以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
<実施の形態1>
図1ないし図4に基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置および集光レンズパネルについて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る集光型太陽光発電装置の主要構成を分解して示す分解斜視図である。
図2は、図1に示した集光型太陽光発電装置の集光レンズパネルとレンズフレームを位置合わせした状態を示す平面図である。
図3Aは、図2の矢符A−Aに対応するレンズフレーム位置決め穴でのレンズフレーム、側部フレーム、位置決め部材の位置関係を示す断面図である。
図3Bは、図2の矢符B−Bに対応するレンズフレーム締結穴でのレンズフレーム、側部フレーム、フレーム締結部材の位置関係を示す断面図である。
図3Cは、図2の矢符C−Cに対応する結合穴でのレンズフレーム、側部フレーム、両レンズフレーム部結合部材の位置関係を示す断面図である。
図4は、図2の矢符A−Aに対応するレンズパネルアライメントマーク、レンズフレーム位置決め穴の位置関係を拡大して示す要部拡大断面図である。
なお、図2では、レンズフレーム位置決め穴41、レンズフレーム締結穴47、結合穴40hの配置状態の理解を容易にするため、レンズフレーム位置決め穴41、レンズフレーム締結穴47、結合穴40hにそれぞれ対応して配置される位置決め部材50(図3A参照)、フレーム締結部材57(図3B参照)、両レンズフレーム部結合部材51(図3C参照)の図示は省略してある。
また、図3Aでは、理解を容易にするため、レンズパネルアライメントマーク15、レンズフレームアライメント穴45の図示は省略してある。レンズパネルアライメントマーク15、レンズフレームアライメント穴45については、図4に詳細を拡大して示してある。
本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置1は、太陽光を集光する複数の集光レンズ11が配置された集光レンズパネル10と、集光レンズ11によって集光された太陽光が照射される太陽電池20と、集光レンズパネル10を保持して集光レンズ11と太陽電池20との位置関係を固定する側部フレーム31および太陽電池20を保持する底部フレーム35を有するモジュールフレーム30とを備える。
集光レンズ11は、集光レンズパネル10に40個(5×8)配置されている。集光レンズ11は、集光レンズパネル10と同一材料で一体に形成されても良く、また異種材料で形成されても良い。また、集光レンズパネル10は、1台のモジュールフレーム30に対して4個配置されている。したがって、1台の集光型太陽光発電装置1全体では、160個の集光レンズ11(太陽電池20)が配置されている。
なお、図1を見やすくするために、太陽電池20は、底部フレーム35に直接載置された状態で記載しているが、図示しない太陽電池実装板に実装された形態として底部フレーム35の背面に配置することが可能である。このときは、底部フレーム35に形成された開口を介して太陽光が太陽電池20に照射される。また、太陽電池実装板は、4個の集光レンズパネル10にそれぞれ対応させて配置することによって、熱膨張収縮による影響を抑制することが可能である。
集光レンズパネル10(太陽電池実装板)を分割(例えば4個)して配置することによって、熱膨張収縮による集光レンズパネル10と側部フレーム31との間での位置ズレによる影響を分割数に応じて抑制することができる。
また、集光型太陽光発電装置1は、集光レンズパネル10の端部に沿って配置され集光レンズパネル10を側部フレーム31に連結するレンズフレーム40と、集光レンズパネル10に位置合わせされてレンズフレーム40に形成されたレンズフレーム位置決め穴41(図2)と、太陽電池20に位置合わせされて側部フレーム31に形成された側部フレーム位置決め穴32(図3A)と、レンズフレーム位置決め穴41および側部フレーム位置決め穴32を貫通する位置決め部材50(図3A)とを備える。
したがって、端部強度を向上させた集光レンズパネル10を太陽電池20に対して高精度に位置合わせし、レンズフレーム40を介して集光レンズパネル10を側部フレーム31に強固に取り付けることが可能となることから、太陽電池20と集光レンズ11とを高精度に位置合わせして、光電変換効率、信頼性および生産性を向上させた集光型太陽光発電装置1とすることができる。
また、集光レンズパネル10に対する処理作業は、機械的強度の高いレンズフレーム40を介して実行することが可能となることから、集光レンズパネル10(集光レンズ11)に対する接触を防止して、接触による集光レンズパネル10(集光レンズ11)の汚れ、変形、損傷などを防止することができる。
なお、位置決め部材50は、例えば、リベットあるいはピンのように側部フレーム位置決め穴32およびレンズフレーム位置決め穴41に対して高精度に挿入することが可能な部材を採用することが好ましい。また、締結用ビスを適用することも可能であり、集光レンズパネル10とレンズフレーム40とをより確実に連結することができる。
