(57)【要約】  各々が複数の辺要素により形成された枠構造体を含み、かつ各々が表面を含む、２つの太陽光発電モジュール要素を備える、太陽光発電モジュール設備であって、２つの太陽光発電モジュール要素は相互に隣接して組立てられ、２つの太陽光発電モジュール要素の表面は相互に平行に配置され、かつ太陽光発電モジュール設備は太陽光発電モジュール要素の表面が最大傾斜の線を有するように配置され、該最大傾斜の線はこれと交差する枠構造体の辺要素に対して斜交偏角を形成する、太陽光発電モジュール設備が提供される。【選択図】図１Ａ
2018507333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電モジュール設備であって、
各々が複数の辺要素により形成された枠構造体を含みかつ各々が表面を含む、２つの太陽光発電モジュール要素を備え、
前記２つの太陽光発電モジュール要素は相互に隣接して組立てられ；
前記２つの太陽光発電モジュール要素の前記表面は相互に平行に配置され；かつ
前記太陽光発電モジュール設備は前記太陽光発電モジュール要素の前記表面が最大傾斜の線を有するように配置され、該最大傾斜の線はこれと交差する枠構造体の辺要素に対して斜交偏角を形成する、
太陽光発電モジュール設備。
【請求項２】
前記枠構造体は矩形の形態を有する、請求項１に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項３】
前記太陽光発電モジュール要素は、該太陽光発電モジュール要素の少なくとも２つの隣接辺に装着要素を有する、請求項１または請求項２に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項４】
少なくとも１つの装着用ロッドを更に備え、単一の太陽光発電モジュール要素の隣接辺の装着要素は単一の装着用ロッドに取付けられる、請求項３に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項５】
前記太陽光発電モジュール要素は、前記太陽光発電モジュール要素の各々の前記表面が平面状表面に対して傾斜角を形成する前記太陽光発電モジュール設備中に配置される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項６】
各太陽光発電モジュール要素の前記傾斜角は同一の絶対値を有する、請求項５に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項７】
前記傾斜角は同一の符号を有する、請求項６に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項８】
前記２つの太陽光発電モジュール要素のうちの一方に隣接する第３の太陽光発電モジュール要素を更に備え、該第３の太陽光発電モジュール要素の傾斜角及び前記２つの太陽光発電モジュール要素のうちの前記隣接する一方の傾斜角は、反対の符号を有する、請求項６に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項９】
前記平面状表面は水平面を形成する、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項１０】
前記平面状表面は水平面に対して傾斜している、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項１１】
各々が相互に平行に配置された長手方向を有する複数の装着用ロッドを更に備える、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項１２】
各太陽光発電モジュール要素の少なくとも１つの辺要素は、前記複数の装着用ロッドの長手方向に対して斜交角を形成する、請求項１１に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項１３】
前記長手方向は、前記最大傾斜の線に直角であるか、または該最大傾斜の線に対して斜交角を形成する、請求項１１または請求項１２に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項１４】
前記２つの太陽光発電モジュール要素の前記表面は、西向きまたは東向きの法線ベクトルを有する、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュール設備。
【請求項１５】
各々が少なくとも１つの辺を有する平面状表面を有する少なくとも２つの太陽光発電モジュール要素を備える、固定型太陽光発電モジュール設備であって、前記少なくとも２つの太陽光発電モジュール要素は装着用構造体上に隣接して装着され、前記平面状表面は、
前記平面状表面に直角である第１の軸、
前記第１の軸に直角でありかつ前記少なくとも１つの辺と平行である、第２の軸、及び、
前記第１及び第２の軸に直角である第３の軸、
からなる群のうちの２つの軸を中心として前記平面状表面を傾けることにより水平面から均等に傾けられる、固定型太陽光発電モジュール設備。
【請求項１６】
各々が少なくとも１つの辺を有しかつ各々が表面を含む、少なくとも２つの太陽光発電モジュールを備える太陽光発電モジュール設備を組立てる方法であって、該方法は：
太陽光発電モジュール設備を装着するために複数の装着用ロッドを有する表面をその上に提供する装着用構造体を提供すること、及び、
