(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池パネル組立体の薄型化及び軽量化と機械的強度確保の両立ができる曲面パネル構造を提供する。【解決手段】曲面パネル構造は、太陽電池フィルム１１と、太陽電池フィルム１１の表面形状が第１の方向に関してアーチ状となるように太陽電池フィルム１１を保持する格子状の曲面部１３、及び第１の方向に関して曲面部１３の両側に設けられた一対の平面部１４、を有するフレーム１２と、を含む第１の太陽電池パネル１０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池フィルムと、
前記太陽電池フィルムの表面形状が第１の方向に関してアーチ状となるように前記太陽電池フィルムを保持する格子状の曲面部、及び前記第１の方向に関して前記曲面部の両側に設けられた一対の平面部、を有するフレームと、
を含む第１の太陽電池パネルを備えることを特徴とする曲面パネル構造。
【請求項２】
前記第１の太陽電池パネルに対向する主面を有し、当該主面に前記一対の平面部が固定される構体と、
前記フレーム及び前記構体の一方または両方に設けられ、前記一対の平面部が前記主面に固定されたとき、前記フレーム及び前記構体の他方に当接するように形成された支持部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１の曲面パネル構造。
【請求項３】
前記支持部が、前記第１の方向に沿って形成された１または複数のリブを含むことを特徴とする請求項２に記載の曲面パネル構造。
【請求項４】
前記支持部が前記複数のリブを含む場合に、さらに、前記複数のリブを互いに連結する桁を含むことを特徴とする請求項３に記載の曲面パネル構造。
【請求項５】
前記支持部が、１以上の支柱を含むことを特徴とする請求項１に記載の曲面パネル構造。
【請求項６】
前記支持部が、複数の前記支柱を含む場合に、前記複数の支柱が前記第１の方向に沿って１列又は複数列に配列されていることを特徴とする請求項５に記載の曲面パネル構造。
【請求項７】
前記太陽電池フィルムと前記フレームとが面ファスナーを用いて互いに固定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の曲面パネル構造。
【請求項８】
前記フレームと前記構体とがボルトを用いて互いに固定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の曲面パネル構造。
【請求項９】
前記フレームが炭素繊維強化プラスチック製フレームであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の曲面パネル構造。
【請求項１０】
前記第１の太陽電池パネルと同一の構成を有する第２の太陽電池パネルをさらに備え、前記第２の太陽電池パネルは前記第１の太陽電池パネルに重ねられて前記構体に固定されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の曲面パネル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲面パネル構造に関し、特に、人工衛星等に搭載される太陽電池パネルの曲面パネル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星に搭載される従来の太陽電池パネルとして、アルミニウム製のハニカム構造体の表裏面に、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製のスキン層を接着して構成されたものが知られている。また、ハニカム構造体に代えてポリウレタン等からなる発泡材層を用い、その表裏面に上記と同様のスキン層を接着して構成されたものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
他方、地上で使用される太陽電池に関する技術として、アーチ状のアルミニウム合金製の天板の上に太陽電池モジュールを搭載するものがある（特許文献２参照）。
【０００４】
また、面ファスナーを用いて太陽電池モジュールを支持体から取り外し可能にする技術がある（特許文献３参照）。
【０００５】
さらに、太陽電池に関するものではないが、曲面形状のカバーケースの強度を確保するためにＣＦＲＰを用いる技術がある（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０８４８０号公報
【特許文献２】特開平１０−１７３２１２号公報
【特許文献３】特開２０１２−２３２９３号公報
【特許文献４】特開２００２−８４０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、人工衛星に搭載される機器の高性能化等により電力需要が増加する傾向にある。このため、人工衛星に搭載される太陽電池パドルの大面積化が求められている。
【０００８】
薄膜太陽電池フィルムは、薄くて軽量なので、打ち上げ機の搭載容積及び重量の増加を抑えつつ太陽電池パドルの大面積化に貢献することが期待される。しかしながら、薄膜太陽電池フィルムは、打ち上げ機を打ち上げる際の振動、衝撃及び音響等に耐え得る強度・剛性を持たない。このため、薄膜太陽電池フィルムを人工衛星等に搭載する場合には、薄膜太陽電池フィルムを支持体に固定して、打ち上げ時の振動、衝撃及び音響等に対して耐え得る機械的強度を与える必要がある。
【０００９】
従来の太陽電池パネルは、支持体としてハニカム構造体もしくは発泡材層とスキン層との組み合わせが用いられている。これらは、機械的強度の確保と軽量化との両立を目指しているが、厚みと、それに伴う重量がある。そのため、従来の太陽電池パネル構造には、薄膜太陽電池フィルムの薄く軽量であるという特徴を十分に生かしていないという問題点がある。
【００１０】
本発明は、薄膜太陽電池フィルムの薄くて軽いという特徴をより生かすことができる太陽電池パネルの曲面パネル構造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】
【００１１】
本発明の一側面による曲面パネル構造は、太陽電池フィルムと、前記太陽電池フィルムの表面形状が第１の方向に関してアーチ状となるように前記太陽電池フィルムを保持する格子状の曲面部、及び前記第１の方向に関して前記曲面部の両側に設けられた一対の平面部、を有するフレームと、を含む第１の太陽電池パネルを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽電池フィルムをアーチ状に保持する曲面部を有する格子状のフレームを用いることで、軽量化と薄型化を図りつつ、必要な強度を確保することができる曲面パネル構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る太陽電池パネルの曲面パネル構造の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る太陽電池パネルの曲面パネル構造を示す分解斜視図である。
