(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽光発電パネルの製造費用、設置費用、メンテナンス費用等を大幅に削減するとともに、高い光電変換効率、発電効率を長時間にわたって達成可能で、総コストを抑制することができる太陽光発電装置を提供する。【解決手段】太陽光を使用して発電するための太陽光発電装置１０であって、太陽光を直接的に電力に変換する太陽光発電パネル１２と、太陽光発電パネル１２を収納する収納箱１４と、収納箱１４の解放面側１４ａに設けられた透明カバーとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を使用して発電するための太陽光発電装置であって、
太陽光を直接的に電力に変換する太陽光発電パネルと、
前記太陽光発電パネルを収納する収納箱と、
前記収納箱の解放面側に設けられた透明カバーと、
を備えることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記太陽光発電パネルは、保護層を有していないことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記収納箱の一方の側方に設置された透明カバー巻と、
前記収納箱の他方の側方に設置された透明カバー巻き取り装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記透明カバー巻が、前記収納箱の上方側に設置され、
前記透明カバー巻き取り装置が、前記収納箱の下方側に設置されることを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記収納箱の解放面側を四角形状としたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
前記収納箱と前記太陽光発電パネルとの間に生じる隙間を覆うような蓋を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の太陽光発電装置。
【請求項７】
前記収納箱の前後左右の四方に、断面が略三角形状の風防が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンなどの無機化合物や導電性ポリマーなどの有機化合物などからなる太陽光発電パネル（ソーラーパネル）に太陽光を照射して、太陽光エネルギーから電気エネルギーを取り出すための太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、世界的なエネルギー消費量増大に伴う二酸化炭素の空気中への放出量の増大などを抑止するため、二酸化炭素の放出を伴わない太陽エネルギーを利用した発電装置への期待が高まっている。
【０００３】
従来から、太陽光を利用して電気エネルギーを得ようとする方式には、結晶シリコンやアモルファスシリコン、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ化物）やＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）などの無機化合物、有機色素や導電性ポリマーなどの有機化合物などからなる太陽光発電パネル（ソーラーパネル）に太陽光を照射して、太陽光エネルギーを直接、電気エネルギーに変換する太陽光発電方式と、太陽光を効率良く集めて、例えば、水、溶解塩、オイルなどの熱媒体を高温に加熱し、その熱エネルギーによって水蒸気を発生させ蒸気タービンを回して電気エネルギーを得る太陽熱発電方式がある。
【０００４】
太陽光発電方式では、太陽光を効率良く電気エネルギーに変換できる高性能な太陽光発電パネル（ソーラーパネル）が必要となり、水力発電や火力発電などの他の発電方式と比べて、設置面積あたりの発電量が少なく、発電コストも割高となっている。このため、太陽光発電方式の導入には、各種の公的助成を必要としているのが現状である。
【０００５】
図５に示すような太陽光発電装置で用いられる太陽光発電モジュール１００では、厚さ０．数ミリメートルの太陽光発電セル１１０が、接続配線１２０によって直列接続されるとともに、透明な充填剤１３０によって一体化されている。
また、一体化された複数の太陽光発電セル１１０の上面には、樹脂やガラスなどの保護層１４０が設けられている。なお、符号１５０は、太陽光発電モジュール１００の機械的強度を高めるための保護枠である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、保護層１４０として用いられている樹脂やガラスなどが汚れたり、結露・降雨などの後、乾燥した際にシミがついたりして、保護層１４０の光透過率が悪化し、太陽光発電モジュール１００としての発電効率の低下が起こるなどの問題があった。
