JP5153447B2

JP5153447B2 - Concentrating solar power generation unit and concentrating solar power generation device

Info

Publication number: JP5153447B2
Application number: JP2008123937A
Authority: JP
Inventors: 剛常深; 親扶岡本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2028-05-09
Also published as: JP2009272566A

Description

本発明は、集光レンズで集光した太陽光を透過させる透過穴を有する集光フレームと、透過穴を透過した太陽光を受光する太陽電池と、太陽電池を実装した実装フレームとを備える集光型太陽光発電ユニット、および、このような集光型太陽光発電ユニットを追尾駆動される構成としてある集光型太陽光発電装置に関する。 The present invention includes a condensing frame having a transmission hole that transmits sunlight collected by a condenser lens, a solar cell that receives sunlight transmitted through the transmission hole, and a mounting frame on which the solar cell is mounted. The present invention relates to an optical solar power generation unit, and a concentrating solar power generation device configured to follow such a concentrating solar power generation unit.

太陽光発電装置としては、太陽電池素子を隙間無く敷き詰めて構成した太陽光発電モジュールを屋根の上などに設置した非集光固定型の平板式構造が一般的である。 As a solar power generation device, a non-condensing fixed type flat plate structure in which a solar power generation module configured by laying solar cell elements without gaps is installed on a roof or the like is common.

これに対し、太陽光発電装置を構成する部材（部品）の中で価格が高い太陽電池素子の使用量を減らす技術が提案されている。 On the other hand, a technique for reducing the amount of high-priced solar cell elements among members (parts) constituting the solar power generation apparatus has been proposed.

つまり、光学レンズや反射鏡などを用いて太陽光を集光し、小面積の太陽電池素子に照射することで、太陽電池素子の面積あたりの発電電力を大きくし、太陽電池素子のコスト（つまり、太陽光発電装置のコスト）を削減することが提案されている。 In other words, sunlight is collected using an optical lens, a reflecting mirror, and the like, and the solar cell element having a small area is irradiated to increase the generated power per area of the solar cell element. It has been proposed to reduce the cost of solar power generation equipment.

素子特性として集光倍率を上げるほど太陽電池素子の光電変換効率は向上する。しかし、太陽電池素子の位置を固定したままでは太陽光が斜光となって入射することが多くなり、太陽光を有効に利用することができない。したがって、太陽を追尾して太陽光を常に正面で受光するように構成した高集光倍率の追尾集光型太陽光発電装置が提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献４参照。）。 The photoelectric conversion efficiency of a solar cell element improves as the concentration factor increases as element characteristics. However, if the position of the solar cell element is fixed, sunlight often enters as oblique light, and sunlight cannot be used effectively. Therefore, a tracking and concentrating solar power generation device with high condensing magnification configured to track the sun and always receive sunlight in front has been proposed (see, for example, Patent Document 1 to Patent Document 4).

また、集光型太陽光発電装置では集光された太陽光が太陽電池素子に入射され、光電変換により電力を得るが、全ての入射エネルギーが電力に変換されるわけではなく、一部の入射エネルギーは熱エネルギーとして太陽電池素子に蓄熱される。太陽電池特性として評価する場合、太陽電池素子の放熱性能を上げるほど太陽電池素子の光電変換効率は向上することから、太陽電池素子の放熱を十分に行う必要がある。 In the concentrating solar power generation device, the concentrated sunlight is incident on the solar cell element and obtains electric power through photoelectric conversion, but not all incident energy is converted into electric power, but some incident Energy is stored in the solar cell element as thermal energy. When evaluating as a solar cell characteristic, since the photoelectric conversion efficiency of a solar cell element improves, so that the thermal radiation performance of a solar cell element is raised, it is necessary to fully radiate | emit heat of a solar cell element.

特許文献１〜特許文献４に開示された従来の集光型太陽光発電装置では、太陽電池が集光型太陽光発電ユニットの内部に構造的に密閉されている。したがって、太陽電池（太陽電池素子）の周辺では、空気の流れがほとんど無く、集光された太陽光の熱エネルギーが集光型太陽光発電ユニットの内部に蓄熱されることとなり、太陽電池素子の温度が上昇し、十分な太陽電池特性を得ることができなかった。
特開２００２−２８９８９６号公報特開２００２−２８９８９７号公報特開２００２−２８９８９８号公報特開２００６−３４４６９８号公報 In the conventional concentrating solar power generation devices disclosed in Patent Literatures 1 to 4, solar cells are structurally sealed inside the concentrating solar power generation unit. Therefore, there is almost no air flow around the solar cell (solar cell element), and the thermal energy of the concentrated sunlight is stored inside the concentrating solar power generation unit, and the solar cell element The temperature rose and sufficient solar cell characteristics could not be obtained.
JP 2002-289896 A JP 2002-289897 A JP 2002-289898 A JP 2006-344698 A

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、集光レンズで集光した太陽光を透過させる透過穴を有する集光フレームと、透過穴を透過した太陽光を受光する太陽電池と、太陽電池を実装した実装フレームとを備える集光型太陽光発電ユニットであって、集光フレームは、集光レンズを支持する側板部と、側板部の間に配置され透過穴を有する底板部とを備え、実装フレームは、レシーバ基板を実装する実装板部と、実装板部の両側に配置されて実装板部を底板部に連結する連結部とを備える構成とすることにより、底板部と太陽電池素子との間に外部との対流が可能な広い空間を設け、太陽電池素子の受光面側の空間に大気の対流を発生させて、太陽電池（太陽電池素子）の放熱性を向上させ光電変換効率を向上させた信頼性の高い集光型太陽光発電ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and a condensing frame having a transmission hole that transmits sunlight condensed by a condenser lens, and a solar cell that receives sunlight transmitted through the transmission hole, A concentrating solar power generation unit comprising a mounting frame on which a solar cell is mounted, wherein the condensing frame is disposed between the side plate portion supporting the condensing lens and the side plate portion and having a transmission hole And the mounting frame includes a mounting plate portion for mounting the receiver substrate, and a connecting portion that is disposed on both sides of the mounting plate portion and connects the mounting plate portion to the bottom plate portion, A wide space capable of convection with the outside is provided between the solar cell element, and air convection is generated in the space on the light receiving surface side of the solar cell element to improve the heat dissipation of the solar cell (solar cell element). High reliability with improved photoelectric conversion efficiency And to provide a concentrating solar power generation unit.

また、本発明は、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットを追尾駆動する形態の集光型太陽光発電装置とすることにより、放熱性を向上させて光電変換効率および発電電力を向上させた信頼性および耐候性の高い集光型太陽光発電装置を提供することを他の目的とする。 Further, the present invention provides a concentrating solar power generation device configured to follow and drive the concentrating solar power generation unit according to the present invention, thereby improving heat dissipation and improving photoelectric conversion efficiency and generated power. Another object of the present invention is to provide a concentrating solar power generation device having high reliability and high weather resistance.

本発明に係る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と、該集光レンズで集光した太陽光を透過させる透過穴を有する集光フレームと、前記透過穴を透過した太陽光を受光する太陽電池と、該太陽電池を実装した実装フレームとを備える集光型太陽光発電ユニットであって、前記集光フレームは、前記集光レンズを支持する側板部と、該側板部の間に配置され前記透過穴を有する底板部とを備え、前記太陽電池は、前記透過穴に位置決めされ光電変換を行なう太陽電池素子と、該太陽電池素子を載置したレシーバ基板とを備え、前記実装フレームは、前記レシーバ基板を実装する実装板部と、該実装板部の両側に配置されて前記実装板部を前記底板部に連結する連結部とを備え、前記集光フレームおよび前記実装フレームは、延長されて長尺状とされ、前記集光レンズは、前記集光フレームの長さ方向に複数配置され、前記太陽電池素子は、前記実装フレームの長さ方向に複数配置されてあり、前記実装フレームは、換気口を有する端面保護板を前記長さ方向の両側の端面に備えて前記底板部と前記太陽電池との間で外部との対流を生じ、一つの前記集光フレームに対して複数配置されていることを特徴とする。 A concentrating solar power generation unit according to the present invention includes a condensing lens that condenses sunlight, a condensing frame having a transmission hole that transmits sunlight collected by the condensing lens, and the transmission hole. A concentrating solar power generation unit comprising a solar cell that receives transmitted sunlight and a mounting frame on which the solar cell is mounted, wherein the condensing frame includes a side plate portion that supports the condensing lens; A solar cell element that is disposed between the side plate parts and has a bottom plate portion having the transmission hole, the solar cell is positioned in the transmission hole and performs photoelectric conversion, and a receiver substrate on which the solar cell element is placed; The mounting frame includes a mounting plate portion for mounting the receiver substrate, and a connecting portion that is disposed on both sides of the mounting plate portion and connects the mounting plate portion to the bottom plate portion. And the mounting frame A plurality of the condensing lenses are arranged in a length direction of the condensing frame, and a plurality of the solar cell elements are arranged in a length direction of the mounting frame, The mounting frame is provided with end face protection plates having ventilation openings on both end faces in the length direction to generate convection with the outside between the bottom plate portion and the solar cell . It is characterized by being arranged in plural.

