(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池の発電効率を高め、強風のもとでも安全が確保できる太陽光発電装置を提供する。【解決手段】太陽電池パネル１を行列に組んだアレイにおいて、行間に故意に隙間３を取り太陽電池パネルを固定する。この隙間３付近での風速は太陽電池の表裏で異なるため、ベルヌーイの定理による差圧が発生し、この差圧で、太陽電池裏面または表面に滞留して高温化した空気が表面または裏面の空気に吸引されて排除される。これにより太陽電池の冷却が促進され太陽電池温度と気温とのかい離が減少する。同時に、この隙間３により太陽電池パネル１の表裏の差圧が減少し、強風のもとでもアレイの破壊の危惧を緩和する効果が期待できる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
大規模な太陽光発電においては、或いは、小規模（家庭用など）太陽光発電においても屋根の傾斜に沿って据え付ける場合を除き、複数の太陽電池パネルを行列に組んで設置しているが、これをアレイと呼ぶ。このアレイにおいて、太陽電池の行間に故意に隙間を設けて、太陽電池パネルを固定したもの。列間においては隙間の有無は問わない。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
再生可能エネルギーの有効発生
【背景技術】
【０００２】
再生可能エネルギーのうち、太陽光発電が注目されている。しかし、太陽光発電用電池（以下、太陽電池という）の発電効率は、温度の上昇変化に対して負の係数を持っている。このために太陽電池への工夫は、その負の係数をより小さくすることと、通気を容易にすることなどが考案されているが殆ど実現されていない。このため、発電中の太陽電池の温度は、強制冷却を行う場合を除けば、気温とのかい離がより少なくすることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公開平７−９０９９５太陽電池パネル  （太陽電池モジュールの裏面に通気路付き）
【特許文献２】特許公開２００２−１７０９７４空冷方式の冷却機構を備えた太陽電池モジュール  （太陽電池モジュールの裏面強制冷却）
【特許文献３】特許公開２００５−２４０３５２太陽電池モジュール及び太陽電池付屋根  （太陽電池モジュールの裏面に通気路付き）
【特許文献４】特許公開２０１１−１４６４４２太陽電池パネル散水システム  （太陽電池モジュールの表面に散水）
【特許文献５】特許公開２０１１−１８１７７３太陽光発電システム  （太陽電池モジュールの表面に部分的な散水）
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の太陽電池パネルを屋外で発電させる場合に、一定数のパネルを行列に組んで設置されたものを電池アレイと呼ぶ。このアレイは、北半球では、一般に南側に向かって傾斜して設置し、より多くの発電を行わせている。この場合で、南寄りの風による自然空気冷却は、太陽電池パネルの裏面（太陽光を受ける面を表面としての反対面）に空気が滞留して加温されるために、太陽電池の温度が上昇し易い。この温度上昇は、裏面の滞留空気を排除すれば、容易により小さくなる。一方、北寄りの風では、太陽電池パネルの表面で空気が滞留しやすい。或いは、アレイの南側端部で空気の流れがせき止めらるようであれば、太陽電池パネルの裏面で空気が滞留しやすい。いずれの風向にせよ、太陽電池パネルの表面または裏面の空気を滞留させないようにすることが太陽電池パネルの温度の上昇防止に有用である。特に、太陽電池パネルの裏面には、発熱源である発電素子が存在するので、裏面に空気を滞留させない工夫が太陽電池パネルの温度の昇温防止に有効である。
特許公開情報にあるような散水も選択肢であるが、用水費用やポンプ動力費を考慮すれば、この選択は、コスト・ベネフィットが劣る。または人工的に空気通路を設けるのは太陽電池パネルを高価にするばかりか効果も期待し難い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
太陽電池パネル裏面の滞留空気を容易に排除するため、太陽電池パネルを行列に組んでアレイを構成するときに、アレイの行間（アレイ支持縦桟方向、つまり南北方向）に限り、パネルとパネルとの間に、適切な隙間を設ける。この隙間では、ベルヌーイの定理に基づき、パネルの表面と裏面での静圧に差異が発生する。この差圧により、この隙間を通じて、裏面の滞留空気がパネルの表面側へ或いは表面の滞留空気がパネルの裏面に流れる。よって、表面或いは裏面の滞留空気が排除されることになる。また、アレイが強風下にある際にもパネルの表裏に働く圧力差を低減できるので、強風耐性が向上することにもなる。
