WO2017061335A1 - 集光型太陽光発電装置用函体及びそれを用いた集光型太陽光発電装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a box for a photovoltaic power generation apparatus, and more particularly to a photovoltaic module that generates power according to the amount of received light when a power generation element provided in the box receives sunlight.
- Patent Literature 1 International Publication No. 2013/150031 discloses the following technology. That is, the concentrating solar power generation device described in Patent Document 1 includes a lens and a power generation element in a casing, and adjusts the distance between the lens and the power generation element by flowing gas into the casing.
- Patent Document 2 US Pat. No. 8,592,738, discloses the following technique.
- Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2008-84955 discloses the following technique. That is, the concentrating solar power generation unit described in Patent Document 3 includes a translucent protective plate that condenses a condensing lens that condenses sunlight and protects the top surface of the concentrating solar power generation unit.
- the solar cell mounting board which mounts the elongate frame used as the basic structure of a solar power generation unit, and a plurality of solar cells. Further, the long frame is provided with a vent hole at the end in the longitudinal direction, and generates an air flow inside the long frame.
- Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2008-4661 discloses the following technique. That is, the concentrating solar power generation device described in Patent Document 4 is surrounded by a bottom member, a peripheral member, and an upper member, a space is formed inside, and the upper member is inclined so as to face the sun.
- the case is used.
- the upper member of the case is provided with a plurality of Fresnel lenses for condensing sunlight, and a plurality of solar cells for receiving and generating light respectively collected by the Fresnel lens inside the case Provide a cell.
- the peripheral member of the case at least two openings are provided on the opposing surfaces, and the two openings on each surface are located above the Fresnel lens side and a solar cell. Arranged below the cell side.
- a box for a concentrating solar power generation device has an upper end, a lower end, an inner surface and an outer surface, and includes a side wall formed of a resin, and the side wall penetrates an inner surface and an outer surface of the side wall.
- the vent hole is inclined in the direction from the upper end to the lower end of the side wall from the inner surface to the outer surface of the side wall.
- FIG. 1 is a perspective view of a concentrating solar power generation apparatus using a housing according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the gantry shown in FIG.
- FIG. 3 is a perspective view of a concentrating solar power generation module using the housing according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a plan view of the concentrating solar power generation module using the casing according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a perspective view showing a detailed configuration of the housing according to the first embodiment. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG.
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a housing according to the second embodiment.
- FIG. 1 is a perspective view of a concentrating solar power generation apparatus using a housing according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the gantry shown in FIG.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the separator plate shown in FIG. 8 in more detail.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing a modification of the partition plate shown in FIG.
- FIG. 11 is a front view of the vent hole and the partition plate shown in FIG. 8 as viewed from the outside.
- the present disclosure further improves the power generation efficiency of the photovoltaic power generation module, and suppresses performance deterioration due to dust, water droplets, foreign matters, and other things that do not want to be put inside the housing mixed in the housing. Provide a configuration that can do.
- a box for a concentrating solar power generation device includes an upper end, a lower end, an inner surface and an outer surface, and includes a side wall formed of a resin, and the side wall includes an inner surface of the side wall.
- a vent hole penetrating the outer surface is provided, and the vent hole is inclined from the inner surface to the outer surface of the side wall in a direction from the upper end to the lower end of the side wall.
- the vent hole is formed directly downward from the inner surface to the outer surface of the side wall.
- the temperature inside the case can be brought close to the temperature outside the case, and an excessive temperature rise can be suppressed, and dust, water droplets, foreign matter, and other cases can be suppressed. It can suppress that the thing which it does not want to put in the inside of a body mixes in the inside of a housing
- the side wall is made of resin, even if the focal length of the lens changes with a change in the temperature, the side wall also expands or contracts with the change in the temperature. Therefore, even if the focal length of the lens changes, the amount of sunlight collected on the power generation element is prevented from significantly decreasing, and the decrease in power generation efficiency of the solar power generation module is suppressed. be able to.
- the side wall may be inclined with respect to the outer surface side.
- the inclination of the vent hole can be increased, and dust, water droplets, foreign matter, and other things that are not desired to be put inside the case can be further suppressed from entering the inside of the case. it can.
- the side wall includes a partition plate formed inside the vent so as to intersect with an inner surface of the side wall. Also good.
- Such a configuration in which the partition plate is provided inside the vent hole can further suppress the intrusion of dust, water droplets, foreign matter, and other objects that are not desired to be placed inside the casing.
- the partition plate may protrude from the inner surface of the side wall.
- the width of the side wall can be made longer than the length of the vent hole, so that the strength of the side wall can be increased.
- the box for concentrating solar power generation device of (3) may have a protruding ring formed on the inner surface of the side wall so as to surround the outer periphery of the vent hole.
- the configuration in which such a protruding ring is provided on the inner surface of the side wall can guide the air passing through the vent hole and further suppress an excessive temperature rise in the housing.
- the partition plate may be formed to extend in a direction from the upper end to the lower end of the side wall.
- Such a configuration of the partition plate causes a rectifying action that allows air to efficiently flow up and down in the casing, and can further suppress an excessive temperature rise in the casing.
- the side wall includes a main side plate and a sub-side plate, and the main side plate is first with respect to an outer surface side of the side wall.
- the sub-side plate may be formed to be inclined at an angle, and the sub-side plate may be formed to be inclined at a second angle larger than the first angle with respect to the outer surface side of the side wall.
- Such a configuration in which the side wall includes a main side plate and a sub-side plate can improve the strength and rigidity of the casing.
- the vent hole may be formed on the sub-side plate.
- the inclination of the vent hole can be increased, and dust, water droplets, foreign matters, and other things that are not desired to be put inside the casing are inside the casing. It can further be suppressed that it mixes in.
- the sub-side plate may be formed on the outer surface side of the side wall.
- Such a structure in which the auxiliary side plate is formed on the outer surface side of the side wall can improve the strength and rigidity of the casing.
- the partition plate may be formed such that the vent is divided into at least two sub vents.
- Such a partition plate is formed such that the vent hole is divided into a plurality of sub vent holes, so that the difficulty of breaking the vent hole can be improved.
