JP5942443B2 - 集光型太陽光発電パネル - Google Patents
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Description
この構成の太陽光発電パネルは、発電素子(セル)の多数を平面状に隣接して配列し、太陽光をその各発電素子に直接に照射して発電する平板型と、前記透光板をフレネルレンズ等の集光レンズ板としてそのレンズで太陽光を集光して発電素子に照射し太陽光エネルギーを濃縮して発電する集光型とがある。
また、太陽光発電パネルの設置態様(太陽光発電装置)としては、屋根等に固定する固定型と、太陽を追尾(追日)する架台に設置される追尾型とがあり、集光型は、太陽の位置で集光位置がずれるため、太陽光発電パネルが常に太陽に望む(直達光が直交する)様に追尾型となっている(特許文献1図1、特許文献2図1参照)。
因みに、追尾電力は、追尾型エ太陽光発電装置における発電量の0.5%程度である。このため、追尾型は設置コストはかかるが、ランニングコストは固定型と大差はない。
また、その追尾型太陽光発電装置における太陽光発電パネルは、図2〜図5を参照して説明すると、底板11の全周囲を側板12で囲んだ筐体10と、その筐体10の開口に設けた集光レンズ板24と、筐体10内に設けられて各集光レンズ24aに対応した発電素子22とからなり、その集光レンズ24aに照射する太陽光の約70%をなす直達光が集光レンズ24aによって集められ(集光され)発電素子22に照射されて発電する。
発電効率の向上が叫ばれている今日、そのような、追尾フレームFに太陽光発電パネルPの設置度合によって発電効率の低下を招くことは極力避けたい。
太陽光発電パネルPに直交するその透孔を通った光がその目印に当っていれば、太陽の直達光が集光レンズに直交することであるから、その状態は、「太陽光発電パネルPがフレームFの正しい位置に支持固定されている。」と判断し得るように、予め、前記透孔及び目印の位置を設定しておけば、その透孔を通った光が目印に当れば、太陽光発電パネルPがフレームFの正しい位置に支持固定されていることとなる。
また、透孔は、切り欠き状又は全周縁を有する円孔等と任意である。しかし、後者の円孔等の全周縁を有するものであると、雨等の水滴がその孔に入って水膜を形成してレンズ状となり、光が散乱する等によって目印に当っているか否かの判断がし難くなる恐れがある。一方、切り欠き状であると、雨等による水滴がその開口の存在によって水膜切れが行なわれてレンズ状となる恐れが少なくなる利点がある。
この場合の追尾型太陽光発電装置は、複数の太陽光発電パネルと、その複数の太陽光発電パネルを設置する設置支持部とを備え、その太陽光発電パネルは、底部の全周囲を側部で囲んだ凹型の筐体と、その筐体の開口に設けられて複数の集光レンズが形成された集光板と、筐体内に設けられて集光レンズに対応した発電素子とを備えたものであって、その太陽光発電パネルの筐体に、前記側部に少なくとも3個以上の太陽光発電パネルの前記設置支持部に対する位置決め用の前記透孔が形成されている構成となる。
この光発光具は、基台を集光レンズ板に当てがい、発光器からの光が透孔を通るように位置させると、その光は直進光であることから、透孔を通った光が目印に当れば、その位置において透孔と目印は同一直線上にあることとなる。この操作を少なくとも3点で行なえば、太陽光発電パネル全体が架台フレームの正しい位置に支持固定されていることとなる。このため、その太陽光発電パネルは、追尾架台の太陽の追尾に伴って常時その集光レンズ板が太陽光に直交し、集光レンズに至る太陽光の直達光の全部が集光レンズによって集められて(集光されて)発電素子に照射され、円滑な太陽光発電がなされる。
すなわち、常時、太陽の一日の運行に追尾して、東方向から西方向へ太陽光発電パネルPの受光面を可動とする方位角(回転角)に制御され、太陽高度が低い日の出から高度の高い昼そして再び高度の低くなる日没まで太陽の一日の高度変化に追日して、仰角方向に太陽光発電パネルPの受光面を可動とする仰角(迎え角)に制御されて、パネル受光面を発電効率が最良となる、太陽に向かって各太陽光発電パネルP(受光面)が真っ直ぐ(直角)に向く(受光面が正対する)状態とされる。
また、全天日射計C2によって全天空の日射量を検出し、太陽光直達光計C3によって直達光の日射量を検出し、それらの検出量と発電量との対比によって発電効率等が計算される。
この光発生具30は、同図に示すように、基台31を集光レンズ板24の表面に各位置決め孔17にそれぞれ個別に対応させて当接すると、発光器32からのレーザ光(直進光)aが集光レンズ板24に直交し、その光aを位置決め孔17に通して、その通光aが目印bに当っているか否かを判別する。この判別を各位置決め孔17について行い、各位置決め孔17を通った光aがそれぞれ各目印bの全てに当っているか否かを確認し、一つでも外れていれば、各ボルト20aを締めたり、座金を介在して締めたりしてその全ての光線aが目印bに合致するようにする。このとき、各位置決め孔17における判別は、同時に行なうことが好ましいが、許容される限りにおいて、一箇所づつ、二箇所毎などと任意である。
なお、フレームFに各太陽光発電パネルPが正しく取付けられた状態は、前記太陽方位計C1によってフレームFが太陽に真っ直ぐ向く回転角θと迎え角αとされると、各太陽光発電パネルP(各集光レンズ板24)が太陽に真っ直ぐに向いて直達光のほぼ全てが発電素子22に集光されることとなることは勿論である。
