(57)【要約】【課題】簡便な手段で太陽電池素子の設置角度を可変することが可能な太陽電池素子の設置構造を提供すること。【解決手段】基台と、該基台上に設置される太陽電池素子と、前記基台と前記太陽電池素子との間に配置され、熱によって長さが変化することで前記基台に対する前記太陽電池素子の設置角度を可変させる設置角度可変手段と、を有することを特徴とする太陽電池素子の設置構造。【選択図】図５
2006278536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、該基台上に設置される太陽電池素子と、前記基台と前記太陽電池素子との間に配置され、熱によって長さが変化することで前記基台に対する前記太陽電池素子の設置角度を可変させる設置角度可変手段と、を有することを特徴とする太陽電池素子の設置構造。
【請求項２】
前記設置角度可変手段は、熱によって長さが伸縮する伸縮部と、該伸縮部に伝達される熱を集熱する集熱部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子の設置構造。
【請求項３】
前記伸縮部は、複数個の異なった変形温度を持つ形状記憶合金を直列に接続した構成を有することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池素子の設置構造。
【請求項４】
前記伸縮部は、前記太陽発電素子の一辺に沿って複数個配されていることを特徴とする請求項２または３に記載の太陽電池素子の設置構造。
【請求項５】
前記伸縮部は、前記太陽発電素子の対向する二辺に沿って複数個配されていることを特徴とする請求項２または３に記載の太陽電池素子の設置構造。
【請求項６】
前記設置角度は、太陽光の入射角度と前記太陽電池素子の受光面との角度が９０度に近づくように可変されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池素子の設置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子の傾斜角度を光源に合わせて自動調節し、発電効率を向上させることが可能な太陽電池モジュール、および太陽光発電装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題への関心の高まりとともに、自然エネルギーを利用した新エネルギー技術が注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用した太陽光発電システムへの関心が高く、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池素子を多数並べて太陽電池モジュールとし、さらに前記太陽電池モジュールを住宅の屋根や工場の屋上に多数配して屋内の電気負荷の電力を賄ったり、余剰電力を電力会社に売電したりしている。このような太陽光発電システムでは架台と呼ばれる鉄やアルミニウム製のレールを組み合わせて作った設置台上に太陽光を電気に変換する太陽電池モジュールを載置する方法が一般的であり、このとき、架台に傾斜角を持たせて太陽電池モジュールを傾斜させ、発電効率を向上させるようにしている。この太陽電池モジュールを架台に搭載した状態を太陽光発電装置と称する。
【０００３】
以下にラミネート式の製造方法で作られる太陽電池モジュールを例にその構造を説明する。図１４に示すように、太陽電池モジュール２０は、受光面にガラスや樹脂等の光透過板２４が設けられ、この光透過板２４に多数の太陽電池素子２３がＥＶＡ樹脂（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ）等からなる封止材２２によってラミネートされ、その裏面である非受光面にはテフロン（登録商標）フィルムやＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの耐候性フィルム２６が貼着されたものであり、太陽電池素子２３としては、例えばシリコン系半導体やガリウムヒ素等から成る化合物半導体などの単結晶、多結晶や非晶質の材料が用いられ、互いに直列及び／または並列に電気的に接続されて、太陽電池モジュール２０の裏面、すなわち耐候性フィルム２９の上にはＡＢＳ樹脂などの合成樹脂やアルミニウム金属などで構成したジャンクションボックス１９を接着し、太陽電池モジュール２０の出力電力を取り出すターミナルに接続された送電線により出力が取り出される。