(57)【要約】【課題】農地で植物育成と発電を同時に行うソーラーシェアリングにおいて、日影部をなくすソーラーパネルを提供する。【解決手段】本発明のソーラーパネルはパネル内に複数の発電体を取り付け発電し、発電体と発電体の間隔をあけることにより透光部をつくり、この透光部を通過した太陽光で植物を育成する。またこの透光部に拡散板を取り付け太陽光の強さを平均化し一枚のソーラーパネルとしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光線を受けて発電する複数の発電体を収納するソーラーパネル内に、太陽光線が貫通する透光部を設けたことを特徴とするソーラーパネル。
【請求項２】
前記発電体にシリコン系発電体、化合物系発電体あるいは有機系発電体のいずれかを用いたことを特徴とするソーラーパネル。
【請求項３】
前記透光部に拡散板または拡散フィルムを配置したことを特徴とするソーラーパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  特に農地で使用するに適したソーラーパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  一般の発電に使われるソーラーパネルは面積当たりの発電量を出来るだけ大きくするために、発電体を複数枚隙間なくびっしり並べて１枚のソーラーパネルにした構造となっている。
またソーラーパネルの発電効率を出来るだけ高めるために、ソーラーパネルは仰角３０度くらいの角度をつけて設置場合が一般的である。しかしこの設置角度を農地に適用すると、季節による太陽の高さ変化により、冬にはほとんど地面に日が当たらず、地面に植えられた植物の育成を大きく阻害する恐れがあった。このためソーラーパネルを隙間をあけ取り付けこの問題を回避していた。
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献】
【特許文献】  特許第３２２７５２４  特許公開２００５−２７７０３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、パネルを間隔をあけて取り付けるとソーラーパネルによって生ずる影は、パネルサイズが通常一辺が１ｍ近くあるため大きな影を生じる。またソーラーパネルの隙間を大きくあけて設置するため、太陽高度の高い夏場は農地の日照部の面積は大きなものとなってしまう。太陽の移動とともに日影部、日照部も移動するが、日影部、日照部ともに大きいため日影部から日照部、日照部から日影部に変化するまでに時間がかかる。このため日影部にある植物は太陽光不足により、日照部にある植物は強い太陽光により成長が阻害される恐れがあった。
本発明はこのような従来の課題を解決するもので、太陽光発電と植物育成を効率的に行うことができる農業用ソーラパネルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  前記従来の課題を解決するために、ソーラーパネル内に複数の小型な発電体を隙間をあけて取り付ることにより太陽光が透光する透光部を作り、一枚のソーラーパネルとしたものである。
ソーラーパネルに照射された太陽光の一部は発電体に当たり発電をする。残りの太陽光は発電体の間隙すなわち透光部を通過して地面の植物に当たり植物を育成する。
ソーラーパネルによってできる目影部および日照部の面積は小さく、植物は長時間太腸光不足や過剰な太陽光にさらせれなくなり成長が阻害されなくなる。
また、透光部に拡散板を取り付けることにより日影部と日照部の光の強さの差がなくなり、光の強弱による成長阻害要因は完全になくなる。
【発明の効果】
【０００６】  本発明は前記従来の課題を解決するもので、太陽光発電と植物育成を効率的に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】  本発明の実施の形態１におけるソーラーパネルの裏面概略図
【図２】  本発明の実施の形態２におけるソーラーパネルの裏面概略図
【図３】  本発明の実施の形態３におけるソーラーパネルの裏面概略図
【図４】  本発明の実施の形態４におけるソーラーパネルの裏面概略図
【図５】  本発明の実施の形態５におけるソーラーパネルの断面図
【図６】  本発明の実施の形態５におけるソーラーパネルの上面図
【図７】  本発明の実施の形態６におけるソーラーパネルの断面図
【図８】  本発明の実施の形態７のソーラーパネル断面図
【図９】  本発明の実施の形態８におけるソーラーパネルの上面図
【図１０】  本発明のソーラーパネル取り付け実施例
【発明を実施するための形態】