【０００７】
また、このような太陽光発電モジュール１００を用いた太陽光発電装置を砂漠地帯などで運用する場合には、砂を含む風にさらされることにより、保護層１４０表面が砂で荒らされて、いわゆる磨りガラス状になってしまい、光透過率が劣化してしまうという現象も発生している。
【０００８】
このため、保護層１４０として、砂などによる擦り傷が付きにくい機械的強度が高い強化ガラスなどを使用する方法も考えられているが、太陽光発電装置の製造コストが増加してしまう問題がある。
【０００９】
さらには、シリコン半導体素子を使用した太陽光発電セルの場合には、太陽光を吸収して電気エネルギーに変換する際の変換効率が温度によって変動し、摂氏７０℃程度となると、摂氏２５℃の時に比べて変換効率が数％から十数％も劣化することが知られている。
【００１０】
そこで、太陽光発電セルの温度上昇をどのように抑えるか、すなわち、太陽光発電セルの温度をどのようにして冷却するかが、高い光電変換効率、発電効率を得る上で欠かせない技術課題となっている。
【００１１】
本発明は、このような現状に鑑み、太陽光発電パネルの製造費用、設置費用、メンテナンス費用等を大幅に削減するとともに、高い光電変換効率、発電効率を長時間にわたって達成可能で、総コストを抑制することができる太陽光発電装置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】
【００１２】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の太陽光発電装置は、太陽光を使用して発電するための太陽光発電装置であって、
太陽光を直接的に電力に変換する太陽光発電パネルと、
前記太陽光発電パネルを収納する収納箱と、
前記収納箱の解放面側に設けられた透明カバーと、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
このように構成することによって、太陽光発電パネルの上面に樹脂やガラスなどからなる保護層を設ける必要がなくなるので、太陽光発電パネルの製造コストを削減することができる。
【００１４】
また、収納箱の解放面側に透明カバーを設けるような構成としているため、透明カバーが汚れたり傷ついたりした場合であっても、容易に透明カバーを交換することができ、高い光透過性を維持することができる。
【００１５】
このため、太陽光発電装置を砂漠地帯などに設置する場合であっても、透明カバーが擦傷して光透過性が劣化しても、透明カバーの交換だけで高い発電効率を維持することが可能となる。
【００１６】
また、太陽光発電パネル全体を保護箱に収めることによって、例えば、強風などの悪天候であっても、太陽光発電パネル自体に影響が及ぶことを防ぐことができ、太陽光発電パネルが破損したりするのを防止することができる。
【００１７】
また、本発明の太陽光発電装置は、前記太陽光発電パネルが、保護層を有していないことを特徴とする。
このように、樹脂やガラスなどからなる保護層を有していないため、太陽光発電パネルの放熱性が向上し、太陽光発電パネルの温度が上昇しにくくすることができ、光電変換効率が低下するのを防ぐことができる。
【００１８】
また、本発明の太陽光発電装置は、前記収納箱の一方の側方に設置された透明カバー巻と、
前記収納箱の他方の側方に設置された透明カバー巻き取り装置と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１９】
この場合、前記透明カバー巻が、前記収納箱の上方側に設置され、前記透明カバー巻き取り装置が、前記収納箱の下方側に設置されることが好ましい。
このように、透明カバー巻として透明カバーを準備しておくことによって、収納箱の解放面側に位置する透明カバーが汚れたり破損したりした場合にも、透明カバー巻き取り装置によって、透明カバーを所定量巻き取ることによって、収納箱の解放面側を綺麗な状態の透明カバーによって覆うことができる。
【００２０】
このため、透明カバーが汚れた場合にも洗浄が不要であり、透明カバー巻き取り装置によって、透明カバーを所定量巻き取るだけで、綺麗な状態の透明カバーによって、常に太陽光発電パネルを覆うことができるため、発電効率の低下を防ぎ、悪条件下であっても長期間の安定使用を可能とし運用コストの削減を図ることができる。
【００２１】
また、日本などの高緯度地域で使用する場合には、透明カバー巻を収納箱の上方側、透明カバー巻き取り装置を収納箱の下方側に設置することによって、透明カバーに撓みが生じにくくすることができる。
【００２２】
また、本発明の太陽光発電装置は、前記収納箱の解放面側を四角形状とすることもできる。このように、収納箱の解放面側を四角形状とすることによって、透明カバーを収納箱の解放面側に被せる場合に、透明カバーに撓みなく被せることができる。
