JP6830537B2

JP6830537B2 - ソーラーパネルアセンブリ

Info

Publication number: JP6830537B2
Application number: JP2019531891A
Authority: JP
Inventors: サエード、オスマン
Original assignee: Elemental Engineering AG
Current assignee: Elemental Engineering AG
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2038-02-09
Also published as: KR102355370B1; ZA201901674B; CN110382972B; ES2851074T3; JP2020504587A; CN110382972A; EP3504486A1; US10852039B2; KR20190109460A; US20190353405A1; WO2018146288A1; EP3504486B1

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルによる指向性ソーラーパネルアセンブリに関する。

特許文献１は、垂直柱と、回転可能で垂直柱上に設けられる主桁と、主桁に固定され、且つ主桁と共に回転できる支持フレームと、を含む水平単軸太陽追尾装置支持スタンド及びその連係システムを開示する。固定支持フレームは、南北方向に水平に延び、且つ水平面に対して傾斜角度を形成するように配置された太陽電池アセンブリを設けられる。北半球で使用される場合に、太陽電池アセンブリは、その北側が、南側より高くなるような傾斜角度で配置される。反対の傾斜角度が、南半球で用いられる。

この種の設備は、効率的な方法で太陽に従うように方向付け可能な太陽電池アセンブリ系列を提供することを目的とする。それは、傾斜単軸構造ほど容易に損傷されない、且つ同時に既存の平坦な単軸太陽追尾構造から周知のより低い太陽エネルギ収集の問題を見せない平坦な単軸太陽追尾構造を提供するという問題を解決する。

太陽の経路を考慮に入れ、一日にわたって可能な最も多くの日光を収集する最適位置にソーラーパネルを方向付けるように回転可能又は傾斜可能な様々な指向性手段が、当該技術分野において知られている。通常、かかるソーラーパネルは、多数の行及び列を含むアレイで設けられ、従って、土地、特に有用な農業区域のかなりの量を覆う。前記アレイが、建物の屋根表面に設けられる場合、これは、通常、これらの表面を他の点では使用できない。これは、残念である。何故なら、屋上緑化が、市街地の環境と同様に、建物の屋根の耐用寿命に肯定的な影響を及ぼすことが示されたからである。

特許文献２は、農地の利用を最大限にするために設けられる収穫モジュール及びシステムを開示する。各モジュールは、農地の上に支持される集水構造と、集められた水を植物及び／又は土壌に分配するための配水サブシステムと、を含む。具体的には、モジュールは、前記構造上に光起電力電池を更に含み、太陽追尾システムは、モジュールに組み込まれてもよく、その結果、構造は、最大日光暴露を得るために回転されてもよい。特に、電池から収集されたエネルギは、例えば光合成用の光子エネルギをモジュールの下の土地の作物に供給するために、バッテリに格納され、且つライト、例えばＬＥＤに電力を供給するために用いられてもよい。

特許文献３はまた、統合給水設備を有する農業及び光起電力設備を開示する。設備は、ポールアレイを形成するために、水平に離間された幾つかのポールを含み、各ポールは、下部構造上に整列された光起電力モジュールを支持するように適合される。光起電力モジュールは、２つの旋回軸上方の太陽のそれぞれの位置に整列させることができる。統合ネットワークから独立した給水施設は、雨水集水システムと、農業的に利用される土地の灌水用の灌漑システムと、を含み、１つ又は複数のタンクが、貯水槽として働き、集められた水もまた、光起電力モジュールを冷却するために用いられてもよい。

特許文献４は、支持基板に設置された多数の太陽電池モジュールによって形成される、回転可能に支持された太陽電池パネルを開示する。パネルによって陰にされた植物に日光を分散させるために、スルーホールが、隣接する太陽電池モジュールの丸いコーナー間において支持基板に形成され、光透過要素が、この孔に設けられる。更に、下部乱反射フラップが、パネルの下部エッジに設けられ、隣接するパネルの反射性下面に、上からフラップに入射する日光を反射し、これらの２つの反射を介して、隣接するパネルの下の土地に、追加の分散された日光をもたらす。

国際公開第２０１６／０７４３４２号パンフレット国際公開第２００５／０３４６１１号パンフレット独国特許出願公開第１０２０１３００２８２５号明細書韓国特許出願公開第２０１０−０１３０１１５号明細書

本開示の目的は、ソーラーパネルアセンブリの下の土地区域の農業的利用を可能にする、又はかかるソーラーパネル構造の下の野菜の損害を回避する改善された指向性ソーラーパネルアセンブリを提供することである。更に、より単純な素子を有する、且つ悪い気象条件、特に強風に耐えるように一層よく適合されたソーラーパネルアセンブリを提供することが、本発明の目的である。これは、請求項１に記載のソーラーパネルアセンブリによって、且つ請求項１０に記載のソーラーパネルアセンブリアレイによって達成される。

ソーラーパネルアセンブリは、土地の上に又はその中に据えられるスタンドと、空に向けられるソーラーパネル（プラットホーム上のソーラーパネル。従ってまたソーラーパネルプラットホームと表示される）と、スタンドの上部自由端をソーラーパネルに接続し、ソーラーパネルが、多数の好ましい方向で太陽の方へ向けられ得るようにする１つ又は複数の指向性機構と、を含む。