側部フレーム31は、底部フレーム35と平行に形成された頂部31t(図1)を有し、側部フレーム位置決め穴32(図3A)は、頂部31tに形成されている。したがって、レンズフレーム40を側部フレーム31の頂部31tに載置するという簡単な構造で、レンズフレーム40を側部フレーム31に当接させることが可能となることから、集光レンズ11を容易かつ高精度に太陽電池20に位置合わせすることができる。
モジュールフレーム30は、鉄板、鋼板などの金属板を例えばロールフォーミング加工することにより、側部フレーム31、底部フレーム35を含めて全体を一体として形成することが可能である。モジュールフレーム30を鉄板、鋼板などの金属板で構成することにより、機械的強度および耐候性を確保することができる。
集光レンズパネル10は、矩形であり、レンズフレーム40は、集光レンズパネル10の1組の対向する辺10eのそれぞれに対応させて配置され、レンズフレーム位置決め穴41は、レンズフレーム40の少なくとも一方に形成されている。したがって、位置決めの基準位置を確定することが可能となることから、太陽電池20と集光レンズ11の位置決めを容易かつ高精度に確保することができる。
つまり、レンズフレーム位置決め穴41をレンズフレーム40の少なくとも一方に配置することによって、基準位置(レンズフレーム位置決め穴41、位置決め部材50)を確定して固定することが可能となり、基準位置を中心として集光レンズパネル10を回転移動させることによって、レンズフレーム40の側部フレーム31に対する位置合わせを容易かつ高精度に実行することが可能となる。
なお、本実施の形態では、集光レンズパネル10の1組の対向する辺10eのそれぞれに対応させて配置されたレンズフレーム40の両方にレンズフレーム位置決め穴41を形成することによって、レンズフレーム40を側部フレーム31に直接的に位置決めすることが可能となるので、さらに位置決めを容易かつ高精度に実行することができる。
レンズフレーム位置決め穴41は、集光レンズパネル10の1組の対向する辺10eの中央に対応させて形成されている。したがって、位置決めの基準位置(レンズフレーム位置決め穴41)を中央に配置することにより、熱膨張収縮による集光レンズ11と太陽電池20との間での位置ズレ量を長さ方向で最小限に抑制することが可能となる。
矩形とされた集光レンズパネル10は、長方形であり、辺10eは、長方形の長辺である。したがって、レンズフレーム位置決め穴41を短辺に対応させて配置する場合に比較してより高精度に位置決めし、熱膨張収縮による集光レンズ11と太陽電池20との間での位置ズレ量を最小限に抑制することが可能となる。つまり、集光レンズパネル10(集光レンズ11が配置された透光性保護板12)、モジュールフレーム30(側部フレーム31、底部フレーム35)の熱膨張収縮による伸び、縮みの影響を抑制することが可能となり、耐熱性、発電効率を向上させることができる。
レンズフレーム40は、集光レンズパネル10の周囲を囲んで一体化されている。したがって、集光レンズパネル10の剛性を確実に向上させ、また、取り扱い容易性を向上させることが可能となり、集光レンズパネル10の変形防止、生産工程での作業性、搬送性、取り付け後の交換容易性を向上させることができる。
なお、レンズフレーム40の一体化は、角部を適宜接合あるいはネジ止めすることによって施すことが可能である。あるいは、当初から枠型としておくことも可能である。
レンズフレーム40は、集光レンズパネル10の表面10sに対向する表面側レンズフレーム部40fと、集光レンズパネル10の裏面10rに対向する裏面側レンズフレーム部40rとを備える。したがって、表面側レンズフレーム部40fおよび裏面側レンズフレーム部40rで構成される空間で集光レンズパネル10の端部を両面で挟持して保護し、集光レンズパネル10とレンズフレーム40との間の固定強度を向上させることが可能となるので、レンズフレーム40と集光レンズパネル10との連結を容易にし、集光レンズパネル10の物理的強度を向上させ、集光レンズパネル10の損傷を防止して取り扱い容易性および信頼性を向上させることができる。
なお、集光レンズパネル10(透光性保護板12)は、表面側レンズフレーム部40fおよび裏面側レンズフレーム部40rで構成される空間に充填された接着樹脂部42によってレンズフレーム40に接着され、保持される。つまり、集光レンズパネル10は、接着樹脂部42を介して側部フレーム31に保持されることから、接着樹脂部42は、止水部を構成してモジュールフレーム30の内部へ外部から水分、湿気、煤塵などが侵入することを防止することが可能となり、集光型太陽光発電装置1の信頼性を向上させることができる。
また、接着樹脂部42は、表面側レンズフレーム部40fおよび裏面側レンズフレーム部40rで構成される空間と集光レンズパネル10との間を充填して集光レンズパネル10を保持することから、集光レンズパネル10の物理的強度を向上させることが可能となる。接着樹脂部42は、耐候性、耐熱性に優れたシリコーン樹脂接着剤、あるいはエポキシ樹脂接着剤で形成している。なお、シリコーン樹脂接着剤、あるいはエポキシ樹脂接着剤の代わりに、両面テープにより形成することも可能である。