少なくとも２つの隣接する太陽光発電モジュールの表面が相互に平行に配置されるように、かつ前記太陽光発電モジュール要素の表面が最大傾斜の線であって、これと交差する辺に対して斜交偏角を形成する、最大傾斜の線を有するように、前記装着用ロッド上に相互に隣接させて少なくとも２つの太陽光発電モジュール要素を装着すること、
を含む方法。
【請求項１７】
各々が複数の辺要素により形成される枠構造体を有しかつ各々が表面を有する、複数の太陽光発電モジュール要素を備える太陽光発電モジュール設備を再組立する方法であって、該方法は、
装着用構造体から第１の向きに、該装着用構造体に取付けられた前記複数の太陽光発電モジュール要素を取外すこと、
前記取外した太陽光発電モジュール要素を前記第１の向きに対して１８０度未満の角度を形成する異なる第２の向きに方角変更すること、及び、
前記複数の方角変更させた太陽光発電モジュール要素を前記第２の向きに前記装着用構造体に取付けること、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽光発電モジュール設備、特に、固定型太陽光発電モジュール設備に関する。
【０００２】
更に、本発明は太陽光発電モジュール設備の組立方法に関する。
【０００３】
このほか、本発明は太陽光発電モジュール設備の再組立方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
光起電式及び太陽熱エネルギー式の発電プラントのいずれも先行技術により公知である。これらはいずれも入射太陽光を使用して電気エネルギーまたは熱エネルギーのいずれかを生成してそれを更に消費者に供給する。いわゆる組合型モジュールも存在し、光起電式及び太陽熱エネルギー式発電の組合せも可能になっている。あらゆるモジュールで、地理的使用地域の関数である太陽に対する向きは、効率の最適化に絶対的に必要である。
【０００５】
通常、そのようなモジュールは、それらが太陽に対してこのような最適な向きとなるような方法で屋根、平坦屋根、自由表面、または建物表面に装着されて高架にされる。この点で更に効率を最適化させるために、ほぼ終日にわたって太陽に対して最適なまたは少なくとも改善された向きを確実にするために太陽進路を能動的に追尾する、太陽光エネルギー発電プラントもまた公知となっている。
【０００６】
しかし、そのような太陽光エネルギー発電モジュールを高架に、即ち、南半球または北半球で使用するかに応じて南または北の一方の側の水平線に対して傾斜させて、装着する場合、アレイに配置されるモジュールは相互のシャドーイングによって効率が損なわれるという問題がある。更に、効率増大に利用されるそのような追跡機構は極めて複雑である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
太陽光発電モジュール設備、太陽光発電モジュール設備の組立方法、及び高効率かつ／または低複雑性の構成を有し得る太陽光発電モジュール設備の再組立方法を提供する必要性が存在し得る。
【０００８】
この必要性は、独立請求項による太陽光発電モジュール設備、太陽光発電モジュール設備の組立方法、及び太陽光発電モジュール設備の再組立方法により達成され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
例示的態様によれば、太陽光発電モジュール設備であって、各々が複数の辺要素により形成された枠構造体を含みかつ各々が表面を含む、２つの太陽光発電モジュール要素を備え、２つの太陽光発電モジュール要素は相互に隣接して組立てられ；２つの太陽光発電モジュール要素の表面は相互に平行に配置され；かつ太陽光発電モジュール設備は太陽光発電モジュール要素の表面が最大傾斜の線を有するように配置され、該最大傾斜の線はこれと交差する枠構造体の辺要素に対して斜交偏角を形成する、太陽光発電モジュール設備、が提供される。
【００１０】
太陽光発電モジュール設備は２つより多いかまたは複数の太陽光発電モジュール要素を当然備え得ることに留意すべきである。特に、太陽光発電モジュール要素の数は利用可能な面積及び単一の太陽光発電モジュール要素の大きさに依存し得る。特に、各太陽光発電モジュール要素の表面は、各最大傾斜の線がそれぞれの枠構造体の交差する辺に対して斜交偏角を形成するように配置され得る。異なる太陽光発電モジュール要素の偏角は等しいかまたは異なるようにし得ることに留意すべきである。
【００１１】
特に、太陽光発電モジュール設備は固定的に装着された組立体であり得る。即ち、追跡用または移動用の機構は提供されない。例えば、太陽光発電モジュール設備は、屋根または地面に設置した固定型装着用構造体に装着または固定し得る。２つ以上の太陽光発電モジュール要素をヘリンボンパターンに、タイルパターンの形態で相互に平行に、もしくは他の任意の好適な規則的または場合によっては不規則的パターンに配置し得ることに更に注目すべきである。
【００１２】
特に、最大傾斜の線は、０度より大きく４５度未満、好ましくは２度〜３０度の傾斜、傾き、または勾配を有し得、より好ましくは傾斜は４度〜１５度の範囲であり得る。
【００１３】
特に、単一の太陽光発電モジュール要素は枠構造体により制限を受け得る。即ち、枠構造体は、単一の太陽光発電モジュール要素の外周境界線またはリムを形成し得る。
【００１４】
用語「斜交偏角」は、９０度とは異なった、即ち直角ではない、角度を特に意味する。単に明確化のために、斜交偏角は積極的に導入した偏量またはずれ量を表すものであり、図らずも導入された偶発的なずれ量または精度不良とは区別すべきことを言及しておく。特に、偏角はｃよりも大きくし得る。
【００１５】
用語「勾配」は、特に地球の重力場に対する最大微分または上昇の方向を特に意味し得る。このように、勾配の方向と最大傾斜の線とは同一である。
