(57)【要約】      （修正有）【課題】フレキシブル太陽光発電シートを使用し、発泡樹脂とプラスチック材料によって水面上で発電させることを可能とする水上ソーラー発電機構造を提供する。【解決手段】フレキシブル太陽光発電シート１７を発泡構造の樹脂体１３の浮体に取付けて、ユニットを形成させ、ついで、そのユニットを連結して水上ソーラー発電機を形成させて、その両端を、アンカー方式による固定又は地盤への固定杭の打ち込みによって暴風雨時にも破損しない仕組みを構築し、重量が１平方メートル当り２キログラム以下、好ましくは１平方メートル当り１．２キログラム以下の軽量かつフレキシブルなフィルム型太陽電池を取付けてユニットを形成させ、そのユニットを水上で連結して、任意の容量の発電機とした。パネル型の太陽電池と比較して、軽量なフレキシブル太陽光発電シート１７を使用して、水位の変動にも対応できる浮き１０構造であって、避雷器の取付けと細いワイヤーによる防鳥対策を施した。【選択図】図５
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル太陽光発電シートを発泡構造の樹脂体の浮体に取付けて、ユニットを形成させ、ついで、そのユニットを連結して水上ソーラー発電機を形成させて、その両端を、アンカー方式による固定又は地盤への固定杭の打ち込みによって暴風雨時にも破損しない仕組みを構築した水上ソーラー発電機構造
【請求項２】
重量が１平方メートル当り２キログラム以下、好ましくは１平方メートル当り１．２キログラム以下の軽量かつフレキシブルなフィルム型太陽電池を取付けてユニットを形成させ、そのユニットを水上で連結して、任意の容量の発電機として使用する構造の請求項１の水上ソーラー発電機構造
【請求項３】
パネル型の太陽電池と比較して、軽量なフレキシブル太陽光発電シートを使用して、水位の変動にも対応できる浮き構造であって、避雷器の取付けと細いワイヤーによる防鳥対策を施した請求項２の水上ソーラー発電機構造
【請求項４】
水上ソーラー発電機上に留まる雨水を排除するため、フレキシブル太陽光発電シートを１０度以下の角度で傾斜させた請求項３の水上ソーラー発電機構造
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、フレキシブル太陽光発電シートを使用し、発泡樹脂とプラスチック材料によって水面上で発電させることを可能とする水上ソーラー発電機構造に関する。
【背景技術】
【０００２】最近、パネル型の太陽電池を取付けた家屋が、広く普及している。この太陽電池は、重量が重く、そのままでは水面で利用することは困難である。重量の重いパネルを水面上に保持するために、気密なプラスチック製ケーシングによって、水面上に維持する方法が採用されている。
一方、本考案者らは、すでに軽量なフレキシブル太陽光発電シートを活用し、薄い不織布と一体化した防草発電シートを開発し、遊休田畑、堤防や高速道路の法面に施工し、普及させつつある。除草にかかる管理費用の削減にもつながり、評価を得ている。【０００３】本考案者らは、防草発電シートを普及させつつある中で、太陽電池セル基板がプラスチックフィルムであり、モジュール表面材も薄い耐候性フィルムであるモジュール重量が、１平方メートル当り、約１キログラムと軽量である特徴を生かして、水上ソーラー発電機構造を考案するに至った。【０００４】テスト施工によると、有機フィルムの場合、ガラスとは異なり割れない特徴があり、貯水池、学校のプールなどへの施工後においても破損の心配がない。施工地周辺の生活環境に対して、大きい影響はなく、反射光によるまぶしさをもたらすこともないことが判ってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】特許電子図書館で、水上発電と太陽電池をキーワードとして、特許・実用新案を検索すると、１件検索できた（特許文献１）。さらに、非特許文献として新聞記事にフランスのシエル・テール・インタナショナル社の系列会社であるシエル・テール・ジャパン社の発表があり、我が国での施工が報道された。それによると、国際特許が出願され、公表特許公報として、平成２６年５月１日に、公開されていた。これらは、結晶シリコンタイプのセル基板で、モジュール重量が、１平方メートル当り、約１３キログラムの現在普及しつつある屋根用の太陽電池を水上に設置するパネル支持装置の特許である（特許文献２）。
【特許文献１】特許第４８４５５４４
【特許文献２】特表２０１４−５１１０４３
【非特許文献】
【０００６】株式会社シエル・テール・ジャパンは、シエル・テール・フランスの開発した独自の太陽光発電パネルの水上支持装置であるプラスチック製のケーシングを使用し、埼玉県桶川市の雨水調整池における施工を、実績報告書として発表している（非特許文献１）。
【非特許文献１】株式会社シエル・テール・ジャパンのホームページ