なお、これら光透過板２４、太陽電池素子２３および耐候性フィルム２９の重ね構造の矩形状の本体に対し、その各辺周囲をアルミニウム金属やＳＵＳ等から成る枠体２１を挟み込むように装着し、太陽電池モジュール２０の設置用固定部の役割を果たすようにしている。また、太陽電池モジュール２０の端部保護および全体の強度を高める強度向上の目的にも役立つ。枠体には鉄やステンレス、アルミニウムのような金属の折り曲げ材や押し出し成形、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ）などの樹脂成型品が用いられ、枠体同士の組付けは直接ネジやリベットで結合されるものや、連結プレートのような補助部材を介して固定されたり、ガラスや樹脂等の光透過板２４に接着することで行われる。また、一体成型された枠に光透過板２４をはめ込む構造としてもよい。
【０００４】
そうして作られた太陽電池モジュールの発電電力を用いて、照明や電動機等の負荷を稼動させる。このとき図１５に示すように、太陽電池モジュール２０を架台と呼ばれる鉄やアルミニウムなどのレールを組合わせた設置架台１８に載せて固定し、太陽光発電装置とするのであるが、太陽光発電装置は風などの風加重により飛ばされたり転倒させられたりしないように、架台の基部を屋根１７や屋上のコンクリートに釘やアンカーボルトなどで強固に固定するため、一旦設置してしまうと容易に方位を変えることができない。また、太陽電池モジュール２０をビルの壁面に垂直設置したり、太陽電池モジュール２０の耐候性フィルム２９を透光性のあるものとして太陽電池モジュールを窓などに採光用建材として用いた設置とした場合においても傾斜角度を容易に変更できないことは同様である。
【０００５】
そこで、それを改善するために、架台上の太陽電池モジュールの傾斜角度を比較的容易に変更可能とし発電効率を向上させる方法が考案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
また、モジュール角度を手作業で調整することの可能な窓構造が考案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００７】
また、太陽電池モジュールを複数の層により構成し、その中間層に空気層を設けて反射板を回動可能とし、太陽光を反射させて太陽の角度に係らず太陽電池の発電効率を向上させるようにした方法も考案されている（例えば、特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開２００３−２８２９１８号公報
【特許文献２】特開２００２−１６８０６２号公報
【特許文献３】特開２００２−１５８３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、実使用状態においては、光源である太陽の角度は時間・年間を通して変化しており、通常の太陽光発電装置は、年間のトータル発電量が最大になるような傾斜角度・方位に太陽電池モジュールを固定することで、トータルとして発電量が得られるように考慮された設置方法が一般的で、上述したような太陽電池モジュールを固定してしまう方法では、一年間の大部分において、最適角度からズレた角度で発電することとなっており、最適受光角度の時間以外は発電効率に損失が生じている。
【０００９】
それを改善するために、太陽電池モジュールの角度を手作業で調整したり、発電量をモニターし、モジュールの角度をモーター等で可変させる等の対策が考案されているが、前者は、枚数が多い場合、全てのモジュールの角度を手作業で変えることは大変な作業であり実際的ではない。また、後者も、設備が大掛かりになり、保守やメンテナンスの手間が増えることや、モジュールの角度可変させるモーター等の機器に電力が必要になることから結果的に太陽電池で発電される発電電力量を減少させることになる。
【００１０】
さらに、通常、日本国内における最適な設置方位は真南であり、最適な設置角度は３０°〜４５°とされているが、住宅の屋根などに設置される太陽電池モジュールは家屋の設置外観を損なわないように屋根の設置方位や傾斜角度に左右されるため、傾斜角度や方位を発電優先にすることが困難である。これはビルの壁面や窓に設置される場合も同様である。
【００１１】
また、太陽電池モジュール内部へ反射板を設けて太陽高度に合わせて照射角度を変化させることで架台への設置角度にとらわれない発電が可能となるが、太陽電池モジュール内部に反射板の回動空間を必要とするため太陽電池モジュールの厚みが増し、それを保持するための枠体の大型化などによって大掛かりな装置となってしまうという問題が生じる。
【００１２】