本発明によれば、前記ソーラーパネルアセンブリは、土地の方へ直接又は間接的に向けられるために、ソーラーパネルの下面の方へ入射光を収集し案内するように配置された、ソーラーパネルの周囲のまわりの光学導光素子又は方向転換素子（ここでは単に光学素子とも表示される）を設けられる。エッジにおける転送は、入射光を反射し、且つ土地に反射ビームを導くことによって提供することができ、土地は、全ての実施形態において、隣接するソーラーパネルアセンブリの下の土地区域を含む、同じソーラーパネルアセンブリの下又はその近くの土地とすることができる。周囲のまわりの光学導光素子は、全てのエッジ、又はソーラーパネルプラットホームのエッジの部分においてのみ設けることができる。

かかる光学素子の１つ又は複数が、プロファイルの内側に搭載され、プロファイルは、好ましくはプロファイルのそれぞれの端部における２つの接続ロッドを介し、少なくとも１つの接続ウェブを介してソーラーパネルプラットホームに接続される。少なくとも１つの接続ウェブは、ソーラーパネルプラットホーム内に搭載された駆動装置に接続され、少なくとも１つの接続ウェブの接続は、プロファイルをソーラーパネルプラットホームから延ばして、プロファイルとソーラーパネルプラットホームとの間に通路を作るように適合される。通路は、雨水を集めるのと同様に、光を収集しソーラーパネルプラットホームの下に案内できるようにする。強風の場合に、プロファイルは、ソーラーパネルプラットホームの本体の方へ引き込まれ、プロファイルを風にさらされたままにしないことができる。
従ってこの場合に、プロファイルが完全に引き込まれ、光及び水を収集するための上記の通路を完全に閉じる場合に、プロファイルの内面に面するプラットフォーム下部構造の本体の外面は、プロファイルの内面が、主に、この外面と直接二次元接触するように、この内面を補足するのが好ましい。
好ましくは、プロファイルの上部セクションは、６０〜９０度の間の角度を特に囲むか又はカバーして曲げられ、補足的曲がりは、プラットホームの下部構造の本体の上記の外面によって形成される。プロファイルの下部セクションは、上部プラットホーム表面の平面に対して３０〜６０度の間の角度を有する平面プロファイルとし、任意選択的にプロファイルの下部自由エッジにおいて高くされた樋エッジを有することができる。これは、プラットホームの下の土地の方へ部分的に直接反射できる、且つ上記のプラットホーム下部構造の中心反射隆起部に部分的に導かれ得る日光の広範囲の捕捉を土地の方へ間接的に分配できるようにする。
任意選択的に、光学素子がまた、ソーラーパネルの上部表面に統合される場合に、これらの光学導光素子が、活発な粒子結合を減少させるパネルの表面上の分子特性を提供するために親油性層によって任意選択的に覆われたソーラーパネルベースに、且つ透明ポリマー基板又はガラスパネルと一緒に設けられることが好まれる。それによって、滑らかな上部表面が提供され、その結果、表面上に押し寄せる水は、傾斜ソーラーパネルの場合に、より低い隣接エッジへ直接流れることができる。

実施形態によれば、前記ソーラーパネルアセンブリは、土地の方へ直接又は間接的に導かれる所謂生育光（植物光としても知られている）を生成するように配置されたソーラーパネルの下面に複数のＬＥＤを設けられる。生成された生育光の波長は、成長が土地で促進されることになる植物に従って予め決定することができる。少なくとも１００〜８００ミクロモル／ｍ²ｓの間の、光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）で与えられる光レベルが提供されることが提案される。これは、日光スペクトル（５８００Ｋ）ランプ用に、５８００〜４６，０００ルーメン／ｍ²と等しくなろう。ＬＥＤは、ソーラーパネルプラットフォームの下面上又は下面中に所定パターンで配置することができる。それらは、隣接するソーラーパネルアセンブリから放射された光と組み合わされた各ソーラーパネルアセンブリの光が、ソーラーパネルアセンブリの下の土地全体をカバーするべきであることを考慮して、複数のＬＥＤの放射光を土地上に案内する導光及び集束レンズを含むことができる。必ずではないが、しかし好ましくはソーラーパネルプラットフォームの中心において、ソーラーパネルプラットフォームの下にＬＥＤ中心グループを設けることが可能であり、光反射素子は、ソーラーパネルプラットフォームのエッジから転送された光を反射するようにこれらのＬＥＤまわりに設けられ、従ってその光を土地に導き、ＬＥＤ用の撮像レンズ用にスペースを提供する。所定のパターンは、シングル又はバンドルＬＥＤの配置を多数の行及び列に簡単に含むことができる。

更に、少なくとも１つの雨水樋が、対応する分配要素を備えたソーラーパネルプラットフォームの１つのエッジに、又はそのエッジに沿って設けられることが好まれる。かかる分配要素は、スタンドのまわりの集められた水を分配するために、スタンドに沿って走る導管とすることができる。雨水樋は、ソーラーパネルの周囲に設けられる、上記のような光収集構造に統合することができる。ソーラーパネルプラットフォームが、入射日光の軸に対して垂直に、又は少なくとも９０度に近い角度で配置される場合に、好まれるエッジは、低く留まるエッジである。雨水が横からこぼれるのを回避するために、この下部エッジに隣接するエッジに追加の樋要素を設けることが可能である。

本発明による複数のソーラーパネルアセンブリによって覆われた土地区域の効率的な利用のために、分散システムを作成する全てのソーラーパネルアセンブリにバッテリ又は一連のバッテリバンクを含むことが可能である。ソーラーパネルアセンブリアレイを中間で、且つ外界と接続する電線を設けることも可能である。通常、農業的利用が、一直線で実行されるので、電線は、農業用鋤の作るラインと平行に配置することができる。