レンズフレーム40は、表面側レンズフレーム部40fおよび裏面側レンズフレーム部40rに形成された結合穴40h(図3C)を貫通し、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを結合する両レンズフレーム部結合部材51を備える。したがって、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを容易かつ高精度に結合して集光レンズパネル10をレンズフレーム40で容易かつ高精度に挟持することが可能となる。
なお、両レンズフレーム部結合部材51は、例えば、リベット、締結用ピンなどを適用することが可能である。また、ビス構造とした場合は、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを後日分離することが可能となることから、集光レンズパネル10の交換が容易になるという利点がある。
また、スポット溶接を適用すれば、結合穴40hを形成せずに表面側レンズフレーム部40fおよび裏面側レンズフレーム部40rを結合することが可能となる。つまり、表面側レンズフレーム部40fおよび裏面側レンズフレーム部40rは、一体化することが可能な構成であれば良い。
本実施の形態では、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを重ねて結合する形態としたが、例えば、表面側レンズフレーム部40fおよび裏面側レンズフレーム部40rを予め鋳型成形して集光レンズパネル10を挟持する空間を形成した形態とすることも可能である。
レンズフレーム40は、例えば、アルミニウム板のような軽くて強度の高い金属で構成することが好ましい。つまり、軽くて強度の高い金属でレンズフレーム40を構成することによって、集光レンズパネル10の物理的強度を確保し、また、重量を軽減することが可能となるので、太陽光を追尾するための追尾システム(駆動部64。図10参照)の負荷を減らした耐候性の良い集光型太陽光発電装置1とすることができる。
レンズフレーム位置決め穴41が形成されたレンズフレーム40の外側表面40sは、集光レンズパネル10の表面10sに対して並置されている。したがって、レンズフレーム40を側部フレーム31(頂部31t)に載置して取り付けるとき、集光レンズパネル10の表面10sからレンズフレーム位置決め穴41へ位置決め部材50を挿入することが可能となることから、集光レンズパネル10を側部フレーム31へ位置決めして固定するときの作業時間を短縮することができ、製造工程、設置作業、メンテナンス作業、交換作業での工数を低減することができる。
集光レンズパネル10は、集光レンズ11が太陽電池20の側に形成された透光性保護板12を備える。したがって、集光レンズパネル10の物理的強度を向上させ、容易に形成可能な集光レンズパネル10とすることが可能となる。なお、透光性保護板12と集光レンズ11とは、同一材料または異種材料によって予め一体として成形されていても良い。
集光レンズ11は、例えば適宜の接着剤で透光性保護板12に接着することができる。集光レンズ11は、加工性、透光性などを考慮して、例えばアクリル樹脂で形成してある。なお、アクリル樹脂の代わりにポリカーボネート、ガラス、その他の透光性材料で形成することも可能である。
また、透光性保護板12は、透光性、強度、耐環境性などを考慮して例えばガラスで形成し、周囲環境からの風雨の影響を排除することが可能な構成としてある。なお、ガラスの代わりにアクリル樹脂、ポリカーボネートなどで形成することも可能である。
本実施の形態では、集光レンズパネル10にレンズフレーム40を取り付けることから、集光レンズパネル10の強度が低いことによる影響を解消して、集光レンズパネル10の物理的強度を向上させることができる。例えば、透光性保護板12をガラスで構成した場合でも、生産工程での組み立て作業、設置現場での交換作業における透光性保護板12の損傷が発生することを防止することができる。
集光型太陽光発電装置1は、レンズフレーム40を側部フレーム31に締結するためにレンズフレーム40に形成されたレンズフレーム締結穴47と、レンズフレーム締結穴47に対応して側部フレーム31に形成された側部フレーム締結穴37と、レンズフレーム締結穴47および側部フレーム締結穴37を貫通するフレーム締結部材57とを備える。
したがって、レンズフレーム40(レンズフレーム位置決め穴41)と側部フレーム31(側部フレーム位置決め穴32)とを高精度に位置決めした状態で、レンズフレーム40(レンズフレーム締結穴47)と側部フレーム31(側部フレーム締結穴37)とをより強固に結合することが可能となり、構造の経時変化を抑制して高い光電変換効率を維持した耐候性、信頼性の高い集光型太陽光発電装置1とすることができる。
なお、レンズフレーム締結穴47の径φ2aとフレーム締結部材57の径φ2bとの寸法差dφ2(dφ2=φ2a−φ2b)は、レンズフレーム位置決め穴41の径φ1aと位置決め部材50の径φ1bとの寸法差dφ1(dφ1=φ1a−φ1b)より大きいことが好ましい。
つまり、レンズフレーム位置決め穴41および位置決め部材50を位置決めの基準位置とし、熱膨張収縮によるレンズフレーム40の側部フレーム31に対する変位を許容(熱膨張収縮による各部の膨張収縮の差を吸収)した状態でレンズフレーム40を側部フレーム31に締結することが可能となることから、締結箇所(レンズフレーム締結穴47、フレーム締結部材57、位置決め部材50の組)を増やしてレンズフレーム40と側部フレーム31との結合強度および止水性、防塵性を向上させることができる。
