JP2000332285A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で有効に機能する防災手段を安価
にして提供すること。 【解決手段】 太陽電池モジュール３…の複数枚を固定
手段を介して山斜面や田畑等に設置するようにしてな
る。同太陽電池モジュール３…の受光面は南向きになっ
ているほかに、同モジュール３…の受光面は太陽光の角
度変移に応じて変動可能にもする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主に広い面積を
提供しやすい自然環境を利用して規模の大きな太陽光発
電をも可能にすることができる太陽光発電装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】太陽光発電装置として、例えば、家屋の
屋根上や自動車の上に多数枚の太陽電池モジュールを配
備したソーラーハウスやソーラーカーなどが広く一般に
知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの太
陽光発電装置では太陽電池モジュールを配備する面積に
限りがあることから、本発明者はより広い設置面積で大
規模な太陽エネルギー変換装置を提供し得るものに注目
してきた。

【０００４】この発明は前記課題を解決するためになさ
れたもので、広く有用な自然環境を利用してより大規模
な太陽光発電を可能にする太陽光発電装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、太陽電池モジュールの複数
枚を固定手段を介して山斜面や田畑等に設置するように
してなる。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載のも
のにおいて、太陽電池モジュールの受光面は南向きにな
っている。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１または２
に記載のものにおいて、太陽電池モジュールの受光面は
太陽光の角度変移に応じて変動可能になっている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施形態を参照し
てこの発明を詳細に説明する。図１及び図２は、この発
明の一実施形態を示すもので、図１は、近郊の山１の南
側斜面２を日照次官の長い面として対象としてここに太
陽光発電装置の要部であるモジュールユニット３…の複
数を横に列状をなし上下に段々式に配列し受光に有効な
角度をもって設置した様子を示す正面図、図２は各モジ
ュールユニット３の固定方法を示す側断面図、図３は固
定方法の他の具体的実施形態を示す斜視分解図である。

【０００９】図１においては、モジュールユニット３
は、例えば、単結晶シリコン太陽電池である横長状の単
位を太陽電池モジュールとし同モジュールの１枚（ある
いは上下に２面、３面、４面…等のように面上に集合さ
せたもの）を１つの単位として図２のアルミ合金製等の
外枠４内に収めて構成されている。モジュールユニット
３の外枠４近くを拡大すると図２のようであり、すなわ
ち、外枠４内の表側にガラス板ａを、その裏側に封止材
ｂで保護した太陽電池素子であるセルｃ…を配し、裏面
シートｄを付して構成されている。この外枠４付きモジ
ュール集合ユニット３は、例えば、縦横が５３０ｍｍ×
１１８８ｍｍのものとされる。尚、外枠４内の裏面側に
は図示省略した端子ボックスが装備されている。

【００１０】外枠４は、外周全体あるいは一部に舌片状
に伸びた取付片４ａを一体あるいは別体に備え、同取付
片４ａに通孔４ｂを明けて形成されている。図２の実線
で示すモジュールユニット３は、図１における最も下段
のうちの１枚を取り出したものとされる。図１のその他
のモジュールユニット３…も図２の固定方法によってい
る。尚、各太陽電池モジュールの裏面には、周方向に沿
って一定間隔をおいて当て孔が配列されている。この当
て孔は、外枠４内に太陽電池モジュールを嵌め込んだ際
に外枠４から挿通されてくるボルト先端の嵌入孔（ロッ
ク用）として利用される。モジュールユニット３は、外
枠４を含むものである。

【００１１】モジュールユニット３の固定は、山１の設
置個所が図２のように堅い岩盤であれば４箇所（本数は
限定されない）に垂直状にアンカーボルト５…を植え込
み固定により行われる。この際、アンカーボルト５…の
固定位置は、孔開き治具を使用してもよい。そして、傾
斜下側にくるボルト５には、ロックナット６を嵌め、そ
の上にゴムナット７を嵌め込むようにする。傾斜上側に
くるボルト５にはゴム球８を挿通しておくようにする。

【００１２】前記通孔４ｂは、バカ孔あるいは長孔（ま
たは側辺へ開口状をなす切欠溝でもよい）にして図２の
ようにモジュールユニット３を余裕をもってセットしや
すいようにする。モジュールユニット３…は、水平に対
してαが２０°とされているが、この角度αは、１５°
〜３５°の範囲にするが、これに限定されないことが勿
論であり、例えば、１５°未満であったり、４０°を越
えることもある。以下の実施形態でもこれに同様であ
る。前記角度は、ロックナット６とゴムナット７の上下
調節によりなされる。

【００１３】モジュールユニット３の角度が決まると、
アンカーボルト５…にゴムナット７及びロックナット６
を嵌め込みモジュール集合ユニット３を固定する。こう
した方法で他のモジュールユニット３…を固定する。チ
ャージ・コントローラやインバータ、系統連系器等は、
独立電源システムか商用電源との連系システムであるか
によって適宜に構成する。

