を製造する場合、二次レンズ38に個別に遮蔽板370を装着する必要があり、遮蔽板370の枚数分だけ製造工数が掛かる。遮蔽部14bによれば、複数の二次レンズ38に1枚の遮蔽板371をまとめて装着することができるため、遮蔽部14aと比べて製造工数を削減することができる。また、遮蔽部14bにおいて、第2領域は複数の遮蔽板371の隙間371cであるため、遮蔽部14と比べて第2領域の面積をより広くすることが可能となる。このため、遮蔽部14bによれば、製造コストを削減しつつ、下方への採光性をより高めることができる。
When manufacturing the shielding
《遮蔽部の第3変形例》
図12は、変形例に係る遮蔽部14cを示す断面図である。遮蔽部14cは、図9及び図10に示す遮蔽部14aと同様に、二次レンズ38に嵌め込むタイプの複数の遮蔽板372を含む。遮蔽板372は、図11に示す複数の遮蔽板371同士を格子状に接続して1枚の遮蔽板とした構造を有する。遮蔽板372は、複数の二次レンズ38がそれぞれ挿入される複数の開口372aと、散乱光L2を通過させるための複数の開口372cとが形成されている。
<<Third Modification of Shielding Unit>>
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a shielding
遮蔽部14cは、遮蔽領域と、通過領域とを有する。遮蔽部14cの遮蔽領域は、1枚の遮蔽板372によって構成されている。遮蔽部14cの通過領域は、直射日光L1のうち発電素子32に集束される光を通過させる開口372a(第1領域)と、散乱光L2を通過させる開口372c(第2領域)とを含む。
The shielding
遮蔽部14cによれば、全ての二次レンズ38に1枚の遮蔽板372をまとめて装着することができるため、遮蔽部14a及び遮蔽部14bと比べて製造工数を削減することができる。また、遮蔽板372は、複数のレンズ支持部36によって支持されているため、枠体112のみによって支持されている実施形態の遮蔽板143よりも撓みにくく、遮蔽板372の強度をより弱くすることが可能である。このため、遮蔽板143と比べて開口372c(第2領域)の面積をより広くすることが可能となる。このため、遮蔽部14bによれば、製造コストを削減しつつ、下方への採光性をより高めることができる。
According to the shielding
《底板の変形例》
図13は、変形例に係る底板111の下面11bを示す底面図である。図13において、封止部15は図示省略している。モジュールM1は、看板部SN1をさらに備えていてもよい。看板部SN1は、例えば底板111の下面11bに設けられている着色層であり、封止部15を介してユーザに視認可能な領域である。
<<Modified example of bottom plate>>
FIG. 13 is a bottom view showing the
看板部SN1には、例えば広告等の情報が記載されている。看板部SN1は、図13に示すように複数の底板111が組み合わされることで(例えばアレイ1全体として)1個の広告となるように、それぞれの底板111に分割されて記載される。なお、看板部SN1は、1個の底板111に1個の情報として記載されてもよい。アレイ1に含まれる筐体11は太陽を追尾しながら動くため、底板111の下面11bに看板部SN1を設けることで、様々な方向に看板部SN1を見せることができる。
Information such as an advertisement, for example, is described on the signboard portion SN1. As shown in FIG. 13, the signboard portion SN1 is divided into the
また、従来の集光型太陽光発電モジュールの場合、底板の下面は影となるため、そのような下面に看板部を設けてもユーザによって良好に視認されなかった。これに対し、アレイ1の底板111には散乱光L2を通過させるための複数の貫通孔111aが形成され、さらに筐体11を封止するための封止部15が設けられている。貫通孔111aを通って封止部15に到達した散乱光L2の一部は、封止部15において反射することで下面11bを照らす。このため、下面11bは従来の集光型太陽光発電モジュールと比べて明るく見えるため、下面11bに設けられた看板部SN1は、ユーザによってより良好に視認されることが可能となる。
In addition, in the case of the conventional concentrator photovoltaic module, the lower surface of the bottom plate is a shadow, so even if the signboard portion is provided on such a lower surface, it is not visually recognized well by the user. On the other hand, a
《封止部の第1変形例》
封止部15は、散乱光L2を拡散させる拡散部を含んでいてもよい。例えば、図4に示す封止板15aの一部又は全体が拡散部であってもよい。拡散部は、例えば、光を拡散させる拡散剤(例えば、マイクロ粒子)を分散させた拡散板(ディフューザー)であってもよい。封止部15が拡散部を含むことにより、散乱光L2の明るさの面内均一性を高めることができるため、モジュールM1の下側を均一に照らすことができる。例えば、集光型太陽光発電装置100を営農システムFS1に適用する場合、農地FM1を散乱光L2によって均一に照らすことができるため、作物を均一に生育することができる。
<<First Modification of Sealing Part>>
The sealing
《封止部の第2変形例》
封止部15は、散乱光L2のうち所定の波長の光を吸収するカラーフィルター部を含んでいてもよい。例えば、図4に示す封止板15aの一部又は全体がカラーフィルター部であってもよい。カラーフィルター部は、300nmから2000nmまでの波長のうち、所定の範囲の波長(例えば紫外光:300nmから400nmまで)の光を50%以上吸収し、それ以外の波長の光を50%以上透過させる。
<<Second Modification of Sealing Part>>
The sealing
封止部15がカラーフィルター部を含むことにより、散乱光L2から所定の範囲の波長の光を除去した状態で、モジュールM1の下側を照らすことができる。例えば、集光型太陽光発電装置100を営農システムFS1に適用し、カラーフィルター部が紫外光を吸収する場合、農地FM1を紫外光を除去した散乱光L2によって照らすことができるため、紫外光による作物への悪影響を抑制することができる。また、農地FM1で作業するユーザの日焼けを抑制することができる。
By including the color filter portion in the sealing
《補記》
なお、上述の実施形態及び各種の変形例については、その少なくとも一部を、相互に任意に組み合わせてもよい。また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
《Supplement》
At least a part of the above-described embodiment and various modifications may be combined arbitrarily with each other. In addition, the embodiments disclosed this time should be considered as examples in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.
