JP3917976B2 - SOLAR POWER GENERATION SYSTEM AND SOLAR POWER GENERATION DEVICE USED FOR THE SYSTEM - Google Patents

SOLAR POWER GENERATION SYSTEM AND SOLAR POWER GENERATION DEVICE USED FOR THE SYSTEM Download PDF

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Description

本発明は、太陽光を利用した光発電システムおよび該システムに用いる太陽光発電装置に関し、特に太陽光を効果的に集光して太陽電池に照射できる太陽光発電システムおよび該システムに用いる太陽光発電装置に関するものである。   The present invention relates to a photovoltaic power generation system using sunlight and a photovoltaic power generation apparatus used in the system, and more particularly to a photovoltaic power generation system capable of effectively concentrating sunlight and irradiating solar cells, and sunlight used in the system. The present invention relates to a power generation device.

光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽電池を用いた太陽光発電システムは、無尽蔵な太陽光をエネルギー源として利用することやエミッションフリーであること等から、環境にやさしい発電システムとして脚光を浴びている。   Solar power generation systems using solar cells that directly convert light energy into electrical energy are in the limelight as environmentally friendly power generation systems because they use inexhaustible sunlight as an energy source and are emission-free. Yes.

現在、最も普及している太陽光発電システムは、片面受光型の太陽電池パネルを個人住宅の屋根などに傾斜設置するタイプのものであるが、太陽光発電システムの更なる普及促進を目的とした様々な技術が提案されている。   Currently, the most popular solar power generation system is a type in which a single-sided light-receiving solar panel is installed on the roof of a private house, etc., with the aim of further promoting the solar power generation system. Various techniques have been proposed.

この技術の一つとして、太陽電池パネルの表裏両面で受光した太陽光を電気エネルギーに変換できる両面受光型の太陽電池モジュールが知られている(例えば、特許文献1参照。)。この両面受光型の太陽電池モジュールは、太陽から直接入射する直接光のみならず、空気中の微粒子によって散乱した太陽光(即ち散乱光)をも発電に利用しようとするものである。このような両面受光型の太陽電池パネルを用いれば、表裏両面に同じ光量の太陽光が入射した場合、従来の片面受光型のものに比べて出力電力を最大で2倍程度増加させることができる。   As one of the techniques, a double-sided light receiving solar cell module that can convert sunlight received on both front and back surfaces of a solar cell panel into electric energy is known (for example, see Patent Document 1). This double-sided light-receiving solar cell module intends to use not only direct light directly incident from the sun but also sunlight (that is, scattered light) scattered by fine particles in the air for power generation. If such a double-sided light receiving solar panel is used, when the same amount of sunlight is incident on both the front and back surfaces, the output power can be increased up to about twice as much as that of a conventional single-sided light receiving type. .

しかしながら、従来の陸置型あるいは屋根設置型の太陽光発電システムでは、裏面側への光の入射について何ら考慮されておらず、太陽電池パネルとして両面受光型のものを用いたとしても、その裏面での発電を効果的に行なうことができないという問題があった。   However, in conventional land-type or roof-mounted solar power generation systems, no consideration is given to the incidence of light on the back side, and even if a double-sided light-receiving type solar cell panel is used, There was a problem that it was not possible to effectively generate electricity.

このような問題を解決し得る技術として、図6に示すように、両面受光型の太陽電池パネル(1)を傾斜設置した太陽光発電システム(2)において、複数個電気的に接続した太陽電池パネル(1)の間に光開口部(3)を設ける技術が知られている(例えば、特許文献2参照。)。   As a technique capable of solving such a problem, as shown in FIG. 6, in a solar power generation system (2) in which a double-sided light receiving solar panel (1) is installed at an inclination, a plurality of solar cells electrically connected. A technique for providing a light opening (3) between panels (1) is known (see, for example, Patent Document 2).

光開口部(3)を設けたこの技術によれば、太陽電池パネル(1)の裏面にも(反射した)太陽光を照射させることができ、太陽電池パネル(1)の出力電力すなわち発電量を増大させることができる。   According to this technology provided with the light aperture (3), the back surface of the solar cell panel (1) can be irradiated with (reflected) sunlight, and the output power of the solar cell panel (1), that is, the power generation amount Can be increased.

