(57)【要約】【課題】本発明の課題は、積雪期に、備え付けられた陽電池モジュールの雪への埋没を防止し、メンテナンス作業時の労を軽減し、かつ照明を備え付けた場合は特に一般家庭や公共の場のガーデンライトとして活用できる、積雪量が多い地域でも年中を通して使用可能な太陽光発電設置物と、それを用いたソーラーライトを提供することである。【解決手段】本発明の太陽光発電設置物は、使用地域の積雪事情、時期に従った積雪量を越えた背丈調節を可能とした単数または複数の伸縮機構付支柱と、前記支柱に保持される太陽電池モジュールを有する。更に光照射の演出具合も調節可能な照明をも備えることが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に太陽電池モジュールを有する支柱において、一方の支柱が他の支柱の管内にはめ込まれ接続されことで互いにスライド可能としたことで積雪に埋もれない高さ調節を可能としたことを特徴とする太陽光発電設置物。
【請求項２】
前記スライドを円滑にするために、前記一方の支柱が前記他の支柱の間に接して回転する回転車を備えたことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電設置物。
【請求項３】
前記一方の支柱と前記他の支柱で、上側にある支柱が下側にある支柱を内包することで接続部から水が支柱の内側に入ることを回避したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の太陽光発電設置物。
【請求項４】
前記支柱又は、及び前記太陽電池モジュールの重量によるスライド動作の負荷を低減するために、前記一方の支柱と前記他の支柱間に、上側となる支柱を持ち上げる向きにバネ、又は油圧装置又はエア圧装置を備えるか、又は、上側となる支柱を持ち上げる重量バランスを行うバランスウェイト装置を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の太陽光発電設置物。
【請求項５】
防雪又は防霜又は氷結防止又は汚れ付着防止のために、酸化チタン系、フッ素系、シリコン系のいずれか又はこれらの混合によるコーティング処理を前記太陽電池モジュールの表面に直接施すか、前記コーティング処理が施された透光性の膜を前記太陽電池モジュールの表面に交換可能に取り付けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の太陽光発電設置物。
【請求項６】
太陽電池モジュールが垂直又は水平面に対して傾斜角を持った斜めに設置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の太陽光発電設置物。
【請求項７】
先端の前記支柱に照明装置を備えていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の太陽光発電設置物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積雪期、非積雪期で兼用可能な太陽光発電用の設置物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境にやさしいエネルギー源として太陽光発電に関する研究が進められ、発電のため、各地に太陽電池モジュールが配置されている。一般的に太陽電池モジュール４０１は、太陽電池セルをガラス等の外枠に封止して構成され、図４のように土台４０２の上に垂直に支柱４０３が立てられ、その支柱の上に保持されるか、複数立てられた支柱の間に保持されて設置される。
【０００３】
しかしながら、例えば北海道や東北地方等の積雪量が多い地域では、積雪のため太陽電池モジュールが冠雪・着霜等して発電効率が低下するばかりか、太陽電池モジュールやそれを用いたライトが雪の中に埋もれてしまうことさえあり、全く機能しない状況となる。
１ｍ級の積雪量を記録する地域や時期に対応し、太陽電池モジュールが雪に埋没するのを防ぎ、発電の機能・性能を確保するためには、高所に設置するか、太陽光発電設置物の背丈を高くすることが対策として挙げられる。
ただ、太陽光発電設置物やそれを用いたソーラーライトをガーデンライト用として用いる場合、太陽光発電設置物はともかく、ガーデンライトを高所に設置することは景観上まず考えられない。ガーデンライトの目的は、高いところから広範囲に照明することではなくて、地面に近い低いところから地面と近辺を照明することだからである。そのため、装置そのものも、広範囲に照明するには照度が小さく、この点で街灯とは性格が違っている。