この構成により、集光された太陽光を透過させる透過穴を有する底板部と太陽電池素子との間に外部との対流が可能な広い空間を設けることが可能となり、太陽電池素子の受光面側の空間に大気の対流を発生させることが可能となるので、太陽電池（太陽電池素子）の放熱性を向上させて光電変換効率を向上させた信頼性の高い集光型太陽光発電ユニットとすることができる。また、対流が発生する範囲を拡大してさらに効果的な対流を発生させることが可能となるので、さらに放熱性を向上させることが可能となる。また、実装フレームに対する太陽電池素子の配置を高精度に設定し、また温度の上昇に伴う透過穴に対する太陽電池素子の位置ズレを抑制することが可能となるので、光電変換効率が良く、信頼性の高い大電力の集光型太陽光発電ユニットとすることができる。また、外部環境から太陽電池素子を保護すると共に実装フレーム内に外気を取り入れて対流を大きくすることが可能となるので、実装フレーム（太陽電池）の放熱効果を向上させて、光電変換効率が高く、信頼性の良い集光型太陽光発電ユニットとすることができる。 With this configuration, it is possible to provide a wide space capable of convection with the outside between the bottom plate portion having a transmission hole for transmitting the collected sunlight and the solar cell element, and the light receiving surface side of the solar cell element. It is possible to generate convection of the atmosphere in the space, so that a highly reliable concentrating photovoltaic power generation unit with improved photoelectric conversion efficiency by improving the heat dissipation of the solar cell (solar cell element) be able to. In addition, since it is possible to generate a more effective convection by expanding the range where convection occurs, it is possible to further improve the heat dissipation. In addition, the placement of the solar cell elements with respect to the mounting frame can be set with high accuracy, and the positional deviation of the solar cell elements with respect to the transmission holes due to the temperature rise can be suppressed, so that the photoelectric conversion efficiency is good and the reliability is high. It is possible to provide a high power concentrating solar power generation unit with high power. In addition, it is possible to protect the solar cell element from the external environment and to increase the convection by taking outside air into the mounting frame, thereby improving the heat dissipation effect of the mounting frame (solar cell) and increasing the photoelectric conversion efficiency. Thus, a highly reliable concentrating solar power generation unit can be obtained.

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットでは、前記実装板部および前記連結部は、垂直で相互に交差するように配置されていることを特徴とする。 In the concentrating solar power generation unit according to the present invention, the mounting plate portion and the connecting portion are arranged so as to intersect each other vertically .

この構成により、最小限の材料で広い空間を太陽電池（太陽電池素子）と遮光板の間に構成することが可能となり、また、高精度に配置することが可能となり、容易に製造することが可能となる。また、実装フレームを小型化した状態で広い空間を確保し、放熱性を向上させることが可能となる。 With this configuration, it is possible to form a wide space between a solar cell (solar cell element) and a light shielding plate with a minimum amount of material, and it is possible to arrange with high accuracy and to manufacture easily. Become. In addition, it is possible to secure a wide space with the mounting frame miniaturized and improve heat dissipation.

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットでは、前記連結部相互間の幅は、前記レシーバ基板と同程度であることを特徴とする。 In the concentrating solar power generation unit according to the present invention, a width between the connecting portions is approximately the same as that of the receiver substrate .

この構成により、実装フレームの形状を小型化することが可能となる。 With this configuration, it is possible to reduce the size of the mounting frame .

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットでは、前記レシーバ基板は、実装部材を介して前記実装板部に実装されていることを特徴とする。 In the concentrating solar power generation unit according to the present invention, the receiver substrate is mounted on the mounting plate portion via a mounting member .

この構成により、レシーバ基板と実装板部との間の熱抵抗を抑制して、太陽電池の放熱性を向上させることが可能となるので、光電変換効率が高く、信頼性の良い集光型太陽光発電ユニットとすることができる。 With this configuration, it is possible to suppress the thermal resistance between the receiver substrate and the mounting plate part and improve the heat dissipation of the solar cell. Therefore, the concentrating solar with high photoelectric conversion efficiency and high reliability It can be a photovoltaic unit.

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットでは、前記実装フレームは、放熱部を備えることを特徴とする。 In the concentrating solar power generation unit according to the present invention, the mounting frame includes a heat radiating portion.

この構成により、太陽電池の放熱特性をさらに向上させることが可能となり、光電変換効率が高く、信頼性の良い集光型太陽光発電ユニットとすることができる。 With this configuration, it is possible to further improve the heat dissipation characteristics of the solar cell, and it is possible to provide a concentrating solar power generation unit with high photoelectric conversion efficiency and high reliability.

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットでは、前記実装板部、前記連結部、前記放熱部は、押し出し成形によって一体成形してあることを特徴とする。 In the concentrating solar power generation unit according to the present invention, the mounting plate portion, the connecting portion, and the heat radiating portion are integrally formed by extrusion molding .

この構成により、実装フレームを容易かつ高精度に形成することが可能となり、また、放熱効率を向上させることが可能となることから、光電変換効率が高く、信頼性の良い集光型太陽光発電ユニットを安価に製造することができる。また、実装フレームを容易かつ高精度に安定して製造することが可能となり、集光型太陽光発電ユニットを生産性良く製造することができる。 With this configuration, the mounting frame can be formed easily and with high accuracy, and the heat dissipation efficiency can be improved. Therefore, the photoelectric conversion efficiency is high and the concentrating solar power generation has high reliability. The unit can be manufactured at low cost. In addition, the mounting frame can be easily and stably manufactured with high accuracy, and the concentrating solar power generation unit can be manufactured with high productivity.

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットでは、前記太陽電池は、前記実装フレームに１列に配置されていることを特徴とする。 In the concentrating solar power generation unit according to the present invention, the solar cells are arranged in a row on the mounting frame .

この構成により、対流が発生する範囲を拡大してさらに効果的な対流を発生させることが可能となるので、さらに放熱性を向上させることが可能となる。 With this configuration, it is possible to expand the range in which convection occurs and generate more effective convection, so that it is possible to further improve heat dissipation .

また、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、集光型太陽光発電ユニットを備える集光型太陽光発電装置であって、前記集光型太陽光発電ユニットは、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットであり、追尾駆動される構成としてあることを特徴とする。 Moreover, the concentrating solar power generation device according to the present invention is a concentrating solar power generation device including a concentrating solar power generation unit, and the concentrating solar power generation unit includes the concentrating solar power generation unit according to the present invention. It is an optical solar power generation unit, and is characterized by being configured to be driven for tracking.

この構成により、放熱性を向上させて光電変換効率および発電電力を向上させた信頼性および耐候性の高い集光型太陽光発電装置とすることができる。 With this configuration, it is possible to obtain a concentrating solar power generation device with improved reliability and high weather resistance in which heat dissipation is improved and photoelectric conversion efficiency and generated power are improved.