しかしながら、太陽電池パネル(1)を傾斜設置しているので、大きな発電量を得ようと複数の太陽電池パネル(1)を設置する際には、広大な敷地が必要になるという問題があった。また、太陽電池はその温度が上昇すると発電効率が低下するようになるので、太陽電池パネル(1)に冷却装置を取付け、これを冷却しなければならないという問題もあった。
特開2001−44470号公報(第3−8頁) 特開平11−340491号公報(第2−6頁、第1図)
However, since the solar cell panel (1) is installed at an inclination, there is a problem that a large site is required when installing a plurality of solar cell panels (1) in order to obtain a large amount of power generation. . In addition, since the power generation efficiency of the solar cell rises as the temperature rises, there is a problem that a cooling device must be attached to the solar cell panel (1) and cooled.
JP 2001-44470 A (page 3-8) Japanese Patent Laid-Open No. 11-340491 (page 2-6, FIG. 1)

それゆえに、本発明の主たる課題は、太陽光を効果的に集光して太陽電池に照射でき、太陽電池の発電効率が低下することのない、単位面積当たりの発電量が大きな太陽光発電システムと、このような太陽光発電システムに用いる簡単な構造の太陽光発電装置を提供することである。   Therefore, a main problem of the present invention is that a solar power generation system that can condense sunlight effectively and irradiate the solar cell, and does not reduce the power generation efficiency of the solar cell, and has a large power generation amount per unit area. And it is providing the solar power generation device of the simple structure used for such a solar power generation system.

請求項1に記載した発明は、「水を張った所定の区画(12)の水面上に、両面での発電が可能な太陽電池パネル(18)を水面から所定の間隔を開けて垂設すると共に、格子状に配置した」ことを特徴とする太陽光発電システム(10)である。
The invention described in claim 1 vertically opening the "on the water surface of a predetermined compartment filled with water (12), a predetermined interval generator capable solar panel (18) from the water surface in both And a solar power generation system (10) characterized by being arranged in a grid .

この発明の太陽光発電システム(10)では、両面での発電が可能な太陽電池パネル(18)を水面上に垂設しているので、太陽電池パネル(18)に直接入射する太陽光(B1)のみならず、水面を乱反射して太陽電池パネル(18)に入射する光(B2)も発電に利用することができる。   In the solar power generation system (10) of the present invention, the solar cell panel (18) capable of generating power on both sides is suspended on the water surface, so that the sunlight directly incident on the solar cell panel (18) (B1 ) As well as light (B2) incident on the solar cell panel (18) after being irregularly reflected on the water surface can be used for power generation.

また、水は太陽光の赤外線を吸収して貯熱するので、太陽光が照射される日中、すなわち太陽光発電システム(10)が稼働している間、水面上の気温は陸上に比べて低くなっている。このため、上述のように太陽電池パネル(18)を水面上に垂設することによって太陽電池パネル(18)の温度上昇を抑えることができ、これにより太陽電池パネル(18)の温度上昇に伴う発電効率の低下を防止することができる。   In addition, since water absorbs infrared rays from sunlight and stores heat, the temperature on the surface of the water is higher than on land during the day when sunlight is radiated, that is, while the photovoltaic power generation system (10) is in operation. It is low. For this reason, the temperature rise of the solar cell panel (18) can be suppressed by suspending the solar cell panel (18) on the water surface as described above, thereby accompanying the temperature rise of the solar cell panel (18). A decrease in power generation efficiency can be prevented.

さらに、例え太陽光の照射によって太陽電池パネル(18)が加熱された場合であっても、太陽電池パネル(18)の熱は、近傍の水が蒸発する際の蒸発潜熱として奪われるので、太陽電池パネル(18)の温度上昇を抑えることができ、太陽電池の発電効率の低下を防止することができる。   Furthermore, even when the solar cell panel (18) is heated by the irradiation of sunlight, the heat of the solar cell panel (18) is taken away as latent heat of evaporation when the water in the vicinity evaporates. An increase in temperature of the battery panel (18) can be suppressed, and a decrease in power generation efficiency of the solar cell can be prevented.

そして、太陽電池パネル(18)を傾斜設置するのに比べて太陽電池パネル(18)1枚あたりの設置面積を小さくすることができるので、所定の面積の区画(12)内に(傾斜設置するよりも)より多くの太陽電池パネル(18)を垂設することができ、さらに、太陽電池パネル(18)を格子状に配置することによって、時間と共に太陽の位置が変わったとしても、あらゆる方向から照射される太陽光を効果的に発電に利用することができる。したがって、太陽光発電システム(10)の単位面積当たりの発電量を増大させることができる。
And since the installation area per one solar cell panel (18) can be reduced compared with the case where the solar cell panel (18) is installed at an inclination, it is installed in the section (12) of a predetermined area (at an inclination installation). More solar panels (18) can be suspended, and by arranging the solar panels (18) in a grid, the solar position can change in any direction The solar light emitted from can be effectively used for power generation. Therefore, the power generation amount per unit area of the solar power generation system (10) can be increased.

