JP6399255B2 - パネル連結体、発電モジュール連結体、光電変換モジュール連結体及び発電装置 - Google Patents

Description

本発明は、パネル連結体、発電モジュール連結体、光電変換モジュール連結体及び発電装置に関する。

近年、商用電源を得られない外出先などでも、利用者が、スマートフォン、ノートＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、タブレットＰＣなどの携帯機器を利用できるように、携帯可能な発電装置の需要が高まっている。

例えば、特許文献１には、所定の間隔を空けて配列された複数の太陽電池セル（光電変換モジュール）と、各太陽電池セルの電極を接続するフレキシブル導電部材（連結部）とを、柔軟性および伸縮性を有するシート状の透明フィルム部材で上下から挟んで形成したシート状太陽電池（光電変換モジュール連結体）が開示されている。このような光電変換モジュール連結体によれば、使用時には、光電変換モジュール連結体を広げ、光電変換モジュールより発電された電力を取り出して外部機器で利用することができる。また、非使用時には、シート状太陽電池を折り畳んで容易に収納、運搬することができる。

また、光電変換モジュール連結体以外の折り畳み可能なパネル連結体も存在する。例えば特許文献２には、横方向に走る折り目に対応するマチの幅を順次増大又は減少するように構成した折り畳み可能なボード（パネル連結体）が開示されている。このようなパネル連結体によれば、若干の厚みがあっても折り畳まれた状態で好都合に保管したり輸送したりすることができる。

特開平９−５１１１８号公報 特開２００７−３２１７１号公報

上述したように、特許文献１に開示された光電変換モジュール連結体は、非使用時において、折り畳んで収納することができるが、一方向（列方向）に折り畳むことしか想定されておらず、収納性に改善の余地があった。また、特許文献２に開示されたパネル連結体は、ボードの厚みを考慮してマチの幅を規定しているが、折り畳まれた状態での収納性に改善の余地が残されている。

本発明の目的は、上述した課題を解決し、折り畳まれた状態での収納性の向上を図ることができるパネル連結体、発電モジュール連結体、光電変換モジュール連結体及び発電装置を提供することにある。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のパネル連結体は、ｍ行ｎ列（ｍ≧３かつｎ≧３）の行列状に配置された複数の薄型パネルと、前記薄型パネルを行方向及び列方向に連結する連結部と、を備え、隣り合う前記薄型パネルの間で折り畳み可能なパネル連結体であって、前記連結部は、ｙ列目で列方向に隣り合う前記薄型パネルの間における前記連結部の長さをＤ_yとし、前記薄型パネルの上下方向における厚みをＬとするとき、Ｄ₁≧２ＬかつＤ_y≧Ｄ_y-1＋２Ｌの関係を満たす第１の行と、Ｄ_n≧２ＬかつＤ_y≧Ｄ_y+1＋２Ｌの関係を満たす第２の行とを列方向に交互に含み、ｘ行目で行方向に隣り合う前記薄型パネルの間における前記連結部の長さをＣ_xとするとき、Ｃ₁≧２ＬかつＣ_x≧Ｃ_x-1＋２Ｌの関係を満たす第１の列とＣ_m≧２ＬかつＣ_x≧Ｃ_x+1＋２Ｌの関係を満たす第２の列とを行方向に交互に含み、１行目が前記第１の行であり、かつ１列目が前記第２の列である、又は、１行目が前記第２の行であり、かつ１列目が前記第１の列であることを特徴とする。このような構成とすることで、折り畳まれる際に内側に配置される連結部の部分に妨げられることなく円滑に折り畳むことができるので、折り畳まれた状態での収納性の向上を図ることができる。また、このような構成とすることで、行方向又は列方向のいずれから折り畳んでも収納状態とすることができる。さらに、このような構成とすることで、薄型パネルが行方向に隣り合う薄型パネル及び列方向に隣り合う薄型パネルのいずれからも遠くなることを回避することができ、薄型パネルの安定性を向上することができる。

ここで、本発明のパネル連結体において、前記連結部は、隣り合う前記薄型パネルを行方向及び列方向に折り畳んだ状態で折り目の交点となる位置に、上下方向に貫通する貫通領域をさらに有することが好ましい。このような構成とすることで、収納状態とする際に連結部が邪魔になりにくいので、より円滑に折り畳むことができ、折り畳まれた状態での収納性をより向上させることができる。

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の発電モジュール連結体は、前記パネル連結体において、前記薄型パネルは発電モジュールであり、前記連結部は前記発電モジュールを電気的に連結する導体を含むことを特徴とする。このような構成とすることで、発電モジュール連結体においても、上記同様の効果を得ることができる。

また、本発明の発電モジュール連結体において、前記連結部は、下端に沿って配置され、上下方向に積層された導体層と保護層とをさらに含み、前記保護層は、前記導体層よりも下端側に配置されることが好ましい。このような構成とすることで、隣り合う発電モジュールの間で折り畳まれる際に、導体層の内側に保護層又は発電モジュールが配置されるので、導体層に過度な折れ曲がりの力が掛かることを避けることができ、導体が断線することを抑制することができる。

