JP7416994B1 - Solar panel unit and solar panel installation structure - Google Patents
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Abstract
【課題】略鉛直方向に配置されて水平方向に向いた外面に設置する場合でも、受光面積を大きくして発電効率を向上させる。【解決手段】太陽光パネルユニット16は、鉛直外面を構成するように配置される板状のパネル本体20と、パネル本体20の板面に水平方向に延出し且つ鉛直方向に並ぶように複数列形成され、それぞれ先端から基端に架けて鉛直方向に対して傾斜する傾斜面26が構成された台座部24と、台座部24の各々の傾斜面26に受光面32が上向きになるように配置された太陽電池シート30と、を備えている。【選択図】図2An object of the present invention is to increase the light-receiving area and improve power generation efficiency even when installed on an outer surface that is arranged substantially vertically and faces horizontally. SOLUTION: A solar panel unit 16 includes a plate-shaped panel body 20 arranged to form a vertical outer surface, and a plurality of rows extending horizontally on the plate surface of the panel body 20 and aligned in the vertical direction. A pedestal part 24 is formed, each having an inclined surface 26 extending from the tip to the base end and inclined with respect to the vertical direction, and the light receiving surface 32 is arranged on each inclined surface 26 of the pedestal part 24 so as to face upward. and a solar cell sheet 30. [Selection diagram] Figure 2
Description
本願の開示する技術は、太陽光パネルユニット、及び、太陽光パネル設置構造に関する。 The technology disclosed in the present application relates to a solar panel unit and a solar panel installation structure.
従来、再生利用可能エネルギーとして太陽光を利用する、太陽光発電が取り入れられている。一般的に、太陽光発電のための太陽光パネルは、平地や建物の屋根に設置され、30°程度の傾きで設置して、受光効率を高めている。 Conventionally, solar power generation, which uses sunlight as renewable energy, has been adopted. Generally, solar panels for solar power generation are installed on flat ground or on the roof of a building, and are installed at an angle of about 30 degrees to increase light receiving efficiency.
一方、平地や建物の屋根以外の場所、建物の壁面や窓などの略鉛直方向に配置されて水平方向に向いた外面への太陽光パネルの設置も検討されている。特許文献1では、2枚の片面受光太陽電池パネルを背中合わせにして両面受光型に加工し、建築物の外壁面から突き出るよう、袖壁状に鉛直設置する太陽光パネルの設置構造が開示されている。当該太陽光パネルにはカバーガラスにセラミックス凸状膨隆部及び表面彩色層の配設があり、反射光が抑制されている。このようにして、建築物の外壁面に太陽光パネルを設置することができる。 On the other hand, the installation of solar panels on flat land, locations other than the roofs of buildings, and external surfaces that are arranged approximately vertically and face horizontally, such as walls and windows of buildings, is also being considered. Patent Document 1 discloses a solar panel installation structure in which two single-sided light-receiving solar panels are placed back to back and processed into a double-sided light-receiving type, and are vertically installed in a side wall shape so as to protrude from the outer wall surface of a building. There is. The solar panel has a ceramic convex bulge and a colored layer on the cover glass, which suppresses reflected light. In this way, solar panels can be installed on the outer wall of a building.
特許文献1では、太陽電池パネルの鉛直方向に配置され、受光面が水平方向に向けられているので、受光面積が限られてしまう。 In Patent Document 1, the solar cell panel is arranged in the vertical direction, and the light-receiving surface is oriented in the horizontal direction, so the light-receiving area is limited.
本開示は上記事実を考慮し、略鉛直方向に配置されて水平方向に向いた外面に設置する場合でも、受光面積を大きくして発電効率を向上させた、太陽光パネルユニット、及び、太陽光パネル設置構造を提供することを目的とする。 Taking the above facts into consideration, the present disclosure provides a solar panel unit that increases the light receiving area and improves power generation efficiency even when installed on an outer surface facing horizontally and arranged substantially vertically, and a solar panel unit that increases power generation efficiency by increasing the light receiving area, The purpose is to provide a panel installation structure.
第1態様の太陽光パネルユニットは、鉛直方向に板面が配置され、一方面が外面を構成すると共に、他方面が内面を構成する板状のパネル本体と、前記パネル本体の前記一方面または前記他方面に沿って水平方向に延出し且つ鉛直方向に並ぶように複数列形成され、それぞれ先端から基端に架けて鉛直方向に対して傾斜する傾斜面が構成された台座部と、前記台座部の各々の傾斜面に受光面が上向きになるように配置された太陽電池シートと、を備えている。
前記太陽電池シートの前記基端側の端辺は、前記先端を通る南中時刻に最も低い位置からの太陽光線が、前記太陽光線の通過した前記先端よりも下側に配置された前記傾斜面と交わる位置よりも前記基端側に配置することができる。
また、台座部の底面は水平方向に配置された下向きの平面で構成することができる。
The solar panel unit of the first aspect includes a plate-shaped panel body in which plate surfaces are arranged in the vertical direction, one surface constitutes an outer surface, and the other surface constitutes an inner surface, and the one surface or a pedestal section formed in a plurality of rows extending horizontally along the other surface and lined up in the vertical direction, each of which has an inclined surface extending from a distal end to a proximal end and slanting with respect to the vertical direction; and the pedestal section. A solar cell sheet is provided on each inclined surface of the portion so that the light-receiving surface faces upward.
The end side of the base end side of the solar cell sheet is the inclined surface where the solar rays from the lowest position at the midsummer time pass through the tip and are arranged below the tip through which the solar rays pass. It can be arranged closer to the proximal end than the position where it intersects with.