- the partition plate is configured so that the entire vent hole is the partition plate when the concentrating solar power generation device housing is viewed from a side surface. It may be formed so as to be covered with.
- the partition plate is formed so that the entire vent hole is covered with the partition plate when the box for the concentrating solar power generation device is viewed from the side surface, for example, Even when it is raining, it is possible to prevent water from entering the housing.
- the partition plate includes an end portion on the outer surface side of the side wall and an end portion on the inner surface side of the side wall, and the side wall The end of the outer surface may be formed to have an acute angle.
- a concentrating solar power generation device includes the box for concentrating solar power generation device described in (1) to (12) above.
- Such a configuration having a concentrating solar power generation box allows the temperature inside the casing to be close to the temperature outside the casing, thereby suppressing an excessive temperature rise.
- the side wall formed of resin also expands or contracts with changes in temperature, and the distance between the lens and the power generation element changes. Even if the focal length of the lens changes, it is possible to prevent the amount of sunlight collected on the power generation element from being significantly reduced, and to suppress the reduction in power generation efficiency of the solar power generation module.
- FIG. 1 is a perspective view of a concentrating solar power generation apparatus using a housing according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the gantry shown in FIG.
- the photovoltaic power generation apparatus 100 includes a plurality of photovoltaic power generation modules 1 and a gantry 2.
- the gantry 2 includes a frame member F1, a solar azimuth meter C1 (not shown), and a drive unit M1 (not shown).
- Solar compass C1 includes a sensor for detecting the position of the sun.
- the plurality of photovoltaic modules 1 are fixed to the frame member F1 in an aligned state.
- the drive unit M1 recognizes the position of the sun based on the signal output from the solar azimuth meter C1, and, for example, the frame so that the light receiving surface of the photovoltaic module 1 faces the sun from sunrise to sunset.
- the direction of the member F1 is changed.
- the frame member F1 of the gantry 2 is provided so that a plurality of columns intersect in the vertical direction and the horizontal direction, and is a rectangular parallelepiped formed by the frame member F1 (however, there is no upper surface and there is a bottom surface).
- One photovoltaic power generation module 1 is inserted into each housing part E1.
- the accommodating part E1 shown in FIG. 2 is a rectangular parallelepiped, this accommodating part E1 may be a cube.
- the panel housing (entire frame) 12 having a plurality of accommodating portions E1 has a tray-like shape partitioned into a plurality of compartments (accommodating portions) by the frame member F1.
- the side wall of the photovoltaic power generation module which will be described later is made of resin, even such a photovoltaic power generation module exhibits sufficient mechanical strength when mounted on the panel housing 12.
- FIG. 3 is a perspective view of a concentrating solar power generation module using the housing according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a plan view of the concentrating solar power generation module using the casing according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a perspective view showing a detailed configuration of the housing according to the first embodiment. In FIG. 5, the condensing unit 22 is not illustrated in order to describe the internal configuration of the housing 21.
- the photovoltaic power generation module 1 includes a casing 21 having a rectangular parallelepiped or cubic shape.
- the housing 21 includes a bottom portion 23, a side wall 24, and a light collecting portion 22.
- the side wall 24 corresponds to the side surface of the housing 21, the light collecting portion 22 is provided at the upper end of the side wall 24, and the bottom portion 23 is provided at the lower end of the side wall 24. That is, the light collecting unit 22 corresponds to the upper surface of the housing 21, and the bottom 23 corresponds to the bottom surface of the housing 21.
- the bottom 23 is made of, for example, aluminum.
- the side wall 24 is made of resin. Details of the configuration of the side wall 24 will be described later.
- the condensing unit 22 includes a plurality of Fresnel lenses 22f.
- the Fresnel lens 22f is arrange
- each Fresnel lens 22f is arranged, for example, such that the distance between the centers of adjacent Fresnel lenses 22f is the same W1.
- the photovoltaic power generation module 1 further includes a plurality of power generation elements 30 and a plurality of FPCs (Flexible Printed Circuits) 31 inside the casing 21.
- FPCs Flexible Printed Circuits
- the plurality of FPCs 31 are arranged in parallel or substantially parallel to each other at the bottom 23, and a plurality of power generation elements 30 are mounted on each FPC 31.
- Each power generating element 30 is provided at a position corresponding to each Fresnel lens 22f, receives sunlight collected by the corresponding Fresnel lens 22f, and generates electric power according to the amount of received light.
- the side wall 24 may be preferably inclined with respect to the outside of the housing 21, that is, the outer surface side of the side wall.
- the side wall 24 may be preferably formed of a main side plate 26a and a sub side plate 26b as shown in FIG. Further, preferably, as shown in FIG. 5, the main side plate 26a is formed to be inclined at a first angle with respect to the outer surface side, and the sub-side plate 26b is formed with respect to the outer surface side from the first angle. May be formed so as to incline at a large second angle. Furthermore, preferably, as shown in FIG. 5, the sub-side plate 26b may be formed in a partial region on the outer surface of the main-side plate 26a.
- the side wall 24 is formed with a vent hole 24h.
- one ventilation hole 24 h is formed on each side wall 24 of the housing 21. Note that the number and size of the vent holes 24h are not limited as long as the air flow is generated in the housing 21, and for example, any one of the side walls 24 of the housing 21 is provided. 24 may be provided with a vent hole 24h.
- vent holes it is preferable to have at least two vent holes in the entire casing 21 because there is an air inlet and an outlet.
- the inside of the housing 21 can be prevented from becoming a sealed space, and the pressure balance between the inside of the housing and the outside air can be maintained.
- the minimum air permeability can be ensured by devising the opening area and shape of the air holes.
- the vent hole 24 h formed in the side wall 24 is inclined downward from the inner surface side of the side wall 24 toward the outer surface side, that is, in a direction from the upper end to the lower end of the side wall 24.
- the inclination angle of the air hole 24h is not particularly limited, and the air hole 24h may be formed, for example, directly below.
