JPWO2020095704A1 - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

本開示の太陽光発電装置は、太陽を追尾する際の回動軸となる軸体を有する架台、及び、当該軸体を駆動する駆動部を含む支持機構と、架台に太陽電池モジュールを並べて構成されるアレイと、軸体の中心軸方向と平行なアレイの外端面に沿って設けられ、外端面に向かって吹いてくる風が最初に当たる位置にある外枠部と、を備えている。

Description

本発明は、太陽光発電装置に関する。
本出願は、２０１８年１１月８日出願の日本出願第２０１８−２１０６０７号に基づく優先権、及び、２０１８年１１月２１日出願の日本出願第２０１８−２１８１５６号に基づく優先権を主張し、日本出願第２０１８−２１０６０７号に記載された一部の記載内容を援用するとともに、日本出願第２０１８−２１８１５６号に記載された全ての記載内容を援用するものである。

太陽光発電装置には、支持機構によって地上に支えられた受光パネル（以下、アレイと言う。）が太陽を追尾するように動く太陽追尾型のものがある。集光型太陽光発電装置では、太陽光を小さな発電素子に集光するため、２軸駆動により、アレイの方位角及び仰角を、太陽に合わせることが必須である。結晶シリコンを用いた一般的な太陽光発電装置の場合は、地上や建造物に固定しても発電できるが、例えば１軸のみでも太陽を追尾すれば、より発電効率を高めることができる。

太陽追尾型の太陽光発電装置は、大きなアレイが屋外に設置されるので、アレイの支持機構には、想定される強風による荷重にも耐え得る強度設計が必要となる。
但し、現実には、コストとの兼ね合いも有り、どのような猛烈な風にも耐えられる支持機構を作製することは合理的ではない。そこで、センサにより風速や風向を把握し、風による荷重が閾値を超える場合には、例えばアレイを水平にした退避の姿勢をとり、風を通し、荷重を支持機構の強度範囲内に抑える、ということが現実的である（例えば、特許文献１，２参照。）。

特開２０１４−２０３９１１号公報 国際公開第２０１２／０７３７０５号公報

本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、請求の範囲によって定められるものである。
本開示の一表現に係る太陽光発電装置は、太陽を追尾する際の回動軸となる軸体を有する架台、及び、当該軸体を駆動する駆動部を含む支持機構と、前記架台に太陽電池モジュールを並べて構成されるアレイと、前記軸体の中心軸方向と平行な前記アレイの外端面に沿って設けられ、前記外端面に向かって吹いてくる風が最初に当たる位置にある外枠部と、を備えている。

図１は、１基分の、集光型の太陽光発電装置の一例を、受光面側から見た斜視図である。 図２は、図１の太陽光発電装置の組立途中の状態を示す図である。 図３は、アレイが太陽に正対して斜めの姿勢になっている一例を示す斜視図である。 図４は、アレイが退避姿勢である太陽光発電装置の側面図である。 図５は、外枠部が設けられている太陽光発電装置のアレイが退避姿勢である側面図である。 図６は、図５のアレイの左端側の拡大図である。 図７は、図６における外枠部とは異なる形状の外枠部を用いた図である。 図８は、図６，図７における外枠部とは異なる形状の外枠部を用いた図である。 図９は、図６，図７，図８における外枠部とは異なる形状の外枠部を用いた図である。 図１０は、他の形状の外枠部をアレイに用いた斜視図の一部である。 図１１は、さらに他の形状の外枠部をアレイに用いた斜視図の一部である。 図１２は、アレイの外端面の四方に外枠部を設けた一例を示す斜視図である。 図１３は、図８の変形としての外枠部を備えたアレイの部分拡大図である。 図１４は、例えば第１例（図６）に示したような、外周面が円筒面となっている外枠部において、円筒面に多数のディンプルを形成した斜視図である。 図１５は、例えば第４例（図９）に示したような、半円筒状又は半円柱状となっている外枠部において、半円筒面に複数の突起を形成した斜視図である。 図１６は、例えば図６と同様に見た、アレイの端部の拡大図である。 図１７は、図１６に示す各部の斜視図である。 図１８は、参考例として、例えば波板状の外枠部により、図１２と同様に、アレイの外端面を覆う構成を示す斜視図である。

［本開示が解決しようとする課題］
強風時にアレイを水平にした退避姿勢をとることは一つの有効な対策である。しかしながら、さらに別の課題があることがわかってきた。それは、強風によるアレイのねじれ振動である。アレイがねじれ振動すると、特に、駆動部に大きな負荷がかかる。大きな負荷にも耐えられる駆動部にすることは技術的には可能であるが、コスト的には難しい。従って、駆動部はそのままで、アレイに工夫をすることで振動対策をしたい。
かかる課題に鑑み、本開示は、太陽光発電装置において、強風時にも、アレイのねじれ振動を抑制することを目的とする。

