(57)【要約】【課題】  簡易な構成でありながら太陽追尾が可能であり、多大な設備投資が不要で、太陽追尾のための電力消費を抑えることが可能な太陽光発電装置を提供する。【解決手段】  ソーラーパネル用のフロートを連結したフロート集合体を水上に浮かせ、牽引により太陽に追尾させる太陽光発電装置である。フロート集合体は、各フロートが隣接するフロートと互いに所定の間隔を有して連結されている。連結される各フロート間に隙間が形成されることで、水の抵抗を弱くすることができ、小さい力で回転させることが可能となる。なお、フロート間の間隔は不変である。また、１つのフロートには１つのソーラーパネルが設置されている。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーパネル用のフロートを連結したフロート集合体を水上に浮かせ、牽引により太陽に追尾させる太陽光発電装置であって、
前記フロート集合体は、各フロートが隣接するフロートと互いに所定の間隔を有して連結されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記フロート間の間隔は不変であることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
隣接するフロート間がプラスチック成形体である通路ジョイントで連結されており、前記通路ジョイントは水面から離間して設置されていることを特徴とする請求項２記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
１つのフロートに１つのソーラーパネルが設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
フロート集合体が略矩形状であり、その４隅に牽引用のロープが連結されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
フロート集合体が略矩形状であり、その１つの辺の両端位置に牽引用ロープが連結されるとともに、前記辺と対向する辺の略中央位置に牽引用ロープが連結されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーパネルにより発電を行う太陽光発電装置に関するものであり、特に、水上に浮かせたフロート集合体にソーラーパネルを設置した太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を電力に変換する太陽光発電装置では、光電変換デバイスとしてソーラーパネル（太陽電池パネル、太陽電池モジュールとも称される）が用いられている。ソーラーパネルは、主に建築物の屋根や壁面、地面等に設置されているが、近年、遊休化している池や湖等の水上への設置も行われるようになってきている。
【０００３】
水上にソーラーパネルを設置する場合、ソーラーパネルを水上に浮かせるためのフロートが用いられ、フロート上にソーラーパネルが設置される（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１４−５１１０４３号公報
【特許文献２】特開２０１５−２１７７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、太陽光発電においては、ソーラーパネルの向きが重要であり、ソーラーパネルを太陽に追尾させることで発電効率が大幅に上昇する。そこで、太陽追尾機構を有する太陽光発電システムが各方面で検討されているが、大掛かりなものが多く、多大な設備投資が必要である。また、太陽追尾のために多くの発電電力を消費してしまい、必ずしも発電効率を十分に向上させることができないという問題もある。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、簡易な構成でありながら太陽追尾が可能であり、多大な設備投資が不要で、太陽追尾のための電力消費を抑えることが可能な太陽光発電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】
【０００７】
