JP5564472B2 - 水上設置型太陽電池発電装置 - Google Patents

Description

本発明は、水上設置型太陽電池発電装置に関する。

特許文献１は、軽量で量産性に富み、作業性の優れた水上設置用の太陽電池発電装置を提供することを目的とし、その解決手段は、「水面浮上用の発泡樹脂製フロート１上に、角型パネル材からなるフレーム２をボルト等で固定され、このフレーム２上にはアーチ状の合金製の天板５が取付けられ、該天板上に複数個の可撓性太陽電池モジュール４が固定手段６、７を介して固定され、該太陽電池モジュール４はシート両面を防水処理されている構成（符号は特許文献１のもの）」である。

上記構成の発電装置は、可撓性の太陽電池モジュール４及び合金製の天板５を使用しているので、軽量性に優れている、天板５を曲面状に形成することができるので、発電性が良い等の利点を有するものの、次のような問題点があった。まず特許文献１の発電装置は、電源を蓄える蓄電部を備えていないので、湖、ダム、川、海等の近辺で、給電線を用いてそのまま使用することができない。次に、フロート部が発泡樹脂製のフロートを採用しているので、耐久性・水没性・スタッキング性の各利点を得ることができない。さらに、角型パネル材からなるフレーム２を採用しているので、構造が複雑である。これらの問題点については、特許文献２も同様である。

特開平１０−１７３２１２号公報 特開２００１−１８９４８６号公報の図６

本願発明の所期の目的は、湖、ダム、川、海等の近辺で、給電線を用いてそのまま使用することができることである。第２の目的は、特許文献１の問題点を解消し、耐久性・水没性・スタッキング性の各利点を得ることである。特に、水没性を有するので、台風時に発電装置が損傷しないと共に、スタッキング性を有するので、人が運搬する時に容易に目的地まで運ぶことができることである。

本発明の水上設置型太陽電池発電装置は、常態の使用時には水面に浮遊し、一方、台風時にはその自重で前記水面下に水没することが可能な曲面状天板部材の上面に固定的に設けられた可撓性のソーラパネルを備え、該可撓性のソーラパネルで電力を発生させる水上設置型太陽電池発電装置であって、前記曲面状天板部材の下方に一体的に設けられた蓄電部と、この蓄電部の下面に一体的に結合すると共に、下部に空気を充填した空気袋が組み込まれた断面下向き凹所を有し、かつゴム、合成樹脂、アルミニウム合金のいずれかの材質で形成されたフロート部と、前記曲面状天板部材又蓄電部のいずれかに設けられた連結具とを備え、前記台風時に前記空気袋の中の空気の量を、栓部材を介して調整することによって、前記可撓性のソーラパネルを、前記自重を利用して水面下に完全に水没させることが可能に構成されたことを特徴とする。

上記構成に於いて、運搬時、一つの水上設置型太陽電池発電装置は、同一形態の他の水上設置型太陽電池発電装置に対して、フロート部の断面下向き凹所にその可撓性のソーラパネルを有する天板部材を嵌合させた状態で互いに上下方向にスタッキングできることを特徴とする。

（ａ）請求項１に記載の発明は、特許文献１の問題点を解消し、耐久性・水没性・スタッキング性の各利点を得ることができる。特に、水没性を有するので、台風時に発電装置が損傷しなにようにすることこがでいる。湖、ダム、川、海等の近辺で、給電線を用いてそのまま使用することができることができる。さらに、連結具を有しているので、同一形態の発電装置同士を容易に連結することができる。
（ｂ）請求項２に記載の発明は、スタッキング性を有するので、人が運搬する時に容易に目的地まで運ぶことができる。

図１乃至図５は本発明の第１実施形態を示す各説明図。図６及び図１０は本発明の第２実施形態を示す各説明図。図１１及び図１２は本発明の第３実施形態を示す各説明図。
第１実施形態の斜視からの概略説明図。 正面視からの概略説明図。 図１の３−３線概略説明図。 分解説明図。 第１実施形態の使用態様を示す説明図。 第２実施形態の斜視図。 図６の７−７線概略説明図。 空気充填状態から空気を抜いた状態の説明図。 スタッキングできる説明図。 水面から水没できる説明図。 第３実施形態の斜視図。 第３実施形態の使用態様を示す説明図。

