JP5709253B2

JP5709253B2 - 太陽光発電装置

Info

Publication number: JP5709253B2
Application number: JP2011026366A
Authority: JP
Inventors: 明夫川尻; 光一宮里; 拓也北田; 孝宏畠山
Original assignee: Taiyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiyo Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2031-02-09
Also published as: JP2012164946A

Description

本発明は、構造物など固定側に張設される膜体と、この膜体に沿って設けられる可撓性板形状の太陽電池とを備えた太陽光発電装置に関するものである。

上記太陽光発電装置には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、太陽光発電装置は、固定側に張設される膜体と、この膜体の上面に沿って設けられる複数枚の太陽電池と、これら各太陽電池をその上方から一体的に覆うと共に、上記膜体に取り付けられる透明カバー体とを備え、このカバー体は、その全体が一体的に形成されている。このカバー体の面方向の一部分が上記太陽電池をその上方から覆い、上記カバー体の他部分が上記膜体側に向け断面Ｕ字形状となるよう屈曲させられて、上記膜体の上面に結合されている。

上記カバー体は、上記膜体の面方向かつ外方への上記太陽電池の自由な移動を阻止すると共に、太陽光を上記太陽電池側に向けて透過させる。そして、上記カバー体を透過して上記太陽電池に達した太陽光は、その光エネルギーが電気エネルギーに変換され、その後、この電気エネルギーはバッテリに充電されたり、その他の電気機器に供給されたりする。

特開昭６０−１０７８７１号公報

ところで、上記従来の技術では、上記したように、カバー体の面方向の一部分が上記太陽電池をその上方から覆い、上記カバー体の他部分が上記膜体側に向け断面Ｕ字形状となるよう屈曲させられて、上記膜体の上面に結合されている。このため、上記カバー体の他部分の上面には、少なくとも上記太陽電池の厚さ分の深さを有する溝が形成され、これにより、太陽光発電装置の表面に上記溝が幾筋も形成されることとなっている。

よって、第１に、上記各溝が太陽光発電装置の外観上の見栄えを阻害するおそれがある。また、上記溝に滞留する雨水により太陽光発電装置の表面に汚れが発生し易くなり、これも、上記太陽光発電装置の見栄えを阻害するおそれがある。また、第２に、上記溝により太陽光発電装置の表面に与えられる風圧が無用に大きくなるおそれもある。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、太陽光発電装置の外観上の見栄えの向上ができるようにすると共に、太陽光発電装置の表面に与えられる風圧を軽減できるようにすることである。

請求項１の発明は、固定側に張設される膜体２と、この膜体２に沿って設けられる可撓性板形状の太陽電池３とを備えた太陽光発電装置において、
上記膜体２に貫設され、上記太陽電池３を膜体２の面方向で遊嵌状に挿入させる複数の開口４と、上記太陽電池３の裏面側からこの太陽電池３と上記各開口４とを覆って上記膜体２の裏面に固着される裏面カバー体５と、上記太陽電池３の表面側からこの太陽電池３と上記各開口４とを覆って上記膜体２の表面に固着される透明な表面カバー体６とを備え、
上記裏面カバー体５と表面カバー体６とを上記各開口４に対しそれぞれ個別に設けたことを特徴とする太陽光発電装置である。

請求項２の発明は、上記膜体２と太陽電池３との各厚さを互いにほぼ同じにしたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置である。

請求項３の発明は、上記膜体２の表面における上記開口４の開口縁部に上記表面カバー体６を溶着Ｗしたことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の太陽光発電装置である。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、固定側に張設される膜体と、この膜体に沿って設けられる可撓性板形状の太陽電池とを備えた太陽光発電装置において、
上記膜体に貫設され、上記太陽電池を膜体の面方向で遊嵌状に挿入させる複数の開口と、上記太陽電池の裏面側からこの太陽電池と上記各開口とを覆って上記膜体の裏面に固着される裏面カバー体と、上記太陽電池の表面側からこの太陽電池と上記各開口とを覆って上記膜体の表面に固着される透明な表面カバー体とを備えている。

このため、上記膜体の表面では、上記表面カバー体がその厚さ分だけ突出するよう、突出寸法を抑制できることから、太陽光発電装置の表面を全体的に平滑にすることができる。

よって、第１に、この太陽光発電装置の外観上の見栄えの向上が達成される。また、太陽光発電装置の表面への雨水の滞留が防止されて、このような雨水の滞留による汚れの発生が防止され、この点でも、太陽光発電装置の見栄えの向上が達成される。また、第２に、太陽光発電装置の表面に与えられる風圧を軽減することができ、その分、上記膜体の強度を低く抑制できることから、この膜体の厚さを薄くして、太陽光発電装置を、より軽量にすることができる。

