JP6225785B2 - 集光型太陽光発電モジュール - Google Patents

Description

本発明は、集光型太陽光発電（ＣＰＶ：Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）に用いる集光型太陽光発電モジュールに関する。

集光型太陽光発電の光学系基本単位を成すユニットは、例えば、凸レンズである一次レンズと、球レンズである二次レンズと、発電素子とを備えている（例えば、特許文献１（ＦＩＧ．８）参照）。発電素子としては、発電効率の高い太陽電池セルが用いられる。太陽光は、一次レンズで集光されて二次レンズに導かれ、二次レンズでさらに集光されて発電素子に照射される。かかる構成により、小さな発電素子に対して大きなエネルギーを集中させ、高効率で発電することができる。このような集光型太陽光発電ユニットがマトリックス状に多数並べられて集光型太陽光発電モジュールを成し、さらにそのモジュールがマトリックス状に多数並べられて集光型太陽光発電パネルを成す。集光型太陽光発電パネルは、当該パネルを太陽光に向けて追尾動作させるための駆動装置と共に、集光型太陽光発電装置を構成する。

上記モジュールは、上記一次レンズが設けられたフロントプレートと、発電素子が設けられたバックプレートと、フロントプレート及びバックプレートの間に所定の間隔を設けつつこれらを保持しているアウタフレームとを備えている。
このとき、フロントプレートとバックプレートとの間隔は、一次レンズの焦点距離に応じてできるだけ高い効率が得られるような値に設定される。

米国特許出願公開ＵＳ２０１０／０２３６６０３ Ａ１

上記集光型太陽光発電モジュールは、種々の環境下に設置されることが想定されるが、その設置環境、特に設置場所の気温によっては、期待した発電効率が得られないことがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、設置場所の気温に関わらず最適な発電効率を得ることができる集光型太陽光発電モジュールを提供することを目的とする。

本発明に係る集光型太陽光発電モジュールは、一面に開口面を有している筐体と、
前記筐体内の底板の底面に複数個整列して設けられた発電素子と、
前記開口面を覆うように前記筐体に取り付けられて前記底板に対向配置されているとともに、太陽光を集光する複数の集光レンズが、それぞれの光軸上で前記発電素子と対応する位置に形成されて成る集光部材と、
前記筐体に設けられ、前記発電素子と前記集光部材との間隔を調整可能に前記底板を保持している保持部と、を備えている。

本発明によれば、設置場所の気温に関わらず最適な発電効率を得ることができる。

集光型太陽光発電装置の一例を示す斜視図である。 集光型太陽光発電モジュールの一例を拡大して示す斜視図（一部破断）である。 集光型太陽光発電ユニットを示す略図である。 第１実施形態に係る筐体の一部断面図である。 本実施形態のモジュールの底板を溝部に嵌め込む際の態様を示す図であり、（ａ）は、壁板を外した一面から底板を嵌め込む際の態様を示す図、（ｂ）は、内部に底板を収容した筐体に壁板を取り付ける際の態様を示す図である。 第２実施形態に係る筐体の一部断面図である。 第３実施形態に係る筐体の一部断面図である。 第４実施形態に係る筐体の一部断面図である。 、本実施形態における底板にレンズパネルが固定された壁板を取り付ける際の態様を示す図である。 第４実施形態の変形例に係る筐体の一部断面図である。 第４実施形態の他の変形例に係る筐体の一部断面図である。

［本願発明の実施形態の説明］
本願発明者らは、集光型太陽光発電モジュールについて鋭意研究を進める中で、設置場所の気温によって期待した発電効率が得られないことに関する大きな要因が、気温差により生じる筐体の伸縮及び一次レンズ及び二次レンズの屈折率の変化であるとの知見を得た。

すなわち、上記従来例の集光型太陽光発電モジュールは、一次レンズと発電素子との間に所定の間隔を設けつつこれらを保持しているアウタフレームを備えている。このアウタフレームは、一般に金属や樹脂によって形成されているため、設置場所の気温によっては、熱伸縮や歪が生じる。
このため、例えば、気温２０℃を基準に各部を設計し製造したとしても、より気温の高い場所に設置すれば、筐体に熱膨張や歪が生じ、一次レンズと発電素子との間隔が当初の設計値とは異なる値に変化するおそれがある。
さらに、設置場所の気温に応じて、一次レンズ及び二次レンズの屈折率が変化すれば、各レンズの焦点距離が変化し、一次レンズと発電素子との間隔の最適値が変化することとなる。