そこで、本発明は、簡便な手段で太陽電池素子の設置角度を可変することが可能な太陽電池素子の設置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】
【００１３】
本発明の太陽電池素子の設置構造は、基台と、該基台上に設置される太陽電池素子と、前記基台と前記太陽電池素子との間に配置され、熱によって長さが変化することで前記基台に対する前記太陽電池素子の設置角度を可変させる設置角度可変手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また本発明の太陽電池素子は、上記設置構造において、前記設置角度可変手段が熱によって長さが伸縮する伸縮部と、該伸縮部に伝達される熱を集熱する集熱部と、を有することを特徴とする。
【００１５】
更に本発明の太陽電池素子の設置構造は、上記設置構造において、前記伸縮部が複数個の異なった変形温度を持つ形状記憶合金を直列に接続した構成を有することを特徴とする。
【００１６】
また更に本発明の太陽電池素子の設置構造は、上記設置構造において、前記伸縮部が前記太陽発電素子の一辺に沿って複数個配されていることを特徴とする。
【００１７】
更にまた本発明の太陽電池素子の設置構造は、上記設置構造において、前記伸縮部が前記太陽発電素子の対向する二辺に沿って複数個配されていることを特徴とする。
【００１８】
また本発明の太陽電池素子の設置構造は、上記設置構造において、前記設置角度が太陽光の入射角度と前記太陽電池素子の受光面との角度が９０度に近づくように可変されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、基台と、該基台上に設置される太陽電池素子と、前記基台と前記太陽電池素子との間に配置され、熱によって長さが変化することで前記基台に対する前記太陽電池素子の設置角度を可変させる設置角度可変手段と、を有することから、大掛かりな設備を使用せず、また、人手を使うことなく、太陽電池素子の設置角度を可変することができ、発電効率を高める構造の太陽電池素子や太陽電池モジュールを実現できる。
【００２０】
また前記設置角度可変手段が熱によって長さが伸縮する伸縮部と、該伸縮部に伝達される熱を集熱する集熱部と、を有し、前記伸縮部が複数個の異なった変形温度を持つ形状記憶合金を直列に接続した構成を有するため、多段階に設置角度を変化させることが可能であり、よりきめ細かく、太陽電池素子の角度を可変できる。
【００２１】
また前記伸縮部を太陽電池素子の一辺もしくは対向する二辺に配置することにより、設置角度を２方向もしくは４方向に可変できるため、太陽に追従できる角度範囲が大きくなり、発電電力量をより高めることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態の一例を、模式的に図示した図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１に示すように、本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造は、発電を行う太陽電池素子１０と、前記太陽電池素子１０を保持し、太陽電池素子１０の角度を可変させるための伸縮する角度変動部２、角度変動部２とともに太陽電池素子１０を支える役割を持ち、角度変動部２の伸縮による太陽電池素子１０の角度変動を吸収する屈曲可能な回動部３、および、角度変動部２と回動部３が固定される基台４より構成され、発電部１とし、前記発電部１を基台４上に複数配置して太陽電池モジュールと成す。以下に各部材について詳細に説明する。
【００２４】
前記太陽電池素子１０は、太陽光の日射により電力を発生させる光電素子であり、シリコンを主成分とした半導体と配線材から成る。一般に太陽電池素子の発電量は太陽光の入射量によって増減するため、発電量を大きくするためには、より太陽に正対させ、単位面積当たりの入射光量を大きくするのが望ましい。
【００２５】
回動部３は、ＰＥＴ等の樹脂シートを屈曲させたものであり、太陽電池素子１０と基台４をつなぎ、太陽電池素子１０を保持する役割を持つとともに、ＰＥＴ樹脂の屈曲性により、太陽電池素子１０の角度が変動した場合にも、太陽電池素子１０を保持する役割を持つ。また、回動部３は、樹脂シートの絶縁性により、太陽電池素子１０と基台４を絶縁する役割を併せ持つ。
【００２６】
基台４は、金属、陶磁器、樹脂、木材等の板材より成り、角度変動部２と回動部３が、固定されている。また、図示されていないが、基台４には、設置場所に固定するためのネジ穴など固定用の機構、装置が付加されている。
【００２７】
