JP3221321U - 太陽光発電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】携帯しやすく、使用寿命を向上できる太陽光発電装置を提供する。【解決手段】基板１００及び太陽電池チップ２００を含む太陽光発電装置であって、基板の数量は少なくとも２つであり、隣接する２つの基板は可動に接続され、各基板に太陽電池チップが設置されている。基板はタイル状態、折り畳み状態、及び展開状態から折り畳み状態までの間の複数の状態を有するように接続され、隣接する２つの基板は０〜３６０°範囲内で回動可能である。発電装置は、基板に太陽電池チップ、透明なフロントパネルを設置することで、太陽電池チップを捲縮して収納でき、携帯しやすくなると同時に、錫被覆銅テープを設置することで、太陽電池チップの直列接続を実現する。また、太陽電池チップに封止フィルム層を設置することで、太陽電池チップを保護し、使用寿命を向上させる。【選択図】図１

Description

本出願は、２０１８年１月２９日の出願日で、中国で提出された出願番号２０１８２０１４７９１９７号の特許出願の優先権を主張し、そのすべての内容を本出願に引用する。
本考案は、太陽光発電の技術分野に関し、特に太陽光発電装置に関する。
太陽光発電技術の急速な発展に伴い、ますます多くの太陽エネルギー製品が我々の生活に組み込まれており、その中、効果的で、安定性が高く、電力コストが低いａ−Ｓｉ／ｃ−Ｓｉヘテロ接合（ＳＨＪ）太陽電池は、将来の主流の光起電力技術の１つになると期待されている。ＳＨＪ電池は、低い温度係数、高い環境安定性、および両面発電などの特性を有し、その実際の発電量が従来の結晶シリコン電池より２５%程度高い。現在の生活において、太陽電池は大型の産業製品に多く適用されているが、その表現形式はいずれも複数の平板状の発電ユニットの固定接続であり、携帯性が悪く、収納性も劣る。
上記問題を解決するために、本考案で提供する太陽光発電装置は、基板及び太陽電池チップを含み、該基板の数量は少なくとも２つであり、隣接する２つの基板は可動に接続されており、各基板に前記太陽電池チップが設置されており、ここで、前記少なくとも２つの可動に接続されている基板がタイル状態、折り畳み状態、及び展開状態から折り畳み状態までの間の複数の状態を有するように、前記可動に接続されている隣接する２つの基板は０〜３６０°範囲内で回動可能である。
上記のような太陽光発電装置において、さらに透明なフロントパネルを含み、前記透明なフロントパネルは前記太陽電池チップを覆ってもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記基板の材質は、植物材質、金属材質、炭素繊維、および合成高分子ポリマーの中から選ばれる少なくとも１種であってもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記基板には凹溝或いは貫通溝が開設されており、前記太陽電池チップは前記凹溝或いは貫通溝に設置されていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記基板は前面及び裏面を有し、該前面及び裏面にはいずれも太陽電池チップが設けられていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽光発電装置は、さらに光透過フロントプレート及び光透過バックプレートを含み、前記光透過バックプレートは前記基板の裏面に設置されている太陽電池チップを覆っており、前記光透過フロントプレートは、前記基板の前面に設置されている太陽電池チップを覆ってもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽電池チップが前記貫通溝に設置されている場合、さらに、前記太陽電池チップを覆う光透過バックプレートを含み、また、前記光透過バックプレートと前記光透過フロントプレートはそれぞれ前記基板の相対する両面に位置してもよい。
