JPH11284217A - 集光型太陽光発電装置 - Google Patents
集光型太陽光発電装置Info
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- JPH11284217A JPH11284217A JP10086679A JP8667998A JPH11284217A JP H11284217 A JPH11284217 A JP H11284217A JP 10086679 A JP10086679 A JP 10086679A JP 8667998 A JP8667998 A JP 8667998A JP H11284217 A JPH11284217 A JP H11284217A
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Abstract
を用いた集光型太陽光発電装置において、各太陽電池モ
ジュールが取付けられる支持板を、重量増大を招くこと
なく充分な強度、剛性が得られるとともに充分な放熱性
を得ることができるようにして、簡単に構成する。 【解決手段】筒形のレンズフレーム18の上端開口部に
レンズ集合体20が設けられ、レンズフレーム18の下
端開口部に取付けられる支持板21が、複数の高位部2
8および複数の低位部25を有して凹凸成形された金属
製のベースパネル23と、複数の放熱フィン31,3
2,34,35を備えるとともに低位部25の下面に密
接してベースパネル23に結合される金属製の放熱パネ
ル24とで構成され、各太陽電池モジュール22が各低
位部25の上面に取付けられ、ベースパネル23および
放熱フィン24間で各低位部25の周囲に冷却通風路2
9が形成される。
Description
陽電池モジュールに集光せしめ、光電変換により電力を
得る集光型太陽光発電装置に関する。
ネルギー枯渇問題等の見地から、太陽エネルギーからク
リーンな電力を直接取り出して住宅等に供給するように
した小規模太陽光発電装置が、たとえば特開平9−83
003号公報等により既に知られている。
用いる太陽光発電装置では、温度上昇によって発電効率
が低下するという問題があり、上記従来のものでは、太
陽電池パネルが取り付けられる支持板に、冷却フィンが
設けられるとともに、冷却通風路が形成されている。
型の太陽電池発電装置では、装置の高さが比較的低く、
しかも重量も比較的小さいので、支持板の構成の自由度
が大きく、冷却フィンや冷却通風路を容易に形成するこ
とができる。ところが、太陽光をレンズによって太陽電
池モジュールに集光させるようにした集光型太陽光発電
装置、特に複数のレンズおよび複数の太陽電池モジュー
ルを組み合わせてユニット化した集光型太陽光発電装置
では、装置の高さが高くなるとともに重量も大となり、
しかも複数のレンズにそれぞれ対応した太陽電池モジュ
ールの位置を正確に維持する必要があるので、複数の太
陽電池モジュールを取付ける支持板の強度、剛性を大と
する必要がある。また太陽電池モジュールによる発熱が
局部的に集中することになるので、支持板に充分な放熱
対策を施しておく必要がある。
板の厚みを大とすればよいが、支持板の重量増大を招く
ことになり、太陽光追尾を行なうようにしたときには、
その駆動装置にも相当の負担を強いることになる。
のであり、複数のレンズおよび複数の太陽電池モジュー
ルを用いた集光型太陽光発電装置において、各太陽電池
モジュールが取付けられる支持板を、重量増大を招くこ
となく充分な強度、剛性が得られるとともに充分な放熱
性を得ることができるようにして、簡単に構成し得るよ
うにすることを目的とする。
に、請求項1記載の発明は、上下両端を開口した筒形の
レンズフレームと、複数のレンズで構成されて前記レン
ズフレームの上端開口部を塞ぐレンズ集合体と、前記レ
ンズフレームの下端開口部に取付けられる支持板と、前
記各レンズに個別に対応して支持板の内面に取付けられ
る複数の太陽電池モジュールとを備え、前記支持板が、
複数の高位部および複数の低位部を有して凹凸成形され
た金属製のベースパネルと、ベースパネルと反対側に突
出した複数の放熱フィンを備えるとともに前記低位部の
下面に密接してベースパネルに結合される金属製の放熱
