(57)【要約】【課題】所要の敷地内に、敷地面積を有効に利用して、また、所要の空間を利用して、できるだけ多くの太陽光発電パネルを配置して発電効率を高める。【解決手段】下部に反射パネルフレームを備える垂直フレームに両面受光発電パネルを配置し、反射パネルフレームに反射パネルを配置したことを特徴とする高効率発電ユニットと、高効率発電ユニットを縦横に配列して構成した高効率発電アレイ。【選択図】図４
2014053378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に反射パネルフレームを備える垂直フレームに両面受光発電パネルを配置し、反射パネルフレームに反射パネルを配置したことを特徴とする高効率発電ユニット。
【請求項２】
反射パネルフレームが山型をなし、反射パネルが両面受光発電パネルの両側にあることを特徴とする請求項１に記載の高効率発電ユニット。
【請求項３】
反射パネルフレームが片側だけにあり、反射パネルが両面受光発電パネルの片側にあることを特徴とする請求項１に記載の高効率発電ユニット。
【請求項４】
前記両面受光発電パネルが、片面受光発電パネルを組み合せたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の高効率発電ユニット。
【請求項５】
前記両面受光発電パネルの表面に集光シートを貼り付けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の高効率発電ユニット。
【請求項６】
前記反射パネルが、波状シートで遮熱反射シートを挟んで構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の高効率発電ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の高効率発電ユニットを、縦横に配列して構成したことを特徴とする高効率発電アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電効率の高い太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽光発電パネルは、地面等の水平面に設置する場合、発電効率を高めるため、同一方向（太陽光の最適入射角方向）に向けて傾斜させて配列する。
【０００３】
しかし、この配列態様では、日が傾く朝夕は勿論のこと、日が高く、日射強度が強い日中でも、太陽光発電パネルの影が、隣接する他の太陽光パネルの受光面を覆い、発電効率が低下する。
【０００４】
このため、太陽光発電装置において、発電効率を高める手法が種々提案されている（例えば、特許文献１及び２、参照）。しかし、所要枚数の太陽光パネルを設置するのに必要な設置面積が増大し、また、発電に寄与しない空地が増大する。
【０００５】
特許文献３には、敷地面積を有効に活用して太陽光発電パネルを設置し、発電効率を高めた太陽光発電システムが開示されている。しかし、特許文献３に開示の太陽光発電システムは、基本的には平地に、太陽光パネルを傾斜させて設置するもので、敷地面積の有効な活用には限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９１８８９号公報
【特許文献２】特開２００１−１５２６１９号公報
【特許文献３】特開２００７−１７３３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、所要の敷地内に、敷地面積を有効に利用して、また、所要の空間を利用して、できるだけ多くの太陽光発電パネルを配置して発電効率を高めることを課題とし、該課題を解決する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、太陽光発電パネルを垂直に配置すれば、敷地面積又は所要の空間を有効に利用できるとともに、発電効率を高めることができることを見いだした。
【０００９】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１０】
（１）下部に反射パネルフレームを備える垂直フレームに両面受光発電パネルを配置し、反射パネルフレームに反射パネルを配置したことを特徴とする高効率発電ユニット。
【００１１】
（２）反射パネルフレームが山型をなし、反射パネルが両面受光発電パネルの両側にあることを特徴とする前記（１）に記載の高効率発電ユニット。
【００１２】
（３）反射パネルフレームが片側だけにあり、反射パネルが両面受光発電パネルの片側にあることを特徴とする前記（１）に記載の高効率発電ユニット。
【００１３】
（４）前記両面受光発電パネルが、片面受光発電パネルを組み合せたものであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の高効率発電ユニット。
【００１４】