前述の目的を達成するために、本発明の太陽光発電装置は、ソーラーパネル用のフロートを連結したフロート集合体を水上に浮かせ、牽引により太陽に追尾させる太陽光発電装置であって、前記フロート集合体は、各フロートが隣接するフロートと互いに所定の間隔を有して連結されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の太陽光発電装置は、水上に浮かせたフロート集合体を牽引して回転させ、太陽に追尾させるものである。水上に浮かせたフロート集合体は、例えば地上に設置される太陽光発電装置に比べて移動が容易であり、しかも、各フロートが隣接するフロートと互いに所定の間隔を有して連結されていることから、回転に際して水の抵抗も少ない。したがって、例えばロープで牽引するだけで容易に太陽に追尾させることが可能であり、装置構成が簡易で、しかも太陽追尾のための消費電力も最小限に抑えられる。
【０００９】
また、本発明の太陽光発電装置においては、フロート間の間隔は不変とされている。フロート間の間隔が伸縮等により変化すると、フロート間を流れる水流に影響を与え、水に対する抵抗が変化する。これに対して、フロート間の間隔が不変（一定）であると、水流に影響を与えることがなくなり、水に対する抵抗が常に小さい状態とされる。
【００１０】
さらに、本発明の太陽光発電装置においては、１つのフロートに１つのソーラーパネルが設置されている。１つのフロートに対して１つのソーラーパネルを設置することで、フロート集合体全体のレイアウトの自由度が高まり、効率良く発電できるような設計（レイアウト）が可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成でありながら太陽追尾が可能であり、多大な設備投資が不要で、太陽光追尾のための電力消費を抑えることが可能な太陽光発電装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】フロート集合体の概略斜視図である。
【図２】フロートにソーラーパネルが取り付けられた状態を示す概略斜視図である。
【図３】フロートの概略概略斜視図である。
【図４】支持部が立ち上げられた状態のフロートの概略斜視図である。
【図５】フロートを通路ジョイントで接続した状態を示す概略平面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれフロート集合体への牽引用ロープの連結例を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した太陽光発電装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態の太陽光発電装置は、水上に浮かべたフロートにソーラーパネルを設置したものであり、これを複数連結してフロート集合体とし、太陽に追尾させるものである。図１は、フロート集合体１の一例を示すものであり、プラスチックの成形体として形成されるフロート１０の上にソーラーパネル５０が設置されるとともに、各フロート１０が、フロート１０と同様、プラスチック成形体として形成される通路ジョイント６０により連結されている。
【００１５】
ここで、通路ジョイント６０は、各フロート１０の上面においてフロート１０と結合されており、通路ジョイント６０の連結方向においてフロート１０が所定の間隔で結合され、したがって隣接するフロート１０間には所定の間隙が形成されている。
【００１６】
一方、前記通路ジョイント６０による連結方向と直交する方向の連結は、各フロート１０のひさし状の端部間を連結することで行っている。フロート１０を浮かせた時にひさし状の端部は水面から離間していることから、当該方向（通路ジョイント６０による連結方向と直交する方向）においても、各フロート１０間には間隙が形成されることになる。
【００１７】
以上の構成のフロート集合体１では、所定の連結方向において、プラスチック成形体として形成される通路ジョイント６０により連結されるとともに、これと直交する方向において、フロート１０のひさし状の端部間が連結されており、いずれの間隔も一定に保たれている（不変である）。したがって、水に対する抵抗が常に小さい状態とされる。
【００１８】
