(57)【要約】【課題】雪国に設置する場合であっても、効率的に発電して発電能力を高めるのことができる太陽電池装置を提供する。【解決手段】設置面に立設された支柱１に平板状の太陽電池パネル２が取付けられ、前記太陽電池パネル２は、受光面２３が前下がり状に傾斜して配置されるとともに、該太陽電池パネル２の頂部に縦板４が立設され、前記縦板４は、太陽光を太陽電池パネルの受光面２３に反射させる反射部４１が形成されるようにすれば、太陽電池パネルの受光面上への冠雪を防ぎ、かつ発電量を増やすことができる。【選択図】  図１
2015103710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置面に立設された支柱に平板状の太陽電池パネルが取付けられ、前記太陽電池パネルは、受光面が前下がり状に傾斜して配置されるとともに、該太陽電池パネルの頂部に縦板が立設され、前記縦板は、太陽光を太陽電池パネルの前記受光面に反射させる反射部が形成されていることを特徴とする太陽電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自発光標識、サイン、時計台、広告、照明灯など、太陽電池を電源とする設備に用いられる太陽電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を電気エネルギーに変換する装置において、通常太陽電池は年間を通して得られる電力が極大となる方向に向けて設置され、そのような方法については従来数多く提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、支柱と、該支柱の上部に配置されたソーラーパネルと、前記支柱の上部に配置された照明部とを備え、前記ソーラーパネルは、２体一組でパネルユニットとなすように、傾斜状態で前記支柱を中心として、該支柱の立設方向と直交する方向の両側に対称状に並列配置され、このパネルユニットを、前記支柱の上部から上方延設される補助支柱を軸心として回転変位自在に連結させたことを特徴とする屋外灯が開示されている。
【０００４】
また、本出願人においても、特許文献２のように、太陽電池パネルを用いて太陽光を電気エネルギーに変換する装置において、少なくとも２つの太陽電池パネルを有し、該太陽電池パネルはそれぞれ異なる方向に向けて設置されていることを特徴とする多面配置型太陽電池装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１８０８６号公報
【特許文献２】特開２００２−１２４６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし雪国において、太陽電池を設置する場合、太陽電池のパネル上に雪が積もってしてしまうと発電効率が低下してしまう。したがって、特許文献１の屋外灯において、パネルを回転変位自在に連結することにより、太陽光を追尾し、効率的な発電が可能となるが、追尾するためには相応の電力が必要となるため、太陽電池パネル上に積雪しうる冬期には十分な性能を発現しないおそれがあった。
【０００７】
そこで本発明は、雪国に設置する場合であっても、効率的に発電して発電能力を高めるのことができる太陽電池装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。
すなわち本発明に係る太陽電池設置は、設置面に立設された支柱に平板状の太陽電池パネルが取付けられ、前記太陽電池パネルは、受光面が前下がり状に傾斜して配置されるとともに、該太陽電池パネルの頂部に縦板が立設され、前記縦板は、太陽光を太陽電池パネルの前記受光面に反射させる反射部が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、太陽電池パネルの頂部に縦板が立設されているので、前記縦板によって太陽電池パネルの受光面である表面側の上部から裏面側に回り込んで覆うように積雪するいわゆる冠雪を抑えて、太陽電池パネル上の積雪を滑り落ちやすくすることが可能となり、更に前記縦板は、太陽光を太陽電池パネルの受光面に反射させる反射部が形成されているので、反射部で反射した太陽光により、太陽電池パネルによる発電量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る太陽電池装置において実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図２の太陽電池パネル付近の拡大図である。
【図４】本発明に係る太陽電池装置において他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る太陽電池装置において更に他の実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照し、具体的に説明する。
