(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池パネルが多角筒形状または円筒形状に配設された太陽電池パネル体と、
溝形の曲面の内側面を反射面とし、反射光が前記太陽電池パネルに入射されるように設置された反射板と該反射板を立設させる基台とを備え、
前記太陽電池パネル体が、筒軸を縦方向として、前記溝形の曲面により形成される溝の内側に、前記太陽電池パネル体の全ての受光面が位置するように配置され、
前記反射板は円錐台の周面形状の筒を軸方向に略２分した形状をなし、その軸方向を縦方向として基台上に末広がり状に立設されており、前記反射面の母線と、該母線と前記基台の面との交点を通る前記基台の垂線との角度が５〜３０度である太陽光発電装置。
【請求項２】
前記反射板が前記太陽電池パネル体のまわりを横方向に周回する軌道に沿って回動可能とされた請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
太陽の位置を検知する太陽位置検知手段と、
前記反射板を前記太陽電池パネル体のまわりに回動させる回動駆動手段とを備え、
前記太陽位置検知手段と前記回動駆動手段が相互に通信可能であり、該太陽位置検知手段によって検知された太陽の方角に応じて、前記反射板が回動されることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９は、特開２００９−２３１３１５号公報に記載された従来の太陽光発電装置である。球形状に形成された太陽電池パネル体１０１と、湾曲状の反射板１０２を備えることによって、太陽電池パネル体に直射する太陽光だけでなく、反射板に反射した太陽光を太陽電池パネル体の背面側で受光することを可能としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３１３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特開２００９−２３１３１５号公報に示された太陽光発電装置の太陽電池パネルにおいて、反射板で反射した太陽光を受ける範囲は限られており、太陽光を充分に利用しているとはいえない。
【０００５】
この発明の目的は、太陽電池パネル体と反射板を用いた太陽光発電装置において、太陽光を充分に利用した太陽光発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記課題を解決するために、本発明の太陽光発電装置は、複数の太陽電池パネルが略筒形状、多面体殻形状、略球殻形状、または略回転楕円体殻形状に配設された太陽電池パネル体と、
溝形あるいは窪み形の曲面の内側面を反射面とし、反射光が前記太陽電池パネルに入射されるように設置された反射板とを備え、
前記溝形の曲面により形成される溝の内側、あるいは前記窪み形の曲面により形成される窪みの内側に、前記太陽電池パネル体の受光面のうちの８０％以上が位置するように前記太陽電池パネル体が配置されたものである。
【０００７】
（２）さらに、本発明の太陽光発電装置は、上記発明において、前記太陽電池パネル体が略筒形状をなして筒軸の方向を縦として配設され、前記反射板が、横断面が弧形の曲板形状をなして前記太陽電池パネル体のまわりを横方向に周回する軌道に沿って回動可能とされたものである。
【０００８】
（３）またさらに、本発明の太陽光発電装置は、上記発明において、太陽の位置を検知する太陽位置検知手段と、
前記反射板を前記太陽電池パネル体のまわりに回動させる回動駆動手段とを備え、
前記太陽位置検知手段と前記回動駆動手段が相互に通信可能であり、該太陽位置検知手段によって検知された太陽の方角に応じて、前記反射板が回動されるものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記（１）の太陽光発電装置によれば、太陽光を直接受光するとともに、反射板によって反射させることで、太陽光が直射されない太陽電池パネルに反射光を照射し、発電させることができ、かつ、反射板で反射した太陽光を受ける太陽電池パネル体の受光面の面積を大きくすることができ発電量が増加する。
【００１２】
上記（２）の太陽光発電装置によれば、反射板が太陽光電池パネル体の周りに回動可能であるため、太陽の水平方角に応じて反射板の向きを調節することができる。よって、太陽光を直接受光するとともに、さらに効率良く太陽光を反射し太陽光発電を行うことができる。
