JP2002118275A - 水上設置用太陽電池発電装置 - Google Patents
水上設置用太陽電池発電装置Info
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- F24S20/70—Waterborne solar heat collector modules
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- F24S30/20—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for linear movement
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水面上に敷設し、太陽光によって電力を発生
させる水上設置用太陽電池発電装置に関する。 【解決手段】 水上設置用太陽電池発電装置が、太陽電
池セルを平板上に集積した太陽電池モジュールと、該太
陽電池モジュールを載設するフロートと、該フロートに
係設した係留部材と、を有しており、前記フロートが、
金属製であり、かつ、その内部の密閉空間を複数の部屋
に分割配置する。
させる水上設置用太陽電池発電装置に関する。 【解決手段】 水上設置用太陽電池発電装置が、太陽電
池セルを平板上に集積した太陽電池モジュールと、該太
陽電池モジュールを載設するフロートと、該フロートに
係設した係留部材と、を有しており、前記フロートが、
金属製であり、かつ、その内部の密閉空間を複数の部屋
に分割配置する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、湖やダム湖、河
川、海洋などの水面上に敷設して太陽光発電を行い電力
を発生させる水上設置用太陽電池発電装置に関する。
川、海洋などの水面上に敷設して太陽光発電を行い電力
を発生させる水上設置用太陽電池発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エネルギー問題の解決のために推進され
てきた原子力発電の開発も、近年、原子力関連設備の事
故などもあり停滞している。さらに、環境問題も社会問
題化しており、環境に優しいエネルギーの開発が求めら
れるようになってきた。この環境に優しいエネルギー技
術の代表的な例として太陽電池を用いた太陽光発電があ
げられる。
てきた原子力発電の開発も、近年、原子力関連設備の事
故などもあり停滞している。さらに、環境問題も社会問
題化しており、環境に優しいエネルギーの開発が求めら
れるようになってきた。この環境に優しいエネルギー技
術の代表的な例として太陽電池を用いた太陽光発電があ
げられる。
【0003】太陽電池は、その出力が電池の表面積に比
例するという性質上、大電力を得るには広大な面積を必
要とする。そのため、活用されていない土地、例えば、
砂漠地、山腹地、遊休地等への設置が一般的である。ま
た、市街地等の活用されている土地での利用例として、
住宅用の屋根、ビルの屋上あるいは側壁等に設置するこ
とが広く行われるようになってきている。これら、屋
根、屋上、側壁等に設置する太陽電池モジュールとし
て、個々の太陽電池セルを平面上に直列あるいは並列に
多数接続したユニット型のものが広く普及している。
例するという性質上、大電力を得るには広大な面積を必
要とする。そのため、活用されていない土地、例えば、
砂漠地、山腹地、遊休地等への設置が一般的である。ま
た、市街地等の活用されている土地での利用例として、
住宅用の屋根、ビルの屋上あるいは側壁等に設置するこ
とが広く行われるようになってきている。これら、屋
根、屋上、側壁等に設置する太陽電池モジュールとし
て、個々の太陽電池セルを平面上に直列あるいは並列に
多数接続したユニット型のものが広く普及している。
【0004】ところが、市街地での利用において、屋根
等への利用だけでは利用範囲が限定的である。一方、必
要とする電力量を確保するため広範囲の土地を確保する
ことは土地の価格が高いことから現実的ではない。その
ため、太陽電池発電装置の設置場所を十分に確保するこ
とができないのが現状である。また、太陽電池発電装置
の設置場所周辺は、日当たりが不足となり植栽を設ける
ことができなくなり、また、建物周辺の景観が悪くなる
ことも問題であった。
等への利用だけでは利用範囲が限定的である。一方、必
要とする電力量を確保するため広範囲の土地を確保する
ことは土地の価格が高いことから現実的ではない。その
ため、太陽電池発電装置の設置場所を十分に確保するこ
とができないのが現状である。また、太陽電池発電装置
の設置場所周辺は、日当たりが不足となり植栽を設ける
ことができなくなり、また、建物周辺の景観が悪くなる
ことも問題であった。
【0005】そのため、市街地における太陽電池発電装
置の設置が思うように進んでいないのが現状である。こ
のような問題を背景にして、太陽電池発電装置を、市街
地に隣接する湖、ダム湖、河川、海上などの水上へ設置
することが注目され始めている。水上への設置として
は、既に、海上ブイ用電源等の装置単体用として実用化
されている。また、商用電源と系統連結も可能な大規模
な水上への設置例として、例えば、特開平8-167729号公
報(以下、従来例1という。)、特開平10-173212号公
報(以下、従来例2という。)が知られている。
置の設置が思うように進んでいないのが現状である。こ
のような問題を背景にして、太陽電池発電装置を、市街
地に隣接する湖、ダム湖、河川、海上などの水上へ設置
することが注目され始めている。水上への設置として
は、既に、海上ブイ用電源等の装置単体用として実用化
されている。また、商用電源と系統連結も可能な大規模
な水上への設置例として、例えば、特開平8-167729号公
報(以下、従来例1という。)、特開平10-173212号公
報(以下、従来例2という。)が知られている。