すなわち、図１は本発明に係る太陽電池装置の実施の一形態を示す斜視図、図２は図１の側面図である。本形態に係る太陽電池装置Ｐは、主に屋外に設置され、設置面に立設された支柱１に太陽電池パネル２が取付けられており、前記太陽電池パネル２において太陽光が電気エネルギーに変換され、支柱１内に設置された蓄電池１１に蓄電され、該蓄電池１１から照明灯５に電気が供給され、夜間に点灯するようになされている。
【００１２】
支柱１は、一般には強度的に安定しておりコストの安い鋼管が用いられる。本形態においては、支柱１の上部は円筒状に形成されており、支柱１の下部は、角筒状に形成されてその内部に前記蓄電池１１、制御盤１２が収納されている。なお、蓄電池１１と制御盤１２を支柱１内に収納する場合は本形態が好ましいが、収納用筐体（図示せず）に収納して支柱１に固定する場合は、支柱１は下部も円筒形状でもよく、支柱１の外形は特に限定されるものではない。またステンレス合金やアルミニウム合金等の他の金属材料から支柱１を形成してもよい。更に耐食性や耐候性を高めるために金属めっきや塗装を施してもよい。本形態は、支柱１の下部が設置面に埋設されたものであるが、支柱１の下端部に平板状のベースプレートを接合し、該ベースプレートを介して設置面に固定する形態でもよい。
【００１３】
太陽電池パネル２は、一般には、複数の太陽電池セル２１を板材２２で挟持したものであって、一方には透光性の板材２２が配置され、該透光性の板材２２を配置した側を受光面２３とし、そして前記受光面２３と反対の裏面側に配置した板材２２の側を非受光面としたものである。透光性の板材２２としては、ガラス板や透光性の合成樹脂板が用いられる。前記合成樹脂板の種類は、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等を挙げることができる。
【００１４】
また太陽電池パネル２の強度を保持するために、その外周に沿って枠体を取付けてもよく、この場合、枠体の一部が太陽電池パネル２の受光面２３の下端縁から上方に突出しないようにしておけば、太陽電池パネル２上の雪が滑り落ちる際、枠体に引っ掛かって滞留することがないので太陽電池パネル２上に積もりにくくなって好ましい。
【００１５】
図３は図２の太陽電池パネル２付近の拡大図である。太陽電池パネル２は、本形態では、支柱１の上端部に設けられた架台３上に前下がり状に傾斜して、すなわち受光面２３が斜め上方を向くようにして取付けられている。また前記架台３の下面部には、支柱１の上端部に連結するための円筒状の連結部３１が設けられ、支柱１の上端部を軸として回動可能に取付け可能となされ、固定ボルト３２により支柱１に連結部３１が固定される。これにより、太陽光を受けやすい方角に太陽電池パネル２の受光面２３の向きに合わせて固定することができる。
【００１６】
次に図３により説明すると、一般に、積雪した雪が滑り落ち始める傾斜角、いわゆる、安息角は５０度程度であって、この安息角を超えた傾斜面に降雪しても雪が滑って積もりにくいと言われている。したがって、前記雪の安息角を考慮すると、太陽電池パネル２を前下がり状に傾斜させて取付けた際の設置面に対する傾斜角度αは５０度以上が好ましい。本形態では、前記傾斜角度αは６０度である。
【００１７】
また太陽電池パネル２で効率的に発電するためには、日照時間が相対的に少なく太陽高度が低い冬期により効率的に発電するように、太陽電池パネル２の傾斜角度αは、５０度以上７５度以下が好ましい。５０度以下になると上記の通り太陽電池パネル２上に雪が積もりやすくなり、７５度以上となると特に昼間時に太陽の実質的な照射面積が小さくなって、十分な発電量が得られないおそれがある。
【００１８】
図３に示すように、太陽電池パネル２の頂部には縦板４が取付けられている。これにより、太陽電池パネル２の表面側に雪が積もった場合であっても、当該雪は滑り落ちやすくなる。すなわち、縦板４がない場合は、太陽電池パネル２上に降る雪が、表面側の上部から裏面側にまで回り込んでしまうと、太陽電池パネル２の頂部付近の雪は滑り落ちにくくなる。一方、本形態のように縦板４を立設されると、該縦板４に遮られて前述のような回り込みによる冠雪は起こりにくいので、雪が積もりにくい状態を保持することができる。
【００１９】
縦板４は、本形態では、アルミニウム合金からなる金属板を用いており、太陽光が縦板４に設けられた反射部４１で反射されて太陽電池パネル２の受光面２３に反射され、前記受光面２３に直接照射される太陽光と併せてられて、太陽電池パネル２での発電量を増大させることができる。これにより、太陽電池パネル２を更に効率的に発電することができる。本形態では、縦板４は、ほぼ鉛直方向に沿って取付けられており、太陽高度が低い冬期において、太陽電池パネル２の受光面２３に向けて、より効率的に太陽光を照射させることができる。前記反射部４１は、例えば、縦板４の表面を鏡面状に研磨して反射しやすい面を形成したものでもよく、縦板４の表面に塗装による反射層（図示せず）を設けたものでもよく、縦板４の表面に反射材料（図示せず）を貼着したものでもよい。