Further, the bottom surface of the pedestal portion can be configured with a downwardly facing plane arranged in the horizontal direction .
第1態様の太陽光パネルユニットは、鉛直外面を構成するように配置される板状のパネル本体を備えている。パネル本体の板面には、台座部が形成されている。台座部は、水平方向に延出し且つ鉛直方向に並ぶように複数列形成され、それぞれ先端から基端に架けて鉛直方向に対して傾斜する傾斜面を構成する。この台座部の各々の傾斜面に受光面が上向きになるように太陽電池シートが配置される。 The solar panel unit of the first aspect includes a plate-shaped panel main body arranged so as to form a vertical outer surface. A pedestal portion is formed on the plate surface of the panel body. The pedestals are formed in a plurality of rows extending in the horizontal direction and lined up in the vertical direction, each forming an inclined surface extending from the distal end to the proximal end and slanting with respect to the vertical direction. A solar cell sheet is arranged on each inclined surface of the pedestal so that the light-receiving surface faces upward.
したがって、太陽電池シートの受光面は、パネル本体の板面に、水平方向に延出し且つ鉛直方向に複数列並ぶように、且つ、それぞれ鉛直方向に対して傾斜するように、上向きに傾斜配置される。これにより、受光面が鉛直方向に配置され水平方向に向けられている場合と比較して、受光面積を大きくすることができ、発電効率を向上させることができる。 Therefore, the light-receiving surface of the solar cell sheet is arranged on the plate surface of the panel main body so that it extends horizontally and is arranged in multiple rows in the vertical direction, and is tilted upward so that each row is inclined with respect to the vertical direction. Ru. Thereby, compared to the case where the light-receiving surface is arranged vertically and oriented horizontally, the light-receiving area can be increased, and power generation efficiency can be improved.
第2態様の太陽光パネルユニットは、第1態様の太陽光パネルユニットにおいて、前記台座部は、前記パネル本体の前記一方面側に、前記パネル本体から突出形成されている。 In the solar panel unit of the second aspect, in the solar panel unit of the first aspect, the pedestal portion is formed to protrude from the panel body on the one surface side of the panel body.
第2態様の太陽光パネルユニットによれば、パネル本体の外面に台座部が形成されているので、パネル本体を介さずに太陽光を太陽電池シートへ入射させることができる。したがって、パネル本体は透明部材に限定されず、材料の自由度を高くすることができる。 According to the solar panel unit of the second aspect, since the pedestal portion is formed on the outer surface of the panel body, sunlight can be made to enter the solar cell sheet without going through the panel body. Therefore, the panel main body is not limited to a transparent member, and the degree of freedom in materials can be increased.
第3態様の太陽光パネルユニットは、第1態様の太陽光パネルユニットにおいて、前記パネル本体は、太陽光を透過可能な透明体で形成され、前記台座部は、前記パネル本体の前記他方面側に凹状形成されている。 In the solar panel unit of a third aspect, in the solar panel unit of the first aspect, the panel body is formed of a transparent body that can transmit sunlight, and the pedestal part is on the other surface side of the panel body. It is formed in a concave shape.
第3態様の太陽光パネルユニットによれば、太陽電池シートの受光面を、パネル本体で覆うことができるので、別部材を用いることなく太陽電池シートの受光面を保護することができる。 According to the solar panel unit of the third aspect, the light-receiving surface of the solar cell sheet can be covered with the panel body, so the light-receiving surface of the solar cell sheet can be protected without using a separate member.
第4態様の太陽光パネルユニットは、第1態様~第3態様のいずれか1つの太陽光パネルユニットにおいて、複数の前記台座部が、鋸歯状に形成されている。 A solar panel unit according to a fourth aspect is the solar panel unit according to any one of the first to third aspects, in which the plurality of pedestals are formed in a sawtooth shape.
このように、鋸歯状にすることにより、パネル本体の一方面に高密度で台座部を形成することができる。 By creating the sawtooth shape in this manner, the pedestal portion can be formed at high density on one side of the panel body.
第5態様の太陽光パネルユニットは、第1態様~第4態様のいずれか1つの太陽光パネルユニットにおいて、前記傾斜面は、下に凸の曲面である。 In a solar panel unit according to a fifth aspect, in the solar panel unit according to any one of the first to fourth aspects, the inclined surface is a downwardly convex curved surface.
このように、傾斜面を下に凸の曲面とすることにより、受光面積を拡大することができる。 In this way, by making the inclined surface a downwardly convex curved surface, the light receiving area can be expanded.
第6態様の太陽光パネルユニットは、第1態様~第5態様のいずれか1つの太陽光パネルユニットにおいて、前記太陽電池シートは、複数列が並列配線されている。 A solar panel unit according to a sixth aspect is the solar panel unit according to any one of the first to fifth aspects, wherein the solar cell sheets are wired in parallel in a plurality of rows.
このように、太陽電池シートについて、複数列を並列配線することにより、いずれかの列の太陽電池シートに不具合が生じても、発電を継続することができる。 In this way, by wiring multiple rows of solar cell sheets in parallel, even if a problem occurs in any of the rows of solar cell sheets, power generation can be continued.
第7態様の太陽光パネル設置構造は、第1態様~第6態様のいずれか1項の太陽光パネルユニットと、前記パネル本体が取り付けられる被取付部と、を備える。 A solar panel installation structure according to a seventh aspect includes the solar panel unit according to any one of the first to sixth aspects, and an attached part to which the panel body is attached.
