JP7276133B2 - 太陽光発電設備 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年8月28日出願の日本出願第2017-163390号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
広大な敷地を使用する集光型太陽光発電装置による太陽光発電設備は、単位面積あたりの発電量という観点では、例えば同じ敷地に固定型の結晶シリコン太陽光発電モジュールを設置する場合と比較すると、必ずしも有利とは言えない面もある。
本開示によれば、集光型の太陽光発電装置による太陽光発電設備において、単位面積あたりの発電量を高めることができる。
[実施形態の要旨]
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
また、複数基の太陽光発電装置が互いに近接することにより、設備全体がコンパクト化され、ケーブルが短縮化されるとともに、設備の維持管理も容易になる。
この場合、同じ設置エリア内に固定型の結晶シリコン太陽光発電モジュールを敷き詰めた場合よりも多くの発電量を得ることができる。
この場合、同じ設置エリア内に固定型の結晶シリコン太陽光発電モジュールを敷き詰めた場合よりも多くの発電量を得ることができる。
この場合、設置エリアの外端までの縁の部分を最小面積にすることができる。
以下、本発明の一実施形態に係る太陽光発電設備について、図面を参照して説明する。
図1及び図2はそれぞれ、1基分の、集光型の太陽光発電装置を、受光面側及び背面側から見た斜視図である。図1において、太陽光発電装置10は、例えば、上部側で連続し、下部側で左右に分かれた形状のアレイ1と、その支持装置であるトラッカー2とを備えている。アレイ1は、背面側の架台11(図2)上に集光型太陽光発電モジュール1Mを並べて構成されている。図1の例では、例えば合計200個の集光型太陽光発電モジュール1Mの集合体として、アレイ1が構成されている。アレイ1の全体的な最大寸法を図1の「a」、「b」とすると、アレイの輪郭形状はa,bを2辺とする四角形であると言える。
日中は、アレイ1の受光面が常に太陽に正対する姿勢となるよう、2軸駆動部23が動作し、アレイ1は太陽の追尾動作を行う。
図3は、一例として、太陽に正対しているアレイ1の姿勢を示す斜視図である。また、例えば赤道付近の南中時刻であれば、アレイ1は受光面を太陽に向けて水平な姿勢となる。夜間は、例えば、アレイ1の受光面を地面に向けて水平な姿勢となる。
図4は、アレイ1の配置間隔の考え方を示す鳥瞰図である。図中に示すように、地面上で互いに直交する2方向をX方向及びY方向とする。例えば4基のアレイ1が、水平な姿勢になっているとする。水平な姿勢のとき、隣り合うアレイ1同士が最も接近する。まず、中央にあるアレイ1に着目すると、前述のようにアレイ1の輪郭形状は四角形であり、その対角線dの長さをLdとする。この長さLdを、図のX方向及びY方向へのアレイ1の配置間隔とする。なお、厳密には、若干の余裕を見て、対角線の長さより配置間隔を僅かに大きくするが、その差は僅か(例えば数%程度大きい。)であるので、配置間隔は対角線dの長さLdであるとして説明する。
すなわち、図4の要領でアレイ1の配置間隔をとれば、太陽を追尾するアレイ1が隣同士で干渉することはない。
図8は、図4の要領で設置エリアE内に、例えば34基のアレイ1が並んでいる太陽光発電設備(太陽光発電所)100の様子を示す鳥瞰図である。例えば図のX方向が東西方向、Y方向が南北方向である、とする。図8において、隣り合うアレイ1の配置間隔は、東西方向及び南北方向共に、アレイ1の対角線の長さLdである。また、設置エリアEの外端には例えばフェンスが設けられるが、フェンスの傍のアレイ1の配置中心から外端までの東西方向及び南北方向の配置間隔は共にLd/2である。この場合、設置エリアEの外端までの縁の部分を最小面積にすることができる。
なお、例えば、設置エリアEの中央には各アレイ1の出力を交流電力に変換するパワーコンディショナ3が設けられる。
次に、アレイ1の配置間隔を、アレイ1の対角線の長さ以上にすると、年間発電電力量がどのように変化するかについて説明する。
図9は、一定数のアレイ1について、X方向(東西方向)、Y方向(南北方向)の配置間隔を変化させながら、設置エリアEの面積[m2]と、単位面積あたりの年間発電電力量(以下、単に発電量ともいう。)[kWh/m2/y]との関係をシミュレーションにより得たグラフである。
なお、参考までにCPV3のポイントでは、設置エリアの面積は29260[m2]で、発電量は63.5[kWh/m2/y]である。
以上のように、このような太陽光発電設備では、太陽光発電装置の各基のアレイにおける最大寸法を成す輪郭形状が四角形であり、互いに直交するX方向及びY方向の二次元で設置エリアを表した場合、X方向及びY方向の配置間隔は、四角形の対角線の長さ以上で、かつ、所定範囲内に制限される。
また、複数基の太陽光発電装置が互いに近接することにより、設備全体がコンパクト化され、ケーブルが短縮化されるとともに、設備の維持管理も容易になる。
これらの場合、同じ設置エリア内に固定型の結晶シリコン太陽光発電モジュールを敷き詰めた場合よりも多くの発電量を得ることができる。
1M 集光型太陽光発電モジュール
2 トラッカー
3 パワーコンディショナ
10 太陽光発電装置
11 架台
12 補強材
13 ボックス
21 支柱
22 基礎
23 2軸駆動部
24 水平軸
100 太陽光発電設備
E 設置エリア
Claims (1)
- 設置エリア内に複数基並べられ各基のアレイにおける最大寸法を成す輪郭形状が四角形である集光型の太陽光発電装置、を備える太陽光発電設備であって、
前記複数の太陽光発電装置は、それぞれ、前記四角形の中心に設けられ前記アレイを方位角及び仰角の方向に回動させる2軸駆動部を有し、
前記複数の太陽光発電装置それぞれのアレイの方位角方向の回動中心が、前記四角形の中心を通過し、
互いに直交するX方向及びY方向の二次元で前記設置エリアを表した場合、
前記複数の太陽光発電装置は、X方向及びY方向に沿って等間隔に配置され、
複数の前記アレイの方位角方向の回動中心のうち、X方向及びY方向に沿って互いに隣り合う一対の回動中心同士の間隔を配置間隔としたとき、
前記配置間隔は、前記四角形の対角線の長さであり、
複数の前記アレイの出力を交流電力に変換するパワーコンディショナをさらに備え、
前記パワーコンディショナは、前記複数の太陽光発電装置の列内に配置されるとともに、前記設置エリアの中央に配置され、
フェンスが設けられる前記設置エリアの外端からX方向及びY方向のそれぞれにおいて最も近い前記太陽光発電装置の配置中心である前記アレイの方位角方向の回動中心までの距離は、前記配置間隔の1/2である
太陽光発電設備。
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