そして、雪に埋もれない程に背丈が高い太陽光発電設置物やガーデンライトは、例えば2M級の街路灯のように大きいものになってしまい、ガーデンライトとしては明るさも暗くなって、庭等への設置には適さない。特に夏のような非積雪期においては背丈が高い設置物があるのは見苦しく、太陽電池モジュールのメンテナンスに際しても、手が届かず脚立等を使用することになり不便である。そうかといって、積雪期用と非積雪期用の二種類の太陽光発電設置物やガーデンライトを併用するのは不経済で、非効率である。
そのため、積雪量が多い地域の一般家庭等では、他の地域と同じように冬にもガーデンライトを使用することが困難な状況である。
【０００４】
従来の太陽光発電設置物には、積雪対策を考慮したものがあるが、太陽電池モジュールの雪への埋没対策という観点が欠落している。
例えば従来の積雪対策としては、太陽電池モジュールの設置角度を斜めや垂直にしたり、角度調節可能にしたりすることで、冠雪防止や滑雪・落雪を促すことで、受光量と発電量を確保調節したものがある。
特許文献１の発明では、太陽電池モジュール群を支持するために複数設けられた支柱の一部を伸縮させることにより、太陽電池モジュールの角度調節が可能な太陽電池モジュールの設置方法を紹介している。ただし、太陽電池モジュールの角度調節だけでは太陽電池モジュールが雪に埋没することまでは対応できない。
【０００５】
特許文献２の発明では、太陽電池電源装置や、実施例としての街路灯が紹介されている。前記発明は風の影響を受けにくい構造で、冬における充電効率を上げるための二次電池を用いているが、雪への埋没対策がないため、埋没を避けるためには高所に取り付けるか、積雪量の影響を受けない程背丈の高い街路灯に太陽電池モジュールを取り付ける必要がある。この点、まさに上記の問題があり、一般家庭等においての使用は難しい。
【０００６】
特許文献３の発明は、移動式ソーラーシステムに、伸縮する支持脚や支柱を用いたものであるが、この発明における伸縮機構は、支持脚に関しては傾斜地や凹凸のある場面でソーラーシステムを水平に保つためのもので、支柱に関しては、ソーラーシステム自体の移動や格納のための、折りたたみやコンパクト化を目的としており、何より伸縮支柱に太陽電池モジュールが付いていないため、積雪期に太陽電池モジュールが雪に埋没することは明らかである。
【０００７】
以上の背景より、積雪量が多い地域において積雪期、非積雪期の両方に対応可能な、利便性の高い太陽光発電設置物や、それを用いた、一般家庭等での使用にも適したソーラーライトが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許３９３２０２９号
【特許文献２】特開２０１１−１５５２３２
【特許文献３】特開２０１０−３４１９０
【特許文献４】特開２００４−１５５６０８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、積雪期に、備え付けられた太陽電池モジュールの雪への埋没を防止し、メンテナンス作業時の労を軽減し、かつ照明を備え付けた場合は特に一般家庭や公共の場のガーデンライトとして活用できる、積雪量が多い地域でも年中を通して使用可能な太陽光発電設置物と、それを用いたソーラーライトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の太陽光発電設置物は、太陽電池モジュールを支持する支柱の長手方向に伸びる単数または複数の伸縮機構付支柱と、前記支柱に保持される太陽電池モジュールを有する。
そして前記太陽光発電設置物は、更に照明を付加することで、使用地域の積雪事情、時期に従った背丈調節が可能なソーラーライトになり、かつ、背丈調節により光照射の演出具合も調節可能なガーデンライトとして使用できる。
更に、本発明の太陽光発電設置物とそれを用いたソーラーライトは、前記太陽光発電設置物の増設による発電量の強化や、太陽電池モジュールの傾斜・垂直設置、太陽電池モジュールに対する雪・霜・氷結・汚れ対策の透明コーティング付加により、効果を高めることができる。
【００１１】
請求項１記載の発明は、太陽光発電設置物であって、
先端に太陽電池モジュールを有する支柱において、一方の支柱が他の支柱の管内にはめ込まれ接続されことで互いにスライド可能としたことで積雪に埋もれない高さ調節を可能としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の太陽光発電設置物において、
前記スライドを円滑にするために、前記一方の支柱が前記他の支柱の間に接して回転する回転車を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の太陽光発電設置物において、
