JP2010050206A - 太陽光発電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】広大な敷地を必要とせず、狭い敷地内で効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる太陽光発電システムを提供する。
【解決手段】工場等の敷地内に1本または複数本の鋼管柱11及び鉄骨柱で構成された太陽光発電用支持柱10を立設し、太陽電池を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにした太陽光発電パネル1を横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニット2,3,4を、太陽光の照射角度に合わせて傾斜し、所定の間隔で、太陽光発電用支持柱10に縦方向に複数段配置した。
【選択図】図1
【解決手段】工場等の敷地内に1本または複数本の鋼管柱11及び鉄骨柱で構成された太陽光発電用支持柱10を立設し、太陽電池を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにした太陽光発電パネル1を横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニット2,3,4を、太陽光の照射角度に合わせて傾斜し、所定の間隔で、太陽光発電用支持柱10に縦方向に複数段配置した。
【選択図】図1
Description
本発明は、広大な敷地を必要とせず、狭い敷地内で効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる太陽光発電システムに関する。
近年、地球環境問題に対する関心の高まりに伴い、自然エネルギーを利用した新エネルギーシステムの技術開発が注目を集めている。そのなかでも、太陽光を利用した太陽光発電は、地球温暖化の元凶と考えられている二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギーとして急速に脚光をあびている。
従来、太陽光発電は、住宅の屋根やビルの屋上に太陽光発電パネルを敷き詰め、住宅やビルが消費する電力の一部を補ってきた。しかしながら、住宅やビルが消費する電力よりも更に規模の大きな太陽光発電を行なう場合、太陽光発電パネルを設置する広大な敷地面積が必要となった。そのために、河川や海、湖等の交通や建造物の邪魔にならない未使用の場所に着目し、水面上に太陽光発電装置を設置したり(例えば、特許文献1)、土地価格が安価で、利用価値が全くない産業廃棄物処理施設に太陽光発電装置を設置した(例えば、特許文献2)。
しかしながら、特許文献1のような水面を利用(特に海面利用)する場合、設置部材の腐食による短寿命、メンテナンスが困難かつ高コストという問題に突き当たっている。加えて、海岸に大量の太陽光発電設備を広範囲で設置することは景観を損なうだけなく、海岸汚染の問題も引き起こす問題がある。
また、特許文献2のような産業廃棄物処理施設を利用する場合、埋設された廃棄物は長年に渡って徐々にその形状を変え、設置領域において不等沈下を起こす。その結果、互いに独立している架台はそれぞれその向きを徐々に変え、最初に設置された最も発電効率の高い状態から次第に発電効率の悪い状態に変化していく。そこで、定期的に各太陽光発電パネル設置架台の設置状況をチェックし、発電効率の落ちた架台の姿勢調整を行う必要がある。
即ち、水面とか産業廃棄物処理場のような特殊な場所は、広大な敷地面積を確保できるが、上述したような技術課題が発生するため、それを解決するための費用が必要となった。また、都市近郊の市街地等では広大な敷地面積は確保できず、しかも土地価格が高価であるという問題があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、太陽光発電パネルを横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニットを縦方向に複数段配置した太陽光発電用支持柱を、敷地面積の限られた工場等の敷地内に立設することにより、広大な敷地を必要とせず、狭い敷地内で効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる太陽光発電システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1記載の太陽光発電システムは、工場等の敷地内に太陽光発電用支持柱を立設し、太陽電池を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにした太陽光発電パネルを横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニットを、太陽光発電用支持柱に縦方向に複数段配置したことを特徴とするものである。