第7態様の太陽光パネル設置構造によれば、被取付部に取り付けられた太陽光パネルの太陽電池シートの受光面が上向きに傾斜配置される。これにより、受光面が水平方向に向けられている場合と比較して、受光効率を向上させることができる。また、受光面積も拡大することができる。 According to the solar panel installation structure of the seventh aspect, the light-receiving surface of the solar cell sheet of the solar panel attached to the attached part is arranged to be inclined upward. Thereby, the light receiving efficiency can be improved compared to the case where the light receiving surface is oriented in the horizontal direction. Furthermore, the light receiving area can also be expanded.
本開示によれば、略鉛直方向に配置されて水平方向に向いた外面に設置する場合でも、受光効率を向上させた、太陽光パネルユニット、及び、太陽光パネル設置構造を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a solar panel unit and a solar panel installation structure that improve light reception efficiency even when installed on an outer surface that is arranged in a substantially vertical direction and faces in a horizontal direction. .
[第1実施形態]
以下、図面を参照して本開示の第1実施形態を詳細に説明する。図1には、第1実施形態の太陽光パネルユニット16が設置された状態の建物10が示されている。建物10の外壁12に、太陽光パネルユニット16が設置されている。外壁12は、壁面が略鉛直方向Zに配置されて水平方向を向く壁である。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a building 10 in which a solar panel unit 16 according to the first embodiment is installed. A solar panel unit 16 is installed on an outer wall 12 of a building 10. The outer wall 12 is a wall whose wall surface is arranged substantially in the vertical direction Z and faces in the horizontal direction.
図2及び図3に示されるように、太陽光パネルユニット16は、パネル本体20を備えている。パネル本体20は、長方形板状とされている。パネル本体20の板面の一方面22A側が外向きに配置され、他方面22B側が外壁12に沿って配置される。また、パネル本体20の長手方向が水平方向Xに沿い、短手方向が鉛直方向Zに沿うように配置される。本実施形態では、一方面22Aが鉛直方向に配置され、水平方向に向いた外面となり、鉛直外面を構成する。ここでの鉛直方向は、略鉛直の方向を意味し、鉛直方向の±5°の範囲を含んでいる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the solar panel unit 16 includes a panel main body 20. As shown in FIGS. The panel body 20 has a rectangular plate shape. One surface 22A side of the plate surface of the panel body 20 is arranged facing outward, and the other surface 22B side is arranged along the outer wall 12. Further, the panel main body 20 is arranged such that the longitudinal direction thereof is along the horizontal direction X, and the lateral direction thereof is along the vertical direction Z. In this embodiment, one surface 22A is arranged in the vertical direction and serves as an outer surface facing in the horizontal direction, forming a vertical outer surface. The vertical direction here means a substantially vertical direction, and includes a range of ±5° in the vertical direction.
パネル本体20の一方面22Aには、台座部24が一体的に形成されている。台座部24は、図3に示されるように断面三角形状とされ、水平方向Xに延出し(図2参照)且つ鉛直方向Zに複数並ぶように形成されている。台座部24は、一方面22Aから、パネル本体20の厚み方向Yに突出しており、台座部24には、傾斜面26及び底面28が形成されている。傾斜面26は、板面に沿った方向から見て、鉛直方向に対して傾斜している。より詳細には図4に示されるように、一方面22Aから突出した傾斜面26の先端26A側が、一方面22Aに近い基端26B側よりも鉛直下方に配置された上向きの面を形成する平坦傾斜となっている。底面28は、水平方向に配置された下向きの平面となっている。傾斜面26と底面28とのなす角度αは、35°~45°であることが好ましい。 A pedestal portion 24 is integrally formed on one side 22A of the panel body 20. As shown in FIG. 3, the pedestals 24 have a triangular cross section, extend in the horizontal direction X (see FIG. 2), and are formed in a plurality of rows in the vertical direction Z. The pedestal portion 24 protrudes from the one side 22A in the thickness direction Y of the panel body 20, and the pedestal portion 24 is formed with an inclined surface 26 and a bottom surface 28. The inclined surface 26 is inclined with respect to the vertical direction when viewed from the direction along the plate surface. More specifically, as shown in FIG. 4, the tip 26A side of the inclined surface 26 protruding from the one side 22A forms an upwardly facing surface located vertically below the base end 26B side close to the one side 22A. It is sloped. The bottom surface 28 is a downwardly facing plane arranged in the horizontal direction. The angle α between the inclined surface 26 and the bottom surface 28 is preferably 35° to 45°.
上下方向に隣り合う台座部24は、連続して形成されており、全体として鋸歯状となっている。パネル本体20は、一例として樹脂材料で形成することができる。なお、ガラスや金属材料で形成してもよい。 The pedestals 24 adjacent to each other in the vertical direction are continuously formed and have a sawtooth shape as a whole. The panel body 20 can be made of a resin material, for example. Note that it may be formed of glass or metal material.
傾斜面26には、太陽電池シート30が取り付けられている。太陽電池シート30は、テープ状(帯状)の薄膜とされており、受光面32が上向きになるように配置されている。太陽電池シート30は、傾斜面26の長手方向(水平方向X)に複数枚(図2では8枚)が並べて配置されている。 A solar cell sheet 30 is attached to the inclined surface 26. The solar cell sheet 30 is a tape-shaped (band-shaped) thin film, and is arranged so that the light-receiving surface 32 faces upward. A plurality of solar cell sheets 30 (eight in FIG. 2) are arranged side by side in the longitudinal direction (horizontal direction X) of the inclined surface 26.
