[go: up one dir, main page]

WO2019030989A1 - 集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置、及び集光型太陽光発電モジュールの製造方法 - Google Patents

集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置、及び集光型太陽光発電モジュールの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019030989A1
WO2019030989A1 PCT/JP2018/016102 JP2018016102W WO2019030989A1 WO 2019030989 A1 WO2019030989 A1 WO 2019030989A1 JP 2018016102 W JP2018016102 W JP 2018016102W WO 2019030989 A1 WO2019030989 A1 WO 2019030989A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power generation
bottom plate
solar power
heat dissipation
concentrator photovoltaic
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/016102
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
永井 陽一
和志 飯屋谷
宗譜 上山
充 稲垣
義哉 安彦
Original Assignee
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電気工業株式会社 filed Critical 住友電気工業株式会社
Priority to JP2019535591A priority Critical patent/JP7021671B2/ja
Priority to CN201880051254.2A priority patent/CN110998868B/zh
Priority to EP18844559.7A priority patent/EP3667740A4/en
Priority to US16/635,035 priority patent/US20200252027A1/en
Priority to AU2018315807A priority patent/AU2018315807A1/en
Publication of WO2019030989A1 publication Critical patent/WO2019030989A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20Optical components
    • H02S40/22Light-reflecting or light-concentrating means
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40Optical elements or arrangements
    • H10F77/42Optical elements or arrangements directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H10F77/484Refractive light-concentrating means, e.g. lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0038Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with ambient light
    • G02B19/0042Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with ambient light for use with direct solar radiation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/10Frame structures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/42Cooling means
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a concentrator photovoltaic module, a concentrator photovoltaic panel, a concentrator photovoltaic device, and a method of manufacturing the concentrator photovoltaic module.
  • a primary condensing lens that is a convex lens
  • a secondary condensing lens that is a ball lens
  • a power generation element a solar battery cell using a compound semiconductor element with high power generation efficiency is used. The sunlight is condensed by the primary condensing lens and enters the secondary condensing lens, and is further condensed by the secondary condensing lens and reaches the power generation element.
  • a large number of such light collecting solar power generation units are arranged in a matrix to form a light collecting solar power generation module, and a large number of such modules are arranged in a matrix to form a light collecting solar power generation panel.
  • a concentrating solar power generation panel constitutes a concentrating solar power generation device together with a drive device for causing the panel to perform a tracking operation toward the sun.
  • the bottom plate of the housing has a large number of power generation elements mounted on the surface thereof.
  • a thin metal plate e.g., aluminum or the like
  • casing supports the outer edge part of a baseplate. In this frame, a resin material may be used to reduce the manufacturing cost.
  • a concentrating solar power generation module includes a plurality of focusing portions configured by arranging a plurality of focusing lenses for focusing sunlight, and a plurality of the plurality of focusing lenses corresponding to the plurality of focusing lenses.
  • a plurality of secondary condensing lenses provided corresponding to each of the plurality of power generation elements, for guiding the sunlight collected by the plurality of condensing lenses to the plurality of
  • a housing for housing the secondary condensing lens and the plurality of power generation elements, wherein the housing is fixed to the frame made of resin and the frame, and the plurality of secondary collecting members are formed on the inner side surface.
  • a metal bottom plate on which the light lens and the plurality of power generation elements are disposed, the outside surface of the bottom plate being formed in a columnar shape extending along the outside surface of the bottom plate, the heat of the bottom plate to the outside
  • One or more heat dissipating members for dissipating heat are attached.
  • Embodiment is a condensing solar power generation panel which carries out multiple arrangement
  • another embodiment includes the above-described concentrating solar power generation panel, and a driving device that drives the concentration type solar power generation panel to face the sun and follow the movement of the sun. It is a concentrating solar power generation device provided with
  • the other one embodiment is a manufacturing method of the above-mentioned condensing solar power generation module attached to a condensing solar power generation device, wherein the plurality of power generation elements and the plurality of secondary condensing lenses And an intermediate assembly formed by attaching the light collecting section to the housing containing the light collecting unit is attached to a mounting rail of the concentrating solar power generation apparatus, and then the heat dissipation member or members are provided on the outer surface of the bottom plate. It is attached to
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a concentrating solar power generation apparatus.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view showing an example of a concentrating solar power generation module.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of the flexible printed wiring board.
  • FIG. 4 is a view schematically showing the positional relationship between one Fresnel lens and the power generation element in the package disposed at the corresponding position.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a housing according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the housing.
  • FIG. 7A is a partially enlarged view of the inner side surface of the bottom plate, and
  • FIG. 7B is an enlarged view of a groove.
  • FIG. 8 is a view showing a part of the arrangement of grooves on the inner surface of the bottom plate.
  • FIG. 9 is a view showing the outer side of the bottom plate.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a bottom plate to which a heat dissipating member is attached.
  • FIG. 11 is a diagram showing some of the steps of the method of manufacturing a module.
  • 12A is a partial cross-sectional view of a bottom plate showing a modification of the heat dissipation member
  • FIG. 12B is a partial cross-sectional view of the bottom plate showing another modification of the heat dissipation member.
  • the power generation efficiency of the power generation element mounted on the bottom plate of the casing may be lowered due to the rise in temperature. Therefore, the power generation element is configured to suppress a temperature rise by radiating heat to the metal bottom plate.
  • the bottom plate made of metal has high thermal conductivity and good heat dissipation, but is easily thermally expanded. For this reason, when the bottom plate is limited by the resin frame to expand in the surface direction, the bottom plate is bent so as to bulge in the out-of-plane direction due to the difference in thermal expansion coefficient between the resin and the metal. The power generation efficiency may be lowered because the position of the element deviates from the originally intended position.
  • the primary focusing on the light incident surface (upper surface) of the secondary focusing lens may be larger than the light entrance surface (diameter) of the secondary focusing lens, and a focusing leak may occur.
  • the power generation efficiency is lowered due to the temperature rise of the power generation element and the resulting deflection of the bottom plate.
  • the heat dissipation from the bottom plate to the outside can not be made in time, and the temperature rise of the power generation element and the deflection of the bottom plate become remarkable. There is a risk of lowering the power generation efficiency.
  • This indication is made in view of such a situation, and aims at offer of a concentration type solar energy power generation module which can improve heat dissipation, controlling distortion of a sole plate.
  • the heat dissipation can be enhanced while suppressing the deflection of the bottom plate.
  • a concentrating solar power generation module is disposed at a position corresponding to each of the light collecting portion configured by arranging a plurality of light collecting lenses for collecting sunlight and the plurality of light collecting lenses.
  • a metal bottom plate on which the secondary condensing lens and the plurality of power generation elements are disposed, the outside surface of the bottom plate being formed in a columnar shape extending along the outside surface of the bottom plate, the heat of the bottom plate One or more heat dissipation members to dissipate heat to the outside .
  • the photovoltaic power generation module configured as described above, since the columnar heat dissipation member extending along the outer side surface of the bottom plate and radiating the heat of the bottom plate to the outside is attached to the outer side surface of the bottom plate, the power generating element conducted to the bottom plate The heat from the heat sink can be effectively dissipated by the heat dissipation member.
  • the bottom plate can be reinforced from the outer side by the heat dissipation member, and the rigidity of the bottom plate can be enhanced. As a result, the heat dissipation can be enhanced while suppressing the deflection of the bottom plate due to the thermal expansion.
  • the one or more heat dissipation members are preferably prismatic pipe members made of metal.
  • the corner portions along the longitudinal direction it is possible to effectively reinforce the bottom plate by making the rectangular column pipe material having a relatively high bending strength in the longitudinal direction along the bottom plate, and It is possible to attach with one side facing to the opposite side and to secure more area to be thermally connected with the bottom plate.
  • the pipe material the surface area as the heat dissipation member can be secured more widely, and the heat can be dissipated more effectively.
  • the frame extends along the inner side surface of the bottom plate inside the frame main body and the frame main body forming the outer frame, and both ends are the frame main body
  • a bottom plate restraining portion integrally formed with the one or more heat radiation members cross the longitudinal direction of the bottom plate restraining portion.
  • the bottom plate can be reinforced in many directions from both the outer surface and the inner surface by the heat dissipation member and the bottom plate restraining portion whose longitudinal directions intersect with each other, and the rigidity of the bottom plate can be further enhanced.
  • the one or more heat dissipation members are attached with an adhesive layer having thermal conductivity interposed between the heat dissipation member and the outer surface of the bottom plate.
  • the heat dissipation member can be attached to the outer surface of the bottom plate after the housing is assembled. Therefore, for example, after installing the concentrating solar power generation module at the installation place, the number of heat radiation members to be attached can be adjusted according to the environment of the installation place.
  • the adhesive layer is preferably configured using at least one of a caulking material having thermal conductivity and a tape having thermal conductivity.
  • a caulking material having thermal conductivity and a tape having thermal conductivity.
  • Embodiment is a condensing solar power generation panel which carries out multiple arrangement
  • the other one embodiment is a manufacturing method of the above-mentioned concentration type solar power generation module attached to a concentration type solar power generation device, comprising: the plurality of power generation elements; and the plurality of secondary
  • the intermediate assembly formed by attaching the light collecting unit to the housing containing the condensing lens is attached to the attachment rail of the concentrating solar power generation apparatus
  • the one or more heat radiation members are placed on the bottom plate Attached to the outside surface of the
  • the radiation radiating member can be attached to the outer surface of the bottom plate to complete as a concentrating solar power generation module
  • the number of heat radiation members to be attached can be adjusted according to the environment of the installation location.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a concentrating solar power generation apparatus.
  • a concentrating solar power generation apparatus 100 includes a concentrating solar power generation panel 1 including a panel divided into left and right wings, and a gantry 2 for supporting the concentrating solar power generation panel 1 on the back side. Is equipped.
  • the panel 1 of the paper surface right side has abbreviate
  • the gantry 2 includes a base 3 and a support 4 erected on the base 3.
  • the foundation 3 is fixed to the ground.
  • the support 4 is provided vertically.
  • a driving device 5 is provided at the support point of the solar panel 1 at the upper end of the support portion 4.
  • the driving device 5 drives the photovoltaic power generation panel 1 so as to rotate in an elevation angle direction about a horizontally extending shaft 6.
  • the driving device 5 drives the photovoltaic power generation panel 1 so as to rotate in the azimuth angle direction centering on the support portion 4.
  • the drive device 5 is controlled by a control device (not shown).
  • the control device has a drive circuit for driving the built-in motor of the drive device 5.
  • the photovoltaic panel 1 can take an attitude of any angle with respect to each of the azimuth angle and the elevation angle.
  • the control device controls the drive device 5 so that the photovoltaic panel 1 faces the sun and follows the movement of the sun.
  • a plurality of beams 7 are provided on the shaft 6 driven by the driving device 5 in the direction orthogonal to the shaft 6.
  • the photovoltaic panel 1 is fixed to the upper side of the plurality of beams 7.
