JP5996581B2

JP5996581B2 - 太陽電池モジュール及び太陽光発電システム

Info

Publication number: JP5996581B2
Application number: JP2014136781A
Authority: JP
Inventors: 輝雄早津
Original assignee: 輝雄早津
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2034-07-02
Also published as: JP2016015402A

Description

本発明は、太陽電池モジュール及び太陽光発電システムに関するものである。

近年、石油や石炭などの化石燃料の代替えエネルギーとして太陽光が注目されており、例えば特開２００６−３１７１２８号のような太陽光を電気に変換する太陽電池モジュール（以下、従来例）が種々提案されている。

この従来例は、太陽光を電気に変換する太陽電池（セル）を多数並設した方形板状のパネル構造体であり、太陽光を受光する受光部の表面積（太陽電池の面積）を広くすればするほど多くの電気が得られることになる。

特開２００６−３１７１２８号公報

しかしながら、従来例は、その構造上、設置スペースの制限により大型化にも限界があり、要求する発電量が得られない場合がある。

本発明者は、前述した太陽電池モジュールについて更なる研究・開発を進め、その結果、極めて商品価値の高い画期的な太陽電池モジュール及び太陽光発電システムを開発した。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

受光部３で受光した太陽光を電気に変換する太陽電池モジュール２であって、前記太陽電池モジュール２は湾曲凸条２Ａと湾曲凹条２Ｂが並設された波板状であり、この太陽電池モジュール２の上面は受光部３に設定され、更に、前記湾曲凹条２Ｂにおける底部２ａの側方位置には、前記受光部３の代わりに表面に凹凸が設けられて光拡散処理が施された光反射部４が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュールに係るものである。

また、請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光反射部４は、前記湾曲凹条２Ｂの長さ方向に長さを有する帯状に設けられていることを特徴とする太陽電池モジュールに係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光反射部４は、前記湾曲凹条２Ｂの底部２ａの側方位置における斜面部２ｂに設けられていることを特徴とする太陽電池モジュールに係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の太陽電池モジュールを備えることを特徴とする太陽光発電システムに係るものである。

本発明は上述のように構成したから、前述した従来例に比し、例えば巾の狭い設置スペースに対応してコンパクトな構造としても、広い表面積が確保でき、多くの太陽光が得られることになるなど、極めて商品価値の高い画期的な太陽電池モジュール及び太陽光発電システムとなる。

本実施例を示す斜視図である。本実施例の要部を説明する断面図である。本実施例に係る太陽光発電システムの説明図である。本実施例の使用状態説明図である。本実施例の使用状態説明図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

太陽光が照射されると、この太陽光は受光部３で受光され、この受光部３で受光された太陽光は電気に変換される。

例えば本発明に係る太陽電池モジュール２の平面視外形の寸法を、前述した平坦な方形板状のパネル構造体である従来例と同じ寸法とした場合、本発明に係る太陽電池モジュール２は、湾曲凸条２Ａと湾曲凹条２Ｂが並設された波板状であるため、それだけ受光部３の表面積が広く、よって、従来例に比して多くの電気を得ることができる。

つまり、本発明は、前述した従来例に比し、例えば巾の狭い設置スペースに対応してコンパクトな構造としても、広い表面積が確保され、多くの太陽光を得ることが可能となる。

また、前述した従来例の場合、照射された太陽光の一部は反射してしまい多くのロスが生じるが、この点、本発明に係る太陽電池モジュール２は波状であり、反射した光が他の部位に照射されて受光されることになる為、反射することで生じるロスが可及的に抑制される。

また、本発明は、湾曲凹条２Ｂにおける底部２ａの側方位置には光反射部４が設けられており、この点においても多くの太陽光が得られることになる。

即ち、前述したように太陽電池モジュール２を波板状とすることで表面積が広くなり多くの太陽光を得られることになるが、実際には、太陽の位置によって変わる太陽光の照射角度によっては陰になる部分（太陽光の照射量が弱い部分）が生じることが懸念される。

そこで、本発明は、湾曲凹条２Ｂにおける底部２ａの側方位置には光反射部４が設けられており、この光反射部４で反射される反射光を利用して陰になった部分でも受光することになるから、確実に多くの太陽光が得られることになり、しかも、光反射部４で光を拡散させて受光部３で受光させることになり、この点おいても反射することで生じるロスが可及的に抑制される。

本発明の具体的な一実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、受光部３で受光した太陽光を電気に変換する太陽電池１を備えた太陽電池モジュール２であって、この太陽電池モジュール２を複数備えた太陽光発電システムＳを設けている。

具体的には、この太陽光発電システムＳは、図３に図示したように太陽電池モジュール２で発電した直流電力を交流電力に電力変換するインバータ13（パワーコンディショナー）と、このインバータ13で電力変換された交流電力を各回路15Ａ，15Ｂへ分配する分電盤14とを備えている。

尚、太陽光発電システムＳは前述した構造に限らず、本実施例の特性を発揮する構成であれば適宜採用し得るものである。

太陽電池モジュール２は、湾曲凸条２Ａと湾曲凹条２Ｂが並設された波板状であり、
この太陽電池モジュール２の湾曲凸条２Ａ及び湾曲凹条２Ｂの上面には太陽電池１が設けられて受光部３に設定されている。