1 アレイ(集光型太陽光発電パネル)
100 集光型太陽光発電装置
11 筐体
11a 上面
11b 下面
111 底板
111a 貫通孔
112 枠体
12 集光部
12a レンズ要素
13 受光部
13a 配線
13b 発電部
13c 発電部
14 遮蔽部
14a 遮蔽部
14b 遮蔽部
14c 遮蔽部
141 遮蔽領域
142 通過領域
143 遮蔽板
144 第1領域(開口)
145 第2領域(開口)
15 封止部
15a 封止板
15b 支持部
2 支持機構
21 支柱
22 基礎
23 駆動部
24 水平軸
25 追尾架台
25a 補強材
25b レール
31 パッケージ
32 発電素子
33 リードフレーム
34 リードフレーム
35 ワイヤー
36 サポート部(レンズ支持部)
37 保護板
37a 開口
37b 内周端
38 二次レンズ
39 封止樹脂
370 遮蔽板
370a 開口(第1領域)
370b 縁部
370c 隙間(第2領域)
371 遮蔽板
371a 開口(第1領域)
371c 隙間(第2領域)
372 遮蔽板
372a 開口(第1領域)
372c 開口(第2領域)
M1 集光型太陽光発電モジュール
M1a 集光型太陽光発電モジュール
B1 ジャンクションボックス
Ax1 光軸
L1 直射日光
L1a 直射日光
L1b 直射日光
L2 散乱光
R1 領域
R2 領域
R3 領域
P1 集束位置
P2 集束位置
P3 集束位置
θ1 第1角度
θ2 第2角度
S1 隙間
F1 焦点距離
D1 距離
FS1 営農システム
FM1 農地
SN1 看板部
1 Array (concentrator photovoltaic panel)
REFERENCE SIGNS
145 second region (aperture)
15
37
370b
371
371c gap (second region)
372
372c opening (second region)
M1 concentrating photovoltaic module M1a concentrating photovoltaic module B1 junction box Ax1 optical axis L1 direct sunlight L1a direct sunlight L1b direct sunlight L2 scattered light R1 area R2 area R3 area P1 focus position P2 focus position P3 focus position θ1 First angle θ2 Second angle S1 Gap F1 Focal length D1 Distance FS1 Farming system FM1 Farmland SN1 Sign board
Claims (12)
複数の発電素子を含み、前記貫通孔を避けた状態で前記底板に設けられている受光部と、
直射日光を前記複数の発電素子にそれぞれ集束させる複数のレンズ要素を含み、前記筐体の上部に設けられている集光部と、
前記集光部と前記受光部との間に設けられ、遮蔽領域と通過領域とを有する遮蔽部と、
前記底板を下方から覆うことで前記筐体を封止する封止部と、
を備え、
前記遮蔽領域は、前記直射日光のうち前記レンズ要素によって前記発電素子から外れた位置に集束される光を遮り、
前記通過領域は、前記直射日光のうち前記レンズ要素によって前記発電素子に集束される光と、前記直射日光とは異なる角度から前記レンズ要素に入射する散乱光と、を通過させ、
前記封止部は、前記通過領域及び前記貫通孔を通過した前記散乱光を透過させる、
集光型太陽光発電モジュール。 a housing having a bottom plate provided with a through hole;
a light receiving portion including a plurality of power generation elements and provided on the bottom plate while avoiding the through hole;
a condensing unit provided on the upper part of the housing, including a plurality of lens elements for respectively converging direct sunlight onto the plurality of power generation elements;
a shielding portion provided between the light collecting portion and the light receiving portion and having a shielding region and a passing region;
a sealing portion that seals the housing by covering the bottom plate from below;
with
The shielding region blocks light from the direct sunlight that is focused by the lens element to a position away from the power generating element,
the passing area allows passage of light of the direct sunlight focused on the power generation element by the lens element and scattered light incident on the lens element from an angle different from that of the direct sunlight;
The sealing portion transmits the scattered light that has passed through the passage region and the through hole.