請求項2に記載した発明は、「水を張った所定の区画(12)内に設置される太陽光発電装置(14)であって、水中に配置される底板(16a)の上面に脚部(16b)が立設された架台(16)と、脚部(16b)に着脱可能に取付けられ、水面から所定の間隔を開けて垂設される両面での発電が可能な太陽電池パネル(18)とで構成されると共に、太陽電池パネル(18)が格子状に配置された」ことを特徴とするものである。 The invention described in claim 2 is a photovoltaic power generation apparatus (14) installed in a predetermined section (12) filled with water, and a leg portion on an upper surface of a bottom plate (16a) disposed in water. (16b) is a stand (16), and a solar panel (18) that is detachably attached to the legs (16b) and that can generate power on both sides that are suspended from the water surface at a predetermined interval. ) and de-configured Rutotomoni, in which the solar cell panel (18), characterized in that arranged in a grid. "

請求項1に記載の太陽光発電システム(10)に用いるこの発明の太陽光発電装置(14)では、水中に架台(16)を配置するとともに、この架台(16)の脚部(16b)に太陽電池パネル(18)を取付けるだけで簡単に太陽光発電装置(14)を設置することができる。   In the solar power generation device (14) of the present invention used for the solar power generation system (10) according to claim 1, the gantry (16) is disposed in water, and the legs (16b) of the gantry (16) The solar power generation device (14) can be easily installed simply by attaching the solar cell panel (18).

また、太陽電池パネル(18)は水面から所定の間隔を開けて垂設されているので、太陽電池パネル(18)の表面側に照射された太陽光の一部(B4)は、この間隔を通って裏面側の水面で乱反射することになる。このため、太陽電池パネル(18)の裏面側にも十分な光を入射させることができ、太陽電池パネル(18)の両面で効率よく発電することができる。   Further, since the solar cell panel (18) is suspended from the water surface at a predetermined interval, a part of the sunlight (B4) irradiated on the surface side of the solar cell panel (18) is not spaced from this surface. It will be diffusely reflected by the water surface on the back side. Therefore, sufficient light can be incident on the back side of the solar cell panel (18), and power can be generated efficiently on both sides of the solar cell panel (18).

さらに、この発明の太陽光発電装置(14)では、太陽電池パネル(18)が脚部(16b)を介して水に接触しているので、太陽光の照射によって太陽電池パネル(18)が加熱されたとしても、太陽電池パネル(18)の熱が上述した蒸発潜熱として奪われるだけでなく、脚部(16b)を介して水中に伝達されるので、太陽電池パネル(18)をより効果的に冷却することができる。したがって、冷却装置などを設置しなくとも、太陽電池の発電効率の低下を防止することができ、太陽光発電装置(14)を簡単な構造にすることができる。   Furthermore, in the solar power generation device (14) of the present invention, since the solar cell panel (18) is in contact with water via the legs (16b), the solar cell panel (18) is heated by irradiation with sunlight. The solar panel (18) is not only taken away as latent heat of vaporization as described above, but also transmitted to the water through the legs (16b), so the solar panel (18) is more effective. Can be cooled to. Therefore, it is possible to prevent a decrease in power generation efficiency of the solar cell without installing a cooling device or the like, and the solar power generation device (14) can have a simple structure.

請求項3に記載した発明は、請求項2に記載の太陽光発電装置(14)において「底板(16a)の上面に、水中へと透過した太陽光を反射させる反射部材(20)が取着されている」ことを特徴とするもので、これにより、水面で反射されずに水中へと透過した光を太陽電池パネル(18)に向けて反射させることができ、水中へと透過した光も発電に利用することができる。   According to a third aspect of the present invention, in the photovoltaic power generation apparatus (14) according to the second aspect, the “reflecting member (20) for reflecting the sunlight transmitted into the water is attached to the upper surface of the bottom plate (16a). By this, light that has been transmitted to the water without being reflected by the water surface can be reflected toward the solar cell panel (18), and the light that has been transmitted to the water can also be reflected. It can be used for power generation.

請求項4に記載した発明は、請求項2に記載の太陽光発電装置(14)において「底板(16a)の上面に、水中へと透過した太陽光を受光する太陽電池モジュール(26)が取着されている」ことを特徴とするもので、これにより、水面で反射されずに水中へと透過した光を太陽電池モジュール(26)で直接発電に利用することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the solar power generation device (14) according to the second aspect of the present invention, “a solar cell module (26) that receives sunlight transmitted into water is attached to the upper surface of the bottom plate (16a). Thus, the light transmitted through the water without being reflected by the water surface can be directly used for power generation by the solar cell module (26).

請求項1に記載した発明によれば、両面での発電が可能な太陽電池パネルを水面上に垂設しているので、太陽電池パネルに直接入射する太陽光のみならず、水面を乱反射して太陽電池パネルに入射する光も発電に利用することができ、また、太陽電池パネルを傾斜設置するのに比べて太陽光発電システムの単位面積当たりの発電量を増大させることができる。さらに、太陽光の赤外線は水に吸収され、水面上では日中の気温が低くなっていることや、太陽電池パネルの熱は近傍の水が蒸発する際の蒸発潜熱として奪われることから、太陽電池パネルの温度上昇を抑えることができ、太陽電池の発電効率が低下するのを防止することができる。   According to the invention described in claim 1, since the solar cell panel capable of generating power on both sides is suspended on the water surface, not only the sunlight directly incident on the solar cell panel but also the water surface is irregularly reflected. The light incident on the solar cell panel can also be used for power generation, and the amount of power generation per unit area of the solar power generation system can be increased as compared with the case where the solar cell panel is inclined. In addition, the infrared rays of sunlight are absorbed by water, and the temperature of the daytime is low on the water surface, and the heat of the solar panel is taken away as latent heat of evaporation when the water in the vicinity evaporates. An increase in temperature of the battery panel can be suppressed, and a reduction in power generation efficiency of the solar cell can be prevented.