分離されたソーラーパネルアセンブリのアレイは、無線通信手段を含むことができる。次に、各ソーラーパネルアセンブリは、分散コンピュータネットワークのアクセスポイントにすることができ、更なるインフラストラクチャを必要としない。

本発明の更なる実施形態は、従属請求項において規定される。

本発明の好ましい実施形態は、図面に関連して以下で説明され、図面は、現在の好ましい実施形態を示すためにあり、それらの実施形態を限定するためではない。

本発明の実施形態によるソーラーパネルを方向付けるための機構の下からの概略斜視図を示す。実施形態によるソーラーパネルを方向付けるための更なる機構の下からの概略斜視図を示す。実施形態に従い、ソーラーパネルプラットホームの上部表面に統合された光方向転換素子及びソーラーパネルプラットホームの下面における光生成素子を備えた図１又は図２のソーラーパネルプラットホームの断面図を示す。光生成素子のない実施形態用の図３の詳細図における光路を示す。光生成素子を含む実施形態用の図３の詳細図における光路及び光生成素子を示す。図４Ａ及び４Ｂの実施形態において用いられるような反射面としてのプリズム格子面の概略詳細図を示す。実施形態に従って、図２によるソーラーパネルアセンブリアレイの上からの概略図を示す。ソーラーパネルアセンブリのジグザグパターンを有する更なる実施形態に従って、図２によるソーラーパネルアセンブリアレイの上からの概略図を示す。ジグザグソーラーパネルアセンブリのアレイの正面図（左側）及び側面図（右側）を示す。垂直方向から小さな角度がある図６Ａのアレイの正面図及び側面図を示す。垂直方向から大きな角度がある図６Ａのアレイの正面図及び側面図を示す。全てのソーラーパネルアセンブリの水平配向を備えた図６Ａのアレイの正面図及び側面図を示す。３つの可撓性排水管を備えた樋配置の正面図を示す。図７Ａに似た更なる樋配置の部分側面図を示す。ソーラーパネルプラットホームの２つの対向エッジから引き延ばし可能な２つのプロファイルを備えた、本発明の実施形態による引き込み位置におけるソーラーパネルプラットホームの概略斜視図を示す。引き延ばし位置における図８のソーラーパネルプラットホームの概略斜視図を示す。ソーラーパネルプラットホームの引き延ばし位置の図９のソーラーパネルプラットホームの下からの概略斜視図を示す。ソーラーパネルが下部構造上に搭載されていない図１０のソーラーパネルプラットホームの下部構造の上からの斜視図を示す。図９のソーラーパネルプラットホームのコーナーの拡大図を示す。図９のソーラーパネルプラットホームの下面の拡大図を示す。

下記は、本開示の実施形態を詳細に説明する。実施形態の例は、添付の図面に示されており、添付の図面では、同じ又は同様の参照符号は、同じ若しくは同様のコンポーネント又は同じ若しくは同様の機能を有するコンポーネントを表す。

図１は、本発明の実施形態によるソーラーパネルを方向付けるための機構の下からの概略斜視図である。ソーラーパネルアセンブリ１０は、プラットホーム２０を含む。プラットホーム２０の上部表面２１には、光起電力、即ちソーラーパネル（図示せず）と同様に、追跡装置の任意選択のセンサが搭載される。代替実施形態において、プラットホーム２０自体は、対応する周囲フレームを備えた太陽電池モジュールを含むことができる。いずれにしても、プラットホーム２０の上部表面２１が、空へ方向付けられることになり、且つソーラーパネル表面を提供するのに対して、下面２２は、調整、即ち指向性機構４０４及び４１４用の１つ又は複数の取り付け点２３を含む。

相異なる実施形態（図面には示されていない）において、ソーラーパネルは、不動態化エミッタリアコンタクト太陽電池、所謂ＰＥＲＣ電池を含むことができ、双方が対面しても背中合わせに配置されても上部表面２１は、主コレクタとなり、下部表面、即ち下面２２は、二次コレクタ又は任意の他のコレクタになろう。

アーム４０３が、取り付け点２３から突き出て、且つソーラーパネルプラットホーム２０の傾斜を調整するための第１の機構４０４とプラットホーム２０を接続するが、ここでは第１の機構４０４は、水平軸４１０を中心にアーム４０３及び従ってプラットホーム２０を回転させるように作動可能な第１の駆動モータ４０６として示されている。プラットホーム２０は、第２の機構４１４に更に動作可能に接続され、第２の機構４１４は、垂直軸４２０を中心に第１の機構４０４及び従ってプラットホーム２０を回転させるように作動可能な第２の駆動モータ４１６を含む。図１の実施形態の駆動モータ４１６は、図２に示されている垂直スタンド３０と動かないように接続され、下の土地３１にしっかり据えられる。モータ４０６及び４１６は、ソーラーパネルによって充電されるソーラーパネルのバッテリに接続される。

図２は、本発明の実施形態によるソーラーパネルを方向付けるための更なる機構の下からの概略斜視図を示す。ソーラーパネルアセンブリ１０は、下の土地３１にしっかりと据えられたスタンド３０、特に円筒スタンドに、駆動自在継ぎ手４０を介して中心で接続されるソーラーパネルプラットホーム２０を含む。スタンド３０の長さは、人が、ソーラーパネルプラットホーム２０の向きとは無関係に妨げられずに働くことができるようにするために十分であるのが好ましい。従って、スタンド３０は、スタンドが中心で取り付けられる場合に、通常、２メートル＋ソーラーパネルプラットホーム直径の半分を超える長さを有する。ソーラーパネルプラットホーム２０のエッジ２４は、前記自由なユーザの高さより低くまで傾斜されるべきではない。土地３１は、もし農業的利用の場合は、例えば機械で耕されるように意図されていて、これらの機械の高さは、自由な高さが予め決定されるために考慮されなければならない。パネルをより低い高さに設けることもまた可能である。次に、サービスの場合に、自由な高さの耕起、撒種、施肥、及び一般的に土地の作業用に、下の土地に障害物がないようにするために、パネル１０は、直立するように通常は折り畳まれ、それによって最低のエネルギレベルをもたらすことになろう。かかる条件下で、飛行機が使用され得、散水システムが、フィールドにわたって移動され得る。