- the air holes 24 h may be formed in the auxiliary side plate 26 b of the side wall 24. Since the sub-side plate 26b is inclined at a larger angle on the outer surface side than the main side plate 26a, the inclination of the air holes 24h can be further increased.
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 5 for explaining a state where the housing of the photovoltaic power generation module according to the first embodiment is attached to the frame member.
- the bottom 23 of the housing 21 contacts the upper surface of the frame member F1.
- the casing 21 is fixed to the frame member F ⁇ b> 1 by inserting bolts 29 into the mounting holes 28 formed in the bottom 23 and the side wall 24, for example.
- the housing 21 is not limited to the structure in which the bolts 29 are inserted into the mounting holes 28 to be fixed to the frame member F1, but the housing 21 may be fixed to the frame member F1 by other methods.
- the solar power generation module 1 includes the power generation element 30 that receives light to generate power, and the closed casing 21 that houses the power generation element 30.
- the casing 21 forms a condensing unit 22 provided with a lens (Fresnel lens 22f) for condensing sunlight, a bottom 23 on which the power generation element 30 is disposed, and an outer frame of the bottom 23, and the condensing unit And a side wall 24 that supports 22.
- the side wall 24 includes a vent hole 24 h that is inclined downward from the inner surface side to the outer surface side of the side wall 24.
- the solar power generation device may be used in places where the temperature difference is large, and the bottom portion expands or contracts due to changes in the temperature, so that the power generation element provided on the bottom portion and the top surface of the housing
- the distance between the lens and the Fresnel lens provided may vary.
- the distance between the power generation element and the Fresnel lens changes, the distance may not match the focal length of the Fresnel lens, and sunlight may not be collected efficiently.
- vent holes 24h are formed in the side wall 24. Therefore, an air flow is generated in the housing 21, a significant change in temperature in the housing 21 can be suppressed, and expansion and contraction of the bottom 23 can be suppressed.
- the side wall 24 is made of resin. Therefore, even if the focal length of the lens changes with a change in temperature, the side wall also expands or contracts with a change in temperature, and the distance between the lens and the power generation element changes. As a result, even if the focal length of the lens changes, it is possible to prevent the amount of sunlight collected on the power generation element from being significantly reduced, and to suppress the reduction in power generation efficiency of the solar power generation module.
- vent hole 24h is provided in the side wall 24 of the housing 21, and the configuration in which the side wall 24 is formed of resin can suppress a decrease in power generation efficiency of the photovoltaic power generation module.
- the solar power generation device is used outdoors, that is, in an environment where foreign substances such as rainwater and dust are present. And if foreign substances, such as rain water and sand dust, penetrate
- the air holes 24h are inclined downward from the inner surface side of the side wall 24 toward the outer surface side. It is difficult for foreign matter to enter the inside of the housing through the vent hole 24h.
- the structure in which the air holes 24h are inclined downward from the inner surface side to the outer surface side of the side wall 24 suppresses intrusion of rainwater and dust into the housing, thereby reducing the performance deterioration of the photovoltaic power generation module. Can be suppressed.
- the photovoltaic power generation module 1 according to the second embodiment further includes a partition plate 24 g inside a vent hole 24 h provided in the side wall 24.
- a partition plate 24 g inside a vent hole 24 h provided in the side wall 24.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a housing according to the second embodiment.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the separator plate shown in FIG. 8 in more detail.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing a modification of the partition plate shown in FIG.
- FIG. 11 is a front view of the vent hole and the partition plate shown in FIG. 8 as viewed from the outside.
- the side wall 24 of the photovoltaic power generation module 1 according to the second embodiment includes a partition plate 24g, as compared with the casing 21 according to the first embodiment described above.
- the side wall 24 further includes a protruding ring 24 f and a filter 142.
- the partition plate 24g is formed inside the vent hole 24h.
- the partition plate 24 g may be formed so as to intersect the inner surface of the side wall 24. That is, the partition plate 24g may be formed so that the vent hole 24h is divided into a plurality of sub vent holes 25.
- the side wall 24 can be reinforced by forming the partition plate 24g.
- the end portion on the inner surface side of the side wall 24 of the partition plate 24 g may be formed so as to protrude from the inner surface of the side wall 24.
- the outer surface side end of the side wall 24 of the partition plate 24g may be formed to have an acute angle.
- the partition plate 24 g may be formed to extend in a direction from the upper end to the lower end of the side wall 24.
- the direction in which the partition plate 24g is formed is aligned with the direction in which natural convection occurs, and a rectifying action that allows air to efficiently flow up and down in the housing occurs. Therefore, an excessive temperature rise in the housing can be further suppressed.
- the partition plate 24g is formed so that the entire vent hole 24h is covered with the partition plate 24g when the casing 21 is viewed from the side.
- the partition plate 24g for example, even when it is raining on the side, it is possible to further prevent water from entering the housing.
- the protruding ring 24f is formed so as to surround the outer periphery of the inner surface side of the side wall 24 of the vent hole 24h. With such a configuration of the protruding ring 24f, air passing through the vent hole 24h can be guided, and an excessive temperature rise in the housing can be further suppressed.
- the filter 142 is provided on the end of the protruding ring 24 f and the partition plate 24 g on the inner surface side of the side wall 24 so as to cover the vent hole 24 h.
- the filter 142 is preferably a mesh-shaped member that is resin-molded using tetrafluoroethylene resin (PTFE).
- PTFE tetrafluoroethylene resin
- the filter 142 is fused to the end portion on the inner surface side of the protruding ring 24f and the side wall 24 of the partition plate 24g. By providing the filter 142, it is possible to further suppress intrusion of foreign matter such as rainwater, water droplets or insects.
- a black pigment such as carbon black may be kneaded with the resin forming the side wall 24 to make the side wall 24 black.
- the filter 142 is a mesh-shaped white member that is resin-molded using tetrafluoroethylene resin (PTFE) or the like, when the filter 142 is fused to the protruding ring 24f and the partition plate 24g, a molten protruding ring is used.