つまり、設置場所の気温に応じて、一次レンズと発電素子との間隔が変化したり、レンズ焦点距離に変化が生じるため、一次レンズと発電素子との間隔の寸法に含まれる、最適な発電効率を得ることが可能な値に対する誤差が大きくなり、モジュールの発電効率が低下することが考えられる。
本願発明者らは、上記点に着目して本願発明を完成させた。

まず最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の一実施形態である集光型太陽光発電モジュールは、一面に開口面を有している筐体と、前記筐体内の底板の底面に複数個整列して設けられた発電素子と、前記開口面を覆うように前記筐体に取り付けられて前記底板に対向配置されているとともに、太陽光を集光する複数の集光レンズが、それぞれの光軸上で前記発電素子と対応する位置に形成されて成る集光部材と、前記筐体に設けられ、前記発電素子と前記集光部材との間隔を調整可能に前記底板を保持している保持部と、を備えている。

上記構成の集光型太陽光発電モジュールによれば、発電素子と集光部材との間隔を調整可能に底板を保持している保持部を備えているので、当該集光型太陽光発電モジュールの設置場所の気温に応じて、発電素子と集光部材との間隔を適切に設定することができる。この結果、設置場所の気温に関わらず最適な発電効率を得ることができる。

（２）上記集光型太陽光発電モジュールにおいて、前記保持部は、予め設定された互いに異なる複数の設定値の中から一の設定値を選択的に前記間隔として設定可能とすることにより前記間隔を調整可能とされているものであることが好ましい。この場合、複数の発電素子と、集光部材との位置関係が適切になるように前記間隔を調整しようとする場合に、例えば、前記間隔が無段階に調整可能であるとすると、その調整作業が非常に細かく煩雑なものとなる。これに対して、上記構成のように、予め設定された互いに異なる複数の設定値の中から一の設定値を選択的に前記間隔として設定可能とすれば、複数の設定値の中から適切な値を求めればよく、前記間隔が無段階に調整可能な場合と比較して、容易に前記間隔を調整することができる。

（３）上記集光型太陽光発電モジュールにおいて、前記筐体は、前記底板の周縁に沿って立設されるとともに、その先端縁が前記開口面を形成している壁板を備え、前記保持部は、前記壁板の内側面に設けられ、前記底板の端縁が嵌め込まれることで前記底板を保持する溝部を複数備えており、前記複数の溝部は、それぞれ前記間隔が異なる位置で前記底板を保持するように形成されていることが好ましい。
この場合、複数の溝部から、発電素子と集光部材との間隔が最適となる溝部を選択することができるので、発電素子と集光部材との間隔を容易かつ最適に設定することができる。

（４）また、上記集光型太陽光発電モジュールにおいて、前記筐体は、前記底板の周縁に沿って立設されるとともに、その先端縁が前記開口面を形成している壁板を備え、前記保持部は、前記壁板の内側面から突設され、前記底板を保持するダボと、前記内周面に設けられて前記ダボが挿入される挿入孔とにより構成されており、前記挿入孔は、前記間隔が異なる複数の位置で前記底板を保持可能に複数箇所形成されていてもよい。
この場合、複数箇所の挿入孔から、発電素子と集光部材との間隔が最適となる挿入孔を選択することができるので、発電素子と集光部材との間隔を容易かつ最適に設定することができる。

（５）また、上記集光型太陽光発電モジュールにおいて、前記筐体は、前記底板を前記底面の反対側から保持する第２底板を備え、前記保持部は、前記第２底板と、前記第２底板と前記底板との間に配置され、前記複数の設定値の中から前記一の設定値を選択的に前記間隔として設定可能に前記間隔を調整する調整部材と、を備えていてもよい。
この場合、前記底板と前記集光部材との間隔を調整する調整部材の寸法を変更することで、発電素子と集光部材との間隔を容易かつ最適に設定することができる。