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の光電変換モジュール連結体は、前記発電モジュール連結体において、前記発電モジュールは光電変換モジュールであることを特徴とする。このような構成とすることで、光電変換モジュール連結体においても、上記同様の効果を得ることができる。

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の発電装置は、前記発電モジュール連結体と、前記発電モジュール連結体と電気的に接続する本体と、を備えることを特徴とする。このような構成とすることで、発電装置においても、上記同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、折り畳まれた状態での収納性の向上を図ることができるパネル連結体、発電モジュール連結体、光電変換モジュール連結体及び発電装置を提供することができる。

本発明の一の実施形態に係る発電装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す発電モジュール連結体の展開状態における斜視図である。 図１に示す発電モジュール連結体の展開状態における（ａ）上面図、及び（ｂ）正面図である。 図１に示す発電モジュール連結体の展開状態における断面図の一部を拡大して示す図である。 図１に示す発電モジュール連結体の展開状態における底面図である。 図１に示す発電モジュール連結体の行方向折り畳み状態における（ａ）上面図、及び（ｂ）正面図である。 図１に示す発電モジュール連結体の行方向折り畳み状態における断面図の一部を拡大して示す図である。 図１に示す発電モジュール連結体の収納状態における（ａ）上面図、及び（ｂ）側面図である。 図１に示す発電モジュール連結体の変形例１の展開状態における上面図である。 図１に示す発電モジュール連結体の（ａ）変形例２及び（ｂ）変形例３の展開状態における断面図の一部を拡大して示す図である。 図１に示す発電モジュール連結体の変形例４の展開状態における上面図である。 図１に示す発電モジュール連結体の変形例５の展開状態における断面図の一部を拡大して示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本明細書において、上下方向とは、図３（ａ）などの発電モジュール連結体の上面図の紙面に垂直な方向を意味し、上方は、同図における紙面手前方向、下方はその反対方向をそれぞれ意味するものとする。また、表側とは、発電モジュール連結体の展開状態において上方に面する側、裏側とは、その反対側をそれぞれ意味するものとする。さらに、行方向とは、図３（ａ）などの発電モジュール連結体の上面図における右方向、列方向とは、同上面図における下方向をそれぞれ意味するものとする。

以下、図１から図１０を参照して、本発明の一実施形態に係る発電装置１について詳細に例示説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る発電装置１の概略構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る発電装置１は、発電モジュール連結体１０と、本体２０とを備える。なお、発電装置１は、商用電源からＡＣアダプター３０を介して電力供給を受けることができる。ＡＣアダプター３０は、コンセント３１とＡＣ／ＤＣ変換器３２とを備える。交流電圧が商用電源からコンセント３１を介してＡＣ／ＤＣ変換器３２に入力され、ＡＣ／ＤＣ変換器３２は、入力された交流電圧を直流電圧に変換して、本体２０に供給する。

発電モジュール連結体１０は、複数の発電モジュールＰと、連結部１１とを備える。連結部１１は、各発電モジュールＰを、相互に機械的かつ電気的に連結する。

発電モジュールＰは、発電パネル１２を備える。発電パネル１２は、パネル状の部材である。発電パネル１２は、例えば、太陽光、室内光などの入射光を光電変換して電力を出力する太陽電池で構成された太陽電池パネルである。なお、発電パネル１２は、太陽電池パネルに限定されず、入射光以外のエネルギーを利用して発電するパネルであってもよい。また、発電モジュールＰは、発電パネル１２の他に、発電パネル１２を支持する基材（図示省略）や、発電パネル１２により発電された電力を取り出す取り出し配線（図示省略）などを備える。

発電パネル１２として用いられる太陽電池パネルを構成する太陽電池の種類としては、大別して、無機系材料を用いた無機系太陽電池と、有機系材料を用いた有機系太陽電池とが挙げられる。無機系太陽電池としては、シリコン（Ｓｉ）を用いたＳｉ系、化合物を用いた化合物系などが挙げられる。また、有機系太陽電池としては、有機顔料を用いた低分子蒸着系、導電性高分子を用いた高分子塗布系、変換型半導体を用いた塗布変換系などの薄膜系、チタニア、有機色素および電解質から成る色素増感系などが挙げられる。また、太陽電池パネルを構成する太陽電池には、有機無機ハイブリッド太陽電池、ペロブスカイト系化合物を用いた太陽電池も含めることができる。本発明においては、薄型パネル状の太陽電池パネルが用いられ、プラスチックフィルム等に作製された色素増感太陽電池が好適である。なお、薄型パネル状の太陽電池パネルは、上記プラスチックフィルム等に作製されたものに限定されるものでなく、同様の薄型であれば方式を問わないことは言うまでもない。

本体２０は、インタフェース２１と、昇圧回路部２２と、発電モジュール電圧検出部２３と、ＡＣアダプター電圧検出部２４と、充電池２５と、外部インタフェース（ＩＦ）２６と、充放電制御回路２７と、コントローラ２８とを備える。