［本開示の効果］
本開示の太陽光発電装置によれば、強風時にもアレイのねじれ振動を抑制することができる。

［実施形態の要旨］
本開示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。

（１）本開示の太陽光発電装置は、太陽を追尾する際の回動軸となる軸体を有する架台、及び、当該軸体を駆動する駆動部を含む支持機構と、前記架台に太陽電池モジュールを並べて構成されるアレイと、前記軸体の中心軸方向と平行な前記アレイの外端面に沿って設けられ、前記外端面に向かって吹いてくる風が最初に当たる位置にある外枠部と、を備えている。

上記のように構成された太陽光発電装置では、外枠部が、軸体の中心軸方向と平行なアレイの外端面に沿って設けられ、しかも、外枠部は、外端面に向かって吹いてくる風が最初に当たる位置にある。従って、風の流れに関しては、外枠部が支配的になる。そこで、外枠部により、例えば、風をアレイの表面及び裏面に沿って均等に分流させたり、あるいは、風の流れを乱して剥離流ができるのを抑制したりすることができる。剥離流を抑制できれば、軸体の中心軸周りにトルクが生じることを抑制できる。こうして、強風時にも、アレイのねじれ振動を抑制することができる。

（２）前記（１）の太陽光発電装置において、前記外枠部は、長手方向の端面から見た形状として、前記アレイに平行な方向に向かってくる風を、前記アレイの表面へ導く表面側傾斜面と、前記アレイの裏面へ導く裏面側傾斜面とを有していてもよい。
この場合、外枠部の表面側傾斜面及び裏面側傾斜面により、風をアレイの表面及び裏面に沿って分流させることができる。形状の設計により、分流を均等にすることも可能である。

（３）前記（２）の太陽光発電装置において、前記長手方向の端面から見た形状とは、例えば、円形又は楕円形である。
この場合、円形又は楕円形における曲率による傾斜を長手方向に見た表面側傾斜面及び裏面側傾斜面により、風をアレイの表面及び裏面に沿って均等に分流させることができる。

（４）前記（２）の太陽光発電装置において、前記長手方向の端面から見た形状とは、例えば、前記外端面側を底辺とする三角形である。
この場合、形状を、例えば正三角形又は二等辺三角形とすることにより、風をアレイの表面及び裏面に沿って均等に分流させることができる。また、この場合、外端面に対向する面が平面となるので、取り付けが容易である。

（５）前記（２）の太陽光発電装置において、前記長手方向の端面から見た形状とは、例えば、前記外端面側を直線とする半円形又は半楕円形である。
この場合、半円形又は半楕円形における曲率による傾斜を長手方向に見た表面側傾斜面及び裏面側傾斜面により、風をアレイの表面及び裏面に沿って均等に分流させることができる。また、この場合、外端面に対向する面が平面となるので、取り付けが容易である。

（６）前記（１）から（６）のいずれかの太陽光発電装置において、前記外枠部の表面に複数のディンプル又は突起が形成されていてもよい。
ディンプル又は突起は、空気の流れを細かく乱れさせることに寄与する。

（７）前記（１）から（６）のいずれかの太陽光発電装置において、前記外枠部と前記外端面との間にあって、前記アレイの表面及び裏面に対して突出した姿勢となる複数の板状又は棒状の部材が互いに間隔をあけて設けられている、という構成であってもよい。
この場合の当該部材は、空気の流れを細かく乱れさせることに寄与する。

（８）前記（１）の太陽光発電装置において、前記外枠部には、例えば、前記中心軸に対して斜めに延びる傾斜部が所定間隔で複数存在する。
中心軸に対して斜めに延びるとは、例えば、水平な姿勢のアレイを真横から中心軸に平行に側面視した場合に中心軸に対して斜めに延びている形状や、水平な姿勢のアレイを真上から平面視した場合に中心軸に対して斜めに延びている形状を意味する。このような形状の部位があることにより、風の流れを乱して剥離流ができるのを抑制することができる。

（９）前記（８）の太陽光発電装置において、前記外枠部は、前記外端面に対向する網状の形態であってもよい。
この場合、アレイの表面及び裏面に沿って、風の流れを乱すことができる。

（１０）前記（８）の太陽光発電装置において、前記外枠部は、円柱又は円筒の表面に、螺旋状に突起が形成された形態であってもよい。
この場合、アレイの表面及び裏面に沿った方向の他、アレイに垂直又は斜めの角度を成す方向にも、風の流れを乱すことができる。

（１１）また、（１）から（１０）のいずれかの太陽光発電装置において、前記外枠部を第１の外枠部とすると、前記軸体の中心軸方向と直交する方向の、前記アレイの外端面に沿って設けられた第２の外枠部を備えている、という構成でもよい。
この場合、アレイに対してあらゆる方向から吹き付ける風に対して、アレイのねじれ（又は撓み）振動を抑制することができる。