上記に記載の太陽光発電装置において、隣接する２つの太陽電池チップの間は溶接テープによって直列接続されていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽電池チップと前記光透過フロントプレートとの間に封止フィルムが設置されており、及び／または前記太陽電池チップと前記光透過バックプレートとの間に封止フィルムが設置されており、及び／または前記太陽電池チップと基板との間に封止フィルムが設置されていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記封止フィルムはＥＶＡ膜、ＰＯＥ膜またはＰＶＢ膜の中の１種であってもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記光透過フロントプレート或いは前記光透過バックプレートは、ＥＴＦＥフィルム、ＰＶＣフィルム及びＰＥＴフィルムの中から選ばれる少なくとも１種であり、或いは前記ＥＴＦＥフィルム、ＰＶＣフィルム、ＰＥＴフィルムの中のいずれの少なくとも１種とＵＶバリア膜または水遮断膜とを組み合わせてなる複合膜であってもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽電池チップは、両面発電太陽電池チップであってもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記両面発電太陽電池チップは、ヘテロ接合太陽電池チップであってもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽電池チップの間は直列接続されていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、さらに、前記太陽電池チップに直列接続されている電源出力インターフェースを含んでもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽光発電装置は短冊状の竹板太陽光発電装置であってもよい。
上記問題を解決するために、提出する太陽光発電装置は、２つ以上の竹板及び２つ以上の太陽電池チップを含み、各前記竹板は互いに繋げられており、隣接する２つの前記太陽電池チップの間は直列接続されており、前記各太陽電池チップは各前記竹板上に対応的に設置されている。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽光発電装置は、透明なフロントパネルを含み、前記透明なフロントパネルは前記竹板から乖離した前記太陽電池チップの一面に設置されていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、各前記竹板には、いずれもロープを穿設するための通孔が設置されており、各前記竹板の間は前記通孔と前記ロープとによって係合されていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、隣接する２つの前記太陽電池チップの間は、錫被覆銅テープによって直列接続されていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽電池チップと前記透明なフロントパネルとの間に、さらに封止フィルムが設置されていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽電池チップと前記竹板との間に、さらに封止フィルムが設置されていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記竹板に凹溝が設置されており、前記太陽電池チップは前記凹溝に固定、嵌め込まれていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽電池チップと前記凹溝との間に、さらに封止フィルムが設置されていてもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記封止フィルムは、ＥＶＡ膜、ＰＯＥ膜またはＰＶＢ膜の中から選ばれる少なくとも１種であってもよい。
上記のような太陽光発電装置において、前記太陽電池チップは、ヘテロ接合太陽電池チップであってもよい。
本考案により提供される太陽光発電装置は、短冊状の竹板或いは基板上に太陽電池チップを設置することによって、太陽電池チップを捲縮して収納することを可能とし、使用者が携帯し易くなると同時に、錫被覆銅テープまたは溶接テープを設置することによって、各竹板における太陽電池チップの直列接続を実現するとともに、電気機器への給電も便利にし、また、太陽電池チップに封止フィルム、透明なフロントパネルなどの封止フィルム層を設置することによって、太陽電池チップに対する保護を実現して、太陽電池チップの使用寿命を向上させる。