【0006】従来例1は、図15(a)に示すように、太
陽電池群22a を敷設して接続した太陽電池モジュール22
を、表面を防水性膜で被覆した発泡樹脂材のフロート23
に載設して一体構造とし、水上設置用太陽電池発電装置
21としている。水上設置用太陽電池発電装置21の端部に
は、連結用のフック25が設けられており、このフック25
に係止した係留紐26を介して図示しない係留部につなぎ
止め、あるいは複数の水上設置用太陽電池発電装置21を
連結してつなぎ止めるようにされる。
陽電池群22a を敷設して接続した太陽電池モジュール22
を、表面を防水性膜で被覆した発泡樹脂材のフロート23
に載設して一体構造とし、水上設置用太陽電池発電装置
21としている。水上設置用太陽電池発電装置21の端部に
は、連結用のフック25が設けられており、このフック25
に係止した係留紐26を介して図示しない係留部につなぎ
止め、あるいは複数の水上設置用太陽電池発電装置21を
連結してつなぎ止めるようにされる。
【0007】なお、従来例1は、図15(b)に示すよう
に、発泡体のフロート23に熱伝導性に優れた軽金属製の
伝熱板27を埋め込むことを特徴のひとつとしており、こ
の伝熱板27を介して太陽電池モジュール22を水冷するこ
とでより一層の放熱性向上を実現したとしている。ま
た、従来例2は、図16に示すように、かまぼこ型のフレ
ーム37をフロート33に固定するものである。そして、フ
レーム37の上面に、曲率を有する天板34を載設し、その
天板34上に可撓性シート状の太陽電池モジュール32を設
置する。なお、太陽電池モジュール32はモジュール固定
板36で固定される。また、フレーム37には、四方に固定
用フック35が具備されており、発電した電力を取り出す
端子ボックス38も具備されている。
に、発泡体のフロート23に熱伝導性に優れた軽金属製の
伝熱板27を埋め込むことを特徴のひとつとしており、こ
の伝熱板27を介して太陽電池モジュール22を水冷するこ
とでより一層の放熱性向上を実現したとしている。ま
た、従来例2は、図16に示すように、かまぼこ型のフレ
ーム37をフロート33に固定するものである。そして、フ
レーム37の上面に、曲率を有する天板34を載設し、その
天板34上に可撓性シート状の太陽電池モジュール32を設
置する。なお、太陽電池モジュール32はモジュール固定
板36で固定される。また、フレーム37には、四方に固定
用フック35が具備されており、発電した電力を取り出す
端子ボックス38も具備されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
1では、フロート23の材質が発泡樹脂材とされ、その防
水性膜も有機樹脂製とされる。これらの有機樹脂成分
に、微少濃度でも生体に影響をおよぼす、いわゆる、
「環境ホルモン」が含まれる場合、水中に溶出して環境
破壊を引き起こすことになる。また、数十年オーダーの
長期間にわたり太陽光線下に曝されることから、太陽光
線に含まれる紫外線によって樹脂が劣化し、樹脂表面が
粉を吹いた状態となり(いわゆる、チョーキング現
象)、外観不良、ひいては強度低下を招き、フロートの
耐用年数が短くなるという問題があった。
1では、フロート23の材質が発泡樹脂材とされ、その防
水性膜も有機樹脂製とされる。これらの有機樹脂成分
に、微少濃度でも生体に影響をおよぼす、いわゆる、
「環境ホルモン」が含まれる場合、水中に溶出して環境
破壊を引き起こすことになる。また、数十年オーダーの
長期間にわたり太陽光線下に曝されることから、太陽光
線に含まれる紫外線によって樹脂が劣化し、樹脂表面が
粉を吹いた状態となり(いわゆる、チョーキング現
象)、外観不良、ひいては強度低下を招き、フロートの
耐用年数が短くなるという問題があった。
【0009】さらに、従来例2では、可撓性の太陽電池
モジュール32を支持するために天板34が必須であること
から、構造が複雑となり、製造コストが増大することに
なる。また、天板34の分だけ重量が重くなり、その浮力
を確保するため、フロート33を大型にすることが必要で
あり、製造コストの増大を招くことになる。さらに、輸
送コストも増大する。ここで、天板34を軽量の可撓性シ
ートとすることも可能であるが、可撓性シートの耐候寿
命によって装置全体の寿命が左右されることになり、実
用上からは問題である。さらに、構造部材の一つである
天板34を軽量の可撓性シートとすることは、装置の強度
不足を招き、別の構造部材を設置しなければならず、部
材点数が増加し、構造の複雑化を招くことから、コスト
が大幅に増加することになる。
モジュール32を支持するために天板34が必須であること
から、構造が複雑となり、製造コストが増大することに
なる。また、天板34の分だけ重量が重くなり、その浮力
を確保するため、フロート33を大型にすることが必要で
あり、製造コストの増大を招くことになる。さらに、輸
送コストも増大する。ここで、天板34を軽量の可撓性シ
ートとすることも可能であるが、可撓性シートの耐候寿
命によって装置全体の寿命が左右されることになり、実
用上からは問題である。さらに、構造部材の一つである
天板34を軽量の可撓性シートとすることは、装置の強度
不足を招き、別の構造部材を設置しなければならず、部
材点数が増加し、構造の複雑化を招くことから、コスト
が大幅に増加することになる。
【0010】本発明は、上記課題を解決し、軽量で量産
性と設置作業性に優れ、環境に優しい水上設置用太陽電
池発電装置を提供することを目的とする。
性と設置作業性に優れ、環境に優しい水上設置用太陽電
池発電装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、フロートを高
耐食性の金属製とし、かつ、フロート内部の密閉空間を
2つ以上に分割して構成することを特徴とするものであ
り、そのフロート上に太陽電池モジュールを載設するこ
とで量産性に優れた低コストの水上設置用太陽電池発電