本発明に係る集光型太陽光発電ユニットによれば、太陽光を集光する集光レンズと、集光レンズで集光した太陽光を透過させる透過穴を有する集光フレームと、透過穴を透過した太陽光を受光する太陽電池と、太陽電池を実装した実装フレームとを備える集光型太陽光発電ユニットであって、集光フレームは、集光レンズを支持する側板部と、側板部の間に配置され透過穴を有する底板部とを備え、太陽電池は、透過穴に位置決めされ光電変換を行なう太陽電池素子と、太陽電池素子を載置したレシーバ基板とを備え、実装フレームは、レシーバ基板を実装する実装板部と、実装板部の両側に配置されて実装板部を底板部に連結する連結部とを備えることから、底板部と太陽電池素子との間に外部との対流が可能な広い空間を設けることが可能となり、太陽電池素子の受光面側の空間に大気の対流を発生させることが可能となるので、太陽電池（太陽電池素子）の放熱性を向上させて光電変換効率を向上させた信頼性の高い集光型太陽光発電ユニットを提供することが可能となるという効果を奏する。 According to the concentrating solar power generation unit according to the present invention, the condensing lens that condenses the sunlight, the condensing frame having the transmission hole that transmits the sunlight condensed by the condensing lens, and the transmission hole A concentrating solar power generation unit that includes a solar cell that receives transmitted sunlight and a mounting frame on which the solar cell is mounted. The condensing frame includes a side plate portion that supports a condensing lens, and a side plate portion The solar cell is provided with a solar cell element that is positioned in the transmission hole and performs photoelectric conversion, and a receiver substrate on which the solar cell element is placed, and the mounting frame is a receiver. Since it includes a mounting plate portion for mounting the substrate and a connecting portion that is disposed on both sides of the mounting plate portion and connects the mounting plate portion to the bottom plate portion, there is convection between the bottom plate portion and the solar cell element. Possible to provide a wide space Therefore, it is possible to generate convection of the atmosphere in the space on the light receiving surface side of the solar cell element, so that the heat dissipation of the solar cell (solar cell element) is improved and the photoelectric conversion efficiency is improved. There is an effect that it is possible to provide a concentrating solar power generation unit.

また、本発明に係る集光型太陽光発電装置によれば、集光型太陽光発電ユニットを備える集光型太陽光発電装置であって、集光型太陽光発電ユニットは、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットであり、追尾駆動される構成としてあることから、放熱性を向上させて光電変換効率および発電電力を向上させた信頼性および耐候性の高い集光型太陽光発電装置を提供することが可能となるという効果を奏する。 Moreover, according to the concentrating solar power generation device which concerns on this invention, it is a concentrating solar power generation device provided with a concentrating solar power generation unit, Comprising: A concentrating solar power generation unit concerns on this invention Because it is a concentrating solar power generation unit and is configured to be driven by tracking, a concentrating solar power generation device with high reliability and high weather resistance with improved heat dissipation and improved photoelectric conversion efficiency and generated power It is possible to provide an effect.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜実施の形態１＞
図１Ａおよび図１Ｂに基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニットについて説明する。 <Embodiment 1>
Based on FIG. 1A and FIG. 1B, the concentrating photovoltaic power generation unit which concerns on this Embodiment is demonstrated.

図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る集光型太陽光発電ユニットの概略断面構成を端面状態で示す端面図である。なお、断面でのハッチングは図の見易さを考慮して省略してある。 FIG. 1A is an end view showing a schematic cross-sectional configuration of the concentrating solar power generation unit according to Embodiment 1 of the present invention in an end face state. In addition, the hatching in the cross section is omitted for the sake of easy viewing.

図１Ｂは、図１Ａの矢符Ｂ方向から見た状態を示す側面図である。 1B is a side view showing a state viewed from the direction of arrow B in FIG. 1A.

本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニット１は、入射した太陽光Ｌｓを集光する集光レンズ１０と、集光レンズ１０で集光した太陽光Ｌｓａを透過させる透過穴２３を有する集光フレーム２０と、透過穴２３を透過した太陽光Ｌｓａを受光する太陽電池３０と、太陽電池３０を実装した実装フレーム４０とを備える。 The concentrating solar power generation unit 1 according to the present embodiment has a condensing lens 10 that condenses incident sunlight Ls and a transmission hole 23 that transmits sunlight Lsa collected by the condensing lens 10. The light collecting frame 20, the solar cell 30 that receives sunlight Lsa that has passed through the transmission hole 23, and the mounting frame 40 that mounts the solar cell 30 are provided.

集光レンズ１０は、実施の形態５で説明する追尾機構（不図示）の作用により、常に太陽に正対する構成としてある。したがって、直達光である太陽光Ｌｓは、集光レンズ１０の受光面に対して垂直方向で入射する。これにより、集光レンズ１０は太陽光Ｌｓを屈折させて集光した太陽光Ｌｓａを太陽電池３０（太陽電池素子３１）に入射させることができる。 The condenser lens 10 is configured to always face the sun by the action of a tracking mechanism (not shown) described in the fifth embodiment. Therefore, the sunlight Ls that is direct light is incident on the light receiving surface of the condenser lens 10 in the vertical direction. Thereby, the condensing lens 10 can make the sunlight Lsa which refracted | emitted and condensed sunlight Ls inject into the solar cell 30 (solar cell element 31).

集光フレーム２０は、集光レンズ１０の両端に配置され集光レンズ１０を支持する側板部２１と、対向する一対の側板部２１の間に配置され透過穴２３を有する底板部２２とを備える。また、太陽電池３０は、透過穴２３に位置決めされ光電変換を行なう太陽電池素子３１と、太陽電池素子３１を載置したレシーバ基板３２とを備える。実装フレーム４０は、レシーバ基板３２を実装する実装板部４１と、実装板部４１の両側に配置されて実装板部４１を底板部２２に連結する連結部４２とを備える。 The condensing frame 20 includes a side plate portion 21 that is disposed at both ends of the condensing lens 10 and supports the condensing lens 10, and a bottom plate portion 22 that is disposed between a pair of opposing side plate portions 21 and has a transmission hole 23. . The solar cell 30 includes a solar cell element 31 that is positioned in the transmission hole 23 and performs photoelectric conversion, and a receiver substrate 32 on which the solar cell element 31 is placed. The mounting frame 40 includes a mounting plate portion 41 on which the receiver substrate 32 is mounted, and a connecting portion 42 that is disposed on both sides of the mounting plate portion 41 and connects the mounting plate portion 41 to the bottom plate portion 22.

したがって、連結部４２を配置することによって、集光された太陽光Ｌｓａを透過（通過）させる透過穴２３を有する底板部２２と太陽電池素子３１との間に十分な空間を設けることことが可能となり、太陽電池素子３１の受光面側の空間に大気の対流を発生させることが可能となるので、陽電池３０（太陽電池素子３１）の放熱性を向上させて光電変換効率を向上させた信頼性の高い集光型太陽光発電ユニット１とすることができる。 Therefore, it is possible to provide a sufficient space between the bottom plate part 22 having the transmission hole 23 through which the concentrated sunlight Lsa is transmitted (passed) and the solar cell element 31 by arranging the connection part 42. Thus, it becomes possible to generate convection in the atmosphere in the space on the light receiving surface side of the solar cell element 31, so that the heat dissipation of the positive cell 30 (solar cell element 31) is improved and the photoelectric conversion efficiency is improved. A highly concentrating solar power generation unit 1 can be obtained.

つまり、太陽電池３０は、集光された太陽光Ｌｓａを太陽電池素子３１で光電変換し、太陽電池素子３１で発生した電力をレシーバ基板３２に形成した配線（不図示）を介して取り出す構成としてある。また、太陽電池３０は、実装フレーム４０（実装板部４１）に実装部材３３を介して実装板部４１に実装され、実装フレーム４０は、集光フレーム２０に取り付けられている。 That is, the solar cell 30 is configured to photoelectrically convert the concentrated sunlight Lsa with the solar cell element 31 and take out the electric power generated in the solar cell element 31 through the wiring (not shown) formed on the receiver substrate 32. is there. In addition, the solar cell 30 is mounted on the mounting plate portion 41 via the mounting member 33 on the mounting frame 40 (mounting plate portion 41), and the mounting frame 40 is attached to the light collecting frame 20.

連結部４２は板状の部材で構成されることを例示しているが、より放熱性を向上させるように側部にフィンなどの放熱手段を更に加えた形状にしても構わない。また、連結部４２は、蛇行した形状であっても良く、特に板状に限るものではない。 Although the connecting portion 42 is exemplified by a plate-like member, the side portion may have a shape in which heat radiating means such as fins is further added so as to further improve heat dissipation. The connecting portion 42 may have a meandering shape, and is not limited to a plate shape.