また、上記膜体に上記開口を複数形成し、上記裏面カバー体と表面カバー体とを上記各開口に対しそれぞれ個別に設けている。

このため、上記各開口毎に、上記膜体から裏面カバー体、および表面カバー体を脱着させることができる。よって、上記各開口毎に太陽電池を新しいものに交換することができるなど、太陽光発電装置の保守点検作業が容易にできる。

請求項２の発明は、上記膜体と太陽電池との各厚さを互いにほぼ同じにしている。

このため、上記太陽電池と開口とを覆って上記膜体に固着される表面カバー体が、上記太陽電池に押されて上記膜体の厚さ方向の外方に盛り上がったり、これとは逆に、上記表面カバー体の表面に凹みが生じたりすることが防止される。よって、上記太陽光発電装置の表面を、より平滑にすることができる。

請求項３の発明は、上記膜体の表面における上記開口の開口縁部に上記表面カバー体を溶着している。

このため、上記太陽光発電装置の外部から上記開口の内部への雨水の侵入は、より確実に防止されて、太陽電池の防水性が向上し、これは太陽光発電装置の寿命上、有益である。

図２のI−I線矢視拡大断面図である。太陽光発電装置の部分斜視部分展開図である。

本発明の太陽光発電装置に関し、太陽光発電装置の外観上の見栄えの向上ができるようにすると共に、太陽光発電装置の表面に与えられる風圧を軽減できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための形態は、次の如くである。

即ち、固定側に張設される膜体と、この膜体に沿って設けられる可撓性板形状の太陽電池とを備えた太陽光発電装置において、上記膜体に貫設され、上記太陽電池を膜体の面方向で遊嵌状に挿入させる複数の開口と、上記太陽電池の裏面側からこの太陽電池と上記各開口とを覆って上記膜体の裏面に固着される裏面カバー体と、上記太陽電池の表面側からこの太陽電池と上記各開口とを覆って上記膜体の表面に固着される透明な表面カバー体とを備えている。また、上記裏面カバー体と表面カバー体とは上記各開口に対しそれぞれ個別に設けられる。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。

図において、符号１は太陽光発電装置である。この太陽光発電装置１は、地面側や構造物など固定側に対し、ほぼ水平方向に張設される膜体２と、この膜体２に沿って設けられる矩形板状で複数枚の可撓性太陽電池３と、上記膜体２に複数貫設され、上記太陽電池３をそれぞれ出し入れ可能に挿入させる開口４と、上記太陽電池３の裏面（下面）側からこの太陽電池３と上記開口４とを覆って上記膜体２の裏面（下面）に溶着Ｗにより固着される裏面カバー体５と、上記太陽電池３の表面（上面）側からこの太陽電池３と上記開口４とを覆って上記膜体２の表面（上面）に溶着Ｗにより固着される表面カバー体６とを備えている。

また、上記太陽光発電装置１は、上記太陽電池３の裏面に突設されると共に上記裏面カバー体５に形成された貫通孔７を貫通し、上記太陽電池３で生じた電力を取り出す端子ボックス８と、この端子ボックス８に電線９により電気的に接続されて上記太陽電池３からの電力を入力するバッテリなど電気機器１０とを備えている。

上記太陽電池３と開口４とは共に矩形の相似形状で、上記太陽電池３の寸法は開口４の寸法よりもわずかに小さくされている。このため、上記開口４に挿入された太陽電池３は、膜体２の面方向で遊嵌状とされ、つまり、多少のがたつきが可能とされている。また、上記膜体２と太陽電池３との各厚さ寸法は互いにほぼ同じとされている。図例では、上記膜体２の厚さよりも太陽電池３の厚さがわずかに小さくされているが、大きくしてもよく、互いに同じ寸法にしてもよい。なお、特に、膜体２の厚さと太陽電池３の厚さとを同じ寸法にし、もしくは、上記膜体２の厚さよりも太陽電池３の厚さを小さくすることが好ましい。

上記裏面カバー体５と表面カバー体６とは上記各開口４に対しそれぞれ個別に設けられ、上記開口４と相似形状で、互いに同形同大とされている。また、上記裏面カバー体５と表面カバー体６とは上記膜体２の裏、表面に対しそれぞれ個別に固着されているが、それぞれ脱着可能に固着させてもよい。表面カバー体６は上記膜体２よりも厚さが小さくされている。