また、この太陽電池モジュール２における隣接する湾曲凸条２Ａ同士の間隔（各湾曲凸条２Ａの頂部間）は約３０ｃｍ、湾曲凸条２Ａの頂部と湾曲凹条２Ｂの底部２ａの高低差は約２０ｃｍである。

尚、下面は受光部３に設定されていない。この下面も受光部３に設定しても良いが、コスト面や集光効率を考慮して下面は受光部３に設定していない。

具体的には、図１，２に図示したように適宜な素材（例えば金属や合成樹脂やＦＲＰなど）により波状基体５を形成し、この波状基体５の上面に太陽電池１を多数配設（面方向に並設）するとともに、この隣接する太陽電池１同士を接続した構造である。

この面方向に並設される各太陽電池１の表面に保護ガラス６が積層されて受光部３が構成されている。

尚、太陽電池モジュール２の底部の最下位置である周縁複数個所（二箇所）に排水孔を設けても良く、また、太陽電池モジュール２は、波状基体５を介さなくても太陽電池１同士を波板状となるように接続して形成する構成としても良い。

太陽電池１（セル）としては、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコンなどの薄幕太陽電池素子が採用され、受光部３で受光した太陽光を電気に変換するように構成されている。

尚、本実施例では太陽電池モジュール２の上面に多数の太陽電池１を配設して受光部３を構成しているが、この上面に一つの大きな太陽電池１を配設して受光部３を構成しても良い。

また、本実施例は、湾曲凹条２Ｂにおける底部２ａの側方位置には光反射部４が設けられている。

この光反射部４は、図２に図示したようにアルミ板材から成り、湾曲凹条２Ｂの長さ方向に長さを有する帯状に設けられており、具体的には、光反射部４は、各湾曲凹条２Ｂの底部２ａの左右側方位置における斜面部２ｂに二列並設されている。

また、光反射部４は、表面に凹凸を施すなどして光が拡散して反射するように構成されている。

以上の構成から成る太陽電池モジュール２を実際に使用する場合には、図１に図示したように家屋の屋根に設置しても良いし、支柱や台などを介して地上に設置しても良い。

本実施例は上述のように構成したから、太陽光が照射されると、この太陽光は湾曲凸条２Ａ及び湾曲凹条２Ｂの上面である受光部３で受光され、この受光部３で受光された太陽光は各太陽電池１で電気に変換される。

よって、本実施例によれば、前述した従来例に比し、例えば巾の狭い設置スペースに対応してコンパクトな構造としても、広い表面積が確保でき、多くの太陽光（即ち、電気）が効率良く得られることになる。

また、本実施例は、太陽電池モジュール２は波板状であるから、例えば朝から夕方までにおける太陽光の照射角度の変化（その他、設置方向など）に対応して可及的に広い表面積が得られることになり、しかも、湾曲凹条２Ｂの底部２ａの左右側方位置における斜面部２ｂには光反射部４が設けられているから、より一層太陽の照射角度の変化に対応して効率よく集光して発電することができる（図４，５参照）。

更に付言すれば、従来のような光のハネ逃げによるロスの多い平板方式に比し、光反射部４により湾曲凹条２Ｂ内において光交互が現象として発生し、光を増幅し、受光が大きく促進される。また、光反射部４で反射した光は種々の角度・方向に拡散し、この拡散した光は対向する側方の受光部３で効率良く受光されることになる。

また、光反射部４を湾曲凹条２Ｂの底部２ａに設けた場合、例えば垂直方向から照射されて反射した光は直ちに湾曲凹条２Ｂ外へ出てしまう場合が懸念されるが、本実施例の構成であればその問題は可及的に抑制される。

また、太陽電池モジュール２の表面全面を受光部とした場合に比し、光反射部４を設けた分だけ太陽電池１が少なくて済むからコスト安となる。

また、本実施例は、太陽電池モジュール２は波状であるから、従来例のような方形平板状のものに比して照射された太陽光の周囲への飛散が少なく、その内部は良好に集光されて明るい状態となり、良好な発電効果が得られることになり、更に、湾曲凹条の内部は外気に比べて暖気となるから降雪があっても融雪効果が発揮されることになる。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

２太陽電池モジュール
２Ａ湾曲凸条
２Ｂ湾曲凹条
２ａ底部
２ｂ斜面部
３受光部
４光反射部

Claims

受光部で受光した太陽光を電気に変換する太陽電池モジュールであって、前記太陽電池モジュールは湾曲凸条と湾曲凹条が並設された波板状であり、この太陽電池モジュールの上面は受光部に設定され、更に、前記湾曲凹条における底部の側方位置には、前記受光部の代わりに表面に凹凸が設けられて光拡散処理が施された光反射部が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光反射部は、前記湾曲凹条の長さ方向に長さを有する帯状に設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
請求項１，２いずれか１項に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光反射部は、前記湾曲凹条の底部の側方位置における斜面部に設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
請求項１〜３いずれか１項に記載の太陽電池モジュールを備えることを特徴とする太陽光発電システム。