【００１６】
用語「隣接する」は、相互に隣接した２つの太陽光発電モジュール要素間に、他の 太陽光発電モジュール要素が配置されないことを特に意味する。例えば、２つの隣接する太陽光発電モジュール要素の辺同士は互いに当接しあい得る。しかし、他の太陽光発電モジュール要素が間に配置されない限り、２つの太陽光発電モジュール要素間には隙間または空隙もまた存在し得る。
【００１７】
特に、用語「平行な」は、それぞれの太陽光発電モジュール要素の表面が空間中で相互に平行であるか、または少なくとも実質的に平行であることを特に意味する。
【００１８】
別の例示的態様によれば、各々が少なくとも１つの辺を有する平面状表面を有する少なくとも２つの太陽光発電モジュール要素を備える、固定型太陽光発電モジュール設備であって、少なくとも２つの太陽光発電モジュール要素は装着用構造体上に隣接して装着され、平面状表面は平面状表面に直角である第１の軸；第１の軸に直角でありかつ少なくとも１つの辺と平行である、第２の軸；及び第１及び第２の軸に直角である第３の軸、からなる群のうちの２つの軸を中心として平面状表面を傾けることにより水平面から均等に傾けられる、固定型太陽光発電モジュール設備が提供される。
【００１９】
用語「軸（ａｘｉｓ）」または「軸（ａｘｅｓ）」は、数学的な意味での軸を特に意味し得るものであって、物理的要素(シャフトまたは車軸等)ではない。更に、軸は向きまたは方向により定義付けられ、２本の線はそれらが互いに平行に偏移したときであっても同一の軸を表す。
【００２０】
用語「均等に傾いた」は、２つの要素が同一の軸を中心として同一の角度だけ傾いていることを特に意味する。このように、２つの太陽光発電モジュール要素が均等に傾いた場合、これらの２つの太陽光発電モジュール要素の各表面は傾いた後平行であるが、互いに平行に偏移している可能性もある。
【００２１】
太陽光発電モジュール要素は、枠無しまたは枠付太陽光発電モジュール要素、即ち複数の辺要素を有する枠構造体を備える要素、であり得ることに留意すべきである。特に、枠構造体は太陽光発電モジュール要素の表面を包囲し得る。
【００２２】
別の例示的態様によれば、各々が少なくとも１つの辺を有しかつ各々が表面を含む、少なくとも２つの太陽光発電モジュールを備える太陽光発電モジュール設備を組立てる方法であって、該方法は、太陽光発電モジュール設備を装着するために複数の装着用ロッドを有する表面をその上に提供する装着用構造体を提供すること；及び少なくとも２つの隣接する太陽光発電モジュールの表面が相互に平行に配置されるように、かつ太陽光発電モジュール要素の表面が最大傾斜の線であって、これと交差する辺に対して斜交偏角を形成する、最大傾斜の線を有するように、装着用ロッド上に相互に隣接させて少なくとも２つの太陽光発電モジュール要素を装着すること、を含む。
【００２３】
用語「装着用ロッド」は、その上に太陽光発電モジュール要素を装着するのに好適な任意の構造体を特に意味することに留意すべきである。例えば、装着用ロッドは、追加のロッドまたは長手の装着ユニット、もしくは装着用構造体またはその表面の表面構造体または表面特徴、例えば波板屋根等の特有の輪郭等、であり得る。更に、装着用ロッドが直線を形成し得るか、または湾曲、屈曲、または曲折した構造体を提供し得ることに留意すべきである。即ち、装着用ロッドの形態または形状は、太陽光発電モジュール要素がそれに容易または効率的に装着されるかまたは取付けられ得る限り、特別な重要性はない。特に、太陽光発電モジュール要素は枠付または枠無しの太陽光発電モジュール要素であり得る。
【００２４】
例示的態様によれば、各々が複数の辺要素により形成される枠構造体を有しかつ各々が表面を有する、複数の太陽光発電モジュール要素を備える太陽光発電モジュール設備を再組立する方法であって、該方法は、装着用構造体から第１の向きに、該装着用構造体に取付けられた複数の太陽光発電モジュール要素を取外すこと；取外した太陽光発電モジュール要素を第１の向きに対して１８０度未満の角度を形成する異なる第２の向きに方角変更すること；及び複数の方角変更させた太陽光発電モジュール要素を第２の向きに装着用構造体に取付けること、を含む。
【００２５】
特に、角度は、２度〜８８度、好ましくは５度〜８５度、より好ましくは８度〜１０度または好ましくは２５度〜６５度、より好ましくは３５度〜５５度、例えば約４５度、であり得る。
【００２６】
少なくとも１つの、いくつかの、または全部の太陽光発電モジュール要素の表面を最大傾斜の線が少なくとも１つの辺(例えば、枠付太陽光発電モジュール要素の場合には枠辺要素)と斜交偏角で交差するように配置することにより、にわか雨後に雨水により覆われ得る(太陽光発電モジュール要素の能動面を形成する)表面積を減少させることが可能である。このことは特に、表面から上方に隆起した(または延在する)枠構造体の場合に該当し得る。このように、太陽光発電モジュール要素の表面から上方に隆起した枠構造体を有する一般的な太陽光発電モジュール要素を使用するとき、雨はリムの類を形成する枠構造体で集まり得る。
【００２７】
最大傾斜の線と交差する枠構造体の辺(例えば、太陽光発電モジュール要素の下辺)がこの最大傾斜の線に直角ではない場合、傾斜した太陽光発電モジュール要素により保持され得る水量は減少することになる。水量及び／または水による被覆面積の減少量があるために、汚染または汚損により影響を受ける面積は減少し得る。このように、太陽光発電モジュール要素全体したがって太陽光発電モジュール設備全体は、最大勾配の線とこれと交差する枠辺との斜交偏角の導入のみによって、より高い効率及びより良好な性能を有し得る。