また、請求項2の記載の太陽光発電システムは、請求項1記載の太陽光発電システムであって、太陽光発電パネルユニットは、太陽光の照射角度に合わせて傾斜され、所定の間隔で太陽光発電用支持柱に固定されたことを特徴とするものである。
また、請求項3の記載の太陽光発電システムは、請求項1又は2記載の太陽光発電システムであって、太陽光発電用支持柱は、1本、または複数本の鋼管柱で構成されたことを特徴とするものである。
また、請求項4の記載の太陽光発電システムは、請求項1又は2記載の太陽光発電システムであって、太陽光発電用支持柱は、1本、または複数本の鉄骨柱で構成されたことを特徴とするものである。
また、請求項5の記載の太陽光発電システムは、請求項3記載の太陽光発電システムであって、鋼管柱は、所定長の鋼管材で構成されたことを特徴とするものである。
また、請求項6の記載の太陽光発電システムは、請求項3記載の太陽光発電システムであって、鋼管柱は、所定長の鋼管材を複数本延設して構成されたことを特徴とするものである。
また、請求項7の記載の太陽光発電システムは、請求項4記載の太陽光発電システムであって、鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角柱形式に組み合わせて構成されたことを特徴とするものである。
また、請求項8の記載の太陽光発電システムは、請求項4記載の太陽光発電システムであって、鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角錐形式に組み合わせて構成されたことを特徴とするものである。
本発明によれば、太陽光発電パネルを横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニットを縦方向に複数段配置した太陽光発電用支持柱を敷地面積の限られた工場等の敷地内に立設したので、広大な敷地を必要とせず、狭い敷地内で効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる。
また、本発明によれば、太陽光発電パネルユニットは、太陽光の照射角度に合わせて傾斜され、所定の間隔で太陽光発電用支持柱に固定されたので、効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる。
また、本発明によれば、太陽光発電用支持柱は、複数本の鋼管柱及び鉄骨柱で構成されたので、強風にも耐えうることができる。
また、本発明によれば、鋼管柱は、所定長の鋼管材若しくは所定長の鋼管材を複数本延設して構成したので、設置する際に運搬、保管がし易くなる。
また、本発明によれば、鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角柱形式に組み合わせて構成したので、鋼管柱よりも強度が増し、太陽光発電パネルユニットの段数を鋼管柱よりも多くして配置することができる。
また、本発明によれば、鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角錐形式に組み合わせて構成したので、太陽光発電パネルユニットを配置する間隔を狭めることができ、太陽光発電パネルユニットの段数を四角柱形式の鉄骨柱よりも更に多くして配置することができる。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
図1〜図3は太陽光発電用支持柱の第一実施形態の各実施例、図4〜図6は第二実施形態の各実施例、図7〜図9は第三実施形態の各実施例を示したものである。
第一実施形態の太陽光発電システムは、比較的狭い敷地内で小規模の太陽光発電を行なうために太陽光発電用支持柱を立設する場合であり、図1に示す実施例は、太陽光発電用支持柱10が1本の鋼管柱11で構成されたものである。
図において、1は太陽電池を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにした1枚の太陽光発電パネル、2は太陽光発電パネル1を横一列に2枚並べた太陽光発電パネルユニット、3は太陽光発電パネル1を横一列に3枚並べた太陽光発電パネルユニット、4は太陽光発電パネル1を横一列に4枚並べた太陽光発電パネルユニットである。