透過穴２３の中心、太陽電池素子３１の受光面の中心は、集光レンズ１０（集光レンズ１０の中心点）が構成する光軸Ｌａｘに一致するように配置されている。また、太陽電池素子３１は、集光レンズ１０の焦点位置（焦点群位置）に対応させて配置してあり受光面で効率的に受光できるようにしてある。なお、集光レンズ１０は、例えば３０ｃｍ角程度の大きさとしてある。また、透過穴２３は、太陽電池素子３１の大きさ、集光された太陽光Ｌｓａの範囲に対応させて、例えば１ｃｍ〜５ｃｍ角程度としてある。 The center of the transmission hole 23 and the center of the light receiving surface of the solar cell element 31 are arranged so as to coincide with the optical axis Lax formed by the condenser lens 10 (the central point of the condenser lens 10). Further, the solar cell element 31 is arranged corresponding to the focal position (focus group position) of the condensing lens 10 so that it can efficiently receive light on the light receiving surface. The condenser lens 10 has a size of about 30 cm square, for example. Further, the transmission hole 23 is, for example, about 1 cm to 5 cm square corresponding to the size of the solar cell element 31 and the range of the concentrated sunlight Lsa.

太陽電池３０は、レシーバ基板３２に実装された太陽電池素子３１を被覆する被覆部３５を備える。被覆部３５は、集光された太陽光Ｌｓａを透過させる透光性樹脂で形成され、周囲環境（砂塵や水分など）から太陽電池素子３１を保護する。 The solar cell 30 includes a covering portion 35 that covers the solar cell element 31 mounted on the receiver substrate 32. The covering portion 35 is formed of a translucent resin that transmits the concentrated sunlight Lsa, and protects the solar cell element 31 from the surrounding environment (such as dust and moisture).

太陽電池素子３１は、例えばＳｉ、ＧａＡｓ、ＣｕＩｎＧａＳｅ、ＣｄＴｅなどの無機材料で構成してある。また、太陽電池素子３１の外形サイズは、使用する太陽電池材料の削減、加工の安さ、工程の容易性、簡略化などの観点から、数ｍｍ程度から２０ｍｍ程度までとすることが望ましい。 The solar cell element 31 is made of an inorganic material such as Si, GaAs, CuInGaSe, CdTe, for example. Moreover, it is desirable that the outer size of the solar cell element 31 is about several mm to about 20 mm from the viewpoint of reduction of the solar cell material to be used, ease of processing, ease of process, simplification, and the like.

ただし、集光倍率（集光レンズ１０の受光面積を太陽電池素子３１の受光面積で割った値）が高くなればなるほど、太陽電池素子３１が持つ熱流束（単位面積当たりに通過する熱量）が大きくなり放熱性が低下することから、集光倍率に応じた放熱対策を施すことが必要となる。 However, the higher the condensing magnification (the value obtained by dividing the light receiving area of the condensing lens 10 by the light receiving area of the solar cell element 31), the higher the heat flux (the amount of heat passing per unit area) of the solar cell element 31. Since it becomes larger and the heat dissipation is reduced, it is necessary to take a heat dissipation measure corresponding to the light collecting magnification.

したがって、レシーバ基板３２は、放熱性を考慮して、例えばアルミニウム板、銅板などの熱伝導率の非常に高い導電性ベース基台（不図示）に適宜の絶縁層（不図示）を介して所望の配線パターン（不図示）を形成して構成することが望ましい。あるいは、例えばＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃などの熱伝導率が高い絶縁性セラミック材料のベース基台（不図示）に所望の配線パターン（不図示）を形成して構成することが望ましい。 Therefore, in consideration of heat dissipation, the receiver substrate 32 is desired via a suitable insulating layer (not shown) on a conductive base base (not shown) having a very high thermal conductivity such as an aluminum plate or a copper plate. It is desirable to form and form a wiring pattern (not shown). Alternatively, it is desirable to form a desired wiring pattern (not shown) on a base base (not shown) of an insulating ceramic material having a high thermal conductivity such as AlN or Al ₂ O ₃ .

集光フレーム２０を構成する側板部２１、底板部２２は、例えば鋼板で形成され、相互に垂直に交差するように配置される。また、透過穴２３は、底板部２２を例えばパンチングすることによって高精度に形成される。なお、底板部２２は、不要な太陽光Ｌｓがレシーバ基板３２を照射してレシーバ基板３２を損傷しないようにする遮光板として機能する。 The side plate portion 21 and the bottom plate portion 22 constituting the light collecting frame 20 are formed of, for example, a steel plate and are arranged so as to intersect each other vertically. Further, the transmission hole 23 is formed with high accuracy by punching the bottom plate portion 22, for example. The bottom plate portion 22 functions as a light shielding plate that prevents unnecessary sunlight Ls from irradiating the receiver substrate 32 and damaging the receiver substrate 32.

実装フレーム４０は、実装板部４１と連結部４２が垂直方向で交差するように配置してある。また、実装板部４１と底板部２２の距離は、集光レンズ１０、透過穴２３、および太陽電池素子３１の相互の位置関係を考慮して、例えば２ｃｍ〜１０ｃｍとなるように実装板部４１の高さＨを調整する。つまり、実装フレーム４０の断面形状は、深さが例えば２ｃｍ〜１０ｃｍで、透過穴２３の側を開口形状とした溝状（Ｕ字状）としてあり、両端は開放されて外部との対流を生じる構成としてある。 The mounting frame 40 is disposed so that the mounting plate portion 41 and the connecting portion 42 intersect in the vertical direction. In addition, the mounting plate portion 41 and the bottom plate portion 22 have a distance of, for example, 2 cm to 10 cm in consideration of the mutual positional relationship between the condenser lens 10, the transmission hole 23, and the solar cell element 31. Adjust the height H. In other words, the cross-sectional shape of the mounting frame 40 is a groove shape (U-shape) having a depth of 2 cm to 10 cm, for example, and an opening shape on the transmission hole 23 side, and both ends are opened to cause convection with the outside. As a configuration.

この構成により、太陽光Ｌｓａによって熱源となる太陽電池３０（太陽電池素子３１）と遮光板２４の間に外部との対流が可能な広い空間を構成することができ、この空間での大気対流を発生させやすくすることが可能となることから、集光フレーム２０に対する太陽電池３０の放熱性を向上させることができる。 With this configuration, a wide space capable of convection with the outside can be formed between the solar cell 30 (solar cell element 31) serving as a heat source by the sunlight Lsa and the light shielding plate 24, and atmospheric convection in this space can be formed. Since it becomes possible to make it generate | occur | produce easily, the heat dissipation of the solar cell 30 with respect to the condensing frame 20 can be improved.

なお、実装板部４１および連結部４２は、垂直で相互に交差するように配置してあることから、最小限の材料で広い空間を太陽電池３０（太陽電池素子３１）と遮光板２４の間に構成することが可能となり、また、高精度に配置することが可能となり、容易に製造することが可能となる。また、連結部４２相互間の幅Ｗは、レシーバ基板３２と同程度とすることが可能であり、実装フレーム４０の形状を小型化することが可能となる。 Since the mounting plate portion 41 and the connecting portion 42 are arranged so as to cross each other vertically, a wide space is formed between the solar cell 30 (solar cell element 31) and the light shielding plate 24 with a minimum amount of material. In addition, it can be arranged with high accuracy and can be easily manufactured. In addition, the width W between the connecting portions 42 can be approximately the same as that of the receiver substrate 32, and the shape of the mounting frame 40 can be reduced.

つまり、実装板部４１および連結部４２を垂直で相互に交差するように組み合わせることによって、実装フレーム４０を小型化した状態で広い空間を確保し、放熱性を向上させることが可能となる。 That is, by combining the mounting plate portion 41 and the connecting portion 42 so as to cross each other vertically, it is possible to secure a wide space in a state where the mounting frame 40 is miniaturized and to improve heat dissipation.

また、太陽電池３０（実装フレーム４０）は、集光フレーム２０の底面（平板状の底板部２２）から大きく外部（外気）へ突出した形状となることから、外部側の実装フレーム４０は、外気の自然風に触れ易くなる。したがって、実装フレーム４０の外気側での対流による放熱効果が高まり、ひいては太陽電池３０の放熱効果を向上させることができる。 In addition, the solar cell 30 (mounting frame 40) has a shape that protrudes greatly from the bottom surface (flat plate-like bottom plate portion 22) of the light collecting frame 20 to the outside (outside air). It becomes easy to touch the natural wind. Therefore, the heat dissipation effect by convection on the outside air side of the mounting frame 40 is enhanced, and consequently the heat dissipation effect of the solar cell 30 can be improved.