請求項2に記載した発明によれば、水中に架台を配設し、架台の脚部に太陽電池パネルを取付けるだけで簡単に太陽光発電装置を設置することができる。また、太陽電池パネルは水面から所定の間隔を開けて垂設されているので、太陽電池パネルの裏面側にも十分な光を入射させることができ、太陽電池パネルの両面で効率よく発電することができる。さらに、太陽電池パネルが脚部を介して水に接触しているので、太陽電池パネルをより効果的に冷却することができ、太陽電池の発電効率の低下を防止することができる。したがって、冷却装置などが不要となり、太陽光発電装置を簡単な構造にすることができる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to easily install the solar power generation device simply by disposing the base in water and attaching the solar cell panel to the leg of the base. Moreover, since the solar cell panel is suspended from the water surface at a predetermined interval, sufficient light can be incident on the back side of the solar cell panel, and power can be generated efficiently on both sides of the solar cell panel. Can do. Furthermore, since the solar cell panel is in contact with water through the legs, the solar cell panel can be more effectively cooled, and a reduction in power generation efficiency of the solar cell can be prevented. Therefore, a cooling device or the like is unnecessary, and the solar power generation device can be made a simple structure.

請求項3および4に記載した発明によれば、水中へと透過した太陽光でさえも発電に利用することが可能となり、太陽光を無駄なく発電に利用することができる。   According to the third and fourth aspects of the present invention, even sunlight transmitted into water can be used for power generation, and sunlight can be used for power generation without waste.

したがって、太陽光を効果的に集光して太陽電池に照射でき、太陽電池の発電効率が低下することのない、単位面積当たりの発電量が大きな太陽光発電システムと、このようなシステムに用いる簡単な構造の太陽光発電装置とを提供することができる。   Therefore, it is possible to effectively collect sunlight and irradiate the solar cell, and a solar power generation system having a large power generation amount per unit area without reducing the power generation efficiency of the solar cell, and such a system. A solar power generation device with a simple structure can be provided.

図1に示すこの発明の一実施例の太陽光発電システム(10)は、太陽光を利用して発電するためのものであり、水を張った所定の区画(12)と当該区画(12)に配設された複数の太陽光発電装置(14)とで構成されている。   A solar power generation system (10) according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is for generating power using sunlight, and a predetermined section (12) filled with water and the section (12). And a plurality of solar power generation devices (14) disposed in the.

ここで、水を張った区画(12)とは、本発明の太陽光発電システム(10)を設置するため特に設けられる水槽のみならず、休耕田やシーズンオフの間利用されることのない休業中の屋外プールなどであってもよい。つまり、濁りの少ない水を所定の高さまで張ることができる場所であればどのような場所であっても「水を張った区画(12)」として利用することができる。なお、休耕田や休業中の屋外プールに本発明の太陽光発電システム(10)を設置すれば、これらの場所を発電施設として利用することが可能となる。   Here, the water-filled section (12) is not only a water tank particularly provided for installing the photovoltaic power generation system (10) of the present invention, but also during closed holidays that are not used during fallow fields or off-season. It may be an outdoor pool. In other words, any place where water with less turbidity can be stretched to a predetermined height can be used as the “water filled section (12)”. In addition, if the solar power generation system (10) of the present invention is installed in a closed field or a closed outdoor pool, these places can be used as a power generation facility.

太陽光発電装置(14)は、光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置であり、架台(16)および太陽電池パネル(18)などで構成されている(図2参照)。   The solar power generation device (14) is a device that directly converts light energy into electrical energy, and includes a gantry (16), a solar cell panel (18), and the like (see FIG. 2).

架台(16)は、水を張った所定の区画(12)内に配置され、太陽電池パネル(18)を水面上にて垂直に支持するためのものであり、アルミニウムやステンレスなどの耐錆性金属あるいは合成樹脂など耐候性と機械的強度とを有する板材からなる底板(16a)と、この底板(16a)の上面に立設され、区画(12)内に水を張った際、その先端が水面より上方に突出する筒状の脚部(16b)とを有する。   The gantry (16) is placed in a predetermined section (12) filled with water, and is used to support the solar cell panel (18) vertically on the water surface. A bottom plate (16a) made of a plate material having weather resistance and mechanical strength such as metal or synthetic resin, and standing on the upper surface of the bottom plate (16a), and when the water is filled in the compartment (12), the tip of the bottom plate (16a) And cylindrical leg portions (16b) projecting upward from the water surface.