インタフェース２１は、発電モジュールＰを本体２０に機械的かつ電気的に接続するためのデバイスである。インタフェース２１は、発電モジュールＰを着脱可能に接続してもよい。インタフェース２１は、接続された発電モジュールＰから供給された電力を、昇圧回路部２２に出力する。

昇圧回路部２２は、発電モジュールＰからインタフェース２１を介して供給された電力の電圧を、充電池２５の充電に必要な所定電圧まで昇圧して、充放電制御回路２７に出力する。

発電モジュール電圧検出部２３は、本体２０のインタフェース２１に接続された発電モジュールＰから、インタフェース２１を介して昇圧回路部２２に供給される電圧（発電モジュール電圧）を検出し、検出結果をコントローラ２８に出力する。

ＡＣアダプター電圧検出部２４は、ＡＣアダプター３０から充放電制御回路２７に供給される電圧（ＡＣアダプター電圧）を検出し、検出結果をコントローラ２８に出力する。

充電池２５は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池などの充放電が可能な電池である。

外部インタフェース（ＩＦ）２６は、外部機器を接続して、接続された外部機器に電力を供給することが可能なインタフェースである。外部ＩＦ２６は、特に限定されるものではないが、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースを用いたコネクタ（ＵＳＢコネクタ）や、先端にコネクタを有するケーブルなどであり、外部機器と接続して、例えば外部機器からの充電要求を受けて外部機器に電力を供給する。発電装置１は、この外部ＩＦ２６を介して、種々の被充電デバイス、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット型デバイス、パーソナルコンピュータといったデバイスに機械的かつ電気的に脱着することができる。

充放電制御回路２７は、昇圧回路部２２と、ＡＣアダプター３０と、充電池２５と、外部ＩＦ２６を介して接続された外部機器との間で充放電制御を行う。

コントローラ２８は、本体２０の各部の動作を制御する。例えば、コントローラ２８は、発電モジュール電圧検出部２３の検出結果や、ＡＣアダプター電圧検出部２４の検出結果や、充電池２５の充電量などに基づき、充放電制御回路２７を通じて、充放電のためのパスを制御する。

次に、発電装置１が備える発電モジュール連結体１０の構成について、図２から図５を参照してより詳細に説明する。図２から図５は、それぞれ本実施形態に係る発電モジュール連結体１０の展開状態における図であり、図２は斜視図、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は正面図、図４は行方向に沿う断面図の一部を拡大して示す図、図５は底面図である。

ここで、本発明において展開状態とは、発電装置１を用いて発電するために、各発電モジュールＰが互いに重ならないように広げられ、発電モジュール連結体１０全体が平面状をなした状態をいう。なお、この展開状態とは対称的に、図８を参照して後述するように、発電装置１を収納するために、隣り合う各発電モジュールＰが折り畳まれて、全ての発電モジュールＰが上下方向に重ねられた状態を、収納状態という。また、展開状態及び収納状態は、発電モジュール連結体１０の状態を説明するために便宜上定義したものであり、発電モジュール連結体１０は、各発電モジュールＰのうちの一部が折り畳まれた状態で発電に使用されてもよいし、各発電モジュールＰのうちの一部が折り畳まれていない状態で収納されてもよい。

図２及び図３（ａ）に示すように、発電モジュール連結体１０は、展開状態においては、各発電モジュールＰが５行５列の行列状に配置される。各発電モジュールＰは、連結部１１によって行方向及び列方向に機械的かつ電気的に連結される。発電モジュールＰは薄型パネル状であり、また、本例では上面図において矩形状である。発電モジュールＰは、耐環境性を付与するための外装材で被覆されていてもよい。また、発電モジュールＰは、ある程度の可撓性を有することが好ましいが、少なくとも発電モジュールＰの間における連結部１１よりも剛性が高く、折り畳むことが困難な程度の剛性を有する。発電モジュールＰは、外周を剛性部材であるフレームで覆うことが好ましい。発電モジュールＰをこのようなフレームで覆うことで、例えば連結部１１から発生する応力による発電モジュールＰの撓み変形等を抑制することができる。なお、図３（ａ）に示すように、行方向に隣り合う発電モジュールＰの間における連結部１１の長さ（以下、適宜「行方向幅」と記載する）をＣとし、列方向に隣り合う発電モジュールＰの間における連結部１１の長さ（以下、適宜「列方向幅」と記載する）をＤとする。

発電モジュールＰは、図２に示すように、発電パネル１２を上方に露出するように設けている。発電モジュールＰは、発電パネル１２に接続される取り出し配線を内部に備える。発電モジュールＰは、発電パネル１２により発電された電力を取り出し配線を介して取り出し、連結部１１や他の発電モジュールＰを経て、例えば本体２０のインタフェース２１に出力する。なお、発電モジュールＰが備える発電パネル１２は、上方以外の方向、例えば下方からの入射光を受光可能に設けられていてもよい。