［実施形態の詳細］
以下、本開示の一実施形態に係る太陽光発電装置について、図面を参照して説明する。

《太陽光発電装置の基本構造》
以下、本発明の一実施形態に係る太陽光発電装置について、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の一例を、受光面側から見た斜視図である。図１は、完成した状態での太陽光発電装置１００を示し、図２は、組立途中の状態での太陽光発電装置１００を示している。図２は、追尾架台２５の骨組みが見える状態を右半分に示し、集光型の太陽電池モジュール（以下、単にモジュールとも言う。）１Ｍが取り付けられた状態を左半分に示している。なお、実際にモジュール１Ｍを追尾架台２５に取り付ける際は、追尾架台２５を地面に寝かせた状態で取り付けを行う。

図１において、この太陽光発電装置１００は、上部側で連続し、下部側で左右に分かれた全体として面状の受光パネル（太陽光発電パネル又はアレイともいう。）１と、その支持機構２とを備えている。アレイ１は、背面側の追尾架台２５（図２）上にモジュール１Ｍを整列させて構成されている。図１の例では、左右のウイングを構成する（９６（＝１２×８）×２）個と、中央の渡り部分の８個との、合計２００個のモジュール１Ｍの集合体として、アレイ１が構成されている。モジュール１Ｍ内には、太陽光を集光させて発電素子に導く光学系がマトリックス状に並んで設けられた既知の構成が搭載されている。

支持機構２は、支柱２１と、基礎２２と、駆動部２３と、駆動軸となる軸体２４と、追尾架台２５（図２）とを備えている。支柱２１は、下端が基礎２２に固定され、上端に駆動部２３を備えている。

図１において、基礎２２は、上面のみが見える程度に地中に堅固に埋設される。基礎２２を地中に埋設した状態で、支柱２１は鉛直となり、軸体２４（図２）は水平となる。駆動部２３は、軸体２４を、方位角（支柱２１を中心軸とした角度）及び仰角（軸体２４を中心軸とした角度）の２方向に回動させることができる。図２において、軸体２４には、追尾架台２５を補強する補強材２５ａが取り付けられている。また、補強材２５ａには、複数本の水平方向へのレール２５ｂが取り付けられている。モジュール１Ｍは、このレールに嵌め込むように取り付けられる。軸体２４が方位角又は仰角の方向に回動すれば、アレイ１もその方向に回動する。

図１のようにアレイ１が鉛直になっているのは、通常、夜明け及び日没前である。
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、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。仮に、例えば赤道付近の南中時刻であれば、アレイ１は受光面を真上に向けて水平な姿勢となる。また、アレイ１を真上に向けて水平な姿勢は、強風時の退避姿勢でもある。なお、夜間待機姿勢におけるアレイ１は、退避姿勢の逆、すなわち、アレイ１の受光面を地面に向けて水平な姿勢となる。

《外枠部》
図１又は図３において、例えばアレイ１の軸体２４の中心軸に平行な上端面１ａに沿って、外枠部１１が取り付けられている。また、アレイ１の軸体２４の中心軸に平行な下端面１ｂ，１ｃに沿って、それぞれ、外枠部１２，１３が取り付けられている。外枠部１１から１３は、追尾架台２５（図２）に取り付けるか、又は、アレイ１に取り付けることができる。外枠部１１から１３の各々は、例えば円筒状又は円柱状の部材である。

図４は、アレイ１が退避姿勢である太陽光発電装置１００の側面図である。但し、この図は、比較のために、外枠部１１から１３が設けられていない図である。風は一般に横向きに吹いている。例えば、図４の左側から強風がアレイ１に吹き付けているとすると、アレイ１の外端面のうち例えば上端面１ａに当たった風は通常、上下に不均等に拡がる。

上端面１ａに当たった風が上下に分かれる際、上端面１ａの隅角部を起点にアレイ１の表面から離れた方向に向かって空気が流れるようになる。この流れを剥離流と言い、剥離流とアレイ１の表面との間を剥離領域（図４のＡ１）と呼ぶ。剥離領域は剥離流の風速が速くなるために周囲より圧力が低くなっており、アレイ１の表面側の大きな剥離領域Ａ１と、裏面側の小さな剥離領域Ａ２との圧力差によってアレイ１の左端を引き上げる力を生じさせる。これにより、軸体２４の中心軸の時計回り方向にトルクが発生する。

剥離流は、上下均等に発生するものではなく、時間経過に伴って上下交互に強弱が変化する特徴がある。このような、上下交互に発生する圧力変化が、アレイ１に、軸体２４の中心軸周りのねじれ振動を発生させる。また、例えば、アレイ１の左ウイングと右ウイングとで、互いに逆方向に力が働く場合がある。この場合には、アレイ１の面内にあって駆動部２３を通り軸体２４と直交する軸の周りに、ねじれ振動が発生する。

《外枠部：第１例》
そこで、図４では省略した外枠部１１から１３の作用について説明する。
図５は、外枠部１１，１２，１３が設けられている太陽光発電装置１００のアレイ１が退避姿勢である側面図である。例えば図５の左側から強風がアレイ１に吹き付けているとすると、空気の流れが外枠部１１によって概ね均等に上下に分けられる。

