JPH1078560A - 太陽光採光装置における太陽電池の取付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源として太陽電池を用い、太陽光採光装置
の機能に合致するように取付けるようにした太陽電池の
取付け装置を提供する。 【解決手段】 太陽光採光装置１において、駆動装置及
び制御装置の各駆動用電源となる太陽電池２０を、太陽
光採光装置１の外枠部材９ｂに対し支持部材２２及び取
付部材２４を介して取り付け、この場合、太陽電池２０
を太陽光の入射が適正となる所定角度傾斜させ、且つ方
位方向の調整が可能となるように外枠部材９ｂに取付け
るように構成した。この場合、太陽電池２０の方位調整
の手段として、太陽電池２０を所定角度傾斜させて支持
固定する支持部材２２を、外枠部材９ｂに取り付けられ
ている取付部材２４に対してボルト２７とナット２９を
用いて取付け、ボルト２７とナット２９の締め付けを緩
め、ボルト２７を支点として太陽電池２０を支持部材２
２と共に回動させることにより太陽電池２０の中心線が
設置場所の真南の方向となるように方位の調整を行うよ
うに構成する等の各種構成が考えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は太陽光採光装置にお
ける太陽電池の取付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の太陽光採光装置は、例えば図５に
示すように構成されていた。同図において、１は本発明
の太陽光採光装置である。２及び３は太陽光採光装置１
の採光部に配置される採光プリズムで、各採光プリズム
２及び３は所定間隔を隔てて配置され、図示しないが各
下面部には複数個の三角状の微小プリズム部が形成さ
れ、また、各外周部にはギヤが形成されているものとす
る。４はモータ等の駆動装置で採光プリズム２及び３の
外周部に形成されたギヤと噛合するように配置された駆
動ギヤ２ａ、３ａを駆動して採光プリズム２及び３を駆
動するようになっている。５は制御装置で、駆動装置４
を駆動し、採光プリズム２及び３を太陽の位置に応じた
適正な回転角（プリズム角）となるように制御信号を駆
動装置４に与えるもので、マイクロコンピュータ等の演
算記憶手段で構成される。６は駆動装置４と制御装置５
をつなぐ導線、７はギヤ３ａに対して駆動装置４のトル
クを伝達する連結要素、８は上記構成を覆うようにして
設けられている透明材料より成るドーム状のカバーであ
る。また、９ａ、９ｂは夫々太陽光採光装置１の外枠部
材、１０ａ、１０ｂは夫々太陽光採光装置１を設けた建
物の支持部である。１３は隔壁で、これはカバー８の外
方の縁部の内周に亙って設けられ、その大部分の断面形
状は図５の左方に示すようにかぎのて状に形成され、ま
た、制御装置５等が配置される部分１３ａは、これを覆
うように断面形状がかぎのて状を少し変形して形成され
ている。１４は配光板、１４ａ及び１４ｂは夫々配光板
１４と隔壁１３の連結体である。１６は隔壁で、隔壁１
３の部分１３ａの側面側に連結することでコントロール
ボックス１７を形成するようにし、この内部に制御装置
５や給電用のコード（不使用のとき）等が収納される。
なお、図５中の矢印は太陽光の出射方向を示す。上記構
成において、制御装置５により毎時の月、日、時刻のデ
ータと共に各時刻における太陽の位置（高度、方位）に
対応した採光プリズム２及び３が適正な回転角（プリズ
ム角）となるような制御指令を駆動装置４に与え、採光
プリズム２及び３を夫々回転させて太陽光を採光した
後、配光板１４によって拡散させて光を室内へ導いてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の太陽
光採光装置では、駆動装置及び制御装置に対する電源と
しては商用電源を使用していたため、次のような問題点
があった。 太陽光採光装置を建物に設置するに当って商用電源か
ら電力供給を行うための電気工事を行う必要があった。 このような電気工事を行うのは煩わしいので、電気工
事を不要とする電源として太陽電池を太陽光採光装置の
機能に合致するように取付けることが要望されていた。 本発明は、従来のものの課題（問題点）を解決し、上記
要望に応えるようにした太陽光採光装置における太陽電
池の取付け装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽光採光装置
における太陽電池の取付け装置は、上記課題を解決する
ために、採光部に配置される１枚の採光プリズム又は所
定間隔を隔てて配置される複数枚の採光プリズム、これ
らの採光プリズムの駆動装置、採光プリズムを太陽の位
置に応じて適正な回転角となるように駆動装置を制御す
る制御装置及び採光プリズムを覆うように設けられたド