（６）上記集光型太陽光発電モジュールにおいて、前記底板は、前記底面の周縁に沿って一体に形成された縁壁部を備え、前記筐体は、前記縁壁部の外側面に沿って立設されるとともに、その先端縁が前記開口面を形成している壁板を備え、前記保持部は、前記縁壁部の側面に接触し、当該縁壁部の側面との間の摩擦力によって前記底板を保持する壁板の側面部によって構成されていることが好ましい。
この場合、保持部である壁板の側面部は、縁壁部の側面との間の摩擦力によって底板を保持しているので、底板を壁板に沿って移動させることができる。これにより、発電素子と集光部材との間隔を容易かつ最適に設定することができる。

（７）上記集光型太陽光発電モジュールにおいて、前記壁板と、前記縁壁部とを固定する固定部をさらに備えていてもよく、この場合、底板をより強固に保持することができる。

（８）（９）また、前記固定部は、前記壁板と、前記縁壁部とに接着して両者を固定する接着剤層であってもよいし、前記壁板と、前記縁壁部とを固定する固定ボルトであってもよい。この場合、底板をより強固に保持することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔１．集光型太陽光発電モジュールの構成について〕
図１は、集光型太陽光発電装置の一例を示す斜視図である。図において、集光型太陽光発電装置１００は、集光型太陽光発電パネル１と、これを背面側で支持する支柱２と、支柱２が取り付けられている架台３とを備えている。
集光型太陽光発電パネル１は、多数の集光型太陽光発電モジュール１Ｍを縦横に集合させて成る。この例では、中央部を除く、６２個（縦７×横９−１）の集光型太陽光発電モジュール１Ｍが縦横に集合している。１個の集光型太陽光発電モジュール１Ｍの定格出力が例えば約１００Ｗであるとすると、集光型太陽光発電パネル１全体としては、約６ｋＷの定格出力となる。
集光型太陽光発電パネル１の背面側には、駆動装置（図示せず）が設けられており、この駆動装置を動作させることにより、集光型太陽光発電パネル１を常に太陽の方向に向けるように追尾させることができる。

図２は、集光型太陽光発電モジュール（以下、単にモジュールとも言う。）１Ｍの一例を拡大して示す斜視図（一部破断）である。互いに直交する３方向を図示のＸ，Ｙ，Ｚとする。
図において、モジュール１Ｍは、Ｘ−Ｙ平面において底板１７を有する器状の筐体１１と、底板１７の底面１７ａに設けられた複数のフレキシブルプリント配線板１２と、筐体１１の開口面１１ａを塞いでいる長方形（一部破断）のレンズパネル１３（集光部材）とを備えている。

筐体１１は、例えばアルミニウム合金等からなる金属製であり、上述のように、一面に開口面１１ａを有している。
また、筐体１１は、底板１７の周縁に立設された壁板１５を備えている。壁板１５は、底板１７の全周に亘って設けられている。
壁板１５の先端縁１５ａは、筐体１１内部を外部に開口している開口１１ｂを構成することで、開口面１１ａを形成している。
先端縁１５ａには、レンズパネル１３が固定されている。
また、壁板１５の一面には、モジュール１Ｍの出力を取り出すためのコネクタ１４が設けられている。

レンズパネル１３は、フレネルレンズアレイであり、太陽光を集光するレンズ要素としてのフレネルレンズ１３ｆがマトリックス状に複数個（例えば縦１６×横１２で、１９２個）並んで形成されている。各フレネルレンズ１３ｆは、正方形の有効集光領域を成している。このようなレンズパネル１３は、例えば、ガラス板を基材として、その裏面（内側）にシリコーン樹脂膜を形成したものとすることができる。フレネルレンズ１３ｆは、このシリコーン樹脂膜に形成される。
レンズパネル１３は、開口面１１ａを覆うように先端縁１５ａに取り付けられている。これによって、レンズパネル１３は、底板１７に対して対向配置されている。