角度変動部２は、図２に示すように、集熱板２５および形状記憶合金２６により構成される。形状記憶合金２６は、Ｎｉ−Ｔｉ系、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ系などの形状記憶合金により形成され、通常状態では伸長しており、形状回復温度以上では、収縮するように設定されている。形状記憶合金２６は、太陽電池素子１０と基台４の間に設置される。また、今回は形状記憶合金はある温度以上もしくは以下で変形動作を開始するものとして説明を行うが、温度の変動に伴って逐次伸縮する部材であれば同様の働きを実現できる。
【００２８】
集熱板２５は、銅などの熱伝導率の良い素材で構成され、L字形の形状をしている。集熱板２５は、形状記憶合金２６と接続されており、集熱板２５に集熱された熱量が、形状記憶合金２６に伝達される構造となっている。
【００２９】
次に本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造の動作について説明する。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、太陽電池素子の角度可変構造は、初期状態では形状記憶合金２６の温度は形状回復温度以下であり、形状記憶合金２６が伸長した状態である。そのときの太陽電池素子１０は傾斜角度が大きい状態にあるが、設置場所に設置し固定された後、太陽光が太陽電池素子１０に入射され発電が開始されると、集熱板２５にも太陽光が照射されるので、集熱板２５の温度を上昇させる。その熱量が、形状記憶合金２６に伝達され、形状記憶合金２６の温度が、形状回復温度以上に上昇したとき、形状記憶合金２６は収縮する。それにより図３（ｂ）に示すように、太陽電池素子１０の傾斜角度は小さくなる。通常、太陽高度が高い夏には周囲の気温が高く、日射も強いため集熱板２５に集められる熱量も大きい。逆に太陽高度の低い冬には、気温が低く、日射も弱いため集熱板２５に集熱される熱量も小さい。すなわち、夏と冬では形状記憶合金２６に伝達される熱量に差があり、形状記憶合金２６の温度に差が出ることを利用し、この夏と冬の形状記憶合金２６の温度の中間の温度を形状記憶合金２６の形状回復温度に設定し、また、形状記憶合金２６の収縮量を夏と冬の太陽角度差に合わせることにより、夏には太陽電池素子１０の傾斜角度を小さくすることで夏の高い太陽高度に正対させ、冬には太陽電池素子１０の傾斜角度を大きくして冬の太陽高度に正対した角度を確保することが出来る。このような構造により、太陽電池を設置した際に、特別な動力や複雑な制御装置や人手による調整を行うことなく、太陽電池素子１０を太陽高度にあわせて自動的に角度調整させることで、太陽電池素子１０に入射する光量を増大させ発電量を多くすることが可能になる。
【００３１】
なお、一般に形状記憶合金の形状回復温度は、Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金では、０℃〜７０℃の範囲、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ系では５０℃〜８０℃の範囲と比較的広範囲で任意に設定することができる。また、太陽光発電素子１０は発電時には自らも損失等による発熱が生じるため、太陽光発電素子１０自体の熱量が、形状記憶合金２６に伝達され、変形に影響を及ぼす可能性がある。そのため、太陽光発電素子１０と形状記憶合金２６が熱的に接続しないように、両者の間には図６に示すような断熱材２７を挿入し、形状記憶合金２６に太陽電池素子１０側の熱による影響が出ないようにすると発電時と非発電時に傾斜角度が異なる事がなく好適である。
【００３２】
上記構造の太陽電池素子の角度可変構造である発電部１を複数格子状に並べて太陽電池モジュールとしたものを図４に示す。このようにすることにより、従来は設置時に架台によって方向が固定され、傾斜角度の調整の出来なかった屋根置き、壁面設置、架台設置などの太陽電池モジュールについて、設置外観はそのままに太陽電池素子角度を太陽高度に合わせて、自動的に調整することが出来、太陽電池素子の発電量を高めることが可能となる。
【００３３】