【００２８】
例示的実施形態の骨子は、少なくとも１つの(いくつかのまたは全部の)枠付太陽光発電モジュール要素の表面の最大傾斜の線が０度より大きい９０度未満の角度で対応する太陽光発電モジュール要素の枠構造体の少なくとも１つの辺要素と交差する、太陽光発電モジュール設備(任意選択的には固定型組立体)を提供する点で理解し得る。このように、ある種の方角変更または回転させた太陽光発電モジュール要素を備えるかまたはそれらからなる太陽光発電モジュール設備が提供される。太陽光発電モジュール要素のそのような方角変更、旋回、または回転は、枠構造体により形成されるリムの低減「背水効果」を提供し得る。したがって、太陽光発電モジュール要素のより小さい表面積しか雨水したがって塵埃により覆われ得ず、太陽光発電モジュール要素したがって太陽光発電モジュール設備全体の効率を一般的な太陽光発電モジュール要素の単なる方角変更または回転により増大し得るという効果をもたらし得る。加えて、太陽光発電モジュール要素を方角変更することにより雨水の非攪乱流を誘起し得、それによっても同様に蓄積した塵埃を除去し得るかまたは塵埃が蓄積する可能性を少なくとも減少させ得る。
【００２９】
以下に、太陽光発電モジュール設備の更なる例示的実施形態を説明することとする。しかし、これらの実施形態は固定型太陽光発電モジュール設備、太陽光発電モジュール設備の組立方法またはその再組立方法に対しても同様に適用される。
【００３０】
太陽光発電モジュール設備の例示的実施形態によれば、枠構造体は矩形の形態を有する。
【００３１】
このように、太陽光発電モジュール要素全体もまた矩形の形態または形状を有し得る。矩形の形態は製造容易であり得、かつ高い田野被覆性を有しながら野外に容易に配置し得る。
【００３２】
太陽光発電モジュール設備の例示的実施形態によれば、太陽光発電モジュール要素は太陽光発電モジュール要素の少なくとも２つの隣接辺に装着要素を備える。
【００３３】
例示的実施形態によれば、太陽光発電モジュール設備は少なくとも１つの装着用ロッドを更に備え、単一の太陽光発電モジュール要素の隣接辺の装着要素は単一の装着用ロッドに取付けられる。
【００３４】
単一の太陽光発電モジュール要素の角に配置された単一の装着要素も、広義には２つの隣接辺に配置されていると解釈可能であるため用語「隣接辺の装着要素」に該当し得ることに留意すべきである。
【００３５】
特に、他の２つの隣接した装着要素は、少なくとも１つの装着用ロッドに平行に配置された別の装着用ロッドに取付けまたは固定可能である。例えば、各装着用ロッドは直線を形成し得る。矩形の枠構造体または太陽光発電モジュール要素の場合、枠構造体の全辺は装着用ロッドに対して斜交角を形成する。装着用ロッドを屋根大棟に平行に固定または配置する場合、２つの隣接辺を単一の(真直ぐな)装着用ロッドに固定するとき最大傾斜の線とこの最大傾斜の線と交差する枠構造体の辺との間に斜交偏角を提供するのが効率的であり得る。
【００３６】
特に、装着要素は枠構造体の一部に取付けられるかまたはこれを形成し得る。好ましくは、太陽光発電モジュール要素(またはそれぞれの枠構造体)の各辺は少なくとも１つの装着要素または固定要素を含む。この方策は、標準の枠体及び／または装着用構造体の使用のための効率的方法であり得る。例えば、標準の太陽光発電モジュール要素及び装着用構造体を使用することにより例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備を形成することが可能となり得る。モジュール要素を取外してこれらを方角変更または回転し、かつこれらを同一の、例えば装着用ロッド等の、装着用構造体に取付けることだけで、恐らくは装着用構造体を修正することなく現存の太陽光発電モジュール組立体の太陽光発電モジュール要素を再配置または再組立することが場合によっては可能となる。
【００３７】
太陽光発電モジュール設備の例示的実施形態によれば、太陽光発電モジュール要素は、太陽光発電モジュール要素の各々の表面が平面状表面に対して傾斜角を形成する太陽光発電モジュール設備中に配置される。
【００３８】
用語「表面」は、物理的要素、例えば表面領域または屋根または地面区分、を特に意味し得る。これに反して、用語「面」は面の方程式により定義づけられる数学的なまたは仮想の面を特に意味し得る。特に、用語「傾斜角」は天頂角Θまたは９０度−Θ を特に意味し得る。このように、「傾斜角」は水平線または水平面に対する偏りを意味し得る。例えば、傾斜角は３度〜３０度であり得、対応する斜傾面が水平面に対して３度から３０度の角度を形成することを意味する。
【００３９】
太陽光発電モジュール設備の例示的実施形態によれば、各太陽光発電モジュール要素の傾斜角は同一の絶対値を有する。
【００４０】
特に、傾斜角は、１度〜５０度, 好ましくは２度〜３０度の範囲にあり、より好ましくは４度〜１５度の範囲にあり、例えば約８または１２度であり得る。あるいは、異なる太陽光発電モジュール要素の傾斜角は絶対値に関しては異なり得る。
【００４１】
太陽光発電モジュール設備の例示的実施形態によれば、傾斜角は同一の符号を有する。
【００４２】
このように、太陽光発電モジュールの各々の表面は相互に平行である。特に、全太陽光発電モジュール要素の表面は単一の面に置かれる(即ち太陽光発電モジュール要素は実質的に単一の平面状表面を形成し得る)か、または(一部の)太陽光発電モジュール要素の表面は相互に平行に偏移した異なるレベルに位置し得る。例えば、太陽光発電モジュール要素の一部は表面があるレベルで(平面状)表面を形成し得る一方、他の太陽光発電モジュール要素のうちの１つは別のレベルで別の(平面状)表面を形成し得る。いずれの場合も、太陽光発電モジュール要素の表面は相互に平行である。