フレキシブルプリント配線板１２は、必要な導電パターンが設けられたリボン状のフレキシブル基板１６と、このフレキシブル基板１６上に設けられた複数個の発電素子部２１とを備えている。図示の例では、フレキシブルプリント配線板１２は、８個の発電素子部２１が実装されている。フレキシブルプリント配線板１２は、筐体１１の長手方向に沿って複数列に配置され、全体に２４本のフレキシブルプリント配線板１２が配置されている。よって、発電素子部２１の総数は、２４×８で、１９２個である。すなわち、発電素子部２１は、レンズパネル１３のフレネルレンズ１３ｆと同数であり、さらに、発電素子部２１はフレネルレンズ１３ｆと対応して、その光軸上に設けられている。

互いに対応して設けられているフレネルレンズ１３ｆと、発電素子部２１とは、上述のモジュール１Ｍを構成する光学系基本単位としての集光型太陽光発電ユニットを構成している。

図３は、集光型太陽光発電ユニットを示す略図である。
図３中、太陽光発電ユニット（以下、単にユニットともいう）２０は、上述のように、フレネルレンズ１３ｆと、発電素子部２１とを備えている。
フレネルレンズ１３ｆは、入射面１３ｆ１から入射される太陽光を、対応して設けられている発電素子部２１に集光する。

発電素子部２１は、発電素子である太陽電池セル２３と、ボールレンズ２４とを備えている。
太陽電池セル２３は、フレキシブル基板１６上において、受光面２３ａを露出した状態で周囲を包囲する樹脂フレーム２２によってパッケージングされている。

フレネルレンズ１３ｆは、当該フレネルレンズ１３ｆの光軸ＳがＺ方向に平行となるように、かつ光軸Ｓが受光面２３ａのほぼ中央を通過するように配置されている。
また、ボールレンズ２４は、当該ボールレンズ２４の中心が光軸Ｓを通過するように配置されることによって、受光面２３ａに対して太陽光を適切に導くことができる位置に配置されている。

太陽電池セル２３の受光面２３ａとレンズパネル１３（フレネルレンズ１３ｆ）とのＺ方向の間隔Ｄは、レンズパネル１３（フレネルレンズ１３ｆ）の焦点距離に基づいて設定される。
すなわち、間隔Ｄは、レンズパネル１３（フレネルレンズ１３ｆ）が集光する太陽光ができるだけ効率よく受光面２３ａに集光され、最適な発電効率が得られる値に設定される。

ここで、上述したように、一次レンズと、発電素子とを、当該モジュールの筐体によって隔離している集光型太陽光発電モジュールでは、設置場所の気温に応じて、一次レンズと発電素子との間隔や、レンズ焦点距離に変化が生じるため、最適な発電効率を得ることが可能な一次レンズと発電素子との間隔に対して誤差が生じ、この結果、モジュールの発電効率が低下する場合がある。

このため、本実施形態の集光型太陽光発電モジュール１Ｍは、レンズパネル１３に対する底板１７の位置を調整することで、間隔Ｄが調整可能な構成とされている。

〔２．第１実施形態に係る筐体の構成について〕
図４は、第１実施形態に係る筐体１１の一部断面図である。
本実施形態の筐体１１は、上述のように、底板１７と、底板１７の周縁に立設された壁板１５とを備えている。
底板１７の底面１７ａには、フレキシブルプリント配線板１２が設けられており、発電素子部２１が配置されている。

壁板１５の先端縁１５ａには、筐体１１外部側に向かって延びるフランジ部１５ａ１が形成されている。
レンズパネル１３は、フランジ部１５ａ１に固定され、開口面１１ａを覆うように壁板１５に固定されている。

一方、レンズパネル１３に対向配置されている底板１７は、壁板１５の内側面１５ｂに形成された溝部３０によって、壁板１５に保持されている。
溝部３０は、底板１７の四方を囲んでいる壁板１５それぞれに形成されており、底板１７の端縁全周が嵌め込まれることで、底板１７を保持している。

底板１７の端縁には、溝部３０に嵌め込まれている鍔部１７ｂが設けられている。鍔部１７ｂは、底板１７の四方の端縁に設けられており、底板１７の四方を囲んでいる壁板１５それぞれの溝部３０に嵌め込まれている。

底板１７が溝部３０に嵌め込まれている継ぎ目部分には、壁板１５の内側面１５ｂから底板１７の外側面１７ｃ端縁に亘って、シリコーン樹脂やアクリル樹脂等による樹脂層３１が形成されている。この樹脂層３１は、底板１７と溝部３０とを互いに接着固定しつつ、継ぎ目部分から外部の水分や塵埃が浸入するのを防止している。