  • the solar panel 1 is configured, for example, by arranging a plurality of units U, which is configured by arranging ten concentrating solar panels 10 in a horizontal row, in multiple stages.
  • the unit U includes a plurality of concentrating solar power generation modules 10, and a pair of upper and lower mounting rails 8 integrally fixing the concentrating solar power generation modules 10 in a line.
  • Each unit U is bridged to each beam 7 and fixed to the upper side of each beam 7.
  • Each wing of the photovoltaic panel 1 is configured of, for example, ten units U. Thereby, each wing
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the concentrating solar power generation module (hereinafter simply referred to as a module) 10 in an enlarged manner (a part of the light collecting portion 13 is broken).
  • the module 10 has a box-like housing 11, a flexible printed wiring board 12 arranged to be arranged in a plurality of rows on the bottom plate 15 of the housing 11, and a collar 11 b of the housing 11. And a light collecting unit 13 attached as a main component.
  • the light collecting portion 13 is a Fresnel lens array, and is configured by arranging a plurality of Fresnel lenses 13 f for collecting sunlight in a matrix (for example, 140 vertical 14 ⁇ horizontal 10).
  • a light collecting portion 13 can be, for example, a glass plate as a base material and a silicone resin film formed on the back surface (inner side surface) thereof.
  • the Fresnel lens 13 f is formed on this resin film.
  • the housing 11 includes a bottom plate 15 on which the flexible printed wiring board 12 is disposed, and a frame 16 to which the outer edge portion and the like of the bottom plate 15 are attached and which holds the focusing portion 13 opposite to the bottom plate 15 There is. The case 11 will be described in detail later.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of the flexible printed wiring board 12.
  • the flexible printed wiring board 12 of this example is configured to include a flexible substrate 12f on which a conductive pattern (not shown) is formed.
  • a plurality of power generation elements (not shown in FIG. 4) are mounted on the flexible printed wiring board 12.
  • the power generation element is incorporated inside the package 17.
  • Each power generation element is disposed at a position corresponding to each of the plurality of Fresnel lenses 13 f.
  • a ball lens 18 which is a secondary condensing lens is mounted on the package 17.
  • the package 17 including the power generation element and the ball lens 18 constitute a secondary light collector 19.
  • the flexible printed wiring board 12 is formed so as to alternately form a wide portion 12a which is formed wide and in which the power generating element and the secondary light collecting portion 19 are provided, and a narrow portion 12b which is narrower than the wide portion 12a. Is formed. This saves substrate material.
  • FIG. 4 is a view schematically showing the positional relationship between one Fresnel lens 13 f and the power generation element in the package 17 disposed at the corresponding position.
  • the package 17 mounted on the flexible printed wiring board 12 is shown in cross section.
  • the power generation element 20 is mounted on the flexible printed wiring board 12 in a state of being surrounded by the package 17.
  • a solar battery cell made of a compound semiconductor element with high power generation efficiency is used as the power generation element 20 a solar battery cell made of a compound semiconductor element with high power generation efficiency.
  • a ball lens 18 which is a spherical lens is supported on the upper end of the package 17 so as to be slightly away (floating) from the power generation element 20, and is disposed in front of the power generation element 20.
  • the power generation element 20 and the ball lens 18 are disposed so as to substantially coincide with the optical axis of the Fresnel lens 13 f as a primary condensing lens.
  • the sunlight collected by the Fresnel lens 13 f is guided to the power generation element 20 by the ball lens 18.
  • the plurality of power generation elements 20 are arranged at positions corresponding to the respective Fresnel lenses 13 f.
  • the ball lens 18 is provided corresponding to each of the plurality of power generation elements.
  • a space between the power generation element 20 and the ball lens 18 in the package 17 is a seal portion 21 filled with a translucent resin.
  • the power generation element 20 is sealed by the seal portion 21 so that moisture, dust and the like do not adhere to the power generation element 20.
  • the resin for the seal portion 21 is, for example, silicone, and is poured in a liquid state and solidified to form the seal portion 21.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the case 11, and FIG. 6 is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the case 11.
  • the case 11 is formed in a box shape of a square (here, a rectangle (may be a square)) having a long side and a short side, and for example, in the resin frame 16
  • a bottom plate 15 made of an aluminum alloy is attached.
  • the bottom plate 15 is provided with a plurality of heat dissipating members 40 made of a prismatic pipe material. 6, the protection member 28 and the shielding member 29 which will be described later are omitted.
  • the frame 16 is made of, for example, a resin material such as PBT (Poly Butylene Terephtalate) resin filled with glass fibers, and the frame main body 25 forming the outer frame (sidewall frame); And a bottom plate restraining portion 26 integrally formed with the frame main body 25.
  • a resin material such as PBT (Poly Butylene Terephtalate) resin filled with glass fibers
  • PBT Poly Butylene Terephtalate
  • the frame main body portion 25 is integrally formed with a base portion 25a formed in a rectangular frame shape, and a pair of short side wall portions 25b and a pair of long side wall portions 25c protruding from above the base portion 25a. It is configured.
  • the outer edge portion of the bottom plate 15 is fixed to the bottom surface of the base portion 25a by a fastening member and an adhesive layer not shown. Further, at the upper end portions of the short side wall portion 25b and the long side wall portion 25c, the ridge portion 11b to which the light collecting portion 13 (see FIG. 2) is attached as described above is formed.
  • the bottom plate pressing portion 26 is formed, for example, in a prismatic shape, and extends along the short side direction of the housing 11 substantially at the center of the bottom plate 15. Both end portions in the longitudinal direction of the bottom plate pressing portion 26 are connected to the inner side surface of the long side wall portion 25 c. As a result, it is possible to prevent the longitudinal central portion of the long side wall portion 25 c from being deformed so as to warp inward or outward. Further, the bottom surface 26 a of the bottom plate pressing portion 26 is substantially flush with the bottom surface 25 a 1 of the base portion 25 a and abuts on the inner side surface 15 a of the bottom plate 15. Thus, the bottom plate pressing portion 26 presses the inner side surface 15 a of the bottom plate 15. The bottom surface 26 a of the bottom plate pressing portion 26 and the inner side surface 15 a of the bottom plate 15 are adhered and fixed to each other by an adhesive layer made of a caulking material or the like.
  • the housing 11 further includes a protective member 28 attached to the frame main body portion 25 and a shielding member 29 covering the bottom plate restraining portion 26.
  • the protection member 28 is constituted by a short side protection plate 28a covering the entire lower half of the inner side surface of the short side wall 25b and a long side protection plate 28b covering the entire lower half of the inner side of the long side wall 25c.
  • the protective member 28 and the shielding member 29 are made of, for example, a plate made of a metal of aluminum alloy.
  • the lower end portions of the short side protection plate 28a and the long side protection plate 28b are bent inward, and also cover the upper surface of the base portion 25a projecting inward from the short side wall 25b and the long side wall 25c. .
  • the protective member 28 condenses light when the condensing position by the Fresnel lens 13 f (see FIG. 2) of the condensing part 13 deviates from the power generation element 20 (secondary condensing lens 18) adjacent to the frame main part 25.
  • the solar light is prevented from being directly irradiated to the base 25a, the short side wall 25b and the long side wall 25c of the frame main body 25, thereby preventing the thermal damage.
  • the shielding member 29 prevents the bottom plate holding portion 26 from being directly irradiated with the sunlight condensed by the Fresnel lens 13 f when it deviates from the original condensing position, thereby preventing the thermal damage. .
  • the bottom plate 15 is formed in a rectangular shape having long sides and short sides according to the base portion 25 a of the frame 16, and as described above, the bottom plate 15 is formed on the base portion 25 a and the bottom plate restraining portion 26 of the frame 16. It is adhesively fixed.
  • the bottom plate 15 is a plate made of an aluminum alloy as described above, and is configured to conduct the heat of the power generation element 20 to the bottom plate 15 to suppress the temperature rise of the power generation element 20 at the time of power generation.
  • the direction in which the inner side surface 15a inside the case 11 in the bottom plate 15 faces is the case inside direction
  • the outer side surface 15b outside the case 11 in the bottom plate 15 is The direction in which it faces (downward in the drawing) is referred to as the housing outer direction.
  • FIG. 7A is a partially enlarged view of the inner surface of the bottom plate 15.
  • the flexible printed wiring board 12 in which the secondary condensing part 19 and the electric power generation element 20 were mounted is arrange
  • the flexible printed wiring board 12 is arranged such that its longitudinal direction is parallel to a long side direction which is a direction parallel to the long side of the bottom plate 15.
  • a groove 30 formed of a minute groove recessed with respect to the inner side surface 15a around the portion of the inner side surface 15a where the boundary portion 12c between the wide portion 12a and the narrow portion 12b of the flexible printed wiring board 12 is arranged. Is formed.
  • a plurality of the groove portions 30 are provided at a position where the boundary portion 12 c of the flexible printed wiring board 12 is arranged in the mounting position of the flexible printed wiring board 12 on the inner side surface 15 a of the bottom plate 15. Thereby, the plurality of groove portions 30 function as a marker for positioning the flexible printed wiring board 12 when the flexible printed wiring board 12 is attached.
  • FIG. 7B is an enlarged view of the groove 30.
  • the flexible printed wiring board 12 is indicated by a broken line.
  • the groove 30 is formed linearly along the longitudinal direction of the flexible printed wiring board 12 (long side direction of the bottom plate 15) substantially at the center in the width direction of the flexible printed wiring board 12.
  • the first groove 31, the second groove 32, and the third groove 33 constituting the groove portion 30 are minute grooves which are recessed with respect to the inner side surface 15a, and are formed by press processing, a scribing needle or the like.
  • the groove width and the groove depth of the first groove 31, the second groove 32, and the third groove 33 are about several hundredths of a millimeter.
  • the thickness of the bottom plate 15 is about 1 millimeter.
  • the first groove 31, the second groove 32, and the third groove 33 constituting the groove portion 30 have a length of about 20 mm, and the distance between the first groove 31 and the third groove 33 is about It is set to 5 mm.
  • the first groove 31 and the pair of third grooves 33 indicate the rough position of the boundary 12 c of the flexible printed wiring board 12. Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, a hole 12c1 is formed in the boundary 12c of the flexible printed wiring board 12. The flexible printed wiring board 12 is attached such that the intersection of the first groove 31 and the second groove 32 is exposed from the hole 12c1. Thus, the flexible printed wiring board 12 can be positioned and attached to the groove 30 with high accuracy in the portion of the hole 12c1.
  • FIG. 8 is a view showing a part of the arrangement of the grooves 30 on the inner side surface 15 a of the bottom plate 15.
  • the arrow Y1 indicates the short side direction parallel to the short side of the bottom plate 15.
  • An arrow Y 2 indicates the long side direction of the bottom plate 15.
  • the flexible printed wiring board 12 is indicated by a broken line, and a part of the plurality of flexible printed wiring boards 12 is omitted.
  • the flexible printed wiring boards 12 are arranged in a plurality of lines at equal intervals at a predetermined pitch. Moreover, the wide part 12a of the flexible printed wiring board 12 is arrange
  • a plurality of grooves 30 are arranged along the long side direction and the short side direction.
  • the grooves 30 are arranged at the same distance as the pitch between two adjacent rows of the flexible printed wiring boards 12 in the plurality of rows in the short side direction.
  • the arrangement in the short side direction of the groove portion 30 is based on a pair of short side direction rows formed by the pair of wide portions 12 a adjacent to each other.
  • a row L1 of a plurality of wide portions 12a1 aligned in the short side direction and a row L2 of a plurality of wide portions 12a2 aligned in the short side direction are a pair of shorts configured by a pair of wide portions 12a adjacent to each other. It constitutes a row in the side direction.
  • the grooves 30 are arrayed along the short side direction by being alternately formed at the position of the boundary portion 12c located inside between the row L1 of the wide portions 12a1 and the row L2 of 12a2.
  • the groove 30 disposed on the rightmost side of the uppermost row is formed at the position of the boundary 12 c on the wide portion 12 a 2 side of the wide portion 12 a 1 belonging to the row L 1.
  • the groove 30 adjacent to the groove 30 disposed on the rightmost side of the uppermost row in the short side direction is formed at the position of the boundary 12 c on the wide portion 12 a 1 side in the wide portion 12 a 2 belonging to the row L 2 .
  • the groove portions 30 are arranged at equal intervals along the short side direction based on a pair of short side direction rows formed by the pair of wide portions 12a adjacent to each other.