- the black resin constituting the 24 f and the partition plate 24 g penetrates into the gaps of the filter 142 and forms a black and white striped pattern on the filter 142. Since the black and white stripe pattern has an insect repellent effect, the structure of the filter 142, the side wall 24, the protruding ring 24f, and the partition plate 24g can further suppress the invasion of insects into the housing.
- the partition plate 24g is formed inside the vent hole 24h. Therefore, compared to the case where the partition plate 24g is not provided, The opening width is substantially reduced. Therefore, foreign matters such as rainwater and dust are unlikely to enter the housing through the air holes 24h, and performance deterioration of the photovoltaic power generation module due to the penetration of rainwater or sand into the housing can be further suppressed.
- 1 solar power generation module 2 mounts, 12 panel housing, 21 housing, 22 condensing part, 22f Fresnel lens (lens), 23 bottom part, 24 side wall, 24f protruding ring, 24g separator plate, 24h vent hole, 25 side Ventilation hole, 26a main side plate, 26b sub side plate, 28 mounting hole, 29 bolt, 30 power generation element, 31 FPC, 100 solar power generation device, 142 filter, C1 solar compass, E1 accommodation unit, F1 frame member, M1 drive unit .
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Abstract
本開示に係る集光型太陽光発電装置用函体は、上端及び下端並びに内面及び外面を有し樹脂で形成された側壁を備え、前記側壁は前記側壁の内面と外面を貫通する通気孔を有しており、前記通気孔は、前記側壁の内面から外面にかけて、前記側壁の上端から下端に向かう方向に傾斜している。本開示によると、太陽光発電モジュールの発電効率をさらに高め、塵埃、水滴、異物、その他筐体内部には入れたくない物が筐体内部に混入することに伴う性能劣化を抑制することができる。
Description
本発明は、太陽光発電装置用函体に関し、特に、函体内に設けられた発電素子が太陽光を受けて、受光量に応じた電力を発生する太陽光発電モジュールに関する。
本出願は、平成27年10月5日出願の特願2015-197903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。
従来、太陽光を集光して電力に変換する太陽光発電モジュールが開発されている。たとえば、特許文献1(国際公開第2013/150031号)には、以下のような技術が開示されている。すなわち、特許文献1に記載の集光型太陽光発電装置は、筐体内にレンズおよび発電素子を備え、当該筐体内にガスを流入させてレンズと発電素子との間の距離を調整する。
また、たとえば、特許文献2(米国特許第8592738号明細書)には、以下のような技術が開示されている。
すなわち、特許文献2に記載の集光型太陽発電装置では、入射する光の光軸を確認するための装置が取り付けられている。
次に、たとえば、特許文献3(特開2008-84955号公報)には、以下のような技術が開示されている。すなわち、特許文献3に記載の集光型太陽光発電ユニットは、太陽光を集光する集光レンズが接合され集光型太陽光発電ユニットの天面を保護する透光性保護板、集光型太陽光発電ユニットの基本構造体となる長尺状フレーム、複数の太陽電池を実装する太陽電池実装板を備える。また、長尺状フレームは、長手方向の端部に通気孔を備え、長尺状フレーム内部に気流を発生させる。
また、たとえば、特許文献4(特開2008-4661号公報)には、以下のような技術が開示されている。すなわち、特許文献4に記載の集光型太陽発電装置は、底部材と周囲部材と上部材とで囲われ、内部には空間が形成され、かつ、上部材を太陽に対向させるように傾斜させて用いるケースを備えている。このケースの上部材には太陽光を集光するための複数のフレネルレンズを備えさせ、上記ケースの内部には上記フレネルレンズにより夫々集光された光を夫々受光して発電する複数の太陽電池セルを備えさせる。また、上記ケースの周囲部材においては、相対向する面に少なくとも夫々2つずつの開口部を配設し、しかも各面における上記二つの開口部は、上記フレネルレンズ側寄りの上方と、太陽電池セル側寄りの下方に配置する。
本発明の一態様に係る集光型太陽光発電装置用函体は、上端及び下端並びに内面及び外面を有し、樹脂で形成された側壁を備え、前記側壁は前記側壁の内面と外面を貫通する通気孔を有しており、前記通気孔は、前記側壁の内面から外面にかけて、前記側壁の上端から下端に向かう方向に傾斜している。
[本開示が解決しようとする課題]
上記のような従来技術の根底にある共通かつ究極の課題は、屋外の厳しい環境下において発電効率その他の性能を発揮させることであるが、厳しい環境下で常に十分な性能が得られていない。
上記のような従来技術の根底にある共通かつ究極の課題は、屋外の厳しい環境下において発電効率その他の性能を発揮させることであるが、厳しい環境下で常に十分な性能が得られていない。
より具体的には、以下のような課題が存在する。上記のような従来技術においては、筐体が金属で形成されているため、気温の変化によって筐体の底部が膨張または収縮し、底部に設けられた発電素子と筐体の上面に設けられたフレネルレンズとの間の距離が変化する。そのため、発電素子に集光される太陽光の光量が大幅に低下することに伴って太陽光発電モジュールの発電効率の低下し、十分な発電効率が得られない。