パネルとで構成され、各太陽電池モジュールが前記各低
位部の上面に取付けられ、ベースパネルおよび放熱フィ
ン間で前記各低位部の周囲には外部に開放した冷却通風
路が形成されることを特徴とする。
のベースパネルと、該ベースパネルに結合される金属製
の放熱パネルとで構成されるので、重量増大を回避しつ
つ支持板の強度および剛性増大を図ることができる。し
かも各太陽電池モジュールは、放熱パネルに密接した部
分でベースパネルに取り付けられるので、太陽電池モジ
ュールで生じた熱をベースパネルから放熱パネルに良好
に伝達せしめ、放熱パネルが備える放熱フィンから効果
的に放熱することができる。しかも太陽電池モジュール
が取付けられる低位部の周囲で、ベースパネルおよび放
熱パネル間に冷却通風路が形成されているので、放熱性
をより一層向上することができる。
記載の発明の構成に加えて、前記放熱パネルの一部を下
方に折り曲げて前記放熱フィンが形成され、それらの放
熱フィンの形成により放熱パネルにはベースパネルを下
方に臨ませる開口部が形成されることを特徴とし、かか
る構成によれば、放熱パネルすなわち支持板の重量増大
を回避して効果的に放熱フィンを形成することができ、
しかも開口部が形成される部分でベースパネルが下方に
剥き出しに配置されることにより、放熱性がさらに高め
られる。
は2記載の発明の構成に加えて、前記冷却通風路が縦横
に通じてベースパネルおよび放熱フィン間に形成される
ことを特徴とし、かかる構成によれば、風向きにかかわ
らず、冷却通風路のいずれかを外部からの空気が流通す
るようにして、支持板からの放熱性を向上することがで
きる。
1ないし3のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前
記ベースパネルおよび放熱フィンが、アルミニウム合金
により形成されることを特徴とし、かかる構成によれ
ば、支持板をより一層軽量化することができる。
付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
すものであり、図1は集光型太陽光発電装置の正面図、
図2は図1の2矢視側面図、図3は太陽光発電ユニット
の一部切欠き正面図、図4は図3の4矢視側面図、図5
は図3の5−5線断面図、図6は図3の6−6線断面
図、図7は放熱パネルの背面図、図8は太陽電池モジュ
ールの構成を示す縦断側面図、図9は図1の9矢視部拡
大図、図10は図9の10−10線断面図、図11は図
10の11−11線断面図、図12は図9の12−12
線に沿って示すギヤケースの縦断面図、図13は図12
の13−13線断面図である。
太陽光発電装置は、上下に延びる固定の支柱15と、鉛
直軸線まわりの回動ならびに水平軸線まわりの回動を可
能として前記支柱15の上端に支持されるユニット支持
枠16と、該ユニット支持枠16に取付けられる複数の
太陽光発電ユニット17…とを備える。
し第5列A1〜A5が相互に横方向に隣接するように並
列されてユニット支持枠16に取付けられるものであ
り、第1、第2、第4および第5列A1,A2,A4,
A5は、各太陽光発電ユニット17…がたとえば3個ず
つ並んで構成され、第3列A3ではその列の中央部をあ
けるようにしてたとえば2個の太陽光発電ユニット17
…が配列される。しかも第1、第3および第5列A1,
A3,A5と、第2および第4列A2,A4との間に段
差がそれぞれ生じるようにして各太陽光発電ユニット1
7…がユニット支持枠16に取付けられる。
ット17は、上下両端を開口した筒形のレンズフレーム
18と、複数のフレネルレンズ19…で構成されて前記
レンズフレーム18の上端開口部を塞ぐレンズ集合体2
0と、前記レンズフレーム18の下端にその下端開口部
を塞ぐように取付けられる支持板21と、前記各フレネ
ルレンズ19…に個別に対応して支持板21の内面に取
付けられる複数の太陽電池モジュール22とを備える。
うにつれて徐々に小さくなるようにして横断面矩形の四
角錐台状に形成されており、平面状に形成されたレンズ
集合体20がレンズフレーム18の上端に取付けられ
る。
21は、アルミニウム合金製のベースパネル23の下面
に、アルミニウム合金製の放熱パネル24が溶接等によ
り結合されて成るものである。
の下端に締結されるフランジ部23aを上端に一体に有