本考案の実施例により提供される太陽光発電装置の構造模式図である。 本考案の一実施例により提供される太陽光発電装置の断面図である。 本考案の一実施例により提供される太陽光発電装置の断面図である。 本考案の他の実施例により提供される太陽光発電装置の断面図である。 本考案の他の実施例により提供される太陽光発電装置の断面模式図である。 本考案の他の実施例により提供される太陽光発電装置の断面模式図である。
以下、本考案の実施例について詳しく説明する。前記実施例の例示は図面に示されており、全文において、同じまたは類似した番号は、同じまたは類似した素子或いは同じまたは類似した機能を有する素子を示す。以下、図面を参照しながら説明する実施例は例示的なもので、本考案を解釈するためのものに過ぎず、本考案に対する制限と理解してはいけない。
図１に示すように、本考案の実施例は、２つ以上の竹板１００、太陽電池チップ層、及び透明なフロントパネル４００を含む太陽光発電装置を提供する。ここで、太陽電池チップ層は、２つ以上の太陽電池チップ２００を含み、隣接する２つの太陽電池チップ２００の間は直列接続されており、各竹板１００にはいずれもロープを穿設するための通孔１１０が設置されており、各竹板１００の間は通孔１１０とロープとの係合によって繋げられており、太陽電池チップ２００は竹板１００上に設置され、各太陽電池チップ２００と各竹板１００は一対一に対応して設置されており、透明なフロントパネル４００は竹板１００から乖離した太陽電池チップ２００の一面に設置されている。
ここで、各竹板１００の間がロープによって繋げられているため、該太陽光発電装置を短冊状の竹板に捲縮して収納することが可能であり、占用するスペースを節約し、携帯を便利にする。該太陽光発電装置を用いて電気機器に対して充電する必要がある場合、それを展開して太陽光下に放置し、太陽電池チップ２００によって太陽エネルギーを電力に転換し、電力を電気機器に出力して、電気機器に対する給電を実現する。
ここで説明すべきことは、該太陽光発電装置を短冊状の竹板方式で筒状に捲縮できるようにするために、透明なフロントパネル４００は一体構造であってもよく、すなわち、１枚の透明なフロントパネル４００全体をすべての太陽電池チップ２００に覆い、図３に示すように、透明なフロントパネル４００は一定の可撓性を有するため、該太陽光発電装置を捲縮できるようにすると同時に、竹板１００の間で折り畳みが生じて太陽電池チップ２００の間の直列接続回路が損傷されることも回避できる。
もちろん、透明なフロントパネル４００は、すべての竹板１００に覆われることが可能な一体構造の膜層であってもよく、図４に示すように、太陽電池チップ２００に対する封止を確保すると同時に、該太陽光発電装置の美観性も向上させることができるとともに、使用者がより優れた体験を得るようにすることもできる。
さらに、図２に示すように、本実施例において、竹板１００の数量は１６個であり、各竹板１００における太陽電池チップ２００は錫被覆銅テープによって直列接続されている。
具体的に、各太陽電池チップ２００における錫被覆銅テープ３００は、いずれも正極引出端子及び負極引出端子を有し、隣接する２つの太陽電池チップ２００にとって、１つの太陽電池チップ２００における正極引出端子はもう１つの太陽電池チップ２００における負極引出端子と接続されており、これによって、すべての竹板１００における太陽電池チップ２００の直列接続を実現することができると同時に、該太陽光発電装置の両端の竹板１００に設置されている太陽電池チップ２００にとって、その上にそれぞれ１つの正極引出端子３１０及び１つの負極引出端子３２０が余裕に配置されて、電気機器との接続に用いられ、電気機器に対する給電を実現することができる。
さらに、図３または図４に示すように、竹板１００には凹溝１２０が設置されていてもよく、太陽電池チップ２００は凹溝１２０に固定、嵌め込まれており、太陽電池チップ２２０を用いて光電変換を行う必要がある場合、該太陽光発電装置を展開して、太陽電池チップ２００が光照射を受けるようにし、該太陽光発電装置を捲縮して収納する場合、凹溝１２０が竹板１００を貫通しないため、該太陽光発電装置を捲縮した後、太陽電池チップ２００は捲縮された該太陽光発電装置の内部に収納されることが可能であり、これにより、太陽電池チップ２００が外部に暴露されて外的要因の損傷を受けることを防止できる。