上記膜体２は、ケナフ繊維等の天然繊維、ポリエステル繊維等の合成繊維、もしくはガラス繊維等の無機繊維等により形成される縦糸２ａおよび横糸２ｂを有した織物である基材２ａ，２ｂと、この基材２ａ，２ｂの各外面に被覆されるポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）など熱可塑性樹脂製の表面材（コーティング材）２ｃとを備えている。上記ＰＶＣの融点はほぼ１８０℃である。

なお、上記膜体２の表面材２ｃは、少なくとも熱により溶着Ｗする部分の表面がポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂であればよく、その他の部分の最表面には、汚れ防止のための光触媒層を設けていてもよい。

上記裏面カバー体５は上記膜体２と同じ材料で、同じ構成、かつ、同じ厚さ寸法となるよう形成されており、縦糸５ａおよび横糸５ｂを有した基材５ａ，５ｂと、この基材５ａ，５ｂの各外面に被覆される表面材５ｃとを備えている。

上記表面カバー体６は、２フッ化系のフッ素樹脂、もしくは２種以上のフッ素系樹脂を混合した樹脂製のフィルムである。これらフッ素系樹脂の融点は２００℃以下であって、この融点は、前記したＰＶＣの融点と近似している。また、上記表面カバー体６の厚さは、１００μｍ以下が好ましいが、本実施例では、２０〜４０μｍである。

上記表面カバー体６にフッ素系樹脂を使用した場合は、その厚さを薄くしたとしても耐久性があるため、ＰＶＣ等他の材料に比べ長期間透明性が保たれると共に、高価であるフッ素系樹脂の使用量を低減させることができ、コストを低減させる事も可能となる。

また、上記膜体２の表面材２ｃの樹脂をポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）とし、表面カバー体６を２フッ化系のフッ素樹脂、もしくは２種以上のフッ素系樹脂を混合した樹脂としてもよい。

ここで、上記２フッ化系のフッ素樹脂としては、例えば、融点が１５１〜１７８℃であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）がある。また、２種以上のフッ素系樹脂を混合した樹脂としては、例えば、融点が１１５〜１８０℃であるＴＨＶ（テトラフルオロエチレン
ヘキサフルオロピレンビニリデンフルオライド）等がある。また、上記したそれぞれのフッ素系樹脂は融点が比較的低いものであり、融点が２００℃以下、より好ましくは融点が１８０℃以下のフッ素系樹脂を用いることができる。そして、上記したように表面カバー体６をフッ素系樹脂にすれば、この樹脂は、膜体２の表面材２ｃであるＰＶＣの融点１８０℃程度に近くなり、前記した膜体２および表面カバー体６同士の熱による溶着Ｗが容易、かつ、精度よくできる。

更に、上記表面カバー体６には、近赤外線カット機能を持たせる事が好ましい。例えば、スズ−アンチモン系酸化剤や、インジウム−スズ系酸化剤等を表面カバー体６に使用するフッ素系樹脂に必要量混合する事によって近赤外線をカットすることが可能となる。これにより、太陽電池３の温度上昇を防ぎ、発電効果の低下を防止する事が可能となる。

なお、上記表面カバー体６についても、上記膜体２や裏面カバー体５と同様に、少なくとも熱による溶着Ｗをしない部分の最表面には、汚れ防止のための光触媒層を設けていてもよい。

また、上記溶着Ｗは、高周波溶着、熱風溶着、および熱コテ式溶着などにより達成可能である。上記溶着Ｗは、開口４内への雨水の浸入の防止のため、連続的になされる。なお、上記膜体２への裏面カバー体５や表面カバー体６の固着は、上記した溶着Ｗに代えて、接着や縫着によってもよい。

上記構成によれば、膜体２に貫設され、太陽電池３を挿入させる開口４と、上記太陽電池３の裏面側からこの太陽電池３と上記開口４とを覆って上記膜体２の裏面に固着される裏面カバー体５と、上記太陽電池３の表面側からこの太陽電池３と上記開口４とを覆って上記膜体２の表面に固着される透明な表面カバー体６とを備えている。

このため、上記膜体２の表面では、上記表面カバー体６がその厚さ分だけ突出するよう、突出寸法を抑制できることから、太陽光発電装置１の表面を全体的に平滑にすることができる。