図６は、図５のアレイ１の左端側の拡大図である。以下、拡大図（図６から図１１）では上端面１ａ側の外枠部のみ示すが、下端面１ｂ，１ｃ側にも同様に外枠部が設けられる。

図６において、金属製又は樹脂製で、円筒状又は円柱状の外枠部１１は、例えば、追尾架台２５の端部近傍に固定された支持腕２６により、支持されている。図６中に示すように、アレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに平行な方向をＸ方向、アレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに垂直な方向をＹ方向、Ｘ，Ｙに直交する方向をＺ方向とする。外枠部１１の厚さ（外径）をｄ、アレイ１の厚さをｔとすると、ｄ＞ｔである。また、Ｙ方向において、外枠部１１の中心と、アレイ１の厚さ方向の中心とは同じ位置にある。このため、アレイ１に垂直なＹ方向において、外枠部１１は、アレイ１の上端面１ａの表面１ｆ側及び裏面１ｒ側に、はみ出している。従って、図示のようにＸ方向に吹き付ける風を受けるのは、アレイ１の上端面１ａではなく、外枠部１１である。従って、風の流れに関しては、外枠部１１の形態が支配的になる。

ここで、外枠部１１の外周面は円筒面であるため、上下それぞれに、滑らかな表面側傾斜面１１ｆ及び裏面側傾斜面１１ｒがある。左側からＸ方向に吹き付けてくる空気は、この滑らかな表面側傾斜面１１ｆ及び裏面側傾斜面１１ｒに沿って上下に均等に分流し、図示の矢印で示すように表面１ｆ及び裏面１ｒに沿って流れていく。この結果、図４に示したような剥離領域は形成されず、アレイ１を軸体２４（図５）の中心軸周りに回動させようとする力の発生は抑制される。

《外枠部：第２例》
図７は、図６における外枠部１１とは異なる形状の外枠部３１を用いた図である。楕円筒状又は楕円柱状の外枠部３１は、追尾架台２５の端部近傍に固定された支持腕２６により、支持されている。外枠部３１は、楕円の長軸がＸ方向、短軸がＹ方向である。図７中に示すように、アレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに平行な方向をＸ方向、アレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに垂直な方向をＹ方向、Ｘ，Ｙに直交する方向をＺ方向とする。外枠部３１のＹ方向の厚さ（短軸）をｄ、アレイ１の厚さをｔとすると、ｄ＞ｔである。また、Ｙ方向において、外枠部３１の中心と、アレイ１の厚さ方向の中心とは同じ位置にある。このため、アレイ１に垂直なＹ方向において、外枠部３１は、アレイ１の上端面１ａの表面１ｆ側及び裏面１ｒ側に、はみ出している。従って、図示のようにＸ方向に吹き付ける風を受けるのは、アレイ１の上端面１ａではなく、外枠部３１である。従って、風の流れに関しては、外枠部３１の形態が支配的になる。

ここで、外枠部３１の外周面は楕円筒面であるため、上下それぞれに、滑らかな表面側傾斜面３１ｆ及び裏面側傾斜面３１ｒがある。左側からＸ方向に吹き付けてくる空気は、この滑らかな表面側傾斜面３１ｆ及び裏面側傾斜面３１ｒに沿って上下に均等に分流し、図示の矢印で示すように表面１ｆ及び裏面１ｒに沿って流れていく。この結果、図４に示したような剥離領域は形成されず、アレイ１を軸体２４（図５）の中心軸周りに回動させようとする力の発生は抑制される。

《外枠部：第３例》
図８は、図６，図７における外枠部１１，３１とは異なる形状の外枠部４１を用いた図である。三角筒状又は三角柱状の外枠部４１は、追尾架台２５の端部近傍に固定された支持腕２６により、支持されている。なお、三角形は正三角形又は二等辺三角形である。図８中に示すように、アレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに平行な方向をＸ方向、アレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに垂直な方向をＹ方向、Ｘ，Ｙに直交する方向をＺ方向とする。外枠部４１のＹ方向の厚さ（Ｘ方向の底面の幅）をｄ、アレイ１の厚さをｔとすると、ｄ＞ｔである。また、Ｙ方向において、外枠部４１の中心と、アレイ１の厚さ方向の中心とは同じ位置にある。このため、アレイ１に垂直なＹ方向において、外枠部４１は、アレイ１の上端面１ａの表面１ｆ側及び裏面１ｒ側に、はみ出している。従って、図示のようにＸ方向に吹き付ける風を受けるのは、アレイ１の上端面１ａではなく、外枠部４１である。従って、風の流れに関しては、外枠部４１の形態が支配的になる。

ここで、外枠部４１の外周面は三角筒面であるため、上下それぞれに、滑らかな表面側傾斜面４１ｆ及び裏面側傾斜面４１ｒがある。左側からＸ方向に吹き付けてくる空気は、この滑らかな表面側傾斜面４１ｆ及び裏面側傾斜面４１ｒに沿って上下に均等に分流し、図示の矢印で示すように表面１ｆ及び裏面１ｒに沿って流れていく。この結果、図４に示したような剥離領域は形成されず、アレイ１を軸体２４（図５）の中心軸周りに回動させようとする力の発生は抑制される。