太陽光発電用支持柱10は、基礎コンクリートGLで固めた地表に1本の鋼管柱11を設立し、上固定部7u、下固定部7dからなる1組の固定部材7を3組揃え、所定の間隔で鋼管柱11に固定する。
その3組の固定部材7に、太陽光発電パネル1を横一列に2枚並べた太陽光発電パネルユニット2、横一列に3枚並べた太陽光発電パネルユニット3、横一列に4枚並べた太陽光発電パネルユニット4を固定して縦方向に3段配置する(図1(a))。
固定部材7の上固定部7u、下固定部7d間に太陽光発電パネルユニットを固定する際に、太陽光発電パネルユニットが太陽光の照射角度に合わせて傾斜するように、固定部材7の内下固定部7dは上固定部7uより前方向に突出させる(図1(b))。
更に、太陽光発電パネルユニット2、3、4は所定の間隔で太陽光発電用支持柱に固定されているので、太陽光が太陽光発電パネルユニット2、3、4に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはない(図1(b))。
図2及び図3は第一実施形態における他の実施例であり、図2は太陽光発電用支持柱20が2本の鋼管柱21、22で構成されたもので、太陽光発電パネル1を横一列に6枚並べた太陽光発電パネルユニット5を2本の鋼管柱21、22の間に配置した実施例である。
太陽光発電パネルユニット5は2ヶ所で固定されるので、1本の鋼管柱11で構成された実施例に比べ、風が太陽光発電用支持柱20に当たっても回転することはなく強風にも耐えうることができ、太陽光発電パネル1を横一列に6枚並べることができ、更に、同じ長さの太陽光発電パネルユニット5を所定の間隔で縦方向に配置する段数も多く、例えば4段にすることができるので発電容量を増やすことが出来る。
図3は太陽光発電用支持柱30が3本の鋼管柱31、32、33で構成されたもので、太陽光発電パネル1を横一列に9枚並べた太陽光発電パネルユニット6を3本の鋼管柱31、32、33の間に配置した実施例である。
太陽光発電パネルユニット6は3ヶ所で固定されるので、2本の鋼管柱21、22の間に配置した太陽光発電パネルユニット5よりも長く、例えば横一列に9枚並べることができるので更に発電容量を増やすことが出来る。
また、図2及び図3の実施例に示す太陽光発電用支持柱20、30は、図1の実施例に示す太陽光発電用支持柱10より高さが高くなるので、鋼管柱21、22、31、32、33は所定長の鋼管材を複数本延設して太陽光発電用支持柱20、30を構成しているので、設置する際の運搬及び保管がし易くなる。
図4〜図6に示す第二実施形態の太陽光発電システムは、中規模の太陽光発電を行なうために太陽光発電用支持柱を立設する場合であり、図4に示す実施例は、太陽光発電用支持柱40が1本の四角柱形式の鉄骨柱41で構成されたものである。
太陽光発電用支持柱40は、基礎コンクリートGLで固めた地表に1本の四角柱形式の鉄骨柱41を設立し、上固定部7u、下固定部7dからなる1組の固定部材7を3組揃え、所定の間隔で鉄骨柱41に固定する。
その3組の固定部材7に、太陽光発電パネル1を横一列に4枚並べた太陽光発電パネルユニット4を固定して縦方向に3段配置する(図4(a))。
固定部材7の上固定部7u、下固定部7d間に太陽光発電パネルユニット4を固定する際に、太陽光発電パネルユニット4が太陽光の照射角度に合わせて傾斜するように、固定部材7の内下固定部7dは上固定部7uより前方向に突出させる(図4(b))。
更に、太陽光発電パネルユニット4は所定の間隔で太陽光発電用支持柱に固定されているので、太陽光が太陽光発電パネルユニット4に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはない(図4(b))。
図5及び図6は第二実施形態における他の実施例であり、図5は太陽光発電用支持柱50が2本の四角柱形式の鉄骨柱51、52で構成されたもので、太陽光発電パネル1を横一列に6枚並べた太陽光発電パネルユニット5を2本の四角柱形式の鉄骨柱51、52の間に配置した実施例である。
太陽光発電パネルユニット5は2ヶ所で固定されるので、1本の鉄骨柱41で構成された実施例に比べ、風が太陽光発電用支持柱50に当たっても回転することはなく強風にも耐えうることができ、太陽光発電パネル1を横一列に6枚並べることができ、更に、鋼管柱21、22よりも強度が増すので、同じ長さの太陽光発電パネルユニット5を所定の間隔で縦方向に配置する段数も多く、例えば5段にすることができるので発電容量を増やすことが出来る。