また、この架台(16)の底板(16a)上面には、水中へと透過した太陽光を反射させる反射部材(20)が取着されている。   Further, a reflecting member (20) for reflecting sunlight transmitted into the water is attached to the upper surface of the bottom plate (16a) of the gantry (16).

太陽電池パネル(18)は、太陽電池アレイ(18a)と、この太陽電池アレイ(18a)の周囲を覆ってこれを支持するフレーム(18b)とで構成されている。   The solar cell panel (18) includes a solar cell array (18a) and a frame (18b) that covers and supports the periphery of the solar cell array (18a).

太陽電池アレイ(18a)は、表裏両面に入射する太陽光によって直流の電気を発生させる両面受光型の太陽電池モジュールを電気的に複数接続したものである。ここで、両面受光型太陽電池モジュールとは、p型ソーラーグレードSiからなる基板の表面にpn接合を形成するとともに、その裏面にボロン拡散により裏面電界構造(BSF)を形成することによって表裏両面での発電を可能とした両面受光型の太陽電池セルを直列あるいは並列に複数接続したものである。   The solar cell array (18a) is formed by electrically connecting a plurality of double-sided light-receiving solar cell modules that generate DC electricity by sunlight incident on both front and back surfaces. Here, the double-sided light-receiving solar cell module is formed by forming a pn junction on the surface of a substrate made of p-type solar grade Si and forming a back surface electric field structure (BSF) on the back surface thereof by boron diffusion. A plurality of double-sided light-receiving solar cells that can generate electric power are connected in series or in parallel.

フレーム(18b)は、アルミニウムやステンレスなどの耐錆性金属あるいは合成樹脂などの耐候性と機械的強度とを有する材料からなる矩形の枠部材である。このフレーム(18b)の下辺部には、上述した脚部(16b)に対応する位置に、当該脚部(16b)に嵌合する大きさの外径を持ち下方に向けて延ばされたロッド(18c)が形成されている。また、フレーム(18b)の側辺部には、太陽電池アレイ(18a)の端子を収めた端子ボックス(22)が取付けられるとともに、この端子ボックス(22)には、太陽電池アレイ(18a)で発電した電気を取出すための電気ケーブル(24)の一端が接続されている。   The frame (18b) is a rectangular frame member made of a material having weather resistance and mechanical strength such as a rust-resistant metal such as aluminum or stainless steel or a synthetic resin. On the lower side of the frame (18b), a rod having an outer diameter large enough to fit the leg (16b) is extended downward at a position corresponding to the leg (16b) described above. (18c) is formed. A terminal box (22) containing the terminals of the solar cell array (18a) is attached to the side of the frame (18b), and the solar cell array (18a) is attached to the terminal box (22). One end of an electric cable (24) for taking out the generated electricity is connected.

次に、本発明の太陽光発電装置(14)を組み立てて太陽光発電システム(10)を構築する方法について説明する。   Next, a method for constructing the solar power generation system (10) by assembling the solar power generation apparatus (14) of the present invention will be described.

本発明の太陽光発電システム(10)を構築する際には、まず、当該システム(10)を構成する区画(12)内の所定位置に、複数の架台(16)を配置する。続いて、これらの架台(16)の脚部(16b)に、各架台(16)に対応する太陽電池パネル(18)のロッド(18c)を嵌入する。これにより、太陽光発電装置(14)の組み立てが完了し、太陽電池パネル(18)が区画(12)内の所定位置に垂設されることとなる。そして、太陽電池パネル(18)の端子ボックス(22)内の端子に電気ケーブル(24)を取付け、区画(12)内に配設した複数の太陽電池パネル(18)を直列あるいは並列に接続するとともに、区画(12)内の所定の高さまで水を張る。これにより、太陽光発電システム(10)の構築が完了する。   When constructing the photovoltaic power generation system (10) of the present invention, first, a plurality of mounts (16) are arranged at predetermined positions in the section (12) constituting the system (10). Subsequently, the rod (18c) of the solar cell panel (18) corresponding to each gantry (16) is fitted into the legs (16b) of these gantry (16). Thereby, the assembly of the solar power generation device (14) is completed, and the solar cell panel (18) is suspended at a predetermined position in the section (12). Then, an electric cable (24) is attached to the terminal in the terminal box (22) of the solar cell panel (18), and a plurality of solar cell panels (18) arranged in the compartment (12) are connected in series or in parallel. At the same time, water is filled up to a predetermined height in the compartment (12). Thereby, construction of the solar power generation system (10) is completed.

