(57)【要約】【課題】通路及び太陽光発電モジュールの傾斜下端直下の除雪作業や太陽光発電モジュールの裏面を隠す氷柱の除去に作業員が煩わされる事態をより効果的に防ぐ太陽光発電システム及び其の架台を提供する。【解決手段】太陽光発電モジュール２は、所定の脚高を有する架台本体３１に傾斜させつつ所定の地上高で支持される。この太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄ直下には、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄの直下から傾斜上端が始まり、架台本体３１の内部へ延び、太陽光発電モジュール２の裏面２ｂ直下に傾斜下端を有するスロープたるコンベア３２が設けられる。受光面２ａに積もった雪Ｓは、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄからコンベア３２に落ち、架台本体３１のフレーム内部へ運ばれ、太陽光発電モジュール２の裏面２ｂの直下に位置する。【選択図】図４
2015140620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電モジュールと、
所定の脚高を有し、前記太陽光発電モジュールを傾斜させつつ所定の地上高で支持する架台本体と、
前記太陽光発電モジュールの傾斜下端の直下から傾斜上端が始まり、前記架台本体の内部へ延び、前記太陽光発電モジュールの裏面直下に傾斜下端を有するスロープと、
を備えること、
を特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
前記スロープは、上面に下りの走行面を有するコンベアであること、
を特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記太陽光発電モジュールの傾斜下端と前記コンベアの傾斜上端との間に位置する羽根車と、
前記羽根車の回転軸と前記コンベアのローラとに巻回されて、前記羽根車の回転を前記コンベアの下り方向の走行に変換する伝達ベルトと、
を更に備えること、
を特徴とする請求項２記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
前記架台本体の背面に位置する雪止めを更に備えること、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
前記架台本体は、複数本の脚部を含み前記背面が構成され、
前記雪止めは、前記脚部に架け渡されたフレームであること、
を特徴とする請求項４記載の太陽光発電システム。
【請求項６】
所定の脚高を有し、太陽光発電モジュールを傾斜させつつ所定の地上高で支持する架台本体と、
前記太陽光発電モジュールの傾斜下端の直下から傾斜上端が始まり、前記架台の内部へ延び、前記太陽光発電モジュールの裏面直下に傾斜下端を有するスロープと、
を備えること、
を特徴とする太陽光発電モジュール設置用架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、光電効果を用いて太陽光を電力に変換して出力する太陽光発電モジュールを傾斜させつつ架台に支持させた太陽光発電システム及び其の架台に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化及び化石燃料の枯渇が問題化し、地球環境とエネルギーに対する関心が急速に高まっている。そこで、環境負荷の少ないエネルギー源として太陽光が注目され、太陽光を利用したメガソーラー発電所の設営が進められている。メガソーラー発電所は、光電効果を用いて太陽光を電力に変換する太陽光発電モジュールを大地に大量に設置した発電所である。
【０００３】
太陽光発電モジュールは、太陽光発電セルを直列及び並列に二次元アレイ状に並べた板状の太陽光発電パネルを四方を囲むフレームに嵌め込んで成る。この太陽光発電モジュールは、太陽光発電セルが並ぶ受光面を太陽側に向け、その裏面を大地側に向けて、大地に設置された架台に固定される。架台は、発電所スペースに多行多列に亘って設置されている。架台の列間は、太陽光発電モジュールのメンテナンスや監視等を行う作業員の通路となっている。この通路は、より太陽に近い太陽側の列に属する太陽光発電モジュールの影がその背後の列の太陽光発電モジュールが有する受光面に落ちないように列間に一定の距離を与える役目も果たしている。
【０００４】
積雪地帯に設営されるメガソーラー発電所では、太陽光発電モジュールの受光面に対する除雪対策が不可欠である。受光面に太陽光が届かなければ発電効率は著しく低下するためである。そこで、太陽光発電モジュールは、適度な傾斜を有して架台に設置され、傾斜下端から通路側へ滑雪させる。
【０００５】