連結部１１は、可撓性の膜体部材であり、発電モジュールＰを行方向及び列方向に機械的に連結すると共に、連結部１１を介して連結した発電モジュールＰを折り畳み可能に構成される。連結部１１は、折り畳み容易性の観点から、発電モジュールＰよりも高い可撓性を有することが好ましい。また、連結部１１は、発電モジュールＰを電気的に連結する導体（図示省略）を含む。導体は、任意の隣り合う発電モジュールＰ同士を電気的に連結するように配置される。連結部１１の上下方向における厚みは、発電モジュールＰの上下方向における厚み以下であり、図４に示すように発電モジュールＰの上下方向における厚み未満であることが好ましい。

連結部１１は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、発電モジュール連結体１０の下端に沿って配置され、上下方向に積層された導体層１１２と保護層１１３とを含むことが好ましい。ここで、導体層１１２は導体を含む層であり、例えば導電ケーブルやフレキシブル基板等の導電部材で構成される。また、保護層１１３は、導体層１１２を保護及び／又は補強するための被覆部材等から構成される。連結部１１は、例えば、図４（ａ）に示すように下端から上方に向かって保護層１１３、導体層１１２の順に配置されていてもよいし、図４（ｂ）に示すように下端から上方に向かって導体層１１２、保護層１１３の順に配置されていてもよいし、図４（ｃ）に示すように下端から上方に向かって保護層１１３、導体層１１２、保護層１１３の順に配置されていてもよい。図４（ａ）及び（ｃ）に示したように、保護層１１３が導体層１１２よりも下端側に配置される場合、隣り合う発電モジュールＰの間で折り畳まれる際に、導体層１１２の内側に保護層１１３又は発電モジュールＰが配置されるので、導体層１１２に過度な折れ曲がりの力が掛かることを避けることができ、導体が断線することを抑制することができる。また、図４（ｂ）及び（ｃ）に示したように、保護層１１３が導体層１１２の上方に配置される場合、導体層１１２をより保護及び／又は補強することができる。

連結部１１は、図４に示すように、発電モジュールＰの上下方向の厚みをＬとすると、行方向幅Ｃ≧２Ｌの関係を満たすように構成される。ここで、発電モジュールＰの上下方向の厚みＬは、図４に示すように、発電モジュールＰの上下方向に連結部１１が存在する場合には、連結部１１の厚みも含む発電モジュール連結体１０全体の厚みであるとする。発電モジュールＰの上下方向の厚みＬは、例えば製造技術面から３ｍｍ以下が好適である。また、発電モジュールＰの厚みの下限としては１０μｍ程度が好適である。

ここで、行列状に配置された発電モジュールＰの列数をｎとする。連結部１１は、ｙ列目の列方向幅をＤ_yとすると、発電モジュールＰの上下方向の厚みＬを用いて、Ｄ₁≧２ＬかつＤ_y≧Ｄ_y-1＋２Ｌの関係を満たす第１の行２０１と、Ｄ_n≧２ＬかつＤ_y≧Ｄ_y+1＋２Ｌの関係を満たす第２の行２０２とを列方向に交互に含む。換言すると、列方向幅は、１列目が２Ｌ以上であり、１列目から順に２Ｌ以上ずつ増加する第１の行２０１と、１列目から順に２Ｌ以上ずつ減少して最終列が２Ｌ以上である第２の行２０２とを列方向に交互に含む。

具体的には、図３（ａ）に示すように、列方向に隣り合う１行目の発電モジュールＰ（Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５）と２行目の発電モジュールＰ（Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５）との間における連結部１１の長さＤは、１列目から順に、Ｄ₁≧２Ｌ、Ｄ₂≧Ｄ₁＋２Ｌ、Ｄ₃≧Ｄ₂＋２Ｌ、Ｄ₄≧Ｄ₃＋２Ｌ、Ｄ₅≧Ｄ₄＋２Ｌの関係を満たし、第１の行２０１を構成する。同様に、列方向に隣り合う３行目の発電モジュールＰ（Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４，Ｐ３５）と４行目の発電モジュールＰ（Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ４３，Ｐ４４，Ｐ４５）との間における連結部１１の長さＤは、１列目から順に、Ｄ₁≧２Ｌ、Ｄ₂≧Ｄ₁＋２Ｌ、Ｄ₃≧Ｄ₂＋２Ｌ、Ｄ₄≧Ｄ₃＋２Ｌ、Ｄ₅≧Ｄ₄＋２Ｌの関係を満たし、第１の行２０１を構成する。一方、列方向に隣り合う２行目の発電モジュールＰ（Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５）と３行目の発電モジュールＰ（Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４，Ｐ３５）との間における連結部１１の長さＤは、１列目から順に、Ｄ₁≧Ｄ₂＋２Ｌ、Ｄ₂≧Ｄ₃＋２Ｌ、Ｄ₃≧Ｄ₄＋２Ｌ、Ｄ₄≧Ｄ₅＋２Ｌ、Ｄ₅≧２Ｌの関係を満たし、第２の行２０２を構成する。同様に、列方向に隣り合う４行目の発電モジュールＰ（Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ４３，Ｐ４４，Ｐ４５）と５行目の発電モジュールＰ（Ｐ５１，Ｐ５２，Ｐ５３，Ｐ５４，Ｐ５５）との間における連結部１１の長さＤは、１列目から順に、Ｄ₁≧Ｄ₂＋２Ｌ、Ｄ₂≧Ｄ₃＋２Ｌ、Ｄ₃≧Ｄ₄＋２Ｌ、Ｄ₄≧Ｄ₅＋２Ｌ、Ｄ₅≧２Ｌの関係を満たし、第２の行２０２を構成する。