レシーバ基板３２は、裏側に配置された実装部材３３を介して実装板部４１に密着させて実装されていることが望ましい。この構成により、レシーバ基板３２と実装板部４１との間の熱抵抗を抑制して、太陽電池３０の放熱性を向上させることが可能となるので、光電変換効率が高く、信頼性の良い集光型太陽光発電ユニット１とすることができる。 The receiver substrate 32 is desirably mounted in close contact with the mounting plate portion 41 via a mounting member 33 disposed on the back side. With this configuration, the thermal resistance between the receiver substrate 32 and the mounting plate portion 41 can be suppressed and the heat dissipation of the solar cell 30 can be improved, so that the photoelectric conversion efficiency is high and the collection is highly reliable. The optical solar power generation unit 1 can be obtained.

実装部材３３は、熱伝導性の良い部材で構成することが望ましい。つまり、実装部材３３は、例えば、粘着性熱伝導シート、熱伝導性接着剤、アルミニウムロウ付け、あるいは、溶接などを適用することが望ましい。この構成により、太陽電池３０と実装フレーム４０の間に大気の隙間を作らないようにすることが可能となり、太陽電池３０と実装フレーム４０の間の熱抵抗を小さくすることができる。 The mounting member 33 is preferably composed of a member having good thermal conductivity. That is, it is desirable to apply, for example, an adhesive heat conductive sheet, a heat conductive adhesive, aluminum brazing, or welding to the mounting member 33. With this configuration, it is possible to prevent the formation of an air gap between the solar cell 30 and the mounting frame 40, and the thermal resistance between the solar cell 30 and the mounting frame 40 can be reduced.

したがって、太陽電池３０で発生する熱エネルギーを実装フレーム４０へ効率良く伝達することができるので、太陽電池３０の放熱効果を向上させることが可能となる。なお、実装フレーム４０（実装板部４１、連結部４２）には、熱伝導率が高く熱伝導性の良い銅、アルミニウムなどを適用して、放熱性を向上させることが望ましい。 Therefore, since the heat energy generated in the solar cell 30 can be efficiently transmitted to the mounting frame 40, the heat dissipation effect of the solar cell 30 can be improved. Note that it is desirable to improve heat dissipation by applying copper, aluminum, or the like having high thermal conductivity and good thermal conductivity to the mounting frame 40 (mounting plate portion 41, connecting portion 42).

実装フレーム４０は、放熱部４３を備えることが望ましい。この構成により、太陽電池３０の放熱特性をさらに向上させることが可能となり、光電変換効率が高く、信頼性の良い集光型太陽光発電ユニット１とすることができる。 The mounting frame 40 preferably includes a heat dissipation part 43. With this configuration, the heat dissipation characteristics of the solar cell 30 can be further improved, and the concentrating solar power generation unit 1 with high photoelectric conversion efficiency and high reliability can be obtained.

放熱部４３は、例えばフィン形状とすることが望ましい。この構成により、実装フレーム４０の表面積に放熱部４３の表面積を付加することができ、実装フレーム４０が外気に接する面積を多くすることが可能となることから、実装フレーム４０の放熱効果を向上させることができる。つまり、太陽電池３０から伝熱された熱エネルギーを実装フレーム４０によって放熱することが可能となり、太陽電池３０の放熱特性を向上させることができる。 The heat radiating portion 43 is preferably, for example, a fin shape. With this configuration, the surface area of the heat radiating portion 43 can be added to the surface area of the mounting frame 40, and the area where the mounting frame 40 comes into contact with the outside air can be increased, so that the heat dissipation effect of the mounting frame 40 is improved. be able to. That is, the heat energy transferred from the solar cell 30 can be dissipated by the mounting frame 40, and the heat dissipation characteristics of the solar cell 30 can be improved.

なお、図１Ａおよび図１Ｂでは、放熱部４３は、実装板部４１の背面に形成され外気側にのみ配置されているが、実装フレーム４０の内側に放熱部を設けることも可能である。 In FIG. 1A and FIG. 1B, the heat radiating portion 43 is formed on the back surface of the mounting plate portion 41 and disposed only on the outside air side, but a heat radiating portion can also be provided inside the mounting frame 40.

＜実施の形態２＞
図２Ａおよび図２Ｂに基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニットについて説明する。 <Embodiment 2>
Based on FIG. 2A and 2B, the concentrating solar power generation unit which concerns on this Embodiment is demonstrated.

図２Ａは、本発明の実施の形態２に係る集光型太陽光発電ユニットの長尺状側面を示す側面図である。 FIG. 2A is a side view showing a long side surface of the concentrating solar power generation unit according to Embodiment 2 of the present invention.

図２Ｂは、図２Ａに示した集光型太陽光発電ユニットの要部を分解して示す分解斜視図である。 FIG. 2B is an exploded perspective view showing an essential part of the concentrating solar power generation unit shown in FIG. 2A in an exploded manner.

本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニット１の基本的な構成は、実施の形態１に示した集光型太陽光発電ユニット１と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。また、細部については、実施の形態１で示したとおりであり、適宜図示を省略している。 The basic configuration of the concentrating solar power generation unit 1 according to the present embodiment is the same as that of the concentrating solar power generation unit 1 shown in the first embodiment. The matter will be explained. The details are as shown in the first embodiment, and the illustration is omitted as appropriate.

本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニット１では、集光フレーム２０および実装フレーム４０は、延長されて長尺状としてある。したがって、集光レンズ１０は、集光フレーム２０の長さ方向に複数配置され、太陽電池素子３１は、実装フレーム４０の長さ方向に複数配置されている。この構成により、対流が発生する範囲を拡大してさらに効果的な対流を発生させることが可能となるので、さらに放熱性を向上させることが可能となる。 In the concentrating solar power generation unit 1 according to the present embodiment, the concentrating frame 20 and the mounting frame 40 are extended to have a long shape. Therefore, a plurality of condensing lenses 10 are arranged in the length direction of the condensing frame 20, and a plurality of solar cell elements 31 are arranged in the length direction of the mounting frame 40. With this configuration, it is possible to expand the range in which convection occurs and generate more effective convection, so that it is possible to further improve heat dissipation.

実装フレーム４０には、例えば太陽電池３０が５個１列に配置されており、太陽電池３０に対応する位置に５枚の集光レンズ１０が配置されている。５枚の集光レンズ１０は、１組の集光レンズ群１０ｃを構成している。また、底板部２２には、透過穴２３が太陽電池３０に対応させて５個形成してある。 For example, five solar cells 30 are arranged in a row on the mounting frame 40, and five condenser lenses 10 are arranged at positions corresponding to the solar cells 30. The five condensing lenses 10 constitute one set of condensing lens group 10c. Further, five transmission holes 23 are formed in the bottom plate portion 22 so as to correspond to the solar cells 30.

また、レシーバ基板３２は、太陽電池素子３１毎に配置してある。したがって、レシーバ基板３２に対する太陽電池素子３１の載置を容易かつ高精度で行ない、実装板部４１に対するレシーバ基板３２の実装を容易かつ高精度に行なうことが可能となるので、安価で信頼性の高い集光型太陽光発電ユニット１とすることができる。また、レシーバ基板３２を実装フレーム４０に対応する長尺状とする必要がないことから、レシーバ基板３２の温度による膨張変形の影響を無視することが可能となる。 The receiver substrate 32 is disposed for each solar cell element 31. Therefore, the solar cell element 31 can be easily and highly accurately mounted on the receiver substrate 32, and the receiver substrate 32 can be easily and highly accurately mounted on the mounting plate portion 41, so that it is inexpensive and reliable. It can be set as the high concentrating solar power generation unit 1. In addition, since it is not necessary to make the receiver substrate 32 have a long shape corresponding to the mounting frame 40, it is possible to ignore the influence of expansion deformation due to the temperature of the receiver substrate 32.

実装フレーム４０は、換気口４４ｗを有する端面保護板４４を両側の端面４０ｔに備える。この構成により、外部環境から太陽電池素子３１を保護すると共に実装フレーム４０内に外気を取り入れて対流を大きくすることが可能となるので、実装フレーム４０（太陽電池３０）の放熱効果を向上させて、光電変換効率が高く、信頼性の良い集光型太陽光発電ユニット１とすることができる。なお、実施の形態１では、換気口４４ｗを有する端面保護板４４を示さなかったが、換気口４４ｗを有する端面保護板４４は、実施の形態１に適用することが可能である。 The mounting frame 40 includes end face protection plates 44 having ventilation openings 44w on both end faces 40t. With this configuration, it is possible to protect the solar cell element 31 from the external environment and to increase the convection by taking outside air into the mounting frame 40, so that the heat dissipation effect of the mounting frame 40 (solar cell 30) is improved. The concentrating solar power generation unit 1 with high photoelectric conversion efficiency and high reliability can be obtained. In the first embodiment, the end face protection plate 44 having the ventilation port 44w is not shown. However, the end face protection plate 44 having the ventilation port 44w can be applied to the first embodiment.