  • a row L4 of a plurality of wide portions 12a4 aligned in the short side direction and a row L5 of a plurality of wide portions 12a5 aligned in the short side direction are also configured by a pair of wide portions 12a adjacent to each other.
  • a pair of short side direction columns are configured. Therefore, the groove portions 30 are arranged along the short side direction with reference to the row L4 of the plurality of wide portions 12a4 and the row L5 of the plurality of wide portions 12a5.
  • the groove portions 30 are arranged along the long side direction at a constant distance by sandwiching the two wide portions 12a adjacent to each other among the wide portions 12a arranged in the long side direction.
  • an interval W1 between a pair of grooves 30 adjacent to each other in the short side direction is narrower than an interval W2 between a pair of grooves 30 adjacent to each other in the long side direction.
  • the distance W2 indicates the minimum distance between the rows formed by the plurality of groove portions 30 arranged along the short side direction.
  • the distance W1 is set to 50 mm
  • the distance W2 is set to 130 mm.
  • four rows of grooves 30 are arranged in the short side direction, and ten rows of grooves 30 are arranged in the long side direction.
  • the groove portions 30 are provided at a plurality of points at positions corresponding to the mounting position of the flexible printed wiring board 12 on the inner side surface 15a of the bottom plate 15. Functions as a positioning marker for the flexible printed wiring board 12.
  • the plurality of grooves 30 have a function of alleviating the thermal expansion on the inner side surface 15 a side of the bottom plate 15.
  • the groove portion 30 which is a minute groove
  • the groove widths of the grooves 31, 32, and 33 constituting the groove portion 30 become narrow.
  • the amount of expansion in the surface direction of the bottom plate 15 is reduced by the narrowing of the groove widths of the grooves 31, 32, and 33. Therefore, when the bottom plate 15 thermally expands, the width of each groove 31, 32, and 33 which comprises the groove part 30 becomes narrow, and the expansion of the surface direction in the inner surface 15a side which is the surface in which the groove part 30 was provided The amount is relaxed.
  • the groove 30 is not formed on the outer surface 15 b (FIG. 6) which is the opposite surface of the inner surface 15 a of the bottom plate 15. Therefore, the amount of expansion in the outer side surface 15 b of the bottom plate 15 is relatively large because the groove 30 is not formed.
  • the groove portion 30 for reducing the thermal expansion on the side of the inner side surface 15a of the bottom plate 15 is provided on the inner side surface 15a of the bottom plate 15, the thermal expansion on the side of the inner side surface 15a occurs when the bottom plate 15 thermally expands.
  • the amount of expansion can be made relatively smaller than the amount of expansion on the side of the outer side surface 15b. Therefore, when the bottom plate 15 thermally expands, the bottom plate 15 can be bent so as to protrude outward in the housing, and as a result, the bottom plate 15 is prevented from being bent inward in the housing by thermal expansion. can do.
  • each groove 30 includes the first groove 31 formed linearly along the long side direction of the bottom plate 15 and the linear second groove 32 intersecting the first groove 31, the groove The direction in which the thermal expansion is alleviated can be made in multiple directions in the inner side surface 15a by the numeral 30, and the position of the bottom plate 15 can be clearly indicated by the groove 30.
  • the distance W1 between the pair of grooves 30 adjacent to each other in the short side direction is smaller than the distance W2 between the pair of grooves 30 adjacent to each other in the long side direction.
  • a greater number of grooves 30 are arranged along the short side direction, so the grooves 30 can be arranged so as to divide the bottom plate 15 in the long side direction.
  • the frame 16 constituting the housing 11 extends along the inner side surface 15 a of the bottom plate 15 inside the frame main body 25 forming the outer frame and the frame main body 25. Since the bottom plate restraining portion 26 integrally formed on the frame main body portion 25 is provided, the bottom plate restraining portion 26 suppresses the bottom plate 15 from being bent in the inward direction of the casing by thermal expansion. it can.
  • the plurality of grooves 30 of this embodiment function as a marker for positioning the flexible printed wiring board 12, there is no need to separately provide a marker for positioning the flexible printed wiring board 12, which reduces the number of steps and cost. It is possible to reduce.
  • FIG. 9 is a view showing the outer side surface 15 b of the bottom plate 15.
  • an attachment portion 35 to which an attachment rail 8 (FIG. 1) for fixing the plurality of modules 10 integrally abuts is fixed. It is secured.
  • the module 10 is fixed to the mounting rail 8 by a bolt, a nut or the like in a state where the mounting portion 35 is in contact with the mounting rail 8 to configure the unit U described above.
  • the module 10 is attached to the concentrating solar power generation device 100 as a unit U.
  • a portion other than the mounting portion 35 with which the mounting rail 8 abuts is exposed to the outside.
  • the heat dissipation member 40 is attached to the outer side surface 15b of the bottom plate 15 as described above.
  • the heat dissipating member 40 is attached to a portion of the outside surface 15 b of the bottom plate 15 exposed to the outside other than the attaching portion 35.
  • the heat radiating member 40 is a member for radiating the heat of the bottom plate 15 to the outside, and is made of, for example, a square prism pipe made of an aluminum alloy.
  • a plurality of (three in the illustrated example) heat dissipation members 40 are attached to the outer surface 15 b of the bottom plate 15.
  • the heat dissipation member 40 is formed in a columnar shape extending along the outer side surface 15 b of the bottom plate 15, and is disposed parallel to the long side direction of the bottom plate 15. Therefore, the longitudinal direction of the heat dissipation member 40 intersects with the longitudinal direction of the bottom plate pressing portion 26. Further, the longitudinal direction of the heat dissipation member 40 also intersects the longitudinal direction of the mounting rail 8 for attaching the module 10 to the concentrating solar power generation device 100. Both ends of the heat dissipation member 40 extend to the vicinity of the mounting portion 35. Thus, the heat dissipation member 40 is formed as long as possible while securing the mounting portion 35.
  • the module 10 Since the module 10 is attached to the pair of upper and lower mounting rails 8, there is a possibility that the bending rigidity in the long side direction may be lower than the bending rigidity in the short side direction.
  • the bending rigidity in the long side direction of the module 10 (the base plate 15 thereof) is enhanced, and bending in the long side direction Can be suppressed.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the bottom plate 15 to which the heat dissipating member 40 is attached.
  • the heat dissipating member 40 is a pipe member having a through hole 41 having a rectangular cross section inside, as shown in FIG.
  • the heat dissipating member 40 is attached to the outer surface 15 b of the bottom plate 15 with the adhesive layer 42 interposed therebetween.
  • the heat radiating member 40 is attached with the one side surface 40 a facing the outer side surface 15 b. Therefore, the adhesive layer 42 is interposed between the one side surface 40 a and the outer side surface 15 b of the bottom plate 15.
  • the adhesive layer 42 is formed by curing a caulking material having thermal conductivity, and is interposed between the one side surface 40 a and the outer side surface 15 b to adhesively fix the heat radiation member 40 to the bottom plate 15.
  • the adhesive layer 42 thermally connects the heat dissipation member 40 and the bottom plate 15 by having thermal conductivity.
  • the heat dissipation member 40 is attached with the adhesive layer 42 interposed between the heat dissipation member 40 and the outer surface 15 b of the bottom plate 15, the heat dissipation member 40 is mounted on the outer surface of the bottom plate 15 after assembling the housing 11. It can be attached to 15b. Therefore, for example, after installing the module 10 at the installation place, the number of the heat radiation members 40 to be attached can be adjusted according to the environment of the installation place.
  • the adhesive layer 42 is formed by curing the caulking material, there is no need to use a bolt, a nut, a rivet or the like, and the heat dissipation member 40 is formed on the outer surface 15 b of the bottom plate 15 after the housing 11 is assembled. It can be easily attached.
  • the columnar heat dissipating member 40 which extends along the outer side surface 15 b of the bottom plate 15 and radiates the heat of the bottom plate 15 to the outside is attached to the outer side surface 15 b of the bottom plate 15.
  • the heat from the power generation element 20 to be conducted can be effectively dissipated by the heat dissipation member 40.
  • the bottom plate 15 can be reinforced from the side of the outer surface 15 b by the heat dissipation member 40, and the rigidity of the bottom plate 15 can be enhanced. As a result, the heat dissipation can be enhanced while suppressing the deflection of the bottom plate 15 due to the thermal expansion.
  • the heat dissipation member 40 is a rectangular prismatic pipe material made of an aluminum alloy, and by using a prismatic pipe material having a relatively high bending strength in the longitudinal direction by having a corner along the longitudinal direction.
  • the bottom plate 15 can be effectively reinforced.
  • the heat dissipation member 40 since the heat dissipation member 40 has a quadrangular prism shape, it can be attached with the one side surface 40 a facing the bottom plate 15, and the area thermally connected with the bottom plate 15 is, for example, circular in cross section. We can secure more than thing.
  • the surface area as the heat dissipation member 40 can be secured more widely, and the heat can be dissipated more effectively.
  • the bottom plate 15 can be reinforced in many directions from both the outer surface 15b and the inner surface 15a. The rigidity of the bottom plate 15 can be further enhanced.
  • the heat dissipating member 40 can be completed as the module 10 by attaching the heat dissipating member 40 to the casing 11 after the casing 11 of the module 10 is attached to the concentrating solar power generation apparatus 100.
  • FIG. 11 is a diagram showing some of the steps of the method of manufacturing the module 10. First, as shown in FIG. 11, by providing the flexible printed wiring board 12 on the bottom plate 15, an intermediate formed by attaching the light collecting portion 13 to the housing 11 accommodating the plurality of ball lenses 18 and the plurality of power generation elements 20. An assembly is obtained (step S1). The heat dissipating member 40 has not yet been attached to this intermediate assembly.
  • the intermediate assembly includes the flexible printed wiring board 12 on the bottom plate 15 and the light collecting portion 13 with respect to the housing 11 accommodating the plurality of ball lenses 18 and the plurality of power generation elements 20. , And other than the attachment of the heat dissipation member 40, the assembly of the module 10 is completed.
  • a plurality of intermediate assemblies are fixed to the mounting rail 8 to obtain a unit in which the plurality of intermediate assemblies are integrally fixed (step S2). And this unit is fixed to the beam 7 (FIG. 1) of the concentrating solar power generation device 100 (step S3). Thereby, the intermediate assembly is attached to the concentrator photovoltaic device 100.
  • step S3 the heat dissipation member 40 is attached to the outer surface 15b of the bottom plate 15 of the intermediate assembly attached to the concentrating solar power generation device 100 (step S4).
  • the module 10 of the present embodiment is assembled by attaching the heat dissipating member 40 to the outer surface 15 b of the bottom plate 15 after the intermediate assembly is attached to the attachment rail 8 of the concentrator photovoltaic device 100. Since the solar power generation module 10 can be completed, for example, after installing the concentrating solar power generation device 100 at the installation location, adjusting the number of heat radiation members 40 to be attached according to the environment of the installation location Can.
  • the external temperature was 50 ° C., and power was generated for a certain period of time in the products of the example and the comparative example.
  • the deflection amount of the bottom plate was bent in the range of 0.5 mm in both the outer direction and the inner direction of the housing.
  • the amount of bending of the bottom plate was 5 mm, and was bent in the inward direction of the housing.
  • the temperature of the power generation element according to the example products 1 and 2 was 95 degrees
  • the temperature of the power generation element according to the comparative example product was 105 degrees. From these results, according to the module of the present embodiment, it has been confirmed that the heat dissipation can be enhanced while suppressing the deflection of the bottom plate.
  • the heat dissipating member 40 shown in the above embodiment is an example, and can be changed as appropriate.
  • the heat dissipation members 40 may be disposed in parallel in the short side direction of the bottom plate 15. You may arrange in the direction which crosses both sides.
  • only one or two heat dissipating members 40 may be disposed, or the number of the heat dissipating members 40 may be greater than the number (three) in the above embodiment.
  • the adhesive material layer is used using the tape which has thermal conductivity. 42 may be formed.
  • the heat dissipation member 40 may be attached using both a thermally conductive tape and a thermally conductive caulking material.
  • the adhesive layer 42 may be formed of caulking material only at both end portions of the heat dissipation member 40, and the adhesive layer 42 may be formed of tape on other portions.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