また、前述した図１の構成では、形状記憶合金２６の変形による角度調整は一度しか実施できなかったが、図５に示すように、形状記憶合金２６と並列の位置に、変化した形状記憶合金を元に戻すための反力を発生する弾性体２８（本例では一例としてコイルバネを用いたものとするが、伸縮特性が逆方向の形状記憶合金としてもより）を挿入すれば、形状記憶合金２６の変形を元に戻して、より状況に応じた反応が行なえるようにすることが可能となる。具体的には、形状記憶合金は性質上、形状回復温度以上での発生力と形状回復温度以下の状態での発生力は差があり、「形状回復温度以上の発生力＞形状回復温度以下の発生力」という関係になる。このとき、弾性体２８の反力発生用バネの発生力を両者の中間にすることにより、形状回復温度に達し、収縮した後に形状記憶合金２６の温度が下がり、形状回復温度以下になったとき、弾性体２８の反力が形状記憶合金２６の発生力を上回り、太陽電池素子１０を初期の角度まで戻すことが出来る。さらに、再度形状記憶合金２６が形状回復温度を超えた場合、形状記憶合金２６の発生力が弾性体２８の反力を上回り、再度収縮し、太陽電池素子の角度を変形させる。これらの変形はサイクルとなり何度も繰り返すことが可能である。
【００３４】
よって、上述のように反力発生用弾性体２８を使用した構成によれば、冬の太陽高度が低いときには、太陽電池素子の傾斜角度を大きくし、太陽高度の高い夏には、太陽電池素子の傾斜角度を小さくするという太陽電池素子の傾斜角度変更が、双方向に自動的に行える。これにより年間の太陽高度変化に対して、太陽電池素子の傾斜角度を太陽高度に合わせて調整することが可能であり、結果、発電量を大きくすることが出来る。さらに形状記憶合金はメンテナンスの必要がないこと、特別な動力を必要としないことなどの利点があり、従来には同様の効果を得るために必要としていた角度調整の工数やモーター等の動力や、複雑な制御装置などが必要でなく、それらに較べて部品点数、重量、作業工数などの大幅な削減ができる。
【００３５】
なお、太陽電池素子は一般に３００μｍ程度の厚さであり、衝撃に弱く、破損しやすい。そのため、図５の例では太陽電池素子１０の下部に前記太陽電池素子を支えるフレーム１１を配置し、形状記憶合金２６や反力弾性体２８をフレーム１１に接続することで太陽電池素子１０自体には応力が加わらないようにして太陽電池素子の破損を防ぎ、モジュールの信頼性や寿命を向上させるようにしている。
【００３６】
また、同図においては、基台４を縦に配して壁面設置のモジュールとするために、フレーム１１と基台４の間に、ヒンジ部４１ａを持つ支柱４１を置いている。ヒンジ部４１ａは図１の屈曲部３と同じ機能を持つ。
【００３７】
また、図６は前述した図５の集熱板部分を拡大したものであるが、本構成では集熱板２５の片側は前述した図１の構成と同様に形状記憶合金２６と接続されているが、もう一方は断熱材２７を介してフレーム１１に固定されている。断熱材２７は集熱板２５の熱量をフレーム１１に放熱したり、逆にフレーム１１からの熱量を吸収して、形状記憶合金２６の変形を狂わせることのないように配されている。すなわち集熱板２５に集熱した熱を形状記憶合金２６に伝達し、その熱量により形状記憶合金２６の温度を形状回復温度以上に上昇させ、形状記憶合金２６を変形させ、太陽電池素子１０の傾斜角度を可変させるのである。
【００３８】
なお、本構造は、図１のように基台４を水平に設置した場合や、傾斜屋根上に設置した状態においても同様に動作させることが可能である。
【００３９】
図７に壁面設置用モジュールとして構成した場合の一例を示す。この太陽電池モジュールは第一層の表面透光部４２と第二層の空気層４３、第三層の発電部１、第四層４の基台４より構成されている。第一層の表面透光部４２は、太陽電池素子に光を入射するため、および、室内の採光のために、透過率の高い強化ガラス素材から成る。第二層の空気層４３は、角度変化するセルのための空間であるとともに、室内の温度を保温する断熱層としても作用する。第四層の基台４は、金属、樹脂、木材などの板材より成り、上記１〜３層の各部を保持するとともに、壁面への取り付け構造も持つ。また、基台４を透明な強化ガラスや透明樹脂板にすることにより、窓などに設置する採光用モジュールとしてもよく、この場合、太陽光の入射角度に合わせて太陽電池素子の傾斜角度が変化することにより、季節の変化による太陽光の通過量を一定にできる自動ブラインドの効果を得ることも可能である。
【００４０】