前記一方の支柱と前記他の支柱で、上側にある支柱が下側にある支柱を内包することで接続部から水が支柱の内側に入ることを回避したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の太陽光発電設置物において、
前記支柱又は、及び前記太陽電池モジュールの重量によるスライド動作の負荷を低減するために、前記一方の支柱と前記他の支柱間に、上側となる支柱を持ち上げる向きにバネ、又は油圧装置又はエア圧装置を備えるか、又は、上側となる支柱を持ち上げる重量バランスを行うバランスウェイト装置を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の太陽光発電設置物において、
防雪又は防霜又は氷結防止又は汚れ付着防止のために、酸化チタン系、フッ素系、シリコン系のいずれか又はこれらの混合によるコーティング処理を前記太陽電池モジュールの表面に直接施すか、前記コーティング処理が施された透光性の膜を前記太陽電池モジュールの表面に交換可能に取り付けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の太陽光発電設置物において、太陽電池モジュールが垂直又は水平面に対して傾斜角を持った斜めに設置されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の太陽光発電設置物において、先端の前記支柱に照明装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように構成されているので、本発明の太陽光発電設置物およびそれを用いたソーラーライトは、支柱伸縮による背丈調節で、積雪期に太陽電池モジュールの雪への埋没を防止し、メンテナンス作業時の労を軽減し、非積雪時の外観印象悪化を防止する。
そして照明を備え付けた場合は、使用地域の積雪事情、時期に従った背丈調節が可能なソーラーライトになり、かつ、背丈調節により光照射の演出具合も調節可能なガーデンライトとして使用できる。
更に、本発明の太陽光発電設置物とそれを用いたソーラーライトは、前記太陽光発電設置物の増設による発電量の強化や、太陽電池モジュールの傾斜・垂直設置、太陽電池モジュールに対する雪・霜・氷結・汚れ対策の透明コーティング付加により、効果を更に高めることができる。
したがって、本発明の太陽光発電設置物およびそれを用いたソーラーライトは、積雪量が多い地域でも年中を通して使用可能なものであり、特に積雪地方の一般家庭等に対する、太陽光発電設置物とソーラーライトの普及に資するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による太陽光発電設置物の一実施態様を示す図である。
【図２】本発明による太陽光発電設置物の支柱伸縮機構の例を示す図である。
【図３】照明を備えた、本発明の太陽光発電設置物の一実施態様を示す図である。
【図４】従来の一般的な太陽光発電設置物を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の太陽光発電設置物は、設置する地面から垂直方向に伸びる単数または複数の伸縮支柱と、前記支柱に保持される太陽電池モジュールを有する。
そして前記太陽光発電設置物は、照明を備えることで、使用地域の積雪事情、時期に従った背丈調節が可能なソーラーライトになり、かつ、背丈調節により光照射の演出具合も調節可能なガーデンライトとして使用できる。
更に、本発明の太陽光発電設置物とそれを用いたソーラーライトは、前記太陽光発電設置物の増設による発電量の強化や、太陽電池モジュールの傾斜・垂直設置、太陽電池モジュールに対する雪・霜・氷結・汚れ対策の透明コーティング付加により、効果を高めることができる。
【００２１】
図１は、本発明による太陽光発電設置物の一実施態様を示す図である。それぞれ径が異なる円筒形の支柱（下）１０１と支柱（上）１０２から成る支柱が上方に伸び、前記支柱（上）１０２を上下にスライドさせることにより支柱を伸縮させる。太陽電池モジュール４０１は雪への埋没を避けるため、支柱（上）１０２の頂上部または側面上部に取り付けるのが良い。
１―Ａは垂直に立てた支柱に対して太陽電池モジュール４０１を斜めに取り付けたもの、１―Ｂ、１―Ｃは太陽電池モジュール４０１を垂直に取り付けたもので、また、１―Ａ、１―Ｂは太陽電池モジュール４０１を一本の支柱に取り付け、１―Ｃは二本の支柱の間に挟んで保持している。太陽電池モジュール４０１を斜めまたは垂直に取り付けることで、太陽電池モジュール４０１の表面上に付着した雪や水滴の滑落効果を高めることができる。