【００４３】
例示的実施形態によれば、太陽光発電モジュール設備は２つの太陽光発電モジュール要素のうちの一方に隣接する第３の太陽光発電モジュール要素を更に備え、第３の 太陽光発電モジュール要素及び２つの太陽光発電モジュール要素のうちの隣接する一方の傾斜角は反対の符号を有する。
【００４４】
太陽光発電モジュール設備の例示的実施形態によれば、平面状表面は水平面を形成する。
【００４５】
特に、用語「水平線」または「水平な」は、それぞれの領域または方向が地球の重力場に対して等位置の表面または線を形成することを特に意味し得る。例えば、水平面は、太陽光発電モジュール設備が上に装着される、平坦屋根、プラットフォーム屋根、または地面領域により形成され得る。水平面に対する小さい偏りを(この技術分野で典型的であるように)当然付与し得る。
【００４６】
太陽光発電モジュール設備の例示的実施形態によれば、平面状表面は水平面に対して傾斜している。
【００４７】
例えば、平面状表面は斜傾屋根であるかまたは地面に設置された装着用構造体により画成され得る。この斜傾表面上に、太陽光発電モジュール要素は、平面状表面に対して零度とは異なる角度で配置される。
【００４８】
例示的実施形態によれば、太陽光発電モジュール設備は、各々が相互に平行に配置された長手方向を有する複数の装着用ロッドを更に備える。
【００４９】
太陽光発電モジュール設備の例示的実施形態によれば、各太陽光発電モジュール要素の少なくとも１つの辺要素は、複数の装着用ロッドの長手方向に対して斜交角を形成する。
【００５０】
特に、斜交角は５度より大きく、好ましくは１０度より大きく、より好ましくは２５度より大きく、特に４５度または約４５度であり得る。
【００５１】
太陽光発電モジュール設備の例示的実施形態によれば、長手方向は最大傾斜の線に直角であるかまたは最大傾斜の線に対して斜交角を形成する。
【００５２】
太陽光発電モジュール設備の例示的実施形態によれば、２つの太陽光発電モジュール要素の表面は、西向きまたは東向きの法線ベクトルを有する。
【００５３】
特に、ベクトルに関する用語「西向き」及び「東向き」は、それぞれのベクトルが西方向±１５度及び東方向±１５度をそれぞれ指すことを特に意味し得る。このように、太陽光発電モジュール設備はいわゆる東西組立体を形成し得る。あるいは、２つの太陽光発電モジュール要素の表面は、上述と同様に、南向きまたは北向きの法線ベクトル有する。
【００５４】
上に定義した態様及び更なる態様は、以下に説明する実施形態の実施例から明らかになるため実施形態のこれらの実施例を参照しながら説明することとする。
【００５５】
図面中、同じ参照文字は異なる図を通して全般的に同じ 部品を指すものとする。図面は必ずしも正確な縮尺率で書かれているとは限らない。むしろ、本発明の原理の説明に対して全般的な強調を行っている。以下の説明では、以下の図面を参照しながら種々の例示的実施形態を説明することとする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】図１Ａは一般的な太陽光発電モジュール設備と例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備との比較を概略的に示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは一般的な太陽光発電モジュール設備と例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備との比較を概略的に示す。
【図２Ａ】２Ａは例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備を概略的に示す。
【図２Ｂ】２Ｂは例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備を概略的に示す。
【図３Ａ】図３Ａは例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備に使用可能な装着変形例を概略的に示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備に使用可能な装着変形例を概略的に示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備に使用可能な装着変形例を概略的に示す。
【図４Ａ】図４Ａは例示的実施形態による野外設備である太陽光発電モジュール設備の装着変形例を概略的に示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは例示的実施形態による野外設備である太陽光発電モジュール設備の装着変形例を概略的に示す。
【図５Ａ】図５Ａは例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備の平坦屋根装着の異なる図を概略的に示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備の平坦屋根装着の異なる図を概略的に示す。
【図６】図６は例示的実施形態による東西向き設備である野外設備を概略的に示す。
