(57)【要約】      （修正有）【課題】降雪量の多い地域において、太陽電池モジュールの冠雪・凍結・着霜等による発電効率低下を軽減可能な、耐氷雪太陽光発電設置物を提供する。【解決手段】支柱１０２により地面又は床面に立設したとき、又は、支持板に設置したときに垂直または略垂直になるように配置された太陽電池モジュール５０１の裏側からの氷雪を含んだ風の吹きつけを防ぐ遮蔽物１００を備えて、氷雪の回りこみによる付着を軽減することで、太陽電池モジュールの冠雪・凍結・着霜等による発電効率低下を軽減する。【選択図】図１
2013201281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールとこれを支持する支持板又は支柱と遮蔽物を有し、前記支柱を介して地面又は床面に又は、前記支持板上に前記太陽電池モジュールを配置した際に、前記太陽電池モジュールは垂直または略垂直になるように配置され、前記遮蔽物は、前記太陽電池モジュールの外側にはみ出して備えられ、前記太陽電池モジュールの裏側からの氷雪を含む風を遮蔽するものであり、その結果、前記氷雪の回りこみによる前記太陽電池モジュールの表面への付着を軽減することを特徴とする耐氷雪太陽光発電設置物。
【請求項２】
前記遮蔽物が前記支柱又は前記支持板と一体で構成されることで、前記支柱が前記遮蔽物として機能させたことを特徴とする請求項１記載の耐氷雪太陽光発電設置物。
【請求項３】
前記遮蔽物が、前記太陽電池モジュールの外側に備えた平面又は曲面を有する板状のフィンであることを特徴とする請求項１記載の耐氷雪太陽光発電設置物。
【請求項４】
前記遮蔽物または前記支柱又は前記支持板の面に、前記太陽電池モジュールをはめ込むためのものであり、且つ、氷雪を含む風に対する庇を形成する窪み、または前方または傾斜して前方に遮蔽板を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の耐氷雪太陽光発電設置物。
【請求項５】
前記太陽電池モジュールの電源により駆動される照明灯を備え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つに記載の耐氷雪太陽光発電設置物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、降雪量の多い地域で高い効果を発揮する太陽光発電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５０１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５のように土台５０２の上に並べて設置される。
【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、降雪のため太陽電池モジュールが冠雪・凍結・着霜等して発電効率が低下することがある。
これに対して従来では、特許文献１のように太陽電池モジュールに付着した氷雪等を、電源制御装置を用いて熱で融かして除去する方法が紹介されている。この他にも太陽電池モジュールのパネル表面上の氷雪等を物理的に除去する手段が考えられるが、除去のためには、様々な形でエネルギーを消費してしまうという欠点がある。エネルギーを得るためにエネルギーを消費するのでは、非効率である。
【０００４】
そのため、氷雪等は付着してから除去するのではなく、付着を防止することが望ましく、氷雪等付着防止のために遮蔽物を利用する方法が考えられる。遮蔽物は設置するだけで対象物を保護することができるため、単純にして効果は大きい。したがって、遮蔽物というシンプルな手段を用いて氷雪等に対応できれば好都合である。
【０００５】
以上の背景より、遮蔽物を利用して氷雪等から太陽電池モジュールを保護可能な、太陽光発電設置物が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許３７８８０６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、降雪量の多い地域において、太陽電池モジュールの冠雪・凍結・着霜等による発電効率低下を軽減可能な、太陽光発電設置物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の耐氷雪太陽光発電設置物は、支柱により地面又は床面に立設したとき、又は、支持板に設置したときに垂直または略垂直になるように配置された太陽電池モジュールの裏側からの氷雪を含んだ風の吹きつけを防ぐ遮蔽物を備えて、氷雪の回りこみによる付着を軽減することで、太陽電池モジュールの冠雪・凍結・着霜等による発電効率低下を軽減する。
まず、太陽電池モジュールが設置時に垂直または略垂直になるため無風で真上から落ちてくる氷雪の付着は極めて少なくなり、雪や水分は付着しても落下しやすく、凍結や霜にも強い。