除雪の技術としては、屋根の除雪のために、軒に向けた走行面を有する無端状ベルトを屋根上に配置し、軒先直下には軒先に沿った走行面を有するコンベアを配置し、無端状ベルトで軒先直下のコンベアに向けて滑雪させ、コンベアで家屋の側方一箇所に雪を運ぶ技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、１台の架台に通常複数段に亘って太陽光発電モジュールを設置し、この段間に適当な隙間を設けて、通路側のみならず、２段目以降の太陽光発電モジュールの傾斜下端から架台の内側へ滑雪させる工夫も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−９８８４９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１９６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、太陽光発電モジュールの傾斜等により通路側等へ滑雪させる方式では、滑雪が通路に堆積してしまうため、作業員の通行や作業の妨げになり、作業員の作業効率低下が懸念される。更に降雪量が多くなると、滑雪は太陽光発電モジュールの傾斜下端直下に山積みとなって留まり、その高さは太陽光発電モジュールの傾斜下端を超え、ついには受光面上の滑雪をダムのように堰き止めて受光面に雪を堆積させ、発電効率を低下させてしまう。そのため、作業員は通路や太陽光発電モジュールの傾斜下端直下の除雪を行う必要があり、その作業負担は多大である。
【０００９】
本実施形態は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、通路及び太陽光発電モジュールの傾斜下端直下の除雪作業等に作業員が煩わされる事態をより効果的に防ぐ太陽光発電システム及び其の架台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】
【００１０】
本実施形態の太陽光発電システムは、太陽光発電モジュールと、所定の脚高を有し、前記太陽光発電モジュールを傾斜させつつ所定の地上高で支持する架台本体と、前記太陽光発電モジュールの傾斜下端の直下から傾斜上端が始まり、前記架台本体の内部へ延び、前記太陽光発電モジュールの裏面直下に傾斜下端を有するスロープと、を備えること、を特徴とする。
【００１１】
また、本実施形態に係る太陽光発電モジュール設置用架台は、所定の脚高を有し、太陽光発電モジュールを傾斜させつつ所定の地上高で支持する架台本体と、前記太陽光発電モジュールの傾斜下端の直下から傾斜上端が始まり、前記架台の内部へ延び、前記太陽光発電モジュールの裏面直下に傾斜下端を有するスロープと、を備えること、を特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】太陽光発電システムの側面図である。
【図２】太陽光発電システムの傾斜下端側から見た正面側斜視図である。
【図３】太陽光発電システムの背面側斜視図である。
【図４】太陽光発電システムの積雪対策を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施形態に係る太陽光発電システム及び其の架台について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１乃至３に示すように、太陽光発電システム１は、架台３に複数段の太陽光発電モジュール２を設置し、太陽光発電モジュール２を傾斜させつつ所定の地上高で支持してなる。太陽光発電モジュール２は、受光面２ａを太陽に向けて例えば南向き仰角４０°に支持されている。
【００１４】
太陽光発電モジュール２は、太陽光発電セルを板面に直列及び並列に二次元アレイ状に並べて構成される。太陽光発電セルの並設面が受光面２ａであり、その反対面を裏面２ｂという。裏面２ｂには、太陽光発電モジュール２を特定する情報が示された識別表示２ｃが設けられている。
【００１５】
架台３は、架台本体３１に羽根車３３を設置し、架台本体３１近傍にコンベア３２を設けてなる。架台本体３１は、太陽光発電モジュール２を傾斜させて支持するフレームである。コンベア３２は、最下段の太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄから滑り落ちる雪を架台本体３１のフレーム内部へ向けて移送し、太陽光発電モジュール２の裏面２ｂ直下に位置させる除雪装置である。尚、以下、傾斜下端２ｄとは、最下段の太陽光発電モジュール２の傾斜下端をいう。羽根車３３は、滑雪の落下エネルギーを利用してコンベア３２の駆動を助勢するアシスト装置である。
【００１６】
この架台本体３１は、上面視矩形状であり、矩形の全角位置には地上に立設する各脚部３１ａ、３１ｂを計４本有する。架台本体３１の一辺両端に位置する脚部３１ａと其の対向辺両端に位置する脚部３１ｂは異なる脚高を有する。そのため、架台本体３１は側面視すると斜辺を上側にした９０°転倒の台形状を有する。両脚部３１ａと両脚部３１ｂの先端を結んで囲まれる領域は地上面に対する斜面となる。太陽光発電モジュール２は、この斜面上に受光面２ａを太陽側にして寝かされる。
【００１７】
架台本体３１の背面をなす脚部３１ｂの間には、地上面に近い下部に横フレーム３１ｅが架橋されている。この横フレーム３１ｅは、架台本体３１のフレーム内部に堆積する雪が架台本体３１の背面からはみ出ないように閉鎖する雪止めである。