また、前記フロート集合体１では、通路ジョイント６０で連結されており、フロート１０間の間隔を大きく取ることができる。フロート１０間の間隔が大きくなることで、フロート集合体１が波の影響を受け難くなり、浮かべている位置から不用意に動くことが防止できる。通常、フロート集合体１は、波で動かないようにアンカーを設置したり陸と繋ぎとめたりしており、満潮干潮差や雨天前後の水嵩の変動を想定し、係留にアソビを設けている。このアソビに起因してフロート集合体１が波等の影響で動いてしまうと、後述の太陽追尾において予定通り動かすことができず、発電効率を向上させることが難しくなる。前記フロート集合体１は、フロート１０間の間隔が大きいことから、波等による水の流れを受け流し易く、不用意に動いてしまうことがない。
【００１９】
本実施形態の太陽光発電装置は、前述のフロート集合体１を太陽に追尾させるものであり、フロート集合体１が水上に浮かべられていることから、例えば地上に設置される場合に比べて、小さな力でこれを回転させ、太陽に追尾させることが可能である。また、連結される各フロート１０間には、隙間が形成されており、図１に矢印で示すように、水が通るようになっている。したがって、フロート集合体１を回転させる際に、水の抵抗を弱くすることができ、より小さい力で回転させることが可能となる。なお、図１において、矢印がフロート上を通っているように図示されているが、当該矢印は水が通る方向を示すためのものであり、実際の水の流れはフロート１０間の水面において発生する。
【００２０】
以下、フロート集合体１を構成するフロート１０や通路ジョイント６０、フロート１０上に載置されるソーラーパネル５０について詳述する。
【００２１】
図２は、フロート１０にソーラーパネル５０を設置した状態を示す図であり、図３，４はフロート１０からソーラーパネル５０を外した状態を示す図である。
【００２２】
図２及び図３、図４に示すフロート１０は、多数のフロート１０が通路ジョイント６０（図５参照）で連結されて、ソーラーパネル５０を設置するフロート集合体１を構成する。フロート集合体１は、例えば数千個（多いものでは１万個）ものフロート１０が集合する部分であり、そのフロート集合体１に用いられているフロート１０のうち、一部のフロート１０には、ソーラーパネル５０を設置せず、ソーラーパネル５０の保守点検を行うための通路とされている。また、通路は、ソーラーパネル５０からのケーブルを敷設するのにも利用されている。
【００２３】
フロート集合体１は、風等の影響で移動しないようにすることも重要となる。このため、例えばソーラーパネル５０が設置されていない通路等として使用されているフロート１０を利用して、アンカーロープ等の係留部材が係留できるように、フロート１０が、アンカーロープ等の係留部材が係留できる構成を有していてもよい。
【００２４】
フロート１０は、図３及び図４に示すように、ソーラーパネル５０の一対の長手側のうちの一端部５１を支持する支持部１１と、ソーラーパネル５０のもう一方の長手側の他端部５２を受ける受け部１２とを備えている。なお、支持部１１の高さは、ソーラーパネル５０の発電効率を考慮してソーラーパネル５０が適切な傾斜状態に設置されるように設計される。
【００２５】
ソーラーパネル５０の一端部５１には、支持部１１に支持されるアルミ製の台座が設けられており、この台座が支持部１１上に支持される。
【００２６】
一方、フロート１０は、ソーラーパネル５０の一端部５１側を支持部１１に固定する一端側の固定金具１３を備えている。そして、ソーラーパネル５０は、この一端側の固定金具１３と支持部１１との間に挟まれて挟持されることで固定される。金属製の固定金具１３を用いることにより、エラストマー等の弾性による狭持と異なり、より強固にソーラーパネル５０を狭持することができる。
【００２７】
ソーラーパネル５０の他端部５２にも、一端部５１に設けられているアルミ製の台座と同様のアルミ製の台座が設けられている。そして、フロート１０は、受け部１２に受けられるソーラーパネル５０の他端部５２側（他端側）をフロート１０に固定する２つの他端側の固定金具１４を備えており、この他端側の固定金具１４によって、ソーラーパネル５０の他端側がフロート１０に固定される。
【００２８】