装置を提供するものである。
耐食性の金属製とし、かつ、フロート内部の密閉空間を
2つ以上に分割して構成することを特徴とするものであ
り、そのフロート上に太陽電池モジュールを載設するこ
とで量産性に優れた低コストの水上設置用太陽電池発電
装置を提供するものである。
【0012】すなわち、本発明は、以下の(1)〜(1
0)の水上設置用太陽電池発電装置を提供することで上
記課題を解決するものである。 (1) 水面上に敷設し、太陽光によって電力を発生さ
せる水上設置用太陽電池発電装置であって、太陽電池セ
ルを平板上に集積した太陽電池モジュールと、該太陽電
池モジュールを載設するフロートと、該フロートに係設
した係留部材と、を有しており、前記フロートが、内部
に密閉空間を有する金属製のフロートであり、該密閉空
間は分割された複数の部屋を有することを特徴とする水
上設置用太陽電池発電装置。 (2) 前記フロートの複数の部屋がそれぞれシール部
で隔絶されており、それぞれの部屋がひとつの密閉空間
を構成してなることを特徴とする上記(1)に記載の水
上設置用太陽電池発電装置。 (3) 前記フロートが、上下対称となるように成形し
た1対の金属板を接合して構成されていることを特徴と
する上記(1)または(2)に記載の水上設置用太陽電
池発電装置。 (4) 前記シール部が、複数の分割配置した部屋と部
屋との間に形成された溝部であることを特徴とする上記
(2)または(3)に記載の水上設置用太陽電池発電装
置。 (5) 前記溝部に補強フレームが配設されてなること
を特徴とする上記(4)に記載の水上設置用太陽電池発
電装置。 (6) 前記係留部材が、水上設置用太陽電池発電装置
を水上に敷設した際に、水中に埋没するように設置され
ていることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれか
に記載の水上設置用太陽電池発電装置。 (7) 前記補強フレームに、前記係留部材が一体的に
形成されてなることを特徴とする上記(5)または
(6)に記載の水上設置用太陽電池発電装置。 (8) 前記補強フレームが、前記太陽電池モジュール
で得られた電力を送電する送電ケーブルおよび/または
前記フロートを係留する係留ワイヤを布線するための空
間を有するとともに、前記補強フレームに前記送電ケー
ブルおよび/または係留ワイヤを固定する固定具が植設
されてなることを特徴とする上記(5)に記載の水上設
置用太陽電池発電装置。 (9) 前記フロートのそれぞれの部屋内に、多孔質あ
るいは発泡質の浮力材が内包されてなることを特徴とす
る上記(1)〜(8)のいずれかに記載の水上設置用太
陽電池発電装置。 (10) 前記フロートの上面部に周設したモジュール押
さえ部材により、前記太陽電池モジュールが相対変位可
能となるように遊設されてなることを特徴とする上記
(1)〜(9)のいずれかに記載の水上設置用太陽電池
発電装置。
0)の水上設置用太陽電池発電装置を提供することで上
記課題を解決するものである。 (1) 水面上に敷設し、太陽光によって電力を発生さ
せる水上設置用太陽電池発電装置であって、太陽電池セ
ルを平板上に集積した太陽電池モジュールと、該太陽電
池モジュールを載設するフロートと、該フロートに係設
した係留部材と、を有しており、前記フロートが、内部
に密閉空間を有する金属製のフロートであり、該密閉空
間は分割された複数の部屋を有することを特徴とする水
上設置用太陽電池発電装置。 (2) 前記フロートの複数の部屋がそれぞれシール部
で隔絶されており、それぞれの部屋がひとつの密閉空間
を構成してなることを特徴とする上記(1)に記載の水
上設置用太陽電池発電装置。 (3) 前記フロートが、上下対称となるように成形し
た1対の金属板を接合して構成されていることを特徴と
する上記(1)または(2)に記載の水上設置用太陽電
池発電装置。 (4) 前記シール部が、複数の分割配置した部屋と部
屋との間に形成された溝部であることを特徴とする上記
(2)または(3)に記載の水上設置用太陽電池発電装
置。 (5) 前記溝部に補強フレームが配設されてなること
を特徴とする上記(4)に記載の水上設置用太陽電池発
電装置。 (6) 前記係留部材が、水上設置用太陽電池発電装置
を水上に敷設した際に、水中に埋没するように設置され
ていることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれか
に記載の水上設置用太陽電池発電装置。 (7) 前記補強フレームに、前記係留部材が一体的に
形成されてなることを特徴とする上記(5)または
(6)に記載の水上設置用太陽電池発電装置。 (8) 前記補強フレームが、前記太陽電池モジュール
で得られた電力を送電する送電ケーブルおよび/または
前記フロートを係留する係留ワイヤを布線するための空
間を有するとともに、前記補強フレームに前記送電ケー
ブルおよび/または係留ワイヤを固定する固定具が植設
されてなることを特徴とする上記(5)に記載の水上設
置用太陽電池発電装置。 (9) 前記フロートのそれぞれの部屋内に、多孔質あ
るいは発泡質の浮力材が内包されてなることを特徴とす
る上記(1)〜(8)のいずれかに記載の水上設置用太
陽電池発電装置。 (10) 前記フロートの上面部に周設したモジュール押
さえ部材により、前記太陽電池モジュールが相対変位可
能となるように遊設されてなることを特徴とする上記
(1)〜(9)のいずれかに記載の水上設置用太陽電池
発電装置。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の水上設置用太陽電
池発電装置(以下、単に発電装置とも呼ぶ。)の実施形
態について図を参照して説明する。図1は、本発明の発
電装置の好適な実施形態を示す斜視図である。また、図
2は、その発電装置1aを構成する各構成要素を分解して
示す分解図である。
池発電装置(以下、単に発電装置とも呼ぶ。)の実施形