また、レンズフレーム締結穴47は、レンズフレーム40の長さ方向の端部(例えば、4箇所)に配置されていることが好ましい。つまり、レンズフレーム締結穴47および側部フレーム締結穴37を均等、対称に配置することが可能となり、レンズフレーム40と側部フレーム31とを均等に締結して結合強度を向上させ、止水性、防塵性を向上させることができる。
なお、フレーム締結部材57は、例えば、ビス構造(ねじ込み式構造)を採用することが好ましい。つまり、頂部31t(側部フレーム31)にフレーム締結部材57を固定することによって、レンズフレーム40を容易かつ確実に側部フレーム31(頂部31t)に締結することが可能となる。また、ビス構造を採用することによって、集光レンズパネル10を交換する必要が生じた場合に、容易に作業性良く交換することが可能となる。
以上の説明では、集光レンズパネル10とレンズフレーム40とは別々の物として説明したが、レンズフレーム40を透光性保護板12に取り付けた状態を集光レンズパネル10として取り扱うことも可能である。
つまり、本実施の形態に係る集光レンズパネル10は、太陽光を太陽電池20へ向けて集光する集光レンズ11が複数配置された集光レンズパネル10であって、集光レンズ11が太陽電池20の側に形成された透光性保護板12と、透光性保護板12の端部(辺10e)に沿って配置され透光性保護板12の端部(辺10e)を保護する金属性のレンズフレーム40とを備える構成としてある。
したがって、物理的強度、取り扱い容易性、搬送性を向上させて、集光型太陽光発電装置1の製造工程、設置作業、メンテナンス作業、交換作業での工数を低減することが可能な集光レンズパネル10とすることができる。
集光レンズパネル10は、レンズフレーム40と対向する領域に集光レンズ11に位置合わせされたレンズパネルアライメントマーク15を備え、レンズフレーム40は、レンズパネルアライメントマーク15を表出させるレンズフレームアライメント穴45を備える。
したがって、レンズフレームアライメント穴45を介してレンズパネルアライメントマーク15を容易に集光レンズパネル10の外部から検知することが可能となり、レンズフレームアライメント穴45とレンズパネルアライメントマーク15との位置を比較してレンズフレーム40に対する集光レンズパネル10の位置ズレ状態を容易かつ高精度に検出し、集光レンズパネル10とレンズフレーム40との位置合わせを高精度に行うことが可能となるので、生産工程での位置合わせ、設置後の位置ズレ発生検査、設置後の位置ズレ補正を容易かつ高精度に実行することができる。
なお、レンズフレームアライメント穴45は、レンズパネルアライメントマーク15が位置合わせされるべき位置に予め形成される。また、レンズパネルアライメントマーク15とレンズフレームアライメント穴45との位置合わせは、目視、あるいは撮像カメラを用いて行うことができる。
レンズフレームアライメント穴45やレンズパネルアライメントマーク15の形状は、例えば円や半円とすることができるが、レンズフレーム40と集光レンズパネル10の位置合わせが容易であり製造が容易な形状であれば特にこれらに限定する必要は無い。
レンズパネルアライメントマーク15は、集光レンズ11と同一素材で形成してあることが好ましい。つまり、集光レンズ11とレンズパネルアライメントマーク15とを同時に併せて形成することが可能となり、集光レンズ11とレンズパネルアライメントマーク15との位置関係を容易かつ高精度に確定することができる。
レンズパネルアライメントマーク15およびレンズフレームアライメント穴45は、レンズフレーム40の長さ方向の中央に対応させて配置されていることが好ましい。つまり、集光レンズパネル10とレンズフレーム40とを位置合わせするときの環境温度による集光レンズパネル10およびレンズフレーム40の熱膨張収縮による寸法変化(設計位置からのズレ)の影響を最小限に抑制することが可能となることから、集光レンズ11(集光レンズパネル)およびレンズフレーム40の位置合わせを高精度に実行することができる。
また、集光レンズパネル10は、レンズパネルアライメントマーク15に対してレンズフレーム40の長さ方向の端部に対応させて配置された副レンズパネルアライメントマーク15sを備え、レンズフレーム40は、レンズフレームアライメント穴45に対してレンズフレーム40の長さ方向の端部に配置された副レンズフレームアライメント穴45sを備える。
したがって、レンズフレーム40と集光レンズパネル10との位置合わせ状況をレンズフレーム40の長さ方向の中央に限らず、端部でも把握することが可能となり、位置合わせの確認を容易かつ高精度に実行することができる。
なお、レンズパネルアライメントマーク15(および副レンズパネルアライメントマーク15s)、レンズフレームアライメント穴45(副レンズフレームアライメント穴45s)を適用せずに集光レンズパネル10とレンズフレーム40との位置合わせを実行することが可能である。つまり、集光レンズパネル10(集光レンズ11)をレンズフレーム位置決め穴41に直接位置合わせすることによって、集光レンズパネル10とレンズフレーム40との位置合わせを実行することができる。