図３は、任意選択の特定の実施形態に従って、ソーラーパネルプラットホーム２０のエッジ２４に設けられる、且つソーラーパネルプラットホーム２０の上部表面に統合される光学光方向転換素子５０を備えた、図１又は図２のソーラーパネルプラットホーム２０の断面図を示す。本発明による引き延ばし可能なプロファイル１６０の内側でエッジ２４に設けられる外部光学光方向転換素子１６１、１６２は、以下で更に図８〜１３に関連して説明される。

ソーラーパネルプラットホーム２０は、その上部表面２１に親油性層１１を含むのが好ましく、親油性層１１の機能は、活発な粒子結合を低減するパネル表面上の分子特性を提供することである。即ち、ダスト、油及び水性粒子は、粘着せずに表面から滑り落ちる。透明なポリマー基板又はガラスパネル１２が、ソーラーパネル２５自体を覆う。この実施形態内において、ソーラーパネル２５は、かかるものとしてプラットホーム構造を提供するが、しかしそれはまた、エッジ２４における光学素子５０を一緒に、且つ／又は中心における光学素子５５を接続するフレームに含まれ得る。透明なポリマー又はガラス１２は、図３に示されているような断面を備えた長尺プロファイルである光収集レンズ５２によって完全に満たされた凹部をエッジ２４に含む。２つのカバー層１１及び１２は、透明である。

第１の光方向転換素子５０は、好ましくは、図３の断面図の左側及び右側におけるソーラーパネルプラットホーム２０のそれぞれのエッジ２４全体にほぼ沿って設けられる。それらは、それぞれ、プラットホーム２０の上部表面の平面に対して、３０〜６０度の間、例えば図３の実施形態では４５度の角度で設けられる反射面５１を含む。図３の断面図の右側で、反射面５１は、エッジ２４におけるパネル２５の外側を通過する入射光を中心の方へ偏向するために設けられる三角形反射プロファイル５７によって形成される。

カバー層１１及び１２に統合される透明光収集レンズ５２は、反射表面５１の真上に設けられる。それは、アーチ形上部入射面５３と、ソーラーパネルプラットホーム２０の上部表面の平面と平行な下部出射面５４と、を含む。図３に示されているように、アーチ形上部入射面５３は、ソーラーパネルプラットホーム２０の垂直エッジ２４及び水平下部出射面５４の両方と直角を形成する。これらの測定値は、試験された実施形態用の基本的な基準として言及されるが、製造されているパネルの具体化に依存して、他の測定値もまた適用されてもよい。しかしながら、ソーラーパネルのエッジ２４のまわりのこれらの光収集構造の幅及び高さは、ソーラーパネル又はそのフレーム自体の横寸法の０．５％〜１０％の間、好ましくは１％〜５％の間になるように通常は選択される。

表面５４を通って光方向転換素子５０を出る収集光のほとんどは、ソーラーパネルプラットホーム２０の下面２２の中心の近くに設けられる反射光方向転換素子５５上に導かれる。反射光方向転換素子５５の反射面５６によって反射された光は、土地に導かれる。この文脈において、「下面の中心」２２は、例えば２×２ＬＥＤ（光生成素子、即ち光源としての）７０及びトーラス状反射素子５５を備えた中心部か、又は光収集素子５７及び５８だけが、ソーラーパネルプラットホームの対向エッジに設けられ、且つ光ＬＥＤ７０の二重帯域の１つを間に備えた２つの対向する中心長手方向反射面５６の方へ平行ビーム１０２（図４Ａ、４Ｂを参照）の光を転送することを意味することができる。

図３の左側において、反射面５１を備えた三角形素子５７は、同様の前面反射面５１を備えた台形素子５８によって取り替えられる。樋壁６０が、エッジ２４の光学素子５０の背後に、且つ台形プロファイル５８の背後に所定距離で設けられる。これは、親油性表面１１に到達して、且つ従ってその境界に案内されるどんな湿気も収集する管路６１又は空洞セクションを作成する。樋壁６０は、上部境界エッジ及び下部境界エッジを提供する、上部表面２１と下面２２との間のソーラーパネルプラットホームの全サンドイッチを包含する「Ｃ」の形状を有し、台形素子５８は、より大きな水流通路用の管路６１用により多くのスペースを提供する。樋は、もちろん、ソーラーパネルプラットホーム２０か、又はソーラーパネルを包含するフレームに固定される。

ソーラーパネルプラットホームによって陰にされた土地３１の直接照明用に反射面５１の屈折角を変更することもまた可能である。ソーラーパネルプラットホーム２０が、傾斜され回転された場合に、素子５０と５５との間のビーム経路は、同じままであるが、土地の点から見たソーラーパネルプラットホームの平面は変化し、光は、８つの近くの隣接するソーラーアセンブリの１つにおける下に部分的に導かれる。１つのアセンブリが単にもう一方のアセンブリの背後に配置されるのではなく、プラットホームアレイが、応じられるか又はジグザグ配置されることが可能である。