態について図を参照して説明する。図1は、本発明の発
電装置の好適な実施形態を示す斜視図である。また、図
2は、その発電装置1aを構成する各構成要素を分解して
示す分解図である。
【0014】本発明の発電装置1aは、発電装置1aを水上
に浮かせるフロート3a、そのフロート3a上に載設する太
陽電池モジュール2a、複数の発電装置1aを互いに結合
し、また、水上に係留するための係留部材5、を有する
ものである。フロート3aは、金属製であり、かつ、その
内部を複数の部屋に分割した構成とされる。図2の場合
には、フロート3aが6つに分割され、分割されたそれぞ
れの部屋7と部屋7の間がシール部8とされて独立の密
閉空間を構成する。ここで、本発明に適用されるフロー
ト3aは、ステンレス、チタン、チタン合金、アルミ合
金、めっき鋼板製など耐食性に優れた1対の金属板を所
要の密閉空間を形成可能に成形加工し、上下に張り合わ
せて接合したものである。
に浮かせるフロート3a、そのフロート3a上に載設する太
陽電池モジュール2a、複数の発電装置1aを互いに結合
し、また、水上に係留するための係留部材5、を有する
ものである。フロート3aは、金属製であり、かつ、その
内部を複数の部屋に分割した構成とされる。図2の場合
には、フロート3aが6つに分割され、分割されたそれぞ
れの部屋7と部屋7の間がシール部8とされて独立の密
閉空間を構成する。ここで、本発明に適用されるフロー
ト3aは、ステンレス、チタン、チタン合金、アルミ合
金、めっき鋼板製など耐食性に優れた1対の金属板を所
要の密閉空間を形成可能に成形加工し、上下に張り合わ
せて接合したものである。
【0015】このようにフロートを金属製としたので、
日照によって加熱された太陽電池モジュールが金属製フ
ロートを介して周囲の水で冷却される効果がある。一般
に、高温下では太陽電池の発電効率が低下することが知
られているが、このフロート自体の水冷効果によって、
太陽電池モジュールが高温になることはなく、発電効率
が低下することもない。
日照によって加熱された太陽電池モジュールが金属製フ
ロートを介して周囲の水で冷却される効果がある。一般
に、高温下では太陽電池の発電効率が低下することが知
られているが、このフロート自体の水冷効果によって、
太陽電池モジュールが高温になることはなく、発電効率
が低下することもない。
【0016】また、フロートの内部の密閉空間を複数の
部屋に分割した構成とし、部屋と部屋を繋ぐ部分に溝を
形成するようにしたので、フロートの剛性を高めること
ができた。金属板を接合し、シールする方法は、水密性
が確保できれば特に限定するものではないが、シーム溶
接を好適とする。また、シーム溶接以外では、スポット
溶接、接着、リベット接合、ボルト接合、かしめ等も適
用可能である。特に、端部の接合には、リベット接合、
ボルト接合が好適であり、あるいは、かしめた後にシー
ム溶接を行う等の複合した接合方法を採用することも水
密性向上のために有効な方法である。このように、フロ
ートを1対の金属板で形成できることから、生産効率を
高めることができるのである。
部屋に分割した構成とし、部屋と部屋を繋ぐ部分に溝を
形成するようにしたので、フロートの剛性を高めること
ができた。金属板を接合し、シールする方法は、水密性
が確保できれば特に限定するものではないが、シーム溶
接を好適とする。また、シーム溶接以外では、スポット
溶接、接着、リベット接合、ボルト接合、かしめ等も適
用可能である。特に、端部の接合には、リベット接合、
ボルト接合が好適であり、あるいは、かしめた後にシー
ム溶接を行う等の複合した接合方法を採用することも水
密性向上のために有効な方法である。このように、フロ
ートを1対の金属板で形成できることから、生産効率を
高めることができるのである。
【0017】次に、太陽電池モジュール2aは、フロート
3aの上面に周設したモジュール押さえ部材6aで相対変位
可能として、自由に動くことが可能となるように遊設す
ることを好適とする。図2では、モジュール押さえ部材
6aを一体として図示しているが、複数本の部材を組み合
わせて構成しても良いことは言うまでもない。なお、太
陽電池モジュール2aを遊設する詳細については後述す
る。
3aの上面に周設したモジュール押さえ部材6aで相対変位
可能として、自由に動くことが可能となるように遊設す
ることを好適とする。図2では、モジュール押さえ部材
6aを一体として図示しているが、複数本の部材を組み合
わせて構成しても良いことは言うまでもない。なお、太
陽電池モジュール2aを遊設する詳細については後述す
る。
【0018】次に、係留部材5について説明する。本発
明においては、係留部材5を、フロート3aの四隅下方に
係設することを特徴の一つとする。フロート3aの浮力を
調整し、フロート3aが概ね半分程度水没して浮遊するよ
うにすることで、係留部材5を完全に水没させることが
できる。こうすることで、発電装置1aの敷設後に、係留
部材5、および、係留ワイヤ等の係留に関わる部材を外
気に曝すことがなくなり、腐食により劣化する可能性を
小さくすることができ、耐食性の大幅な向上を実現する
ことができる。
明においては、係留部材5を、フロート3aの四隅下方に
係設することを特徴の一つとする。フロート3aの浮力を
調整し、フロート3aが概ね半分程度水没して浮遊するよ
うにすることで、係留部材5を完全に水没させることが
できる。こうすることで、発電装置1aの敷設後に、係留
部材5、および、係留ワイヤ等の係留に関わる部材を外
気に曝すことがなくなり、腐食により劣化する可能性を
小さくすることができ、耐食性の大幅な向上を実現する
ことができる。
【0019】また、本発明においては、フロート3aに形
成した溝状のシール部8に、その形状に合わせた補強フ
レーム4を配設するようにしてもよい。補強フレーム4
を配設することで、フロート3aの剛性をさらに向上さ
せ、撓みの発生を抑制することができ、フロート3aを一
