JPS60169173A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低コスト、高効率の太陽光発電を実現するだ
めの太陽エネルギー利用装置に関するものである。

太陽エネルギーは本来面積型のエネルギー資源である。

従って変換装置は、よシ少ない資材でよシ広い受光面積
を構成し、そしてその面積に変換効率の高い手段が設け
られることが、低コスト化の絶対条件である０しかし、
従来の太陽光発電装置では、光電変換素子の製造コスト
が低下するに伴なって変換効率も低下しているため、よ
シ広い受光面を必要とし、更に入射効率を増加させるた
めに、固定式にあっても傾斜をもたせた背の高い設置方
式により、入射量のコストが高額になるという関係であ
った。

このような矛盾する問題点により、太陽光発電装置は行
きずまシ状態であり、長期的に低コスト化を実現する見
通しが確立できないところである。

従来の太陽光発電装置について、図に基づき説明する。

第１図（ＬＬ）は、固定式太陽光発電装置の概略構成図
である。エネルギー変換素子として高品質の光電変換素
子（各種ソーラセル）を密封状のパネルに構成し、支持
構造体に取シ付け、年間を通じて最も入射量の多くなる
角に固定して設置されている。第１図（Ａ）は追尾式太
陽光発電装置の概略構成図である。独立支持方式の追尾
機構を設け、二軸追尾により太陽光を最大限に入射させ
るようにしたものである。これら従来の太陽光発電装置
は、光電変換素子パネルの価格に対し支持構造物の価格
の割合が高くなって来たため全体のコスト低下の方策が
なくなってきている。

その上、極端に光電変換素子パネルが低変換効率でも安
価となった場合においても、支持構造物の最も安価な水
平設置によって、単位面積当シの資材量の減少、低荷重
、低コストが実現できるが、広面積を要し単位変換出力
車シの資材量減少にはならない。また、水平設置の場合
、雨水の洗浄作用も低下し、塵埃の降積等による表面汚
損が経時的性能低下をもたらし、降ひょう、飛散物に対
する強度が弱く、補強対策のため厚いガラスの採用や小
枠組の採用等によって入射効率の低下が見込まれる。即
ち、支持構造物資の最も少ない水平設置方式を採用すれ
ば、表面汚損と補強処置により入射効率が低下し、低変
換効率の光電変換素子パネルになってしまい、広い受光
面を要する結果、全体の低コスト化は実現できず、経済
的に実用となる太陽光発電装置は皆無である。

以上、従来の太陽光発電装置の問題点を列挙すると、 ■　コストが高い。

■　信頼性が低い。

■　経時的性能低下がある。

ということになる。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、短棚状光電変
換パネルを複数個並列にして、連動回転させることによ
シ、太陽光を追尾させる構造として入射効率を向上させ
、信頼性と経時的性能の向上をはかるとともに風圧荷重
の低い、低コスト構造の太陽光発電装置を提供すること
を目的とする。

以下、本発明について説明する。

第２図（ｃＬ）　（Ａ）は、本発明による太陽光発電装
置の駆動側側面図であυ、（ｃＬ）は、光電変換素子ノ
し不ルエの受光面１ｃＬが下を向いた退避中の状態で、
。

（ｈ）は、光電変換素子パネル１の受光面１ｃＬが太陽
入射光１６を追尾中の状態を示す１、そして第３図は、
本発明の平面図であるＯ 第４図は、短冊状の光電変換素子パネル１の端部断面図
である。この光電変換素子ノくネル１は、受光面１ａか
ら表面に、受光表面カバーガラス１０、その下に光電変
換素子板１１とこれを固定するクリコーンゴム等による
シーリング材１３、ＦＲＰ等の背面補強板１２から成っ
ておシ、この光電変換素子パネルｌの裏側板１４の長辺
方向に対して追尾駆動軸８を設けて構成されている。

そしてこのような光電変換素子パネル１を複数個並列に
し、追尾駆動軸８を追尾用連結ロッド５によって連動回
転するようにし、太陽光を追尾させる構造とする。

上記のような構成によれば、以下のような作用効果を有
する。

（１）　パネル巾を比較的小さくし短冊状に分割すると
ともに、平面的に一定の間隔をあけて設置した構造とし
、風圧荷重を大巾に下げるようにする。これは風圧荷重
が風速の３乗、高さの２乗にｔ丘は比例するので、全体
がＹ直向になれば支持構造物の軽便、簡素化を促進し使
用部材の質、量を低下させることができる。

