JP5927948B2 - 集光型太陽光発電パネル及び集光型太陽光発電装置 - Google Patents
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Description
この構成の太陽光発電パネルは、発電素子(セル)の多数を平面状に隣接して配列し、太陽光をその各発電素子に直接に照射して発電する平板型と、前記透光板をフレネルレンズ等の集光板としてそのレンズで太陽光を集光し発電素子に照射し太陽光エネルギーを濃縮して発電する集光型とがある。
また、太陽光発電パネルの設置態様(太陽光発電装置)としては、屋根等に固定する固定型と、太陽を追尾(追日)する架台に設置される追尾型とがあり、集光型は、太陽の位置で集光位置がずれるため、太陽光発電パネルが常に太陽に望む(直達光が直交する)様に追尾型となっている(特許文献1図1、特許文献2図1参照)。
因みに、追尾電力は、追尾型太陽光発電装置における発電量の0.5%程度である。このため、追尾型は設置コストはかかるが、メンテナンスコストは固定型と大差はない。
集光レンズが大きいことは、焦点距離も長くなるから、筐体も深いものとなり(厚いものとなり)、例えば、厚さ:250mm程度となっている。
このような太陽光発電パネルは、横幅:400mm以上、縦幅:1600mm以上、厚さ:250mm以上となって、かなりの重量となり、数人で持ち運びしなければならないものとなる。
一方、平板型においては、長辺:800mm程度の長方形で厚さ:50mm程度のものが普及し、その太陽光発電パネルは一人でも運搬できる。
プレス加工であれば、筐体の生産性(量産性)が高くなるとともに、従来の溶接等による筐体に比べれば軽量化する。また、底部と側部の継ぎ目が生じないため、その継ぎ目から水等が浸入する恐れもなくなる。
つぎに、プレス成形品は、通常、その板厚が薄いため、筐体底部(底板)の平面度を担保し難い。このため、この発明は、集光型太陽光発電パネルにおける発電素子は、通常、その複数を長尺配線板にその長さ方向線状に実装しており、その配線板の長さ方向に平行に補強機構を設けることとしたのである。
集光型太陽光発電パネルにおいて、集光レンズと発電素子とは一定距離範囲内に位置決めされることが必要であり、各発電素子の上下(筐体厚み方向)のズレが集光レンズとのズレとなり、発電素子は配線板にその長さ方向に実装しているから、その長さ方向に平行に補強機構を設ければ、その長さ方向の直線度(平面度)が担保される。この平面度が担保されることは、集光レンズと発電素子とが一定距離範囲内に位置決めされることであるため、集光・発電低下を招く恐れも少なくなる。
凹部及び凸部が、長尺配線板に平行にビードを形成し、そのビードは、配線板に平行のもののみならず、それに直交するものを形成して縦横のビードとすることができる。さらに、その縦横のビードを上下左右(縦横)対称とすれば、仮に、筐体底面(底板)が波を打つように屈曲しても、各ビード間での波打ちとなってその底面の高低差が小さく均一となるため、集光レンズ(板)と発電素子との距離の変動を少なくすることができて、安定した発電を確保できる。
その凹部、凸部の深さ又は高さは、少なくとも筐体底部の板厚の2倍以上、より好ましくは3倍以上とする。また、凹部、凸部の幅(ビード幅)は10mm以上とすることが好ましく、この10mm以上とすることで、筐体の底部の平面度の十分な確保ができる。
これらの補強機構は、集光レンズと発電素子とは一定距離範囲内に位置決めされる許容範囲内において、その数及び位置は、1本(一個所)、複数等と任意である。
また、補強機構は、集光レンズ間の境界直下の筐体の底部に設けられることから、その集光レンズの大きさ(サイズ)に対応して設けられ、集光レンズがその一辺:2cm超6cm未満と小さければ、その補強機構は集光レンズの大きさに対応させた幅の数の多いものとなって(底部に多く設けられて)、前記筐体底部の平面度の確保も容易である。
因みに、従来、集光レンズが一辺:2cm超6cm未満の集光型太陽光発電パネルは無く、集光レンズの小型化は、従来の主流である、大きな照射面積から小さな発電素子に集光する考えに逆行するものである。
すなわち、常時、太陽の一日の運行に追日して、東方向から西方向へ太陽光発電パネルPの受光面を可動とする方位角(回転角)に制御され、太陽高度が低い日の出から高度の高い昼そして再び高度の低くなる日没まで太陽の一日の高度変化に追日して、仰角方向に太陽光発電パネルPの受光面を可動とする仰角(迎え角)に制御されて、パネル受光面を発電効率が最良となる、太陽に向かって各太陽光発電パネルP(受光面)が真っ直ぐ(直角)に向く(受光面が正対する)状態とされる。