また、図８に示すように、集熱板２５の構造を変更することもできる。本例において集熱板２５はＬ字状をしているが、集熱板２５の上部をフレーム１１の一部である庇１１ａにより、覆われる構造となっている。また、集熱板２５の側面には、熱吸収性能を良くするため、熱吸収塗料が塗装されており、太陽光を受けることにより、集熱を行い、集熱板２５の温度を上昇させる。熱吸収塗料はアクリル、シリコン、ウレタンなどのバインダーに半導体性質をもつ酸化銅、二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化クロム、酸化鉄、硫化鉛、硫化ニッケルなどの微粒子を混合したものが良く知られているが、同様の効果があるものであれば、種類は限定されない。この熱吸収塗料を塗布することにより、冬の寒い日においても太陽光の熱を効率的に吸収し、集熱板を夏の最高気温以上の温度に上昇させることが可能である。図８（ａ）に示すように、庇１１ａは集熱板２５の側面の延長線上まで突出しており、太陽光が太陽電池素子１０に直交していれば太陽電池素子１０には最大の日射が入射しているが、このとき集熱板２５の側面には太陽光は照射されない。よって、集熱板２５の温度は上昇せず、角度変形は行われない。次に、太陽高度が変化して図８（ｂ）の状態になると集熱板２５の側面にも太陽光が照射されるようになる。すると集熱板２５の温度が上昇して形状記憶合金に熱量が伝達され、形状記憶合金が変形し、図８（ｃ）に示すように太陽電池素子１０の角度を変更させ、太陽電池素子を太陽光に対して正対に近い角度に向けることが出来る。このように、集熱板の集熱部分を側面に限定することにより、太陽の角度をより正確に把握することが出来、形状変形の際の太陽への追従性能を向上させることが可能となる。また、気温をパラメータに含む温度判定では夏の寒い日や冬の暖かい日などには気温と太陽高度の関係がずれることがあるが、本構造を用いて判定温度を夏の最高気温より高く設定すれば、夏の寒い日や冬の暖かい日にも太陽電池素子の傾斜角度をより正確に太陽に正対する方向へ向けさせることが可能となる。
【００４１】
また、図８の構成において、図９（ａ）に示すように反力弾性体２８を追加することにより、形状記憶合金２６が収縮状態で太陽高度が低くなると集熱板２５に太陽光が照射されなくなるため集熱板２５の温度は下がる。それにより接続されている形状記憶合金２６の温度も下がり始め、形状記憶合金２６の温度が形状回復温度以下になったとき、反力弾性体２８に形状記憶合金２６が降伏し、伸長させられ、図９（ｂ）に示すように接続されている太陽電池素子１０の傾斜角度が初期の角度に戻る。これらの構造は前述した図５の場合と同様に繰り返しサイクルとして変形させることが可能である。
【００４２】
また、上記図９の構成を利用すれば、南に向けて設置した場合、夏と冬の太陽高度の違いにを判別して傾斜角度を自動的に変形を行い、図１０（ａ）に冬期の場合の変形状態、図１０（ｂ）に夏期の場合の変形状態を示したように、一年を通じて最適角度にて発電が行えるようにすることができる。
【００４３】
また、図１１に示すように、集熱板２５の上部の庇１１ａの突起の長さを延長することによって、形状記憶合金２５に太陽光が当たる時刻を早めたり遅らせたりすることが出来るので、変形タイミングをずらすことが出来る。具体的には図１１（ａ）の庇１１ａが短い状態では、集熱板２５の側面に日光が照射されるが、図１１（ｂ）に示すように、庇１１ａを集熱板２５の上に延長すると、日射が遮られ集熱板２５に日光が照射されない。よって、集熱板２５の温度も上昇せず形状記憶合金２６の変形もおこなわれない。そして太陽高度がさらに高くなり、庇１１ａを越えて太陽光が集熱板２５に照射されるようになると、集熱板２５の温度上昇が始まり形状記憶合金２６の変形が開始される。すなわち、庇１１ａの長さを調整することにより、傾斜角度変更の時刻タイミングを意図的に調整することができる。
【００４４】
また、図１２に示すように、形状記憶合金２６を、形状回復温度の異なる複数の形状記憶合金２６ａ〜２６ｃを直列に配置したものとすれば、前述した図１〜図１１までの場合に変形が２段階の可変であったのに対し、多段階に変形させることが可能であり、例えば１６ａと２６ｂと２６ｃがそれぞれ反応温度と伸縮長さの異なるものとすれば、季節による傾斜角度の変化をよりきめ細かく調整して、より太陽電池素子１０を太陽に正対させ、発電電力を向上させることができる。
【００４５】
また、図１３に示すように、形状記憶合金２６からなる角度可変構造を太陽電池素子１０の両端２辺に設置することにより、右斜め向き、上向き、左斜め向きの３方向に角度可変を行うことが出来る。この形式を採用し、角度可変構造を持つ２辺を東西方向に設置することにより、朝の太陽の東からの日射から夕方の西から日射まで、１日において太陽の向きに追従させることができる。具体的には図１３（ａ）に示すように、朝、太陽が東から昇ってくると、集熱板２５ａに太陽光が照射され、形状記憶合金２６ｄが収縮し、太陽光発電素子１０が東を向く。その後、太陽が南中に近づくと集熱板２５ａに当たっていた太陽光が弱くなって温度が下がり、形状記憶合金２６ｄの収縮が反力バネ（不図示）により元に戻り、図１３（ｂ）に示すように太陽光発電素子１０は南を向く。同様にしてさらに、太陽が西に傾くと、今度は集熱板２５ｂに日光が照射され、形状記憶合金２６ｅが収縮する。そして太陽が沈み、集熱板２５ｂの温度が下がると再び形状記憶合金２６ｅが伸長しもとの状態に戻る。