【００２３】
また、本発明の太陽光発電装置は、前記収納箱と前記太陽光発電パネルとの間に生じる隙間を覆うような蓋を備えることが好ましい。
【００２４】
このように蓋によって、収納箱とパネルとの間に生じる隙間を覆うことで、虫が入り込むことなどを防止し、保護箱と太陽光発電パネルとの間の隙間の洗浄作業を不要とすることができる。
【００２５】
また、本発明の太陽光発電装置は、前記収納箱の前後左右の四方に、断面が略三角形状の風防が設けられていることを特徴とする。
このように、収納箱に風防を設けることによって、収納箱が横から受ける風によって持ち上げられたり、変形してしまったりするのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る太陽光発電装置によれば、従来の太陽光発電装置と比べて、保護層が不要となるので太陽光発電パネルの製造コストを大幅に削減することができる。さらに、ガラスなどからなる保護層が不要であるため、太陽光発電パネル全体の重量も大幅に軽量化することができ、太陽を自動追尾して最適位置を保つためのシステムにかかる負担も大幅に低減することができる。
【００２７】
また、太陽光発電パネルを収納する収納箱の解放面側に透明カバーを設けたことによって、太陽光発電パネルの表面が汚れたり傷ついたりすることを防ぎ、太陽光発電パネルの光電変換効率の劣化を抑制することができるので、定期的な洗浄などのメンテナンスの回数を低減することができ、メンテナンス費用も削減することができる。
【００２８】
さらに、太陽光発電パネル全体を収納箱に収納するように構成されているため、強風などの悪天候であっても、太陽光発電パネル自体に影響が及ぶことを防ぐことができ、太陽光発電パネルが破損したりするのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の太陽光発電装置の構造を説明するための概略構成図である。
【図２】図２は、図１の太陽光発電装置に透明カバーを設けた状態を説明するための概略構成図である。
【図３】図３は、図１の太陽光発電装置で用いられている太陽光発電パネルの構成を説明するための部分拡大構成図である。
【図４】図４は、図２の太陽光発電装置に風防を設けた状態を説明するための概略構成図である。
【図５】図５は、従来の太陽光発電装置で用いられる太陽光発電モジュールの構成を説明するための概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明の太陽光発電装置の構造を説明するための概略構成図、図２は、図１の太陽光発電装置に透明カバーを設けた状態を説明するための概略構成図、図３は、図１の太陽光発電装置で用いられている太陽光発電パネルの構成を説明するための部分拡大構成図、図４は、図２の太陽光発電装置に風防を設けた状態を説明するための概略構成図である。
【００３１】
図１，２に示すように、本発明の太陽光発電装置１０は、太陽光などの光が照射されることによって発電する太陽光発電パネル１２と、この太陽光発電パネル１２を収納するための収納箱１４と、収納箱１４の解放面側１４ａを覆う透明カバー１６が巻き付けられ、収納箱１４の一方の側方に設置された透明カバー巻１８と、収納箱１４の他方の側方に設置された透明カバー巻き取り装置２０と、太陽光発電パネル１２に太陽光が略垂直に入射するように太陽光発電パネル１２の角度を最適位置に保つための太陽追尾機構２２とを備えている。
【００３２】
太陽光発電パネル１２は、図３に示すように、複数の太陽光発電セル２４が接続端子２５によって直列接続されるとともに、透明な充填剤１３によって一体化されている。太陽光発電パネル１２の上面には、樹脂やガラスなどからなる保護層を設けてもよいし、設けなくとも構わない。
【００３３】
なお、太陽光発電パネル１２の表面に保護層を設けないことによって、太陽光発電パネル１２の放熱性を高めることができ、太陽光発電パネル１２の温度が上昇しにくくなり、発電効率を向上させることができる。
【００３４】
また、太陽光発電パネル１２の形状は、特に限定されるものではなく、四角形状でもよいし、略円形状でもよい。また、太陽光発電セル２４としては、既存の材料からなるセルを用いることができ、例えば、結晶シリコンやアモルファスシリコン、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ化物）やＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）などの無機化合物、有機色素や導電性ポリマーなどの有機化合物などの材料からなるセルを用いることができる。
【００３５】