層強固なものとすることができる。図1、図2に示す発
電装置1aの場合、補強フレーム4は、長手方向の部材4a
と幅方向の部材4bで構成している。
成した溝状のシール部8に、その形状に合わせた補強フ
レーム4を配設するようにしてもよい。補強フレーム4
を配設することで、フロート3aの剛性をさらに向上さ
せ、撓みの発生を抑制することができ、フロート3aを一
層強固なものとすることができる。図1、図2に示す発
電装置1aの場合、補強フレーム4は、長手方向の部材4a
と幅方向の部材4bで構成している。
【0020】補強フレーム4のフロート3aへの接合に
は、溶接、接着、リベット接合、ボルト接合等が適用で
きる。また、この補強フレーム4は、後述のように、太
陽電池モジュール11a で発電された電力を取り出す送電
ケーブル、および/または、係留ワイヤの案内ガイドを
兼ねるようにしてもよく、補強フレーム4に、それらの
ケーブル、ワイヤ等を布線可能とすることを好適とす
る。
は、溶接、接着、リベット接合、ボルト接合等が適用で
きる。また、この補強フレーム4は、後述のように、太
陽電池モジュール11a で発電された電力を取り出す送電
ケーブル、および/または、係留ワイヤの案内ガイドを
兼ねるようにしてもよく、補強フレーム4に、それらの
ケーブル、ワイヤ等を布線可能とすることを好適とす
る。
【0021】次に、図1のA−A断面を示す図3に基づ
き、さらに本発明を説明する。なお、図3のB部の部分
拡大図を図4に示し、C部の部分拡大図を図5に示す。
また、C部に示すシール部の別の実施態様を図6の部分
拡大図に示す。図3に示すように、フロート3aに形成さ
れた部屋7内には、多孔質あるいは発泡質の浮力材17を
内包することを好適とする。浮力材17の材質は、水に浮
く物であれば特に限定しない。ここで、密閉空間内は太
陽光の紫外線を防ぐことができるため、浮力材17の材質
としては、ウレタン、スチロール等の有機樹脂系の素材
を好適に用いることが可能であり、それらが劣化するこ
ともない。そして、多孔質化、あるいは、発泡させ、ウ
レタンスポンジや発泡スチロールとして多量の空気を含
ませることで見かけの比重を1未満として水に浮くよう
にする。
き、さらに本発明を説明する。なお、図3のB部の部分
拡大図を図4に示し、C部の部分拡大図を図5に示す。
また、C部に示すシール部の別の実施態様を図6の部分
拡大図に示す。図3に示すように、フロート3aに形成さ
れた部屋7内には、多孔質あるいは発泡質の浮力材17を
内包することを好適とする。浮力材17の材質は、水に浮
く物であれば特に限定しない。ここで、密閉空間内は太
陽光の紫外線を防ぐことができるため、浮力材17の材質
としては、ウレタン、スチロール等の有機樹脂系の素材
を好適に用いることが可能であり、それらが劣化するこ
ともない。そして、多孔質化、あるいは、発泡させ、ウ
レタンスポンジや発泡スチロールとして多量の空気を含
ませることで見かけの比重を1未満として水に浮くよう
にする。
【0022】密閉空間内に浮力材を内包しておけば、万
一、フロート3aのシール部8の接合がはずれて水密性が
保持できない事態になっても水が侵入する量を制限する
ことができ、浮力を保持して発電装置が水没することを
回避できる。次に、図4に基づき、太陽電池モジュール
2aのフロート3a上への載設について説明する。
一、フロート3aのシール部8の接合がはずれて水密性が
保持できない事態になっても水が侵入する量を制限する
ことができ、浮力を保持して発電装置が水没することを
回避できる。次に、図4に基づき、太陽電池モジュール
2aのフロート3a上への載設について説明する。
【0023】ここで用いる太陽電池モジュール2aとして
は、太陽電池セルをガラスで挟み込んだ構造のものとし
てもよいし、また、耐候性の優れた樹脂上に蒸着等の手
法で太陽電池セルを形成した可撓性を有する構造のもの
としてもよいことは言うまでもない。太陽電池モジュー
ル2aは、複数本のモジュール押え部材6aに押さえつけら
れてフロート3aに固定されている。すなわち、図4に示
すように、太陽電池モジュール2aの周縁部が、緩衝材9
を介して、モジュール押え部材6aの上辺部に保持され、
太陽電池モジュール2aは、フロート3a上で水平方向に相
対変位可能となるように遊設されている。
は、太陽電池セルをガラスで挟み込んだ構造のものとし
てもよいし、また、耐候性の優れた樹脂上に蒸着等の手
法で太陽電池セルを形成した可撓性を有する構造のもの
としてもよいことは言うまでもない。太陽電池モジュー
ル2aは、複数本のモジュール押え部材6aに押さえつけら
れてフロート3aに固定されている。すなわち、図4に示
すように、太陽電池モジュール2aの周縁部が、緩衝材9
を介して、モジュール押え部材6aの上辺部に保持され、
太陽電池モジュール2aは、フロート3a上で水平方向に相
対変位可能となるように遊設されている。
【0024】これは、モジュール押え部材6aで太陽電池
モジュール2aを動かないように強固に固定すると、例え
ばフロート3aに撓みが発生した場合に、その撓みが直接
太陽電池モジュール2aに伝わって破損する恐れがあるか
らである。そのため、本発明のように太陽電池モジュー
ル2aを遊設しておく。こうすることで、太陽電池モジュ
ールに過度の外力が加わることがなくなる。そのため、
本発明では、高強度の太陽電池モジュールを製造する必
要はなく、低価格化を実現することができ、量産によっ
てコストをさらに削減することができる。
モジュール2aを動かないように強固に固定すると、例え
ばフロート3aに撓みが発生した場合に、その撓みが直接
太陽電池モジュール2aに伝わって破損する恐れがあるか
らである。そのため、本発明のように太陽電池モジュー
ル2aを遊設しておく。こうすることで、太陽電池モジュ
ールに過度の外力が加わることがなくなる。そのため、
本発明では、高強度の太陽電池モジュールを製造する必
要はなく、低価格化を実現することができ、量産によっ