なお、区画(12)内に太陽光発電装置(14)を配置する際には、図3に示すように、太陽光発電装置(14)の太陽電池パネル(18)が格子状となるように配置するのが好ましい。太陽電池パネル(18)をこのように配置することによって、時間とともに太陽の位置が変わったとしても、あらゆる方向から照射される太陽光を効果的に発電に利用することができるからである。   In addition, when arrange | positioning a solar power generation device (14) in a division (12), as shown in FIG. 3, so that the solar cell panel (18) of a solar power generation device (14) may become a grid | lattice form. It is preferable to arrange. This is because, by arranging the solar cell panel (18) in this way, even if the position of the sun changes with time, sunlight irradiated from all directions can be effectively used for power generation.

また、図1に示すように、区間(12)内の所定の高さまで水を張った際、その水面と太陽電池パネル(18)の下面との間には所定の間隔の隙間が形成されている。   Moreover, as shown in FIG. 1, when water is stretched to a predetermined height in the section (12), a gap with a predetermined interval is formed between the water surface and the lower surface of the solar cell panel (18). Yes.

次に、本発明の太陽光発電システム(10)の作用について説明する。図4に示すように、太陽光発電システム(10)に太陽光が照射されると、その一部(B1)は太陽光発電装置(14)の太陽電池パネル(18)に直接入射し電気エネルギーに変換される。一方、太陽電池パネル(18)に直接入射されなかった光(B2)は水面で乱反射した後、太陽電池パネル(18)に入射して電気エネルギーに変換される。   Next, the operation of the photovoltaic power generation system (10) of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, when the solar power generation system (10) is irradiated with sunlight, a part (B1) of the solar power generation system (10) is directly incident on the solar cell panel (18) of the solar power generation apparatus (14) and is supplied with electric energy. Is converted to On the other hand, the light (B2) that is not directly incident on the solar cell panel (18) is irregularly reflected on the water surface and then incident on the solar cell panel (18) to be converted into electric energy.

また、太陽電池パネル(18)に入射した光のうち太陽電池パネル(18)表面で反射した光(B3)は、対面するように配置された隣の太陽電池パネル(18)の裏面に与えられる。本発明の太陽電池パネル(18)では、その両面で発電が可能なことから、太陽電池パネル(18)表面で反射した光(B3)は対面する太陽電池パネル(18)の裏面で電気エネルギーに変換される。   In addition, the light (B3) reflected on the surface of the solar cell panel (18) among the light incident on the solar cell panel (18) is given to the back surface of the adjacent solar cell panel (18) arranged so as to face each other. . In the solar cell panel (18) of the present invention, since power can be generated on both sides thereof, the light (B3) reflected on the surface of the solar cell panel (18) is converted into electric energy on the back surface of the solar cell panel (18) that faces it. Converted.

さらに、太陽電池パネル(18)は水面から所定の間隔を開けて垂設されているので、太陽電池パネル(18)表面側に照射された太陽光の一部(B4)は、この間隔を通って裏面側の水面で乱反射することになる。このため、太陽電池パネル(18)の裏側にも十分な光を入射させることができる。   Further, since the solar cell panel (18) is suspended from the water surface at a predetermined interval, a part of sunlight (B4) irradiated on the surface side of the solar cell panel (18) passes through this interval. And diffusely reflected on the water surface on the back side. For this reason, sufficient light can be incident also on the back side of the solar cell panel (18).

そして、水面で乱反射せず、水中へと入射した光(B5)は、反射部材(20)に当たって反射し太陽電池パネル(18)へと与えられる。したがって、水中へと入射した光(B5)も発電に利用することができる。   Then, the light (B5) incident on the water without being irregularly reflected on the water surface hits the reflecting member (20) and is reflected and given to the solar cell panel (18). Therefore, the light (B5) incident on the water can also be used for power generation.

なお、本発明の太陽光発電装置(14)では、太陽電池パネル(18)として両面での発電が可能なものを使用しているので、いわゆる散乱光(B6)も当然発電に利用することができる。   In the solar power generation device (14) of the present invention, since a solar cell panel (18) capable of generating power on both sides is used, so-called scattered light (B6) can naturally also be used for power generation. it can.

一方、水面に照射される太陽光のうち赤外線は区画(12)内の水によって吸収され、その熱が水に貯熱されるので、太陽光が照射される日中、すなわち太陽光発電システム(10)が稼働している間、水面上の気温は陸上に比べて低くなっている。このように、陸上より気温が低い水面上に太陽電池パネル(18)を垂設することによって、太陽電池パネル(18)の温度上昇を抑えることができ、太陽電池パネル(18)の温度上昇に伴う発電効率の低下を防止することができる。   On the other hand, infrared rays of sunlight irradiated on the water surface are absorbed by the water in the compartment (12), and the heat is stored in the water. ) Is in operation, the temperature on the surface of the water is lower than on land. In this way, by suspending the solar panel (18) on the water surface where the temperature is lower than the land, the temperature rise of the solar panel (18) can be suppressed, and the temperature rise of the solar panel (18) The accompanying reduction in power generation efficiency can be prevented.