具体的に、図３または図４に示すように、該太陽光発電装置はさらに封止フィルム５００を含んでもよく、太陽電池チップ２００の裏面と凹溝１２０の底面とは封止フィルム５００によって固定接続されており、太陽電池チップ２００の正面と透明なフロントパネル４００とは封止フィルム５００によって固定接続されていることにより、太陽電池チップ２００の凹溝１２０における封止の確実性を確保することができる。
ここで、封止フィルム５００は、ＥＶＡ膜、ＰＯＥ膜またはＰＶＢ膜の中の１種であってもよい。もちろん、該封止フィルム５００は上記膜に限定されるものではなく、複合材料のバリア層、或いは一定の耐候性、絶縁性、難燃性、高い水遮断、酸素遮断性または燃焼防止性の他の膜層であってもよい。本実施例において、封止フィルム５００はＥＶＡ膜であることが好ましい。
透明なフロントパネル４００は、ＥＴＦＥフィルム、ＰＶＣフィルムまたはＰＥＴフィルムの中の１種、或いはＥＴＦＥフィルム、ＰＶＣフィルム、ＰＥＴフィルムの中のいずれか１種とＵＶバリア膜及び水遮断膜とを組合せてなる複合膜であってもよい。
太陽電池チップ２００は単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの太陽電池チップであってもよく、銅インジウムガリウムセレン、銅インジウムセレン、テルル化カドミウム、ガリウム砒素、色素増感などの太陽電池チップであってもよいことは理解できることであり、本実施例において、前記太陽電池チップ２００は両面発電太陽電池チップであってもよい。さらに、該両面発電太陽電池チップは、ヘテロ接合太陽電池チップである。前記ヘテロ接合太陽電池チップは、ｎ型単結晶シリコンシートを基板とし、洗浄、テクスチャ化を経たｎ型ｃ−Ｓｉの正面に、順に厚さ５〜１０ｎｍの固有のアモルファスシリコンフィルム（ｉ−ａ−Ｓｉ:Ｈ）、ｐ型アモルファスフィルム（ｐ−ａ−Ｓｉ:Ｈ）を沈積して、ｐ−ｎヘテロ接合を形成する。シリコンシートの裏面に、順に厚さ５〜１０ｎｍのｉ−ａ−Ｓｉ:Ｈフィルム、ｎ型アモルファスシリコンフィルム（ｎ−ａ−Ｓｉ:Ｈ）を沈積して、裏面電界を形成する。ａ−Ｓｉ:Ｈフィルムをドープした両側に、さらに透明導電性酸化物フィルム（ＴＣＯ）を沈積し、最後に、両側の最上層に金属コレクタを形成する。
本考案の実施例により提供される太陽光発電装置は、竹板に太陽電池チップを設置することによって、太陽電池チップを捲縮して収納することを可能とし、使用者が携帯しやくなるとともに、錫被覆銅テープまたは銅テープを設置することによって、各竹板における太陽電池チップの直列接続を実現すると同時に、電気機器に対する給電をしやすくし、また、太陽電池チップに封止フィルム、透明なフロントパネルなどの封止フィルム層を設置することによって、太陽電池チップに対する保護を実現し、太陽電池チップの使用寿命を向上させる。
図５に示すように、本考案の実施例はさらに、基板１０、太陽電池チップ２０、および透明なフロントパネル３０を含む太陽光発電装置を提出している。ここで、前記基板１０の数量は少なくとも２つであり、隣接する２つの基板１０は可動に接続されており、基板の数量が十数個から数十個である場合、古来の書簡形態のような発電装置を形成可能である。各基板１０にはいずれも前記太陽電池チップ２０が設置されており、前記透明なフロントパネル３０は前記太陽電池チップ２０に覆われて、太陽光が該透明なフロントパネル３０を透過して、前記太陽電池チップ２０に照射されるようにして、発電機能を実現する。ここで、前記太陽光発電装置がタイル状態、折り畳み状態、及び展開状態から折り畳み状態までの間の複数の状態を有するように、前記可動に接続されている隣接する２つの基板１０は０〜３６０°範囲内で回動可能である。前記可動な接続は接続装置によって実現されているが、該接続装置は上記のロープと通孔との接続構造以外に、ヒンジ接続、軸接続、剛性リングと通孔との係合構造の接続、可撓性テープ接続などの複数の方式を選択可能であり、従来技術における上記機能を実現できるすべての接続方式は、いずれも本考案の実施例に適用できる。
さらに、本考案の実施例において、前記基板１０の材質は、植物材質、金属材質、炭素繊維、および合成高分子ポリマーから選ばれる。前記植物材質は、竹、木材、或いは段ボール、植物複合板、或いはメラミン板を含む人工的に合成された板材であり、前記基板１０の表面に、模様或いはパターンを有するコーティング層を設置してもよく、前記コーティング層は、良好な視覚効果を有し、例えば、耐湿、耐摩耗、耐衝撃、防虫、耐食などのように、基板１０を保護することも可能である。前記金属材質は、鉄、アルミニウムなどの単体金属を含み、各種の合金を含んでもよく、前記高分子ポリマーは、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ゴムなどを含む。好ましい基板の材質は炭素繊維であり、軽量で、耐衝撃などの優れた性能を有する。