図４Ａは、光生成素子７０のない、且つ透明カバー層１１及び１２のない実施形態用の図３の詳細図における光路を示す。入射光ビーム１０１は、エッジで光学素子５０の光収集レンズ５２を横断し、且つ反射面５１において、反射ビーム１０２として下部表面２２にほぼ平行に反射される。

図４Ｂの実施形態によれば、ソーラーパネルアセンブリ１０は、土地の方へ直接又は間接的に導かれる所謂生育光を生成するために配置された、ソーラーパネルの下面の複数のＬＥＤ７０を設けられる。ＬＥＤは、好ましくは、下部表面２２でソーラーパネルプラットホーム２０の下面から取り付けられ、且つプラットホーム２０又はスタンド３０のどちらかに設けられる制御ユニットに接続され、任意の電気接続部が、ソーラーパネルプラットホーム２０（図示せず）の中に又はソーラーパネルプラットホーム２０に設けられる。

反射ビーム１０２は、中心素子５５の反射面５６（図３を参照）で再び反射され、結果として光ビーム１０３は、土地に導かれる。中心素子５５が、ソーラーパネル２５の下面２２に、又は対応するフレーム要素（図示せず）に取り付けられることが注目される。

ＬＥＤ７０は、ソーラーパネル、及び／又はソーラーパネルによって充電されるバッテリ若しくはバッテリパックから必要なエネルギを受信する。バッテリは、スタンド３０に備えられるのが好ましい。制御ユニットは、光周波数及び強度を測定する感知素子を介して、時間及び強度における生育光制御を予め決定する。加えて、本実施形態が、植物の必要に基づいて、帯域幅選択においてのみ放射する土地３１のＬＥＤ照明を選択することで、効率的なエネルギ利用を提供できるのに対して、太陽の入射光は、より広い帯域幅をカバーし、従って光利用効率を向上させる。図４Ｂの実施形態は、下面２２又は対応するフレーム（図示せず）に取り付けられた曲げ光学素子５５又は幾つかの直線セクションによって囲まれた、例えば４つのＬＥＤ７０のアレイを提供する。曲げ光学素子５５のこのフレーム内で、光回折レンズ７１が、ＬＥＤ７０の下に設けられる。

図４Ｃは、図４Ａ及び４Ｂの実施形態において参照数字５１及び５６で用いられるような反射面としてのプリズム格子面１５６の概略詳細図を示す。図４Ｃは、曲がりプリズム格子面１５６を備えたパネル裏面の中心近くの反射体５５を示すが、その原理はまた、ほぼ平坦な面５１にも当てはまる。入射光ビーム１０２は、反射光ビーム１０３として反射される。図４Ｃの詳細図１０９は、主反射面１０４と、中間光ビーム１０６としての反射光を主反射面１０４に部分的に反射する鋭角反射面１０５と、を有する反射素子を示す。換言すれば、図４Ｃは、プリズム効果を介して光を通過させ、それによってソーラーパネルプラットホーム２０の背面において出力光を曲げて増加させるプリズム格子面１５６を示す。プリズムマイクロ格子を使用することができるが、ナノ格子面を用いる方が出力効率が高い。相乗効果を生じるために、一エッジが、もう一方のエッジに対して垂直でなく、通常９０°未満であることが注目される。

図５Ａは、本発明の実施形態に従って、図２によるソーラーパネルアセンブリ１０のアレイの上からの概略図を示す。ソーラーパネルアセンブリは、各アセンブリ１０用のスタンド３０及びソーラーパネルプラットホーム２０の表現で概略的な方法で示されている。ソーラーパネルプラットホーム２０は、略正方形表面を備えた水平構成で表されているが、主として、現在のパネル産業は、ＰＶパネル配置の性質故に、長方形プラットホーム１０を提供する。隣接する行及び列のソーラーパネルアセンブリ１０の対向エッジ２４は、互いに最小距離で設けられる。前記最小距離は、ソーラーパネルプラットホームの図５Ａに示されている水平方向において達せられる。任意の傾斜構成において、かかる対向エッジ間の距離は、図５Ａに示されている構成におけるより大きい。前記距離が、ソーラーパネルアセンブリ１０の幅の８０％未満であり、ソーラーパネルプラットホーム２０下のスタンド３０の行間に農業用通路８５を作ることが好まれる。例えば２メートル×２メートルのプラットホームにおける例えば２メートルの辺長のソーラーパネルを用いると、かかる距離は、１６０センチメートルとすることができる。換言すれば、各スタンド３０は、各行及び各列において中心から中心まで３．６０メートルの距離を有する。ほぼ２^*（ＳＱＲ（２）−１）の距離は、近隣のソーラーパネルを陰にせずに、ソーラーパネルプラットホーム２０を約４５度まで傾斜できるようにする。例えば、近隣のソーラーパネルをますます陰にする値６０％、４０％、２０％、１０％及び５％のグループから取られた、隣接するソーラーパネルアセンブリ１０の幅のパーセンテージとして、隣接する行のソーラーパネルアセンブリ１０の対向エッジ２４の一層小さな最小距離を取ることもまた可能である。行間の上記の決定された距離はまた、アレイの近隣の列の距離に適用することができる。

複数のソーラーパネルアセンブリ１０によって覆われたかかる土地区域の効率的な利用のために、全てのソーラーパネルアセンブリにバッテリを含み、分散システムを作成することが可能である。一方で、外界との外部接続部８２とソーラーパネルアセンブリアレイを中間で接続する電線８１を設けることが可能である。これらの線８１及び８２は、バッテリ管理用の、且つ相異なるアレイ素子間のデータ交換用の電気接続部を通常含む。通常、農業的利用が、２つの平行ライン８５によって示されているように一列で実行されるので、電線８１及び８２は、農業用の鋤のライン８５と平行に配置することができる。配水線は、集められた水を表面全体にわたって分配するために、スタンド３０から延びる。