《外枠部：第４例》
図９は、図６，図７，図８における外枠部１１，３１，４１とは異なる形状の外枠部５１を用いた図である。半円筒状又は半円柱状の外枠部５１は、追尾架台２５の端部近傍に固定された支持腕２６により、支持されている。図９中に示すように、アレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに平行な方向をＸ方向、アレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに垂直な方向をＹ方向、Ｘ，Ｙに直交する方向をＺ方向とする。外枠部５１のＹ方向の厚さ（外径）をｄ、アレイ１の厚さをｔとすると、ｄ＞ｔである。また、Ｙ方向において、外枠部５１の中心と、アレイ１の厚さ方向の中心とは同じ位置にある。このため、アレイ１に垂直なＹ方向において、外枠部５１は、アレイ１の上端面１ａの表面１ｆ側及び裏面１ｒ側に、はみ出している。従って、図示のようにＸ方向に吹き付ける風を受けるのは、アレイ１の上端面１ａではなく、外枠部５１である。従って、風の流れに関しては、外枠部５１の形態が支配的になる。

ここで、外枠部５１の外周面は円筒面であるため、上下それぞれに、滑らかな表面側傾斜面５１ｆ及び裏面側傾斜面５１ｒがある。左側からＸ方向に吹き付けてくる空気は、この滑らかな表面側傾斜面５１ｆ及び裏面側傾斜面５１ｒに沿って上下に均等に分流し、図示の矢印で示すように表面１ｆ及び裏面１ｒに沿って流れていく。この結果、図４に示したような剥離領域は形成されず、アレイ１を軸体２４（図５）の中心軸周りに回動させようとする力の発生は抑制される。
なお、第４例における外枠部５１は、半楕円筒状又は半楕円柱状であってもよい。

《外枠部の第１例から第４例のまとめ》
上記の外枠部（上端面側の１１，３１，４１，５１及び下端面側の同様のもの）は、軸体２４の中心軸方向と平行なアレイ１の外端面に沿って設けられ、アレイ１に垂直な方向において、外端面（例えば上端面１ａ、下端面１ｂ，１ｃ）の表面側及び裏面側に、はみ出している、という共通の特徴を有する。

上記のように構成された太陽光発電装置１００では、外枠部が、軸体２４の中心軸方向と平行なアレイ１の外端面に沿って設けられ、しかも、外枠部は、アレイ１に垂直な方向において、外端面の表面側及び裏面側にはみ出している。そのため、当該外端面に向かって吹き付ける風は、当該外端面に直接当たらず、まず外枠部に当たる。従って、風の流れに関しては、外枠部が支配的になる。そこで、外枠部により、例えば、風をアレイ１の表面及び裏面に沿って均等に分流させ、剥離流ができるのを抑制することができる。剥離流を抑制できれば、軸体２４の中心軸周りにトルクが生じることを抑制できる。こうして、軸体２４のねじれを伴うアレイ１の振動を抑制することができる。

外枠部１１，３１，４１，５１は、長手方向の端面から見た形状として、アレイ１に平行なＸ方向に向かってくる風を、アレイの表面へ導く表面側傾斜面１１ｆ，３１ｆ，４１ｆ，５１ｆと、アレイ１の裏面へ導く裏面側傾斜面１１ｒ，３１ｒ，４１ｒ，５１ｒとを有する。これにより、風をアレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに沿って分流させることができる。形状の設計により、分流を均等にすることが可能である。

長手方向の端面から見た形状は、例えば、円形（図６）又は楕円形（図７）である。この場合、円形又は楕円形における曲率による傾斜を長手方向に見た表面側傾斜面１１ｆ，３１ｆ及び裏面側傾斜面１１ｒ，３１ｒにより、風をアレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに沿って均等に分流させることができる。

また、長手方向の端面から見た形状は、例えば、外端面側を底辺とする三角形である（図８）。この場合、風をアレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに沿って均等に分流させることができる。また、この場合、外端面に対向する面が平面となるので、取り付けが容易である。
さらに、長手方向の端面から見た形状は、例えば、外端面側を直線とする半円形又は半楕円形である（図９）。この場合も、風をアレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに沿って均等に分流させることができる。また、外端面に対向する面が平面となるので、取り付けが容易である。

《外枠部：第５例》
図１０は、さらに他の形状の外枠部６１をアレイ１に用いた斜視図の一部である。図１０において、退避姿勢のアレイ１の上端面１ａには、アレイ１の表面に垂直な（Ｙ−Ｚ平面に平行な）外枠部６１が取り付けられている。外枠部６１は、矩形の枠６１ａと、鋸歯状の形状となる傾斜部（斜めに延びる部位）６１ｂとにより構成され、全体として網状とも言える形態である。傾斜部６１ｂは、Ｙ−Ｚ平面において斜め、すなわち、Ｙ方向に対して角度を成し、Ｚ方向に対しても角度を成す。Ｚ方向とは、軸体２４（図５）の中心軸方向でもある。傾斜部６１ｂの各片は、Ｚ方向に所定間隔で複数存在する。