図6は太陽光発電用支持柱60が3本の四角柱形式の鉄骨柱61、62、63で構成されたもので、太陽光発電パネル1を横一列に9枚並べた太陽光発電パネルユニット6を3本の四角柱形式の鉄骨柱61、62、63の間に配置した実施例である。
太陽光発電パネルユニット6は3ヶ所で固定されるので、2本の四角柱形式の鉄骨柱51、52の間に配置した太陽光発電パネルユニット5よりも長く、例えば横一列に9枚並べることができるので更に発電容量を増やすことが出来る。
図7〜図9に示す第三実施形態の太陽光発電システムは、大規模の太陽光発電を行なうために太陽光発電用支持柱を立設する場合であり、図7に示す実施例は、太陽光発電用支持柱70が1本の四角錐形式の鉄骨柱71で構成されたものである。
太陽光発電用支持柱70は、基礎コンクリートGLで固めた地表に1本の四角錐形式の鉄骨柱71を設立し、上固定部7u、下固定部7dからなる1組の固定部材7を4組揃え、所定の間隔で鉄骨柱71に固定する。
その4組の固定部材7に、太陽光発電パネル1を横一列に4枚並べた太陽光発電パネルユニット4を固定して縦方向に4段配置する(図7(a))。
固定部材7の上固定部7u、下固定部7d間に太陽光発電パネルユニット4を固定する際に、太陽光発電パネルユニット4が太陽光の照射角度に合わせて傾斜するように、固定部材7の内下固定部7dは上固定部7uより前方向に突出させる(図7(b))。
更に、太陽光発電パネルユニット4は所定の間隔で太陽光発電用支持柱に固定されているので、太陽光が太陽光発電パネルユニット4に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはない(図7(b))。
しかも、四角錐形式の鉄骨柱71は、四角柱形式の鉄骨柱41に比べ傾斜があるので、四角柱形式の鉄骨柱41よりも所定の間隔を狭くしても太陽光が太陽光発電パネルユニット4に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはないので、四角柱形式の鉄骨柱41よりも1段多く、例えば4段に配置することができる。
図8及び図9は第三実施形態における他の実施例であり、図8は太陽光発電用支持柱80が2本の四角錐形式の鉄骨柱81、82で構成されたもので、太陽光発電パネル1を横一列に6枚並べた太陽光発電パネルユニット5を2本の四角錐形式の鉄骨柱81、82の間に配置した実施例である。
太陽光発電パネルユニット5は2ヶ所で固定されるので、1本の鉄骨柱71で構成された実施例に比べ、風が太陽光発電用支持柱80に当たっても回転することはなく強風にも耐えうることができ、太陽光発電パネル1を横一列に6枚並べることができ、更に、四角柱形式の鉄骨柱51、52に比べ傾斜があるので、所定の間隔を狭くしても太陽光が太陽光発電パネルユニット5に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはないので、太陽光発電パネルユニット5を縦方向に配置する段数も1段多く、例えば6段にすることができるので発電容量を増やすことが出来る。
図9は太陽光発電用支持柱90が3本の四角錐形式の鉄骨柱91、92、93で構成されたもので、太陽光発電パネル1を横一列に9枚並べた太陽光発電パネルユニット6を3本の四角錐形式の鉄骨柱91、92、93の間に配置した実施例である。
太陽光発電パネルユニット6は3ヶ所で固定されるので、2本の四角錐形式の鉄骨柱81、82の間に配置した太陽光発電パネルユニット5よりも長く、例えば横一列に9枚並べることができ、更に、四角柱形式の鉄骨柱61、62、63に比べ傾斜があるので、所定の間隔を狭くしても太陽光が太陽光発電パネルユニット6に照射する際に、上方に配置された太陽光発電パネルユニットによって影になることはないので、太陽光発電パネルユニット6を縦方向に配置する段数も1段多く、例えば6段にすることができるので更に発電容量を増やすことが出来る。
以上のような太陽光発電用支持柱に配置された太陽光発電パネルユニットに太陽光が照射して太陽光発電を行なう作用を図面に基づいて説明する。
図10は本発明の太陽光発電システムを、電力会社の商用電力系統と連系する系統連系形システムのブロック図を示したもので、100は工場等の敷地内に立設した太陽光発電用支持柱に縦方向に複数段配置した太陽光発電パネルユニットの集合体である太陽電池モジュール、200は太陽電池モジュール100で発電された直流電力を工場等で使える交流電力に変換するインバータ、300は交流電力を工場等の各電気機器に伝える屋内分電盤、400は電力量計、500は工場等の各電気機器、600は電力会社である。