よって、第１に、この太陽光発電装置１の外観上の見栄えの向上が達成される。また、太陽光発電装置１の表面への雨水の滞留が防止されて、このような雨水の滞留による汚れの発生が防止され、この点でも、太陽光発電装置１の見栄えの向上が達成される。また、第２に、太陽光発電装置１の表面に与えられる風圧を軽減することができ、その分、上記膜体２の強度を低く抑制できることから、この膜体２の厚さを薄くして、太陽光発電装置１を、より軽量にすることができる。

上記の場合、膜体２の厚さを太陽電池３の厚さよりも少し小さくするなどして、上記太陽電池３の裏、表面に裏面カバー体５および表面カバー体６を圧接させてもよく、このようにすれば、上記太陽電池３が開口４内でがたつくことが防止される。

また、前記したように、膜体２と太陽電池３との各厚さを互いにほぼ同じにしている。

このため、上記太陽電池３と開口４とを覆って上記膜体２に固着される表面カバー体６が、上記太陽電池３に押されて上記膜体２の厚さ方向の外方に盛り上がったり、これとは逆に、上記表面カバー体６の表面（上面）に凹みが生じたりすることが防止される。よって、上記太陽光発電装置１の表面を、より平滑にすることができる。

また、前記したように、上記膜体２の表面における上記開口４の開口縁部に上記表面カバー体６を溶着Ｗしている。

このため、上記太陽光発電装置１の外部から上記開口４の内部への雨水の侵入は、より確実に防止されて、太陽電池３の防水性が向上し、これは太陽光発電装置１の寿命上、有益である。

また、前記したように、上記膜体２に上記開口４を複数形成し、上記裏面カバー体５と表面カバー体６とのうち、少なくともいずれか一方のカバー体を上記各開口４に対し個別に設けている。

このため、上記各開口４毎に、上記膜体２から裏面カバー体５、および／もしくは表面カバー体６を脱着させることができる。よって、上記各開口４毎に太陽電池３を新しいものに交換することができるなど、太陽光発電装置１の保守点検作業が容易にできる。

また、前記したように、膜体２と裏面カバー体５との各材料を互いに同じにしている。

このため、上記膜体２が、膜体２の展張時に付与される張力によって伸縮した場合や、何らかの外力で撓んだ場合、この膜体２の伸縮や変形に対し上記裏面カバー体５は円滑に追従する。よって、上記したように膜体２の伸縮時や撓んだ場合でも、この膜体２から上記裏面カバー体５が剥がれることは防止され、これは太陽光発電装置１の寿命上有益である。

更に好ましくは、膜材２の基材２ａ，２ｂと裏面カバー体５の基材５ａ，５ｂとの各繊維織物の織方向を同一にすることが好ましい。これにより膜体２の展張時に、この膜体２に付与される張力を適切に管理することができ、皺や破れを防止することが可能となる。

なお、以上は図示の例によるが、膜体２は太陽光発電装置１の専用として設けられるものであってもよく、構造物の屋根など、構造物の一部により構成されるものであってもよい。また、上記膜体２は、各太陽電池３が太陽に向かうよう傾斜していてもよい。

また、上記太陽電池３、開口４、裏面カバー体５、および表面カバー体６は円形状、長円形状、もしくは楕円形状であってもよく、互いに形状が相違していてもよい。

１太陽光発電装置
２膜体
２ａ縦糸
２ｂ横糸
２ｃ表面材
３太陽電池
４開口
５裏面カバー体
５ａ縦糸
５ｂ横糸
５ｃ表面材
６表面カバー体
７貫通孔
８端子ボックス
９電線
１０電気機器
Ｗ溶着

Claims

固定側に張設される膜体と、この膜体に沿って設けられる可撓性板形状の太陽電池とを備えた太陽光発電装置において、
上記膜体に貫設され、上記太陽電池を膜体の面方向で遊嵌状に挿入させる複数の開口と、上記太陽電池の裏面側からこの太陽電池と上記各開口とを覆って上記膜体の裏面に固着される裏面カバー体と、上記太陽電池の表面側からこの太陽電池と上記各開口とを覆って上記膜体の表面に固着される透明な表面カバー体とを備え、
上記裏面カバー体と表面カバー体とを上記各開口に対しそれぞれ個別に設けたことを特徴とする太陽光発電装置。
上記膜体と太陽電池との各厚さを互いにほぼ同じにしたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
上記膜体の表面における上記開口の開口縁部に上記表面カバー体を溶着したことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の太陽光発電装置。