Concentrated photovoltaic module.
請求項1に記載の集光型太陽光発電モジュール。 A gap is formed between the sealing portion and the bottom plate,
The concentrator photovoltaic module of claim 1 .
請求項2に記載の集光型太陽光発電モジュール。 The gap is at least twice the thickness of the bottom plate,
3. The concentrator photovoltaic module of claim 2.
前記封止部のうち前記散乱光を透過させる部分は、樹脂製である、
請求項2又は請求項3に記載の集光型太陽光発電モジュール。 The bottom plate is made of metal,
A portion of the sealing portion that transmits the scattered light is made of resin,
The concentrator photovoltaic module according to claim 2 or 3.
前記通過領域は、前記遮蔽板に形成されている開口を含む、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の集光型太陽光発電モジュール。 The shielding area includes a shielding plate that shields sunlight,
The passage area includes an opening formed in the shield plate,
The concentrator photovoltaic module according to any one of claims 1 to 4.
前記通過領域は、前記発電素子に集束される光を通過させる第1領域と、前記散乱光を通過させる第2領域と、を含み、
前記第1領域は、前記開口であり、
前記第2領域は、複数の前記遮蔽板の間の隙間である、
請求項5に記載の集光型太陽光発電モジュール。 The shielding area includes a plurality of the shielding plates,
The passing region includes a first region that passes light focused on the power generating element and a second region that passes the scattered light,
The first region is the opening,
The second region is a gap between the plurality of shielding plates,
6. The concentrator photovoltaic module of claim 5.
前記レンズ要素により集束された光を前記発電素子にさらに集光させる二次レンズと、
前記二次レンズを前記発電素子の上に支持するレンズ支持部と、を有し、
前記遮蔽板は、前記レンズ支持部上に設けられ、
前記二次レンズは、前記開口に設けられている、
請求項5又は請求項6に記載の集光型太陽光発電モジュール。 The light receiving unit is
a secondary lens for further condensing the light converged by the lens element onto the power generation element;
a lens supporting portion that supports the secondary lens on the power generating element;
The shielding plate is provided on the lens support,
wherein the secondary lens is provided in the aperture;
The concentrator photovoltaic module according to claim 5 or 6.
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の集光型太陽光発電モジュール。 Further comprising a signboard portion provided on the lower surface of the bottom plate and visible through the sealing portion,
The concentrator photovoltaic module according to any one of claims 1 to 7.
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の集光型太陽光発電モジュール。 The sealing portion includes a diffusion portion that diffuses the scattered light,
The concentrator photovoltaic module according to any one of claims 1 to 8.
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の集光型太陽光発電モジュール。 The sealing portion includes a color filter portion that absorbs light of a predetermined wavelength out of the scattered light,
The concentrator photovoltaic module according to any one of claims 1 to 9.
集光型太陽光発電装置。 An array configured by assembling a plurality of the concentrating photovoltaic modules according to any one of claims 1 to 10,
Concentrator photovoltaic device.
前記集光型太陽光発電装置は、前記直射日光を前記遮蔽領域又は前記受光部によって遮り、前記通過領域及び前記貫通孔を通過して前記封止部を透過した前記散乱光を前記農地に供給する、
営農システム。
The concentrator photovoltaic power generation device according to claim 11 installed in farmland,
The concentrator photovoltaic power generation device blocks the direct sunlight with the shielding area or the light receiving section, and supplies the scattered light that has passed through the passage area and the through hole and through the sealing section to the farmland. do,
farming system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021199032A JP2023084764A (en) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | Concentrator photovoltaic power generation module, concentrator photovoltaic power generation device, and farming system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021199032A JP2023084764A (en) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | Concentrator photovoltaic power generation module, concentrator photovoltaic power generation device, and farming system |
Publications (1)
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JP2023084764A true JP2023084764A (en) | 2023-06-20 |
Family
ID=86775422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2021199032A Pending JP2023084764A (en) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | Concentrator photovoltaic power generation module, concentrator photovoltaic power generation device, and farming system |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2023084764A (en) |
-
2021
- 2021-12-08 JP JP2021199032A patent/JP2023084764A/en active Pending
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