一例として、太陽電池シート30は、厚み0.1μm~10μm、幅0.5mm~10mm程度のものを用いることができる。 As an example, the solar cell sheet 30 can have a thickness of about 0.1 μm to 10 μm and a width of about 0.5 mm to 10 mm.
各々の太陽電池シート30は、図4に示されるように、幅方向の一端辺30Aが傾斜面26の先端26Aの縁に重ね合わせられ、長手方向が先端26Aに沿って配置される。また、幅方向の他端辺30Bは、傾斜面26の基端26B側に配置される。より詳細には、他端辺30Bは、先端26Aを通る太陽光線SL(南中時刻に最も低い位置からの太陽光線)が傾斜面26と交わる位置P1よりも基端26B側に配置されている。これにより、図4に示されるように、太陽電池シート30の位置P1に対応するラインを境界30Cとすると、一端辺30Aから境界30Cまでの受光面32(以下「受光領域R1」という)で直達日射プラス散乱日射による発電が可能となる。また、境界30Cから他端辺30Bの受光面32(以下「受光領域R2」という)で散乱日射による発電が可能となる。 As shown in FIG. 4, each solar cell sheet 30 is arranged so that one end side 30A in the width direction is overlapped with the edge of the tip 26A of the inclined surface 26, and the longitudinal direction is arranged along the tip 26A. Further, the other end side 30B in the width direction is arranged on the base end 26B side of the inclined surface 26. More specifically, the other end side 30B is arranged closer to the base end 26B than the position P1 where the sunlight SL passing through the tip 26A (sunlight rays from the lowest position at midsummer time) intersects with the slope 26. . As a result, as shown in FIG. 4, if the line corresponding to the position P1 of the solar cell sheet 30 is defined as the boundary 30C, direct light will reach the light receiving surface 32 from the one end side 30A to the boundary 30C (hereinafter referred to as "light receiving area R1"). Power generation using solar radiation plus scattered solar radiation becomes possible. Further, power generation using scattered solar radiation is possible on the light receiving surface 32 (hereinafter referred to as "light receiving region R2") from the boundary 30C to the other end side 30B.
なお、太陽から直接地上に到達する太陽放射を直達日射といい、太陽光線に対して垂直な面で受けた単位面積あたりの直達日射エネルギーを「直達日射量」とする。また、大気成分により散乱・反射して天空の全方向から届く太陽放射を(天空)散乱日射といい、水平面で受けた単位面積あたりの散乱日射エネルギーを「散乱日射量」とする。また、直達日射と散乱日射を合わせた天空の全方向からの太陽放射を全天日射といい、水平面で受けた単位面積あたりの全天日射エネルギーを「全天日射量」とする。 The solar radiation that reaches the ground directly from the sun is called direct solar radiation, and the direct solar radiation energy per unit area received on a plane perpendicular to the sun's rays is called "direct solar radiation." In addition, solar radiation that is scattered and reflected by atmospheric components and reaches from all directions in the sky is called (sky) scattered solar radiation, and the scattered solar radiation energy per unit area received on a horizontal plane is called "scattered solar radiation." In addition, solar radiation from all directions in the sky, including direct solar radiation and scattered solar radiation, is called total solar radiation, and the total solar radiation energy per unit area received on a horizontal plane is called ``total solar radiation.''
太陽電池シート30としては、ペロブスカイト太陽電池、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池、化合物太陽電池等、フィルム状に加工できるものを用いることができる。また、太陽電池の受光面の一部分に太陽光が直接入射せず影になる場合でも、散乱日射で発電可能な特性を有するものを用いる。 As the solar cell sheet 30, those that can be processed into a film shape, such as perovskite solar cells, organic thin film solar cells, dye-sensitized solar cells, and compound solar cells, can be used. In addition, a solar cell is used that has the characteristic of being able to generate electricity using scattered solar radiation even when sunlight does not directly enter a portion of the light-receiving surface of the solar cell and is in the shadow.
複数枚の太陽電池シート30は、図5に示されるように、鉛直方向Zに並ぶ複数枚(図5では6枚)が電気的に並列接続されて、並列接続ユニット36を構成している。そして、図6に示されるように、水平方向Xに隣り合う並列接続ユニット36同士が、直列接続され、一端部の鉛直方向Zに隣り合う並列接続ユニット36が直列接続されている。図2では、水平方向Xに8個の並列接続ユニット36が、鉛直方向Zに2列、合計18個配置されている。このように、1つの太陽光パネルユニット16内の複数の並列接続ユニット36を、直列接続することができる。 As shown in FIG. 5, a plurality of solar cell sheets 30 (six sheets in FIG. 5) arranged in the vertical direction Z are electrically connected in parallel to form a parallel connection unit 36. As shown in FIG. 6, parallel connection units 36 adjacent in the horizontal direction X are connected in series, and parallel connection units 36 adjacent in the vertical direction Z at one end are connected in series. In FIG. 2, eight parallel connection units 36 are arranged in the horizontal direction X and two rows in the vertical direction Z, for a total of 18 units. In this way, a plurality of parallel connection units 36 within one solar panel unit 16 can be connected in series.
なお、太陽電池シート30は、複数の太陽電池シート30を個々に傾斜面26へ配置してもよいし、図7に示されるように、保護膜M上に並べて配置し、配線を施した後に、保護膜Mを傾斜面26に沿って折り曲げて配置してもよい。 Note that the solar cell sheets 30 may be arranged by placing a plurality of solar cell sheets 30 on the inclined surface 26 individually, or, as shown in FIG. 7, after being arranged side by side on the protective film M and wiring , the protective film M may be bent and arranged along the inclined surface 26.