フロート１０は、例えば、溶融状態の筒状のパリソンを複数の分割金型で挟んで膨らますブロー成形によって製造され、成形材料には、各種の熱可塑性樹脂を使用することができるが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィン系樹脂を好適に用いることができる。
【００２９】
フロート１０は、図３及び図４に示すように、全体の外形が矩形状（長方形状）をしており、パーティングラインＰＬを含む側壁部１５と、上側に位置する表面壁１６と、下側に位置する裏面壁１７とを有し、内部に気体（空気等）を収容する中空部を有する構造になっている。
【００３０】
フロート１０は、裏面壁１７と表面壁１６とを合わせて構成されたソーラーパネル５０を支持するための支持部１１が形成されている。図３には、支持部１１を図１に示すように立ち上げる前の状態が示されており、この支持部１１の周囲の一端側の辺２４以外の３辺２１，２２，２３が切断されて、一端側の辺２４をヒンジとして、開口部２６を形成するように、表面壁１６側（ソーラーパネル５０が配置される側）に立ち上げ可能になっている。
【００３１】
ソーラーパネル５０を設置する時には、図４に示すように、ヒンジとなる辺２４側の開口部２６の内壁面２５に当接するように支持部１１が表面壁１６側に立ち上げられて、ヒンジとなる一端側の辺２４と対向する側の辺２２側でソーラーパネル５０の一端側の下側が支持されるようにソーラーパネル５０が設置される。
【００３２】
なお、支持部１１のヒンジとなる一端側の辺２４と対向する側の辺２２側には、ソーラーパネル５０の一端部５１側を受ける受けリブが設けられている。具体的には、この受けリブの部分は、裏面壁１７を表面壁１６側に近づけて段差構造を設けるようにしており、ソーラーパネル５０のフロート１０への設置に際して、ソーラーパネル５０の一端部５１側が受けられるようになっており、ソーラーパネル５０の一端部５１側が支持部１１を超えて一端側にずれることがないようになっている。
【００３３】
このように支持部１１を構成すると、支持部１１の近傍には、開口部２６が位置することになるが、この開口部２６の内壁面が構造的な撓みを抑制する壁面となるため、撓みが発生し難い。また、支持部１１がヒンジ構造でフロート１０の本体と繋がっている構造のため、フロート１０に撓みが発生しても、支持部１１はその影響を受け難く、さらに、支持部１１が裏面壁１７と表面壁１６をあまり離間させずに合わせるようにして剛性が高められた部分であることも相まって、撓みの影響で変形をきたすことがないようになっている。
【００３４】
次に、ソーラーパネル５０の固定方法について説明すると、図２に示すように、ソーラーパネル５０は、ソーラーパネル５０の一端部５１側が、一端側の固定金具１３によって支持部１１に対して固定されるようにしてフロート１０に固定される。
【００３５】
一端側の固定金具１３は、ヒンジと対向する側であって、支持部１１が立ち上げられた状態でフロート１０の一端側を向く支持部１１の面１１ａに固定される他方の面を有する固定部１３ｂと、固定部１３ｂにほぼ直交する方向に固定部１３ｂから延びるように設けられ、支持部１１とでソーラーパネル５０を挟持する一方の面を有する挟持部１３ａと、を備えるＬ字アングル状の固定金具である。
【００３６】
そして、図２に示すように、一端側の固定金具１３は、支持部１１に対して４つのネジ１３ｃでネジ止めされるようになっているが、このうち中央寄りの２つのネジ１３ｃに対する一端側の固定金具１３に設けられたネジ１３ｃを通すネジ孔は上下方向に長穴になっている。
【００３７】
このため、この中央寄りの２つのネジ１３ｃで一端側の固定金具１３を支持部１１に対して仮止めした状態のときには、挟持部１３ａと支持部１１の間の距離が変更可能に一端側の固定金具１３を支持部１１に対してスライドさせることができるようになっている。
【００３８】
したがって、一端側の固定金具１３を支持部１１に仮止めした状態として、一端側の固定金具１３の挟持部１３ａと支持部１１の間にソーラーパネル５０を挿入する隙間ができるように一端側の固定金具１３をスライドさせておき、その隙間にソーラーパネル５０を挿入した後、ソーラーパネル５０が支持部１１と一端側の固定金具１３の挟持部１３ａで挟持されるように、再び、一端側の固定金具１３をスライドさせて、中央寄りの２つのネジ１３ｃを本締めする。