（５）前記両面受光発電パネルの表面に集光シートを貼り付けたことを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の高効率発電ユニット。
【００１５】
（６）前記反射パネルが、波状シートで遮熱反射シートを挟んで構成されていることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の高効率発電ユニット。
【００１６】
（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載の高効率発電ユニットを、縦横に配列して構成したことを特徴とする高効率発電アレイ。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、敷地面積を有効に利用して、発電効率が高く、かつ、省エネルギーにも貢献する太陽光発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】両面受光の太陽光発電パネルを垂直に設置した態様を示す図である。
【図２】高効率発電アレイを構成する発電ユニットの骨格を示す図である。
【図３】反射パネルの態様を示す図である。
【図４】反射パネルを取り付けた発電ユニットを示す図である。
【図５】発電ユニットの側面態様を示す図である。
【図６】両面受光発電パネルの表面に集光シートを貼り付ける態様を示す図である。
【図７】本発明発電アレイの一態様を示す図である。
【図８】発電ユニットを縦横に組み合せた発電アレイを示す図である。
【図９】図８に示す発電アレイの平面態様を示す図である。
【図１０】発電アレイの利用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明について図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１に、両面受光の太陽光発電パネル（以下「両面受光発電パネル」ということがある。）を垂直に設置した態様を示す。敷地３に立設した鉄骨フレーム２の上部に、両面受光発電パネル１が取り付けられている。
【００２１】
両面受光発電パネルを垂直に配置しただけでは、発電効率が低いので、本発明の高効率発電アレイ（以下「本発明発電アレイ」ということがある。）においては、発電効率を高めるため、両面受光発電パネルの下部に、太陽光を反射して両面受光発電パネルに誘導する反射パネルを配置することを基本思想とする。
【００２２】
ただし、本発明で採用する両面受光発電パネルは、両面が受光可能な１枚の発電パネルでもよいし、片面のみ受光可能な発電パネルを２枚貼り合わせたものでもよい。
【００２３】
まず、本発明発電アレイを構成する発電ユニット（以下「本発明発電ユニット」ということがある。）について説明する。
【００２４】
図２に、高効率発電アレイ（本発明発電アレイ）を構成する本発明発電ユニットの骨格を示す。鉄骨フレーム２の上部に両面受光発電パネル１が取り付けられ、両面受光発電パネル１の下部に、反射パネルを取り付ける、鉄骨製の反射パネルフレーム４が山型に組まれている。
【００２５】
図３に、鉄骨製の反射パネルフレームに取り付ける反射パネルの態様を示す。反射パネル５は、遮熱反射シート６を波状シート７で挟んで構成されている。波状シート７に達した太陽光Ｌ1〜Ｌ5は、遮熱反射シート６の波面で８０％以上が、反射角が定まらない反射光となる。そして、反射光の大部分は、両面受光発電パネルに達する。
【００２６】
波状シートは、太陽光を透過する材質のものであればよく、特定の材質のものに限定されないが、成形性の点で樹脂製が好ましく、また、光透過性の点でガラス製が好ましい。また、なお、価格の点で、ポリカーボネイトが好ましい。
【００２７】
波状シートで挟む遮熱反射シートは、熱を遮断し、かつ、太陽光を反射する材質のものであればよく、特定の材質のものに限定されない。ただし、遮熱反射シートを波状シートで挟む場合、遮熱反射シートは、成形性のよい材質のものが好ましい。
【００２８】
図３には、遮熱反射シート６を波状シート７で挟持した反射パネル５を示したが、反射パネルは、太陽光を反射する機能を有していればよく、その限りで、種々の形態をとり得る。
【００２９】
例えば、波状の遮熱反射シートを、一方の面（外側の面）が平坦で、片方の面（遮熱反射シートに接する面）が波状のガラスシートで挟んでもよい。波状の遮熱反射シートで反射された太陽光は、反射角が定まらない反射光となってガラスシートからでていくことになる。
【００３０】
また、平坦な遮熱反射シートを、一方の面（遮熱反射シートに接する面）が平坦で、片方の面（外側の面）が凹凸のガラスシートで挟んでもよい。この場合、片方の面（外側の面）の凹凸がレンズの機能を果たすので、遮熱反射シートで反射された太陽光は、反射角が定まらない反射光となってガラスシートからでていくことになる。
【００３１】