【０００８】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
本発明のソーラーパネルは複数個の小型な発電体を間隔をあけて取り付けることにより、ソーラーパネル内に透光部を作り、パネル上に照射した太陽光の一部は発電体に当たり発電し、残りの太陽光は透光部を通して植物に照射される。
【実施の形態１】
【０００９】  図１は、本発明の第１の実施の形態におけるソーラーパネルの裏面概略図を示すものである。
図１において、フレーム２内に複数の小型の発電体１を間隔をあけて支持枠３に取り付ける。間隔をあけて取り付けられた発電体１間には透光部４が構成される。
発電体１はシリコン結晶系の発電素子がアルミフレーム内に複数個直並列に接続され表面を透光性ガラスで裏面を裏面保護材で保護されており、出力電力は数ワット程度の小型なものが好ましい。
以上のように構成されたソーラーパネルについて、以下その動作、作用を説明する。
まず、ソーラーパネルに降り注ぐ太陽光のうち、発電体１に当たった太陽光は発電体１により電気を発生する。発生した電気は直接またはバッテリーなどで蓄電され負荷に供給される。
ソーラーパネルを通り抜けた太陽光は植物に当たり植物を育てる。
発電体１による影の面積や、植物に当たる光の日照部面積は発電体１が小型なため各々小さく、太陽の移動に伴う日影部から日照部あるいは日照部から日影部に変化する時間は短いものとなる。
【００１０】  日照部から植物に降り注ぐ太陽光の強さは晴天時で１００Ｋｌｕｘあり、ほとんどの植物にとってはこの値は強すぎ長時間さらされると成長が阻害される。また日影部の照度は晴天時で１０Ｋｌｕｘ、曇天日では５Ｋｌｕｘ程度で、弱い光でも育つ一部の植物以外にとっては光の強さは不足で、やはり長時間その状態が続くと成長が阻害される。
しかしなから、本実施の形態においては小型の発電体１を間隔を置いてソーラーパネル内に設置することにより、日照部、日影部が小さくなり、太陽移動に伴う日照部から日影部または日影部から日照部に変化する時間が短くなることにより植物育成を損なう恐れが少なくなる。
【００１１】また、本実施の形態では支持枠３にあけられた発電体１の取り付け穴により、発電体１の取り付け数や位置を変えることができる。発電体１の面積と透光部４の面積比を変えることにより、植物に当たる太陽光の強さを簡単に変えることが出来る。
【００１２】  図２は本発明の第２の実施形態にかかるソーラーパネルの裏面概略図示すものである。発電体１がスリット状になるように発電体１を配置している。第１の実施形態と同様な働きをする。
【００１３】  図３は、本発明の第３の実施形態におけるソーラーパネルの裏面概略図を示すものである。
図３において、フレーム２内に複数の発電体１を間隔をあけて支持枠３に取り付ける。間隔をあけて取り付けられた発電体１間には拡散板５が取り付けられる。
以上のように構成されたソーラーパネルについて、以下その動作、作用を説明する。
まず、ソーラーパネルに降り注ぐ太陽光のうち、発電体１に当たった太陽光は発電体１により電気を発生する。発生した電気は直接またはバッテリーなどで蓄電され負荷に供給される。
拡散板５を通り抜けた太陽光は拡散板５により拡散され平均化されて植物に当たり植物を育てる。
これにより植物全体に常に均一な太陽光が当たり育成を阻害する要因がなくなり健全な成長が促される。
【００１４】  また、本実施の形態では発電体１の面積と拡散板５の面積比を変えることにより植物に当たる太陽光の強さを簡単に変えることが出来る。
【００１５】  図４に本発明の第４の実施形態にかかるソーラーパネルの裏面概略図示す。拡散板５がスリット状になるように発電体１は配置されている。第３の実施形態と同様な働きをする。
【００１６】  図５は、本発明の第５の実施形態におけるソーラーパネルの断面図を示すものである。
図５において、複数の発電体１は接続線９で電気的に接続される。間隔をあけて取り付けられた発電体１の間隙には太陽光を通過させる透光部４が生じる。
発電体１の表面は太陽光を通す強化ガラスなどの表面保護材６で、裏面はポリエステルフィルムなどの裏面保護材７で保護され、表面保護材６と裏面保護材７との間は発電体１を密封、固定するために透光部４は透光性の充填剤８で充填される。これを架台１５に取り付け可能にするためにシール材１０を介してアルミなどでできたフレーム２に固定する。  発電体１の出力を外部に取り出すために裏面保護材７に出力箱１１が取り付けられる。発電体１はシリコン結晶系のソーラーセルが好ましい。
以上のように構成されたソーラーパネルについて、以下その動作、作用を説明する。
まず、ソーラーパネルに降り注ぐ太陽光のうち、発電体１に当たった太陽光は発電体１により電気を発生する。発生した電気は直接またはバッテリーなどで蓄電されコンバータを介して負荷に供給される。