また、例えば特許文献3に記載の集光型太陽光発電ユニットでは、長尺上フレームの端部に設けられた通気孔から雨水または砂塵などの異物が長尺状フレームの内部へ侵入することを防止するため、通気孔を被覆する通気孔被覆部が設けられている。しかし、かかる構成によっても異物の侵入を十分に防ぐことができない可能性があり、異物が侵入することにより集光型太陽光発電ユニットの性能の劣化などを招く虞がある。
かかる課題に鑑み、本開示は、太陽光発電モジュールの発電効率をさらに高め、塵埃、水滴、異物、その他筐体内部には入れたくない物が筐体内部に混入することに伴う性能劣化を抑制することができる構成を提供する。
[本開示の効果]
本開示によれば、集光型太陽光発電モジュールの発電効率を、さらに高め、埃、水滴、異物、その他筐体内部には入れたくない物が筐体内部に混入することを抑制することができる構成を提供することができる。
本開示によれば、集光型太陽光発電モジュールの発電効率を、さらに高め、埃、水滴、異物、その他筐体内部には入れたくない物が筐体内部に混入することを抑制することができる構成を提供することができる。
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
(1)本発明の一態様に係る集光型太陽光発電装置用函体は、上端及び下端並びに内面及び外面を有し、樹脂で形成された側壁を備え、前記側壁は前記側壁の内面と外面を貫通する通気孔を有しており、前記通気孔は、前記側壁の内面から外面にかけて、前記側壁の上端から下端に向かう方向に傾斜している。なお、前記側壁の内面から外面にかけて前記側壁の上端から下端に向かう方向に傾斜している場合には、前記通気孔が前記側壁の内面から外面にかけて真下方向に向かって形成されている場合も含む。
このような函体の側壁に傾斜した通気孔を設ける構成により、筐体内の温度を筐体外部の気温に近づけ、過度な温度上昇を抑制することができるとともに、塵埃、水滴、異物、その他筐体内部には入れたくない物が筐体内部に混入することを抑制することができる。また、側壁が樹脂で形成されているため、気温の変化に伴ってレンズの焦点距離が変化する場合であっても、側壁もまた気温の変化に伴って膨張または収縮して、レンズと発電素子との距離が変化するため、レンズの焦点距離が変化したとしても、発電素子に集光される太陽光の光量が大幅に低下することを防ぎ、太陽光発電モジュールの発電効率の低下を抑制することができる。
(2)上記(1)の集光型太陽光発電装置用函体において、前記側壁は、前記外面側に対して傾斜していてもよい。
このような側壁の構成により、前記通気孔の傾斜を大きくすることができ、塵埃、水滴、異物、その他筐体内部には入れたくない物が筐体内部に混入することをさらに抑制することができる。
(3)上記(1)の集光型太陽光発電装置用函体において、前記側壁は、前記通気孔の内部に、前記側壁の内面と交差するように形成された区切り板を有していてもよい。
このような通気孔の内部に区切り板が設ける構成により、塵埃、水滴、異物、その他筐体内部には入れたくない物が筐体内部に侵入することをさらに抑制することができる。
(4)上記(3)の集光型太陽光発電装置用函体において、前記区切り板は、前記側壁の内面から突出していてもよい。
このような前記区切り板が前記側壁の内面から突出する構成により、側壁の幅を通気孔の長さよりも長くできるので、側壁の強度を高めることができる。
(5)上記(3)の集光型太陽光発電装置用函体において、前記側壁の内面において、前記通気孔の外周を囲むように形成された突出環を有していてもよい。
このような突出環を前記側壁の内面に設けられる構成により、通気孔を通過する空気をガイドし、筐体内の過度な温度上昇をさらに抑制することができる。
(6)上記(3)の集光型太陽光発電装置用函体において、前記区切り板は、前記側壁の上端から下端に向かう方向に延出するように形成されていてもよい。
このような前記区切り板の構成により、筐体内で空気を上下に効率よく流すことができる整流作用が生じ、筐体内の過度な温度上昇をさらに抑制することができる。
(7)上記(1)の集光型太陽光発電装置用函体において、前記側壁は、主側板と副側板を有しており、前記主側板は前記側壁の外面側に対して第1の角度で傾斜するように形成されており、前記副側板は前記側壁の外面側に対して前記第1の角度よりも大きい第2の角度で傾斜するように形成されていてもよい。
このような前記側壁が主側板と副側板を有する構成により、筐体の強度・剛性を向上させることができる。
(8)上記(7)の集光型太陽光発電用函体において、前記通気孔は、前記副側板上に形成されていてもよい。
このような前記通気孔が前記副側板上に掲載される構成により、前記通気孔の傾斜を大きくすることができ、塵埃、水滴、異物、その他筐体内部には入れたくない物が筐体内部に混入することをさらに抑制することができる。
(9)上記(7)の集光型太陽光発電用函体において、前記副側板は、前記側壁の外面側に形成されていてもよい。
このような前記副側板が前記側壁の外面側に形成される構成により、筐体の強度・剛性を向上させることができる。
(10)上記(3)の集光型太陽光発電用函体において、前記区切り板は、前記通気孔が少なくとも2つの副通気孔に分割されるように形成されていてもよい。
このような前記区切り板を前記通気孔が複数の副通気孔に分割されるように形成される構成により、通気孔の壊れにくさを向上させることができる。
(11)上記(3)の集光型太陽光発電用函体において、前記区切り板は、前記集光型太陽光発電装置用筐体を側面から見たときに前記通気孔全体が前記区切り板によって覆われるように形成されていてもよい。
このような前記区切り板が前記集光型太陽光発電装置用函体を側面から見たときに前記通気孔全体が前記区切り板によって覆われるように形成される構成とすることにより、例えば横殴りの雨が降っているような場合でも、筐体内に水が混入することを抑制することができる。
(12)上記(3)の集光型太陽光発電用装置用函体において、前記区切り板は、前記側壁の外面側の端部及び前記側壁の内面側の端部を含んでおり、前記側壁の外面側の端部が鋭角となるように形成されていてもよい。
このような前記区切り板の前記側壁の外面側の端部が鋭角となるように形成された構成により、水が前記区切り板上に流れてきてもそのまま下に落ちやすくなり、筐体内に水が混入することをさらに抑制することができる。
(13)本発明の一態様に係る集光型太陽光発電装置は、上記(1)から(12)の集光型太陽光発電装置用函体を有する。