連結部１１は、図３（ａ）及び図５に示すように、隣り合う発電モジュールＰを行方向及び列方向に折り畳んだ状態で折り目の交点となる位置に、上下方向に貫通する貫通領域１１１を有する。ここで、貫通領域１１１の形状は、本実施形態では図５に示したように十字状としたが、このような形状には限定されず、例えば円形、楕円形、多角形等、任意の形状とすることができる。

次に、図６から図８を参照して、本実施形態に係る発電モジュール連結体１０が、展開状態から折り畳まれて収納状態となる過程について、説明する。

図６は、発電モジュール連結体１０が行方向に折り畳まれた状態（以下、適宜「行方向折り畳み状態」と記載する）における（ａ）上面図、及び（ｂ）正面図である。発電モジュール連結体１０は、図３に示した展開状態から行方向に折り畳むことで、図６に示すような行方向折り畳み状態となる。具体的には、発電モジュール連結体１０は、行方向に隣り合う各列の発電モジュールＰの間で、行方向に互い違い折り畳むことで、行方向折り畳み状態となる。すなわち、まず、１列目の発電モジュールＰ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ４１，Ｐ５１）を、２列目の発電モジュールＰ（Ｐ１２，Ｐ２２，Ｐ３２，Ｐ４２，Ｐ５２）の裏側に重なるように折り畳む（山折り）。次に、上下方向に重なったこれら１，２列目の発電モジュールＰを、３列目の発電モジュールＰ（Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３，Ｐ４３，Ｐ５３）の表側に重なるように折り畳む（谷折り）。次に、上下方向に重なったこれら１〜３列目の発電モジュールＰを、４列目の発電モジュールＰ（Ｐ１４，Ｐ２４，Ｐ３４，Ｐ４４，Ｐ５４）の裏側に重なるように折り畳む（山折り）。そして、上下方向に重なったこれら１〜４列目の発電モジュールＰを、５列目の発電モジュールＰ（Ｐ１５，Ｐ２５，Ｐ３５，Ｐ４５，Ｐ５５）の表側に重なるように折り畳む（谷折り）。このように、発電モジュール連結体１０を、山折り及び谷折りが交互に現れるように、行方向に互い違いに折り畳むことで、図６に示すような行方向折り畳み状態とすることができる。ここで、山折りとする箇所及び谷折りとする箇所は、相互に入れ替えてもよい。

ここで、連結部１１は、行方向幅Ｃ≧２Ｌの関係を満たすように構成されている。そのため、図６（ｂ）に示すように、山折りとなる箇所及び谷折りとなる箇所いずれであっても、発電モジュールＰの間の連結部１１の長さが足りるため、円滑に折り畳むことができる。

図７は、発電モジュール連結体１０の行方向折り畳み状態における、列方向に沿う断面図の一部を拡大して示す図である。図７に示すように、列方向に隣り合う１行目の発電モジュールＰと２行目の発電モジュールＰとの間における連結部１１の長さＤは、下方ほど長くなるように折り畳まれている。図示は省略するが、列方向に隣り合う３行目の発電モジュールＰと４行目の発電モジュールＰとの間における連結部１１の長さＤも、下方ほど長くなるように折り畳まれている。一方、列方向に隣り合う２行目の発電モジュールＰと３行目の発電モジュールＰとの間、及び列方向に隣り合う４行目の発電モジュールＰと５行目の発電モジュールＰとの間における連結部１１の長さＤは、上方ほど長くなるように折り畳まれている。

図８は、発電モジュール連結体１０の収納状態における（ａ）上面図、及び（ｂ）側面図である。発電モジュール連結体１０は、図６に示した行方向折り畳み状態から、各行の発電モジュールＰを列方向に互い違いに折り畳み、全ての発電モジュールＰを重ね合わせることで、図８に示すような収納状態となる。具体的には、まず、上下方向に重なった１行目の発電モジュールＰ（Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５）を上下方向に重なった２行目の発電モジュールＰ（Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５）全体の表側に重なるように折り畳む（谷折り）。次に、上下方向に重なったこれら１，２行目の発電モジュールＰを、上下方向に重なった３行目の発電モジュールＰ（Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４，Ｐ３５）全体の裏側に重なるように折り畳む（山折り）。次に、上下方向に重なったこれら１〜３行目の発電モジュールＰを、上下方向に重なった４行目の発電モジュールＰ（Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ４３，Ｐ４４，Ｐ４５）全体の表側に重なるように折り畳む（谷折り）。そして、上下方向に重なったこれら１〜４行目の発電モジュールＰを、上下方向に重なった５行目の発電モジュールＰ（Ｐ５１，Ｐ５２，Ｐ５３，Ｐ５４，Ｐ５５）全体の裏側に重なるように折り畳む（山折り）。このようにして、行方向折り畳み状態の発電モジュール連結体１０を、山折り及び谷折りが交互に現れるように、列方向に互い違いに折り畳むことで、図８に示すような収納状態とすることができる。