【００１４】尚、図２の仮想線のように、上側にくるア
ンカーボルト５を長くしておき（あるいは継ぎ足し）、
これに上側にくるモジュールユニット３の下側を固定す
るようにしてもよい。また、図２に仮想線で示すよう
に、Ｕ字形に曲げた板バネ式架台９をアンカーボルト５
により例えば、左右１対固定しておき、これらによりモ
ジュール集合ユニット３の両側を固定するようにしても
よい。

【００１５】前記架台は板バネ状でなくてもよい。さら
に、図２に仮想線で示すように、樋部材１０をモジュー
ルユニット３…の上側辺に沿って備えておき、これによ
り、上方から流れ落ちる泥水や岩塊等が太陽電池モジュ
ール上に被らないようにして同モジュールの保護を図る
とともにエネルギー変換効率が常に好適な状態に維持さ
れるようにすることもできる。前記取付片４ａは、外枠
４の内部に一体に備えてもよい。また、架台として形状
記憶合金をその全部あるいは一部に使用してもよい。

【００１６】図３は変形例を示し、同例では、モジュー
ルユニット３の外枠４に通孔１２ａ付きの取付片１２を
挟み付けて仮り止めしておき、あるいは、同取付片１２
を図示しない止着具により仮り止めしておき、これにア
ンカーボルト５を通すようにして固定することもでき
る。仮想線のように、Ｌ字形に長い取付片１３や長い取
付片１４にしてもよい。これらの場合、取付片１３，１
４と外枠４との間にクッション材を介装してもよい。

【００１７】図４及び図５は、山の南向きの傾斜面地
（岩盤以外の土壌質地で平坦な田圃地や緩やかな田畑地
等をも含む）１６に多数の太陽電池モジュールであるモ
ジュール集合ユニット３…を列設したものを示す。傾斜
角度が図示よりも緩い場合にも適用される。

【００１８】傾斜面地１６には、モジュールユニット３
…の４コーナーに対応するように太釘でなる止着具１７
…が打ち込まれ、同止着具１７…とともに筒状をしたス
ペーサ１８…を上側が２段に下側が１段になるように介
装することで、モジュールユニット３…が好適な角度を
もって固定されるようになっている。尚、取付片４ａの
上下の綿にはゴム等のパッキン１９…が装備されてい
る。

【００１９】他の実施形態でも同様であるが、近隣の山
に反射ミラーを設置して図５のように太陽からの反射光
２０…をモジュールユニット３…に当てるようにしても
よい。また、樋部材２１は、図２のように独自に固定し
てもよいが、図５のように止着具１７の回りに固定する
ようにしてもよい。

【００２０】さらに、図５に仮想線で示すように、廃棄
タイヤを一旦粉末にして再度薄膜状に成形して得られた
リサイクル型のゴムシート２２を図５のように傾斜面地
１６に張っておけば、雑草が生えないのでこの種太陽光
発電装置に有効である。他の実施形態でもこうしたシー
トを敷設することがある。

【００２１】図６に示す実施形態は、架台２５の要部と
して廃棄ゴムタイヤを用いたものである。只、ゴムタイ
ヤを用いた場合、モジュールユニット３の角度を所定に
する必要から傾斜畑地１６を造作してある。尚、同タイ
ヤを半分にカットしたり斜め切りしたり成形したものを
使用してもよい。また、仕様の異なる大小のタイヤを組
み合わせてもよい。

【００２２】図７は、土壌質の傾斜面地２７をモジュー
ルユニット３…を配列しやすいように造成したもので、
造成地は、設置用傾斜凹面２８とその下方の作業用等の
平坦地２９とで形成されるとともに平坦地２９の上側及
び両脇には止水・排水溝３０が形成されて側脇に流水を
案内するようにしてある。尚、同図に示すように、太陽
光発電装置の近傍には避雷針３１を立設して安全性を確
保するようにしてもよい。また、太陽光発電装置の上方
にはイノシシ避けと土砂避けを兼ねた柵体３２を設置し
てもよく、この場合、太陽光発電装置から電流を柵体３
２に導くことによりイノシシ避けをより有効にしてもよ
い。

【００２３】図８に示す実施形態は、傾斜面地の等高線
方向にガイドレール３４を敷設しておき、同ガイドレー
ル３４に沿ってモジュールユニット３…を進退移動自在
にしたもので、日照条件に応じてワイヤロープ等の牽引
手段３５によりモジュールユニット３…が移動すること
でモジュールユニット３…に当たる太陽光の角度が発電
に効果的なものに変動するようになっている。

【００２４】図９に示す実施形態は、傾斜面地の上側と
下側にそれぞれ複数の軸受３７…を配備し、これらの間
に回転軸３８…を備えてモジュールユニット３…を角度
調節可能に構成したものである。回転軸３８…及びモジ
ュールユニット３…は、シリンダ３９により作動するレ
バー４０を介して連動リンク４１を作動させることで従
動レバー４２…により往復揺動可能とされている。この
実施形態の場合も太陽光の角度に応じて発電が有効に行
われるものである。