なお、前記縦板４は、一般にはほぼ鉛直方向に沿って取付けられているのが好ましいが、地形によっては多少斜めに立設されていてもよく、又その高さ及び幅は適宜決定されればよい。また、縦板４は、その下端部が太陽電池パネル２の頂部に密接した状態で立設されていてもよいし、その下端部又は前後面が頂部とは隔離した状態で立設されていてもよい。
【００２０】
太陽電池パネル２の受光面２３を含めてその表面は、水による接触角が２０度以下となるような親水性の表面処理が施されていることが好ましい。これにより、太陽電池パネル２の表面が凍結していない状態であって、表面の温度が摂氏０〜２度、またはそれ以上の表面温度であれば、雪が積もった場合でも、太陽電池パネル２の表面と雪との間に水膜が形成されやすくなり、雪が自重によって滑り落ちやすくなる。
【００２１】
縦板４の反射部４１も、水による接触角が２０度以下となるような親水性の表面処理が施されていることが好ましい。これにより、表面が凍結していない状態であって、表面の温度が摂氏０〜２度、またはそれ以上の表面温度であれば、反射部４１の表面に雪が付着しにくくなり、反射部４１で反射した太陽光を継続的に太陽電池パネル２の受光面２３に向けて照射させることができる。
【００２２】
照明灯５は、太陽電池パネル２で発電した電気を利用するものであって、夜間時に点灯するようになされている。なお、太陽電池パネル２から電気を供給する対象としては、本実施形態の照明灯６に限られるものではなく、例えば、図４に示すように、ＬＥＤを縦横に配列して、文字情報や記号を標示する情報表示装置６を用いてもよい。
【００２３】
図５は、本形態に係る太陽電池装置Ｐにおいて更に他の実施形態を示す斜視図である。支柱１は、設置面に間隔をあけて二個立設されており、上端部が後方に向けて傾斜しており、前記上端部間に太陽電池パネル２が前下がり状に傾斜して取付けられている。更に詳しく説明すると、本形態では、太陽電池パネルを取付けるための正面視逆Ｌ字状の取付部材７が、二個の支柱に相対向して固定されおり、前記取付部材７によって、太陽電池パネル２の両側端部が固定されている。これによって、太陽電池パネル２が支柱１に取付けられている。
【００２４】
また本形態における太陽電池パネル２は、太陽電池セル２１の表裏両面に透光性の板材２２が配置され、表裏両面を受光面２３とした、いわゆる両面受光型が用いられている。これにより、特に冬期においては、太陽電池パネル２は、斜め上方に向いた表面側の受光面２３で太陽光を受光し、併せて斜め下方に向いた裏面側の受光面２３で積雪した雪の反射光、散乱光を受光できるので、効率的に発電することができる。そしてこれに加えて、表面側の受光面２３においては、縦板４に設けられた反射部４１で太陽光が反射されて、当該受光面２３に反射され、受光面２３に直接照射される太陽光と併せて、表面側の受光面２３での発電量を増大させることができる。
なお、本形態では、板材２２は、合成樹脂板であるポリカーボネートが用いられており、ガラス板と比べて、太陽電池パネル２を形成した後の孔空け加工や切断加工等の後加工が容易となり好ましい。
【００２５】
本形態に係る太陽電池装置Ｐは、図１、４に示された照明灯や情報表示装置等の電源として利用してもよく、また太陽電池装置Ｐを多数設置して、発電した電気を蓄電池等に集積し、周辺施設に配電するための比較的大規模な発電にも利用することができる。
【００２６】
本発明は、照明灯、情報表示装置、自発光標識、サイン、時計台、広告など、太陽電池を電源とする太陽電池装置、加えて太陽電池装置を多数設置して用いる比較的大規模な発電に利用することが可能であり、特に、冬期に積雪や冠雪が起こる地域において、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１    支柱
１１  蓄電池
１２  制御盤
１３  傾斜部
２    太陽電池パネル
２１  太陽電池セル
２２  板材
２３  受光面
３    架台
３１  連結部
３２  固定ボルト
４    縦板
４１  反射部
５    照明灯
６    情報表示装置
７    取付部材
α    傾斜角度
Ｐ    太陽電池装置
【図１】
2015103710.tif 000003
【図２】
2015103710.tif 000004
【図３】
2015103710.tif 000005
【図４】
2015103710.tif 000006
【図５】
2015103710.tif 000007