このような集光型太陽光発電用函体を有する構成により、筐体内の温度を筐体外部の気温に近づけ、過度な温度上昇を抑制することができる。また、気温の変化に伴ってレンズの焦点距離が変化する場合、樹脂で形成されている側壁もまた気温の変化に伴って膨張または収縮して、レンズと発電素子との距離が変化するため、レンズの焦点距離が変化したとしても、発電素子に集光される太陽光の光量が大幅に低下することを防ぎ、太陽光発電モジュールの発電効率の低下を抑制することができる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図中同一または相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図中同一または相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
(第1の実施の形態)
[太陽光発電装置の構成]
図1は、第1の実施の形態に係る筐体を用いた集光型太陽光発電装置の斜視図である。また、図2は、図1に示す架台の構成を示す斜視図である。
[太陽光発電装置の構成]
図1は、第1の実施の形態に係る筐体を用いた集光型太陽光発電装置の斜視図である。また、図2は、図1に示す架台の構成を示す斜視図である。
図1に示すように、太陽光発電装置100は、複数の太陽光発電モジュール1と、架台2とを備える。架台2は、フレーム部材F1と、図示しない太陽方位計C1と、図示しない駆動部M1とを含む。太陽方位計C1は、太陽の位置を検知するためのセンサを含む。複数の太陽光発電モジュール1は、並べられた状態でフレーム部材F1に固定される。
駆動部M1は、太陽方位計C1から出力される信号に基づいて太陽の位置を認識し、たとえば日の出から日没までの間、太陽光発電モジュール1の受光面が太陽と正対するように、フレーム部材F1の向きを変化させる。
図2に示すように、架台2のフレーム部材F1は、複数の柱が縦方向および横方向に交差するように設けられ、このフレーム部材F1により形成される直方体(但し、上面なし、底面あり)の各収容部E1に太陽光発電モジュール1が1つずつ挿入される。なお、図2に示す収容部E1は直方体であるが、この収容部E1は立方体などであってもよい。
複数の収容部E1を有するパネル筐体(フレーム全体)12は、フレーム部材F1によって複数の区画(収容部)に仕切られた受け皿状の形態となっている。なお、後述する太陽光発電モジュールの側壁は樹脂製であるが、このような太陽光発電モジュールであっても、パネル筐体12への装着により、十分な機械的強度を発揮する。
[太陽光発電モジュールの構成]
図3は、第1の実施の形態に係る筐体を用いた集光型太陽光発電モジュールの斜視図である。また、図4は、第1の実施の形態に係る筐体を用いた集光型太陽光発電モジュールの平面図である。さらに、図5は、第1の実施の形態に係る筐体の詳細な構成を示す斜視図である。なお、図5では、筐体21の内部の構成を説明するため、集光部22を図示していない。
図3は、第1の実施の形態に係る筐体を用いた集光型太陽光発電モジュールの斜視図である。また、図4は、第1の実施の形態に係る筐体を用いた集光型太陽光発電モジュールの平面図である。さらに、図5は、第1の実施の形態に係る筐体の詳細な構成を示す斜視図である。なお、図5では、筐体21の内部の構成を説明するため、集光部22を図示していない。
図3および図4に示すように、太陽光発電モジュール1は、直方体または立方体の形状を有する筐体21を含む。筐体21は、底部23と、側壁24と、集光部22とを有する。側壁24は、筐体21の側面に相当し、側壁24の上端に集光部22が設けられ、側壁24の下端に底部23が設けられる。すなわち、集光部22は筐体21の上面に相当し、底部23は筐体21の底面に相当する。
底部23は、たとえばアルミニウムにより形成されている。側壁24は、樹脂により形成されている。なお、側壁24の構成の詳細については後述する。
集光部22は、複数のフレネルレンズ22fを含む。集光部22において、フレネルレンズ22fは、たとえば正方格子状に配置されている。具体的には、各フレネルレンズ22fは、たとえば互いに隣接するフレネルレンズ22fの中心同士の距離が同じW1となるように配置されている。
図5に示すように、太陽光発電モジュール1は、筐体21内部に、さらに、複数の発電素子30と、複数のFPC(フレキシブルプリント基板:Flexible Printed Circuits)31とを備える。
図5に示すように、複数のFPC31は、底部23において互いに平行または略平行に並んで配置されており、各FPC31に複数の発電素子30が実装されている。
各発電素子30は、各フレネルレンズ22fに対応する位置に設けられており、対応のフレネルレンズ22fによって集光された太陽光を受けて、受光量に応じた電力を発生する。
[側壁の構成の詳細]
図5に示すように、側壁24は、好ましくは筐体21の外側、すなわち側壁の外面側に対して傾斜していてもよい。
図5に示すように、側壁24は、好ましくは筐体21の外側、すなわち側壁の外面側に対して傾斜していてもよい。
側壁24は、好ましくは、図5に示すように、主側板26aと副側板26bで形成されていてもよい。また、好ましくは、図5に示すように、主側板26aは外面側に対して第1の角度で傾斜するように形成されており、副側板26bは外面側に対して前記第1の角度よりも大きい第2の角度で傾斜するように形成されていてもよい。さらに、好ましくは、図5に示すように、副側板26bは、主側板26aの外面上の一部の領域に形成されていてもよい。
図5に示すように、側壁24には、通気孔24hが形成されている。
通気孔24hは、たとえば図5に示すように、筐体21の各側壁24に1つずつ形成されている。なお、筐体21内において空気の流れが発生するように構成されていれば、通気孔24hの数および大きさは制限されず、たとえば、筐体21の側壁24のうち、いずれか1つの側壁24に通気孔24hが形成されていてもよい。
通気孔24hは、たとえば図5に示すように、筐体21の各側壁24に1つずつ形成されている。なお、筐体21内において空気の流れが発生するように構成されていれば、通気孔24hの数および大きさは制限されず、たとえば、筐体21の側壁24のうち、いずれか1つの側壁24に通気孔24hが形成されていてもよい。
なお、筐体21全体で少なくとも2つの通気孔があれば、空気の入口と出口がある状態となるので好ましい。但し、筐体21全体で通気孔が1つであっても、筐体21内が密閉した空間になることは避けられ、筐体内と外気との圧力バランスを保つことができる。また、通気孔の開口面積や形状を工夫することで最低限の通気性は確保することができる。
図6は、図5におけるVI-VI断面の断面図である。
側壁24に形成されている通気孔24hは、側壁24の内面側から外面側に向かって、下方に、すなわち側壁24の上端から下端に向かう方向に傾斜している。なお、通気孔24hの傾斜の角度には特に制限はなく、通気孔24hは、たとえば、真下に向かって形成されていてもよい。
側壁24に形成されている通気孔24hは、側壁24の内面側から外面側に向かって、下方に、すなわち側壁24の上端から下端に向かう方向に傾斜している。なお、通気孔24hの傾斜の角度には特に制限はなく、通気孔24hは、たとえば、真下に向かって形成されていてもよい。