発電モジュール連結体１０が、行方向折り畳み状態から収納状態に折り畳まれる際、図７に示したように列方向に隣り合う発電モジュールＰの間の連結部１１の長さＤが下方ほど長い箇所では、隣り合う発電モジュールＰ同士の表面が重なるようにして折り畳むことができる。このように折り畳むことで、折り畳まれた状態で上下方向の距離が長くなる発電モジュールＰの間の列方向幅Ｄほど長くなるので、円滑に折り畳むことができる。より具体的には、連結部１１の列方向幅Ｄは、折り畳まれた状態で一つ内側に配置される連結部１１の列方向幅Ｄよりも、２Ｌ以上長いため、内側に配置される連結部１１の部分に妨げられることなく円滑に折り畳むことができ、折り畳まれた状態での収納性の向上を図ることができる。

また、連結部１１は、隣り合う発電モジュールＰを行方向及び列方向に折り畳んだ状態で折り目の交点となる位置に、上下方向に貫通する貫通領域１１１を有するため、収納状態とする際に連結部１１が邪魔になりにくい。よって、発電モジュール連結体１０をより円滑に折り畳むことができ、折り畳まれた状態での収納性をより向上させることができる。

ここで、発電モジュール連結体１０の変形例について説明する。図９は、発電モジュール連結体１０の変形例１に係る発電モジュール連結体１０ａの展開状態における上面図である。

発電モジュール連結体１０ａは、連結部１１ａの行方向幅Ｃが以下のような関係を満たす以外は発電モジュール連結体１０と同様である。すなわち、行列状に配置された発電モジュールＰの行数をｍとし、連結部１１ａのｘ行目の行方向幅をＣ_xとするとき、連結部１１ａは、Ｃ₁≧２ＬかつＣｘ≧Ｃ_x-1＋２Ｌの関係を満たす第１の列２０３と、Ｃ_m≧２ＬかつＣ_x≧Ｃ_x+1＋２Ｌの関係を満たす第２の列２０４とを行方向に交互に含む。換言すると、行方向幅は、１行目が２Ｌ以上であり、１行目から順に２Ｌ以上ずつ増加する第１の列２０３と、１行目から順に２Ｌ以上ずつ減少して最終行が２Ｌ以上である第２の列２０４とを列方向に交互に含む。

また、連結部１１ａは、１行目が第１の行２０１であり、かつ、１列目が第２の列２０４である、又は、１行目が第２の行２０２であり、かつ、１列目が第１の列２０３である、という条件を満たす。

具体的には、発電モジュール連結体１０ａは、図９に示すように、行方向に隣り合う１列目の発電モジュールＰ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ４１，Ｐ５１）と２列目の発電モジュールＰ（Ｐ１２，Ｐ２２，Ｐ３２，Ｐ４２，Ｐ５２）との間における連結部１１ａの長さＣは、１行目から順に、Ｃ₁≧Ｃ₂＋２Ｌ、Ｃ₂≧Ｃ₃＋２Ｌ、Ｃ₃≧Ｃ₄＋２Ｌ、Ｃ₄≧Ｃ₅＋２Ｌ、Ｃ₅≧２Ｌの関係を満たし、第２の列２０４を構成する。同様に、行方向に隣り合う３列目の発電モジュールＰ（Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３，Ｐ４３，Ｐ５３）と４列目の発電モジュールＰ（Ｐ１４，Ｐ２４，Ｐ３４，Ｐ４４，Ｐ５４）との間における連結部１１の長さＣは、１行目から順に、Ｃ₁≧Ｃ₂＋２Ｌ、Ｃ₂≧Ｃ₃＋２Ｌ、Ｃ₃≧Ｃ₄＋２Ｌ、Ｃ₄≧Ｃ₅＋２Ｌ、Ｃ₅≧２Ｌの関係を満たし、第２の列２０４を構成する。一方、行方向に隣り合う２列目の発電モジュールＰ（Ｐ１２，Ｐ２２，Ｐ３２，Ｐ４２，Ｐ５２）と３列目の発電モジュールＰ（Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３，Ｐ４３，Ｐ５３）との間における連結部１１の長さＣは、１行目から順に、Ｃ₁≧２Ｌ、Ｃ₂≧Ｃ₁＋２Ｌ、Ｃ₃≧Ｃ₂＋２Ｌ、Ｃ₄≧Ｃ₃＋２Ｌ、Ｃ₅≧Ｃ₄＋２Ｌの関係を満たし、第１の列２０３を構成する。同様に、行方向に隣り合う４列目の発電モジュールＰ（Ｐ１４，Ｐ２４，Ｐ３４，Ｐ４４，Ｐ５４）と５列目の発電モジュールＰ（Ｐ１５，Ｐ２５，Ｐ３５，Ｐ４５，Ｐ５５）との間における連結部１１の長さＤは、１行目から順に、Ｃ₁≧２Ｌ、Ｃ₂≧Ｃ₁＋２Ｌ、Ｃ₃≧Ｃ₂＋２Ｌ、Ｃ₄≧Ｃ₃＋２Ｌ、Ｃ₅≧Ｃ₄＋２Ｌの関係を満たし、第１の列２０３を構成する。