取り付けられた太陽電池モジュール４０１の表面には、着雪・着霜・氷結・汚れ付着に強いコーティング剤を施すか、前記コーティングが施された取替可能な膜を設置するのが良い。雪や霜は物体の表面に付着すると、付着した部分を核に堆積・成長し、また物体の表面に付着した汚れについても、これを核に霜が付着し成長する原因となる。
そのため、撥水性、滑水性、滑雪性、汚れを付きにくくする性質がある物質がコーティング剤として望ましい。この物質としてはフッ素系化合物、シリコン系化合物がよく知られており、また光触媒として酸化チタンも活用できる。酸化チタンは、剥がれにくく防雪効果が高いほか、汚れを分解し雨水と共に洗い流すことができる超親水性を備えているため、防霜性も備えている。
なお、太陽電池モジュール４０１の上にコーティングが施されるため、このコーティングは、発電効率を減少させないために、極力太陽光を透過するものでなければならない。少なくともコーティング剤が透明であれば可視光を透過させることができるが、可視光以外のスペクトルの光も透過させる方が望ましい。この点、酸化チタンは紫外線を吸収してしまうため、紫外線に基づく発電効率が下がる点が短所と言える。
コーティング剤の例として、特許文献４の発明は、貯蔵安定性に優れ、基材への塗布時に弾きや寄りがなく、１００℃〜２５０℃で短時間で乾燥し、均一で、干渉色が出にくく、透明で、硬度が高く、密着性、耐摩耗性、耐久性、光触媒能に優れる酸化チタン膜を形成しうる酸化チタン膜形成用液体で、着雪や氷結、結露に対する耐久性も付加できるようである。
また、酸化チタンやフッ素系、シリコン系のスプレー剤も市販されている。
コーティングのメンテナンスに際しては、特許文献４のコーティングは高温での乾燥を要し、ユーザーが直接メンテナンスを行うのは困難なため、コーティング膜の交換が適しているが、非常に長持ちするため頻繁な交換は不要である。市販のスプレー剤であれば、ユーザーにてコーティング処理が可能であるため簡便であるが、少なくとも毎年、雪が降る時期の直前には処理をしておくのが良いだろう。
【００２２】
図２は、本発明による太陽光発電設置物の支柱伸縮機構の例を示す図である。
２―Ａはピンレバー式で、支柱の伸縮は支柱（上）１０２を引き上げ、支柱（下）１０１に取り付けられた係止具２０１を、支柱（上）１０２の側面上の異なる高さに複数開けられた係止具差込口２０２に差し込んで支柱の背丈を固定する。係止具２０１は、ピンや金具、鎖など、係止具差込口２０２に差し込んで固定できるものであれば形状は問わない。
２−Ｄには、このような一例を示している。支柱（上）１０２と支柱（下）１０１の間の係止具差込口２０２にピン状の係止具２０１を差し込んでいる。
２―Ｂはラチェット式で、ステッキによく利用される構造である。支柱（上）１０２の側面下部に設けられた押し込みボタン２０３は、支柱（下）１０１の側面上の異なる高さに複数開けられた調節穴２０４を通って外側に突き出ている。支柱の伸縮は２―Ａと同じく支柱（上）１０２を引き上げることにより行うが、押し込みボタン２０３を支柱（下）１０１の内側まで押し込みながら、支柱（上）１０２を引き上げる。押し込みボタン２０３の高さ位置が調節穴２０４の高さ位置と等しくなると、押し込みボタン２０３が調節穴２０４を通って外側に出て、支柱の背丈を固定する。
２−Ｅには、支柱（上）１０２に備えられた押し込みボタン２０３が、支柱（上）１０２に開いた孔を通り、曲折した板バネ２０８を介して、支柱（上）１０２の内壁に固定されている。このため、押し込みボタン２０３を押せば引っ込み、離せば戻る。その他いろいろの手段でラチェットは実現が可能である。
２―Ｃはジャンプ式で、傘によく利用される構造である。支柱（下）１０１の側面にはガススプリング操作ボタン２０５が取り付けられており、ガススプリング操作ボタン２０５は、支柱（下）１０１に内蔵されたロック付ガススプリング２０６にワイヤーで繋がっている。そして支柱（下）１０１の内側には、支柱（上）１０２との境目でロック付ガススプリング２０６の上に、仕切り２０７が設置されている。ガススプリング操作ボタン２０５を押している間はロック付ガススプリング２０６のピストンロッドが伸張し、ガススプリング操作ボタン２０５を離すとピストンロッドをその長さで固定できる。ロック付ガススプリング２０６のピストンロッドが伸張することにより、ロック付ガススプリング２０６の伸張方向先端が仕切り２０７を押し上げ、支柱（上）１０２を押し上げる。この方法によれば、支柱を任意の背丈で固定できるほか、支柱（下）１０１の側面に、ガススプリング操作ボタン２０５を通すため以外の穴を開ける必要がないため、外観上の見栄えがよい。またガススプリングはピストンロッドの伸張速度が様々であり、伸張速度が遅いものを利用すれば、支柱の急激な伸縮動作により頭等、体をぶつけて怪我をする心配がない。