【００１３】
上記（３）の太陽光発電装置によれば、太陽の位置を検知する太陽位置検知手段を備えており、検知された太陽の水平方角に応じて回動駆動手段が反射板を回動し得るため、効率良く太陽光発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明による太陽光発電の実施の形態１を示す斜視図である。
【図２】この発明による太陽光発電の実施の形態１を説明する説明図である。
【図３】この発明による太陽光発電の実施の形態１の他の態様の一例を示し図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＹ−Ｙ方向の断面図である。
【図４】この発明による太陽光発電の実施の形態２を示し、図４（ａ）は平面図、図４（ａ）は正面図（一部断面図）である。
【図５】この発明による太陽光発電の実施の形態２の他の態様の一例を示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図である。
【図６】この発明による太陽光発電の実施の形態３を示す斜視図である。
【図７】図６に示すこの発明による太陽光発電の実施の形態３の平面図（図７（ａ））と正面図（一部断面図）（図７（ｂ））である。
【図８】この発明による太陽光発電の実施の形態４を示す斜視図である。
【図９】従来における太陽光発電装置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態１による太陽光発電装置１であり、太陽光発電装置１が太陽電池パネル１０、反射板２及び基台３を備えている。
【００１８】
太陽電池パネル１０は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である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パネル状にしたものであり、太陽電池パネル体１１は太陽電池パネル１０を八角筒形状に配設したものである。太陽電池パネル体１１は太陽電池パネル１０を八角筒形状以外の多角筒形状又は円筒形状に配設したものであってもよい。
【００１９】
反射板２の形状は太陽光を反射面１２で反射する半筒形であり、反射面１２が凹型となるように形成されたものである。これにより、反射面１２の内側が筒の軸方向に延びる溝状となっている。反射面１２は鏡面反射面であってもよい。乱反射面であってもよい。
【００２０】
反射面１２の横断面は任意の曲線であるが、放物線、楕円、放物線以外の任意の折れ線（双曲線、直線の複合）であってもよい。小寸の鏡を複数配列し反射板を構成してもよい。反射板２はガラスミラーからなるが、アクリルミラー、アルミミラー、ステンレスミラーからなるものであってもよく、反射率が高いものが好ましい。
【００２１】
反射板２は筒を軸方向に略２分した形状をなし、その軸方向を縦方向として基台３上に立設している。また、太陽電池パネル体１１が自身の軸方向を縦方向として基台３上に固定されて立設している。
【００２２】
本発明において、縦方向は目視で水平面に対して縦方向と確認される方向であり水平面に対して４５度以上立ち上がった角度の方向をいう。横方向はある縦方向に対して直交する方向をいう。
【００２３】
太陽光発電装置の実施の形態１においては、図２の配置図（上面図）で示すように、太陽電池パネル体１１の受光面すなわち全太陽電池パネルの受光表面のうちの８０％以上が反射板２の内側に形成された溝形の空間２２に位置する。すなわち、太陽電池パネル体１１の受光面のうちの８０％以上が、反射板２の軸方向と平行な２つの辺２３、２５にわたる仮想平面２７と反射面１２との間の内側空間２２Ｓに位置する。
【００２４】
かかる構成により、太陽光が太陽電池パネル体１１を直射するとともに、発電量が増加し、効率的な発電を行うことができる。また、太陽光が直射しかつ、反射板２からの反射光を受光する太陽電池パネルが多く存在することになり、発電効率の向上に寄与する。例えば、太陽光７３が直射する太陽電池パネル体１１の領域２８に反射光７５が照射される。
【００２５】
太陽電池パネル体１１の受光面のうちの内側空間２２Ｓに位置する受光面の割合が８０％未満であると、太陽光が直射しかつ、反射板２からの反射光を受光する太陽電池パネルがごく少なく、良好な発電効率が得られない。
【００２６】