【考案の効果】
【０００６】
アレイの裏面または表面で空気の滞留が低減されることにより、太陽電池パネルの温度と気温とのかい離が減少する。これにより、太陽電池の発電効率の温度上昇による発電性能の悪化がより小さくなる。夏期のように気温が上がる時期では、この効果は極めて有用である。さらに加えて、同じ原理に基づき、強風時に発生するパネル表裏の差圧が低減するので、強風への耐性も強化される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】は実施例の典型的な断面図で、太陽電池パネルを行列に組んだアレイの断面を示している。一般に図の左側が南である。アレイ支持縦桟２に搭載する複数の太陽電池１の相互間には意図的に隙間３を設ける。この隙間を通じて、太陽電池裏面または表面の暖かい滞留空気が電池表面あたは裏面の空気の流れに吸引されて、排除される。この結果、太陽電池の温度上昇が低減できる。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
太陽電池アレイでは、複数のパネルを行列に並べて、これが一体に組み立てられている。この時、従来ではパネルは密接して固定されるている。これは、単位アレイの寸法が大きいと、用地の利用率やアレイ相互で発生する日陰による悪影響があるので、これを改善または低減するために必要と認識されているからである。本考案では、行列に配置されるパネルの行間に意図的に隙間を設けて固定することとしている。この結果として、太陽電池の温度上昇が低減されることで、太陽電池の発電効率をより高く維持することが可能となり、用地全体としての発電量を高くすることが出来る。
【０００９】
上記の利点に対して欠点もある。それは、アレイ支持の縦桟方向の寸法が隙間分だけ大きくなり、アレイ相互で発生する日陰の悪影響が増大する可能性があることである。ただ、この日陰の悪影響は、設定する隙間の寸法を適切に抑制することで、殆ど、無視できる程度とすることが可能である。この隙間は大きければ大きい程に効果が増大することにはならないからである。この隙間の寸法は、設置される太陽電池パネルの縦桟方向寸法の１０％程度か、それ以下が適切である。
【実施例】
【００１０】
図１に示すのが実施例の典型である。実施においては、アレイの地面に対する傾斜角を合理的な範囲で小さく設計すれば、隙間の存在でアレイの縦桟方向の寸法が大きくなることの悪影響は小さくなるので、この点の考察を十分に行うことが推奨される。隙間は、必ずしも統一されるいる必要はないが、関連する支持機材の加工や組み立て、並びに、太陽電池パネルの固定器具を統一し、必要な作業を簡易化するためには、隙間は一定とすることが実用的にも経済的にも望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
現今では、再生エネルギーの活用に広い期待があり、太陽光発電では、いわゆるメガソーラーと呼ばれる大型発電が建設されようとしている。このように大規模発電では、発電量の多寡が、その経済性に大きく影響する。このためには、太陽電池の発電効率を常に大きく保つことが重要である。本考案は、この発電効率の確保に有用であり、広く利用されるであろう。このような設備（アレイ）の支持構造の設計では、その設計標準を定めるＪＩＳ Ｃ ８９５５によれば、風荷重が最も支配的である。この標準では、本考案で定める隙間の影響を考慮する規定が定められていないため設計標準での設計手法には取り入れられないが、実質的に太陽電池パネルの自然冷却が達成される他に、例えば台風などの場合には設備の安全性が向上すると言う実質的利益が期待できる。
【００１２】
本考案は、大規模太陽光発電においてでばかりではなく、家庭用太陽光発電などの小規模太陽光発電でも、家屋屋根の傾斜に密接して太陽電池パネルを設置する場合を除き、例えば陸屋根や空地に設置する場合もアレイを組むので、適用できる。
【符号の説明】
【００１３】
１  太陽電池パネル
２  アレイ支持縦桟
３  太陽電池パネル相互間の隙間
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年6月5日(2012.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
大規模の太陽光発電あるいは陸屋根に置く太陽光発電において、複数の
太陽電池パネルを行列に組んで設置する際に、太陽電池パネルの行間に隙
間を設けて太陽電池パネルを固定したことを特徴とする太陽光発電装置。