【００２５】図１０に示す実施形態は、モジュールユニ
ット３…が複合方向に介して制御されるようになってい
るもので、４３はシリンダで、同シリンダ４３により長
い昇降台４４が傾斜面地の稜線の方向に平行に昇降する
ようになっている。昇降台４４の左側にはヒンジ４５に
より回転自在にした受台４６が設けられており、同受台
４６上と昇降台４４上には複数の軸受４７…が配備され
て回転軸４８…が通されている。この回転軸４８…には
モジュールユニット３…が同行回転可能に設けられてい
るとともに、同回転軸４８には、回転駆動手段４９とレ
バー５０…及びリンク５１により連動可能な揺動機構が
構成されている。

【００２６】モジュールユニット３…は、回転駆動手段
４９によりレバー５０…及びリンク５１を介して矢印の
方向に回転運動するとともに、シリンダ４３により昇降
台４４を昇降させると異なる方向にモジュールユニット
３…を回転させ、その結果、モジュールユニット３…を
複合方向に揺動運動させることが可能になるものであ
る。尚、モジュールユニット３…を球ジョイントにより
受持って複数本のレバーやリンクにより複合方向に作動
させるようにしてもよい。

【００２７】図１１及び図１２に示す実施形態は、モジ
ュールユニット３…の架台としてワイヤロープ、チェー
ンあるいは樹脂ロープ、パイプやロッド等の線状材５３
を用いたものである。線状材５３は、図１１に示すよう
に、上下に配列したボルト等の杭５４…により斜面に平
行に蛇行状に張り渡され、これらの上にモジュールユニ
ット３…が固定されている。固定の方法は、外枠にＬ形
アングルを介して止着するようにしてもよい。また、図
１２に仮想線で示すように、モジュールユニット３…を
上面から押さえ込むようにしてもよい。さらに、モジュ
ールユニット３…は横一列、あるいは縦１列分のみを受
けるように線状材を張り渡して、これら複数本の線状材
によりモジュールユニット３…の全体を固定するように
してもよい。

【００２８】図１３に示す実施形態は、モジュールユニ
ットでなくセルに保護のための封止材を付してこれらか
らそれ配線を取り出した個々のものをセル片５６…と
し、これらを図１４のように接着剤５７により適宜の面
に固定する方法をとっている。

【００２９】適宜の面とは、図１３及び図１４のように
道路脇上の岩塊面（コンクリート面も含む）５８であっ
たり、柵体（網体も含む）の面であったり、あるいは道
路下側面であったりする。ビルの立壁面や屋上面であっ
たり堤防構成面でもよい。

【００３０】尚、図１５に示すように、岩塊面に安全柵
（平行なワイヤロープや網状のもの）５９を敷設してこ
れを接着剤の代わりにして張り付けるようにしてもよ
い。

【００３１】図１６に示す実施形態は、中央分離帯６１
を備える道路を上からみた様子で、同分離帯６１上に
は、対向車からの光を遮る機能ももってモジュールユニ
ット３…を立設してある。

【００３２】図１７は付加的な例を示す。同例は、風力
発電装置についてのもので、ボディ６３にベーン６４を
備えたものを、従来のように高い立塔上に配備するので
なく、山の斜面６５を利用して短い架台６６により固定
支持したものである。これにより、安価な装置を提供す
ることができる。

【００３３】図１８に示す実施形態は、ダム６８の南向
き面にモジュールユニット３…を配備したものである。
同時に同ダム６８から流れ落ちる水のエネルギーを有効
利用するため、落水個所に水車装置６９を対向配置して
なる。

【００３４】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、広く有用な自然環境を利用してより大規模な太陽
光発電を可能にする太陽光発電装置を提供することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す正面図。

【図２】図１の要部を拡大して示す側断面図。

【図３】他の実施形態を示す斜視図。

【図４】傾斜田畑地についての実施形態を示す斜視図。

【図５】図４の要部を拡大して示す側断面図。

【図６】ゴムタイヤを架台に利用した実施形態を示す側
面図。

【図７】斜面を造成してモジュールユニットを設置する
ようにした実施形態を示す正面図。

【図８】モジュールユニットを日照条件に応じて移動制
御可能にした実施形態を示す正面図。

【図９】モジュールユニットを角度調節可能にした実施
形態を示す平面図。

【図１０】モジュールユニットを複合方向に角度調節可
能にした実施形態を示す斜視図。

【図１１】ワイヤ等によりモジュールユニットの固定を
した実施形態を示す平面図。

【図１２】図１１の要部を拡大して示す側面図。

【図１３】セル片を直接固定する方法の一実施形態を示
す側断面図。

【図１４】図１３の要部拡大断面図。

【図１５】セル片の他の固定方法を示す側断面図。

【図１６】道路の中央分離帯にモジュールユニットをセ
ットした例を示す平面図。

【図１７】風力発電の支持方式を変形した側面図。

【図１８】ダムにモジュールユニットを設備した例を示
す側断面図。

【符号の説明】

３…モジュールユニット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池モジュールの複数枚を固定手段
   を介して山斜面や田畑等に設置するようにしてなる太陽
   光発電装置。
2. 【請求項２】 太陽電池モジュールの受光面は南向きに
   なっている請求項１記載の太陽光発電装置。
3. 【請求項３】 太陽電池モジュールの受光面は太陽光の
   角度変移に応じて変動可能になっている請求項１または
   ２に記載の太陽光発電装置。