【図７Ａ】図７Ａは例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備の平坦屋根装着の異なる図を概略的に示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備の平坦屋根装着の異なる図を概略的に示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備の平坦屋根装着の異なる図を概略的に示す。
【図８Ａ】図８Ａは例示的実施形態による斜傾表面に装着された設備の異なる変形例を概略的に示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは例示的実施形態による斜傾表面に装着された設備の異なる変形例を概略的に示す。
【図９】図９は例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備の組立方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下に、太陽光発電モジュール設備、固定型太陽光発電モジュール設備、太陽光発電モジュール設備の組立方法、及び太陽光発電モジュール設備の再組立方法に関する更なる例示的実施形態について説明する。特有の一例示的実施形態に関連して説明する特有の特徴に関する説明は、他の例示的実施形態とも同様に組合せ得ることに留意すべきである。
【００５８】
図１Ａ及び図１Ｂは、一般的な太陽光発電モジュール設備と例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備との比較を概略的に示す。特に、図１Ａは、斜傾屋根を有する建築物１００の概略的斜視図を示す。図中、斜傾屋根の第１の半体１０１中には一般的な太陽光発電モジュール設備を示し、第２の半体１０２中には例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備を示している。
【００５９】
第１の半体１０１には、複数の装着用ロッド１０３が相互に平行に斜傾屋根に取付けられる。複数の矩形枠付太陽光発電モジュール要素１０４は、枠構造体の辺要素が装着用ロッド１０３に対して平行であるように、または太陽光発電モジュール要素の表面の最大傾斜の線がこの最大傾斜(または勾配)の線と交差する辺要素に直角であるように、装着用ロッド１０３に装着または締着される。
【００６０】
第１の半体１０１の設備に反して、第２の半体１０２の設備は、対応する複数の枠付太陽光発電モジュール要素１０５が約４５度の角度に方角変更または回転されている点で異なっている。このように、複数の矩形枠付太陽光発電モジュール要素１０５は、枠構造体の辺要素が装着用ロッド１０６に対して斜交するように、または太陽光発電モジュール要素の表面の最大傾斜の線がこの最大傾斜(または勾配)の線と交差する辺要素に対して斜交偏角を形成するように、複数の装着用ロッド１０６に装着または締着される。
【００６１】
このように、第２の半体１０２中の太陽光発電モジュール要素１０５表面に落下する雨水は、枠構造体により形成されたリムに直角に流れるのではなく、表面または枠構造体の最も低い箇所に傾斜または勾配に沿って流れることが可能となり得る。第１の半体１０１の場合に反して、雨水は対応する枠構造体により形成されたリムに収集されることになる。したがって、枠構造体により保持される雨水の量は第２の半体１０２ではより少ないため、同一傾斜角の表面では雨水及び塵埃により覆われ得る太陽光発電モジュール要素の面積をより小さくし得、それにより太陽光発電モジュール要素及び太陽光発電モジュール設備全体の効率を増大可能である。
【００６２】
各太陽光発電モジュール要素の最下部の電池に対する一般的効果を図１Ｂに示す。特に、図１Ｂは、一般的設備である第１の半体１０１(グラフ１０７)及び４５度方角変更させたモジュール要素を有する第２の半体１０２(グラフ １０８)の例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備、の太陽光発電モジュール要素の異なる傾斜角に対して雨水により覆われる部分または百分率を定性的に示す。
【００６３】
第１の半体１０１に示すように、太陽光発電モジュール要素の表面を覆う減少水量によって、一般的設備と比較して表面汚染により引き起こされる問題を増大させずに設備の傾斜角を減少可能となり得ることに留意すべきである。更に、一般的な向きの太陽光発電モジュール要素を除去してこれを方角変更して、第２の半体１０２に示すように同一の要素を同一の装着用ロッドに向きを変えて装着または締着することにより、太陽光発電モジュール設備の再組立に対して一の及び同一の(例えば、斜傾屋根上に既に設置済みの)装着用構造体を使用可能となり得る。特に、同一の構成部品を使用することも場合によっては可能となり得る。
【００６４】
図２Ａ及び２Ｂは各々、例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備を概略的に示す。特に、図２Ａは、図１Ａ中の第２の半体１０中のものと同一の設備または装着の変形例を示す。斜傾屋根２００上には、複数の装着用ロッド２０１が装着されるかまたは取付けられている。装着用ロッドは相互に平行でありかつ、屋根大棟２０２に対して平行である。複数の矩形太陽光発電モジュール要素２０３が複数の装着用ロッド２０１に装着または締着され、これらの要素は、複数の装着用ロッド２０１の方向に対して、また更に重要なことに屋根大棟２０２の方向に対してまたは装着用ロッド及び屋根大棟の方向に直角な最大傾斜の線に対しても、斜交(約４５度の角度)している。
【００６５】