風が図示のように、水平な姿勢のアレイ１の上端面１ａに吹き付けたとすると、このとき、傾斜部６１ｂの存在が、風の流れを例えば図示のごとく乱す効果を生じ、剥離流ができるのを抑制する。

《外枠部：第６例》
図１１は、さらに他の形状の外枠部７１をアレイ１に用いた斜視図の一部である。図１１において、この外枠部７１は、円筒状又は円柱状の丸棒部材７１ａに、螺旋状にリブ７１ｂを巻き付けたものである。もちろん、これは一例であり、このような形の加工品・成形品であってもよい。丸棒部材７１ａとアレイ１との位置関係は、図６と同様である。また、丸棒部材７１ａは、図６と同様に、アレイ１に取り付けられる。リブ７１ｂは、Ｚ軸に直交するどの方向から見ても、Ｚ方向に対して角度を成し、斜めになる。任意の方向から見たリブ７１ｂの各片は、Ｚ方向に所定間隔で複数存在する。

風が図示のように、水平な姿勢のアレイ１の表面及び裏面に沿った方向に真横から吹き付けたとすると、このとき、リブ７１ｂの存在が、風の流れを例えば図示のごとく乱す効果を生じ、剥離流ができるのを抑制する。また、リブ７１ｂは、Ｚ軸に直交するどの方向から見ても、Ｚ方向に対しても角度を成し、斜めになるので、アレイ１に垂直又は斜めの角度を成す方向にも、風の流れを乱すことができる。
なお、丸棒部材７１ａは、楕円筒状又は楕円柱状であってもよい。

《外枠部の第５例，第６例のまとめ》
第５例、第６例では、外枠部６１，７１が、軸体２４（図５）の中心軸に対して斜めに延びる部位が所定間隔で複数存在する点で共通している。中心軸に対して斜めに延びるとは、例えば、水平な姿勢のアレイを真横から中心軸に平行に側面視した場合に中心軸に対して斜めに延びている形状や、水平な姿勢のアレイを真上から平面視した場合に中心軸に対して斜めに延びている形状を意味する。このような形状の部位があることにより、風の流れを乱して剥離流ができるのを抑制することができる。

《外枠部：第３例の変形》
なお、上記各実施形態では、外枠部が、アレイ１に垂直な方向において外端面１ａの表面１ｆ側及び裏面１ｒ側にはみ出している例を示したが、はみ出していなくても同様な作用効果が得られる場合もある。
図１３は、かかる一例としての外枠部４１を備えたアレイ１の部分拡大図である。図１３中に示すように、アレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに平行な方向をＸ方向、アレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに垂直な方向をＹ方向、Ｘ，Ｙに直交する方向をＺ方向とする。この外枠部４１は、図８と同様に、長手方向の端面形状が三角形であるが、図８に比べると小さく、支持腕２６はＸ方向に長い。外枠部４１のＹ方向の厚さ（Ｘ方向の底面の幅）をｄ、アレイ１の厚さをｔとすると、ここでは、ｄ＝ｔ、又はｄがｔより若干小さくてもよい。Ｙ方向において、外枠部４１の中心と、アレイ１の厚さ方向の中心とは同じ位置にある。外枠部４１の外周面は三角筒面であるため、上下それぞれに、表面側傾斜面４１ｆ及び裏面側傾斜面４１ｒがある。

図１３において、外端面１ａに向かって吹いてくる風は、最初に外枠部４１に当たる。外枠部４１に当たった風は、表面側傾斜面４１ｆ及び裏面側傾斜面４１ｒに沿って上下に均等に分流する。分流した風は外枠部４１を通り越しても風速があれば急激には曲がらず、図示の矢印で示すように表面１ｆ及び裏面１ｒに沿って流れていく。この結果、図４に示したような剥離領域は形成されず、アレイ１を軸体２４（図５）の中心軸周りに回動させようとする力の発生は抑制される。従って、やはり、図示のようにＸ方向に吹き付ける風に対して、その風の流れがどうなるかに関しては、外枠部４１の存在が支配的になる。

このように、外枠部がアレイ１に垂直な方向において外端面１ａの表面１ｆ側及び裏面１ｒ側にはみ出していなくても同様な作用効果が得られる場合がある。図６から図１１に加えて図１３も考慮に入れると、外枠部が最低限備えるべき要件は、アレイ１の外端面に沿って設けられ、かつ、外端面に向かって吹いてくる風が最初に当たる位置にあること、である。外端面に向かって吹いてくる風が最初に当たる位置に外枠部があれば、風の流れに関しては、外枠部が支配的になる。そこで、外枠部により、例えば、風をアレイの表面及び裏面に沿って均等に分流させたり、あるいは、風の流れを乱して剥離流ができるのを抑制したりすることができる。剥離流を抑制できれば、軸体の中心軸周りにトルクが生じることを抑制できる。こうして、強風時にも、アレイのねじれ振動を抑制することができる。