集光型太陽光発電モジュールは、太陽光を集光するフレネルレンズを複数並べて構成された集光部と、複数のフレネルレンズそれぞれに対応する位置に配置された複数の発電素子と、複数の発電素子それぞれに対応して設けられ、複数のフレネルレンズが集光する太陽光を複数の発電素子に導く複数のボールレンズと、複数のボールレンズ及び複数の発電素子を収容する筐体(11)と、を備え、筐体(11)は、樹脂製の枠体(16)と、枠体(16)に固定され内側面に複数のボールレンズ及び複数の発電素子が配置された金属製の底板(15)と、を備え、底板(15)の外側面(15b)には、当該底板(15)の外側面(15b)に沿って延び、底板(15)の熱を外部へ放熱する柱状の放熱部材(40)が複数取り付けられている。

Description

集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置、及び集光型太陽光発電モジュールの製造方法
 本発明は、集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置、及び集光型太陽光発電モジュールの製造方法に関する。
 本出願は、2017年8月7日出願の日本出願第2017-152471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。
 集光型太陽光発電装置において光学系基本単位を成すユニットには、例えば、凸レンズである一次集光レンズと、球レンズである二次集光レンズと、発電素子とを備えているものがある(例えば、特許文献1(FIG.8)参照)。発電素子としては、発電効率の高い化合物半導体素子による太陽電池セルが用いられる。太陽光は一次集光レンズで集光されて二次集光レンズに入射し、二次集光レンズでさらに集光されて発電素子に到達する。
 かかる構成により、小さな発電素子に対して大きな光エネルギーを集中し、高効率で発電することができる。このような集光型太陽光発電ユニットがマトリックス状に多数並べられて集光型太陽光発電モジュールを成し、さらにそのモジュールがマトリックス状に多数並べられて集光型太陽光発電パネルを成す。集光型太陽光発電パネルは、当該パネルを太陽に向けて追尾動作させるための駆動装置と共に、集光型太陽光発電装置を構成する。
 上記集光型太陽光発電モジュールにおいて、筐体の底板は、その表面上に多数の発電素子が搭載される。この底板には、製造コストを抑えつつ放熱性を確保するという観点から、板厚の薄い金属板(例えばアルミニウム等)が用いられることがある。また、筐体の外枠を形成する枠体は底板の外縁部を支持している。この枠体には、製造コストを抑えるために、樹脂材料が用いられることがある。
米国特許出願公開第US2010/0236603A1号
 一実施形態である集光型太陽光発電モジュールは、太陽光を集光する集光レンズを複数並べて構成された集光部と、前記複数の集光レンズそれぞれに対応する位置に配置された複数の発電素子と、前記複数の発電素子それぞれに対応して設けられ、前記複数の集光レンズが集光する太陽光を前記複数の発電素子に導く複数の二次集光レンズと、前記複数の二次集光レンズ及び前記複数の発電素子を収容する筐体と、を備え、前記筐体は、樹脂製の枠体と、前記枠体に固定されるとともに内側面に前記複数の二次集光レンズ及び前記複数の発電素子が配置された金属製の底板と、を備え、前記底板の外側面には、当該底板の外側面に沿って延びる柱状に形成され、前記底板の熱を外部へ放熱する1又は複数の放熱部材が取り付けられている。
 また、他の一実施形態は、上述の集光型太陽光発電モジュールを複数個並べて成る集光型太陽光発電パネルである。
 さらに、他の一実施形態は、上述の集光型太陽光発電パネルと、当該集光型太陽光発電パネルが太陽の方向を向いて太陽の動きに追尾動作するように駆動する駆動装置と、を備える集光型太陽光発電装置である。
 さらに、他の一実施形態は、集光型太陽光発電装置に取り付けられる上述の集光型太陽光発電モジュールの製造方法であって、前記複数の発電素子と、前記複数の二次集光レンズとを収容した前記筐体に前記集光部を取り付けてなる中間組立品を、前記集光型太陽光発電装置の取付レールに取り付けた後、前記1又は複数の放熱部材を前記底板の外側面に取り付けるものである。
図1は、集光型太陽光発電装置の一例を示す斜視図である。 図2は、集光型太陽光発電モジュールの一例を拡大して示す斜視図である。 図3は、フレキシブルプリント配線板を拡大した斜視図である。 図4は、1個のフレネルレンズと、それに対応する位置に配置されるパッケージ内の発電素子との位置関係を模式的に示した図である。 図5は、第1実施形態に係る筐体を示す斜視図である。 図6は、筐体の長手方向に沿った断面図である。 図7Aは、底板の内側面の一部拡大図であり、図7Bは、溝部の拡大図である。 図8は、底板の内側面における溝部の配列の一部を示した図である。 図9は、底板の外側面を示す図である。 図10は、放熱部材が取り付けられた底板の部分断面図である。 図11は、モジュールの製造方法の内の一部の工程を示す図である。 図12Aは、放熱部材の変形例を示す底板の部分断面図であり、図12Bは、放熱部材の他の変形例を示す底板の部分断面図である。
[本開示が解決しようとする課題]
 上記集光型太陽光発電モジュールにおいて、筐体の底板に搭載された発電素子は、温度の上昇によって発電効率が低下することがある。このため、発電素子は金属製の底板へ放熱することで温度上昇を抑制するように構成されている。
 金属製の底板は熱伝導性が高く放熱性が良好である一方、熱膨張しやすい。このため、樹脂製の枠体によって底板が面方向に拡がることが制限されている場合、樹脂と金属との熱膨張係数の差によって、底板が面外方向に凸状に膨らむように撓み、発電素子の位置が本来あるべき位置からずれて、発電効率が低下することがある。
 特に、熱膨張により底板が筐体内側方向へ凸状に撓み、発電素子が一次集光レンズに近づくように移動する場合、二次集光レンズの入光面(上側面)での一次集光レンズの集光範囲が、二次集光レンズの入光面(直径)よりも大きくなり、集光漏れが生じることがある。
 このように、集光型太陽光発電モジュールにおいては、発電素子の温度上昇や、それに伴う底板に生じる撓みによって、発電効率が低下するという問題を有している。
 特に、集光型太陽光発電モジュールが高温地域に設置され、発電時の温度上昇が非常に高くなると、底板から外部への放熱が間に合わず、発電素子の温度上昇及び底板の撓みが顕著となり、発電効率をより低下させるおそれがある。
 本開示はこのような事情に鑑みてなされたものであり、底板の撓みを抑制しつつ放熱性を高めることができる集光型太陽光発電モジュールの提供を目的とする。
[本開示の効果]
 本開示によれば、底板の撓みを抑制しつつ放熱性を高めることができる。
[実施形態の説明]
 最初に実施形態の内容を列記して説明する。
(1)一実施形態である集光型太陽光発電モジュールは、太陽光を集光する集光レンズを複数並べて構成された集光部と、前記複数の集光レンズそれぞれに対応する位置に配置された複数の発電素子と、前記複数の発電素子それぞれに対応して設けられ、前記複数の集光レンズが集光する太陽光を前記複数の発電素子に導く複数の二次集光レンズと、前記複数の二次集光レンズ及び前記複数の発電素子を収容する筐体と、を備え、前記筐体は、樹脂製の枠体と、前記枠体に固定されるとともに内側面に前記複数の二次集光レンズ及び前記複数の発電素子が配置された金属製の底板と、を備え、前記底板の外側面には、当該底板の外側面に沿って延びる柱状に形成され、前記底板の熱を外部へ放熱する1又は複数の放熱部材が取り付けられている。
 上記構成の太陽光発電モジュールによれば、底板の外側面に沿って延び、底板の熱を外部へ放熱する柱状の放熱部材が底板の外側面に取り付けられているので、底板に伝導する発電素子からの熱を放熱部材によって効果的に放熱させることができる。同時に、放熱部材によって底板を外側面側から補強することができ底板の剛性を高めることができる。この結果、熱膨張による底板の撓みを抑制しつつ放熱性を高めることができる。
(2)上記太陽光発電モジュールにおいて、前記1又は複数の放熱部材は、金属からなる角柱状のパイプ材であることが好ましい。
 この場合、長手方向に沿った角部を有することで長手方向における曲げ強さが比較的高い角柱状のパイプ材を底板に沿わせることによって効果的に底板を補強することができるとともに、底板に対して一側面を向けて取り付けることができ、底板との間で熱的に接続される面積をより多く確保できる。さらに、パイプ材とすることで放熱部材としての表面積をより広く確保でき、より効果的に放熱させることができる。
(3)上記太陽光発電モジュールにおいて、前記枠体は、外枠を形成する枠本体部と、前記枠本体部の内側において前記底板の内側面に沿って延びており両端部が前記枠本体部に一体に形成された底板抑え部と、を備え、前記1又は複数の放熱部材の長手方向は、前記底板抑え部の長手方向に対して交差していることが好ましい。
 この場合、互いに長手方向が交差している放熱部材と底板抑え部とによって外側面からと内側面からの両面から多方向に底板を補強することができ、底板の剛性をより高めることができる。
(4)また、上記太陽光発電モジュールにおいて、前記1又は複数の放熱部材は、前記底板の外側面との間に熱伝導性を有する接着材層を介在して取り付けられていることが好ましい。
 この場合、筐体を組み立てた後に、放熱部材を底板の外側面に取り付けることができる。よって、例えば、集光型太陽光発電モジュールを設置場所に設置した後に、その設置場所の環境に応じて、取り付ける放熱部材の本数を調整することができる。
(5)また、上記太陽光発電モジュールにおいて、前記接着材層は、熱伝導性を有するコーキング材、及び熱伝導性を有するテープの少なくともいずれか一方を用いて構成されることが好ましい。
 この場合、ボルト及びナットや、リベット等を用いる必要がないので、筐体を組み立てた後に、放熱部材を容易に取り付けることができる。
(6)また、他の一実施形態は、上述の集光型太陽光発電モジュールを複数個並べて成る集光型太陽光発電パネルである。
 この構成によれば、底板の撓みを抑制しつつ放熱性を高めることができる。
(7)さらに、他の一実施形態は、上述の集光型太陽光発電パネルと、当該集光型太陽光発電パネルが太陽の方向を向いて太陽の動きに追尾動作するように駆動する駆動装置と、を備える集光型太陽光発電装置である。