分離されたソーラーパネルアセンブリ１０のアレイは、無線通信手段を含むことができる。次に、各ソーラーパネルアセンブリ１０は、分散コンピュータネットワークのアクセスポイントとすることができ、更なるインフラストラクチャを必要としない。

図６Ａは、（左側における）正面から見たジグザグパターンに組織された多数のソーラーパネルアセンブリ１０を含むアレイと同様に、（右側における）側面から見た３つの連続行を示す。図６Ａに示されている向きで、ソーラーパネルは、それらが、最低のエネルギ収量を生成している場合の夜明け、夕暮れ及び／又はメンテナンス、収穫等において、極めて低い水平面用に方向付けられる。正面図において「隣接している」ように示されている、図６Ａの２つのソーラーパネルアセンブリ１０間に、ソーラーパネルが背後の行にある空の行が存在する。これは、それぞれの支持体３０の相異なる長さで示されている。右側の側面図において、２つのソーラーパネル間の農業用のライン８５は、はっきり目に見える。

図６Ｂは、太陽が、水平線から昇り且つ／又は水平線に没するのと共に、ソーラーパネルプラットフォーム２０が、太陽に従うためにそれらの角度を変更する場合の動作中の図６Ａのアレイを示す。図６Ｃは、異なる角度に配置された同じアレイを示す。図６Ｄは、操作上のスタンバイモードと同様に、典型的な正午の太陽角度を示す。スタンバイモード用のこの角度の主な理由は、言及したように光検出を最適化することである。

図７Ａは、線６２（図７Ｂ）として継続するために接合部品６５で接続される上部線６４としての３つの可撓性排水管の形態の分配要素を備えた樋配置の正面図を示す。これらの管６４の１つだけを設けることもまた可能である。溢流のない、且つ／又は閉塞の場合の冗長性としての滑らかな流れを保証するために、樋６０から離れるように水を導く２つ、３つ、４つ、又は更に多くの導水管６２を設ける可能性が存在する。

図７Ｂは、図７Ａのものと似ている樋配置の概略側面プロファイルを示す。スタンドへのソーラーパネルプラットフォーム２０の取り付けは、示されていない。この実施形態において、可撓性管６２は、スタンド３０の下に通じている。図６Ａ〜６Ｄに示されているような動作期間中にソーラーパネル２０が有し得る傾斜角度の変化を容易にするために、管６２における限界的なねじれが、たるみを例示するように図面に示されている。

図８〜１０は、実施形態によるソーラーパネルプラットホーム１２０の斜視図を概略的に示し、そこでは、ソーラーパネルプラットホーム１２０の２つの対向側面、即ちエッジが、プラットホーム１２０に対して引き延ばし可能で、且つプラットホームに面するプロファイル１６０の内側に搭載された光学素子１６１及び１６２を有するプロファイル１６０をそれぞれ設けられる。ソーラーパネル１２１は、中心機能隆起部１２３を有するプラットホーム下部構造１２２に搭載される。中心ノードとしての機能隆起部１２３は、例えば、図２に示されているようなスタンド３０に取り付けることができる。図８は、引き込み位置のソーラーパネルプラットホーム１２０を上から示し、図９は、それを引き延ばし位置で上から示し、図１０は、引き延ばし位置で下から示す。図８〜１０によるプラットホーム１２０の選択された部分は、図１１〜１３で一層詳細に示されている。

図に示されている具体例において、プロファイル１６０は、ソーラーパネルプラットホーム１２０の２つの対向側面、特に土地の方へ傾斜できる側面上に設けられる樋及び反射プロファイル１６０として設計される。各樋及び反射プロファイル１６０は、内側を反射性にできる下部平面プロファイルセクション１６１と、上部曲げセクション１６２と、を含む。上部曲げセクション１６２は、ソーラーパネルプラットホーム１２０の引き込み位置において上部曲げセクション１６２と下部構造１２２との間に空洞及びスロットをほとんど設けないために、下部構造１２２の隣接する外面を補足する。下部平面プロファイルセクション１６１の下部エッジ１６３が、平面の表面の上に上昇され、且つ土地まで直接落ちないように水を保持することができ、従って樋として使用され得る。プロファイル１６０が、プロファイル１６０の両端に動かないように接続される、ロッド１６４として示される２つの接続ウェブによって下部構造１２２に取り付けられることが注目される。表面１６１及び１６２の両方とも、反射面としての複数のプリズム格子面１５６を有する、図４Ｃに示されているような構造を設けることができる。

上部曲げセクション１６２の曲面は、６０〜９０度の角度をカバーすることができ、平面プロファイル１６１は、上部プラットホーム表面の平面と比較して、３０〜６０度の間の角度を有することができる。

ロッド１６４は、下部構造１２２に摺動可能に統合される。１つ又は複数の駆動装置（図示せず）が、上部曲げセクション１６２と下部構造１２２との間にスペースを設けるために、樋及び反射プロファイル１６０を延ばすためにロッドを下部構造１２２から押すように、例えば内側端部のウォームであるロッドに接続される。機能は、更なる図面に関連して説明される。強風が吹いている場合に、駆動装置は、樋及び反射プロファイル１６０を下部構造１２２の近くに持って来るように作動され、従って風力が、引き延ばし位置におけるソーラーパネルプラットホームを攻撃するのを防ぐ。