《外枠部：第１例の変形》
図１４は、例えば第１例（図６）に示したような、外周面が円筒面となっている外枠部１１において、円筒面に多数のディンプル１１ｄを形成した斜視図である。このようなディンプル１１ｄを設けることにより、風の空気の流れを細かく乱れさせ、剥離流を抑制することができる。このようなディンプルの形成は、他の例（図７、図８、図９、図１３）にも適用することができる。

《外枠部：第４例の変形》
図１５は、例えば第４例（図９）に示したような、半円筒状又は半円柱状となっている外枠部５１において、半円筒面に複数の突起５１ｐを形成した斜視図である。このような突起５１ｐを設けることにより、風の空気の流れを細かく乱れさせ、剥離流を抑制することができる。このような突起の形成は、他の例（図６、図７、図８、図１３）にも適用することができる。

《外枠部：第６例の変形》
図１６は、例えば図６と同様に見た、アレイ１の端部の拡大図である。図１７は、図１６に示す各部の斜視図である。外枠部７１となる丸棒部材７１ａとアレイ１の上端面１ａとの間には、アレイ１の表面及び裏面から突出して垂直なＹ方向に立つように、Ｚ方向には互いに間隔をあけて（図１７）、平板７２が設けられている。平板７２は、外枠部７１との間にＸ方向の隙間をあけて設けられる。平板７２は、例えばアレイ１の上端面１ａから支持部材７３を出して支持する。平板７２の材質は例えばアルミ合金である。

このような平板７１を設けることにより、外枠部７１によりアレイ１の表裏に切り分けられた空気をさらに、細かく乱れさせ、剥離流を抑制することができる。特に、丸棒部材７１ａすなわち円柱（又は円筒）と、空気の流れの下流側にある平板との組み合わせは、カルマン渦励振の抑制により外枠部７１の振動抑制に効果がある。なお、「平板」は好適例であるが、パイプ等でも一定の効果は得られると考えられる。また、姿勢は必ずしも「垂直」でなくてもよい。より一般化して表現すれば、平板７２のような板状又は棒状の複数の部材が、外枠部とアレイの外端面との間にあって、アレイの表面及び裏面に対して突出した姿勢となり、互いに間隔をあけて設けられている。このような構成は、他の例（図７、図８、図９、図１３）にも適用することができる。

なお、ここまで述べた各種の外枠部及びこれに付随する構成は、任意に組み合わせることもできる。

《その他》
なお、上記実施形態において、例えば図１に示すように、外枠部１１，１２，１３は、軸体２４の中心軸と平行な方向にのみ設けた例を示した。これは、軸体２４のねじれを伴うアレイ１の振動抑制という視点に立っていたからである。しかしながら、軸体２４が、その長手方向に撓むこともあり得る。従って、必要に応じて、図１２にその一例を示すように、アレイ１の左端面及び右端面にもそれぞれ、外枠部１４，１５を設けることもできる。その場合、アレイ１に対してあらゆる方向から吹き付ける風に対して、アレイ１のねじれ（又は撓み）振動を抑制することができる。

なお、図１８に示すように、例えば波板状の外枠部１６により、図１２と同様に、アレイ１の外端面を覆う構成も考えられる。この場合も、剥離流の抑制に関して一定の効果は期待できる。但し、剥離流の抑制に関して、より好ましいのは、上述の実施形態（図１から図１７）であると考えられる。

また、上記実施形態では、２軸駆動型の太陽追尾を行う集光型の太陽光発電装置１００を示したが、２軸以外（例えば１軸）で、例えば結晶シリコンを用いた太陽追尾型の太陽光発電装置に対しても外枠部を設けて剥離流を抑制することができる。

《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ アレイ
１ａ 上端面
１ｂ，１ｃ 下端面
１ｆ 表面
１ｒ 裏面
１Ｍ モジュール（太陽電池モジュール）
２ 支持機構
１１ 外枠部
１１ｄ ディンプル
１１ｆ 表面側傾斜面
１１ｒ 裏面側傾斜面
１２，１３，１４，１５，１６ 外枠部
２１ 支柱
２２ 基礎
２３ 駆動部
２４ 軸体
２５ 追尾架台（架台）
２５ａ 補強材
２５ｂ レール
２６ 支持腕
３１ 外枠部
３１ｆ 表面側傾斜面
３１ｒ 裏面側傾斜部
４１ 外枠部
４１ｆ 表面側傾斜面
４１ｒ 裏面側傾斜部
５１ 外枠部
５１ｆ 表面側傾斜面
５１ｐ 突起
５１ｒ 裏面側傾斜部
６１ 外枠部
６１ａ 枠
６１ｂ傾斜部
７１ 外枠部
７１ａ 丸棒部材
７１ｂ リブ
７２ 平板
７３ 支持部材
１００ 太陽光発電装置
Ａ１，Ａ２ 剥離領域

（６）前記（１）から（５）のいずれかの太陽光発電装置において、前記外枠部の表面に複数のディンプル又は突起が形成されていてもよい。
ディンプル又は突起は、空気の流れを細かく乱れさせることに寄与する。