充填剤８で満たされた透光部４を通り抜けた太陽光は地面に植えられた植物に当たり植物を育てる。
【００１７】  図６、本発明の第５の実施の形態におけるソーラーパネルの上面図である。
【００１８】  図７は本発明の第６の実施の形態におけるソーラーパネル断面図である。
透光部４に相当する箇所に太陽光を拡散する拡散板１２を配置した構造となっている。
透光部４に拡散板１２を取り付けることにより日陰部と日照部の光の強さの差がなくなり、光の強弱差による成長阻害要因が完全になくなる。
【００１９】  図８は本発明の第７の実施の形態におけるソーラーパネル断面図である。
裏面保護材７の内側に拡散フィルム１３を取り付けた構造となっている。
拡散フィルム１３を裏面保護材の外側にとりつけても効果は同じである。
【００２０】  図９は本発明の第８の実施の形態におけるソーラーパネル上面図である。
発電体１は薄膜太陽電池である。
基板１４上に発電体１が、例えば印刷法で透光部４ができるように不連続的に印刷して作られる。
有機薄膜の発電体１は一般には連続してフレキシブル基板に印刷して作られる。
本発明においては不連続的に発電体１を印刷し透光部４を作る。発電体１の間隔を変化させることにより透光部４の面積は変化し、ソーラーパネルを通過する太陽光の強度は制御される。
【実施例】
【００２１】  図１０は本発明のソーラーパネルを取り付けた実施例で、農地に設けられた架台１５に、ソーラーパネルを設置し植物育成と太陽光発電を同時に行うシステム、いわゆるソーラシェアリングシステムの概略図である。ソーラーパネルはほぼ水平に取り付けられる。
ソーラーパネルの表面の汚れを雨水などで取り除くために５度以下の角度をつけて取り付けることもある。また鳥害を防ぐためソーラーパネルの上に細い糸を張ることがある。【００２２】  植物は太陽光が強くなるにつれて光合成が盛んになりよく成長するが、ある強さ以上になると光合成量は一定となりそれ以上光が強くなっても光合成量は変化しなくなる。その点を光飽和点と呼んでいるが、植物によりこの光飽和点は異なる。
例えば強い光を必要とするスイカ、トマトでは７０〜８０ｋｌｕｘ、比較的強い光を必要とする稲、キュウリ、カブ、ブドウでは４０〜５５ｋｌｕｘ、強い光を必要としないイチゴ、レタス、サツマイモで２０〜３０ｋｌｕｘ、弱い光で成長するアザレア、プリムラ、シクラメンでは５〜１０ｋｌｕｘ程度である。
一方太陽光は真夏の日中では１００ｋｌｕｘ、曇天日で５０ｋｌｕｘ、この値は一部の植物を除いて光飽和点以上で必要のない強さである。場合によっては有害で成長を阻害する恐れもある。
発電体１の面積と透光部４の面積比を１：１とすると植物に照射される太陽光の強さは晴天日で５０ｋｌｕｘ、曇天日で２５ｋｌｕｘの照度が得られ強い光を必要としないイチゴやレタス、サツマイモなどに適している。【００２３】  架台１５の支柱，梁には防風ネットや防虫ネットを取り付けることが出来る。
防風ネットを取り付けることにより、リンゴや梨などの果実が台風などの強風で落下することを防ぐことができる。また防虫ネットを取り付ければ害虫から作物を守ることができる。【００２４】  本発明のソーラーパネルは水平に取り付けるのを基本とするが、降雪時にはソーラーパネルの中心を軸として例えば４５度くらいに傾けることにより雪を落としソーラーパネルが壊れるのを防ぐことが出来る。【００２５】  一般に用いられているビニールハウスの強度を若干補強することにより、ビニールハウス上面に本発明の薄膜フレキシブルソーラーパネル取り付けることが出来る。これにより架台を新たに作る必要はなく大幅なコストダウンが可能である。【００２６】  ビル屋上に架台を設置し、その上面に本発明のソーラーパネルを取り付けることにより屋上庭園が可能となる。【００２７】  工場敷地内に架台を設置し、その上面に本発明のソーラーパネルを取り付けることにより芝生や観賞用草花、樹木を育てることができ、工場緑化に貢献できる。【００２８】  工場やビルなどの窓部に本発明のソーラーパネルを取り付けることに、室内に外光が取り入れられると同時に発電ができ省エネが可能となる。
【符号の説明】
【００２８】  １  発電体
２  フレーム
３  支持枠
４  透光部
５  拡散板
６  表面保護材
７  裏面保護材
８  充填剤
９  接続線
１０  シール材
１１  出力箱
１２  拡散板
１３  拡散フィルム
１４  基板
１５  架台
【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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