した筒部23bの下端に底板部23cが一体に連設され
て成る矩形の皿状に形成されるものであり、底板部23
cは、複数のフレネルレンズ19…に個別に対応した複
数の低位部25…と、複数の第1中位部26…と、複数
の第2中位部27…と、複数の高位部28…とを有して
凹凸成形される。
0が12個のフレネルレンズ19…で構成されるもので
あるときには、図3の左右方向中央部で上下に間隔をあ
けた4箇所と、図3の左右両側で上下に間隔をあけた4
箇所との合計12箇所に低位部25…が配置され、図3
の左右両側から低位部25,25で挟まれる8箇所に第
1中位部26…が配置され、図3の上下両側から低位部
25,25で挟まれる9箇所に第2低位部27…が配置
され、図3の上下両側から第1中位部26,26で挟ま
れるとともにず3の左右両側から第2低位部27,27
で挟まれる6箇所に高位部28…が配置される。
下方に突出して形成されるものであり、第1および第2
中位部26…,27…は、上下方向において各低位部2
5…および各高位部28…間で同一レベルとなるように
形成される。しかも各低位部25…、各第1中位部26
…、各第2中位部27…および各高位部28…相互間は
傾斜面を形成するようにして連結される。
両端位置に配置される第1中位部26…、ならびに第2
中位部27…のうち図3の左右両端位置にある第2中位
部27…は、筒部23bの外側面に連設される。
下面に密接するようにして、ベースパネル23の下面に
結合されるものであり、ベースパネル23および放熱パ
ネル24間には、各低位部25…の周囲において、ベー
スパネル23の第2中位部27…および高位部28…に
対応する部分で左右方向に延びるとともに両端を外部に
開放した3つの第1冷却通風路29…と、ベースパネル
23の第1中位部26…および高位部28…に対応する
部分で上下方向に延びるとともに両端を外部に開放した
2つの第2冷却通風路30,30とが、縦横に通じるよ
うにして形成される。
23と反対側に突出した一対の第1放熱フィン31,3
1、16個の第2放熱フィン32…、24個の第3放熱
フィン33…、4個の第4放熱フィン34…、2個の第
5放熱フィン35,35および2個の第6放熱フィン3
6,36が一体に設けられる。
て放熱パネル24の左右両側縁をベースパネル23と反
対側に折り曲げることにより形成される。また16個の
第2放熱フィン32…は、2つの第2冷却通風路30,
30に対応する部分で相互に間隔をあけた4箇所で図7
の左右にそれぞれ対をなすようにして放熱パネル24の
一部を第1放熱フイン31,31と同一長さを有するよ
うに折曲げて形成されるものであり、相互に対をなす第
2放熱フィン32,32間には第2冷却通風路30…に
通じる四角形状の第1開口部37…がそれぞれ形成され
る。24個の第3放熱フィン33…は、ベースパネル2
3における12個の低位部25…に対応する12箇所で
図7の左右にそれぞれ対をなすようにして放熱パネル2
4の一部を第1および第2放熱フイン31,32よりも
短い長さを有するように折曲げて形成されるものであ
り、相互に対をなす第3放熱フィン33,33間には上
下に長い矩形状の第2開口部38…がそれぞれ形成され
る。4個の第4放熱フィン34…は、3つの第1冷却通
風路29…のうち中央部の第1冷却通風路29に対応す
る部分の左右に間隔をあけた2箇所で図7の上下にそれ
ぞれ対をなすようにして放熱パネル24の一部を第3放
熱フイン33と同一長さを有するように折曲げて形成さ
れるものであり、相互に対をなす第4放熱フィン34,
34間には左右に長い矩形状の第3開口部39…がそれ
ぞれ形成される。2個の第5放熱フィン35,35は、
3つの第1冷却通風路29…のうち上方の第1冷却通風
路29に対応する部分の左右に間隔をあけた2箇所で放
熱パネル24の一部を第3放熱フィン33と同一長さを
有するように折り曲げて形成されるものであり、第5放
熱フィン35,35の図7における上方には左右に長い
矩形状の第4開口部40,40がそれぞれ形成される。
さらに2個の第6放熱フィン36,36は、3つの第1
冷却通風路29…のうち下方の第1冷却通風路29に対
応する部分の左右に間隔をあけた2箇所で放熱パネル2
4の一部を第3放熱フィン33と同一長さを有するよう