<実施の形態2>
図5に基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置について説明する。本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置は、実施の形態1に係る集光型太陽光発電装置1と基本的には同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。
図5は、本発明の実施の形態2に係る集光型太陽光発電装置の集光レンズパネルとレンズフレームを位置合わせした状態を示す平面図である。
なお、図2と同様、レンズフレーム位置決め穴41、レンズフレーム締結穴47、結合穴40hの配置状態の理解を容易にするため、レンズフレーム位置決め穴41、レンズフレーム締結穴47、結合穴40hにそれぞれ対応して配置される位置決め部材50(図3A)、フレーム締結部材57(図3B)、両レンズフレーム部結合部材51(図3C)の図示は省略してある。
本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置1では、レンズフレーム位置決め穴41は、辺10eに対応して配置されたレンズフレーム40のそれぞれに形成され、レンズフレーム位置決め穴41のいずれか1つは、辺10eと交差する方向に大径を有する長穴41bとしてある。
したがって、長穴41b(レンズフレーム位置決め穴41b)に対する他方(レンズフレーム位置決め穴41)を基準位置として固定し、長穴としたレンズフレーム位置決め穴41bの方を側部フレーム位置決め穴32に対して可動構成とすることが可能となることから、熱膨張収縮によるレンズフレーム40の側部フレーム31に対する変位を特定方向で許容した状態でレンズフレーム40を側部フレーム31に位置決めするので、集光レンズ11と太陽電池20の位置ズレ量を確実に抑制することができる。
<実施の形態3>
図6および図7に基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の製造方法は、実施の形態1、実施の形態2に係る集光型太陽光発電装置1を製造する製造方法であるので、符号を援用して説明する。
図6は、本発明の実施の形態3に係る集光型太陽光発電装置の製造方法で集光レンズパネルにレンズフレームを取り付ける工程を説明する工程図であり、(A)は表面側レンズフレーム部に接着樹脂部を形成した状態を示す断面図であり、(B)は接着樹脂部に集光レンズパネルを接着した状態を示す断面図であり、(C)は表面側レンズフレーム部と裏面側レンズフレーム部を結合した状態を示す断面図である。
なお、断面の位置は、図2の矢符A−Aに対応させてある。つまり、図3Aに対応させてある。また、工程の理解を容易にするため、結合穴40hおよびレンズフレーム位置決め穴41を並べて図示する。
上述したとおり、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の製造方法の対象である集光型太陽光発電装置1は、実施の形態1、実施の形態2と同様である。つまり、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置1は、太陽光を集光する複数の集光レンズ11が配置された集光レンズパネル10と、集光レンズ11によって集光された太陽光が照射される太陽電池20と、集光レンズパネル10を保持して集光レンズ11と太陽電池20との位置関係を固定する側部フレーム31と太陽電池20を保持する底部フレーム35とを有するモジュールフレーム30とを備える。
先ず、表面側レンズフレーム部40fを準備する。つまり、表面側レンズフレーム部40fの集光レンズパネル10を挟持する面(裏面側レンズフレーム部40rに対向する面)に集光レンズパネル10を接着する接着樹脂部42を形成する(図6(A))。接着樹脂部42は、例えばシリコーン樹脂接着剤で形成することができる。なお、表面側レンズフレーム部40fは、予め形成されたレンズフレーム位置決め穴41を有する。
次に、接着樹脂部42に集光レンズパネル10を接着する(図6(B))。このとき、集光レンズパネル10は、表面側レンズフレーム部40f(レンズフレーム位置決め穴41)に対して位置決めされる。表面側レンズフレーム部40fに対する集光レンズパネル10の位置決めは、レンズパネルアライメントマーク15をレンズフレームアライメント穴45(図2)に位置決めすることによって実行される。
つまり、太陽電池20に位置合わせされて側部フレーム31に形成された側部フレーム位置決め穴32に対応するレンズフレーム位置決め穴41を有するレンズフレーム40(表面側レンズフレーム部40f)と集光レンズパネル10とを位置合わせし(レンズフレーム位置合わせ工程)、集光レンズパネル10に位置合わせしたレンズフレーム40を集光レンズパネル10に取り付ける(レンズフレーム取り付け工程)。
なお、レンズフレーム位置合わせ工程で、レンズフレーム40と集光レンズパネル10との位置合わせは、集光レンズ11に位置合わせして集光レンズパネル10に形成されたレンズパネルアライメントマーク15をレンズパネルアライメントマーク15に対応させてレンズフレーム40に形成されたレンズフレームアライメント穴45を介して表出させることによって実行される。したがって、レンズフレーム40と集光レンズパネル10との位置合わせを容易かつ高精度に実行することが可能となる。