図９は、引き延ばし位置における図８のソーラーパネルプラットホーム１２０の概略斜視図を示す。図８との主な差は、樋及び反射プロファイル１６０と下部構造１２２との間に、ロッド１６４の引き延ばし位置によって設けられる通路１２４である。

図１０は、ソーラーパネルプラットホーム１２０の引き延ばし位置における図９のソーラーパネルプラットホーム１２０の下からの概略斜視図を示す。下部構造１２２は、樋及び反射プロファイル１６０と平行に、下部構造１２２の下部表面１２５を越えて延びる機能隆起部１２３を含む。機能隆起部１２３は、下部構造１２２のエッジ１２６から中間における開口部１３０まで行く、ＬＥＤライトとして構成された、反対側のエッジまで延ばされる光源の２つのストライプ１７０を自らの下側に含む。もちろん、多数の単一ＬＥＤライトが存在することができ、又はＬＥＤストライプ１７０の２つを超える線が存在することができる。ストライプは、機能隆起部１２３の平坦な下部表面に設けられ、平坦な平面下部表面はまた、凸面に曲げることができる。機能隆起部１２３の境界面２５６は、四半分の球形状に、断面において、曲げられ、且つ反射性を有する。従って、表面２５６が、図４の反射面５６と同じ機能を有するのに対して、下部平面プロファイル１６１は、反射面５１の機能を有する。

図１１は、ソーラーパネル１２１が自らの上に搭載されていない図１０の下部構造１２２の上からの斜視図を示す。ロッド１６４用の駆動装置及び電気接続部等は、同様に省略されている。下部構造１２２は、ほぼ平坦な底面１２７を備えたトレイの形状を有する。下部構造１２２のコーナーから中心の方へ達する４つの補強ウェブ１２８が設けられ、開口部１３０が設けられる。トレイの表面１２７上に雨水を集めるために、下部構造１２２上の複数の光起電力電池モジュールに、それらの間のスペースを設けることが可能である。

樋及び反射プロファイル１６０が設けられる側における下部構造１２２の内側上部セクション（図１２〜１３に示されているその外面２６２を参照）が、上部曲げプロファイルセクション１６２への空洞補足セクションとして示されている。

図１２は、引き延ばし位置における図８又は９のソーラーパネルプラットホーム１２０のコーナーの拡大図を示す。それは、ロッド１６４が、光起電力パネル１２１のレベルに設けられ、駆動装置への接続が、ここではロッド１６４の曲げ外面２６２の単一線で示されている下部構造１２２のトレイ内で達成されなければならないという意味で概略図である。通路１２４が、プラットホーム１２０の上側からその下面へと光及び水が通過できるようにすることが分かる。曲げプロファイルセクション１６２の曲がりは、入射光を土地に、又は同様に下部構造１２２の反射曲げ外面２６２上に導き、土地の方へ若しくは平面反射プロファイル１６１上に再び反射されるように選択することができる。上からの直接入射光は、中心隆起部１２３の反射境界面２５６の方へ平面反射プロファイル１６１から反射される。

図１３は、図９のソーラーパネルプラットホーム１２０の下面の拡大図を示す。参照数字１６５は、プロファイル１６０の下部樋エッジ１６３の出口を表示する。エッジ１６３の上部リップ、即ち上昇部に集められた液体は、可撓性のライン６２を接続できる中心接続部に出口１６５を通して案内される。

１０ソーラーパネルアセンブリ
１１親油性層
１２透明なポリマー又はガラス
２０ソーラーパネルプラットホーム
２１上部表面
２２下部表面、下面
２３取り付け点
２４ソーラーパネルプラットホームのエッジ
３０スタンド
３１土地
４０自在継ぎ手
５０エッジにおける統合光学素子
５１反射面
５２光収集レンズ
５３アーチ形上部入射面
５４下部垂直出射面
５５中心における光学素子
５６反射面
５７三角形反射プロファイル
５８台形プロファイル
６０樋壁
６１管路／ボアホール
６２可撓性のライン
６３漏斗取り付け部
６４上部ライン
６５ライン接合部
７０光源、ＬＥＤ
７１光回折レンズ
８１電線
８２外部接続部
８５農業用のライン
１０１入射光ビーム
１０２反射ビーム
１０３土地に向けられた光ビーム
１０４主反射面
１０５隣接鋭角面
１０６中間反射ビーム
１０９格子反射面の詳細図
１２０ソーラーパネルプラットホーム
１２１ソーラーパネル
１２２下部構造
１２３中心機能隆起部
１２４通路
１２５下部構造の下部表面
１２６下部構造のエッジ
１２７底面
１２８補強ウェブ
１３０開口部
１５６格子反射面
１６０引き延ばし可能な樋及び反射プロファイル
１６１下部平面プロファイル
１６２プロファイルの上部曲げセクション
１６３プロファイルの下部エッジ
１６４側面ロッド、接続ウェブ
１６５出口
１７０ＬＥＤストライプ
２５６反射境界面
２６２下部構造曲げセクション
４０３アーム
４０４第１の機構
４０６第１のモータ
４１０水平軸
４１４第２の機構
４１６第２のモータ
４２０垂直軸