に折り曲げて形成されるものであり、第6放熱フィン3
6,36の図7における下方には左右に長い矩形状の第
5開口部41,41がそれぞれ形成される。
のベースパネル23における前記各低位部25…の上面
に取付けられる。
は、低位部25の上面に締結されるヒートスプレッター
44と、ヒートスプレッター44上に貼着される基板4
5と、該基板45上に固定的に接合される太陽電池セル
46と、該太陽電池セル46上に貼着される光導体47
とを備える。
合金等の金属により矩形の平板状に形成されるものであ
り、低位部25の上面に複数のねじ部材48…により締
結される。しかもヒートスプレッター44の上面中央部
には、基板45に対応した凹部44aが設けられる。
上には太陽電池セル46が接着等により接合される。光
導体47は、下方に向うにつれて小径となるようにして
光学レンズ体により円錐台状に形成されるものであり、
該光導体47の上端面は、太陽電池セル46への光導体
47の貼着時に、フレネルレンズ19の焦点近傍に配置
される。また太陽電池セル46の外側方で基板45上に
形成されている電極にプラス側およびマイナス側の出力
取出し用端子49,50がそれぞれ接続される。
各出力取りだし用端子49,50に接続される導線51
…により直列に接続される。
枠16に取付けられた各太陽光発電ユニット17…が構
成する第1〜第5列A1〜A5のうち第3列A3の中央
部で、水平軸線まわりの回動を可能としてユニット支持
枠16がギヤケース52に取付けられており、該ギヤケ
ース52は、支柱15の上端で鉛直軸線まわりに回動可
能に支持される。
よび下部ケース半体54が複数のボルト55…により相
互に締結されて成るものであり、ギヤケース52の上面
すなわち上部ケース半体53の上面には複数のボルト5
6…により取付け板57が締結される。
は、左右に間隔をあけて一対の支持突部57a,57a
が一体に設けられており、ユニット支持枠16に固着さ
れている左右一対のブラケット58,58に、前記両支
持突部57a,57aが一対の水平軸59,59を介し
てそれぞれ支承される。
らびに該シリンダ体60から突出するロッド61を備え
るアクチュエータ62の直線的な往復作動により、前記
水平軸59,59の軸線まわりに、すなわち水平軸線ま
わりに駆動されるものであり、前記シリンダ体60は取
付け板57に水平なトラニオン軸63を介して連結され
る。すなわち取付け板57の他端側(図9の上端側)に
は、ギヤケース52から突出するようにして取付けステ
ー57bが一体に設けられており、シリンダ体60が取
付けステー57bにトラニオン軸63を介して連結され
る。またロッド61の先端は、ユニット支持枠16に設
けられている連結部64に水平な連結軸65を介して連
結される。
52内には、支柱15と同軸である鉛直軸線を有する支
軸68の上部が突入されており、該支軸68の上部とギ
ヤケース52の上部すなわち上部ケース半体53との間
には複列アンギュラ軸受69が介設され、またギヤケー
ス52の下部すなわち下部ケース半体54と支軸68の
間にはボール軸受70が介設される。したがってギヤケ
ース52は支軸68により、該支軸68の軸線まわりに
回動可能に支承されることになる。
ラ軸受69に上端を当接させた円筒状のスペーサ71が
支軸68に装着されており、該スペーサ71およびボー
ル軸受70間に挟まれるようにして固定ギヤ72が支軸
68にスプライン結合される。
の側方で上部ケース半体53には、支持部材73が締結
されており、該支持部材73には、モータ74が取付け
られる。而して該モータ74および前記固定ギヤ72間
には、減速ギヤ列75が設けられる。
に設けられる出力ギヤ76と、該出力ギヤ76に噛合す
る第1中間ギヤ77と、第1中間ギヤ77と一体に回転
するウォーム78と、該ウォーム78に噛合するウォー
ムホイル79と、ウォームホイル79と一体に回転する
第2中間ギヤ80と、第2中間ギヤ80に噛合する第3
中間ギヤ81と、第3中間ギヤ81と一体に回転して固
定ギヤ72に噛合する最終ギヤ82とで構成される。
持部材73で回転自在に支承される体1回転軸83に設
けられており、ウォームホイル79および第2中間ギヤ
80は、上部ケース半体53および支持部材73との間