【００３９】
そして、中央寄りの２つのネジ１３ｃを本締めした後に、さらに、外側の２つのネジ１３ｃで一端側の固定金具１３を支持部１１に固定するようにすれば、ソーラーパネル５０の一端部５１側（一端側）のフロート１０への固定が完了する。
【００４０】
他端側の固定金具１４は、図示は省略するが、一端側がソーラーパネル５０の下側に配置される下側金具と、一端側がソーラーパネル５０の上側に配置される上側金具とからなり、それら下側金具及び上側金具の他端側がネジで、他端側の固定金具１４を取り付ける取付部１９に共止めされるようになっている。
【００４１】
このように、下側金具と上側金具をネジで共止めする固定形態にしておくと、下側金具と上側金具はネジを取り外すだけでフロート１０から外すことができる。また、下側金具と上側金具をフロート１０に固定するときにもネジを取り付けるだけでよい。
【００４２】
したがって、下側金具と上側金具が個別にフロート１０に対して固定されている場合に比べ、下側金具と上側金具の取り付け及び取り外しの作業が簡単に行えるので、ソーラーパネル５０が故障したとき等に、新しいソーラーパネル５０に交換する作業性を向上させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態の太陽光発電装置では、１つのフロート１０に１つのソーラーパネル５０が設置される。これにより、フロート集合体全体のレイアウトの自由度が高まり、効率良く発電できるような設計（レイアウト）が可能となる。
【００４４】
上述したフロート１０は、単体で使用されるのではなく、多数のフロート１０が、図５に示すように、メンテナンス等を行うときに通路となる通路ジョイント６０で連結されてフロート集合体１（図１参照）を構成する。
【００４５】
具体的には、フロート１０は、支持部１１に近い側のフロート１０の第１端部１０ａ側に通路ジョイント６０に係合する一対の係合突起部６１が形成されており、通路ジョイント６０は、裏面側にその係合突起部６１に係合する係合凹部（図示せず）を有している。
【００４６】
また、フロート１０は、ソーラーパネル５０の他端部５２側（他端側）を受ける受け部１２に近い側のフロート１０の第２端部１０ｂ側に通路ジョイント６０を連結する連結ボルト６２を通すボルト孔６２ａを備えている。さらに、フロート１０は、フロート１０の第２端部１０ｂ側の一部と第１端部１０ａ側の一部を重ねるようにしたときに、フロート１０の第１端部１０ａ側にも、第２端部１０ｂ側のボルト孔６２ａに対応したボルト孔６２ｂが設けられている。
【００４７】
そして、図５に示すように、通路ジョイント６０は、そのボルト孔６２ａ及びボルト孔６２ｂに対応したボルト孔６３を備えている。したがって、一方のフロート１０に対してその一方のフロート１０の係合突起部６１に通路ジョイント６０が係合されるとともに、一方のフロート１０の第１端部１０ａ側のボルト孔６２ｂと他方のフロート１０の第２端部１０ｂ側のボルト孔６２ａと通路ジョイント６０のボルト孔６３を連結ボルト６２で連結するようにして、多数のフロート１０が通路ジョイント６０を介して連結された状態となるようになっている。
【００４８】
なお、図５に示すように、通路ジョイント６０は、一方のフロート１０と他方のフロート１０を連結する部分に対してフロート１０の並び方向（Ｚ軸参照）と直交する方向（Ｗ軸参照）に対称に一対配置され、一方の通路ジョイント６０（６０Ａ参照）の一端６０ａは上述した一方と他方のフロート１０に連結されるが、一方の通路ジョイント６０の他端６０ｂは、別のフロート１０の一方と他方のフロート１０の連結部分に連結される。
【００４９】
また、一対設けられた他方の通路ジョイント６０（６０Ｂ参照）の他端６０ｂは上述した一方と他方のフロート１０に連結されるが、他方の通路ジョイント６０（６０Ｂ参照）の一端６０ａは別のフロート１０の一方と他方のフロート１０の連結部分に連結される。このようにして、通路ジョイント６０を介して次々にフロート１０が連結され、フロート集合体１が構成されるようになっている。
【００５０】
本実施形態の太陽光発電装置では、以上のように構成されたフロート集合体１を水上で回転させることにより太陽に追尾させ、発電効率を向上するようにしている。