【００１６】
図示の太陽電池パネル組立体は、同一に構成された２個の太陽電池パネル１０と、構体２０と、２個の太陽電池パネル１０を重ね合わせた状態で構体２０に固定する複数のボルト３０とを有している。ここでは太陽電池パネルの数を２個としたが、１個以上であってよい。
【００１７】
各太陽電池パネル１０は、薄型太陽電池フィルム１１と格子状フレーム１２とを含む。
【００１８】
薄型太陽電池フィルム１１は、樹脂フィルム上に太陽電池層を形成したもので、可撓性を有している。ここでは、薄型太陽電池フィルム１１の形状を矩形としたが、特に限定されるものではない。また、２つの太陽電池パネル１０は、互いに異なる光電変換特性を有する太陽電池層を持つ薄型太陽電池フィルム１１を採用してよい。そうすることで、より広い範囲の波長の光に対して発電が可能になる。
【００１９】
格子状フレーム１２は、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：（Carbon Fiber Reinforced Plastic）製で、所定の剛性を有している。格子状フレームの厚みは、従来の太陽電池パネルに使用されるスキン層と同程度とすることができる。格子状なので、その重量はスキン層よりも軽くできる。
【００２０】
格子状フレーム１２は、一方向に関してアーチ状に湾曲した曲面部１３と、同方向に関して曲面部１３の両側に設けられた一対の平面部１４とを備えている。平面部１４には、ボルト３０を受け入れる複数（ここでは６個、但し使用されるのは４個）の穴を規定する保持部１５が形成されている。
【００２１】
薄型太陽電池フィルム１１と格子状フレーム１２の互いに対向する面には、それぞれ対応する位置に面ファスナー１６，１７が貼り付けられている。具体的には、面ファスナー１７は、格子状フレーム１２の格子に沿って貼り付けられており、それに対応するように面ファスナー１６が薄型太陽電池フィルム１１に格子状に貼り付けられている。
【００２２】
面ファスナー１６，１７を用いることで、薄型太陽電池フィルム１１を格子状フレーム１２に保持固定させる作業が、接着剤を用いて接着する場合に比べて容易になる。面状の広がりを持つ薄型太陽電池フィルム１１を曲面部１３に貼り付けるよりも、線状の面ファスナー１６を曲面部１３に貼り付ける方が容易だからである。なお、面ファスナー１６，１７を用いても、接着剤を用いた場合に比べて、厚みや重量が大きく増加することはない。
【００２３】
構体２０は、薄い板状体であって、その一面（主面）に複数のリブ２１と、これら複数のリブ２１を相互に連結する桁２２が形成されている。また、構体２０の主面の４隅には、ボルト３０と嵌合するねじ穴を規定する保持部２３が形成されている。
【００２４】
構体２０の素材は特に限定されないが、樹脂や軽量金属を用いることができる。主面にリブ２１（及び桁２２）を形成したことで、従来の太陽電池パネルの支持体よりも薄くかつ軽くしつつ、必要な強度を得ることができる。なお、リブ２１の数は、太陽電池パネル１０のサイズや、求められる強度等に応じて変更することが可能であり、少なくとも一つあればよい。
【００２５】
構体２０のリブ２１及び桁２２は、太陽電池パネル１０がボルト３０を用いて構体に固定されたとき、その上面が格子状フレーム１２の少なくとも一部に接触するように形成されている。各リブ２１は、その上面全体が格子状フレーム１２に接触するように曲面に形成されることが望ましい。
【００２６】
以上の構成において、２個の太陽電池パネル１０は互いに重ねられた状態で、複数のボルト３０を用いて構体２０に固定される。一方の格子状フレーム１２の平面部１４が他方の格子状フレーム１２の平面部に接面し、他方の格子状フレーム１２の平面部は構体２０の主面に接面する。この状態で、複数のリブ２１及び桁２２は、一方の格子状フレーム１２に当接し、そのアーチ形状を維持するように作用する。
【００２７】
本実施の形態によれば、薄型太陽電池フィルム１１の形状を、格子状フレーム１２を用いてアーチ状にすることで、薄型太陽電池フィルム１１の面外方向の強度及び剛性を高めることができる。加えて、その形状を維持するように、リブ等で格子状フレーム１２を支持するようにしたことで、人工衛星等に搭載した場合に、打ち上げ時の振動や衝撃に対する耐性を確保することができる。そして、このような構成を採用したことで、太陽電池パネル組立体の全体としての厚みを薄くし、軽量化を実現することができる。こうして、太陽電池パネル組立体の全体の薄型化と軽量化を実現しつつ、必要な機械的強度を確保することができる。
【００２８】
太陽電池パネル組立体の薄型化及び軽量化により、限られた人工衛星の搭載スペースにより多くの太陽電池パネルを搭載できる。これにより、太陽電池パドルの大面積化と供給電力の増加を実現することが可能になる。
【００２９】
以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の変形変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、構体にリブを形成するようにしたが、格子状フレームに１つ以上のリブを形成するようにしてもよい。あるいは、構体にリブを形成するとともに格子状フレームにもリブを形成するようにしてもよい。但し、格子状フレームにリブを形成した場合には、２つの太陽電池パネルが同一構成であると重ねあわせることが不可能になるので、太陽電池パネルを一つにするか、２種類の太陽電池パネルを用意する必要がある。なお、リブの断面形状は、安定性を高めるためにＬ字型とすることができる。
【００３０】
また、構体に形成されたリブに代えて円柱状や角柱状の支柱を、構体及び格子状フレームの一方または両方に形成するようにしてもよい。この場合、複数のピンを格子状フレームの格子に沿って１または複数列に配列形成することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０    太陽電池パネル
１１    薄型太陽電池フィルム
１２    格子状フレーム
１３    曲面部
１４    平面部
１５    保持部
１６，１７    面ファスナー
２０    構体
２１    リブ
２２    桁
２３    保持部
【図１】
2014130984.tif 000003