換気口４４ｗは、例えば切り曲げ加工などのプレス加工法を用いて端面保護板４４に対してルーバー式に形成することが可能である。端面保護板４４によって端面４０ｔを塞ぎ、砂塵、雨滴などが実装フレーム４０と底板部２２の間の空間に侵入することを防止する一方、換気口４４ｗから大気を実装フレーム４０の内部に取り込むことによって、実装フレーム４０と底板部２２（集光フレーム２０）の間の空間での対流を大きくすることが可能となる。 The ventilation port 44w can be formed in a louvered manner with respect to the end face protection plate 44 by using a pressing method such as cutting and bending. By closing the end surface 40t with the end surface protection plate 44 and preventing dust, raindrops, etc. from entering the space between the mounting frame 40 and the bottom plate portion 22, air is taken into the mounting frame 40 from the ventilation port 44w. Further, it becomes possible to increase the convection in the space between the mounting frame 40 and the bottom plate part 22 (the condensing frame 20).

また、連結部４２は、連結部４２の頂部に形成され底板部２２と対面（対向）するように配置された結合端部４２ｂを備える。結合端部４２ｂに形成された連結穴４２ｈは、底板部２２に形成された連結穴２２ｈに対して位置合わせしてあり、連結穴２２ｈおよび連結穴４２ｈを貫通する締結部材４５によって底板部２２と結合端部４２ｂとは相互に締結される構成としてある。したがって、集光された太陽光Ｌｓａが正確に太陽電池素子３１へ照射されるように位置合わせを行なうことができる。なお、締結部材４５としては、ビス、リベットなどを適用することが可能である。 The connecting portion 42 includes a coupling end portion 42 b that is formed at the top of the connecting portion 42 and is disposed so as to face (oppose) the bottom plate portion 22. The coupling hole 42h formed in the coupling end portion 42b is aligned with the coupling hole 22h formed in the bottom plate portion 22, and is connected to the bottom plate portion 22 by the fastening member 45 penetrating the coupling hole 22h and the coupling hole 42h. The coupling end portion 42b is fastened to each other. Therefore, alignment can be performed so that the concentrated sunlight Lsa is accurately irradiated to the solar cell element 31. As the fastening member 45, screws, rivets, or the like can be applied.

つまり、連結部４２は、結合端部４２ｂおよび締結部材４５を介して底板部２２に連結されている。この構成により、実装フレーム４０と集光フレーム２０とを容易かつ高精度に連結することが可能となるので、生産性良く安価に集光型太陽光発電ユニット１を製造することができる。 That is, the connecting portion 42 is connected to the bottom plate portion 22 via the coupling end portion 42 b and the fastening member 45. With this configuration, the mounting frame 40 and the concentrating frame 20 can be easily and highly accurately connected, so that the concentrating solar power generation unit 1 can be manufactured with high productivity and low cost.

＜実施の形態３＞
図３に基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニットについて説明する。 <Embodiment 3>
Based on FIG. 3, the concentrating solar power generation unit according to the present embodiment will be described.

図３は、本発明の実施の形態３に係る集光型太陽光発電ユニットの長尺状側面を示す側面図である。 FIG. 3 is a side view showing a long side surface of the concentrating solar power generation unit according to Embodiment 3 of the present invention.

本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニット１の基本的な構成は、実施の形態１、実施の形態２に示した集光型太陽光発電ユニット１と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。また、細部については、実施の形態１、実施の形態２で示したとおりであり、適宜図示を省略している。 The basic configuration of the concentrating solar power generation unit 1 according to the present embodiment is the same as that of the concentrating solar power generation unit 1 shown in the first embodiment and the second embodiment. However, the main differences will be explained. The details are as shown in the first and second embodiments, and the illustration is omitted as appropriate.

本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニット１では、実施の形態２の場合と同様に複数の太陽電池３０を配置された実装フレーム４０は、実施の形態２の集光フレーム２０に比較してさらに延長された一つの集光フレーム２０ｃに対して複数配置してある。 In the concentrating solar power generation unit 1 according to the present embodiment, the mounting frame 40 in which a plurality of solar cells 30 are arranged is compared with the concentrating frame 20 of the second embodiment, as in the second embodiment. A plurality of the light collecting frames 20c that are further extended are arranged.

したがって、実装フレーム４０の大きさを最適化して実装フレーム４０に対する太陽電池素子３１の配置を高精度に設定し、また、温度の上昇に伴う透過穴２３に対する太陽電池素子３１の位置ズレを抑制することが可能となるので、光電変換効率が良く、信頼性の高い集光型太陽光発電ユニット１とすることができる。また、さらに大型化した集光フレーム２０ｃを備えることから、集光型太陽光発電ユニット１を大型化して、大電力を出力させることができる。 Therefore, the size of the mounting frame 40 is optimized, the arrangement of the solar cell elements 31 with respect to the mounting frame 40 is set with high accuracy, and the positional deviation of the solar cell elements 31 with respect to the transmission holes 23 due to the temperature rise is suppressed. Therefore, the concentrating solar power generation unit 1 with high photoelectric conversion efficiency and high reliability can be obtained. In addition, since the condensing frame 20c is further increased in size, the concentrating solar power generation unit 1 can be increased in size to output a large amount of power.

つまり、一つの集光フレーム２０ｃに対して複数の実装フレーム４０を組み合わせることから、大きさが最適化された実装フレーム４０を適宜の個数で集光フレーム２０ｃに配置することが可能となる。したがって、相互の位置合わせを高精度に施すことが可能となることから、温度特性が良く、信頼性の高い大電力の集光型太陽光発電ユニット１とすることができる。 In other words, since a plurality of mounting frames 40 are combined with one light collecting frame 20c, it is possible to arrange a suitable number of mounting frames 40 having an optimized size on the light collecting frame 20c. Therefore, since mutual alignment can be performed with high accuracy, it is possible to obtain a high power concentrating solar power generation unit 1 with good temperature characteristics and high reliability.

＜実施の形態４＞
図４に基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニットに適用する実装フレームについて説明する。 <Embodiment 4>
A mounting frame applied to the concentrating solar power generation unit according to the present embodiment will be described based on FIG.

図４は、本発明の実施の形態４に係る集光型太陽光発電ユニットの実装フレームの端面状態を示す端面図である。 FIG. 4 is an end view showing an end face state of the mounting frame of the concentrating solar power generation unit according to Embodiment 4 of the present invention.

本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニット１に適用する実装フレーム４０の基本的な構成は、実施の形態１〜実施の形態３に示した実装フレーム４０と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。また、細部については、実施の形態１〜実施の形態３で示したとおりであり、適宜図示を省略している。 The basic configuration of the mounting frame 40 applied to the concentrating solar power generation unit 1 according to the present embodiment is the same as that of the mounting frame 40 shown in the first to third embodiments. Incorporate and explain mainly the different matters. The details are as shown in the first to third embodiments, and the illustration is omitted as appropriate.

本実施の形態に係る実装フレーム４０は、実装板部４１、連結部４２、放熱部４３を備え、実装板部４１、連結部４２、放熱部４３は、一体成形してある。したがって、実装フレーム４０を容易かつ高精度に形成することが可能となり、また、放熱効率を向上させることが可能となることから、光電変換効率が高く、信頼性の良い集光型太陽光発電ユニット１を安価に製造することができる。つまり、放熱部４３を実装フレーム４０（実装板部４１）に例えばリベットやビス止めなどで機械的に取り付けた場合に比較すると、実装板部４１と放熱部４３の間に生じる接触熱抵抗を除去した状態となり、放熱性を大幅に向上させることができる。 The mounting frame 40 according to the present embodiment includes a mounting plate portion 41, a connecting portion 42, and a heat radiating portion 43. The mounting plate portion 41, the connecting portion 42, and the heat radiating portion 43 are integrally formed. Therefore, the mounting frame 40 can be formed easily and with high precision, and the heat dissipation efficiency can be improved. Therefore, the concentrating solar power generation unit having high photoelectric conversion efficiency and high reliability. 1 can be manufactured at low cost. That is, compared with the case where the heat radiating portion 43 is mechanically attached to the mounting frame 40 (mounting plate portion 41) by, for example, rivets or screws, the contact thermal resistance generated between the mounting plate portion 41 and the heat radiating portion 43 is removed. Thus, the heat dissipation can be greatly improved.