ーム状のカバーを備えた太陽光採光装置において、駆動
装置及び制御装置の各駆動用電源となる太陽電池を、太
陽光採光装置の外枠部材に対し支持部材及び取付部材を
介して取り付けるが、この場合、太陽電池を太陽光の入
射が適正となる所定角度傾斜させ、且つ方位方向の調整
が可能となるように外枠部材に取付けるように構成し
た。この場合、太陽光採光装置は、その設置の際に、駆
動装置及び制御装置が南側となるように配置し、太陽電
池をこれらの駆動装置及び制御装置の近傍の太陽光採光
装置の外枠部材に取付けるのが望ましい。また、太陽電
池の方位調整の手段は、太陽電池を所定角度傾斜させて
支持固定する支持部材を、外枠部材に取り付けられてい
る取付部材に対してボルトとナットを用いて取付けるよ
うにし、このボルトとナットの締め付けを緩め上記ボル
トを支点として太陽電池を支持部材と共に回動させるこ
とにより太陽電池の中心線が設置場所の真南の方向とな
るように方位の調整を行うように構成すれば良い。ま
た、太陽電池として、単位となる太陽電池ユニット板を
複数用いるときは、これらの太陽電池ユニット板を横方
向に隣接配置し、電気的には直列接続した上で１つの支
持部材に取付けるように構成すれば良い。また、太陽電
池の支持部材は太陽電池を支持固定する傾斜板と、この
傾斜板と一体的に設けられ、取付部材と取付けられる水
平の基準板と、傾斜板を基準板に対して垂直に支承する
支承板とより構成することができる。この場合、支持部
材の傾斜板と基準板との角度は０度±３５度の範囲に設
定するのが望ましい。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下図１乃至図４に示す一実施の
形態により本発明を具体的に説明する。これら各図中、
従来のものと対応する構成については、図５と同一の符
号を付して示した。この場合、駆動装置４及び制御装置
５は図１に示すように太陽光採光装置１の基板の同一側
（図１では下方側）に設置されるものとする。各図にお
いて、２０は太陽電池で、この太陽電池２０は単位とな
る２枚の太陽電池ユニット板２１ａ、２１ｂより成り、
これらの太陽電池ユニット板２１ａ、２１ｂを隣接して
配置し、電気的には直列接続されるようにし、１枚の支
持部材２２の傾斜板２２ａ上に対して固着される。支持
部材２２の構造は、図４の拡大図に詳細に示している
が、所定の傾斜角αを有する傾斜板２２ａとこの傾斜板
２２ａと一体に形成される水平の基準板２２ｂ及び傾斜
板２２ａを基準板２２ｂに対して垂直に支承する支承板
２２ｃより構成される。この傾斜角αは太陽光採光装置
１の設置場所の緯度により定まり、日本における建物に
設置する場合には、傾斜角αは例えば０度±３５度程度
が最適である。２３は太陽電池２０からの出力電力を太
陽光採光装置の駆動装置４、制御装置５に供給するため
の給電用コードである。２４は取付部材で、この取付部
材２４は、図４に示すように、水平方向に延びる水平部
分２４ａと右端で屈曲する左方に傾斜する傾斜部２４ｂ
とより成り、傾斜部２４ｂは図４に示すように外枠部材
９ｂの傾斜面の一部にあてがわれて支承されると共に、
その先端は外方（図面では左方）に突出する突出部２４
ｂｔを形成し、第１、第２の各補強板２５ａ、２５ｂの
各先端の突出部２５ａｔ、２５ｂｔを、図４に示すよう
に突出部２４ｂｔに対して順次あてがい、これら三者の
各突出部２４ｂｔ、２５ａｔ、２５ｂｔに対してビス２
６をねじ込むことにより外枠部材９ｂに取付けられる。
この場合、三者の突出部２４ｂｔ、２５ａｔ、２５ｂｔ
に至る傾斜部２４ｂ、補強板２５ａ、２５ｂの各部材の
交差を可能とするような切欠部を各部材相互に又は一部
の部材に形成するものとする。なお、第１の補強板２５
ａは、逆Ｌ字状の部材を用いて、上端を取付部材２４の
水平部分２４ａを支承するように取り付けると共に、下
端の屈曲部を上記ビスがねじ込まれる突出部２５ａｔと
して用いるようにする。また、第２の補強板２５ｂは略
かぎのて状に形成され、一方の部分は上記ビスがねじ込
まれる突出部２５ｂｔとし、他方の部分は外枠部材９ｂ
を下方から支承するようにあてがわれる。２７はボルト
で、このボルト２７を下から当てがって取付部材２４の
水平部分２４ａの左端に対してワッシャ２８を介して支
持部材２２の基準板２２ｂに設けたねじ孔にねじ込み、
ナット２９を締め付けて固定する。このように太陽電池
２０は支持部材２２及び取付部材２４を介して前記した
所定の角度傾斜した状態で太陽光採光装置１の外枠部材
９ｂに対して固着されるが、太陽電池の設置場所は図１
に示すように太陽光採光装置１の駆動装置４、制御装置
５が設けられている基板１８側の外枠部材９ｂの位置に
設けるようにするのが望ましい。それは、太陽電池２０
の出力側に取付けられる給電用コード２３が駆動装置
４、制御装置５に最短距離で接続が可能となるからであ
る。