溝部３０は、壁板１５の内側面１５ｂに複数形成されている。各溝部３０は、それぞれ、発電素子部２１の太陽電池セル２３とレンズパネル１３とのＺ方向の間隔Ｄが異なる位置で底板１７を保持するように形成されている。

例えば、底板１７の厚み寸法が１ｍｍであるとすると、各溝部３０の溝幅寸法Ｗが、０．５ｍｍ、隣接する各溝部３０同士のピッチＰが１ｍｍに設定される。また、鍔部１７ｂの厚み寸法は、溝幅寸法（０．５ｍｍ）よりも小さく、後述するように底板１７を溝部３０に沿ってスライドさせて嵌め込むことができる程度の値に設定される。

このように、隣接する各溝部３０同士のピッチＰが１ｍｍに設定されることで、間隔Ｄは、１ｍｍ単位で調整される。

上記のように構成された本実施形態の集光型太陽光発電モジュール１Ｍによれば、複数の溝部３０によって、太陽電池セル２３とレンズパネル１３とのＺ方向の間隔Ｄを調整可能に底板１７を保持しているので、当該集光型太陽光発電モジュールの設置場所の気温に応じて、間隔Ｄを適切に調整することができる。この結果、設置場所の気温に関わらず最適な発電効率を得ることができる。

例えば、各溝部３０ごとに、最適な発電効率が得られる気温を特定しておけば、モジュール１Ｍを設置しようとしている場所の気温に応じて、複数の溝部３０の中から最適な位置の溝部３０を選択することができる。これにより、間隔Ｄを容易かつ最適に設定することができる。

なお、上記のように、本実施形態の複数の溝部３０は、筐体１１に設けられ、太陽電池セル２３とレンズパネル１３との間隔Ｄを調整可能に底板１７を保持している保持部を構成している。
つまり、保持部を構成する複数の溝部３０は、隣接する各溝部３０同士のピッチＰが１ｍｍに設定されることで、間隔Ｄとして設定される設定値を複数設定している。
複数の溝部３０は、予めそれぞれに設定された互いに異なる複数の設定値の中から一の設定値を選択的に間隔Ｄとして設定可能とすることにより間隔Ｄを調整可能とされている。

これにより、例えば、複数の太陽電池セル２３と、レンズパネル１３との位置関係が適切になるように間隔Ｄを調整しようとする場合に、例えば、間隔Ｄが無段階に調整可能であるとすると、その調整作業が非常に細かく煩雑なものとなる。これに対して、本実施形態のように、予め設定された互いに異なる複数の設定値の中から一の設定値を選択的に間隔Ｄとして設定可能とすれば、複数の設定値の中から適切な値を求めればよく、間隔Ｄが無段階に調整可能な場合と比較して、容易に間隔Ｄを調整することができる。

図５は、本実施形態のモジュール１Ｍの底板１７を溝部３０に嵌め込む際の態様を示す図である。
図５（ａ）に示すように、まず、壁板１５を一面だけ筐体１１から外しておき、壁板１５が外された一面から、底板１７を、溝部３０に沿ってスライドさせつつ嵌め込む。
なお底板１７が嵌め込まれる溝部３０は、モジュール１Ｍを設置しようとしている場所の気温に応じて最適な位置の溝部３０を予め選択しておく。

図５（ｂ）に示すように、底板１７が筐体１１の内部に収容されると、外していた壁板１５を取り付け、その後、樹脂層３１（図４）を形成する。
以上によって、設置場所の気温に応じて間隔Ｄが適切に調整されたモジュール１Ｍを得ることができる。

〔３．第２実施形態に係る筐体の構成について〕
図６は、第２実施形態に係る筐体１１の一部断面図である。
本実施形態は、底板１７がダボ５０によって保持されている点で第１実施形態と相違している。

このダボ５０は、例えば、金属製のピンであり、壁板１５の内側面１５ｂに形成された挿入孔５１に挿入されている。
ダボ５０は、挿入孔５１に挿入された状態で、内側面１５ｂから突出しており、この突出部分で底板１７を保持している。
ダボ５０は、少なくとも４本で１セットとなっており、１セットのダボ５０で、底板１７を保持する。