にボール軸受84,85がそれぞれ介装される第2回転
軸86に一体に設けられ、第3中間ギヤ81および最終
ギヤ82は、支持部材73および下部ケース半体54と
の間にボール軸受87,88がそれぞれ介装される第3
回転軸89に一体に設けられる。
て回転する最終ギヤ82が、固定ギヤ72に噛合して自
転しつつ支軸68のまわりに公転することになり、これ
によりギヤケース52すなわち複数の太陽光発電ユニッ
ト17…が支持されているユニット支持枠16が支軸6
8のまわりに回動することになる。
と、ギヤケース52の下部すなわち下部ケース半体54
との間には、ギヤケース52内からのグリスの流出を防
止するオイルシール90が介装される。
の下面に対向するフランジ68aが前記支軸68から半
径方向に外方に張出して一体に設けられており、支柱1
5の上端に該フランジ68aが複数のボルト91により
締結される。一方、ギヤケース52における下部ケース
半体54には、前記フランジ68aの外周縁を囲繞する
スカート部92が下方に延びて一体に設けられる。
と、各太陽光発電ユニット17…において、太陽電池モ
ジュール22…を支持する支持板21は、ベースパネル
23と、該ベースパネル23に結合される放熱パネル2
4とで構成されるものであり、複数の太陽電池モジュー
ル22…をその位置を正確に維持しつつ支持するのに充
分な強度、剛性を、重量増大を回避しつつ支持板21に
持たせることが可能となる。しかもベースパネル23お
よび放熱パネル24がアルミニウム合金から成るもので
あることにより、支持板21の重量をより一層軽減する
ことができる。
パネル24に密接した部分でベースパネル23に取り付
けられるので、太陽電池モジュール22…で生じた熱を
ベースパネル23から放熱パネル24に良好に伝達せし
め、放熱パネル24が備える放熱フィン31〜36から
効果的に放熱することができる。
られる低位部25…の周囲で、ベースパネル23および
放熱パネル24間に第1および第2冷却通風路29…,
30…が形成されているので、放熱性をより一層向上す
ることができ、 請求項3記載の発明は、上記請求項1
または2記載の発明の構成に加えて、第1および第2冷
却通風路29…,30…が縦横に通じるように形成され
ているので、風向きにかかわらず、第1および第2冷却
通風路29…,30…のいずれかを外部からの空気が流
通するようにして、支持板21からの放熱性をさらに向
上することができる。
第6放熱フィン31〜36のうち、第2ないし第6放熱
フィン32〜36は、放熱パネル24の一部を下方に折
り曲げて形成されるものであり、それらの放熱フィン3
2〜36の形成により放熱パネル24にはベースパネル
23を下方に臨ませる開口部37〜41が形成される。
したがって放熱パネル24すなわち支持板21の重量増
大を回避して効果的に放熱フィン32〜36を形成する
ことができ、しかも開口部37〜41が形成される部分
でベースパネル23が下方に剥き出しに配置されること
により、放熱性がさらに高められる。
…が支持されているユニット支持枠16は、太陽が東か
ら西に動くのに追随して鉛直軸線まわりに回動されると
ともに、太陽の高さに応じて水平軸線まわりに回動され
るのであるが、ユニット支持枠16を鉛直軸線まわりに
回動するにあたって、支柱15の上端に締結される支軸
68にギヤケース52が鉛直軸線まわりに回動可能に支
承され、該ギヤケース52に鉛直軸線を有してギヤケー
ス52内に上部が突入される支軸68と、ギヤケース5
2との間に複列アンギュラ軸受69およびボール軸受7
0が介設され、ギヤケース52内には、支軸68に固定
される固定ギヤ82と、ギヤケース52に締結された支
持部材73に取付けられているモータ74との間に設け
られる減速ギヤ列75が収納されている。
…、ユニット支持枠16、モータ74、ならびに減速ギ
ヤ列75を収納せしめたギヤケース52が、鉛直軸線ま
わりの回動を可能として支軸68で支承されることにな
り、支柱15自体が回動するようにしたものと比べる
と、可動部の重量を軽減することができる。したがって
モータ74の出力も比較的小さくてすみ、モータ74の
小型化を図ることが可能となる。
の下面に対向するフランジ68aが半径方向に外方に張
出して一体に設けられ、ギヤケース52には、該フラン