日昼の晴天時は太陽電池モジュール100で発電された直流電力をインバータ200で交流電力に変換する。変換された交流電力は屋内分電盤300を経由して工場等の各電気機器500の電源となる。雨天時または夜間は電力会社600から電力量計400、屋内分電盤300を経由して工場等の各電気機器500の電源となる。なお、工場等の各電気機器500で電力を消費しても余剰電力が発生したら電力量計400を経由して電力会社600に売電することも可能である。
図11は本発明の太陽光発電システムを、電力会社の商用電力系統と連系しない独立形システムのブロック図を示したもので、100は工場等の敷地内に立設した太陽光発電用支持柱に縦方向に複数段配置した太陽光発電パネルユニットの集合体である太陽電池モジュール、700は太陽電池モジュール100を充電制御する充電コントローラ、800は充電コントローラ700により充電制御された直流電力を貯蔵する蓄電装置、200は蓄電装置800で貯蔵された直流電力を工場等で使える交流電力に変換するインバータ、900は工場等の各電気機器500の交流電源である。
日昼の晴天時は太陽電池モジュール100で発電された直流電力を充電コントローラ700で充電制御して蓄電装置800に貯蔵すると同時にインバータ200で貯蔵された直流電力を工場等で使える交流電力に変換する。変換された交流電力は工場等の各電気機器500の交流電源900となる。雨天時または夜間は蓄電装置800で貯蔵された直流電力をインバータ200で工場等で使える交流電力に変換する。変換された交流電力は工場等の各電気機器500の交流電源900となる。
以上説明したように、本発明によれば、太陽光発電パネルを横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニットを縦方向に複数段配置した太陽光発電用支持柱を、敷地面積の限られた工場等の敷地内に立設することにより、広大な敷地を必要とせず、狭い敷地内で効率よく大容量の太陽光発電を行なうことができる太陽光発電システムを提供することができる。
1 太陽光発電パネル
2、3、4、5、6 太陽光発電パネルユニット
7 固定部材
10、20、30 太陽光発電用支持柱
40、50、60 太陽光発電用支持柱
70、80、90 太陽光発電用支持柱
11、21、22、31、32、33 鋼管柱
41、51、52、61、62、63 四角柱形式の鉄骨柱
71、81、82、91、92、93 四角錐形式の鉄骨柱
2、3、4、5、6 太陽光発電パネルユニット
7 固定部材
10、20、30 太陽光発電用支持柱
40、50、60 太陽光発電用支持柱
70、80、90 太陽光発電用支持柱
11、21、22、31、32、33 鋼管柱
41、51、52、61、62、63 四角柱形式の鉄骨柱
71、81、82、91、92、93 四角錐形式の鉄骨柱
Claims (8)
- 工場等の敷地内に太陽光発電用支持柱を立設し、太陽電池を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにした太陽光発電パネルを横一列に複数枚並べた太陽光発電パネルユニットを、前記太陽光発電用支持柱に縦方向に複数段配置したことを特徴とする太陽光発電システム。
- 前記太陽光発電パネルユニットは、太陽光の照射角度に合わせて傾斜され、所定の間隔で前記太陽光発電用支持柱に固定されたことを特徴とする請求項1記載の太陽光発電システム。
- 前記太陽光発電用支持柱は、1本、または複数本の鋼管柱で構成されたことを特徴とする請求項1又は2記載の太陽光発電システム。
- 前記太陽光発電用支持柱は、1本、または複数本の鉄骨柱で構成されたことを特徴とする請求項1又は2記載の太陽光発電システム。
- 前記鋼管柱は、所定長の鋼管材で構成されたことを特徴とする請求項3記載の太陽光発電システム。
- 前記鋼管柱は、所定長の鋼管材を複数本延設して構成されたことを特徴とする請求項3記載の太陽光発電システム。
- 前記鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角柱形式に組み合わせて構成されたことを特徴とする請求項4記載の太陽光発電システム。
- 前記鉄骨柱は、鋼材または鉄骨材を四角錐形式に組み合わせて構成されたことを特徴とする請求項4記載の太陽光発電システム。
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