また、収納箱１４の形状も、特に限定されるものではなく、例えば、太陽光発電パネル１２の形状に合わせることができる。なお、収納箱１４の解放面側１４ａの形状は四角形状にすることが好ましい。このように、収納箱１４の解放面側１４ａを四角形状にすることによって、後述するように、透明カバー１６を収納箱１４の解放面側１４ａに被せる場合に、透明カバー１６を撓みなく被せることができる。
【００３６】
また、図２に示すように、本発明の太陽光発電装置１０を使用する際には、透明カバー巻１８から透明カバー１６を引き出し、収納箱１４の解放面側１４ａを覆うように被せた状態で、透明カバー１６の端部を透明カバー巻き取り装置２０に取り付ける。
【００３７】
なお、透明カバー巻１８は収納箱１４の上方側、透明カバー巻き取り装置２０は収納箱１４の下方側に設置することによって、スムースに透明カバー１６の巻き取りを行うことができる。
【００３８】
本実施例では、このように透明カバー巻１８から透明カバー１６を引き出せるように構成することによって、透明カバー１６が汚れたり破損したりした場合に、透明カバー巻き取り装置２０によって透明カバー１６を所定量巻き取ることによって、収納箱１４の解放面側１４ａを綺麗な状態の透明カバー１６によって覆うことができる。
【００３９】
なお、透明カバー巻１８及び透明カバー巻き取り装置２０を備えずに、収納箱１４の解放面側１４ａに透明カバー１６を貼付けて覆うようにしても構わない。
また、透明カバー１６としては、透光性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アイオノマー（ＩＯ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルム、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）フィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム、ポリプロピレンフィルム（ＰＰ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）フィルム、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）フィルムなどを用いることができる。
【００４０】
また、本発明において、太陽光発電パネル１２は収納箱１４に収納されている。このように、太陽光発電パネル１２全体を収納箱１４に収納することによって、例えば、強風などの悪天候であっても、太陽光発電パネル１２自体に影響が及ぶことを防ぐことができ、太陽光発電パネル１２が破損したりするのを防止することができる。
【００４１】
なお、収納箱１４と太陽光発電パネル１２との間に生じる隙間は、蓋２６を設けることによって覆うことが好ましい。収納箱１４と太陽光発電パネル１２との間の隙間をそのままにしておくと、例えば、虫が入り込むなどするため、収納箱１４と太陽光発電パネル１２との間の隙間の洗浄作業が発生し、メンテナンス費用が増加してしまう。
【００４２】
さらに、図４に示すように、収納箱１４の前後左右の四方には、断面が略三角形状の風防２８を設けることができる。このように構成することによって、太陽光発電装置１０が横から受ける風によって持ち上げられたり、変形してしまったりするのを防止することができる。
【００４３】
また、太陽追尾機構２２としては、例えば、プログラムによって太陽の軌道を解析し、それに応じて太陽光発電パネル１２の角度を調整する機構や、ＣＣＤカメラなどの撮影装置によって太陽の位置を把握し、それに応じて太陽光発電パネル１２の角度を調整する機構など、既存の太陽追尾機構を用いることができる。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、太陽光発電モジュールの温度が上昇するのを抑制するために、収納箱内を冷却するための冷却装置を設けるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０      太陽光発電装置
１２      太陽光発電パネル
１４      収納箱
１４ａ    解放面側
１６      透明カバー
１８      透明カバー巻
２０      透明カバー巻き取り装置
２２      太陽追尾機構
２４      太陽光発電セル
２５      接続端子
２６      蓋
２８      風防
１００    太陽光発電モジュール
１１０    太陽光発電セル
１２０    接続配線
１３０    充填剤
１４０    保護層
１５０    保護枠
【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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