また、実装フレーム４０は、押し出し成形によって形成することが望ましい。つまり、押し出し成形によって一体成形することで、実装フレーム４０を容易かつ高精度に安定して製造することが可能となり、集光型太陽光発電ユニット１を生産性良く製造することができる。つまり、実装板部４１、連結部４２、放熱部４３を押し出し成形によって形成することによって、優れた放熱性を有する実装フレーム４０を容易かつ高精度に製造することが可能となる。 The mounting frame 40 is preferably formed by extrusion molding. That is, by integrally molding by extrusion molding, the mounting frame 40 can be easily and stably manufactured with high accuracy, and the concentrating solar power generation unit 1 can be manufactured with high productivity. That is, by forming the mounting plate portion 41, the connecting portion 42, and the heat dissipation portion 43 by extrusion molding, the mounting frame 40 having excellent heat dissipation can be easily and highly accurately manufactured.

実装フレーム４０（実装板部４１、連結部４２、および放熱部４３）は、放熱性、軽量化、生産性、コストなどを考慮して、例えばアルミニウムの押出し加工で作製することが望ましい。この構成により、レシーバ基板３２から実装フレーム４０（実装板部４１）に伝導した熱エネルギーを効率良く実装フレーム４０の端部まで伝えることができ、実装フレーム４０の放熱効果を向上させることが可能となる。 The mounting frame 40 (the mounting plate portion 41, the connecting portion 42, and the heat radiating portion 43) is preferably manufactured by, for example, aluminum extrusion in consideration of heat dissipation, weight reduction, productivity, cost, and the like. With this configuration, heat energy conducted from the receiver substrate 32 to the mounting frame 40 (mounting plate portion 41) can be efficiently transmitted to the end of the mounting frame 40, and the heat dissipation effect of the mounting frame 40 can be improved. Become.

さらに、アルミニウムについてはアルマイト処理、その他の材質でも黒色塗装などの適当な表面処理を行なうことが望ましい。つまり、実装フレーム４０に対する表面処理を施すことによって、表面処理を施した箇所の放射による放熱効果を向上させ、実装フレーム４０の放熱効果をさらに向上させることができる。 Furthermore, it is desirable to perform an appropriate surface treatment such as anodizing aluminum and black coating with other materials. That is, by performing the surface treatment on the mounting frame 40, the heat dissipation effect due to radiation at the surface-treated portion can be improved, and the heat dissipation effect of the mounting frame 40 can be further improved.

＜実施の形態５＞
図５に基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置３について説明する。 <Embodiment 5>
Based on FIG. 5, the concentrating solar power generation device 3 which concerns on this Embodiment is demonstrated.

図５は、本発明の実施の形態５に係る集光型太陽光発電装置の設置稼動状態を示す斜視図である。 FIG. 5 is a perspective view showing an installation operation state of the concentrating solar power generation device according to Embodiment 5 of the present invention.

本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置３は、集光型太陽光発電ユニット１を複数配置して構成した集光型太陽光発電モジュール２を備え、集光型太陽光発電モジュール２（集光型太陽光発電ユニット１）を追尾駆動する構成としてある。 The concentrating solar power generation device 3 according to the present embodiment includes a concentrating solar power generation module 2 configured by arranging a plurality of concentrating solar power generation units 1, and the concentrating solar power generation module 2. The configuration is such that the (concentrating solar power generation unit 1) is driven to follow.

つまり、集光型太陽光発電ユニット１は、長尺状の集光フレーム２０ｃ（実施の形態３参照）に例えば３０ｃｍ角程度の集光レンズ１０を５枚配置した集光レンズ群１０ｃを２組配置してある。したがって、集光レンズ群１０ｃは、３０ｃｍ×１５０ｃｍ程度の受光面を構成し、集光型太陽光発電ユニット１は、３０ｃｍ×３００程度の受光面を構成する。 In other words, the concentrating solar power generation unit 1 includes two condensing lens groups 10c in which, for example, five concentrating lenses 10 of about 30 cm square are arranged on a long condensing frame 20c (see Embodiment 3). It is arranged. Therefore, the condensing lens group 10c forms a light receiving surface of about 30 cm × 150 cm, and the concentrating solar power generation unit 1 forms a light receiving surface of about 30 cm × 300.

集光型太陽光発電モジュール２は、集光型太陽光発電ユニット１を水平方向に７個並置してある。したがって、集光型太陽光発電モジュール２は、２７０ｃｍ×３００ｃｍ程度の受光面を構成することとなる。また、集光型太陽光発電モジュール２は、集光型太陽光発電ユニット１を適宜の個数の組み合わせで直列または並列に接続され、必要な電力を出力するように構成されている。 The concentrating solar power generation module 2 has seven concentrating solar power generation units 1 juxtaposed in the horizontal direction. Therefore, the concentrating solar power generation module 2 constitutes a light receiving surface of about 270 cm × 300 cm. Further, the concentrating solar power generation module 2 is configured so that the concentrating solar power generation units 1 are connected in series or in parallel in an appropriate number of combinations and output necessary power.

なお、本実施の形態では、長尺状の延長された集光フレーム２０ｃを採用した集光型太陽光発電ユニット１を水平方向に複数並置した場合を図示するが、実施の形態１、実施の形態２に係る集光型太陽光発電ユニット１（集光フレーム２０）を適用して集光型太陽光発電モジュール２を構成することも可能である。 In the present embodiment, the case where a plurality of concentrating solar power generation units 1 that employ a long and elongated condensing frame 20c are juxtaposed in the horizontal direction is illustrated. The concentrating solar power generation module 2 can be configured by applying the concentrating solar power generation unit 1 (condensing frame 20) according to the second embodiment.

つまり、集光型太陽光発電装置３は、実施の形態３で示した集光型太陽光発電ユニット１に限らず、他の実施の形態で示した集光型太陽光発電ユニット１を配置して構成した集光型太陽光発電モジュール２（受光面パネル）を備える。すなわち、集光型太陽光発電装置３は、実施の形態１ないし実施の形態４に係る集光型太陽光発電ユニット１を備えることが可能である。なお、集光型太陽光発電ユニット１を複数配置して集光型太陽光発電モジュール２とした場合を例示したが、集光型太陽光発電ユニット１は、単数であっても良い。 That is, the concentrating solar power generation device 3 is not limited to the concentrating solar power generation unit 1 shown in the third embodiment, and the concentrating solar power generation unit 1 shown in the other embodiments is arranged. The concentrating solar power generation module 2 (light-receiving surface panel) is configured. That is, the concentrating solar power generation device 3 can include the concentrating solar power generation unit 1 according to the first to fourth embodiments. In addition, although the case where a plurality of concentrating solar power generation units 1 are arranged to form the concentrating solar power generation module 2 is illustrated, the single concentrating solar power generation unit 1 may be provided.

したがって、放熱性を向上させて光電変換効率および発電電力を向上させた信頼性および耐候性の高い集光型太陽光発電装置３を実現することができる。 Therefore, it is possible to realize the concentrating solar power generation device 3 with high reliability and high weather resistance in which heat dissipation is improved and photoelectric conversion efficiency and generated power are improved.

なお、集光型太陽光発電モジュール２（集光型太陽光発電ユニット１）は、支柱５０によって支持され、支柱５０のフランジ面（天面）に配置された追尾機構（不図示）によって追尾駆動され、常に太陽方向へ正対する構成としてある。 The concentrating solar power generation module 2 (concentrating solar power generation unit 1) is supported by the support 50 and is driven by a tracking mechanism (not shown) disposed on the flange surface (top surface) of the support 50. It is always configured to face the sun.