太陽光パネルユニット16は、カバー17を備えている。カバー17は、太陽光を透過可能な透明部材で形成されており、パネル本体20の台座部24側を覆うように配置されている。カバー17の表面は、無反射コーティングを施すことが好ましい。 The solar panel unit 16 includes a cover 17. The cover 17 is made of a transparent member that allows sunlight to pass through, and is arranged to cover the pedestal portion 24 side of the panel body 20. The surface of the cover 17 is preferably coated with an anti-reflection coating.
次に、本実施形態の太陽光パネルユニット16の作用効果について説明する。 Next, the effects of the solar panel unit 16 of this embodiment will be explained.
本実施形態の太陽光パネルユニット16は、受光面32が鉛直方向に対して傾斜して配置されている。そして、太陽電池シート30の他端辺30Bは、先端26Aを通る太陽光線SL(南中時刻に最も低い位置からの太陽光線)が傾斜面26と交わる位置P1よりも基端26B側に配置されている。 In the solar panel unit 16 of this embodiment, the light receiving surface 32 is arranged to be inclined with respect to the vertical direction. The other end side 30B of the solar cell sheet 30 is arranged closer to the base end 26B than the position P1 where the sunlight SL passing through the tip 26A (sunlight from the lowest position at midday) intersects with the slope 26. ing.
ここで、直達日射のみを考慮すると同一太陽高度θでは、太陽電池シート30を鉛直方向に配置した場合に受ける直達日射量(図8(A))と、受光領域R1で受ける直達日射量(図8(B))は、ほぼ同じである。本実施形態では、直達日射を受けない場合でも散乱日射により発電する受光領域R2を有している。したがって、受光面を鉛直方向に配置した場合と比較して、受光面32で受ける全天日射量を多くすることができ、効率よく発電することができる。 Here, considering only direct solar radiation, at the same solar altitude θ, the amount of direct solar radiation received when the solar cell sheet 30 is arranged vertically (Fig. 8 (A)) and the amount of direct solar radiation received in the light receiving area R1 (Fig. 8(B)) are almost the same. The present embodiment has a light receiving region R2 that generates power using scattered solar radiation even when it does not receive direct solar radiation. Therefore, compared to the case where the light-receiving surface is arranged in the vertical direction, the amount of total solar radiation received by the light-receiving surface 32 can be increased, and power generation can be performed efficiently.
また、本実施形態では、パネル本体20の外面に台座部24が形成されているので、パネル本体20を介さずに太陽光を太陽電池シート30へ入射させることができる。したがって、パネル本体20は透明部材に限定されず、パネル本体20の材料の選択自由度を高くすることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the pedestal portion 24 is formed on the outer surface of the panel body 20, sunlight can be made to enter the solar cell sheet 30 without going through the panel body 20. Therefore, the panel body 20 is not limited to a transparent member, and the degree of freedom in selecting the material of the panel body 20 can be increased.
また、本実施形態では、複数の台座部24が、鋸歯状に形成されているので、パネル本体20の一方面22Aに高密度で台座部24を形成し、太陽電池シート30を配置することができる。 Moreover, in this embodiment, since the plurality of pedestals 24 are formed in a sawtooth shape, it is possible to form the pedestals 24 with high density on one side 22A of the panel body 20 and arrange the solar cell sheet 30 thereon. can.
また、本実施形態では、複数の太陽電池シート30を並列接続したので、並列接続ユニット36内の一部の太陽電池シート30に不具合が生じても、発電を継続することができる。 Moreover, in this embodiment, since the plurality of solar cell sheets 30 are connected in parallel, even if a malfunction occurs in some of the solar cell sheets 30 in the parallel connection unit 36, power generation can be continued.
なお、本実施形態では、傾斜面26を平坦傾斜としてその上に傾斜面26に沿って太陽電池シート30を配置したが、図9に示されるように、下に凸となる曲面の曲傾斜面27とし、曲傾斜面27に沿って太陽電池シート30を配置してもよい。この場合には、太陽電池シート30の受光面32が上向きに配置された下に凸の曲面となる。したがって、パネル本体20の板面に沿った方向から見た一端辺30Aから他端辺30Bの長さが、直線状とした場合よりも長くなる。これにより、図10に示されるように、受光面32の面積を大きくすることができ、より発電の効率を向上させることができる。 In addition, in this embodiment, the solar cell sheet 30 is arranged on the inclined surface 26 along the inclined surface 26 with a flat inclined surface, but as shown in FIG. 27, and the solar cell sheet 30 may be arranged along the curved inclined surface 27. In this case, the light-receiving surface 32 of the solar cell sheet 30 becomes a downwardly convex curved surface that faces upward. Therefore, the length from one end side 30A to the other end side 30B when viewed from the direction along the plate surface of the panel body 20 is longer than when the panel body 20 is linear. Thereby, as shown in FIG. 10, the area of the light receiving surface 32 can be increased, and the efficiency of power generation can be further improved.