ジ68aの外周縁を囲繞するスカート部92が下方に延
びて一体に設けられ、ボール軸受70よりも下方で支軸
68およびギヤケース52間に、ギヤケース52内から
のグリスの流出を防止するオイルシール90が介装され
ている。
2内でグリス切れが生じることを防止して減速ギヤ列7
5、複列アンギュラ軸受69およびボール軸受70の円
滑かつ安定的な作動を保証することができる。しかもフ
ランジ68aの外縁を囲繞するスカート部92がギヤケ
ース52に設けられているので、オイルシール90を、
砂塵、雨水および紫外線等から保護することができ、ス
カート部92内に雨水が万一侵入したとしても、スカー
ト部92およびフランジ68a間の間隙から外部に排出
することができる。
締結されるものであることにより、ギヤケース52に組
み付けられた状態にある支軸68を支柱15に締結すれ
ばよいので、組付作業が容易となる。
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
ば、支持板が金属製のベースパネルと、該ベースパネル
に結合される金属製の放熱パネルとで構成されることに
より、量増大を回避しつつ支持板の強度および剛性増大
を図ることができ、太陽電池モジュールが放熱パネルに
密接した部分でベースパネルに取り付けられることによ
り、太陽電池モジュールで生じた熱をベースパネルから
放熱パネルに良好に伝達せしめ、放熱パネルが備える放
熱フィンから効果的に放熱することができる。しかも太
陽電池モジュールが取付けられる低位部の周囲で、ベー
スパネルおよび放熱パネル間に冷却通風路が形成されて
いることにより、放熱性をより一層向上することができ
る。
ネルすなわち支持板の重量増大を回避して効果的に放熱
フィンを形成することができ、しかも開口部が形成され
る部分でベースパネルが下方に剥き出しに配置されるよ
うにして放熱性をさらに高めることができる。
かわらず、冷却通風路のいずれかを外部からの空気が流
通するようにして、支持板からの放熱性を向上すること
ができる。
板をより一層軽量化することができる。
る。
ある。
の縦断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 上下両端を開口した筒形のレンズフレー
ム(18)と、複数のレンズ(19)で構成されて前記
レンズフレーム(18)の上端開口部を塞ぐレンズ集合
体(20)と、前記レンズフレーム(18)の下端開口
部に取付けられる支持板(21)と、前記各レンズ(1
9)に個別に対応して支持板(21)の内面に取付けら
れる複数の太陽電池モジュール(22)とを備え、前記
支持板(21)が、複数の高位部(28)および複数の
低位部(25)を有して凹凸成形された金属製のベース
パネル(23)と、ベースパネル(23)と反対側に突
出した複数の放熱フィン(31〜36)を備えるととも
に前記低位部(25)の下面に密接してベースパネル
(23)に結合される金属製の放熱パネル(24)とで
構成され、各太陽電池モジュール(22)が前記各低位
部(25)の上面に取付けられ、ベースパネル(23)
および放熱フィン(24)間で前記各低位部(25)の
周囲には外部に開放した冷却通風路(29,30)が形
成されることを特徴とする集光型太陽光発電装置。 - 【請求項2】 前記放熱パネル(24)の一部を下方に
折り曲げて前記放熱フィン(32〜36)が形成され、
それらの放熱フィン(32〜36)の形成により放熱パ
ネル(24)にはベースパネル(23)を下方に臨ませ
る開口部(37〜41)が形成されることを特徴とする
請求項1記載の集光型太陽光発電装置。 - 【請求項3】 前記冷却通風路(29,30)が縦横に
通じてベースパネル(23)および放熱フィン(24)
間に形成されることを特徴とする請求項1または2記載
の集光型太陽光発電装置。 - 【請求項4】 前記ベースパネル(23)および放熱フ
ィン(24)が、アルミニウム合金により形成されるこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の集
光型太陽光発電装置。
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