JP6451776B2 - 太陽光発電装置 - Google Patents
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Description
また、太陽光発電パネルの設置態様(太陽光発電装置)としては、屋根等に固定する固定型と、太陽を追尾(追日)する架台に設置される追尾型とがあり、前記集光型は、太陽の位置で集光位置がずれるため、太陽光発電パネルが常に太陽に正対する(直達光が直交する)様に追尾型となっている(特許文献2段落0020〜0021、図1参照)。
従来における各太陽光発電パネルのフレームへの取付けは、それぞれ、水準器を使用して受光面がフレームと平行になるようにしている。この作業は繁雑であり、工夫が必要である。また、フレームも全長に亘って剛性があるわけでもなく、端になればなるほど撓む。このため、フレーム中央部の太陽光発電パネルと端部の太陽光発電パネルは、その受光面が同一に太陽に正対させることは困難である。
このため、太陽光発電パネルの補修や交換をする場合、太陽光発電パネルの裏面からボルトを外し、その太陽電池を取外し・取付けすることとなる。このとき、太陽光発電パネルはフレーム上面(表面)にその縦横に並べて取付けられているため、通常、その太陽光発電パネルの取外し・取付けは、その表面側からとなる。このため、前記裏面側のボルト止め作業者と太陽光発電パネルの取外し・取付け作業者が太陽光発電パネル群の表裏面側に必要となる。多くの作業者が必要であることは、作業コストの高騰となる。
しかし、朝から夕方まで太陽が出て太陽光が降り注ぐことは希であり、集光型はそのような発電量を確保することは困難である。このため、太陽光の照射があったりなかったりしても、その場合、太陽光発電パネルを平板型と集光型を半数ずつにすれば、図13Bに示すように、平板型の発電量は2点鎖線のように、集光型の発電量は1点鎖線のようにそれぞれなって、両者の合計発電量は実線のようになる。
このため、1年間を通して考えれば、平板型と集光型の両太陽光発電パネルを併用することが最も多くの発電量を得ることができる。その平板型と集光型の割合は、設置場所の太陽光の照射時間等を実験等によって把握し、その把握値に基づいて適宜に決定する。
また、この確認器具は数個の太陽光発電パネル毎に設けても良い。このとき、確認器具はその太陽光発電パネル群の中央に設けることができる。
さらに、この確認器具は、集光型太陽光発電パネル及びその発電装置に限らず、平板型太陽光発電パネル及びその発電装置に採用することができ、また、太陽追尾型に限らず、固定型に採用しても良い。
遮光筒は、円筒状や角筒状等の適宜な断面形状のものを採用できる。しかし、遮光しなくても、太陽光取り入れ孔からの太陽光が照射された受光板の位置が確認できれば、受光板をフレームに単に支持する支持杆で代用しても良い。また、受光板の色は、黒、灰色等が考えられるが、照射太陽光が確認できれば、色付きでなくても良い。すなわち無色透明でもよい。無色透明でも照射点は光って確認し得るからである。
この太陽光発電パネルの取付構造は、集光型太陽光発電パネルの取付けに限らず、平板型太陽光発電パネルの取付けに採用することができ、また、太陽追尾型に限らず、固定型に採用することもできる。
すなわち、常時、太陽の一日の運行に追尾して、東方向から西方向へ太陽光発電パネルPの受光面を可動とする方位角(回転角)に制御され、太陽高度が低い日の出から高度の高い昼そして再び高度の低くなる日没まで太陽の一日の高度変化に追尾する。また、仰角方向に太陽光発電パネルPの受光面を可動とする仰角(迎え角)に制御されて、パネル受光面を発電効率が最良となる、太陽に向かって各太陽光発電パネルP(受光面)が真っ直ぐ(直角)に向く(受光面が正対する)状態とされる。
また、全天日射計C2によって全天空の日射量を検出し、太陽光直達光計C3によって直達光の日射量を検出し、それらの検出量と発電量との対比によって発電効率等が計算される(特許文献2段落0023〜0024、図1参照)。
この実施形態においては、太陽方位計C1が追尾センサであって太陽の位置を捕捉する捕捉部を構成する。
また、集光型太陽光発電パネルP1はその側面に側方に突出するリブ片15を有している。このため、図5(C)に示すように、隣接する集光型太陽光発電パネルP1、P1のリブ片15、15をフレーム部材10の上側フランジ11に当てがい、その上側(集光型太陽光発電パネルP1の表面側)から、さらに固定具(止め金具)12をそのリブ片15を介してフランジ11に当てがい、その固定具12をボルト13でもって締結する。その固定具12による締結位置は、集光型太陽光発電パネルP1を強固に固定取付けし得るように、集光型太陽光発電パネルP1の前後側面及び左右側面において適宜に設定する。