【００１８】
コンベア３２は、太陽光発電モジュール１の傾斜下端２ｄ直下に位置し、地上に設置される。このコンベア３２は、一列に並ぶ複数のローラ３２１により無端ベルト３２２を搬送する。無端ベルト３２２は、太陽光発電モジュール２の下端辺に沿った幅を有し、架台本体３１のフレーム内側へ延びる。各ローラ３２１は、無端ベルト３２２の幅方向に沿った軸を有し、軸と直交する方向に並設されている。各ローラ３２１は、無端ベルト３２２を走行可能に保持する骨組みである。少なくとも１つのローラ３２１ａは、周面にピンが突設されたスプロケットとなっており、無端ベルト３２２と噛合している。
【００１９】
このコンベア３２は、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄの直下から傾斜上端が始まり、架台本体３１の内部へ延び、太陽光発電モジュール２の裏面２ｂ直下に傾斜下端を有するスロープの一例である。コンベア３２は、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄから滑り落ちた雪を太陽光発電モジュール２の直下に運搬する。無端ベルト３２２は、ベルト上に落ちた雪の重みにより下り方向へ走行する。また、無端ベルト３２２は羽根車３３の回転により走行が助勢される。
【００２０】
羽根車３３は、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄとコンベア３２との間に設置される。羽根車３３は、短い脚部３１ａの上部を架橋するように設置され、太陽光発電モジュール２の下端辺に沿った回転軸３３１を有し、回転軸３３１の周りには円周等配位置で複数枚の羽根板３３２が立設している。羽根板３３２は、回転軸３３１に沿って延び、回転軸３３１から放射状に高さを有する。この羽根車３３は、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄよりも羽根板３３２が外側へ飛び出るように架台本体３１に設置される。
【００２１】
羽根車３３の回転軸３３１とコンベア３２の１本のローラ３２１ａは、同じ伝達ベルト３４に８の字状に巻回されている。すなわち、伝達ベルト３４が走行したときの羽根車３３とコンベア３２のローラ３２１ａの回転方向とが同一となっている。
【００２２】
この太陽光発電システム１の積雪対策について図４を参照しつつ詳細に説明する。まず、受光面に積もる雪Ｓは、受光面２ａに沿って太陽光発電モジュール２を滑り落ちていき、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄに至る。太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄから滑り落ちる雪Ｓは、傾斜下端２ｄの直下に位置する羽根板３３２に衝突し、羽根板３３２を介して羽根車３３を回転させる。
【００２３】
羽根車３３が回転すると、回転軸３３１に巻回されていた伝達ベルト３４が走行し、ローラ３２１ａに回転力を与える。このローラ３２１ａの回転力により無端ベルト３２２は静止摩擦力を超えた走行力が付与され、走行面が架台本体３１のフレーム内部に向けた下り方向に移動し始める。
【００２４】
一方、羽根板３３２に当接していた雪Ｓは、羽根車３３の回転に伴って徐々に下方へ落ち込み、ついには羽根板３３２を離れて、コンベア３２に向けて自由落下を開始する。運動エネルギーが蓄積された雪Ｓは、コンベア３２に落ちて運動エネルギーを無端ベルト３２２に付与し、無端ベルト３２２は、走行面を下り方向に移動させる。更に、雪Ｓの重みにより無端ベルト３２２は下り方向に走行し続け、雪Ｓを架台本体３１の内部へ運び、太陽光発電モジュール２の裏面２ｂ直下に落とす。
【００２５】
すなわち、この太陽光発電システム１では、太陽光発電モジュール２の受光面２ａに対する雪Ｓを太陽光発電モジュール２の裏面２ｂに移動させる。換言すれば、雪Ｓをシステム前方又は側方の通路Ｐや、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄ直下には移動させない。そのため、これら通路Ｐや太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄ直下への雪Ｓの堆積は抑制される。また、無端状ベルトで滑雪を助長して架台側方に運び出す従来技術と比較すれば、架台上に無端状ベルトを設置することはないので、架台上により大きな受光面積を採ることができる。
【００２６】
更に、雪Ｓは太陽光発電モジュール２の裏面２ｂ直下に位置することにより、太陽光発電モジュール２を冷却する。太陽光発電モジュール２の発電能力は受光面積の他に内部温度にも大きな影響を受ける。太陽光発電モジュール２は、内部温度が高まると発電効率を低下させる特性を有する。しかしながら、この太陽光発電システム１では、雪Ｓにより冷却されるため、内部温度の上昇は抑制され、高い発電効率を維持することができる。
【００２７】