Claims

ソーラーパネルアセンブリ（１０）であって、
土地（３１）の上に又はその中に据えられるスタンド（３０）と、
空に向けられるソーラーパネルプラットフォーム（１２０）と、
前記スタンド（３０）の上部自由端を前記ソーラーパネルプラットフォーム（１２０）に接続し、前記ソーラーパネルプラットフォーム（１２０）上のソーラーパネル（１２１）が、少なくとも１つの好ましい方向で太陽の方へ向けられ得るようにする１つ又は複数の指向性機構（４０；４０４、４１４）と、を含み、
１つ又は複数の光学素子（１６１、１６２）が、前記ソーラーパネルのまわりで前記ソーラーパネルプラットホーム（１２０）のエッジ（２４）の全ての部分又は大部分に設けられ、前記ソーラーパネルプラットホーム（１２０）の下に又はその下面（２２）の方へ、次に前記ソーラーパネルアセンブリ（１０）の下又はその近くの前記土地（３１）に収集光を導くことを特徴とし、
前記１つ又は複数の光学素子（１６１、１６２）が、プロファイル（１６０）の内側に搭載され、
前記プロファイル（１６０）が、少なくとも１つの接続ウェブ（１６４）を介して前記ソーラーパネルプラットホーム（１２０）に接続され、
少なくとも１つの接続ウェブ（１６４）が、前記ソーラーパネルプラットホーム（１２０）内の駆動装置に接続され、
少なくとも１つの接続ウェブ（１６４）の接続が、前記ソーラーパネルプラットホーム（１２０）から前記プロファイル（１６０）を延ばして、前記プロファイル（１６０）と前記プラットホーム（１２０）との間の通路（１２４）を作るように適合される
ソーラーパネルアセンブリ（１０）。
前記ソーラーパネル（１２１）が搭載された、前記プロファイル（１６０）の内面に面するプラットフォーム下部構造（１２２）の本体の外面（２６２）が、前記プロファイル（１６０）が完全に引き込まれた場合に、前記プロファイル（１６０）の前記内面が主としてこの外面（２６２）と直接二次元接触するように、この内面を補足する、請求項１に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
前記プロファイル（１６０）の上部セクション（１６２）が、６０〜９０度の間の角度をカバーして曲げられ、
前記プロファイル（１６０）の下部セクションが、前記プラットホーム表面の平面に対して３０〜６０度の間の角度を有する平面プロファイル（１６１）である、請求項１又は２に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
前記プロファイル（１６０）の下部セクションが、その下部自由エッジにおいて高くされた樋エッジ（１６３）を有する、請求項３に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
複数の光源（７０、１７０）が、前記土地（３１）の方へ向けられた前記ソーラーパネルプラットホーム（１２０）の前記下面（２２）又は前記下部構造（１２２）に設けられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
前記光源（７０、１７０）が、前記ソーラーパネルプラットホーム（１２０）の前記下面（２２）若しくは下部構造（１２２）に、所定パターンで配置される、請求項５に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
前記光源（７０、１７０）が、前記下面（２２）若しくは下部構造（１２２）の中心に、配置される、請求項６に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
前記光源が、ＬＥＤ（７０、１７０）である、請求項５〜７のいずれか一項に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
前記光源（７０、１７０）が、制御ユニットによって調整される所定の生育光波長又は予め調整された波長に調整可能なＬＥＤである、請求項８に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
前記ソーラーパネルプラットホーム（１２０）が、
前記ソーラーパネルプラットホーム（１２０）の少なくとも１つのエッジにおける少なくとも１つの雨水樋（６０、１６３）と、少なくとも１つの分配要素（６２、６４）と、を含む少なくとも１つの外部のエッジ（２４）を含み、
前記分配要素（６２、６４）が、前記少なくとも１つの雨水樋（６０、１６３）に接続される一端部（６３）と、前記樋（６０、１６３）において集められた雨水を前記スタンド（３０）内部の受器又は下の前記土地（３１）に送出するように適合されたもう一方の端部と、を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
前記雨水樋（６０、１６３）が、分配要素としての可撓性導管（６２）に接続される、前記ソーラーパネルプラットホームの厚さを通過する導管（６１）に接続される、請求項１０に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
前記ソーラーパネルによって充電でき、且つ前記指向性機構（４０；４０４、４１４）を駆動するバッテリを更に含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のソーラーパネルアセンブリ（１０）。
行に配置された、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の複数のソーラーパネルアセンブリ（１０）を含むソーラーパネルアセンブリアレイ（１０）であって、隣接する行のソーラーパネルアセンブリ（１０）の対向エッジ（２４）が、前記隣接するソーラーパネルアセンブリ（１０）の幅の８０％未満の最小距離で設けられ、前記ソーラーパネルプラットホーム（１２０）の下で、スタンド（３０）の行間に農業用通路（８５）を作るソーラーパネルアセンブリアレイ（１０）。
隣接する行のソーラーパネルアセンブリ（１０）の対向エッジ（２４）間の最小距離が、グループ６０％、４０％、２０％、１０％及び５％から得られた前記隣接するソーラーパネルアセンブリ（１０）の幅のパーセンテージ未満である、請求項１３に記載のソーラーパネルアセンブリアレイ（１０）。
行間で予め決定されたものとしての前記最小距離が、前記アレイの隣接する列間の距離に当てはまる、請求項１３又は１４に記載のソーラーパネルアセンブリアレイ（１０）。
電気且つ／又は通信線（８１）が、全てのソーラーパネルアセンブリ（１０）を相互接続し、及び／又は
電気且つ／又は通信線（８２）が、前記アレイを外部システムと接続している、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のソーラーパネルアセンブリアレイ（１０）。
各ソーラーパネルアセンブリ（１０）が、無線通信手段を含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載のソーラーパネルアセンブリアレイ（１０）。
前記無線通信手段が、それぞれ、分散コンピュータネットワークのアクセスポイントであるように構成される、請求項１７に記載のソーラーパネルアセンブリアレイ（１０）。