 この構成によれば、底板の撓みを抑制しつつ放熱性を高めることができる。
(8)さらに、他の一実施形態は、集光型太陽光発電装置に取り付けられる上述の集光型太陽光発電モジュールの製造方法であって、前記複数の発電素子と、前記複数の二次集光レンズとを収容した前記筐体に前記集光部を取り付けてなる中間組立品を、前記集光型太陽光発電装置の取付レールに取り付けた後、前記1又は複数の放熱部材を前記底板の外側面に取り付けるものである。
 この構成によれば、集光型太陽光発電装置の取付レールに中間組立品を取り付けた後、放熱部材を底板の外側面に取り付けることで集光型太陽光発電モジュールとして完成させることができるので、例えば、集光型太陽光発電装置を設置場所に設置した後に、その設置場所の環境に応じて、取り付ける放熱部材の本数を調整することができる。
[実施形態の詳細]
 以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
 なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
 〔集光型太陽光発電装置、及び集光型太陽光発電パネルについて〕
 まず、集光型太陽光発電装置の構成から説明する。
 図1は、集光型太陽光発電装置の一例を示す斜視図である。
 図1において、集光型太陽光発電装置100は、左右2翼に分かれたパネルを備える集光型太陽光発電パネル1と、集光型太陽光発電パネル1を背面側で支持する架台2とを備えている。
 なお、図1において、紙面右側のパネル1は、架台2の構造を示すために、太陽光発電パネル1の一部を省略して示している。
 架台2は、基礎3と、基礎3に立設されている支持部4とを備えている。基礎3は、地面に固定されている。支持部4は鉛直に設けられている。支持部4の上端の、太陽光発電パネル1の支持点には、駆動装置5が設けられている。この駆動装置5は、太陽光発電パネル1を、水平に延びている軸6を中心とする仰角方向に回動するように駆動する。また、駆動装置5は、太陽光発電パネル1を、支持部4を中心とする方位角方向に回動するように駆動する。
 駆動装置5は、制御装置(図示省略)によって制御される。制御装置は、駆動装置5の内蔵モータを駆動するための駆動回路を有している。各軸のモータ(ステッピングモータ)の動作により、太陽光発電パネル1は、方位角、仰角のそれぞれについて任意の角度の姿勢をとることができる。
 制御装置は、太陽光発電パネル1が太陽の方向を向いて太陽の動きに追尾動作するように駆動装置5を制御する。
 駆動装置5によって駆動される軸6には、当該軸6に直交する方向に複数の梁7が設けられている。太陽光発電パネル1は、これら複数の梁7の上側に固定されている。太陽光発電パネル1は、例えば、10個の集光型太陽光発電モジュール10を横一列に並べて構成されているユニットUを多段に配列することで構成されている。
 ユニットUは、複数の集光型太陽光発電モジュール10と、これら集光型太陽光発電モジュール10を一列に整列した状態で一体に固定している上下一対の取付レール8とを備えている。
 各ユニットUは、各梁7に架け渡され、各梁7の上側に固定されている。
 太陽光発電パネル1の各翼は、例えば10個のユニットUによって構成されている。これにより、太陽光発電パネル1の各翼は、縦10×横10の集光型太陽光発電モジュール10をマトリクス状に並べて構成されている。従って、両翼の太陽光発電パネル1で、200個の集光型太陽光発電モジュール10が存在している。
 〔集光型太陽光発電モジュールについて〕
 図2は、集光型太陽光発電モジュール(以下、単にモジュールとも言う。)10の一例を拡大して示す斜視図(集光部13の一部を破断している。)である。図2において、モジュール10は、箱状の筐体11と、筐体11の底板15に複数列に並べるように配置されたフレキシブルプリント配線板12と、筐体11の鍔部11bに、蓋のように取り付けられた集光部13とを主要な構成要素として備えている。
 集光部13は、フレネルレンズアレイであり、太陽光を集光するフレネルレンズ13fをマトリックス状に複数個(例えば縦14×横10で、140個)並べて構成されている。このような集光部13は、例えば、ガラス板を基材として、その裏面(内側面)にシリコーン樹脂膜を形成したものとすることができる。フレネルレンズ13fは、この樹脂膜に形成される。
 筐体11は、フレキシブルプリント配線板12が配置された底板15と、底板15の外縁部等が取り付けられ、集光部13を底板15に対向させて保持している枠体16とを備えている。なお、筐体11については、後に詳述する。
 図3は、フレキシブルプリント配線板12を拡大した斜視図である。
 図3において、本例のフレキシブルプリント配線板12は、図示しない導電パターンが形成されたフレキシブル基板12fを含んで構成されている。フレキシブルプリント配線板12には、複数の発電素子(図4には図示せず。)が実装されている。発電素子は、パッケージ17の内部に組み込まれている。
 各発電素子は、複数のフレネルレンズ13fそれぞれに対応する位置に配置されている。
 パッケージ17上には、二次集光レンズであるボールレンズ18が取り付けられている。発電素子を含むパッケージ17及びボールレンズ18は、二次集光部19を構成している。
 このフレキシブルプリント配線板12は、幅広に形成されて発電素子及び二次集光部19が設けられている幅広部12aと、幅広部12aよりも幅が狭い幅狭部12bとが交互に並ぶように形成されている。これによって基板材料を節減している。
 図4は、1個のフレネルレンズ13fと、それに対応する位置に配置されるパッケージ17内の発電素子との位置関係を模式的に示した図である。図4では、フレキシブルプリント配線板12に搭載されたパッケージ17を断面で示している。
 図4に示すように、発電素子20は、パッケージ17に囲まれた状態でフレキシブルプリント配線板12に実装されている。発電素子20としては、発電効率の高い化合物半導体素子からなる太陽電池セルが用いられる。
 球状のレンズであるボールレンズ18は、発電素子20から少し離れて(浮かせて)、パッケージ17の上端で支持されており、発電素子20の直前に配置されている。
 発電素子20及びボールレンズ18は、一次集光レンズとしてのフレネルレンズ13fの光軸にほぼ一致するように配置されている。よって、フレネルレンズ13fが集光する太陽光は、ボールレンズ18によって発電素子20に導かれる。
 このように、複数の発電素子20は、フレネルレンズ13fそれぞれに対応する位置に配置される。また、ボールレンズ18は、複数の発電素子それぞれに対応して設けられる。
 パッケージ17内における発電素子20とボールレンズ18との隙間の空間は透光性の樹脂で満たされたシール部21となっている。シール部21により発電素子20は密封され、水分や埃等が発電素子20に付着しないよう保護されている。シール部21用の樹脂は例えばシリコーンであり、液状態で流し込まれ、固化してシール部21となる。
 〔筐体について〕
 図5は、筐体11を示す斜視図であり、図6は、筐体11の長手方向に沿った断面図である。図5及び図6において、筐体11は、長辺と短辺とを有する方形(ここでは長方形(正方形でもよい。))の箱状に形成されており、樹脂製の枠体16に、例えばアルミニウム合金からなる底板15を取り付けて構成されている。
 また、図6に示すように、底板15には、角柱状のパイプ材からなる放熱部材40が複数本取り付けられている。
 なお、図6では、後に説明する保護部材28及び遮蔽部材29を省略して記載している。
 枠体16は、例えば、ガラス繊維が充填されたPBT(Poly Butylene Terephtalate)樹脂等の樹脂材料により形成されており、外枠(側壁枠)を形成する枠本体部25と、この枠本体部25の内側において当該枠本体部25に一体に形成された底板抑え部26とを有している。
 枠本体部25は、方形枠状に形成された基台部25aと、この基台部25a上から突出する一対の短辺側壁部25b及び一対の長辺側壁部25cとが一体に形成されて構成されている。基台部25aの底面には、底板15の外縁部が図示しない締結部材及び接着材層により固定されている。また、短辺側壁部25bおよび長辺側壁部25cの各上端部には、上述のように集光部13(図2参照)が取り付けられる鍔部11bが形成されている。
 底板抑え部26は、例えば、角柱状に形成されており、底板15のほぼ中央において筐体11の短辺方向に沿って延びている。
 底板抑え部26の長手方向の両端部は、長辺側壁部25cの内側面に繋がっている。これにより、長辺側壁部25cの長手方向中央部が内側や外側に反るように変形するのが防止される。
 また、底板抑え部26の底面26aは、基台部25aの底面25a1とほぼ面一とされ、底板15の内側面15aに当接している。これにより、底板抑え部26は、底板15の内側面15aを抑えている。
 底板抑え部26の底面26aと、底板15の内側面15aとの間は、コーキング材等からなる接着材層によって互いに接着固定されている。
 図5に示すように、筐体11は、さらに、枠本体部25に取り付けられた保護部材28と、底板抑え部26を覆う遮蔽部材29とを備えている。保護部材28は、短辺側壁部25bの内側面の下半分全体を覆う短辺保護板28aと、長辺側壁部25cの内側面の下半分全体を覆う長辺保護板28bとによって構成されている。保護部材28及び遮蔽部材29は、例えばアルミニウム合金の金属製の板材からなる。
 短辺保護板28a及び長辺保護板28bの各下端部は、内側に折り曲げられ、短辺側壁部25b及び長辺側壁部25cよりも内側に突出している基台部25aの上面も覆っている。
 保護部材28は、集光部13のフレネルレンズ13f(図2参照)による集光位置が、枠本体部25に隣接する発電素子20(二次集光レンズ18)からずれたときに、集光された太陽光が、枠本体部25の基台部25a、短辺側壁部25b及び長辺側壁部25cに直接照射されるのを防止し、熱損傷するのを防止している。
 また、遮蔽部材29は、フレネルレンズ13fにより集光された太陽光が本来の集光位置からずれることで底板抑え部26に直接照射されるのを防止し、熱損傷するのを防止している。
 底板15は、枠体16の基台部25aに応じて長辺と短辺とを有する矩形状に形成されており、上述のように、枠体16の基台部25a及び底板抑え部26に接着固定されている。底板15は上述のようにアルミニウム合金からなる板材であり、発電素子20の熱を底板15へ伝導させて、発電の際における発電素子20の温度上昇を抑制するように構成されている。