集光レンズパネル10を接着樹脂部42に接着して集光レンズパネル10にレンズフレーム40(表面側レンズフレーム部40f)を取り付けた後、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを重ね、それぞれに形成されたレンズフレーム位置決め穴41を一致させて位置合わせする。なお、このときの位置合わせは、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rを貫通する適宜のピンを治具として用いることによって容易かつ迅速に実行することができる。
接着樹脂部42は、集光レンズパネル10の耐候性を確保させる止水部ともなる。したがって、止水部を生産工程で形成することが可能であることから、安定した信頼性の高い止水部を形成することができる。
また、表面側レンズフレーム部40fおよび裏面側レンズフレーム部40rによって、集光レンズパネル10を上下で挟持することから、集光レンズパネル10の表面10sおよび裏面10rと辺10eとが交差する角部での損傷を確実に防止することが可能となる。
表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを位置合わせした後、両レンズフレーム部結合部材51を結合穴40hに貫通させて、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを結合する(レンズフレーム取り付け工程。図6(C))。なお、結合穴40hは、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを重ねて位置合わせした後、適宜穴あけすることによって形成することができる。
表面側レンズフレーム部40fに対向させて裏面側レンズフレーム部40rを配置することから、レンズフレーム40による集光レンズパネル10に対する保護を確実にして物理的強度を向上させることができる。
図7は、本発明の実施の形態3に係る集光型太陽光発電装置の製造方法で集光レンズパネルを取り付けたレンズフレームを側部フレームに連結する工程を説明する工程図であり、(A)はレンズフレームのレンズフレーム位置決め穴を側部フレームの側部フレーム位置決め穴に位置決めした状態を示す断面図であり、(B)はレンズフレーム位置決め穴および側部フレーム位置決め穴に位置決め部材を貫通させた状態を示す断面図である。
なお、図6と同様、断面の位置は、図2の矢符A−Aに対応させてある。つまり、図3Aに対応させてある。また、工程の理解を容易にするため、位置決め部材50および両レンズフレーム部結合部材51を並べて図示する。
集光レンズパネル10が取り付けられたレンズフレーム40のレンズフレーム位置決め穴41を側部フレーム31(頂部31t)に形成された側部フレーム位置決め穴32に位置合わせする(位置決め穴位置合わせ工程。図7(A))。また、位置決め部材50を準備しておき、位置合わせされたレンズフレーム位置決め穴41と側部フレーム位置決め穴32とを貫通する位置決め部材50をレンズフレーム位置決め穴41および側部フレーム位置決め穴32を貫通させて挿入する(位置決め部材貫通工程。図7(B))。
上述したとおり、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の製造方法は、太陽光を集光する複数の集光レンズ11が配置された集光レンズパネル10と、集光レンズ11によって集光された太陽光が照射される太陽電池20と、集光レンズパネル10を保持して集光レンズ11と太陽電池20との位置関係を固定する側部フレーム31と太陽電池20を保持する底部フレーム35とを有するモジュールフレーム30とを備える集光型太陽光発電装置1を製造する集光型太陽光発電装置の製造方法であって、太陽電池20に位置合わせされて側部フレーム31に形成された側部フレーム位置決め穴32に対応するレンズフレーム位置決め穴41を有するレンズフレーム40と集光レンズパネル10とを位置合わせするレンズフレーム位置合わせ工程と、集光レンズパネル10に位置合わせしたレンズフレーム40を集光レンズパネル10に取り付けるレンズフレーム取り付け工程と、集光レンズパネル10が取り付けられたレンズフレーム40のレンズフレーム位置決め穴41を側部フレーム位置決め穴32に位置合わせする位置決め穴位置合わせ工程と、位置合わせされたレンズフレーム位置決め穴41と側部フレーム位置決め穴32とを貫通する位置決め部材50を挿入する位置決め部材貫通工程とを備える。
したがって、太陽電池20と集光レンズ11との位置合わせを容易かつ高精度に実行することが可能となり、生産性の高い集光型太陽光発電装置の製造方法とすることができる。
<実施の形態4>
図8に基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の製造方法は、実施の形態3と同様、実施の形態1、実施の形態2に係る集光型太陽光発電装置1を製造する製造方法であるので、符号を援用して説明する。なお、基本的な構成は、実施の形態3と同様であるので、主に異なる事項について説明する。