また、全天日射計C2によって全天空の日射量を検出し、太陽光直達光計C3によって直達光の日射量を検出し、それらの検出量と発電量との対比によって発電効率等が計算される。
このように、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。この発明の範囲は、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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
F 集光型太陽光発電装置のフレーム
P 集光型太陽光発電パネル
10 太陽光発電パネルの筐体
11 筐体の底板(底部)
12 同側板(側部)
13 補強ビード(補強機構)
15 フレキシブルプリント基板(配線板)位置決め用突起
16 通気孔
16a 防水性通気品
18 補強板
20 太陽光発電パネルPの取付用盲ナット
20a 同ボルト
21 フレキシブルプリント基板(配線板)
22 発電素子
23 逆流防止ダイオード
24 集光板
24a 集光レンズ(フレネルレンズ)
Claims (10)
- 底部と、全周をなす側部とからなる凹型の平面視長方形状筐体と、前記筐体の開口に設けた複数の集光レンズを構成する集光板と、前記筐体内に設けられて各集光レンズに対応した発電素子と、前記発電素子を実装した長尺配線板と、を備えた集光型太陽光発電パネルであって、
前記筐体は、放熱性の高い金属板のプレス加工品であり、前記長尺配線板は、フレキシブルプリント基板からなって、その長さ方向が前記長方形の一辺の長さ方向とされて、前記筐体の底部内面にその複数が並列に設けられており、かつ、筐体の底部内面には、前記長尺配線板の間にその長尺配線板と平行方向に長尺配線板の直線性を担保する補強機構が設けられていることを特徴とする集光型太陽光発電パネル。 - 前記筐体は、アルミニウム板又はアルミニウム合金板からなり、その板厚が、0.5mm以上3mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の集光型太陽光発電パネル。
- 前記補強機構は、前記筐体の底部内面に凹部又は凸部が形成されていることによって実現されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の集光型太陽光発電パネル。
- 前記補強機構としての前記筐体の底部の凹部又は凸部の深さ又は高さは、少なくとも筐体底部の板厚の2倍以上あることを特徴とする請求項3に記載の集光型太陽光発電パネル。
- 前記補強機構としての前記筐体の底部の凹部又は凸部の幅は、10mm以上としたことを特徴とする請求項3又は4に記載の集光型太陽光発電パネル。
- 前記集光板には、方形の前記複数の集光レンズが格子状に配置され、前記補強機構は、前記複数の集光レンズ間の境界直下の前記筐体の底部に設けられ、前記複数の集光レンズの一辺は、2cm超6cm未満であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一つに記載の集光型太陽光発電パネル。
- 前記筐体の底部内側に複数の太陽光発電パネル取付用盲ナットと、少なくとも1つ以上の補強板とを備え、
前記補強板を介在して前記盲ナットが筐体底部に固着されて、その盲ナットを取り付ける際の筐体底部の変形が最小化されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一つに記載の集光型太陽光発電パネル。 - 前記筐体の底部内面に、前記配線板の位置決め孔に嵌る位置決め突起が設けられていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一つに記載の集光型太陽光発電パネル。
- 前記筐体の側部に、少なくとも1つ以上の通気孔が形成され、その孔に、防水性の通気品が嵌められていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一つに記載の集光型太陽光発電パネル。
- 請求項1乃至9の何れか一つに記載の集光型太陽光発電パネルと、その集光型太陽光発電パネルを複数設置する設置支持部とを有する集光型太陽光発電装置であって、
その集光型太陽光発電装置は、前記集光型太陽光発電パネルを複数設置する設置支持部を駆動する手段と、太陽の位置を捕捉する手段とをさらに備え、
太陽の位置に対して前記集光型太陽光発電パネルの受光面が正対するように前記集光型太陽光発電パネルを駆動することを特徴とする集光型太陽光発電装置。
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