なお、かかる場合であっても、太陽光の下で長時間発電を行なうと、太陽電池パネル(18)に直接入射される太陽光(B1)中の赤外線などによって太陽電池パネル(18)が加熱され、太陽電池の発電効率が低下するようになる。しかしながら、本発明の太陽光発電装置(14)では、太陽電池パネル(18)を水面上に垂設しているので、太陽電池パネル(18)の熱は、近傍の水が蒸発する際の蒸発潜熱として奪われるとともに、ロッド(18c)を嵌入した脚部(16b)を介して水中へと伝達される。このため、太陽電池パネル(18)の温度上昇を抑えることができ、太陽電池の発電効率の低下を防止することができる。   Even in such a case, if power is generated for a long time under sunlight, the solar cell panel (18) is heated by infrared rays or the like in sunlight (B1) directly incident on the solar cell panel (18). As a result, the power generation efficiency of the solar cell is reduced. However, in the solar power generation device (14) of the present invention, since the solar cell panel (18) is suspended on the water surface, the heat of the solar cell panel (18) evaporates when water in the vicinity evaporates. While being taken away as latent heat, it is transmitted to the water through the legs (16b) fitted with the rod (18c). For this reason, the temperature rise of a solar cell panel (18) can be suppressed, and the fall of the power generation efficiency of a solar cell can be prevented.

この実施例の太陽光発電システム(10)によれば、太陽光を効果的に集光して太陽電池パネル(18)に照射できるとともに、太陽電池パネル(18)の温度上昇に伴う太陽電池の発電効率の低下を防止することができる。   According to the solar power generation system (10) of this embodiment, it is possible to effectively collect sunlight and irradiate the solar cell panel (18), as well as the solar cell with the temperature rise of the solar cell panel (18). A decrease in power generation efficiency can be prevented.

また、所定の区画(12)内に太陽電池パネル(18)を垂設しているので、太陽電池パネル(18)を傾斜設置するのに比べて単位面積当たりの太陽電池パネル(18)の設置数を増やすことができ、太陽光発電システム(10)の単位面積当たりの発電量を増大させることができる。ここで、単位面積当たりの太陽電池パネル(18)設置数を増やすと、太陽電池パネル(18)裏面に生じる影が他の太陽電池パネル(18)表面にかかり、太陽光の入射を妨げるようになるが、本発明の太陽光発電システム(10)では、上述したように水面を乱反射する光が太陽電池パネル(18)の両面に入射されるので、たとえ太陽電池パネル(18)に他の太陽電池パネル(18)の影がかかったとしても、影がかかった部分に水面を乱反射した光が入射される。したがって、発電効率が低下すことにはならず、太陽電池パネル(18)の設置数を増やすことによって単位面積当たりの発電量を増大させることができる。   In addition, since the solar cell panel (18) is suspended in a predetermined section (12), the solar cell panel (18) is installed per unit area compared to the case where the solar cell panel (18) is inclined. The number can be increased, and the power generation amount per unit area of the solar power generation system (10) can be increased. Here, when the number of solar panel (18) installations per unit area is increased, the shadow that appears on the back of the solar panel (18) is applied to the surface of the other solar panel (18), preventing the incidence of sunlight. However, in the solar power generation system (10) of the present invention, as described above, the light irregularly reflected on the water surface is incident on both sides of the solar cell panel (18). Even when the shadow of the battery panel (18) is cast, the light irregularly reflected on the water surface is incident on the shadowed portion. Therefore, the power generation efficiency does not decrease, and the power generation amount per unit area can be increased by increasing the number of installed solar cell panels (18).

なお、上述の実施例では、架台(16)の底板(16a)上面に反射部材(20)を取着した例を示したが、この反射部材(20)にかえて、図5に示すように、少なくとも片面での発電が可能な太陽電池モジュール(26)を取着するようにしてもよい。このような太陽電池モジュール(26)を取着することによって、水面で反射されずに水中へと入射した光(B5)を直接発電に利用することができる。   In the above-described embodiment, the example in which the reflecting member (20) is attached to the upper surface of the bottom plate (16a) of the gantry (16) has been shown, but instead of the reflecting member (20), as shown in FIG. Alternatively, a solar cell module (26) capable of generating power on at least one side may be attached. By attaching such a solar cell module (26), the light (B5) incident on the water without being reflected by the water surface can be directly used for power generation.

また、太陽電池パネル(18)を構成する太陽電池アレイ(18a)として両面受光型のものを用いる例を示したが、これに換えて2枚の片面受光型太陽電池アレイを受光面が外側を向くように重ね合わせフレーム(18b)に固定するようにしてもよい。つまり、太陽電池パネル(18)がその両面で発電できるような態様であれば、使用する太陽電池アレイ(18a)は如何なるものであってもよい。   Moreover, although the example which uses a double-sided light-receiving type as the solar cell array (18a) which comprises a solar cell panel (18) was shown, it replaces with this and the light-receiving surface has two light-receiving type solar cell arrays outside. It may be fixed to the overlapping frame (18b) so as to face. That is, any solar cell array (18a) may be used as long as the solar cell panel (18) can generate power on both sides.