てコストをさらに削減することができる。
【0025】ここで、モジュール押え部材6aの下辺部
は、溶接、接着、リベット接合、ボルト接合等の方法で
フロート3aに固定することを好適とする。なお、緩衝材
9は、フロート3a上での太陽電池モジュール2aの水平移
動を助長する役割と、太陽電池モジュール2aとフロート
3aの間に水が侵入することを防ぐパッキングの役割を兼
ねている。
は、溶接、接着、リベット接合、ボルト接合等の方法で
フロート3aに固定することを好適とする。なお、緩衝材
9は、フロート3a上での太陽電池モジュール2aの水平移
動を助長する役割と、太陽電池モジュール2aとフロート
3aの間に水が侵入することを防ぐパッキングの役割を兼
ねている。
【0026】また、図5に示すように、フロート3aのシ
ール部8上に、補強フレームのフレーム部材4aを配設す
ることを好適とする。また、さらに、その補強フレーム
のフレーム部材4a上に、送電ケーブル14と係留ワイヤ15
を布線することを好適とする。ちょうど補強フレームを
ケーブルダクトの代わりとして、補強フレームに布線を
行うことで、ケーブルおよびワイヤの布線コストを削減
することができる。なお、送電ケーブル14と係留ワイヤ
15は、補強フレーム(図5では、補強フレームのフレー
ム部材4a)の所要の位置に固定具16で固定すればよい。
ール部8上に、補強フレームのフレーム部材4aを配設す
ることを好適とする。また、さらに、その補強フレーム
のフレーム部材4a上に、送電ケーブル14と係留ワイヤ15
を布線することを好適とする。ちょうど補強フレームを
ケーブルダクトの代わりとして、補強フレームに布線を
行うことで、ケーブルおよびワイヤの布線コストを削減
することができる。なお、送電ケーブル14と係留ワイヤ
15は、補強フレーム(図5では、補強フレームのフレー
ム部材4a)の所要の位置に固定具16で固定すればよい。
【0027】以上では、好適な実施の形態として、フロ
ートを溝状のシール部で分割し、複数の密閉空間で構成
する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。す
なわち、本発明の第2の実施形態として、フロートの材
質は第1の実施形態と同材質の金属として、図6に示す
部分拡大図のように、上述のシール部に相当する位置を
導通空間10とし、フロートの複数の部屋7を導通空間10
で繋いで、フロート全体をひとつの密閉空間とするよう
にしても良い。この場合、それぞれの部屋7内に浮力材
17を内包しておくことで、密閉空間が破れて水密性が保
持できない事態になっても、それぞれの部屋7内に水が
侵入することを有効に阻止することができ、フロートの
水没を防止することができる。
ートを溝状のシール部で分割し、複数の密閉空間で構成
する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。す
なわち、本発明の第2の実施形態として、フロートの材
質は第1の実施形態と同材質の金属として、図6に示す
部分拡大図のように、上述のシール部に相当する位置を
導通空間10とし、フロートの複数の部屋7を導通空間10
で繋いで、フロート全体をひとつの密閉空間とするよう
にしても良い。この場合、それぞれの部屋7内に浮力材
17を内包しておくことで、密閉空間が破れて水密性が保
持できない事態になっても、それぞれの部屋7内に水が
侵入することを有効に阻止することができ、フロートの
水没を防止することができる。
【0028】次に、本発明の発電装置の第3の実施形態
を図7に示す。図7の発電装置では、図1の補強フレー
ムを構成するフレーム部材4a、4bを係留部材付きのフレ
ーム部材4c、4dに置き換えたことを特徴とする。すなわ
ち、補強フレームに係留部材を付設し一体化したことが
特徴である。その他の特徴は、第1、第2の実施形態と
同様である。このように、補強フレームと係留部材を一
体化することで、発電装置の部材点数を少なくすること
ができ、量産コストをさらに削減できる。
を図7に示す。図7の発電装置では、図1の補強フレー
ムを構成するフレーム部材4a、4bを係留部材付きのフレ
ーム部材4c、4dに置き換えたことを特徴とする。すなわ
ち、補強フレームに係留部材を付設し一体化したことが
特徴である。その他の特徴は、第1、第2の実施形態と
同様である。このように、補強フレームと係留部材を一
体化することで、発電装置の部材点数を少なくすること
ができ、量産コストをさらに削減できる。
【0029】次に、本発明の発電装置の第4の実施形態
を図8に示す。この発電装置1cは、太陽電池モジュール
2b、フロート3bを概ね円形形状としたことを特徴とし、
モジュール押え部材6bもその円形形状に合わせて構成す
る。また、図8では、補強フレームと係留部材が一体化
され、係留部材付きのフレーム部材4eで補強フレームが
構成されている。ここで、フロート3bは、4つの部屋に
分割されている。なお、それ以外の特徴は、すでに説明
した第3の実施形態と同様であり、ここでの再度の説明
は省略する。言うまでもなく、図8の場合においても、
太陽電池モジュール2bは、フロート3b上を水平移動可能
としておくことを好適とする。
を図8に示す。この発電装置1cは、太陽電池モジュール
2b、フロート3bを概ね円形形状としたことを特徴とし、
モジュール押え部材6bもその円形形状に合わせて構成す
る。また、図8では、補強フレームと係留部材が一体化
され、係留部材付きのフレーム部材4eで補強フレームが
構成されている。ここで、フロート3bは、4つの部屋に
分割されている。なお、それ以外の特徴は、すでに説明
した第3の実施形態と同様であり、ここでの再度の説明
は省略する。言うまでもなく、図8の場合においても、
太陽電池モジュール2bは、フロート3b上を水平移動可能
としておくことを好適とする。
【0030】次に、本発明の発電装置を複数個連結して