図8は、本発明の実施の形態4に係る集光型太陽光発電装置の製造方法で集光レンズパネルにレンズフレームを取り付ける工程を説明する工程図であり、(A)は表面側レンズフレーム部に接着樹脂部を形成した状態を示す断面図であり、(B)は接着樹脂部に集光レンズパネルを接着した状態を示す断面図であり、(C)は表面側レンズフレーム部と裏面側レンズフレーム部を結合した状態を示す断面図であり、(D)はレンズフレームにレンズフレーム位置決め穴を形成した状態を示す断面図である。
なお、断面の位置は、図2の矢符A−Aに対応させてある。つまり、図3Aに対応させてある。また、工程の理解を容易にするため、結合穴40hおよびレンズフレーム位置決め穴41を並べて図示する。
本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の製造方法では、集光レンズパネル10にレンズフレーム40を取り付けた後、レンズフレーム位置決め穴41を形成する構成としてある。つまり、集光レンズパネル10にレンズフレーム40を取り付けるとき、集光レンズパネル10に対してレンズフレーム位置決め穴41の位置合わせをする必要が無い。集光レンズパネル10およびレンズフレーム40の組み立て工程を簡略化することができる。
先ず、表面側レンズフレーム部40fを準備する。つまり、表面側レンズフレーム部40fの集光レンズパネル10を挟持する面(裏面側レンズフレーム部40rに対向する面)に集光レンズパネル10を接着する接着樹脂部42を形成する(図8(A))。なお、実施の形態3と異なり、この工程での表面側レンズフレーム部40fは、レンズフレーム位置決め穴41を有しない。
次に、接着樹脂部42に集光レンズパネル10を接着する(図8(B))。このとき、集光レンズパネル10は、表面側レンズフレーム部40f(レンズフレーム位置決め穴41)に対する精密な位置決めは不要であり、粗調整的に位置決めされる。
集光レンズパネル10を接着樹脂部42に接着して集光レンズパネル10にレンズフレーム40(表面側レンズフレーム部40f)を取り付けた後、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを重ねる。なお、このとき、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとは、粗調整的に位置合わせしてあれば良い。
表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを重ねた後、両レンズフレーム部結合部材51を結合穴40hに貫通させて、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを結合する(図8(C))。なお、結合穴40hは、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを重ねた後、適宜穴あけすることによって形成することができる。
つまり、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rとを結合して、集光レンズパネル10を側部フレーム31に連結するレンズフレーム40を集光レンズパネル10に取り付ける(レンズフレーム取り付け工程)。
次に、表面側レンズフレーム部40fと裏面側レンズフレーム部40rを結合したレンズフレーム40にレンズフレーム位置決め穴41を形成する。つまり、集光レンズパネル10に取り付けたレンズフレーム40を側部フレーム31に位置決めするレンズフレーム位置決め穴41を、集光レンズパネル10に形成されたレンズパネルアライメントマーク15(集光レンズパネル10のレンズフレーム40と対向する領域に集光レンズ11に位置合わせして形成されたレンズパネルアライメントマーク15)あるいは集光レンズ11に位置合わせしてレンズフレーム40に開口する(レンズフレーム位置決め穴開口工程。図8(D))。
レンズフレーム位置決め穴開口工程の後の状態(図8(D))は、実施の形態3のレンズフレーム取り付け工程(図6(B)、図6(C))の後の状態と同様である。したがって、以降の工程は、実施の形態3(図7)で示した位置決め穴位置合わせ工程(図7(A))、位置決め部材貫通工程(図7(B))と同一の工程とすることができる。
つまり、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の製造方法は、太陽光を集光する複数の集光レンズ11が配置された集光レンズパネル10と、集光レンズ11によって集光された太陽光が照射される太陽電池20と、集光レンズパネル10を保持して集光レンズ11と太陽電池20との位置関係を固定する側部フレーム31と太陽電池20を保持する底部フレーム35とを有するモジュールフレーム30とを備える集光型太陽光発電装置1を製造する集光型太陽光発電装置の製造方法であって、集光レンズパネル10を側部フレーム31に連結するレンズフレーム40を集光レンズパネル10に取り付けるレンズフレーム取り付け工程と、集光レンズパネル10に取り付けたレンズフレーム40を側部フレーム31に位置決めするレンズフレーム位置決め穴41を、集光レンズパネル10に形成されたレンズパネルアライメントマーク15あるいは集光レンズ11に位置合わせしてレンズフレーム40に開口するレンズフレーム位置決め穴開口工程と、レンズフレーム位置決め穴開口工程と、太陽電池20に位置合わせされて側部フレーム31に形成された側部フレーム位置決め穴32にレンズフレーム位置決め穴41を位置合わせする位置決め穴位置合わせ工程と、位置合わせされたレンズフレーム位置決め穴41と側部フレーム位置決め穴32とを貫通する位置決め部材50を挿入する位置決め部材貫通工程とを備える。