また、実施の形態１においては、筒形状に太陽電池パネル１０を配設したため、太陽電池パネル１０の設置面積を節約することができる。
【００２７】
この発明による太陽光発電装置の実施の形態２においては、図２において、反射板２が、太陽電池パネル体１１の軸（筒軸）を軸心２５とした略円形軌道に沿って矢印Ａの方向に回動する。この回動により、太陽の水平方角に応じて反射板の向きを調節することができる。よって、太陽光を直接受光するとともに、さらに効率良く太陽光を反射し太陽光発電を行うことができる。なお、本明細書においては、各図にわたって記される同じ符号は同一又は同様の部材やものを示す。
【００２８】
実施の形態１の他の態様の一例を図３に示す。図３に示す太陽光発電装置１ｐにおいては図１に示す太陽光発電装置１における反射板２に替えて反射板２ｐが用いられる。反射板２ｐは円錐台の周面形状の筒を軸方向に略２分した形状をなし、その軸方向を縦方向として基台３ｐ上に立設している。基台３ｐの面と反射板２ｐの反射面１２ｐとのなす角度αは５〜３０度である。この態様は太陽の高さが高いときの発電効率がよい。
【００２９】
なお、本明細書においては、筒は軸方向に太さが変化する筒状物をも含んで定義される。
【００３０】
太陽光発電装置の実施の形態２の態様の一例を図４に示す。図４において、太陽光発電装置１ａは、太陽電池パネル体１１、反射板２及び固定基台３ａと移動基台３ｂを備えている。太陽電池パネル体１１は軸心２５（筒軸）を縦にして、地面に設置される固定基台３ａ上に固定され立設している。反射板２は、上面視半円形の移動基台３ｂ上に立設している。
【００３１】
固定基台３ａの上面には、軸心２５を曲率の中心とする上面視半円形の案内溝３０が形成されている。案内溝３０の断面形状は逆Ｔ字形である。移動基台３ｂの下面に案内コマ３３が取り付けられており、案内コマ３３は案内溝３０に嵌っていて案内溝３０にガイドされて横方向に円弧状に移動可能とされている。これにより、移動基台３ｂが矢印Ａの方向に回動可能とされ、反射板２が図２に示す態様で太陽電池パネル体１１の軸を軸心２５とした略円形軌道に沿って太陽電池パネル体１１の外側を周回するように矢印Ａの方向に回動する。移動基台３ｂの外周には歯車の歯列３７が形成されており、歯列３７が不図示の回転駆動手段によって回転駆動される駆動用歯車３５とかみ合っている。これにより、移動基台３ｂが矢印Ａの方向に回動駆動される。
【００３２】
回転駆動手段は手動によるものであってもよく、モータ等によって駆動用歯車３５を回動させるものでもよく、太陽光発電により得た電力の一部を利用するものでもよい。移動基台３ｂが直接に回転駆動手段により駆動されてもよい。
【００３３】
太陽光発電装置１ａによれば、一部分の太陽電池パネル１０のみに太陽光が直射され続けることを防止し、太陽電池パネル１０の劣化を均一に調整することが可能であるとともに太陽の位置にあわせて反射板２を移動させて受光量を最適化することができる。
【００３４】
回転駆動手段に用いられるモータはステッピングモータ等の回転角度を制御できるものが好ましい。駆動手段が不図示の太陽位置検知手段に相互通信可能に電気的に接続されていることが好ましい。この場合、太陽位置検知手段から出力される信号に基いて回転駆動手段が動作する。当該動作は、太陽光発電により得た電力の一部を利用して行われてもよい。
【００３５】
太陽位置検知手段はセンサとしてフォトダイオードを備えており、太陽の位置（方位及び高度）を検知し、当該位置を示す信号を出力する。曇天により、太陽の位置を検知し得ない場合は、予め定義された計算式と日付及び設置場所情報によって太陽の位置を予測するものである。
【００３６】
実施の形態２の態様の他の一例を図５に示す。図５において、太陽光発電装置１ｂは、太陽電池パネル体１１、反射板２及び固定基台３ａｂと、上面視半円形の移動基台３ｂｂを備えている。太陽電池パネル体１１は軸心２５を縦にして、地面に平行に設置される円盤形状の上部基台４０上に固定され立設している。反射板２は、上面視半円形の移動基台３ｂｂ上に立設している。
【００３７】
固定基台３ａｂは円盤形状の上部基台４０と、円盤形状の下部基台４２とを備える。上部基台４０と下部基台４２とは両者の軸心を共有して間隔をおいて平行に配され、その軸心と共軸の丸シャフト４４を介して連結されている。一方、移動基台３ｂｂが連結シャフト４５とベアリング４８を介して丸シャフト４４に軸着し、丸シャフト４４のまわりに、すなわち、軸心２５を中心に回動可能とされている。これにより、反射板２が図２に示すと同様の態様で太陽電池パネル体１１の軸を軸心２５とした略円形軌道に沿って太陽電池パネル体１１の外側を周回するように矢印Ａの方向に回動する。移動基台３ｂｂは不図示の駆動手段により駆動される。