図を参照にして本発明の第１実施形態を説明する。図１は斜視からの概略説明図、図２は正面視からの概略説明図、図３は図１の３−３線概略説明図、図４は分解説明図である。

図１乃至図４に於いて、Ｘは水上設置型太陽電池発電装置（以下、「発電装置」という。）である。第１実施形態は、本発明の基本的な構造を示すもので、可撓性のソーラパネル５を有する天板部材１と、蓄電部１０と、フロート部２０とから成り、これらは上下方向、或は積層状態、或はまた密着状態に一体的に結合されている。可撓性のソーラパネル５は、特許文献１と同様に防水処理が施されている。

実施形態では、天板部材の下面に、ケース状の蓄電部１０を一体的に係合し、該蓄電部の下面にケース状のフロート部２０が一体的に係合しているが、前記順序を入れ替え、天板部材の下面に、フロート部２０を一体的に係合し、該フロート部２０の下面に蓄電部１０を一体的に係合しても良い。

さて、１は天板部材で、該天板部材１は、例えば図３及び図４で示すように、例えば円形（本実施形態）のベース板２と、該ベース板２の周端部に一体的に設けられたドーム型の天板本体３と、前記ベース板２の周端部に周方向に所定間隔を有して取り付けられた複数（例えば４個）のリング状連結具４とから成る。

しかして、前記ベース板２は、実施形態では、不番の貫通小孔を有する薄い板体であるが、円形又は多角形の環状フレームであっても良い。またその材質は、軽量化を考慮し、例えばアルミニウム合金が用いられている。さらに、本発明の目的の一つを考慮して、ベース板２の直径は、人間が持ち運びできる程度、例えば１５０ｃｍ程度である。
一方、前記天板本体３は、実施形態では、例えば野球場の屋根の如く、ドーム型であるが、水が流れ易い形状であれば、断面山形の形状であっても良い。またその材質は、透明又は不透明のものを用いる。

付言すると、可撓性のソーラパネル５を天板本体３の裏面に張り付ける実施形態の場合には、耐久性・発電性等を考慮して透明色のガラスが用いられる。これに対して、前記ソーラパネル５を天板本体３の表面に張り付ける実施形態の場合には、軽量性・耐久性を考慮して不透明のアルミニウム合金が用いられる。

次に可撓性のソーラパネル５は、周知の如く、太陽電池モジュールが用いられ、ドーム型の天板本体３の裏面又は表面形状のいずれかに適合するようにその曲率が適宜変位する。付言すると、ソーラパネル５は、可撓性なので、ドーム型天板本体３に直接張り付けすると、天板本体３の曲率に沿って倣う弾性変位機能を有する。

本実施形態では、複数枚の太陽電池モジュール５ａ、５ｂが使用されるが、これらの太陽電池モジュール５ａ、５ｂの固定態様は、例えば水が流れを考慮して、亀甲模様タイプにし、中央部に配設される一つの円形の太陽電池モジュール５ａと、該円形の太陽電池モジュール５ａを基準として、その周方向に複数の間隙６、６を有して配設される複数の扇形太陽電池モジュール５ｂに区分けされている。もちろん、太陽電池モジュール５ａ、５ｂの形態は、水が流れを考慮して適宜に採用し得る事項である。

次に蓄電部１０は、ソーラパネル５で得た電気を蓄電するもので、実施形態では、例えば上面１１ａ及び下面１１ｂの両面が扁平状のバッテリーケース１１と、該バッテリーケース１１に内蔵され、図示しない電源接続手段を介してソーラパネル５で得た電気を蓄電するバッテリー本体１２と、前記バッテリーケース１１の周壁１１ｃの適宜箇所に突起状に設けられた送電用端子１３とから成る。バッテリーケース１１はベース板２の形状に合わせて短い円柱形（円形扁平体）であるが、もちろん、球台、すい台等の立体形状に設計変更し得事項である。なお、蓄電部１０は、インバータ（直流を交流に変換する手段）を有していても良い。

次にフロート部２０は、バッテリーケース１１の形態に適合するように、その外観形状は短い円柱形（円形扁平体）であるが、図３で示すように、断面横長の長方形状で、その内部に空気ａが充填されている。フロート部２０は、本発明の目的との関係で、発砲樹脂等の浮体を採用せず、望ましくは空気ａを直接又は間接的に有するものを使用している。フロート部２０は、ゴム、合成樹脂、アルミニウム合金等の材質を用い、容器形状、ドーナツ形状等に形成されている。

なお、第１実施形態では、複数個の連結具４が天板部材１に設けられているが、少なくとも天板部材１又は扁平ケース状蓄電部１０の外周壁のいずれかに設けられていれば良い。該構成の発電装置Ｘは、使用時、図５で示すように、例えば紐、釘形状の棒状体、フック体等の連結手段３１を介して連結される。