[第2実施形態]
次に、本開示の第二実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described. In this embodiment, the same parts as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
図11に示されるように、本実施形態の太陽光パネルユニット18は、パネル本体40を備えている。パネル本体40は、長方形板状とされている。パネル本体40の板面の一方面42A側が外向きに配置され、他方面42B側が外壁12に沿って配置される。また、パネル本体40の長手方向が水平方向Xに沿い、短手方向が鉛直方向Zに沿うように配置される。本実施形態では、一方面42Aが鉛直方向に配置され、水平方向に向いた外面となり、鉛直外面を構成する。なお、図11では、便宜上、一方面42A側を二点鎖線で示し、他方面42B側を透視して実線で図示している。 As shown in FIG. 11, the solar panel unit 18 of this embodiment includes a panel main body 40. As shown in FIG. The panel body 40 has a rectangular plate shape. One surface 42A side of the plate surface of the panel body 40 is arranged facing outward, and the other surface 42B side is arranged along the outer wall 12. Further, the panel main body 40 is arranged such that its longitudinal direction is along the horizontal direction X and its transversal direction is along the vertical direction Z. In this embodiment, one surface 42A is arranged in the vertical direction and serves as an outer surface facing in the horizontal direction, forming a vertical outer surface. In addition, in FIG. 11, for convenience, one side 42A side is shown with a two-dot chain line, and the other side 42B side is shown with a solid line when seen through.
パネル本体40の一方面42Aは平坦状とされ、鉛直方向Zに配置されている。パネル本体40の他方面42Bには、台座部44が一体的に形成されている。台座部44は、図12及び図13に示されるように、水平方向Xに延出し且つ鉛直方向Zに複数並ぶように形成されている。台座部44は、他方面42Bから、パネル本体40の厚み方向Yに凹とされ、台座部44には、傾斜面46及び天面48が形成されている。傾斜面46は、板面に沿った方向から見て、一方面42Aから遠い先端56A側が、一方面42Aに近い基端56B側よりも鉛直上方に配置された下向きの面を形成する平坦傾斜となっている。天面48は、水平方向に配置された上向きの平面となっている。傾斜面46と天面48とのなす角度α2は、25°~35°であることが好ましい。上下方向に隣り合う台座部44は、連続して形成されており、全体として鋸歯状となっている。 One side 42A of the panel body 40 is flat and arranged in the vertical direction Z. A pedestal portion 44 is integrally formed on the other surface 42B of the panel body 40. As shown in FIGS. 12 and 13, the pedestals 44 are formed to extend in the horizontal direction X and to be lined up in a plurality in the vertical direction Z. The pedestal portion 44 is recessed from the other surface 42B in the thickness direction Y of the panel body 40, and the pedestal portion 44 is formed with an inclined surface 46 and a top surface 48. The inclined surface 46 is a flat inclined surface in which the distal end 56A side far from the one surface 42A forms a downward surface arranged vertically above the proximal end 56B side near the one surface 42A when viewed from the direction along the plate surface. It has become. The top surface 48 is an upwardly facing plane arranged in the horizontal direction. The angle α2 between the inclined surface 46 and the top surface 48 is preferably 25° to 35°. The pedestals 44 that are adjacent to each other in the vertical direction are continuously formed and have a sawtooth shape as a whole.
パネル本体40は、太陽光を透過可能な透明体とされている。図13に示されるように、太陽光の入射角度をθ、パネル本体40の一方面42Aを通過した後の水平方向に対する太陽光の進行角度をφとすると、θよりもφが小さくなるように屈折させる材料で、パネル本体40を形成する。なお、材料の相対屈折率Nは、N=sinθ/sinφで表されることから、高い屈曲率の材料であることが好ましい。 The panel body 40 is a transparent body that can transmit sunlight. As shown in FIG. 13, if the incident angle of sunlight is θ, and the advancing angle of sunlight with respect to the horizontal direction after passing through one side 42A of the panel body 40 is φ, then φ is smaller than θ. The panel body 40 is formed of a refracting material. Note that since the relative refractive index N of the material is expressed as N=sin θ/sin φ, it is preferable that the material has a high refractive index.
パネル本体40は、一例として、高透過率、高相対屈折率を有する、樹脂やガラス材料で形成することができる。パネル本体40の一方面42Aには、無反射コーティングが施されている。 The panel body 40 can be made of, for example, a resin or glass material that has high transmittance and a high relative refractive index. One side 42A of the panel body 40 is coated with an anti-reflection coating.
傾斜面46には、太陽電池シート30が取り付けられている。太陽電池シート30は、受光面32が上向きになるように、傾斜面46下に配置されている。すなわち、受光面32が傾斜面46と接着し、太陽電池シート30がパネル本体40に覆われるように配置されている。太陽電池シート30は、傾斜面46の長手方向に複数枚が並べて配置されている。 The solar cell sheet 30 is attached to the inclined surface 46. The solar cell sheet 30 is arranged below the inclined surface 46 so that the light-receiving surface 32 faces upward. That is, the light-receiving surface 32 is bonded to the inclined surface 46, and the solar cell sheet 30 is arranged so as to be covered by the panel body 40. A plurality of solar cell sheets 30 are arranged side by side in the longitudinal direction of the inclined surface 46.