１セットを４本のダボ５０で構成する場合、４本のダボ５０は、例えば、底板１７の２つの長辺それぞれの両端部を保持するように配置される。これにより、安定して底板１７を保持することができる。なお、各辺それぞれを複数のダボ５０で保持する等、より多数のダボ５０を用いて保持することもできる。

底板１７の外側面１７ｃには、ダボ５０に一致する位置に凹部５２が形成されている。凹部５２は、ダボ５０の形状に対応して形成されている。
底板１７は、ダボ５０が凹部５２に嵌め込まれた状態で保持されている。このため、底板１７は、このダボ５０により壁板１５に対してＸ−Ｙ方向に位置決めされる。

本実施形態において、挿入孔５１は、１セットのダボ５０が間隔Ｄの異なる複数の位置で底板１７を保持可能に複数箇所形成されている。
よって、例えば、間隔Ｄの異なる複数の位置ごとに、最適な発電効率が得られる気温を特定しておけば、モジュール１Ｍを設置しようとしている場所の気温に応じて、複数箇所の挿入孔５１の中から最適な位置の挿入孔５１を選択することができる。これにより、間隔Ｄを容易かつ最適に設定することができる。

底板１７の端面が壁板１５の内側面１５ｂに突き当てられている突き当て部分には、壁板１５の内側面１５ｂから底板１７の外側面１７ｃ端縁に亘って、両者を接着固定するための樹脂層３１が形成されている。

なお、本実施形態の１セットのダボ５０と、これらダボ５０が挿入される複数箇所の挿入孔５１とは、筐体１１に設けられ、太陽電池セル２３とレンズパネル１３との間隔Ｄを調整可能に底板１７を保持している保持部を構成している。

ダボ５０が挿入される複数箇所の挿入孔５１は、ダボ５０が間隔Ｄの異なる複数の位置で底板１７を保持可能に複数箇所形成されていることによって、間隔Ｄとして設定される設定値を複数設定している。
保持部を構成する１セットのダボ５０、及びこれらダボ５０が挿入される複数箇所の挿入孔５１は、予め設定された互いに異なる複数の設定値の中から一の設定値を選択的に間隔Ｄとして設定可能とすることにより間隔Ｄを調整することができる。

〔４．第３実施形態に係る筐体の構成について〕
図７は、第３実施形態に係る筐体１１の一部断面図である。
本実施形態は、筐体１１が、底板１７を底面１７ａの反対側から保持する第２底板４０を備えている点で第１実施形態と相違している。

第２底板４０は、壁板１５に一体に形成されている。第２底板４０の内側面４０ａには、板状部材４１からなる調整部材４２が配置されている。
調整部材４２を構成する各板状部材４１は、互いに接着剤等によって接着され相対移動しないように固定されている。また、調整部材４２は、第２底板４０の内側面４０ａと、底板１７の外側面１７ｃとに対して接着剤等によって接着され固定されている。

調整部材４２は、底板１７と、第２底板４０との間に介在配置されている。調整部材４２は、板状部材４１の枚数や、厚みを変更することによって、間隔Ｄを調整することができる。

本実施形態においても、間隔Ｄの異なる複数の位置で底板１７を保持するための各板状部材４１の組み合わせごとに、最適な発電効率が得られる気温を特定しておけば、モジュール１Ｍを設置しようとしている場所の気温に応じて、最適な板状部材４１の組み合わせを選択することができる。これにより、間隔Ｄを容易かつ最適に設定することができる。

なお、本実施形態の第２底板４０と、第２底板４０及び底面１７ａの間に介在する調整部材４２とは、筐体１１に設けられ、太陽電池セル２３とレンズパネル１３との間隔Ｄを調整可能に底板１７を保持している保持部を構成している。
つまり、底面１７ａの間に介在する調整部材４２は、板状部材４１の枚数や、厚みを変更することによって、間隔Ｄとして設定される設定値を複数設定している。
保持部を構成する第２底板４０、及び第２底板４０及び底面１７ａの間に介在する調整部材４２は、互いに異なる複数の間隔Ｄに調整可能であり、複数の間隔Ｄの中からいずれかを選択することで、間隔Ｄを調整することができる。