【００４６】
さらに特に図示しないが、同様に形状記憶合金からなる角度可変構造を太陽電池素子１０の４辺に設置した場合は、前述した図１３の場合の１日の太陽光への追従（東−南−西）に加え、太陽高度の方向にも追従可変可能となり、夏冬の太陽高度差にも追従できるため、年間を通しての角度可変に追従が可能となる。また、これらの構造も、前述した形状記憶合金を図１２の構成と同様の多数個の形状回復温度の異なる形状記憶合金を直列に接続したものに変更することにより、さらにきめ細かく太陽に追従することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る太陽電池素子の角度可変の基本構造を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造の角度変動部の構造部分を拡大した詳細図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造の角度可変の過程を説明する側面図であり、（ａ）は高傾斜状態、（ｂ）は低傾斜状態である。
【図４】本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造を持つ太陽電池素子を複数用いて太陽電池モジュールとしたときの外観図である。
【図５】本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造に反力弾性体を付加した角度可変構造を示す側面図である。
【図６】本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造に反力弾性体を付加した構造の集熱部分を拡大して表示した詳細図である。
【図７】本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造を複数用いて太陽電池モジュール化したときの構造を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る庇を持つ太陽電池素子の角度可変構造において、角度可変の過程を説明する側面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る反力弾性体を付加した太陽電池素子の角度可変構造において、角度可変の過程を説明する側面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る反力弾性体と庇を付加した太陽電池素子の角度可変構造において、夏場と冬場の状態を説明する側面図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造において庇形状により角度可変のタイミングを調整する角度可変構造を示す側面図であり、（ａ）は変化前、（ｂ）は変化後である。
【図１２】本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造において、異なる形状回復温度の３つの形状記憶合金を直列に配置した太陽電池素子角度可変構造の例を示す側面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る太陽電池素子の角度可変構造において、２辺に角度可変構造を持たせた例を示す側面図であり、（ａ）は斜方から日光が入射した時の傾斜追従状態、（ｂ）は上方から日光が入射したときの傾斜状態である。
【図１４】従来のラミネート式の製造方法で作られる太陽電池モジュールの構造説明図である。
【図１５】従来の太陽電池モジュールを設置架台に載せて固定した従来の構造の説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１：発電部
２：角度可変部
３：回動部
４：基台
１０：太陽電池素子
１１：フレーム
１１ａ：庇
１７：屋根
１８：設置架台
１９：ジャンクションボックス
２０：太陽電池モジュール
２１：枠体
２２：封止材
２３：太陽電池素子
２４：光透過板
２５、２５ａ、２５ｂ：集熱板
２６、２６ａ〜２６ｅ：形状記憶合金
２７：断熱材
２８：反力弾性体
２９：耐候性フィルム
４１：支柱
４１ａ：ヒンジ部
４２：表面透光部
４３：空気層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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