各々の太陽電池シート30は、図13に示されるように、幅方向の一端辺30Aが傾斜面46の基端56Bの根元に配置され、長手方向が基端56Bに沿って配置される。また、幅方向の他端辺30Bは、傾斜面46の先端56A側に配置される。また、他端辺30Bは、基端56Bを通る太陽光線SL(南中時刻に最も低い位置からの太陽光線)が傾斜面46と交わる位置P2よりも先端56A側に配置されている。これにより、太陽電池シート30の位置P2に対応するラインを境界30C-2とすると、一端辺30Aから境界30C-2までの受光面32(以下「受光領域R1-2」という)で直達日射プラス散乱日射による発電が可能となる。また、境界30C-2から他端辺30Bの受光面32(以下「受光領域R2-2」という)で散乱日射による発電が可能となる。 As shown in FIG. 13, each solar cell sheet 30 has one end side 30A in the width direction arranged at the root of the base end 56B of the inclined surface 46, and the longitudinal direction arranged along the base end 56B. Further, the other end side 30B in the width direction is arranged on the tip 56A side of the inclined surface 46. Further, the other end side 30B is disposed closer to the tip 56A than the position P2 where the sunlight SL passing through the base end 56B (sunlight from the lowest position at midsummer time) intersects with the slope 46. As a result, if the line corresponding to position P2 of the solar cell sheet 30 is defined as the boundary 30C-2, the light-receiving surface 32 from the one end side 30A to the boundary 30C-2 (hereinafter referred to as "light-receiving area R1-2") receives direct solar radiation plus It becomes possible to generate electricity using scattered solar radiation. Further, power generation using scattered solar radiation is possible on the light receiving surface 32 (hereinafter referred to as "light receiving region R2-2") from the boundary 30C-2 to the other end side 30B.
複数枚の太陽電池シート30は、幅方向(上下方向)に並ぶ複数本が電気的に並列接続されて、並列接続ユニット36を構成している。そして、複数の並列接続ユニット36が、電気的に直列接続されている(図5、6参照)。 A plurality of solar cell sheets 30 are arranged in the width direction (vertical direction) and are electrically connected in parallel to form a parallel connection unit 36 . The plurality of parallel connection units 36 are electrically connected in series (see FIGS. 5 and 6).
次に、本実施形態の太陽光パネルユニット18の作用効果について説明する。 Next, the effects of the solar panel unit 18 of this embodiment will be explained.
本実施形態の太陽光パネルユニット18は、受光面32が鉛直方向に対して傾斜して配置されている。そして、太陽電池シート30の他端辺30Bは、先端56Aを通る太陽光線SL(南中時刻に最も低い位置からの太陽光線)が傾斜面46と交わる位置P2よりも先端56A側に配置されている。 In the solar panel unit 18 of this embodiment, the light receiving surface 32 is arranged to be inclined with respect to the vertical direction. The other end side 30B of the solar cell sheet 30 is arranged closer to the tip 56A than the position P2 where the sunlight SL passing through the tip 56A (sunray from the lowest position at midday) intersects with the slope 46. There is.
ここで、直達日射のみを考慮すると同一太陽高度θでは、太陽電池シート30を鉛直方向に配置した場合に受ける直達日射量と、受光領域R1-1で受ける直達日射量は、ほぼ同じである。本実施形態では、直達日射を受けない場合でも散乱日射により発電する受光領域R2-2を有している。したがって、受光面を鉛直方向に配置した場合と比較して、受光面32で受ける全天日射量を多くすることができ、効率よく発電することができる。 Here, when considering only direct solar radiation, at the same solar altitude θ, the amount of direct solar radiation received when the solar cell sheet 30 is arranged vertically and the amount of direct solar radiation received in the light receiving region R1-1 are almost the same. The present embodiment has a light receiving region R2-2 that generates power using scattered solar radiation even when it does not receive direct solar radiation. Therefore, compared to the case where the light-receiving surface is arranged in the vertical direction, the amount of total solar radiation received by the light-receiving surface 32 can be increased, and power generation can be performed efficiently.
また、本実施形態では、パネル本体40の一方面42Aから入射した太陽光線SLが、水平方向に対して角度が小さくなるように屈折する。したがって、屈折なしの場合と比較して、影になる部分が少なくなり、影ができることにより出力が低下する種類の太陽電池を用いた場合でも、屈折なしの場合と比較して発電量を多くすることができる。 Moreover, in this embodiment, the sunlight SL which entered from one side 42A of the panel main body 40 is refracted|bent so that the angle with respect to a horizontal direction may become small. Therefore, compared to a case without refraction, there are fewer shadow areas, and even when using a type of solar cell whose output decreases due to shadow formation, the amount of power generation can be increased compared to a case without refraction. be able to.
また、本実施形態では、パネル本体40自体が太陽電池シート30を覆うので、別途カバーを設けることなく、太陽電池シート30を保護することができる。 Moreover, in this embodiment, since the panel body 40 itself covers the solar cell sheet 30, the solar cell sheet 30 can be protected without providing a separate cover.
また、本実施形態では、複数の台座部44が、鋸歯状に形成されているので、パネル本体40の他方面40Bに高密度で台座部44を形成し、太陽電池シート30を配置することができる。 Further, in this embodiment, since the plurality of pedestals 44 are formed in a sawtooth shape, it is possible to form the pedestals 44 with high density on the other surface 40B of the panel body 40 and arrange the solar cell sheet 30 thereon. can.
なお、本実施形態では、傾斜面46を平坦傾斜としてその下に傾斜面46に沿って太陽電池シート30を配置したが、図14に示されるように、下に凸となる曲面の曲傾斜面47とし、曲傾斜面47に沿って太陽電池シート30を配置してもよい。この場合には、太陽電池シート30の受光面32が上向きの曲面となる。したがって、パネル本体40の板面に沿った方向から見た一端辺30Aから他端辺30Bの長さが、直線状とした場合よりも長くなる。これにより、図10に示されるように、受光面32の面積を大きくすることができ、より発電の効率を向上させることができる。 In this embodiment, the solar cell sheet 30 is arranged below the inclined surface 46 along the inclined surface 46, but as shown in FIG. 47, and the solar cell sheet 30 may be arranged along the curved inclined surface 47. In this case, the light-receiving surface 32 of the solar cell sheet 30 becomes an upwardly curved surface. Therefore, the length from the one end side 30A to the other end side 30B when viewed from the direction along the plate surface of the panel body 40 is longer than when the panel body 40 is linear. Thereby, as shown in FIG. 10, the area of the light receiving surface 32 can be increased, and the efficiency of power generation can be further improved.