図５に示すように、前記基板１０は前面及び後面を有し、ここで、例えば、いずれの表面で内部に向かって伸びる凹溝も前面或いは後面に属するケースのように、前面及び後面は前表面及び背表面を含む基板１０の２つの領域を指す。前記太陽電池チップ２０は基板１０の前表面或いは背表面に設置することが可能である。前記太陽電池チップ２０は封止フィルム５０によって前記基板１０と固定されてもよい。さらに、基板１０の前表面及び背表面にいずれも太陽電池チップ２０が設置されており、これにより、該太陽光発電装置の受光面を増加させて、発電能力を向上させることができる。前記タイル状態は、すべての基板１０の前表面がいずれも同一平面に位置してもよく、折り畳み状態は、隣接する基板１０の前表面が平行しており、前記折り畳み状態及び展開状態から折り畳み状態までの間の複数の状態は、その中の１つの基板１０の前表面が位置する平面と隣接する基板１０の前表面が位置する平面が平行でも同一平面でもない。
なお、本考案の実施例において、前記基板１０には凹溝或いは貫通溝が開設され、前記太陽電池チップ２０は前記凹溝或いは貫通溝に設置されており、凹溝の状況は図３及び図４に示す通りである。図６に示すように、前記基板１０が貫通溝を有する場合、該貫通溝は基板１０の前面及び後面を連通させる。該貫通溝内に設置されている太陽電池チップ２０は、２つの表面の方向からいずれも太陽光を受けて発電する能力を有して、発電能力を向上させ、該発電装置の適用利便性も向上させる。この場合、透明バックプレート４０を追加する必要があり、前記太陽電池チップ２０を覆い、前記透明バックプレートと前記透明なフロントパネル３０はそれぞれ前記基板１０の相対する両面に位置して、前記太陽電池チップ２０を保護し、該透明バックプレート４０の設置方式と手段は、いずれも前記透明なフロントパネル３０と同様な方案を採用可能である。
前記実施例に記載のように、前記太陽電池チップ２０の間は直列接続されており、隣接する２つの太陽電池チップ２０の間は溶接テープによって直列接続されており、例えば、錫被覆銅テープを採用して直列接続されており、前記太陽電池チップ２０と前記透明なフロントパネル３０、透明バックプレート及び基板１０との間はいずれも封止フィルム５０を設置することによって固定してもよい。前記太陽光発電装置はさらに、電源出力インターフェースを含んでもよく、該電源出力インターフェースは前記太陽電池チップと直列接続されて、外部電気機器に給電するために用いられる。該インターフェースはＵＳＢインターフェース規格などを採用可能である。
本考案の実施例により提供される太陽光発電装置は、複数の基板を採用して発電ユニットを構成しており、隣接する２つの基板が０〜３６０°の範囲内で回動可動な接続関係を採用しているため、基板がタイル状態、折り畳み状態、及び展開状態から折り畳み状態までの間の複数の状態を有するようにすることができる。使用する場合に展開し、使用しない場合は捲縮する機能を実現でき、太陽光発電装置の携帯性、搬送利便性或いは装着利便性を増加させる。同時に、該発電装置は、過酷な環境で捲縮と折り畳みを行うことも可能であり、該発電装置が自然或いは人為的な破壊を受けないように保護する。該太陽光発電装置のサイズは限定されず、使用する状況に応じて具体的にサイズの大きさを確定することが可能であり、例えば、ある使用状況においては、手持ち可能な小型の携帯式発電装置であって、他の状況においては、やや大きいドアや窓のシャッタ或いはルーバ式のカーテンであってもよく、さらに、屋上或いは農業温室の頂部の被覆層にも適用可能であり、入射する光線の量を調節可能であるだけでなく、発電することも可能であり、さらに、大型の光起電力発電所の発電ユニット装置或いは分布式光起電力電気所の発電モジュールとしてもよい。
以上、図面に示されている実施例に基づき、本考案の構造、特徴、および作用効果を詳しく説明した。以上の記載は本考案の好ましい実施例に過ぎず、本考案は図面によって実施範囲を限定するものではなく、本考案構想に基づいて行われたすべての変更または修正は、等価変化の同等の実施例であり、明細書及び図面に示されている趣旨を超えていない場合、いずれも本考案の保護範囲内に属すべきである。