この欄では、本発明の第２実施形態と第３実施形態等を説明する。したがって、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して重複する説明を割愛する。図６及び図１０は本発明の第２実施形態を示す各説明図である。

まず、この第２実施形態が第１実施形態と主に異なる事項は、（ａ）発明の目的が、例えば台風時、波の高さを考慮して発電装置Ｘ１を水面Ｗから水中Ｗ１へと水没できるようにした点、（ｂ）同一形態の発電装置Ｘ１、Ｘ１同士をスタッキングできるようにした点、（ｃ）その具体的構成として、円形又は多角形のフロート部２０Ａは、図７で示すように断面下向き凹所２０ａの形状に形成され、該フロート部２０Ａ内に弾性変位可能な材料で袋状に形成され、かつ内部に空気ａを有する空気袋２１が組み込まれている点、（ｄ）該空気袋２１は、栓部材２２を介して内部に空気ａを入れる、又は内部の空気ａを所望量抜き取ることができる管２３を有している点、（ｅ）そして、前記管２３は下向き突壁状の周壁に形成した貫通孔２４を介してフロート部２０Ａの外へと延在している点、（ｆ）天板部材１乃至ソーラパネル５ａの中央部にランプＬを設けた点、（ｇ）空気袋２１の平坦状内面が接着層２５を介して断面軽ミゾ形綱のフロート部２０Ａの内壁面に接着されている点である。

上記構成に於いて、図８で示すよう、空気充填状態（ａ）から空気ａを抜いた状態（ｂ）にすることができる。そして、空気ａを抜いた状態にすると、運搬時、図９で示すように、同一形態の発電装置Ｘ１、Ｘ１同士を、矢印で示すようにスタッキングにすることができる。また、図１０で示すように、台風時、空気袋２１の中の空気ａの量を調整して、発電装置Ｘ１を水面Ｗから水中Ｗ１へと水没させることができる。このように、第２実施形態は、台風時に空気袋２１の中の空気の量を、栓部材２２を介して調整することによって、可撓性のソーラパネルを、自重を利用して水面下に完全に水没させることが可能に構成されている。

次に、図１１及び図１２は本発明の第３実施形態を示す各説明図である。この第３実施形態が第１実施形態と主に異なる事項は、発電装置Ｘ２の外観形状を、多角形、例えば平面視六角形にして点である。このように、本発明の目的を逸脱いない範囲内で、発電装置の外観形状を任意に設計変更することができる。

なお、本発明の各実施形態に於いて、天板部材１の天板本体３の形状は、断面への字形状、断面山形形状等の屋根型であっても良い。また、図示しない長い給電線や、管２３と連結可能な長い空気ホースは、発電装置Ｘ１に適宜に連結され得る。

本発明は、再生エネルギーの分野で利用される。

Ｘ、Ｘ１、Ｘ２…発電装置、１…天板部材、２…ベース板、３…天板本体、４…連結具、５…ソーラパネル、６…間隙、１０…蓄電部、１１…バッテリーケース、１２…バッテリー本体、１３…送電用端子、２０、２０Ａ…フロート部、ａ…空気、２１…空気袋、２２…栓部材、２３…管、３１…連結手段。

Claims (2)

1. 常態の使用時には水面に浮遊し、一方、台風時にはその自重で前記水面下に水没することが可能な曲面状天板部材の上面に固定的に設けられた可撓性のソーラパネルを備え、該可撓性のソーラパネルで電力を発生させる水上設置型太陽電池発電装置であって、
   前記曲面状天板部材の下方に一体的に設けられた蓄電部と、この蓄電部の下面に一体的に結合すると共に、下部に空気を充填した空気袋が組み込まれた断面下向き凹所を有し、かつゴム、合成樹脂、アルミニウム合金のいずれかの材質で形成されたフロート部と、前記曲面状天板部材又蓄電部のいずれかに設けられた連結具とを備え、前記台風時に前記空気袋の中の空気の量を、栓部材を介して調整することによって、前記可撓性のソーラパネルを、前記自重を利用して水面下に完全に水没させることが可能に構成された水上設置型太陽電池発電装置。
   
2. 請求項１に於いて、運搬時、一つの水上設置型太陽電池発電装置は、同一形態の他の水上設置型太陽電池発電装置に対して、フロート部の断面下向き凹所にその可撓性のソーラパネルを有する天板部材を嵌合させた状態で互いに上下方向にスタッキングできることを特徴とする水上設置型太陽電池発電装置。

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