 なお、以下の説明において、図6中、底板15において筐体11内側の内側面15aが向いている方向(紙面上方向)を筐体内側方向、底板15において筐体11外側の外側面15bが向いている方向(紙面下方向)を筐体外側方向という。
 図7Aは、底板15の内側面の一部拡大図である。
 図7Aに示すように、底板15の内側面15aには、二次集光部19及び発電素子20が実装されたフレキシブルプリント配線板12が複数列となるように配置されている。
 フレキシブルプリント配線板12は、その長手方向が底板15の長辺と平行な方向である長辺方向に平行となるように配置されている。
 内側面15aにおいて、フレキシブルプリント配線板12の幅広部12aと幅狭部12bとの間の境界部12cが配置される部分の周辺には、内側面15aに対して凹む微小な溝からなる溝部30が形成されている。
 この溝部30は、底板15の内側面15aにおけるフレキシブルプリント配線板12の取り付け位置の中で、フレキシブルプリント配線板12における境界部12cが配置される位置に複数点在して設けられている。
 これによって、複数の溝部30は、フレキシブルプリント配線板12を取り付ける際に、フレキシブルプリント配線板12の位置決めを行うためのマーカとして機能する。
 図7Bは、溝部30の拡大図である。なお、図7Bでは、フレキシブルプリント配線板12を破線で示している。
 図7Bに示すように、溝部30は、フレキシブルプリント配線板12の幅方向ほぼ中心において当該フレキシブルプリント配線板12の長手方向(底板15の長辺方向)に沿って線状に形成された第1溝31と、第1溝31に交差する線状の第2溝32と、第1溝31に平行とされ当該第1溝31の両側に線状に形成された一対の第3溝33とを含んで構成されている。
 溝部30を構成する第1溝31、第2溝32、及び第3溝33は、内側面15aに対して凹む微小な溝であり、プレス加工や、けがき針等で形成される。例えば、第1溝31、第2溝32、及び第3溝33の溝幅及び溝深さは、100分の数ミリ程度である。なお、底板15の板厚が約1ミリメートルである。
 また、本実施形態において、溝部30を構成する第1溝31、第2溝32、及び第3溝33の長さは約20mm、第1溝31と、第3溝33との間隔が、約5mmに設定されている。
 第1溝31及び一対の第3溝33は、フレキシブルプリント配線板12の境界部12cの大まかな位置を表示している。
 また、図7A及び図7Bに示すように、フレキシブルプリント配線板12の境界部12cには、孔部12c1が形成されている。フレキシブルプリント配線板12は、第1溝31と第2溝32との交差点が孔部12c1から露出するように取り付けられる。これによって、孔部12c1の部分においては、溝部30に対して精度よくフレキシブルプリント配線板12を位置決めし、取り付けることができる。
 図8は、底板15の内側面15aにおける溝部30の配列の一部を示した図である。図8中、矢印Y1は、底板15の短辺に平行な短辺方向を示している。矢印Y2は、底板15の長辺方向を示している。図8において、フレキシブルプリント配線板12は破線で示されており、また、複数列のフレキシブルプリント配線板12の内の一部の列は省略されている。
 図8に示すように、フレキシブルプリント配線板12は、所定のピッチで等間隔に複数列配置されている。
 また、フレキシブルプリント配線板12の幅広部12aは、短辺方向に沿って配置されている。
 よって、フレキシブルプリント配線板12の幅広部12aは、長辺方向に沿って等間隔で配列されるとともに、短辺方向に沿って等間隔で配列されている。
 溝部30は、長辺方向及び短辺方向に沿って複数配列されている。
 溝部30は、短辺方向においては、複数列のフレキシブルプリント配線板12の内、互いに隣り合う2列間のピッチと同じ距離をおいて配列されている。
 また、溝部30の短辺方向の配列は、互いに隣り合う一対の幅広部12aによって構成される一対の短辺方向の列を基準としている。
 図8中、短辺方向に並ぶ複数の幅広部12a1による列L1と、短辺方向に並ぶ複数の幅広部12a2による列L2とは、互いに隣り合う一対の幅広部12aによって構成される一対の短辺方向の列を構成している。
 溝部30は、幅広部12a1による列L1と、12a2による列L2との間の内側に位置する境界部12cの位置に交互に形成されることで、短辺方向に沿って配列される。
 例えば、図8中、最上段の最も右側に配置されている溝部30は、列L1に属する幅広部12a1における幅広部12a2側の境界部12cの位置に形成されている。
 また、最上段の最も右側に配置されている溝部30に対して短辺方向に隣接する溝部30は、列L2に属する幅広部12a2における幅広部12a1側の境界部12cの位置に形成されている。
 このように、溝部30は、互いに隣り合う一対の幅広部12aによって構成される一対の短辺方向の列を基準として、短辺方向に沿って等間隔で配列されている。
 また、図8中、短辺方向に並ぶ複数の幅広部12a4による列L4と、短辺方向に並ぶ複数の幅広部12a5による列L5とについても、互いに隣り合う一対の幅広部12aによって構成される一対の短辺方向の列を構成している。
 よって、溝部30は、複数の幅広部12a4による列L4と、複数の幅広部12a5による列L5とを基準として、短辺方向に沿って配列されている。
 幅広部12a1,12a2で構成される一対の短辺方向の列L1,L2と、幅広部12a4,12a5で構成される一対の短辺方向の列L4,L5との間には、短辺方向に並ぶ複数の幅広部12a3による短辺方向の列L3が介在している。
 このため、溝部30は、長辺方向に並ぶ幅広部12aの内、互いに隣り合う2つの幅広部12aを挟むことで一定の距離を置いて、長辺方向に沿って配列されている。
 ここで、図8中、短辺方向において互いに隣り合う一対の溝部30同士の間隔W1は、長辺方向において互いに隣り合う一対の溝部30同士の間隔W2よりも狭くなっている。
 なお、ここで間隔W2は、短辺方向に沿って配列された複数の溝部30で構成される列同士の間における最小の間隔を示す。
 例えば、底板15の長辺が800mm、短辺が600mmである場合、間隔W1は50mm、間隔W2は130mmに設定される。この場合、溝部30が短辺方向に沿って並ぶ列が4列、溝部30が長辺方向に沿って並ぶ列が10列となる。
 このように、溝部30は、底板15の内側面15aにおけるフレキシブルプリント配線板12の取り付け位置に対応する位置に複数点在して設けられることで、フレキシブルプリント配線板12を内側面15aに取り付ける際の当該フレキシブルプリント配線板12の位置決めマーカとして機能する。
 さらに、複数の溝部30は、底板15の内側面15a側の熱膨張を緩和させる機能を有している。
 微小な溝である溝部30は、底板15が熱膨張する場合、溝部30を構成する各溝31,32,33の溝幅が狭まる。各溝31,32,33の溝幅が狭まる分だけ底板15の面方向の膨張量が緩和される。
 よって、溝部30が設けられた面である内側面15aは、底板15が熱膨張した場合、溝部30を構成する各溝31,32,33の幅が狭まり、内側面15a側における面方向の膨張量が緩和される。
 一方、底板15の内側面15aの反対面である外側面15b(図6)には、溝部30は形成されていない。よって、底板15の外側面15bにおける膨張量は、溝部30が形成されていない分、膨張量が相対的に大きくなる。
 つまり、底板15の内側面15aに、底板15の内側面15a側の熱膨張を緩和させるための溝部30が設けられているので、底板15が熱膨張した場合、内側面15a側における熱膨張による膨張量を、外側面15b側の膨張量よりも相対的に小さくすることができる。
 このため、底板15が熱膨張したときに、当該底板15を筐体外側方向へ突出するように撓ませることができ、この結果、底板15が熱膨張により筐体内側方向へ撓むのを抑制することができる。
 また、各溝部30は、底板15の長辺方向に沿って線状に形成された第1溝31と、第1溝31に交差する線状の第2溝32とを含んでいるので、溝部30により熱膨張が緩和される方向を内側面15a内において多方向にできるとともに、溝部30によって底板15における位置を明確に表示することができる。
 さらに、本実施形態において、短辺方向において互いに隣り合う一対の溝部30同士の間隔W1は、長辺方向において互いに隣り合う一対の溝部30同士の間隔W2よりも狭くなっている。これにより、短辺方向に沿ってより多数の溝部30が配列されるので、底板15を長辺方向に分断するように溝部30を配列することができる。この結果、短辺方向と比較して撓みやすい長辺方向において筐体外側方向へ撓むのを促すことができ、底板15が熱膨張したときに筐体外側方向へ突出するように撓むのを促すことができる。
 加えて、本実施形態では、筐体11を構成する枠体16が、外枠を形成する枠本体部25と、枠本体部25の内側において底板15の内側面15aに沿って延びており両端部が枠本体部25に一体に形成された底板抑え部26と、を備えているので、この底板抑え部26によって、底板15が熱膨張により筐体内側方向へ撓むのを抑制することができる。
 また、本実施形態の複数の溝部30は、フレキシブルプリント配線板12の位置決めを行うためのマーカとして機能するので、フレキシブルプリント配線板12の位置決め用のマーカを別途設ける必要がなく、工数及びコストの削減を図ることができる。
 〔放熱部材について〕
 図9は、底板15の外側面15bを示す図である。
 図9に示すように、底板15の外側面15bにおける両短辺の端縁には、複数のモジュール10を一体に固定するための取付レール8(図1)が当接固定する取付部35が確保されている。モジュール10は、取付部35を取付レール8に当接させた状態でボルトやナット等によって取付レール8に固定されて上述のユニットUを構成する。モジュール10は、ユニットUとして集光型太陽光発電装置100に取り付けられる。このとき、底板15の外側面15bにおいて、取付レール8が当接する取付部35以外の部分は外部に露出した状態となる。
 図6も参照して、底板15の外側面15bには、上述したように放熱部材40が取り付けられている。放熱部材40は、底板15の外側面15bにおける取付部35以外の外部に露出した部分に取り付けられている。