したがって、太陽電池20と集光レンズ11との位置合わせを容易かつ高精度に実行することが可能となり、生産性の高い集光型太陽光発電装置の製造方法とすることができる。
<実施の形態5>
図9に基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置および集光型太陽光発電装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の基本的な構成は、実施の形態1、実施の形態2に係る集光型太陽光発電装置1と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。また、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の製造方法の基本的な構成は、実施の形態3、実施の形態4に係る集光型太陽光発電装置の製造方法と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。
図9は、本発明の実施の形態5に係る集光型太陽光発電装置のレンズフレーム位置決め穴でのレンズフレーム、側部フレーム、位置決め部材の位置関係を示す断面図、および集光型太陽光発電装置の製造方法で集光レンズパネルを取り付けたレンズフレームを側部フレームに連結する工程を説明する工程図であり、(A)はレンズフレームのレンズフレーム位置決め穴を側部フレームの側部フレーム位置決め穴に位置決めした状態を示す断面図であり、(B)はレンズフレーム位置決め穴および側部フレーム位置決め穴に位置決め部材を貫通させた状態を示す断面図である。
本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置1では、レンズフレーム40は、表面側レンズフレーム部40fのみで構成してある。つまり、裏面側レンズフレーム部40rを除去してある。したがって、表面側レンズフレーム部40fおよび裏面側レンズフレーム部40rを結合する工程を削除して工程を簡略化することができる。したがって、結合穴40hを設ける必要が無くなるので、結合穴40hは形成されず、実施の形態3(図6(C)、図7)で示した結合穴40h、両レンズフレーム部結合部材51を排除してある。
つまり、実施の形態3のレンズフレーム位置合わせ工程、レンズフレーム取り付け工程での裏面側レンズフレーム部40rを表面側レンズフレーム部40fに結合する工程、および両レンズフレーム部結合部材51を省略することができる。また、実施の形態4のレンズフレーム取り付け工程での裏面側レンズフレーム部40rを表面側レンズフレーム部40fに結合する工程、および両レンズフレーム部結合部材51を省略することができる。
<実施の形態6>
図10に基づいて、本実施の形態に係る追尾型太陽光発電装置について説明する。
図10は、本発明の実施の形態6に係る追尾型太陽光発電装置の主要構成を示す説明図であり、(A)は正面図、(B)は側面図である。
本実施の形態に係る追尾型太陽光発電装置60は、実施の形態1〜実施の形態5で説明した集光型太陽光発電装置1を複数個並置して構成した太陽光発電装置パネル61を備える。太陽光発電装置パネル61は、支柱62、支持桁部63によって支持され、駆動部64によって太陽光を追尾するように駆動される。つまり、本実施の形態に係る追尾型太陽光発電装置60は、集光型太陽光発電装置1を複数配置することによって、大電力の発電をより効率的に実現することを発明の目的としている。
上述したとおり、集光型太陽光発電装置1は、太陽光を集光する複数の集光レンズ11が配置された集光レンズパネル10と、集光レンズ11によって集光された太陽光が照射される太陽電池20と、集光レンズパネル10を保持して集光レンズ11と太陽電池20との位置関係を固定する側部フレーム31および太陽電池20を保持する底部フレーム35を有するモジュールフレーム30とを備える。
また、本実施の形態に係る追尾型太陽光発電装置60は、集光型太陽光発電装置1を複数並置された太陽光発電装置パネル61を備える。
つまり、本実施の形態に係る追尾型太陽光発電装置60は、太陽光を集光する複数の集光レンズ11が配置された集光レンズパネル10と、集光レンズ11によって集光された太陽光が照射される太陽電池20と、集光レンズパネル10を保持して集光レンズ11と太陽電池20との位置関係を固定する側部フレーム31および太陽電池20を保持する底部フレーム35を有するモジュールフレーム30とを備える集光型太陽光発電装置1が複数並置された太陽光発電装置パネル61を備え、集光型太陽光発電装置1は、実施の形態1ないし実施の形態5に記載の集光型太陽光発電装置1で構成してある。
したがって、集光型太陽光発電装置1を複数並置して太陽光発電装置パネル61を構成することから、大電力を発電する追尾型太陽光発電装置60とすることができる。