【００５１】
図６（Ａ）〜（Ｅ）は、フロート集合体１を回転操作するための牽引用ロープの連結例を示すものである。フロート集合体１は、水に浮かんでおり、水に対する抵抗が小さいことから、小さい力で回転操作することが可能である。
【００５２】
例えば図６（Ａ）は、矩形状のフロート集合体１の４隅に牽引用ロープ１０１，１０２，１０３，１０４を連結し、長辺側で牽引用ロープ１０１，１０２、及び牽引用ロープ１０３，１０４をそれぞれクロスさせた例である。この場合、牽引用ロープ１０１と牽引用ロープ１０３を引っ張れば、フロート集合体１は、時計回り方向に回転する。牽引用ロープ１０２と牽引用ロープ１０４を引っ張れば、フロート集合体１は、反時計回り方向に回転する。例えば、図中上側の長辺を北に向け、下側の長辺を南に向け、前記牽引用ロープ１０１〜１０４を操作することによりフロート集合体１を回転させれば、ソーラーパネル５０を太陽に追尾させることが可能である。
【００５３】
図６（Ｂ）は、矩形状のフロート集合体１の４隅に牽引用ロープ１０１，１０２，１０３，１０４を連結し、短辺側で牽引用ロープ１０１，１０２、及び牽引用ロープ１０３，１０４をそれぞれクロスさせた例である。牽引用ロープ１０１と牽引用ロープ１０３を引っ張れば、フロート集合体１は、反時計回り方向に回転する。牽引用ロープ１０２と牽引用ロープ１０４を引っ張れば、フロート集合体１は、時計回り方向に回転する。
【００５４】
図６（Ｃ）は、矩形状のフロート集合体１の４隅に牽引用ロープ１０１，１０２，１０３，１０４を連結し、一方の長辺側の牽引用ロープ１０１，１０２を互いに反対方向に引っ張るようにするとともに、他方の長辺側の牽引用ロープ１０３，１０４をそれぞれクロスさせた例である。牽引用ロープ１０１と牽引用ロープ１０４を引っ張れば、フロート集合体１は、反時計回り方向に回転する。牽引用ロープ１０２と牽引用ロープ１０３を引っ張れば、フロート集合体１は、時計回り方向に回転する。
【００５５】
図６（Ｄ）と図６（Ｅ）は、牽引用ロープをフロート集合体１の３箇所に連結した例である。図６（Ｄ）は、矩形状のフロート集合体１の一方の長辺の中央に牽引用ロープ１０１を連結するとともに、他方の長辺の両端に牽引用ロープ１０２，１０３を連結してクロスさせた例である。図６（Ｅ）は、矩形状のフロート集合体１の一方の長辺の中央に牽引用ロープ１０１を連結するとともに、他方の長辺の両端に牽引用ロープ１０２，１０３を連結し、前記牽引用ロープ１０１とは反対方向に引っ張るようにした例である。いずれの場合も、長辺の中央に連結された牽引用ロープ１０１を中心に、牽引用ロープ１０２，１０３のいずれかを引っ張ることにより、長辺の中央に連結された牽引用ロープ１０１を中心に、フロート集合体１が時計回り方向あるいは反時計回り方向に回転する。
【００５６】
本実施形態の太陽光発電装置では、水の抵抗の少ないフロート集合体１を牽引用ロープで引っ張るだけで太陽に追尾させている。太陽追尾のための設備としては、牽引用ロープとそれを引っ張る駆動機構のみであり、回転に必要な力も小さなものであるので、駆動機構も最小限でよい。したがって、装置を大掛かりなものとする必要がなく、簡易な構成とすることができ、設備投資も最小限で済む。また、太陽追尾のために必要な力が小さくて済むことから、電力消費も最小限で済み、太陽追尾による発電効率の向上と相俟って、実質的な発電効率を大幅に向上することができる。
【００５７】
以上、本発明を適用した実施形態についてを説明してきたが、本発明が前述の実施形態に限られるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  フロート集合体
１０  フロート
５０  ソーラーパネル
６０  通路ジョイント
１０１，１０２，１０３，１０４  牽引用ロープ
【図１】
2018108772.tif 000003
【図２】
2018108772.tif 000004
【図３】
2018108772.tif 000005
【図４】
2018108772.tif 000006
【図５】
2018108772.tif 000007
【図６】
2018108772.tif 000008