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】先行技術文献に見られる施工は、家屋の屋根に使用されている従来のパネル型の太陽電池を水面で使用するための技術である。１平方メートル当り１０キログラム以上の太陽電池を水上に浮かべるために、大きい土台となるフロートや波浪に耐えるための複雑な支持装置が使用されている。水上の物体が大きくなると、強風や台風の到来によって、破壊される心配がある。台風予報により撤去し、通過後に再配置することは不可能である。そこで、我々は、水上発電機部は、可能な限り軽量化と小スペース化により風雨に耐える構造を追及し、フレキシブル太陽光発電シートと浮体を一体化した構造とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】貯水池の場合、風雨によりその軽量な水上ソーラー発電機の位置が大きく変わらないように、１水中や池底アンカーの使用、２護岸への固定、３水上ソーラー発電機のループスライド方式による水位追従型の護岸取付けパイプ、４浮きの採用と結合方法による水深の変動に対応する係留ロープの位置可変機能、５自由度を持たせた結合方法の採用、６鳥の糞防止のワイヤー設置、７降雨時の雨水排除のためのフレキシブル太陽光発電シートの１０度程度の傾斜等を検討し、それぞれの効果と可能な組合せにより課題を解決した。施工に当っては、前もって貯水池等の構造調査は欠かせない。【０００９】人工プールのような底面の平滑な貯水池では、底に沈めたコンクリートブロックのような重量物によって固定された支柱への締結により、また貯水池のように底面に起伏がある場合には、貯水池の周辺に固定されたスライダーバーと水深の変動に対応する係留ロープによって、水位の変化を吸収する機構により解決した。風雨や波浪による水面の変化は、隣り合うユニットの連結方法において、上下方向の自由度をもたせ吸収する機構により解決した。
【考案の効果】
【００１０】水上ソーラー発電機システムを屋外に設置する場合には、そのシステムが設置場所の環境に対応して、風雨による影響を受けないようにすることが必須である。天然の貯水池や人工の貯水池の特徴を調査して、フレキシブル太陽光発電シートによる水上ソーラー発電機の特徴を生かすことで、発電機構造の効果が発揮できる。本考案では、水位の変化や風による水面の変動という課題にも対応できる効果を認めた。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】貯水池の断面模式図である。
【図２】軽量な水上ソーラー発電機を施工した貯水池の表面模式図である。
【図３】水上ソーラー発電機をアンカー方式で貯水池の水面上に安定化させた模式図である。
【図４】貯水プール表面に水上ソーラー発電機を施工した模式図である。
【図５】貯水プールの場合の水上ソーラー発電機を水面に保持する一つの実施例の模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】従来のパネル型の太陽電池と比較して、極めて軽量であるフレキシブル太陽光発電シートの水上設置は、浮力よりも波浪に対する安定が求められる。前者の場合、浮体には、厚い空気層が必要であったが、本考案のフレキシブル太陽光発電シートの場合には、発泡構造の樹脂体の浮力を利用すれば、厚さ１０センチ程度の発泡体に貼付ける程度で水面に浮く。この軽量なユニットを現地へ運搬して、所定量を陸上で連結しながら水上に設置することによって、水上ソーラー発電機として完成させる。気密なプラスチックのケーシングによって太陽光発電パネルを維持する方法と異なり、水面上での連結作業を行う必要がないため作業性が極めて簡単である。
【実施例】
【００１３】以下の仕様の水上ソーラー発電機ユニットを組み立てた。浮力材には、高密度発泡体を使用し、幅９１センチメートル、長さ３４５センチメートル、高さ約１０センチメートルのサイズをユニットとした発電量１８０ワットの水上ソーラー発電機ユニットである。風雨や波に耐える浮体として、発泡度３８倍、１平方センチメートル当りの曲げ強度３６ニュートン、吸水量は１００平方センチメートルあたり０．２グラムのものを使用して、順調に発電した。このユニットを６３連結したもので、１１．３キロワットの発電量を達成した。【００１４】水上ソーラー発電機ユニットの連結は、設置する水面の状況や連結するユニット数に応じて、ユニット内部に係留ワイヤーを通して連結する方式と、金具により隣り合うユニットを連結する方式を用いる。いずれの方式も隣り合うユニットを完全に一体化させず、上下方向に自由度を持たせる。金具によるユニットを連結する方式は、ユニットを簡単に分離できる。【００１５】水上ソーラー発電機の周辺に、直径０．０５ミリメートル程度の細いワイヤーを張ることにより鳥の飛来が防止でき、糞による汚れが少なくなった。【００１６】図１で示す天然の貯水池の場合には、底が平坦であれば、図２と図３に示すアンカー方式で可能であるが、底の凹凸が激しく安定していない場合には、杭の打ち込みが必要となる。底が平坦なプールの場合には、図４及び図５のような係留方式を採用する。９は重い土台のある支柱であり、１１のリングロープに、浮き１０と共に係留させ、浮きと共に、水位の変化に対応して、軽量な水上ソーラー発電機ユニットを、安定してプールの表面に存在させる。
【符号の説明】
【００１７】１貯水池の水
２池の底
３水面
４池の周辺の土手
５楕円形貯水池の模式図
６水位により上下する水上ソーラー発電機の一部
７水上ソーラー発電機を固定するためのアンカー
８水上ソーラー発電機のアンカーへの係留ロープ
９水上ソーラー発電機を係留するための土台つき支柱
１０水上ソーラー発電機と共に、水位の上下によってその高さが変化する浮き
１１浮きと発電機を係留しているリングロープ
１２水上ソーラー発電機とリングロープの繋ぎ
１３高密度発泡体を使用した浮力材
１４プールの底
１５集電用ケーブル
１６自由度を持たせた連結部
１７フレキシブル太陽光発電シート
【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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