 放熱部材40は、底板15の熱を外部へ放熱するための部材であり、例えば、アルミニウム合金からなる4角柱状のパイプ材からなる。本実施形態において、放熱部材40は、底板15の外側面15bに複数本(図例では3本)並べて取り付けられている。
 放熱部材40は、底板15の外側面15bに沿って延びる柱状に形成され、底板15の長辺方向に平行に配置されている。よって、放熱部材40の長手方向は、底板抑え部26の長手方向に対して交差している。
 また、放熱部材40の長手方向は、モジュール10を集光型太陽光発電装置100に取り付けるための取付レール8の長手方向に対しても交差している。
 放熱部材40の両端は、取付部35近傍まで延びている。これにより、放熱部材40は、取付部35を確保しつつ、できるだけ長尺に形成されている。
 モジュール10は、上下一対の取付レール8に取り付けられているため、短辺方向における曲げ剛性よりも、長辺方向における曲げ剛性が低くなるおそれがある。しかし、上述のように、放熱部材40の長手方向を取付レール8の長手方向に対して交差させることで、モジュール10(の底板15)の長辺方向における曲げ剛性を高め、長辺方向において撓みが生じるのを抑制することができる。
 図10は、放熱部材40が取り付けられた底板15の部分断面図である。
 放熱部材40は、図10に示すように、内部に断面方形の貫通孔41を有するパイプ材である。
 放熱部材40は、底板15の外側面15bとの間に接着材層42を介在して取り付けられている。
 放熱部材40は、外側面15bに対して一側面40aを向けて取り付けられている。よって、接着材層42は、一側面40aと底板15の外側面15bとの間に介在している。
 接着材層42は、熱伝導性を有するコーキング材を硬化させることで形成され、一側面40aと外側面15bとの間に介在して放熱部材40を底板15に接着固定している。また、接着材層42は、熱伝導性を有することで、放熱部材40と底板15とを熱的に接続している。
 このように、放熱部材40は、底板15の外側面15bとの間に接着材層42を介在して取り付けられているので、筐体11を組み立てた後に、放熱部材40を底板15の外側面15bに取り付けることができる。よって、例えば、モジュール10を設置場所に設置した後に、その設置場所の環境に応じて、取り付ける放熱部材40の本数を調整することができる。
 また、接着材層42をコーキング材を硬化させることで形成したので、ボルト及びナットや、リベット等を用いる必要がなく、筐体11を組み立てた後に、放熱部材40を底板15の外側面15bに容易に取り付けることができる。
 本実施形態のモジュール10では、底板15の外側面15bに沿って延び、底板15の熱を外部へ放熱する柱状の放熱部材40が底板15の外側面15bに取り付けられているので、底板15に伝導する発電素子20からの熱を放熱部材40によって効果的に放熱させることができる。同時に、放熱部材40によって底板15を外側面15b側から補強することができ底板15の剛性を高めることができる。この結果、熱膨張による底板15の撓みを抑制しつつ放熱性を高めることができる。
 また、放熱部材40は、アルミニウム合金からなる4角柱状のパイプ材であり、長手方向に沿った角部を有することで長手方向における曲げ強さが比較的高い角柱状のパイプ材を用いたことで効果的に底板15を補強することができる。
 また、放熱部材40は、4角柱状であるため、底板15に対して一側面40aを向けて取り付けることができ、底板15との間で熱的に接続される面積を、例えば、断面円形のものと比較してより多く確保できる。さらに、パイプ材とすることで放熱部材40としての表面積をより広く確保でき、より効果的に放熱させることができる。
 また、放熱部材40の長手方向は、底板抑え部26の長手方向に対して交差しているので、外側面15bからと内側面15aからの両面から多方向に底板15を補強することができ、底板15の剛性をより高めることができる。
 この放熱部材40は、モジュール10の筐体11が集光型太陽光発電装置100に取り付けられた後に、筐体11に取り付けることで、モジュール10として完成させることができる。
 図11は、モジュール10の製造方法の内の一部の工程を示す図である。
 まず、図11に示すように、フレキシブルプリント配線板12を底板15に設けることで複数のボールレンズ18及び複数の発電素子20を収容した筐体11に対して集光部13を取り付けてなる中間組立品を得る(ステップS1)。この中間組立品には、未だ放熱部材40が取り付けられていない。
 なお、上記中間組立品とは、上述のように、フレキシブルプリント配線板12を底板15に設けることで複数のボールレンズ18及び複数の発電素子20を収容した筐体11に対して集光部13を取り付けられたものであり、放熱部材40の取り付け以外、モジュール10としての組み立てが完了しているものを指す。
 次いで、複数の中間組立品を取付レール8に固定することで複数の中間組立品を一体に固定したユニットを得る(ステップS2)。
 そして、このユニットを集光型太陽光発電装置100の梁7(図1)に固定する(ステップS3)。これにより、中間組立品は、集光型太陽光発電装置100に取り付けられる。
 このとき、上述したように、底板15の外側面15bにおいて、取付レール8が当接する取付部35以外の部分は外部に露出した状態となる。
 よって、ステップS3の後、集光型太陽光発電装置100に取り付けられた中間組立品の底板15の外側面15bに放熱部材40を取り付ける(ステップS4)。
 このように、本実施形態のモジュール10は、集光型太陽光発電装置100の取付レール8に中間組立品を取り付けた後、放熱部材40を底板15の外側面15bに取り付けることで集光型太陽光発電モジュール10として完成させることができるので、例えば、集光型太陽光発電装置100を設置場所に設置した後に、その設置場所の環境に応じて、取り付ける放熱部材40の本数を調整することができる。
 〔検証試験について〕
 次に、上記実施形態に係るモジュール10を用いて行った検証試験について説明する。
 実施例品1として、上記第1実施形態にて説明した集光型太陽光発電モジュールを用いた。また、実施例品2として、底板15の内側面15aに溝部30が設けられていない点で上記実施形態のモジュールと相違するモジュールを用いた。また、比較例品として、溝部30及び放熱部材40が設けられていない点で上記実施形態のモジュールと相違するモジュールを用いた。これら実施例品1,2及び比較例品をそれぞれ同条件で発電させ、そのときの底板15の撓み量、及び発電素子の温度の比較を行った。なお撓み量は、枠体の基台部の底面で定まる平面を基準として求め、底板全体の内、最も撓みが大きい箇所の撓み量を採用した。
 試験条件としては、外気温が50度で実施例品及び比較例品に一定時間発電させた。
 試験の結果、実施例品1,2では、底板の撓み量は筐体外側方向及び筐体内側方向の両方向に0.5mmの範囲で撓んだ。一方、比較例品では、底板の撓み量は5mmで筐体内側方向に撓んだ。
 また、実施例品1,2による発電素子の温度が95度である一方、比較例品による発電素子の温度は105度であった。
 これらの結果から、本実施形態のモジュールによれば、底板の撓みを抑制しつつ放熱性を高めることができることを確認できた。
〔その他〕
 なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
 上記実施形態で示した放熱部材40は、一例であって適宜変更が可能である。
 上記実施形態では、放熱部材40を底板15の長辺方向に平行に複数本配置した場合を例示したが、例えば、放熱部材40を底板15の短辺方向に平行に配置してもよいし、両辺に交差する方向に配置してもよい。また、放熱部材40を1本又は2本だけ配置してもよいし、上記実施形態の本数(3本)よりも多い本数配置してもよい。
 また、上記実施形態では、放熱部材40として4角柱状のパイプ材を用いた場合を例示したが、例えば、3角柱状の部材を用いてもよいし、5角形以上の角柱状の部材を用いてもよい。
 また、上記実施形態では、内部に断面方形の貫通孔41を有するパイプ材を用いたが、図12Aに示すように、他側面40b側にスリット40cが形成されている4角柱状の部材を用いてもよいし、図12Bに示すように、断面I型の柱状の部材を用いてもよい。
 また、上記実施形態では、コーキング材を硬化させることで形成される接着材層42によって放熱部材40を外側面15bに取り付けた場合を例示したが、熱伝導性を有するテープを用いて接着材層42を形成してもよい。
 また、熱伝導性を有するテープと、熱伝導性を有するコーキング材の両方を用いて、放熱部材40を取り付けてもよい。この場合、放熱部材40の両端部のみをコーキング材によって接着材層42を形成し、他の部分をテープによって接着材層42を形成してもよい。
 本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、及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 集光型太陽光発電パネル  2 架台      3 基礎
 4 支持部          5 駆動装置    6 軸
 7 梁          8 取付レール
 10 集光型太陽光発電モジュール  11 筐体   11b 鍔部
 12 フレキシブルプリント配線板
 12a,12a1,12a2,12a3,12a4,12a5 幅広部
 12b 幅狭部        12c 境界部   12c1 孔部
 12f フレキシブル基板   13 集光部
 13f フレネルレンズ    15 底板     15a 内側面
 15b 外側面        16 枠体     17 パッケージ
 18 ボールレンズ      19 二次集光部  20 発電素子
 21 シール部        25 枠本体部   25a 基台部
 25a1 底面        25b 短辺側壁部
 25c 長辺側壁部      26 底板抑え部  26a 底面
 28 保護部材        28a 短辺保護板
 28b 長辺保護板      29 遮蔽部材   30 溝部
 31 第1溝         32 第2溝    33 第3溝
 35 取付部         40 放熱部材   40a 一側面
 40b 他側面        40c スリット  41 貫通孔
 42 接着材層        100 集光型太陽光発電装置