Claims (16)

  1. 基板及び太陽電池チップを含む太陽光発電装置であって、該基板の数量は少なくとも２つであり、隣接する２つの基板は可動に接続され、各基板に前記太陽電池チップが設置される太陽光発電装置において、
    前記少なくとも２つの可動に接続される基板がタイル状態、折り畳み状態、及び展開状態から折り畳み状態までの間の複数の状態を有するように、前記可動に接続される隣接する２つの基板は０〜３６０°範囲内で回動可能である太陽光発電装置。
  2. 前記太陽光発電装置は、光透過フロントパネルを含み、前記光透過フロントパネルは前記太陽電池チップを覆う請求項１に記載の太陽光発電装置。
  3. 前記基板の材質は、植物材質、金属材質、炭素繊維、および合成高分子ポリマーの中から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の太陽光発電装置。
  4. 前記基板には凹溝或いは貫通溝が開設されており、前記太陽電池チップは前記凹溝或いは貫通溝に設置される請求項１に記載の太陽光発電装置。
  5. 前記基板は前面及び裏面を有し、該前面及び裏面にはいずれも太陽電池チップが設けられる請求項１に記載の太陽光発電装置。
  6. 前記太陽光発電装置は、さらに光透過フロントプレート及び光透過バックプレートを含み、前記光透過バックプレートは前記基板の裏面に設置される太陽電池チップを覆い、
    前記光透過フロントプレートは、前記基板の前面に設置される太陽電池チップを覆う請求項５に記載の太陽光発電装置。
  7. 前記太陽電池チップが前記貫通溝に設置される場合、さらに、前記太陽電池チップを覆う光透過バックプレートを含み、また、前記光透過バックプレートと光透過フロントプレートはそれぞれ前記基板の相対する両面に位置することを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電装置。
  8. 隣接する２つの太陽電池チップの間は溶接テープによって直列接続されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
  9. 前記太陽電池チップと光透過フロントプレートとの間に封止フィルムが設置されており、及び／または前記太陽電池チップと光透過バックプレートとの間に封止フィルムが設置されており、及び／または前記太陽電池チップと基板との間に封止フィルムが設置されていることを特徴とする請求項２または６に記載の太陽光発電装置。
  10. 前記封止フィルムはＥＶＡ膜、ＰＯＥ膜またはＰＶＢ膜の中の１種であることを特徴とする請求項９に記載の太陽光発電装置。
  11. 前記光透過フロントプレート或いは前記光透過バックプレートは、ＥＴＦＥフィルム、ＰＶＣフィルム及びＰＥＴフィルムの中から選ばれる少なくとも１種であり、或いは前記ＥＴＦＥフィルム、ＰＶＣフィルム、ＰＥＴフィルムの中のいずれの少なくとも１種とＵＶバリア膜または水遮断膜とを組み合わせてなる複合膜であることを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電装置。
  12. 前記太陽電池チップは、両面発電太陽電池チップであることを特徴とする請求項１または４に記載の太陽光発電装置。
  13. 前記両面発電太陽電池チップは、ヘテロ接合太陽電池チップであることを特徴とする請求項１２に記載の太陽光発電装置。
  14. 前記太陽電池チップの間は直列接続されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
  15. 前記太陽電池チップに直列接続される電源出力インターフェースをさらに含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。
  16. 太陽光発電装置であって、
    ２つ以上の竹板及び２つ以上の太陽電池チップを含み、
    各前記竹板は互いに繋げられており、
    隣接する２つの前記太陽電池チップの間は直列接続されており、
    前記各太陽電池チップは各前記竹板上に対応設置されることを特徴とする太陽光発電装置。
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