〔５．第４実施形態に係る筐体の構成について〕
図８は、第４実施形態に係る筐体１１の一部断面図である。
本実施形態は、底板１７が、底面１７ａの周縁に沿って一体に形成された縁壁部５５を備え、壁板１５の内側面１５ｂと、縁壁部５５とが互いに接触し、互いの摩擦力で底板１７を保持する点で第１実施形態と相違している。

底板１７の縁壁部５５は、レンズパネル１３側に向かって延びるように、底板１７の四方に一体に設けられている。
縁壁部５５の外側面５５ａは、壁板１５の内側面１５ｂと摺接可能に接触している。このとき、縁壁部５５の外側面５５ａの外側寸法と、壁板１５の内側面１５ｂの内側寸法とは、壁板１５と縁壁部５５とで摺接可能としつつも、互いの摩擦力によって間隔Ｄを維持することができる程度の値に設定される。

図９は、本実施形態における底板１７にレンズパネル１３が固定された壁板１５を取り付ける際の態様を示す図である。
本実施形態では、図に示すように、底板１７に対して上蓋を取り付けるように、壁板１５を取り付ける。

この場合、壁板１５の内側面１５ｂと、縁壁部５５の外側面５５ａとが摺接可能に接触するので、底板１７を壁板１５に沿ってＺ軸方向に移動させることができる。
よって、例えば、モジュール１Ｍの設置場所の気温ごとに、最適な発電効率が得られる設定値として、所定の基準温度時におけるモジュール１Ｍ全体の高さ寸法ｈ（図８）の値を求めておけば、設置場所の気温に応じて高さ寸法ｈを調整することで、間隔Ｄを容易かつ最適に設定することができる。

図８に戻って、底板１７に対して、壁板１５を取り付け、間隔Ｄが所定の値になるように調整すると、次いで、壁板１５と、縁壁部５５との間の継ぎ目部分に、両者を接着し固定するための固定部としての樹脂層５６を形成する。

壁板１５の内側面１５ｂは、縁壁部５５の外側面５５ａに接触し、当該縁壁部５５の外側面５５ａとの間の摩擦力によって、底板１７を保持する保持部としての機能を有しているが、摩擦力だけでは、保持力が不足するおそれがある。
この点、本実施形態では、両者を接着固定するための樹脂層５６を形成しているので、底板１７をより強固に保持することができる。

図１０は、第４実施形態の変形例に係る筐体１１の一部断面図である。
本変形例は、底板１７の周縁に沿って一体に形成された縁壁部５５が、レンズパネル１３側とは反対方向に延びている点において、上記実施形態と相違している。

本変形例のような底板１７を用いた場合であっても、底板１７を壁板１５に沿ってＺ軸方向に移動させることができるので、上記実施形態と同様、設置場所の気温に応じて高さ寸法ｈを調整することで、間隔Ｄを容易かつ最適に設定することができる。

図１１は、第４実施形態の他の変形例に係る筐体１１の一部断面図である。
本変形例は、底板１７に形成された縁壁部５５が、壁板１５の外側面１５ｃと接触している点、及び、縁壁部５５と、壁板１５とが、固定ボルト６０によって互いに固定されている点において、上記実施形態と相違している。

本変形例の底板１７は、縁壁部５５がレンズパネル１３側に向かって延びるように形成されており、その内側面５５ｂが、壁板１５の外側面１５ｃと摺接可能に接触している。
縁壁部５５には、固定ボルト６０が挿通される長孔６１が形成されている。この長孔６１は、筐体１１における間隔Ｄを調整する際に必要な範囲で固定ボルト６０を挿通することができるように形成されている。

壁板１５には、長孔６１に対応する位置にねじ孔６２が形成されている。ねじ孔６２の内周面には、雌ねじが形成されており、固定ボルト６０が螺合される。

固定ボルト６０は、長孔６１に挿通されてねじ孔６２に螺合され、縁壁部５５と壁板１５とを締め付けて両者を固定している。
本変形例によれば、壁板１５の外側面１５ｃは、縁壁部５５の内側面５５ｂに接触し、当該縁壁部５５の内側面５５ｂとの間の摩擦力によって、底板１７を保持しているが、これに加えて、固定ボルト６０によって縁壁部５５と壁板１５とを締め付け固定することで、底板１７をより強固に保持することができる。