好ましくは、図6に示すように、通気孔24hは、側壁24の副側板26b中に形成してもよい。副側板26bは、主側板26aと比較して、外面側により大きな角度で傾斜しているため、通気孔24hの傾斜をより大きくすることができる。
[太陽光発電モジュールのフレーム部材への組み付け]
図7は、第1の実施の形態に係る太陽光発電モジュールの筐体がフレーム部材に取り付けられた状態を説明するための、図5におけるVII-VII断面の断面図である。
図7は、第1の実施の形態に係る太陽光発電モジュールの筐体がフレーム部材に取り付けられた状態を説明するための、図5におけるVII-VII断面の断面図である。
図7に示すように、太陽光発電モジュール1の筐体21がフレーム部材F1により形成される収容部E1に挿入された状態において、筐体21の底部23がフレーム部材F1の上面に接触する。そして、このような状態において、たとえば底部23及び側壁24に形成された取付穴28にボルト29が挿入されることにより、筐体21がフレーム部材F1に固定される。
なお、取付穴28にボルト29が挿入されることにより筐体21がフレーム部材F1に固定される構成に限らず、他の方法で筐体21がフレーム部材F1に固定されてもよい。
[第1の実施の形態に係る太陽光発電モジュールの効果]
以上のように、太陽光発電モジュール1は、光を受けて発電する発電素子30と、発電素子30を収容する閉鎖された筐体21とを備えている。筐体21は、太陽光を集光するレンズ(フレネルレンズ22f)が設けられた集光部22、発電素子30が配置される底部23、および、底部23の外枠を成し、集光部22を支持する側壁24を有する。側壁24は、側壁24の内面側から外面側に向かって下方に傾斜している通気孔24hを含んでいる。
以上のように、太陽光発電モジュール1は、光を受けて発電する発電素子30と、発電素子30を収容する閉鎖された筐体21とを備えている。筐体21は、太陽光を集光するレンズ(フレネルレンズ22f)が設けられた集光部22、発電素子30が配置される底部23、および、底部23の外枠を成し、集光部22を支持する側壁24を有する。側壁24は、側壁24の内面側から外面側に向かって下方に傾斜している通気孔24hを含んでいる。
ここで、太陽光発電装置は、気温の高低差の大きい場所などで使用されることがあり、気温の変化によって底部が膨張または収縮することにより、底部に設けられた発電素子と筐体の上面に設けられたフレネルレンズとの間の距離が変化することがある。
そして、このように、発電素子とフレネルレンズとの間の距離が変化した場合、当該距離がフレネルレンズの焦点距離に合わず、太陽光を効率良く集光することができない可能性がある。
これに対して、本実施の第1の形態に係る太陽光発電モジュール1では、側壁24に通気孔24hが形成されている。そのため、筐体21内において空気の流れが発生し、筐体21内の温度の大幅な変化を抑制することができ、底部23の膨張および収縮を抑制できる。
また、本実施の第1の形態に係る太陽光発電モジュールでは、側壁24が樹脂で形成されている。そのため、気温の変化に伴ってレンズの焦点距離が変化したとしても、側壁もまた気温の変化に伴って膨張または収縮し、レンズと発電素子との距離が変化する。結果、レンズの焦点距離が変化したとしても、発電素子に集光される太陽光の光量が大幅に低下することを防ぎ、太陽光発電モジュールの発電効率の低下を抑制することができる。
このように、筐体21の側壁24に通気孔24hが設けるとともに、側壁24を樹脂で形成する構成により、太陽光発電モジュールの発電効率の低下を抑制することができる。
また、太陽光発電装置は、屋外、すなわち雨水や砂塵などの異物が存在する環境で使用される。そして、雨水や砂塵などの異物が筐体内部に侵入してしまえば、太陽光発電装置の性能の劣化などを招く虞がある。
これに対して、本実施の第1の形態に係る太陽光発電モジュール1では、通気孔24hが、側壁24の内面側から外面側に向かって下方に傾斜しているため、雨水や砂塵などの異物は通気孔24hを介して筐体内部に侵入しがたい。
このように通気孔24hが側壁24の内面側から外面側に向かって、下方に傾斜している構成により、雨水や砂塵の筐体内部への侵入を抑制し、太陽光発電モジュールの性能劣化を抑制することができる。
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係る太陽光発電モジュール1は、側壁24に設けられた通気孔24hの内部に、区切り板24gをさらに有している。ここでは、上述した第1の実施の形態に係る太陽光発電モジュール1と異なる点について主に説明する。
第2の実施の形態に係る太陽光発電モジュール1は、側壁24に設けられた通気孔24hの内部に、区切り板24gをさらに有している。ここでは、上述した第1の実施の形態に係る太陽光発電モジュール1と異なる点について主に説明する。
図8は、第2の実施の形態に係る筐体の構成を示す断面図である。図9は、図8に示す区切り板の構成をさらに詳細に示す断面図である。図10は、図8に示す区切り板の変形例を示す断面図である。図11は、図8に示す通気孔及び区切り板を外側から見た正面図である。
図8に示すように、第2の実施の形態にかかる太陽光発電モジュール1の側壁24は、上述した第1の実施の形態に係る筐体21と比較して、区切り板24gを備えている。好ましくは、側壁24は、突出環24f及びフィルタ142をさらに備えている。
[区切り板の構成]
図9に示すように、区切り板24gは通気孔24hの内部に形成されている。
図9に示すように、区切り板24gは通気孔24hの内部に形成されている。
好ましくは、図11に示すように、区切り板24gは、側壁24の内面と交差するように形成されていてもよい。すなわち、区切り板24gは、通気孔24hを、複数の副通気孔25に分割するように形成してもよい。このように区切り板24gを形成することにより、側壁24を補強することができる。
好ましくは、図9に示すように、区切り板24gの側壁24の内面側における端部は、側壁24の内面よりも突出するように形成されていてもよい。
好ましくは、図9に示すように、区切り板24gの側壁24の外面側の端部は鋭角になるように形成されていてもよい。このように区切り板24gを形成することにより、水が前記区切り板24g上に流れてきてもそのまま下に落ちやすくなり、筐体内に水が浸入することをさらに抑制することができる。
好ましくは、図10に示すように、区切り板24gは、側壁24の上端から下端に向かう方向に延出するように形成されていてもよい。このように区切り板24gを形成することにより、区切り板24gが形成される方向が、自然対流が生じる方向と整合し、筐体内で空気を上下に効率よく流すことができる整流作用が生じる。そのため、筐体内の過度な温度上昇をさらに抑制することができる。