ここで、従来、太陽光発電モジュールの段間に隙間を設けて２段目以降の太陽光発電モジュールからも架台の内側へ滑雪させる方式が提案されているが、太陽光による雪解け水が氷柱となって２段目以降の太陽光発電モジュールから垂れ下がり、前段の太陽光発電モジュールの裏面に貼着された識別表示２ｃを視認困難としてしまう虞がある。そのため、識別表示２ｃを頼りにした太陽光発電モジュール２のメンテナンスや代替品の選定が氷柱により困難となり、作業員の作業効率の低下させてしまう虞がある。また、この氷柱を梯子に登って手作業により除去しようとすると、通路や太陽光発電モジュールの傾斜下端直下の除雪作業よりも作業負担が大きくなり、また作業員に対する身体的危険性も増す。
【００２８】
しかしながら、本実施形態の太陽光発電システム１では、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄから雪Ｓを架台本体３１の内部に移送するため、氷柱が発生しにくく、氷柱により識別表示２ｃが隠されてしまうリスクは低減する。そのため、作業員のメンテナンス作業等の作業効率の低下も抑制することができ、作業員の身体的危険性も少ない。
【００２９】
また、架台本体３１の内部で雪Ｓが堆積していくと、この雪Ｓは降雪に伴って架台本体３１のフレーム内部からはみ出るように成長していく。横フレーム３１ｅは、この雪Ｓの架台本体３１外部へのはみ出しを抑制している。横フレーム３１ｅの存在により架台本体３１の背面から雪Ｓが漏れ出ていかないため、太陽光発電システム１の後方の通路Ｐへの雪の堆積を雪Ｓが助長することもない。
【００３０】
以上のように、この太陽光発電システム１及び其の架台３は、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄの直下から傾斜上端が始まり、架台本体３１の内部へ延び、太陽光発電モジュール２の裏面２ｂ直下に傾斜下端を有するスロープたるコンベア３２を備えるようにした。
【００３１】
これにより、通路Ｐや太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄ直下に雪Ｓが堆積することを抑制でき、また太陽光発電モジュール２の裏面２ｂを覆い隠すように成長する氷柱が生じ難くなり、太陽光発電システム１のメンテナンス等を行う作業員の労力負担を軽減し、作業効率を向上させることができる。また、雪Ｓを邪魔な物として除去するのではなく、太陽光発電モジュール２の冷却に使用するため、発電効率を向上させることができるとともに、その処置を非常に安価に達成することができる。
【００３２】
また、上面に下りの走行面を有するコンベア３２を雪Ｓのスロープとして配置した。これにより、雪Ｓを架台本体３１内部へ運び易くなり、降雪量が多くなっても作業員の除雪作業等を簡便化させる可能性が高まる。
【００３３】
更に、太陽光発電モジュール２の傾斜下端２ｄとコンベア３２の傾斜上端との間に羽根車３３を設け、羽根車３３の回転軸３３１とコンベア３２のローラ３２１ａとを伝達ベルト３４で連結するようにした。これにより、雪Ｓの落下を利用してコンベア３２を駆動させることができ、太陽光発電モジュール２や他の電源の電力を利用する必要がないので、需要家が利用可能な発電量を高めることができる。
【００３４】
また、架台本体３１の背面には、横フレーム３１ｅによりなる雪止めを更に備えるようにした。これにより太陽光発電モジュール２の背面にある通路Ｐへの雪の堆積を助長することはなく、作業員のメンテナンス等の作業を妨げることを防止できる。
【００３５】
（その他の実施の形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、実施形態の各構成要素の一部又は全てを組み合わせが包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００３６】
例えば、コンベア３２はスロープの一例であり、モータを備えて自走可能としてもよい。摩擦係数の低い滑面を有する滑り台をスロープとしてコンベア３２に代えて配置してもよい。更に、雪止めは、脚部３１ｂを架橋し、架台本体３１の背面を横切る横フレーム３１ｅに代えて、架台本体３１の背面下部を覆う網としてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  太陽光発電システム
２  太陽光発電モジュール
２ａ  受光面
２ｂ  裏面
２ｃ  識別表示
２ｄ  傾斜下端
３  架台
３１  架台本体
３１ａ  脚部
３１ｂ  脚部
３１ｃ  雪止め
３１ｅ  横フレーム
３２  コンベア
３２１  ローラ
３２１ａ  ローラ
３２２  無端ベルト
３３  羽根車
３３１  回転軸
３３２  羽根板
３４  伝達ベルト
Ｓ  雪
Ｐ  通路
【図１】
2015140620.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015140620.tif 000005
【図４】
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