上記以外の伸縮機構としては、図示しないが、バレーボールの伸縮ポールのようなハンドル付ウインチ機構や、スイッチ、電源、制御電気回路、モータとギア、ベルトなどの伝達手段を用いた手段も可能である。
尚、２−Ｆに示すように支柱（下）１０１と支柱（上）１０２でスライドを円滑にするには、両者の壁面に接し転がる回転車２０９を備えることが好都合である。
更に、伸縮するに際して太陽電池モジュールを備えた支柱（上）１０２を持ち上げる重量負荷を軽減することが重要で、２−Ｇに示すように、支柱（下）１０１と支柱（上）１０２の間に、支柱（上）１０２を押し上げるバネ又は油圧又はエア圧による押し上げ機構２１０、を設けるとよい。２−Ｈでは、支柱（下）１０１に支持支柱２１１を備えて、これに滑車２１２を経由して、支柱（上）１０２と錘であるバランスウェイト２１３を接続している。このようにすると、太陽電池モジュールを備えた支柱（上）１０２とバランスウェイト２１３の重量が釣合うので、小さな力で支柱（上）１０２の上下動が可能である。
【００２３】
図３は、照明を備えた、本発明の太陽光発電設置物の一実施態様を示す図である。外観としては、照明灯の支柱の上部に太陽電池モジュール４０１が付く形になる。照明３０１と太陽電池モジュール４０１は、それぞれ雪への埋没を避ける観点から、支柱する伸縮があるといえども、それぞれをできるだけ高い位置に設置するのが望ましい。また、照明３０１は下向きに光を出すように設置すると、雪が積もっていない時で照明３０１が地面から離れている場合でも、足元を明るく照らすことができる。
例えば３―Ａの形状では照明３０１と太陽電池モジュール４０１がそれぞれ上下に並んでおり、太陽電池モジュール４０１を支柱の上部に取り付けることが難しい。また、太陽電池モジュール４０１を頂上部に取り付けると冠雪してしまい、頂上付近に取り付けると照明３０１が太陽電池モジュール４０１の陰に隠れてしまう。
その点、３―Ｂの形状では支柱（上）１０２の上部に取り付けられた太陽電池モジュール４０１の反対側に、支柱から枝を伸ばして照明３０１を設置しているため、照明３０１と太陽電池モジュール４０１をそれぞれ支柱の最上部に取り付けることができる。なお、図示しないが、３―Ｂの支柱（上）１０２の先端を太陽電池モジュール４０１の設置面と反対側に湾曲させる方法や、同じく支柱（上）１０２の先端を二股にしてそれぞれの先端部分に照明３０１と太陽電池モジュール４０１を取り付ける手段方法によっても、それぞれがお互い邪魔にならず設置することができる。
尚、支柱は、図では、支柱（下）の中に支柱（上）がはめ込まれた状態を示したが、逆の場合も可能である。支柱（下）には、これを支える土台がある場合と無い場合が可能である。
【００２４】
以上のように構成されているので、本発明の太陽光発電設置物およびそれを用いたソーラーライトは、支柱伸縮による背丈調節で、積雪期に太陽電池モジュールの雪への埋没を防止し、メンテナンス作業時の労を軽減し、非積雪時の外観印象悪化を防止する。
そして照明を備え付けた場合は、使用地域の積雪事情、時期に従った背丈調節が可能なソーラーライトになり、かつ、背丈調節により光照射の演出具合も調節可能なガーデンライトとして使用できる。
更に、本発明の太陽光発電設置物とそれを用いたソーラーライトは、前記太陽光発電設置物の増設による発電量の強化や、太陽電池モジュールの傾斜・垂直設置、太陽電池モジュールに対する雪・霜・氷結・汚れ対策の透明コーティング付加により、効果を更に高めることができる。
したがって、本発明の太陽光発電設置物およびそれを用いたソーラーライトは、積雪量が多い地域でも年中を通して使用可能なものであり、特に積雪地方の一般家庭等に対する、太陽光発電設置物とソーラーライトの普及に資するもので、産業上利用性が極めて大きい。
【符号の説明】
【００２５】
１０１  支柱（下）
１０２  支柱（上）
２０１  係止具
２０２  係止具差込口
２０３  押し込みボタン
２０４  調節穴
２０５  ガススプリング操作ボタン
２０６  ロック付ガススプリング
２０７  仕切り
２０８  板バネ
２０９  回転車
２１０  押し上げ機構
２１１  支持支柱
２１２  滑車
２１３  バランスウェイト
３０１  照明
４０１  太陽電池モジュール
４０２  土台
４０３  支柱
【図１】
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【図２】
2013143409.tif 000004
【図３】
2013143409.tif 000005
【図４】
2013143409.tif 000006