目印bを設けた突片Bは、太陽光発電パネルPの出荷前に、工場等において設けておき、架台Dへの設置後は除去する。目印bの形成は、ペンキ等によったり、切削等によったりと任意である。
位置決め孔17は、図示の切り欠き状に限らず、全周縁を有する円孔等と任意である。しかし、切り欠き状であると、雨等による水滴がその切り欠き17に入っても水切れがよい利点がある。円孔であると、水滴でその孔が覆われてレンズ状となり、光aが散乱する等して確認ができなくなる恐れがある。
さらに、筐体10は、プレスによる絞り加工品である必要はなく、例えば、底板11と側板12を別物とし、その両者11、12を溶接・嵌合・接着等の種々の手段によって接合したものとすることができる。このとき、側板12は樹脂成型品とすることもできる。
また、光発生具30の構成は上記以外に、例えば、基台31は、断面コ字状に限らず、断面Ω状とし、その断面中央に発光器32を設ける等の構成とする等、その基台31を集光レンズ板24に当接すると、発光器32から直進光aが出る態様であればいずれでも良い。
このように、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。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許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。
F 追尾型太陽光発電装置のフレーム
P 集光型太陽光発電パネル
10 太陽光発電パネルの筐体
11 筐体の底板(底部)
12 同側板(側部)
13 補強リブ
15 フレキシブルプリント基板位置決め用突起
16 通気孔
17 太陽光発電パネルPのフレームFへの位置決め孔(透孔)
18 補強リブ
20 太陽光発電パネルPの取付用盲ナット
20a 同ボルト
21 フレキシブルプリント基板(FPC)
22 発電素子
23 逆流防止ダイオード
24 集光レンズ板
24a 集光レンズ(フレネルレンズ)
30 光発生具
31 基台
32 発光器
a レーザ光
b 目印
B 目印用突片
Claims (8)
- 複数の集光型太陽光発電パネルと、該複数の集光型太陽光発電パネルが平行に設置されるフレームを有する設置支持部とを備えた太陽を追尾して発電する追尾型太陽光発電装置であって、
前記集光型太陽光発電パネルは、底部の全周囲を側部で囲んだ凹型の筐体と、該筐体の開口に設けられて複数の集光レンズが形成された集光板と、該筐体内に設けられて該集光レンズに対応した発電素子とを備え、
前記筐体の側部に、少なくとも3個以上の集光型太陽光発電パネルの前記設置支持部のフレームに対する位置決め用透孔と、その各透孔より底部側に前記集光板に直交する光と平行な前記各透孔を通った光が当る目印と、が形成されており、
前記集光板に直交する光と平行な前記各透孔を通った光が目印に当って、前記フレームに対して各太陽光発電パネルが平行に取付けられていることを特徴とする追尾型太陽光発電装置。 - 太陽を追尾して発電する追尾型太陽光発電装置に使用され、その追尾型太陽光発電装置の設置支持部のフレームに平行に設置され、底部の全周囲を側部で囲んだ凹型の筐体と、該筐体の開口に設けられて複数の集光レンズが形成された集光板と、該筐体内に設けられて該集光レンズに対応した発電素子とを備えた集光型太陽光発電パネルであって、
前記筐体の側部に、少なくとも3個以上の透孔と、その各透孔より底部側に前記集光板に直交する光と平行な前記各透孔を通った光が当る目印とを設け、
前記集光板に直交する光と平行な前記各透孔を通った光が目印に当って、前記フレームに対して平行に取付けられるものであることを特徴とする集光型太陽光発電パネル。 - 前記透孔がその周縁の一部が開口する切り欠き状となっていることを特徴とする請求項2に記載の集光型太陽光発電パネル。
- 前記透孔を筐体の上下対称位置に設けたことを特徴とする請求項2又は3に記載の集光型太陽光発電パネル。
- 前記透孔がその周縁の一部が開口する切り欠き状となっていることを特徴とする請求項1に記載の追尾型太陽光発電装置。
- 前記透孔を筐体の上下対称位置に設けたことを特徴とする請求項1又は5に記載の追尾型太陽光発電装置。
- 請求項2乃至4の何れか一つの集光型太陽光発電パネルを、追尾型太陽光発電装置のその集光型太陽光発電パネル設置支持部のフレームにビス止めして組み付ける方法であって、
前記集光型太陽光発電パネルを前記フレームにビス止めし、この状態において、集光レンズ板に直交する直進光を前記各透孔に通し、その通光がそれぞれ各目印の全てに当っているか否かを確認し、一つでも外れていれば、各ビスを締めたり、座金を介在して締めたりしてその全ての通光が各目印に合致するようにすることを特徴とする太陽光発電パネルの組付方法。 - 請求項2乃至4の何れか一つに記載の集光型太陽光発電パネルにおいて、前記集光レンズ板に前記透孔に対応させて当接された基台と、その基台に固定された直進光の発光器とからなり、前記基台が集光レンズ板の表面に当接された際、前記発光器はその発光する直進光が集光レンズ板に直交するようになる直進光発生具が取り付けられたことを特徴とする集光型太陽光発電パネル。
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