このとき、予め、固定具12及びボルト13はフレーム部材10に取付け、固定具12はボルト13に対してその軸方向に移動可能としておく。この状態において、フレームFの表面側から集光型太陽光発電パネルP1をフレーム部材10にそのリブ片15が上側フランジ11と固定具12の押圧片12A及び押付片12Bの間に入り込むように載置し、その後、ボルト13でもって締結する。
この確認器具20は、図6に示すように、フレームFに固定の遮光板21と、その遮光板21と平行の色付き透明板からなる受光板22と、前記遮光板21と受光板22の間に設けたその両板21、22の間隔方向が筒軸の遮光筒23とからなる。
この確認器具20は、フレームF、すなわち太陽光発電パネルP1、P2の受光面(遮光板21)が太陽に正対している場合、遮光板21の中央の太陽光取り入れ孔24からの太陽光Cが照射される受光板22の位置が予め示されている。その位置は、複数の同心円をケガキによって描いたり、格子状にケガイたりして、その中心22aとしている。遮光板21と受光板22の間隔(遮光筒23の長さ)は、太陽の正対を確認できる限りにおいて任意であり、実験等によって適宜に決定する。
遮光板21と遮光筒23、遮光筒23と受光板22の一体化は、溶接やボルト止め(ビス止め)等の適宜な手段を採用する。この実施形態ではボルト26によっている。
このため、この確認器具20でもって、太陽光取り入れ孔24からの太陽光Cが受光板22の中心22aに照射されるように太陽光発電パネルP1、P2の取り付け態様を調整して、フレーム10の端に設けた平板型太陽光発電パネルP2等の受光面が太陽に正対するように調整する。このとき、遮光筒23によって遮光板21と受光板22の間の太陽光Cの経路が遮光されているとともに、受光板22が色付きのため、受光板への太陽光Cの照射位置の確認も容易かつ正確となる。
その集光型太陽光発電パネルP1の取り付け態様の調整は、各パネルPのフレームFの面上における上下左右方向位置調整、及び押付片12B、12Bとリブ片15の間、又はリブ片15とフランジ11の間に座金等の介在片を入れてパネルPのフレームFの面に対する上下方向を移動させて行なう。このとき、直達光の照射角度は0.26度であるため、その角度内に全ての太陽光発電パネルPの受光面の対向角度が入るようにする。
また、捕捉部(太陽方位計C1等)の位置は、前記実施形態のように、縦横配置の集光型太陽光発電パネルP1の群の中央とし、その中央部にフレームFの上下左右の回動支点が位置することが好ましい。しかし、捕捉部の位置は、フレームFの中央に限らず、フレームFの上下左右の回動支点に設けたり、フレームFの左右方向の中央線上に設けたり等と、太陽の追尾に支障がない限りにおいて任意である。例えば、図7に示すように、フレームFの左右方向の中央線上の下端に設けることができる。
P2 平板型太陽光発電パネル
D 追尾架台
C1 太陽方位計(太陽追日計)
C2 全天日射計
C3 太陽光直達光計
F フレーム
10 フレーム部材
11 フランジ
12 固定具
13 ボルト
15 リブ片
20 確認器具
21 遮光板
22 受光板
23 遮光筒
24 太陽光取り入れ孔
Claims (4)
- 太陽光発電パネルと、その太陽光発電パネルの複数を支持するフレームと、前記太陽光発電パネルが太陽に正対しているか否かを確認する確認器具と、前記フレームの向きを上下左右に変更させる駆動部と、前記フレームに設けた太陽の位置を捕捉する捕捉部とを含み、
前記捕捉部は、太陽の位置を捕捉する追尾センサであり、その追尾センサの信号に基づき前記フレームが左右及び上下方向に動いて太陽に真っ直ぐ向くように前記駆動部が作動する太陽光発電装置であって、
前記追尾センサとは別個に、前記太陽光発電パネルが太陽に正対しているか否かを確認する前記確認器具を有し、その確認器具が、前記フレームに固定の遮光板と、その遮光板と平行の色付き透明板からなる受光板と、前記遮光板と受光板の間に設けたその両板の間隔方向が筒軸の遮光筒とからなり、前記遮光板に太陽光取り入れ孔が形成され、前記受光板は、前記太陽光取り入れ孔からの太陽光が照射されると、その照射面の反対側からその照射位置を確認でき、その確認位置によって前記太陽光発電パネルが太陽に正対しているか否かを確認する太陽光発電装置。 - 前記太陽光発電パネルが、集光型太陽光発電パネルと、平板型太陽光発電パネルとからなる請求項1に記載の太陽光発電装置。
- 前記集光型太陽光発電パネルと平板型太陽光発電パネルの配置は、その太陽光発電パネルの支持部のフレームの上下左右変更支点に対し、その支点側に集光型太陽光発電パネル、その集光型太陽光発電パネルの外側に平板型太陽光発電パネルを設けた請求項2に記載の太陽光発電装置。
- 前記各太陽光発電パネルの側面に突出するリブ片を有し、前記フレームは前記リブ片が当てがわれるフランジを有して、隣り合う太陽光発電パネルの対向する両リブ片を前記フランジに当てがい、太陽光発電パネルの表面側から、前記リブ片を前記フランジにビス止めした請求項1乃至3の何れか1項に記載の太陽光発電装置。
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