（７）前記（１）から（５）のいずれかの太陽光発電装置において、前記外枠部と前記外端面との間にあって、前記アレイの表面及び裏面に対して突出した姿勢となる複数の板状又は棒状の部材が互いに間隔をあけて設けられている、という構成であってもよい。
この場合の当該部材は、空気の流れを細かく乱れさせることに寄与する。

外枠部１１，３１，４１，５１は、長手方向の端面から見た形状として、アレイ１に平行なＸ方向に向かってくる風を、アレイ１の表面へ導く表面側傾斜面１１ｆ，３１ｆ，４１ｆ，５１ｆと、アレイ１の裏面へ導く裏面側傾斜面１１ｒ，３１ｒ，４１ｒ，５１ｒとを有する。これにより、風をアレイ１の表面１ｆ及び裏面１ｒに沿って分流させることができる。形状の設計により、分流を均等にすることが可能である。

このような平板７２を設けることにより、外枠部７１によりアレイ１の表裏に切り分けられた空気をさらに、細かく乱れさせ、剥離流を抑制することができる。特に、丸棒部材７１ａすなわち円柱（又は円筒）と、空気の流れの下流側にある平板との組み合わせは、カルマン渦励振の抑制により外枠部７１の振動抑制に効果がある。なお、「平板」は好適例であるが、パイプ等でも一定の効果は得られると考えられる。また、姿勢は必ずしも「垂直」でなくてもよい。より一般化して表現すれば、平板７２のような板状又は棒状の複数の部材が、外枠部とアレイの外端面との間にあって、アレイの表面及び裏面に対して突出した姿勢となり、互いに間隔をあけて設けられている。このような構成は、他の例（図７、図８、図９、図１３）にも適用することができる。

１ アレイ
１ａ 上端面
１ｂ，１ｃ 下端面
１ｆ 表面
１ｒ 裏面
１Ｍ モジュール（太陽電池モジュール）
２ 支持機構
１１ 外枠部
１１ｄ ディンプル
１１ｆ 表面側傾斜面
１１ｒ 裏面側傾斜面
１２，１３，１４，１５，１６ 外枠部
２１ 支柱
２２ 基礎
２３ 駆動部
２４ 軸体
２５ 追尾架台（架台）
２５ａ 補強材
２５ｂ レール
２６ 支持腕
３１ 外枠部
３１ｆ 表面側傾斜面
３１ｒ 裏面側傾斜面
４１ 外枠部
４１ｆ 表面側傾斜面
４１ｒ 裏面側傾斜面
５１ 外枠部
５１ｆ 表面側傾斜面
５１ｐ 突起
５１ｒ 裏面側傾斜面
６１ 外枠部
６１ａ 枠
６１ｂ傾斜部
７１ 外枠部
７１ａ 丸棒部材
７１ｂ リブ
７２ 平板
７３ 支持部材
１００ 太陽光発電装置
Ａ１，Ａ２ 剥離領域

Claims (11)

1. 太陽を追尾する際の回動軸となる軸体を有する架台、及び、当該軸体を駆動する駆動部を含む支持機構と、
   前記架台に太陽電池モジュールを並べて構成されるアレイと、
   前記軸体の中心軸方向と平行な前記アレイの外端面に沿って設けられ、前記外端面に向かって吹いてくる風が最初に当たる位置にある外枠部と、
   を備えている太陽光発電装置。
2. 前記外枠部は、長手方向の端面から見た形状として、前記アレイに平行な方向に向かってくる風を、前記アレイの表面へ導く表面側傾斜面と、前記アレイの裏面へ導く裏面側傾斜面とを有する請求項１に記載の太陽光発電装置。
3. 前記長手方向の端面から見た形状とは、円形又は楕円形である請求項２に記載の太陽光発電装置。
4. 前記長手方向の端面から見た形状とは、前記外端面側を底辺とする三角形である請求項２に記載の太陽光発電装置。
5. 前記長手方向の端面から見た形状とは、前記外端面側を直線とする半円形又は半楕円形である請求項２に記載の太陽光発電装置。
6. 前記外枠部の表面に複数のディンプル又は突起が形成されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
7. 前記外枠部と前記外端面との間にあって、前記アレイの表面及び裏面に対して突出した姿勢となる複数の板状又は棒状の部材が互いに間隔をあけて設けられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
8. 前記外枠部には、前記中心軸に対して斜めに延びる傾斜部が所定間隔で複数存在する請求項１に記載の太陽光発電装置。
9. 前記外枠部は、前記外端面に対向する網状の形態である請求項８記載の太陽光発電装置。
10. 前記外枠部は、円柱又は円筒の表面に、螺旋状に突起が形成された形態である請求項８に記載の太陽光発電装置。
11. 前記外枠部を第１の外枠部とすると、
    前記軸体の中心軸方向と直交する方向の、前記アレイの外端面に沿って設けられた第２の外枠部を備えている、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。

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