以上のような構成とすることで、発電モジュール連結体１０ａは、発電モジュール連結体１０による効果に加えて、行方向又は列方向のいずれから折り畳んでも収納状態とすることができる。また、連結部１１ａが、１行目が第１の行２０１であり、かつ、１列目が第２の列２０４である、又は、１行目が第２の行２０２であり、かつ、１列目が第１の列２０３である、という条件を満たすので、発電モジュールＰが行方向に隣り合う発電モジュールＰ及び列方向に隣り合う発電モジュールＰのいずれからも遠くなることを回避することができ、発電モジュールＰの安定性を向上することができる。

図１０（ａ）は、発電モジュール連結体１０の変形例２に係る発電モジュール連結体１０ｂの展開状態における断面図の一部を拡大して示す図である。発電モジュール連結体１０ｂは、連結部１１ｂの上下方向に発電モジュールＰが配置された構成とする以外は、発電モジュール連結体１０と同様である。発電モジュール連結体１０ｂは、発電モジュール連結体１０による効果に加えて、隣り合う発電モジュールＰの間で折り畳まれる際に、連結部１１ｂの内側に発電モジュールＰが配置されるので、折り畳みによる連結部１１ｂへの負担が軽減できるという効果を有する。

図１０（ｂ）は、発電モジュール連結体１０の変形例３に係る発電モジュール連結体１０ｃの展開状態における断面図の一部を拡大して示す図である。発電モジュール連結体１０ｃは、連結部１１ｃを発電モジュールＰの上下方向中心付近で隣り合う発電モジュールＰ同士を連結するように配置された構成とする以外は、発電モジュール連結体１０と同様である。発電モジュール連結体１０ｃは、発電モジュール連結体１０による効果に加えて、隣り合う発電モジュールＰの間で折り畳まれる際に、連結部１１ｃの内側に発電モジュールＰが配置されるので、折り畳みによる連結部１１ｃへの負担が軽減できるという効果を有する。

図１１は、発電モジュール連結体１０の変形例４に係る発電モジュール連結体１０ｄの展開状態における上面図である。発電モジュール連結体１０ｄは、上面図において矩形状である発電モジュールＰに代えて、上面図において円形状である発電モジュールＰ’を用いること以外は、発電モジュール連結体１０と同様である。この場合、行方向幅Ｃは、図１１に示すように、行方向に隣り合う発電モジュールＰ’の間における連結部１１ｄの最短の長さである。同様に、列方向幅Ｄは、図１１に示すように、列方向に隣り合う発電モジュールＰ’の間における連結部１１ｄの最短の長さである。なお、発電モジュールＰ’は、列方向幅Ｄを規定し得る限り、上面図において円形状には限定されず、例えば多角形状やその他の任意の形状であってもよい。

前述したところは本発明の一実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲において、種々の変更を加えてもよいことは言うまでもない。例えば、各発電モジュールＰ，Ｐ’や連結部１１〜１１ｄ等の配置について、行や列を用いて説明したが、行と列は説明の便宜上規定したものであり、これらを相互に入れ替えてもよい。同様に、上下方向は説明の便宜上規定したものであり、これらを相互に入れ替えてもよい。また、発電モジュールＰ，Ｐ’を５行５列の行列状に配置した発電モジュール連結体１０〜１０ｄを用いて説明したが、発電モジュールＰ，Ｐ’は、２行以上かつ２列以上の行列状に配置されていればよい。

また、本実施形態に係る連結部１１〜１１ｄは、貫通領域１１１を有することが好ましいが、必ずしも有さなくてもよい。

また、本実施形態に係る連結部１１〜１１ｄは、導体層１１２を、例えば銅箔等の導体がベースフィルム及びカバーフィルム等の絶縁体で挟まれるように積層したフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）で構成してもよい。この場合、連結部１１〜１１ｄは、ＦＰＣで構成された導体層１１２自体が保護機能を有するため、保護層１１３を含まなくてもよい。

さらに、連結部１１〜１１ｄは、導体層１１２をＦＰＣで構成する場合、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、保護層１１３を含む構成としてもよい。図１２（ａ）〜（ｃ）はいずれも、導体層１１２が隣り合う発電モジュールＰ，Ｐ’同士を上下方向中心付近で連結するように配置された発電モジュール連結体１０〜１０ｄの例である。保護層１１３は、図１２（ａ）に示すように、発電モジュールＰ，Ｐ’の表側の一部以外を覆うように配置されてもよいし、図１２（ｂ）に示すように、発電モジュールＰ，Ｐ’と導体層１１２との連結部の上下方向を覆うように配置されてもよいし、図１２（ｃ）に示すように、導体層１１２の上下方向を覆うように配置されてもよい。ここで、発電モジュールＰ，Ｐ’の上下方向の厚みＬは、図４についての説明と同様、発電モジュールＰ，Ｐ’の上下方向に導体層１１２及び／又は保護層１１３が存在する場合には、導体層１１２及び／又は保護層１１３の厚みも含む発電モジュール連結体１０〜１０ｄ全体の厚みである。