なお、本変形例においても、壁板１５と縁壁部５５との間の継ぎ目部分には、筐体１１の内部に外部の水分や塵埃等が浸入するのを防止する目的で、両者を接着固定するための樹脂層５６が形成されている。

本変形例においても、底板１７を壁板１５に沿ってＺ軸方向に移動させることができるので、上記実施形態と同様、設置場所の気温に応じて高さ寸法ｈを調整することで、間隔Ｄを容易かつ最適に設定することができる。

〔６．むすび〕
なお、上記各実施形態では、一次集光レンズであるフレネルレンズ１３ｆに加え、二次集光レンズであるボールレンズ２４を備えた構成の場合を例示したが、これに限定されるものではなく、ボールレンズに代えてリフレクタを備えた構成であってもよいし、二次集光のための要素を備えない構成であってもよい。
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。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、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、及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。

１ 集光型太陽光発電パネル
１Ｍ 集光型太陽光発電モジュール
２ 支柱
３ 架台
１１ 筐体
１１ａ 開口面
１１ｂ 開口
１２ フレキシブルプリント配線板
１３ レンズパネル
１３ｆ フレネルレンズ
１３ｆ１ 入射面
１４ コネクタ
１５ 壁板
１５ａ 先端縁
１５ａ１ フランジ部
１５ｂ 内側面
１５ｃ 外側面
１６ フレキシブル基板
１７ 底板
１７ａ 底面
１７ｂ 鍔部
１７ｃ 外側面
２０ 太陽光発電ユニット
２１ 発電素子部
２２ 樹脂フレーム
２３ 太陽電池セル
２３ａ 受光面
２４ ボールレンズ
３０ 溝部
３１ 樹脂層
４０ 第２底板
４０ａ 内側面
４１ 板状部材
４２ 調整部材
５０ ダボ
５１ 挿入孔
５２ 凹部
５５ 縁壁部
５５ａ 外側面
５５ｂ 内側面
５６ 樹脂層
６０ 固定ボルト
６１ 長孔
６２ ねじ孔
１００ 集光型太陽光発電装置
Ｄ 間隔
ｈ 高さ寸法
Ｓ 光軸

Claims (4)

1. 一面に開口面を有している筐体と、
   前記筐体内の底板上に複数個整列して設けられた発電素子と、
   前記開口面を覆うように前記筐体に取り付けられて前記底板に対向配置されているとともに、太陽光を集光する複数の集光レンズが、それぞれの光軸上で前記発電素子と対応する位置に形成されて成る集光部材と、を備え、
   前記筐体の内側面には、前記底板を保持する凹部が形成され、
   前記凹部は、前記発電素子と前記集光部材との間隔が予め定められた離散的な複数の設定値のいずれかとなるように、複数段に形成されており、
   前記底板は、複数段の前記凹部のうちの一つに保持されている
   集光型太陽光発電モジュール。
2. 前記凹部は、前記底板の端縁が嵌め込まれ当該底板を保持する溝部である
   請求項１に記載の集光型太陽光発電モジュール。
3. 前記凹部は、前記底板の下面に当接するダボが挿入され、前記ダボを介して前記底板を保持する挿入孔である
   請求項１に記載の集光型太陽光発電モジュール。
4. 一面に開口面を有している筐体と、
   前記筐体内の底板上に複数個整列して設けられた発電素子と、
   前記開口面を覆うように前記筐体に取り付けられて前記底板に対向配置されているとともに、太陽光を集光する複数の集光レンズが、それぞれの光軸上で前記発電素子と対応する位置に形成されて成る集光部材と、を備え、
   前記筐体は、前記底板を当該底板の下面側から保持する第２底板と、
   前記第２底板と前記底板との間に配置される板状部材と、を備え、
   前記板状部材は、前記発電素子と前記集光部材との間隔が予め定められた離散的な複数の設定値のいずれかとなるように、当該板状部材の枚数及び厚みが設定可能であり、
   前記板状部材は、前記複数の設定値のうちの一つの設定値となるように枚数及び厚みが設定されている
   集光型太陽光発電モジュール。

Images