水上に配置した配置例について説明する。図9は、本発
明の第1、第2の実施形態の発電装置1aを水上に配置し
た例を示している。この場合、係留部材は発電装置の4
隅に係設されており、図10に示すように、係留部材5同
士が連結部材11a で連結されている。また、端に位置す
る発電装置1aの係留部材5は、係留索12と接続され、図
示しない水底部のアンカー等に係留され、互いに連結し
た発電装置が風や波で移動しないように固定されてい
る。
水上に配置した配置例について説明する。図9は、本発
明の第1、第2の実施形態の発電装置1aを水上に配置し
た例を示している。この場合、係留部材は発電装置の4
隅に係設されており、図10に示すように、係留部材5同
士が連結部材11a で連結されている。また、端に位置す
る発電装置1aの係留部材5は、係留索12と接続され、図
示しない水底部のアンカー等に係留され、互いに連結し
た発電装置が風や波で移動しないように固定されてい
る。
【0031】図11は、本発明の第3の実施形態の発電装
置を水上に配置した例を示している。この場合、係留部
材は補強フレームに一体化されており、発電装置の4辺
の略中央に位置する。発電装置間の連結、および、アン
カーに係留された係留索との係留の様子を図12に示す。
なお、図13は、本発明の第1、第2の実施形態の発電装
置1aと、本発明の第3の実施形態の発電装置1bを組み合
わせて水上に配置した配置例を示している。
置を水上に配置した例を示している。この場合、係留部
材は補強フレームに一体化されており、発電装置の4辺
の略中央に位置する。発電装置間の連結、および、アン
カーに係留された係留索との係留の様子を図12に示す。
なお、図13は、本発明の第1、第2の実施形態の発電装
置1aと、本発明の第3の実施形態の発電装置1bを組み合
わせて水上に配置した配置例を示している。
【0032】また、図14は、本発明の第4の実施形態の
発電装置1cを水上に配置した例を示している。上記いず
れの形態においても、各々の発電装置は、連結部材を介
して、各係留部材間で連結され、端部に位置する発電装
置の係留部材で係留索を介して、水底部のアンカー等に
係留され、固定される。
発電装置1cを水上に配置した例を示している。上記いず
れの形態においても、各々の発電装置は、連結部材を介
して、各係留部材間で連結され、端部に位置する発電装
置の係留部材で係留索を介して、水底部のアンカー等に
係留され、固定される。
【0033】
【発明の効果】本発明によって、水上設置用太陽電池発
電装置を市街地に隣接する湖、ダム湖、河川、海上など
の水上へ設置することが可能となった。また、本発明に
よって、水上設置用太陽電池発電装置を簡素な構造で全
体重量が軽い装置とすることができるようになり、その
生産効率が向上し、量産も可能となってコスト削減を実
現した。また、装置の小型化を実現することができ、輸
送コストも削減することができる。
電装置を市街地に隣接する湖、ダム湖、河川、海上など
の水上へ設置することが可能となった。また、本発明に
よって、水上設置用太陽電池発電装置を簡素な構造で全
体重量が軽い装置とすることができるようになり、その
生産効率が向上し、量産も可能となってコスト削減を実
現した。また、装置の小型化を実現することができ、輸
送コストも削減することができる。
【0034】さらに、浮力材として有機樹脂系の素材を
用いる場合にも、浮力材は金属製のフロートの密閉空間
内に内包されるので、樹脂の劣化や環境破壊の問題もな
い。
用いる場合にも、浮力材は金属製のフロートの密閉空間
内に内包されるので、樹脂の劣化や環境破壊の問題もな
い。
【図1】本発明の水上設置用太陽電池発電装置の斜視図
である。
である。
【図2】図1に示す水上設置用太陽電池発電装置の分解
図である。
図である。
【図3】図1に示す水上設置用太陽電池発電装置のA−
A断面図である。
A断面図である。
【図4】図3におけるB部の部分拡大図である。
【図5】図3におけるC部の部分拡大図である。
【図6】図3におけるC部の部分拡大図であり、別の実
施形態を示す。
施形態を示す。
【図7】本発明の別の実施形態を示す斜視図である。
【図8】本発明のさらに別の実施形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図9】本発明の水上設置用太陽電池発電装置を水面上
に配置した例を示す斜視図である。
に配置した例を示す斜視図である。
【図10】図9の配置例の側面図である。
【図11】本発明の水上設置用太陽電池発電装置を水面上
に配置した例を示す斜視図である。
に配置した例を示す斜視図である。
【図12】図11の配置例の側面図である。
【図13】本発明の水上設置用太陽電池発電装置を水面上
に配置した例を示す斜視図である。
に配置した例を示す斜視図である。
【図14】本発明の水上設置用太陽電池発電装置を水面上
に配置した例を示す斜視図である。
に配置した例を示す斜視図である。
【図15】従来の水上設置用太陽電池発電装置の例を示す
斜視図(a)とその部分断面図(b)である。
斜視図(a)とその部分断面図(b)である。
【図16】従来の水上設置用太陽電池発電装置の別の例を
示す斜視図(a)とその断面図(b)である。
示す斜視図(a)とその断面図(b)である。
1a〜1c 水上設置用太陽電池発電装置(単に、発電装
置とも呼ぶ。) 2a、2b 太陽電池モジュール 3a、3b フロート 4 補強フレーム 4a〜4b フレーム部材 4c〜4e 係留部材付きのフレーム部材 5 係留部材 6a、6b モジュール押さえ部材 7 部屋 8 シール部 9 緩衝材 10 導通空間 11a 、11b 連結部材 12 係留索 13 水面 14 送電ケーブル 15 係留ワイヤ 16 固定具 17 浮力材 21 水上設置用太陽電池発電装置 22 太陽電池モジュール 22a 太陽電池群 23 フロート 25 フック(係留部材) 26 係留紐 27 (軽金属製の)伝熱板 31 水上設置用太陽電池発電装置 32 太陽電池モジュール 33 フロート 34 天板 35 固定用フック 36 モジュール固定板 37 フレーム 38 端子ボックス