好ましくは、図11に示すように、区切り板24gは、筐体21を側面から見たときに通気孔24h全体が、区切り板24gによって覆われるように形成されていることが望ましい。このような区切り板24gの構成により、例えば横殴りの雨が降っているような場合でも、筐体内に水が浸入することをさらに抑制することができる。
[突出環及びフィルタの構成]
突出環24fは、図9に示すように、通気孔24hの側壁24の内面側の外周を囲うように形成されている。このような突出環24fの構成により、通気孔24hを通過する空気をガイドし、筐体内の過度な温度上昇をさらに抑制することができる。
突出環24fは、図9に示すように、通気孔24hの側壁24の内面側の外周を囲うように形成されている。このような突出環24fの構成により、通気孔24hを通過する空気をガイドし、筐体内の過度な温度上昇をさらに抑制することができる。
フィルタ142は、図9に示すように、通気孔24hを覆うように、突出環24f及び区切り板24gの側壁24内面側の端部上に設けられている。
フィルタ142は、好ましくは、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)を用いて樹脂成型されるメッシュ状の部材である。
フィルタ142は、突出環24f及び区切り板24gの側壁24の内面側の端部に融着される。フィルタ142を設ける構成とすることにより、雨水、水滴または虫などの異物が侵入することをさらに抑制することができる。
また、好ましくは、図9に示される構成において、側壁24を形成する樹脂にカーボンブラック等の黒色の顔料を混練し、側壁24を黒色としてもよい。フィルタ142は、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)などを用いて樹脂成型されるメッシュ状の白色の部材であるため、フィルタ142を突出環24f及び区切り板24gと融着する際、溶融した突出環24f及び区切り板24gを構成する黒色の樹脂が、フィルタ142の隙間に浸透し、フィルタ142上に白黒の縞模様を形成する。白黒の縞模様は、虫よけ効果があるため、このようなフィルタ142、側壁24、突出環24f及び区切り板24gの構成により、筐体内部への虫の侵入をさらに抑制することができる。
[第2の実施の形態にかかる太陽光発電モジュールの効果]
本実施の第2の形態に係る太陽光発電モジュール1では、通気孔24hの内部に、区切り板24gが形成されているため、かかる区切り板24gを設けない場合と比較して、通気孔24hの開口幅が実質的に狭くなる。そのため、雨水や砂塵などの異物は通気孔24hを介して筐体内部に侵入しがたく、雨水や砂塵の筐体内部への侵入による太陽光発電モジュールの性能劣化をさらに抑制することができる。
本実施の第2の形態に係る太陽光発電モジュール1では、通気孔24hの内部に、区切り板24gが形成されているため、かかる区切り板24gを設けない場合と比較して、通気孔24hの開口幅が実質的に狭くなる。そのため、雨水や砂塵などの異物は通気孔24hを介して筐体内部に侵入しがたく、雨水や砂塵の筐体内部への侵入による太陽光発電モジュールの性能劣化をさらに抑制することができる。
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。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 太陽光発電モジュール、2 架台、12 パネル筐体、21 筐体、22 集光部、22f フレネルレンズ(レンズ)、23 底部、24 側壁、24f 突出環、24g 区切り板、24h 通気孔、25 副通気孔、26a 主側板、26b 副側板、28 取付穴、29 ボルト、30 発電素子、31 FPC、100 太陽光発電装置、142 フィルタ、C1 太陽方位計、E1 収容部、F1 フレーム部材、M1 駆動部。
Claims (13)
- 上端及び下端並びに内面及び外面を有し、樹脂で形成された側壁を備え、
前記側壁は前記側壁の前記内面と前記外面を貫通する通気孔を有しており、
前記通気孔は、前記側壁の前記内面から前記外面にかけて、前記側壁の前記上端から前記下端に向かう方向に傾斜している、
集光型太陽光発電装置用函体。 - 前記側壁は、前記外面側に対して傾斜している、請求項1記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 前記側壁は、前記通気孔の内部に区切り板を有している、請求項1記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 前記区切り板は、前記側壁の前記内面から突出している、請求項3記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 前記側壁の前記内面において、前記通気孔の外周を囲むように形成された突出環を有する、請求項3記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 前記区切り板は、前記側壁の前記上端から前記下端に向かう方向に延出するように形成されている、請求項3記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 前記側壁は、主側板と副側板を有しており、前記主側板は前記側壁の前記外面側に対して第1の角度で傾斜するように形成されており、前記副側板は前記側壁の前記外面側に対して前記第1の角度よりも大きい第2の角度で傾斜するように形成されている、請求項1記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 前記通気孔は、前記副側板上に形成されている、請求項7記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 前記副側板は、前記側壁の前記外面側に形成されている、請求項7記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 前記区切り板は、前記通気孔が少なくとも2つの副通気孔に分割されるように形成されている、請求項3記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 前記区切り板は、前記集光型太陽光発電装置用函体を側面から見たときに前記通気孔全体が前記区切り板によって覆われるように形成されている、請求項3記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 前記区切り板は、前記側壁の前記外面側の端部及び前記側壁の前記内面側の端部を含んでおり、前記側壁の前記外面側の端部が鋭角となるように形成されている、請求項3記載の集光型太陽光発電装置用函体。
- 請求項1~12のいずれか1項に記載の前記集光型太陽光発電装置用函体を有する、集光型太陽光発電装置。
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