【０００６】上記構成において、太陽光採光装置１を建
物の採光部（図示せず）に設置するに当っては、駆動装
置４、制御装置５が設けられている基板１８側が略南側
に向くように配置するものとし、その後、ナット２９の
ボルト２７に対する締め付けを若干緩めてボルト２７の
胴部を支点として太陽電池２０を時計方向又は反時計方
向に回動させて、磁針板等の方向指示手段を用いて太陽
電池２０の中心軸の方向が真南の方位へ正確に合致する
ように調整し、この調整が終了した時点で、ナット２９
を再度締め付けることにより、その真南の位置に太陽電
池２０を支持部材２２、取付部材２４を介して外枠部材
９ｂに対して固定されるように取付けるものである。こ
のような設定を行えば、太陽電池２０の傾斜角は設置場
所での一日の太陽の運行に対する最適な照射量が得られ
るように設けられており、且つ、太陽電池２０は真南の
方位に向けて設けられているので、太陽光の照射を十分
に受けて太陽電池の受光部で電気に変換し、この発電エ
ネルギーを蓄電し、この蓄電電力を用いて、駆動装置
４、制御装置５に対して必要な電力の供給を行うことが
できる。

【０００７】本発明の太陽光採光装置における太陽電池
の取付け装置は、上記の実施の形態の形状、構造に限定
されるものではなく、これ迄に記述した本発明の技術思
想のもとで各種の変形が可能である。例えば、太陽電池
２０の固定用と方位調整用に用いられるボルト２７は、
図４に示したものでは手作業での組み立てを容易にする
ために、蝶ねじ型のボルトを用いた場合を示したが、こ
の形状のボルトに代えて、通常の形状のボルトを用いて
も良い。また、図４では、ボルト２７を取付部材２４の
下側から支持部材２２の基準板２２ｂに向かってねじ込
み、ナット２９を上方から入れて締め付ける構成を示し
たが、これに代え、支持部材２２の基準板２２ｂの上側
から取付部材２４の方に向かってボルト２７をねじ込ん
でナット２９を下側から入れて締め付ける構成としても
良い。このように、ボルト２７の上下方向を入れ換えて
も、ナットを緩めてのボルト２７を支点とした太陽電池
２０の方位調整は同様に行える。また、方位調整用のボ
ルト２７には図４に示したようにワッシャ２８を設ける
と、方位調整のために太陽電池２０を固定した支持部材
の回動が容易となるので望ましいが、ワッシャ２８は必
須ではなく省略するようにしても良い。また、太陽電池
２０を２枚の太陽電池ユニット板２１ａ、２１ｂを隣接
配置する場合で説明したが、１枚の太陽電池ユニット板
で必要な容量が得られれば、１枚でも良く、また、太陽
電池ユニット板２枚の容量では不足の場合には３枚以上
の太陽電池ユニット板を用いても良いことは勿論であ
る。また、取付部材２４を第１、第２の補強板２５ａ、
２５ｂを介してビス２６により外枠部材９ｂに取付ける
構成を示したが、これに代え、取付部材２４に強度的に
各補強板２５ａ、２５ｂの機能を持たせる形状に変形す
ることにより、直接、外枠部材９ｂにビス等で取付ける
ようにしても良い。さらに、支持部材２２は図４に示す
ものでは、一体物の枠体で傾斜板２２ａと基準板２２ｂ
を構成した例を示したが、傾斜板２２ａと基準板２２ｂ
とを別体の部材を連結体によって一体形成するように構
成しても良い。