装着用ロッドと太陽光発電モジュール要素との相対的方向は重要ではないが、太陽光発電モジュール要素と最大傾斜または勾配の線との相対的方向は、装着用ロッドの別の向きを示す図２Ｂ中で認識可能である。図２Ｂでは、装着用ロッド２１１は、屋根大棟２１２に対して約４５度の斜交角で斜傾屋根２１０に装着される。この場合、複数の太陽光発電モジュール要素２１３は複数の装着用ロッドに平行または直角構成で取付けられるかまたは装着される。
【００６６】
装着用ロッドを斜傾屋根にいかなる所望の向きにも取付け得るということに言及しなければならない。最大傾斜の線に対する太陽光発電モジュール要素の向きが最も重要である。装着用ロッドの(屋根大棟に対する)方向は、太陽光発電モジュール要素の斜交向きを可能にするために所定位置に装着要素または装着領域を典型的に有した一般的な枠付太陽光発電モジュール要素を使用可能なように、選択し得る。これについては次の図に関連してより詳細に説明する。
【００６７】
図３Ａ〜３Ｃは、例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備に使用可能な装着の変形例を概略的に示す。特に、図３Ａは、この技術分野では典型的なように各々が２つの装着領域３０１を含む、下方から視た複数の矩形太陽光発電モジュール要素３００を概略的に示す。更に、複数の装着用ロッド３０２も(例えば、斜傾屋根の屋根大棟に対して平行であり得る向きに)示す。図３Ａによれば、太陽光発電モジュール要素３００は、装着用ロッド３０２の方向に対してごく僅かに方角変更または回転されている。この場合、各装着領域３０１は単一の装着用ロッド３０２に装着されることになる。このように、最大傾斜(勾配)の線と矩形太陽光発電モジュール要素３００の短辺との間に小さい斜交角が得られる。
【００６８】
図３Ｂに、複数の太陽光発電モジュール要素３００を約４５度、即ち実質量、方角変更させた実施形態を示す。したがって、１つの太陽光発電モジュール要素３００のうちの一方の 装着領域３０１は２つの異なる装着用ロッド３０２に装着される。太陽光発電モジュール要素の自己清浄に関しては、約４５度の斜交角が最適となり得る。
【００６９】
モジュールを装着用ロッドに対して実質量だけ方角変更する場合、図３Ｂと原理上同一の変形例を示す図３Ｃ中に認識可能なように更なる任意選択的な装着箇所が生起し得る。しかし、装着領域３０１とは別に追加の装着要素３２０を図３Ｃに示すが、これらの追加の装着要素３２０は、装着領域３０１と関連してかつ太陽光発電モジュール要素の追加の領域中に使用される。この例の場合、隣接辺(例えば辺３２１及び３２２)の２つの装着要素は単一の装着用ロッドに取付けられるかまたは装着される。このように、結果的に得られる設備はより堅牢かつ安定したものとなり得る。
【００７０】
図４Ａ及び図４Ｂは各々、例示的実施形態による野外設備の太陽光発電モジュール設備(いわゆる地面装着式設置)の装着変形例を概略的に示す。特に、図４Ａは、地面に配置された装着用構造体４００を概略的に示す。この装着用構造体上に、複数の矩形太陽光発電モジュール要素４０１が配置されて、(水平面に対する)斜傾面が形成される。図４Ａに示すように、太陽光発電モジュール要素４０１は、その矩形枠体の短辺が斜傾により生じた勾配と斜交角で交差するように、僅かに方角変更または回転される。このように、小さい傾斜角しか使用されないときであっても、枠体により多量の雨水が太陽光発電モジュール要素の表面に保持されることは生じ得ない。このように、方角変更または回転させた装着による自己清浄効果によって、より小さい傾斜角及びそれにより生じ得るより田野ないし地面の高い被覆率が、隣接設備間に影形成作用を生じることなく、可能となる。
【００７１】
図４Ｂは、一般的装着のために構築した装着用構造体を再使用し得ることを概略的に示す。特に、図４Ｂは、地面に配置可能であり、かつ斜傾面を画成する複数の平行な装着用ロッド４１１を有する、一般的な固定型装着用構造体４１０を示す。装着用ロッド４１１上には、複数の矩形太陽光発電モジュール要素４１２が、太陽光発電モジュール要素の辺が装着用ロッド４１１の方向に対して斜交角(例えば、約４５度)を形成するように装着される。
【００７２】
図５Ａ及び５Ｂは、例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備平坦屋根装着の異なる図を概略的に示す。特に、図５Ａは、複数の平行な装着用ロッド５０１が上に装着される平坦屋根５００を概略的に示す。装着用ロッド５０１上には、複数の矩形太陽光発電モジュール要素５０２が小さい傾斜角５０３で斜交角に装着されるのだが、これは線Ｂ−Ｂに沿う図５Ａの太陽光発電モジュール設備の断面を示す図５Ｂ中で認識可能である。
【００７３】
図６は、例示的実施形態による東西向き設備の野外設備を概略的に示す。特に、図６は、接続要素６０２により相互に接続された複数の平行な装着用ロッド６０１により示す装着用構造体を備えた太陽光発電モジュール設備６００を概略的に示す。接続要素６０２は真直ぐではなく曲折部６０３を含む。したがって、平行な装着用ロッド６０１は、相互に角度を成す２つの平面を形成して斜傾屋根を再現している。装着用ロッド６０１上には、複数の矩形(平面状)太陽光発電モジュール要素６０４が斜交状に装着される。好ましくは、太陽光発電モジュール設備全体はいわゆる東西に向けられ、装着用構造体により形成された２つの平面が(実質的に)東西方向に面することになる。このように、東西方向は、太陽光発電モジュール要素の表面により画成された平面または表面の法線ベクトルが実質的に西及び東方向にそれぞれ向いていることにより説明され得る。換言すれば、曲折線６０３により形成された大棟は(実質的に)南北方向を向いている。