追尾機構は、太陽方位角に応じて集光型太陽光発電モジュール２を旋回方向Ｒｏｔｈで旋回制御する旋回駆動部と、太陽高度に応じて集光型太陽光発電モジュール２を傾倒方向Ｒｏｔｖで傾倒制御する傾倒駆動部とを備える。つまり、追尾機構は、旋回駆動部および傾倒駆動部を太陽軌道に対応させて自動的に制御し、集光型太陽光発電モジュール２の受光面（集光レンズ１０の受光面）を太陽光Ｌｓに対して常に垂直方向へ向ける構成としてある。 The tracking mechanism tilts the concentrating solar power generation module 2 in the tilt direction Rotv according to the solar altitude, and a turning drive unit that controls the concentrating solar power generation module 2 in the turning direction Roth according to the solar azimuth. A tilt drive unit for controlling. That is, the tracking mechanism automatically controls the turning driving unit and the tilting driving unit in correspondence with the solar orbit, and the light receiving surface of the concentrating solar power generation module 2 (the light receiving surface of the condensing lens 10) is sunlight Ls. In contrast, the vertical direction is always directed.

なお、太陽が天頂以外に位置する場合、集光型太陽光発電モジュール２（集光型太陽光発電ユニット１）は、水平に対して傾斜されることとなる。つまり、集光フレーム２０ｃの長さ方向は、垂直方向で傾いて配置されることから、実装フレーム４０（および集光フレーム２０）に対して煙突効果が働く。したがって、垂直方向で下方の換気口４４ｗから外気を吸引し、上方の換気口４４ｗから実装フレーム４０と底板部２２の間の大気を排出することが可能となることから、実装フレーム４０の空間に大きな対流を発生させて太陽電池３０の放熱効果を確実に向上させることができる。 In addition, when the sun is located other than the zenith, the concentrating solar power generation module 2 (the concentrating solar power generation unit 1) is inclined with respect to the horizontal. That is, since the length direction of the condensing frame 20c is tilted in the vertical direction, the chimney effect acts on the mounting frame 40 (and the condensing frame 20). Accordingly, it is possible to suck outside air from the lower ventilation port 44w in the vertical direction and discharge the atmosphere between the mounting frame 40 and the bottom plate portion 22 from the upper ventilation port 44w. A large convection can be generated to reliably improve the heat dissipation effect of the solar cell 30.

追尾駆動システム（追尾機構）の動力系としては、モーターと減速機を用いてギヤを所定の回転数回転させて所定の方向に駆動させる方法、油圧ポンプと油圧シリンダーを用いて所定の長さにシリンダーを調節することにより所定の方向に駆動させるといった方法があり、どちらの方法を用いても良い。 The power system of the tracking drive system (tracking mechanism) includes a method of rotating a gear in a predetermined direction by using a motor and a speed reducer, and a predetermined length using a hydraulic pump and a hydraulic cylinder. There is a method of driving in a predetermined direction by adjusting the cylinder, and either method may be used.

追尾駆動システムの動作を制御する方法としては、追尾駆動システムの内部に搭載された時計によって予め太陽の軌道を計算し、太陽の向きに集光型太陽光発電ユニット１（集光型太陽光発電モジュール２）を向かせるように制御する方法、追尾駆動システムにホトダイオードなどからなる太陽センサーを取り付けて太陽方向を随時モニターして制御する方法などが知られており、いずれの方法を用いても良い。 As a method of controlling the operation of the tracking drive system, the solar trajectory is calculated in advance by a clock mounted inside the tracking drive system, and the concentrating solar power generation unit 1 (concentrating solar power generation) is set in the direction of the sun. There are known methods for controlling the module 2) to be directed, methods for attaching a solar sensor such as a photodiode to the tracking drive system, and monitoring and controlling the sun direction as needed, and any method may be used. .

本発明の実施の形態１に係る集光型太陽光発電ユニットの概略断面構成を端面状態で示す端面図である。It is an end view which shows the schematic cross-sectional structure of the concentrating solar power generation unit which concerns on Embodiment 1 of this invention in an end surface state. 図１Ａの矢符Ｂ方向から見た状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state seen from the arrow B direction of FIG. 1A. 本発明の実施の形態２に係る集光型太陽光発電ユニットの長尺状側面を示す側面図である。It is a side view which shows the elongate side surface of the concentrating solar power generation unit which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図２Ａに示した集光型太陽光発電ユニットの要部を分解して示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which decomposes | disassembles and shows the principal part of the concentrating solar power generation unit shown to FIG. 2A. 本発明の実施の形態３に係る集光型太陽光発電ユニットの長尺状側面を示す側面図である。It is a side view which shows the elongate side surface of the concentrating solar power generation unit which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４に係る集光型太陽光発電ユニットの実装フレームの端面状態を示す端面図である。It is an end elevation which shows the end surface state of the mounting frame of the concentrating photovoltaic power generation unit which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態５に係る集光型太陽光発電装置の設置稼動状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the installation operation state of the concentrating solar power generation device which concerns on Embodiment 5 of this invention.

Explanation of symbols

１集光型太陽光発電ユニット
２集光型太陽光発電モジュール
３集光型太陽光発電装置
１０集光レンズ
１０ｃ集光レンズ群
２０、２０ｃ集光フレーム
２１側板部
２２底板部
２２ｈ連結穴
２３透過穴
３０太陽電池
３１太陽電池素子
３２レシーバ基板
３３実装部材
３５被覆部
４０実装フレーム
４０ｔ端面
４１実装板部
４２連結部
４２ｂ結合端部
４２ｈ連結穴
４３放熱部
４４端面保護板
４４ｗ換気口
４５締結部材
５０支柱
Ｌａｘ光軸
Ｌｓ、Ｌｓａ太陽光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Concentration type photovoltaic power generation unit 2 Concentration type photovoltaic power generation module 3 Concentration type photovoltaic power generation apparatus 10 Condensing lens 10c Condensing lens group 20, 20c Condensing frame 21 Side plate part 22 Bottom plate part 22h Connection hole 23 Transmission Hole 30 Solar cell 31 Solar cell element 32 Receiver substrate 33 Mounting member 35 Covering portion 40 Mounting frame 40t End surface 41 Mounting plate portion 42 Connection portion 42b Coupling end portion 42h Connection hole 43 Heat radiation portion 44 End surface protection plate 44w Ventilation port 45 Fastening member 50 Prop Lax Optical axis Ls, Lsa Sunlight

Claims

A condensing lens for condensing sunlight, a condensing frame having a transmission hole for transmitting sunlight condensed by the condensing lens, a solar cell for receiving sunlight transmitted through the transmission hole, and the sun A concentrating solar power generation unit comprising a mounting frame mounted with a battery,
The condensing frame includes a side plate portion that supports the condensing lens, and a bottom plate portion that is disposed between the side plate portions and has the transmission holes.
The solar cell includes a solar cell element that performs photoelectric conversion positioned in the transmission hole, and a receiver substrate on which the solar cell element is placed,
The mounting frame includes a mounting plate portion for mounting the receiver substrate, and a connecting portion that is disposed on both sides of the mounting plate portion and connects the mounting plate portion to the bottom plate portion,
The condensing frame and the mounting frame are elongated to have a long shape, a plurality of the condensing lenses are arranged in a length direction of the condensing frame, and the solar cell element has a length of the mounting frame. Are arranged in the direction,
The mounting frame is provided with end face protection plates having ventilation openings on both end faces in the length direction to generate convection between the bottom plate portion and the solar cell, and to one light collecting frame. A concentrating solar power generation unit characterized in that a plurality of solar power generation units are arranged.

The concentrating solar power generation unit according to claim 1,
The concentrating solar power generation unit, wherein the mounting plate portion and the connecting portion are arranged so as to intersect each other vertically.

The concentrating solar power generation unit according to claim 1 or 2,
The concentrating solar power generation unit is characterized in that a width between the connecting portions is approximately the same as that of the receiver substrate.

The concentrating solar power generation unit according to any one of claims 1 to 3,
The concentrating solar power generation unit, wherein the receiver substrate is mounted on the mounting plate portion via a mounting member.

The concentrating solar power generation unit according to any one of claims 1 to 4,
The said mounting frame is provided with a thermal radiation part. The concentrating solar power generation unit characterized by the above-mentioned.

The concentrating solar power generation unit according to claim 5,
The concentrating solar power generation unit, wherein the mounting plate portion, the connecting portion, and the heat dissipation portion are integrally formed by extrusion molding.

The concentrating solar power generation unit according to any one of claims 1 to 6,
The concentrating solar power generation unit, wherein the solar cells are arranged in a row on the mounting frame.

A concentrating solar power generation apparatus including a concentrating solar power generation unit,
The concentrating solar power generation unit is the concentrating solar power generation unit according to any one of claims 1 to 7, and is configured to be driven by tracking. Type solar power generator.