置とも呼ぶ。) 2a、2b 太陽電池モジュール 3a、3b フロート 4 補強フレーム 4a〜4b フレーム部材 4c〜4e 係留部材付きのフレーム部材 5 係留部材 6a、6b モジュール押さえ部材 7 部屋 8 シール部 9 緩衝材 10 導通空間 11a 、11b 連結部材 12 係留索 13 水面 14 送電ケーブル 15 係留ワイヤ 16 固定具 17 浮力材 21 水上設置用太陽電池発電装置 22 太陽電池モジュール 22a 太陽電池群 23 フロート 25 フック(係留部材) 26 係留紐 27 (軽金属製の)伝熱板 31 水上設置用太陽電池発電装置 32 太陽電池モジュール 33 フロート 34 天板 35 固定用フック 36 モジュール固定板 37 フレーム 38 端子ボックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 駒見 祐司 兵庫県神戸市中央区脇浜町3丁目5番5号 川崎製鉄株式会社内 (72)発明者 寺田 利坦 東京都千代田区内幸町2丁目2番3号 川 崎製鉄株式会社内 Fターム(参考) 5F051 JA08 JA09 JA20
Claims (10)
- 【請求項1】 水面上に敷設し、太陽光によって電力を
発生させる水上設置用太陽電池発電装置であって、太陽
電池セルを平板上に集積した太陽電池モジュールと、該
太陽電池モジュールを載設するフロートと、該フロート
に係設した係留部材と、を有しており、前記フロート
が、内部に密閉空間を有する金属製のフロートであり、
該密閉空間は分割された複数の部屋を有することを特徴
とする水上設置用太陽電池発電装置。 - 【請求項2】 前記フロートの複数の部屋がそれぞれシ
ール部で隔絶されており、それぞれの部屋がひとつの密
閉空間を構成してなることを特徴とする請求項1に記載
の水上設置用太陽電池発電装置。 - 【請求項3】 前記フロートが、上下対称となるように
成形した1対の金属板を接合して構成されていることを
特徴とする請求項1または2に記載の水上設置用太陽電
池発電装置。 - 【請求項4】 前記シール部が、複数の分割配置した部
屋と部屋との間に形成された溝部であることを特徴とす
る請求項2または3に記載の水上設置用太陽電池発電装
置。 - 【請求項5】 前記溝部に補強フレームが配設されてな
ることを特徴とする請求項4に記載の水上設置用太陽電
池発電装置。 - 【請求項6】 前記係留部材が、水上設置用太陽電池発
電装置を水上に敷設した際に、水中に埋没するように設
置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか
に記載の水上設置用太陽電池発電装置。 - 【請求項7】 前記補強フレームに、前記係留部材が一
体的に形成されてなることを特徴とする請求項5または
6に記載の水上設置用太陽電池発電装置。 - 【請求項8】 前記補強フレームが、前記太陽電池モジ
ュールで得られた電力を送電する送電ケーブルおよび/
または前記フロートを係留する係留ワイヤを布線するた
めの空間を有するとともに、前記補強フレームに前記送
電ケーブルおよび/または係留ワイヤを固定する固定具
が植設されてなることを特徴とする請求項5に記載の水
上設置用太陽電池発電装置。 - 【請求項9】 前記フロートのそれぞれの部屋内に、多
孔質あるいは発泡質の浮力材が内包されてなることを特
徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の水上設置用太
陽電池発電装置。 - 【請求項10】 前記フロートの上面部に周設したモジュ
ール押さえ部材により、前記太陽電池モジュールが相対
変位可能となるように遊設されてなることを特徴とする
請求項1〜9のいずれかに記載の水上設置用太陽電池発
電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000305938A JP2002118275A (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 水上設置用太陽電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000305938A JP2002118275A (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 水上設置用太陽電池発電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002118275A true JP2002118275A (ja) | 2002-04-19 |
Family
ID=18786709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000305938A Pending JP2002118275A (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 水上設置用太陽電池発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002118275A (ja) |
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-
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- 2000-10-05 JP JP2000305938A patent/JP2002118275A/ja active Pending
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