【００３８】
この発明による太陽光発電装置の実施の形態３においては、図６において、太陽光発電装置１ｃは、太陽電池パネル体１１ｃ、反射板２ｃ及び反射板２ｃを固定する固定基台３ｃを備えている。反射板２ｃは上方に開口し内側面を反射面１２ｃとする椀形状をなし、軸心２５ｃを縦にして、地面に設置される固定基台３ｃ上に台座５１を介して固定されている。太陽電池パネル体１１ｃは反射板２ｃ内底面の上方に固定用部材５０を介して固定されている。
【００３９】
椀形状は外側に向けて凸の閉曲面を輪切りにした片方の形状をいう。
【００４０】
反射板２ｃの縦断面は任意の曲線であるが、放物線、楕円、放物線や、それら以外の任意の折れ線（双曲線、直線の複合）であってもよい。小寸の鏡を複数配列し反射板を構成してもよい。
【００４１】
反射板２ｃの開口面や横断面は円形であることが好ましい。多角形状であってもよい。
【００４２】
太陽電池パネル体１１ｃは太陽電池パネル１０を略球殻形状に配設したものである。太陽電池パネル体１１ｃは太陽電池パネル１０を多面体殻形状、または略回転楕円体殻形状に配設したものであってもよい。
【００４３】
なお、回転楕円体とは、１つの楕円平面をこの楕円平面内に位置する回転軸線を中心に回転させた時に生じる立体をいうが、本発明においては、球、回転楕円体は幾何学的に厳密な形状である必要はなく、略球殻形状、略回転楕円体殻形状は、目視で球殻形状、回転楕円体殻形状と認識できるもの及び多面体殻に内接あるいは外接する閉曲面形状をいう。
【００４４】
太陽光発電装置の実施の形態３においては、図７の配置図で示すように、太陽電池パネル体１１ｃの受光面すなわち太陽電池パネルの受光表面のうちの８０％以上が反射板２ｃの内側に形成された窪み形の空間（窪み２０ｃ）の内側空間２２ｃに位置する。すなわち、太陽電池パネル体１１ｃの受光面のうちの８０％以上が、横方向に周回する反射板２ｃの上辺２３を含む仮想平面２７ｃと反射面１２ｃとの間の内側空間２２Ｓｃに位置する。
【００４５】
かかる構成により、発電量が増加し、効率的な発電を行うことができる。また、太陽電池パネル１０を略球殻形状、多面体殻形状、または略回転楕円体殻形状に配設しているので、太陽光が直射しかつ、反射板２ｃからの反射光を受光する太陽電池パネルが多く存在することになり、発電効率の向上に寄与する。例えば、太陽光７３ｃが直射する太陽電池パネル体１１ｃの領域２８ｃに反射光７５ｃが照射される。
【００４６】
太陽電池パネル体１１ｃの受光面のうちの内側空間２２ｃに位置する受光面の割合が８０％未満であると、太陽光が直射しかつ、反射板２ｃからの反射光を受光する太陽電池パネルがごく少なく、良好な発電効率が得られない。
【００４７】
太陽光発電装置の実施の形態３の他の一例の態様を図８に示す。図８においては図６の態様における太陽電池パネル体１１ｃにかえて筒形に太陽電池パネル１０を配設した太陽電池パネル体１１ｄが用いられる。この態様においても効率的な発電を行うことができる。
【００４８】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基いて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｐ：太陽光発電装置
２、２ｃ：反射板
３：基台
３ａ、３ａｂ、３ｃ：固定基台
３ｂ、３ｂｂ：移動基台
１０：太陽電池パネル
１１、１１ｃ：太陽電池パネル体
１２、１２ｃ：反射面
２５、２５ｃ：軸心
３０：案内溝
３３：案内コマ
４０：上部基台
４２：下部基台
４４：丸シャフト
【図１】
0005384568.tif 000002
【図２】
0005384568.tif 000003
【図３】
0005384568.tif 000004
【図４】
0005384568.tif 000005
【図５】
0005384568.tif 000006
【図６】
0005384568.tif 000007
【図７】
0005384568.tif 000008
【図８】
0005384568.tif 000009
【図９】
0005384568.tif 000010