【００７４】
図７Ａ〜図７Ｃは、例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備の平坦屋根上装着の異なる図を概略的に示す。特に、図７Ａは、平坦屋根７０１に使用し得る太陽光発電モジュール設備７００を示す。複数の太陽光発電モジュール要素７０２は平坦屋根７０１上に配置される。太陽光発電モジュール要素７０２は、行７０３に配置されて、行の向きに直角な傾斜角(図７Ｂ中の７０４)を有している。更に、隣接する太陽光発電モジュール要素もまた相互に角度を成して方向づけられる。このように、行中に隣接配置された２つの太陽光発電モジュール要素の表面は、平行表面を有さない(図７Ｃ)。しかし、隣接するが別の行に配置された太陽光発電モジュール要素は、原理上は同一の向きを有することにより(実質的に)平行な表面または平面を形成することになる。
【００７５】
(水平の)向きの平坦屋根を有する太陽光発電モジュール要素の向きは、水平配置の太陽光発電モジュール要素を２つの軸を中心として傾けるかまたは方角変更することにより達成され得ることに留意すべきである。一方の軸は矩形太陽光発電モジュール要素の短辺により付与され、図７Ｂに示す傾斜をもたらす。更なる傾きは太陽光発電モジュール要素の長辺を中心として付与される。特に、一行の隣接する太陽光発電モジュール要素は、反対方向に(だが同一量)傾いて、図７Ｃに示す向きをもたらす。明確化のために、これらの２軸は太陽光発電モジュール要素の向きに依存するということに言及しなければならない。例えば、太陽光発電モジュール要素を図示の「縦向きフォーマット」ではなく「横向きフォーマット」に装着する場合、第２の軸は長軸により付与され得る
【００７６】
図７Ｂは線Ｂ−Ｂに沿う図７Ａの設備の断面を概略的に示し、図７Ｃは線Ｃ−Ｃに沿う図７Ａの設備の断面を概略的に示す。
【００７７】
図８Ａ及び図８Ｂは、例示的実施形態により、斜傾(斜交)屋根及び(平坦または斜傾)地面上に設置した装着用構造体により形成された斜傾表面に装着されるが傾斜した装着用表面を提供する、異なる変形例の設備をそれぞれ概略的に示す。特に、図８Ａは、斜傾屋根８００上に装着された図７の原理の太陽光発電モジュール設備を概略的に示す。このように、矩形太陽光発電モジュール要素８０１の短辺を中心とする第１の傾き(図８Ａ)は、既に斜傾または斜めの屋根により導入または生成される。加えて、(図７におけるように)第２の傾きは太陽光発電モジュール要素の長辺を中心として形成されて、図７Ｃに示すようにジグザグの設備となる。太陽光発電モジュール要素は、ヘリンボンパターン、もしくは他の任意の好適な規則的パターンまたは場合によっては不規則的パターンとしても配置し得ることに更に留意すべきである。即ち、図８Ａに示すジグザグの設備は任意の所望のパターンで形成し得る。
【００７８】
図８Ｂは図８Ａに既に示した変形例の野外設備(または平坦な地面に装着された設置構成)を概略的に示す。この野外設備は、複数の太陽光発電モジュール要素８１２が図８Ａまたは図７Ａに示したと同様の方法で上に装着される平行な装着用ロッド８１１によって斜傾表面を形成する装着用構造体８１０上に装着されて、ジグザグの断面を形成する。
【００７９】
図９は、例示的実施形態による太陽光発電モジュール設備の組立方法９００のフローチャートを示す。特に、図９は、太陽光発電モジュール設備を装着するための複数の装着用ロッドをその上に有する表面を提供する装着用構造体の提供(ステップ９０１)を含む方法９００を示す。特に、複数の装着用ロッドは提供された表面に取付けられ得るか、または例えば波形屋根の場合には表面の一部を形成し得る。更に、複数の装着用ロッドを備える装着用構造体の構築もこの工程ステップに該当することに留意すべきである。更に、少なくとも２つの太陽光発電モジュール要素が装着用ロッド上に相互に隣接して装着される(ステップ９０３)。装着は、少なくとも２つの隣接する太陽光発電モジュールの表面が相互に平行に配置され、かつ太陽光発電モジュール要素の表面が最大傾斜の線を有し、この最大傾斜の線が当該最大傾斜の線と交差する枠構造体の辺要素に対して斜交偏角を形成するという方法で遂行される。
【００８０】
用語「備える」が他の要素または特徴を除外するものではなく、かつ「ａ」また「ａｎ」が複数を除外しないことにも留意すべきである。更に、異なる実施形態に関連して説明した要素は組合せ可能である。参照符号は特許請求の範囲を限定するように解されるべきではないことにも留意すべきである。特有の実施形態に関して本発明を特に示して説明したが、形態及び詳細に関する種々の変更は添付の請求項により規定される本発明の趣旨及び適用範囲から逸脱することなくそれらの実施形態中で可能であることも当業者には理解されるであろう。本発明の適用範囲はこのように添付の請求項により示されるため、請求項の均等の意味及び範囲内に収まるいかなる変更も範囲に含まれるように意図されている。明細書全体を通して、「例示的」の語は「実施例、実例、または図解として機能すること」を意味するように使用されている。本明細書に説明したいかなる実施形態、態様、または設計も、必ずしも他の実施形態または設計よりも好ましいかまたは好都合であるように解すべきものではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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2018507333.tif 000022
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