上記の第1、第2実施形態では、略鉛直の建物の外壁に太陽光パネルユニットを設置した例について説明したが、本開示の太陽光パネルユニットは、他の場所に設置することもできる。また、太陽光パネルユニット自体がバルコニーの目隠し部や窓部などの構造物を構成してもよい。 In the first and second embodiments described above, an example was described in which the solar panel unit was installed on a substantially vertical outer wall of a building, but the solar panel unit of the present disclosure can also be installed in other locations. Further, the solar panel unit itself may constitute a structure such as a blindfold part or a window part of a balcony.
本開示の技術に係る太陽光パネルユニット、及び太陽光パネル設置構造では、太陽光エネルギーを用いて効率よく発電を行うことで、化石燃料の燃焼による発電を代替し、CO2排出量を削減する効果を有するものである。 In the solar panel unit and solar panel installation structure according to the technology of the present disclosure, by efficiently generating power using solar energy, it replaces power generation by burning fossil fuels and reduces CO 2 emissions. It is effective.
16、18 太陽光パネルユニット
20、40 パネル本体
24、44 台座部
26、46 傾斜面
26A、56A 先端
26B、56B 基端
30 太陽電池シート
32 受光面
12 外壁(被取付部)
16, 18 Solar panel units 20, 40 Panel bodies 24, 44 Pedestal parts 26, 46 Slanted surfaces 26A, 56A Tips 26B, 56B Base end 30 Solar cell sheet 32 Light receiving surface 12 Outer wall (mounted part)
Claims (8)
前記パネル本体の前記一方面または前記他方面に沿って水平方向に延出し且つ鉛直方向に並ぶように複数列形成され、それぞれ先端から基端に架けて鉛直方向に対して傾斜する傾斜面が、構成された台座部と、前記台座部の各々の傾斜面に受光面が上向きになるように配置された太陽電池シートと、
を備え、
前記太陽電池シートの前記基端側の端辺は、前記先端を通る南中時刻に最も低い位置からの太陽光線が、前記太陽光線の通過した前記先端よりも下側に配置された前記傾斜面と交わる位置よりも前記基端側に配置される、太陽光パネルユニット。 a plate-shaped panel body in which plate surfaces are arranged in a vertical direction, one surface of the plate surface constitutes an outer surface, and the other surface constitutes an inner surface;
A plurality of rows are formed along the one surface or the other surface of the panel body so as to extend horizontally and line up in the vertical direction, each of which extends from the tip to the base end and slopes with respect to the vertical direction, a solar cell sheet arranged on each inclined surface of the pedestal so that the light-receiving surface faces upward;
Equipped with
The end side of the base end side of the solar cell sheet is the inclined surface where the solar rays from the lowest position at the midsummer time pass through the tip and are arranged below the tip through which the solar rays pass. The solar panel unit is arranged closer to the base end than the position where it intersects with the solar panel unit.
前記パネル本体の前記一方面または前記他方面に沿って水平方向に延出し且つ鉛直方向に並ぶように複数列形成され、それぞれ先端から基端に架けて鉛直方向に対して傾斜する傾斜面が構成された台座部と、前記台座部の各々の傾斜面に受光面が上向きになるように配置された太陽電池シートと、
を備え、
台座部の底面は水平方向に配置された下向きの平面であり、
前記パネル本体は、太陽光を透過可能な透明体で形成され、前記台座部は、前記パネル本体の前記他方面側に凹状形成されている、
太陽光パネルユニット。 a plate-shaped panel body in which plate surfaces are arranged in a vertical direction, one surface of the plate surface constitutes an outer surface, and the other surface constitutes an inner surface;
A plurality of rows are formed along the one surface or the other surface of the panel body so as to extend horizontally and line up in the vertical direction, each of which has an inclined surface extending from the tip to the base end and slanting with respect to the vertical direction. a solar cell sheet disposed on each inclined surface of the pedestal so that the light-receiving surface faces upward;
Equipped with
The bottom surface of the pedestal is a horizontally facing downward plane,
The panel body is formed of a transparent material that can transmit sunlight, and the pedestal portion is formed in a concave shape on the other side of the panel body.
solar panel unit.
請求項1に記載の太陽光パネルユニット。 The pedestal portion is formed on the one surface side of the panel body to protrude from the panel body.
The solar panel unit according to claim 1 .
請求項1に記載の太陽光パネルユニット。 The panel body is formed of a transparent material that can transmit sunlight, and the pedestal portion is formed in a concave shape on the other side of the panel body.
The solar panel unit according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の太陽光パネルユニット。 The plurality of pedestals are formed in a sawtooth shape,
The solar panel unit according to claim 1 or claim 2.
請求項1または請求項2に記載の太陽光パネルユニット。 The inclined surface is a downwardly convex curved surface,
The solar panel unit according to claim 1 or claim 2.
請求項1または請求項2に記載の太陽光パネルユニット。 The solar cell sheet has multiple rows wired in parallel.
The solar panel unit according to claim 1 or claim 2.
前記パネル本体が取り付けられる被取付部と、
を備えた、太陽光パネル設置構造。 The solar panel unit according to any one of claims 1 and 2,
an attached part to which the panel body is attached;
A solar panel installation structure with
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