即ち、最も資材量の少ない水平設置方式である０ （ＩＩ）　並列に並べた短冊状の変換・くネルを太陽の
高度に合わせて一軸型の簡易回転追尾をする構造を有す
るため、入射量が固定式に比べ倍増するため、同一受光
面積の光電変換素子パネルからの出力も倍増する。ある
いは、同一変換出力を得るために要する資材は約半分で
良いことになり、従って、光電変換素子パネルは使用面
積が少なくなることにより、高効率の素子を使用するこ
とができる。

（２）短冊状の光電変換素子パネルは簡易回転追尾機構
支持構造によシ裏返えしが可能なため次のような効率向
上効果、高信頼性、長寿命化、保守費の低下が実現可能
と々る０ （イ）夜間の下向きによって、表面汚損時間は半分以下
の降積時間量となり経時的性能低下が少ない。また、早
朝の結露、結霜、夜間積雪９等による入射量低下が生じ
ない。

（ロ）　降雨時に適当な傾斜角を選ぶことによって、雨
水による洗浄作用が最も効果的な角度になるよう制御す
ることが出来るため、水滴跡の少ない洗浄によって入射
効率が向上する。従って、汚損洗浄等の保守費が大巾に
減少する。

（ハ）　パネル裏側は鉄板等の強靭な板で製作し、降ひ
ょう、暴風雨に耐える構造とすることによυ、表面側は
気象条件の良い時に合せた表面設計が可能となり、表面
カバーガラスも極薄の透過率の高いものが使用出来るた
め、入射効率の向上と合せ高信頼性、長寿命化が実現可
能となる。

に）光電変換素子パネルの反転機能により、固定式に見
られるような雨水、結露水、融霜融雪水等の水滴が、端
縁部に長時間滞溜することが無いため、水分の浸透現象
が生じ難く（第５図示）、また、裏面側は１枚板の成型
で加工することによって端縁部に水分の滞溜しない構造
が製作可能である０従って、水分による故障劣化を大巾
に減少させ、高信頼性、長寿命化を計υ総合コストの低
下を実現することが出来る（第４図示）。

（財）短棚状光電変換パネルは、多数並列に設置され、
連結ロッドにより連動される構造で、短棚状の巾が比較
的小さいため、軸芯に対し偏芯重量が軽く、モーメント
が小さくなり追尾駆動力は極めて小さくて良い。

また、モーメントが小さいことは、日照妨害等の全くな
い簡単な平衡用重りで動力消費を更に小さく出来る〇 以上説明したように本発明によって、信頼性の向上と長
寿命化がはかられ、更に、大巾なコストの低限が可能と
なシ、実用的に他の発電方式による電力供給コストと同
等の発電単価を得る太陽光発電装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（α）は従来技術による固定設置式太陽光発電装
置の一例を示す図、第１図（ｂ）は同じ〈従来技術によ
る追尾式太陽光発電装置の一例を示す図、第２図（、）
　（ｈ）は本発明による太陽光発電装置の駆動側側面図
で、（ｃＬ）は受光面が下を向いた退避の状態を示す図
、（ｂ）は受光面が太陽を追尾中の状態を示す図、第３
図は本発明の平面図、第４図は短棚状の光電変換素子パ
ネルの下向きになった状態の断面図。第５図は従来技術
による固定式の光電変換素子パネルの端部断面図である
。 図中、ｌは光電変換素子パネル、２は支持構造物、３は
基礎、４αは支持追尾回転柱、４ｂは支持追尾回転軸、
５は追尾用連結ロッド、６けパネル回転駆動ロッド、７
は駆動用電動機、８は追尾駆動軸、９は軸受け、１ｏは
受光表面カバーガラス、１１は変換素子板、１２はＦＲ
Ｐ等による背面補強板、１３はシリコーンゴム等による
シーリング材、１４は裏側板、１５は滞溜水滴、１６は
太陽入射光である。 第１　凹 纂２　図 第３　図 第４図 竿５図 ／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 短冊状のパネルの表面に光電変換素子を取シ付け、また
   との短冊状のパネルの裏側に長辺方向の軸を備えた短棚
   状光電変換パネルを構成し、との短棚状光電変換パネル
   を複数個並列に配置してその軸を連動回転させることに
   より太陽光を追尾させる構造としたことを特徴とする太
   陽光発電装置０