図４に、両面受光発電パネルを中央にする山型の反射パネルフレーム４に、４枚の反射パネル５を取り付けた発電ユニットを示す。片側２枚の反射パネル５は、遮熱反射シートの波の方向が直角をなしている。一方の片側２枚の反射パネル５も、遮熱反射シートの波の方向が直角をなしている。反射パネルを上記のように配置することで、太陽光の大部分を反射して両面受光発電パネル１に供給することができる。
【００３２】
図示していないが、反射パネルフレーム４を、両面受光発電パネルの片側だけに設け、片側に２枚の反射パネル５を取り付けて発電ユニットを構成してもよい。
【００３３】
図５に、発電ユニットの側面態様を示す。太陽光Ｌ6は、反射パネル５で反射されて、両面受光発電パネル１に入射する。山型の反射パネルフレーム２に取り付けられた反射パネル５は、太陽光を反射するだけでなく、両面受光発電パネル１を冷却する空気の流れを形成する作用をなす。
【００３４】
遮熱反射シート６が太陽光を遮断するので、反射パネル５の下の土台３ａの温度上昇は小さく、反射パネル５と土台３ａの間の空間の温度上昇も小さい。なお、土台３ａが、例えば、コンクリート製であれば、温度上昇は大きいが、反射パネルが存在することで、土台３ａの温度上昇を大きく抑制することができる。
【００３５】
反射パネル５の下の空間の空気は、反射パネル５の傾斜に沿って上昇し、両面受光発電パネル１の面に達するが、反射パネル５の下の空間の空気の温度上昇は小さいので、反射パネル５の傾斜に沿って上昇し、両面受光発電パネル１の面に達する空気は、両面受光発電パネル１を冷却することになる。
【００３６】
反射パネル５の下の空間の空気の上昇と、反射パネル５の下の空間への空気の流入で、継続的に、両面受光発電パネル１が冷却されるので、両面受光発電パネル１の発電効率が向上する。
【００３７】
両面受光発電パネル１が冷却されることで発電効率は向上するが、さらに、発電効率を高めるため、図６に示すように、両面受光発電パネル１の表面に集光シート８を貼り付けてもよい。両面受光発電パネル１の表面に集光シートを貼り付けることにより、光エネルギーの捕捉率が向上する。
【００３８】
本発明発電アレイは、複数の本発明発電ユニットを縦横に組み合せて配置して構成される。図７に、本発明発電アレイの一態様を示す。図７に示す本発明発電アレイにおいては、２個の発電ユニット９、及び、反射パネルが片側だけの２個の発電ユニット９ａが組み合わされて構成されている。
【００３９】
本発明発電アレイは、発電ユニットの組合せの数に制限はないから、敷地全体を有効に利用して展開することが可能であり、また、種々の空間にも、空間を最大限利用して設置することが可能である。
【００４０】
図８に、発電ユニットを縦横に組み合せて構成した発電アレイの態様を示す。図９に、図８に示す発電アレイの平面態様を示す。発電ユニット９、及び、反射パネルが片側だけの発電ユニット９ａが、多数組み合わされて構成されていることが解る。なお、図９には、寸法を記載したが、これは例示であり、本発明発電ユニットの寸法及び本発明発電アレイの規模を限定するものではない。
【００４１】
図１０に、駐車場の上部空間に、本発明発電アレイを設置した利用例を示す。このように、所要の空間、例えば、ビルの屋上、遊休地等があれば、発電ユニットを所要の数組み合せて、本発明発電アレイを構成することができる。ビルの屋上に設置した空調機器の上にも、本発明発電アレイを配置することができる。この場合、太陽光を反射する反射パネルの存在で、空調機器の温度上昇が抑制されて、効率のよい運転ができるので、省エネルギー効果を期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
前述したように、本発明によれば、敷地面積を有効に利用して、発電効率が高く、かつ、省エネルギーにも貢献する太陽光発電装置を提供することができる。よって、本発明は、発電産業において利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【００４３】
１    両面受光発電パネル
２    鉄骨フレーム
３    敷地
３ａ    土台
４    反射パネルフレーム
５    反射パネル
６    遮熱反射シート
７    波状シート
８    集光シート
９    発電ユニット
９ａ    反射パネルが片側だけの発電ユニット
Ｌ    太陽光
Ｌ1〜Ｌ6    太陽光
【図１】
2014053378.tif 000003
【図２】
2014053378.tif 000004
【図３】
2014053378.tif 000005
【図４】
2014053378.tif 000006
【図５】
2014053378.tif 000007
【図６】
2014053378.tif 000008
【図７】
2014053378.tif 000009
【図８】
2014053378.tif 000010
【図９】
2014053378.tif 000011
【図１０】
2014053378.tif 000012