Claims (8)

  1.  太陽光を集光する集光レンズを複数並べて構成された集光部と、
     前記複数の集光レンズそれぞれに対応する位置に配置された複数の発電素子と、
     前記複数の発電素子それぞれに対応して設けられ、前記複数の集光レンズが集光する太陽光を前記複数の発電素子に導く複数の二次集光レンズと、
     前記複数の二次集光レンズ及び前記複数の発電素子を収容する筐体と、を備え、
     前記筐体は、樹脂製の枠体と、前記枠体に固定されるとともに内側面に前記複数の二次集光レンズ及び前記複数の発電素子が配置された金属製の底板と、を備え、
     前記底板の外側面には、当該底板の外側面に沿って延びる柱状に形成され、前記底板の熱を外部へ放熱する1又は複数の放熱部材が取り付けられている
    集光型太陽光発電モジュール。
  2.  前記1又は複数の放熱部材は、金属からなる角柱状のパイプ材である
    請求項1に記載の集光型太陽光発電モジュール。
  3.  前記枠体は、外枠を形成する枠本体部と、前記枠本体部の内側において前記底板の内側面に沿って延びており両端部が前記枠本体部に一体に形成された底板抑え部と、を備え、
     前記1又は複数の放熱部材の長手方向は、前記底板抑え部の長手方向に対して交差している
    請求項1又は請求項2に記載の集光型太陽光発電モジュール。
  4.  前記1又は複数の放熱部材は、前記底板の外側面との間に熱伝導性を有する接着材層を介在して取り付けられている
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の集光型太陽光発電モジュール。
  5.  前記接着材層は、熱伝導性を有するコーキング材、及び熱伝導性を有するテープの少なくともいずれか一方を用いて構成される
    請求項4に記載の集光型太陽光発電モジュール。
  6.  請求項1に記載の集光型太陽光発電モジュールを複数個並べて成る集光型太陽光発電パネル。
  7.  請求項6に記載の集光型太陽光発電パネルと、当該集光型太陽光発電パネルが太陽の方向を向いて太陽の動きに追尾動作するように駆動する駆動装置と、を備える集光型太陽光発電装置。
  8.  集光型太陽光発電装置に取り付けられる請求項1に記載の集光型太陽光発電モジュールの製造方法であって、
     前記複数の発電素子と、前記複数の二次集光レンズとを収容した前記筐体に前記集光部を取り付けてなる中間組立品を、前記集光型太陽光発電装置の取付レールに取り付けた後、前記1又は複数の放熱部材を前記底板の外側面に取り付ける
    集光型太陽光発電モジュールの製造方法。
PCT/JP2018/016102 2017-08-07 2018-04-19 集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置、及び集光型太陽光発電モジュールの製造方法 WO2019030989A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019535591A JP7021671B2 (ja) 2017-08-07 2018-04-19 集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置、及び集光型太陽光発電モジュールの製造方法
CN201880051254.2A CN110998868B (zh) 2017-08-07 2018-04-19 聚光型光伏模块、聚光型光伏面板、聚光型光伏设备、以及用于制造聚光型光伏模块的方法
EP18844559.7A EP3667740A4 (en) 2017-08-07 2018-04-19 Concentrator photovoltaic module, concentrator photovoltaic panel, concentrator photovoltaic device, and method for manufacturing concentrator photovoltaic module
US16/635,035 US20200252027A1 (en) 2017-08-07 2018-04-19 Concentrator photovoltaic module, concentrator photovoltaic panel, concentrator photovoltaic apparatus, and method for manufacturing concentrator photovoltaic module
AU2018315807A AU2018315807A1 (en) 2017-08-07 2018-04-19 Concentrator photovoltaic module, concentrator photovoltaic panel, concentrator photovoltaic device, and method for manufacturing concentrator photovoltaic module

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017152471 2017-08-07
JP2017-152471 2017-08-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019030989A1 true WO2019030989A1 (ja) 2019-02-14

Family

ID=65271403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/016102 WO2019030989A1 (ja) 2017-08-07 2018-04-19 集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置、及び集光型太陽光発電モジュールの製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20200252027A1 (ja)
EP (1) EP3667740A4 (ja)
JP (1) JP7021671B2 (ja)
CN (1) CN110998868B (ja)
AU (1) AU2018315807A1 (ja)
MA (1) MA49978A (ja)
TW (1) TW201910699A (ja)
WO (1) WO2019030989A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12355391B2 (en) * 2021-06-22 2025-07-08 P4P Holdings, LLC Solar panel support systems including moveable single axis tracker supports

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11284217A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Honda Motor Co Ltd 集光型太陽光発電装置
US20090183762A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Energy Innovations Inc. Low-voltage tracking solar concentrator
US20100236603A1 (en) 2009-02-09 2010-09-23 Etienne Menard Concentrator-Type Photovoltaic (CPV) Modules, Receiver and Sub-Receivers and Methods of Forming Same
JP2014038881A (ja) * 2012-08-10 2014-02-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 集光型太陽光発電モジュール及び集光型太陽光発電パネル
US20140166070A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-19 International Business Machines Corporation Thermal receiver for high power solar concentrators and method of assembly
JP2014522099A (ja) * 2011-04-21 2014-08-28 エナジー インコーポレイテッド 無動力冷却型太陽電池板
WO2016006571A1 (ja) * 2014-07-10 2016-01-14 住友電気工業株式会社 発電モジュールおよび配線基板
WO2017006712A1 (ja) * 2015-07-09 2017-01-12 住友電気工業株式会社 集光型太陽光発電モジュール用筐体取付構造、集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、及び集光型太陽光発電装置
JP2017152471A (ja) 2016-02-23 2017-08-31 株式会社荏原製作所 研磨装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09283241A (ja) * 1996-04-16 1997-10-31 Sumitomo Wiring Syst Ltd 基板用コネクタ
JP4045123B2 (ja) * 2002-05-21 2008-02-13 京セラ株式会社 光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置
JP2010024371A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Taika:Kk 熱伝導性シート及びその製造方法
JP2010238743A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置
CN103081125B (zh) * 2010-08-06 2015-12-02 皮雷利&C.有限公司 高聚光光伏模块
JP2013164940A (ja) * 2012-02-09 2013-08-22 Sharp Corp 直管形ランプ
JP6287222B2 (ja) * 2014-01-09 2018-03-07 住友電気工業株式会社 集光型太陽光発電ユニットの製造方法、これに用いる製造装置、集光型太陽光発電モジュールの製造方法、これに用いる製造装置
US10879837B2 (en) * 2014-06-27 2020-12-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Photovoltaic module and photovoltaic panel
JP6424737B2 (ja) * 2015-05-25 2018-11-21 住友電気工業株式会社 集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、及び集光型太陽光発電装置
JP6512057B2 (ja) * 2015-10-05 2019-05-15 住友電気工業株式会社 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

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11284217A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Honda Motor Co Ltd 集光型太陽光発電装置
US20090183762A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Energy Innovations Inc. Low-voltage tracking solar concentrator
US20100236603A1 (en) 2009-02-09 2010-09-23 Etienne Menard Concentrator-Type Photovoltaic (CPV) Modules, Receiver and Sub-Receivers and Methods of Forming Same
JP2014522099A (ja) * 2011-04-21 2014-08-28 エナジー インコーポレイテッド 無動力冷却型太陽電池板
JP2014038881A (ja) * 2012-08-10 2014-02-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 集光型太陽光発電モジュール及び集光型太陽光発電パネル
US20140166070A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-19 International Business Machines Corporation Thermal receiver for high power solar concentrators and method of assembly
WO2016006571A1 (ja) * 2014-07-10 2016-01-14 住友電気工業株式会社 発電モジュールおよび配線基板
WO2017006712A1 (ja) * 2015-07-09 2017-01-12 住友電気工業株式会社 集光型太陽光発電モジュール用筐体取付構造、集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、及び集光型太陽光発電装置
JP2017152471A (ja) 2016-02-23 2017-08-31 株式会社荏原製作所 研磨装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3667740A4

Also Published As

Publication number Publication date
JP7021671B2 (ja) 2022-02-17
US20200252027A1 (en) 2020-08-06
AU2018315807A1 (en) 2020-01-30
EP3667740A4 (en) 2021-05-05
MA49978A (fr) 2020-06-17
EP3667740A1 (en) 2020-06-17
CN110998868A (zh) 2020-04-10
CN110998868B (zh) 2023-04-18
JPWO2019030989A1 (ja) 2020-08-20
TW201910699A (zh) 2019-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016267138B2 (en) Concentrator photovoltaic module, concentrator photovoltaic panel, and concentrator photovoltaic apparatus
JP4953745B2 (ja) 集光型太陽光発電ユニットおよび集光型太陽光発電装置
JP5927948B2 (ja) 集光型太陽光発電パネル及び集光型太陽光発電装置
TW201707373A (zh) 聚光型太陽光發電單元、聚光型太陽光發電模組、聚光型太陽光發電面板及聚光型太陽光發電裝置
JP7021671B2 (ja) 集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置、及び集光型太陽光発電モジュールの製造方法
JP7021670B2 (ja) 集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、及び集光型太陽光発電装置
JP5089564B2 (ja) 集光型太陽光発電装置
JP6225785B2 (ja) 集光型太陽光発電モジュール
CN109564950B (zh) 集光型光伏模块、集光型光伏面板和集光型光伏装置
JP2014038881A (ja) 集光型太陽光発電モジュール及び集光型太陽光発電パネル
JP6670989B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP6250932B2 (ja) 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの架台取付け構造
WO2020026340A1 (ja) 集光型太陽光発電モジュールおよび集光型太陽光発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18844559

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019535591

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018315807

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20180419

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018844559

Country of ref document: EP

Effective date: 20200309