さらに、上述の実施例では、水を張る区画(12)内に架台(16)を直接配設する例を示したが、この区画(12)が休耕田である場合には、この区画(12)内に架台(16)を配設する前に、例えばフラッシュ紡糸不織布や微多孔フィルムなどのように透湿防水性と可撓性とを有するシート部材(図示せず)等で休耕田の表面を覆うようにしてもよい。このようなシート部材で休耕田の表面を覆うことによって、水の太陽光反射機能を阻害する土砂が区画(12)内に流入・堆積するのを防止できるとともに、休耕田の土が受けるダメージをより小さくすることができるので、太陽光発電装置(14)を撤去して休耕田を耕作に再利用する際、すぐに元の田圃に戻すことができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the gantry (16) is directly disposed in the section (12) where water is applied is shown, but when the section (12) is a fallow field, the section (12) Before disposing the gantry (16) inside, cover the surface of the fallow paddy with a sheet member (not shown) having moisture permeability waterproofness and flexibility such as flash spun nonwoven fabric and microporous film. You may do it. By covering the surface of the fallow paddy field with such a sheet member, it is possible to prevent soil and sand that impedes the sunlight reflection function of water from flowing into and depositing in the compartment (12), and to reduce damage to the fallow paddy soil. Therefore, when the photovoltaic power generation device (14) is removed and the fallow rice field is reused for cultivation, it can be immediately returned to the original rice field.

本発明の一実施例の太陽光発電システムを示す正面図である。It is a front view which shows the solar energy power generation system of one Example of this invention. 本発明の一実施例の太陽光発電装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the solar power generation device of one Example of this invention. 本発明の一実施例の太陽光発電システムを示す上面図である。It is a top view which shows the solar energy power generation system of one Example of this invention. 本発明の一実施例の太陽光発電システムの作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the solar power generation system of one Example of this invention. 本発明の他の実施例の太陽光発電装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the solar power generation device of the other Example of this invention. 従来の太陽光発電システムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional solar power generation system.

符号の説明Explanation of symbols

(10)…太陽光発電システム
(12)…区画
(14)…太陽光発電装置
(16)…架台
(16a)…底板
(16b)…脚部
(18)…太陽電池パネル
(18a)…太陽電池アレイ
(18b)…フレーム
(18c)…ロッド
(20)…反射部材
(22)…端子ボックス
(24)…電気ケーブル
(26)…太陽電池モジュール
(B1)〜(B6)…太陽光
(10)… Solar power generation system
(12)… Division
(14)… Solar power generator
(16) ... Stand
(16a)… Bottom plate
(16b)… Leg
(18)… Solar panel
(18a)… Solar cell array
(18b)… Frame
(18c) ... Rod
(20) ... Reflecting member
(22)… Terminal box
(24)… Electric cable
(26)… Solar cell module
(B1)-(B6) ... Sunlight

Claims (4)

水を張った所定の区画の水面上に、両面での発電が可能な太陽電池パネルを水面から所定の間隔を開けて垂設すると共に、格子状に配置したことを特徴とする太陽光発電システム。 A solar power generation system characterized in that a solar cell panel capable of power generation on both sides is suspended from a water surface at a predetermined interval on a water surface of a predetermined section filled with water and arranged in a grid pattern. . 水を張った所定の区画内に設置される太陽光発電装置であって、
水中に配置される底板の上面に脚部が立設された架台と、
前記脚部に着脱可能に取付けられ、水面から所定の間隔を開けて垂設される両面での発電が可能な太陽電池パネルとで構成されると共に、
前記太陽電池パネルが格子状に配置されたことを特徴とする太陽光発電装置。
A photovoltaic power generation device installed in a predetermined section filled with water,
A gantry with legs standing on the upper surface of the bottom plate placed in water;
The leg portions removably attached to, is constituted by the power generation capable solar panels on both sides which are vertically spaced a predetermined distance from the water surface Rutotomoni,
A solar power generation device, wherein the solar cell panels are arranged in a grid pattern .
前記底板の上面に、水中へと透過した太陽光を反射させる反射部材が取着されていることを特徴とする請求項2に記載の太陽光発電装置。   The solar power generation device according to claim 2, wherein a reflection member that reflects sunlight transmitted into water is attached to an upper surface of the bottom plate. 前記底板の上面に、水中へと透過した太陽光を受光する太陽電池モジュールが取着されていることを特徴とする請求項2に記載の太陽光発電装置。   The solar power generation device according to claim 2, wherein a solar cell module that receives sunlight transmitted into water is attached to an upper surface of the bottom plate.
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