【０００８】

【発明の効果】本発明の太陽光採光装置における太陽電
池の取付け装置は上記のように構成されるから、次のよ
うな優れた効果を有する。 太陽電池が太陽光採光装置の駆動装置、制御装置の駆
動用電源として使用されるため、商用電源から供給され
ていた従来のもののように特別の電気工事を必要とせ
ず、太陽光採光装置の設置が可能となった。 しかも、本発明のものでは、太陽電池の太陽の照射量
を有効に行うために設置場所での太陽の高度を考慮に入
れて、適正な傾斜角に設定した太陽電池を真南の方位と
なるようにボルトを支点として太陽電池を回動すること
によって、現場で適正に方位の調整を行い得るように構
成した。この結果、太陽電池に対する太陽の一日の照射
量を最高の状態で効率良く行うことができ、駆動装置、
制御装置への電力の供給を適切に行うことができる。 太陽電池として、複数の太陽電池ユニット板を直列接
続して使用する場合には、１枚の支持部材に固着すれ
ば、この支持部材と一体的な取付けと、方位調整用の機
能を有するボルトを支点とした一体的な回動が可能とな
るので、方位調整は１枚の太陽電池ユニット板の場合と
同様に適切に行うことができる。 太陽光採光装置の駆動装置と制御装置とを基板の同側
に配置すると共に、太陽光採光装置の駆動装置と制御装
置を南側に配置して建物に設置し、且つ、太陽電池もこ
れら装置の近傍位置の外枠部材に設置するように構成す
ると、太陽電池から上記各装置へ給電する給電コードを
最短にすることができ、これによりノイズも最小とな
り、また、給電コードが短くなる分だけコストダウンも
できる。 太陽電池の水平の基準板に対する傾斜角を０度±３５
度の範囲とすると、設置場所が日本の緯度では、大抵の
地方の建物の採光部に適合可能となる。 支持部材を図４に示すように傾斜板と水平の基準板
と、支承板とにより構成すると、支承板の補強作用もあ
って例えば風速６０ｍ程度の強風や冬期に降るみぞれ、
ひょう等に対しても耐える強度を有し、太陽電池を堅固
に支持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である太陽光採光装置に
おける太陽電池の取付け装置を太陽光採光装置に設置し
た状況を示す平面図である。

【図２】図１の装置の正面図である。

【図３】図１の装置の縦断側面図である。

【図４】図３のＡ部の拡大図である。

【図５】従来及び本発明が適用される太陽光採光装置の
構成を示す縦断正面図である。

【符号の説明】

１：太陽光採光装置 ９ｂ：外枠部材 ２０：太陽電池 ２１ａ、２１ｂ：太陽電池ユニット板 ２２：支持部材 ２２ａ：傾斜板 ２２ｂ：基準板 ２２ｃ：支承板 ２３：給電用コード ２４：取付部材 ２７：ボルト ２８：ワッシャ ２９：ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 一夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 採光部に配置される１枚の採光プリズム
   又は所定間隔を隔てて配置される複数枚の採光プリズ
   ム、これらの採光プリズムの駆動装置、前記採光プリズ
   ムを太陽の位置に応じて適正な回転角となるように上記
   駆動装置を制御する制御装置及び上記採光プリズムを覆
   うように設けられたドーム状のカバーを備えた太陽光採
   光装置において、 上記駆動装置及び制御装置の各駆動用電源となる太陽電
   池を、上記太陽光採光装置の外枠部材に対し支持部材及
   び取付部材を介して取り付けるが、この場合、太陽電池
   を太陽光の入射が適正となる所定角度傾斜させ、且つ方
   位方向の調整が可能となるように上記外枠部材に取付け
   るようにしたことを特徴とする太陽光採光装置における
   太陽電池の取付け装置。
2. 【請求項２】 上記太陽光採光装置は、その設置の際
   に、上記駆動装置及び制御装置が南側となるように配置
   し、上記太陽電池をこれらの駆動装置及び制御装置の近
   傍の太陽光採光装置の外枠部材に取付けるようにした請
   求項１記載の太陽光採光装置における太陽電池の取付け
   装置。
3. 【請求項３】 上記太陽電池の方位調整の手段は、上記
   太陽電池を所定角度傾斜させて支持固定する支持部材
   を、上記外枠部材に取り付けられている上記取付部材に
   対してボルトとナットを用いて取付けるようにし、この
   ボルトとナットの締め付けを緩めてこのボルトを支点と
   して太陽電池を上記支持部材と共に回動させることによ
   り太陽電池の中心線が設置場所の真南の方向となるよう
   に方位の調整を行うようにした請求項１記載の太陽光採
   光装置における太陽電池の取付け装置。
4. 【請求項４】 上記太陽電池として、単位となる太陽電
   池ユニット板を複数用いるときは、これらの太陽電池ユ
   ニット板を横方向に隣接配置し、電気的には直列接続し
   た上で１つの支持部材に取付けるようにした請求項１乃
   至３のいずれかに記載の太陽光採光装置における太陽電
   池の取付け装置。
5. 【請求項５】 上記太陽電池の支持部材は太陽電池を支
   持固定する傾斜板と、この傾斜板と一体的に設けられ、
   上記取付部材に取付けられる水平の基準板と、上記傾斜
   板を上記基準板に対して垂直に支承する支承板とより成
   る請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽光採光装置に
   おける太陽電池の取付け装置。
6. 【請求項６】 上記支持部材の傾斜板と基準板との角度
   は０度±３５度の範囲に設定するようにした請求項５記
   載の太陽光採光装置における太陽電池の取付け装置。