また、本実施形態に係る発電装置１において、本体２０が発電モジュールと接続される態様は特に限定されず、例えば、本体２０がいずれかの発電モジュールと一体的に設けられていてもよいし、いずれかの発電モジュールの端部に接続されていてもよいし、発電モジュールと着脱可能であってもよい。

また、本実施形態に係る発電モジュール連結体は、本体２０と共に用いられて発電装置１を構成することには限定されず、本体２０から独立して用いられてもよい。具体的には、本実施形態に係る発電モジュール連結体は、例えば本体２０の外部ＩＦ２６と同様の機能を有するインタフェースを備え、このインタフェースに外部機器が直接接続されると、接続された外部機器に電力を供給する構成としてもよい。

また、本実施形態に係る発電モジュールの一態様として、上述の太陽電池パネルを備える光電変換モジュールを用いてもよい。また、本実施形態に係る発電モジュール連結体の一態様として、上述の光電変換モジュールを用いた光電変換モジュール連結体を用いてもよい。また、発電装置１の一態様として、上述の光電変換モジュール連結体を備える光電変換装置を用いてもよい。

さらに、本実施形態に係る発電モジュール連結体について説明した各構成は、発電モジュールに限定されない任意の薄型パネルと、導体を含む連結部に限定されない任意の連結部と、を備える任意のパネル連結体にも適用可能である。

本発明によれば、折り畳まれた状態での収納性の向上を図ることができるパネル連結体、発電モジュール連結体、光電変換モジュール連結体及び発電装置を提供することができる。

１ 発電装置
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 発電モジュール連結体
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 連結部
１２ 発電パネル
２０ 本体
２１ インタフェース
２２ 昇圧回路部
２３ 発電モジュール電圧検出部
２４ ＡＣアダプター電圧検出部
２５ 充電池
２６ 外部インタフェース
２７ 充放電制御回路
２８ コントローラ
３０ ＡＣアダプター
３１ コンセント
３２ ＡＣ／ＤＣ変換器
１１１ 貫通領域
１１２ 導体層
１１３ 保護層
２０１ 第１の行
２０２ 第２の行
２０３ 第１の列
２０４ 第２の列
Ｃ 行方向幅
Ｄ 列方向幅
Ｌ 発電モジュールの上下方向における厚み
Ｐ，Ｐ’ 発電モジュール

Claims (6)

1. ｍ行ｎ列（ｍ≧３かつｎ≧３）の行列状に配置された複数の薄型パネルと、
   前記薄型パネルを行方向及び列方向に連結する連結部と、を備え、隣り合う前記薄型パネルの間で折り畳み可能なパネル連結体であって、
   前記連結部は、
   ｙ列目で列方向に隣り合う前記薄型パネルの間における前記連結部の長さをＤ_yとし、前記薄型パネルの上下方向における厚みをＬとするとき、Ｄ₁≧２ＬかつＤ_y≧Ｄ_y-1＋２Ｌの関係を満たす第１の行と、Ｄ_n≧２ＬかつＤ_y≧Ｄ_y+1＋２Ｌの関係を満たす第２の行とを列方向に交互に含み、
   ｘ行目で行方向に隣り合う前記薄型パネルの間における前記連結部の長さをＣ_xとするとき、Ｃ₁≧２ＬかつＣ_x≧Ｃ_x-1＋２Ｌの関係を満たす第１の列と、Ｃ_m≧２ＬかつＣ_x≧Ｃ_x+1＋２Ｌの関係を満たす第２の列とを行方向に交互に含み、
   １行目が前記第１の行であり、かつ、１列目が前記第２の列である、又は、１行目が前記第２の行であり、かつ、１列目が前記第１の列である、パネル連結体。
2. 前記連結部は、隣り合う前記薄型パネルを行方向及び列方向に折り畳んだ状態で折り目の交点となる位置に、上下方向に貫通する貫通領域をさらに有する、請求項１に記載のパネル連結体。
3. 請求項１又は２に記載のパネル連結体において、前記薄型パネルは発電モジュールであり、前記連結部は前記発電モジュールを電気的に連結する導体を含む、発電モジュール連結体。
4. 前記連結部は、下端に沿って配置され、上下方向に積層された導体層と保護層とをさらに含み、
   前記保護層は、前記導体層よりも下端側に配置される、請求項３に記載の発電モジュール連結体。
5. 請求項３又は４に記載の発電モジュール連結体において、前記発電モジュールは光電変換モジュールである、光電変換モジュール連結体。
6. 請求項３又は４に記載の発電モジュール連結体と、
   前記発電モジュール連結体と電気的に接続する本体と、を備える発電装置。

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