次に、風により横向きに運ばれてくる氷雪の裏側からの回り込みによる付着を回避できればよいが、これに対応して、
南半球での使用でも同じことが言えると思われるが、北半球での使用の場合を例に記述すると、太陽電池モジュール面は太陽に向け南方向を向いているのに対して、氷雪は、風に乗って北側又は北西側というように太陽電池モジュールの裏側から吹き付け、回り込みして太陽電池モジュールの表側の面に付着する。これを裏側からの風を遮蔽するように設けた（冬季に風の吹いてくる北又は北西方向に向かって）遮蔽面を持った遮蔽物により回りこみ付着に対して防止する。しかして氷雪の付着防止が達成される。
【０００９】
請求項１記載の発明は、耐氷雪太陽光発電設置物であって、
太陽電池モジュールとこれを支持する支持板又は支柱と遮蔽物を有し、前記支柱を介して地面又は床面に又は、前記支持板上に前記太陽電池モジュールを配置した際に、前記太陽電池モジュールは垂直または略垂直になるように配置され、前記遮蔽物は、前記太陽電池モジュールの外側にはみ出して備えられ、前記太陽電池モジュールの裏側からの氷雪を含む風を遮蔽するものであり、その結果、前記氷雪の回りこみによる前記太陽電池モジュールの表面への付着を軽減することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の耐氷雪太陽光発電設置物において、
前記遮蔽物が前記支柱又は前記支持板と一体で構成されることで、前記支柱が前記遮蔽物として機能させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の耐氷雪太陽光発電設置物において、
前記遮蔽物が、前記太陽電池モジュールの外側に備えた平面又は曲面を有する板状のフィンであることを特徴とする。
【００１２】
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つに記載の耐氷雪太陽光発電設置物において、
前記遮蔽物または前記支柱または前記支持板の面に、前記太陽電池モジュールをはめ込むためのものであり、且つ、氷雪を含む風に対する庇を形成する窪み、または前方または傾斜して前方に遮蔽板を設けたことを特徴とする。
【００１３】
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つに記載の耐氷雪太陽光発電設置物において、
前記太陽電池モジュールの電源により駆動される照明灯を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように構成されているので、本発明の耐氷雪太陽光発電設置物は、垂直または略垂直に設置された太陽電池モジュールの外側に、氷雪の吹きつけを防ぐための遮蔽物を備え、裏側からの氷雪の回りこみによる表面への付着の防止・軽減することで、太陽電池モジュールの冠雪・凍結・着霜等による発電効率低下を防止・軽減することができる。
また、本発明の耐氷雪太陽光発電設置物は照明を備えることによりガーデンライトとしても活用でき、降雪量の多い地域での太陽光発電の普及に資するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による耐氷雪太陽光発電設置物の一実施態様を示す図である。
【図２】遮蔽物として支柱と遮蔽フィンを用いた、本発明による耐氷雪太陽光発電設置物の一実施態様を示す図である。
【図３】遮蔽物が支柱と一体で構成されることで支柱を遮蔽物として機能させた、本発明による耐氷雪太陽光発電設置物の別の一実施態様を示す図である。
【図４】遮蔽物として支柱を用いた、本発明による耐氷雪太陽光発電設置物の一実施態様において、太陽電池モジュールの設置態様の例を示す図である。
【図５】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】
【００１６】
本発明の耐氷雪太陽光発電設置物は、地面又は床面に立設するための支柱又は支持板と、立設された状態で支柱又は支持板に支持されて、垂直または略垂直になるように配置された太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの裏側からの風による氷雪の回りこみを軽減するものであって、前記太陽電池モジュールの外側にはみ出して備えられた遮蔽物とを有する。
前記遮蔽物は特段の形状や素材に限定されるものではないが、形状に関しては、太陽電池モジュールが受光のため南向きに設置された場合に、北又は北西方向からの氷雪を遮断できる形状にするのが良い。例えば、遮蔽物の一部としてフィンを取り付けることにより遮蔽面積を大きくすることや、取り付け支柱を遮蔽物として使うことも可能であり、
本発明の耐氷雪太陽光発電設置物が照明を備える場合には、ガーデンライトとしても活用できる。
【００１７】
図１は、本発明による耐氷雪太陽光発電設置物の一実施態様を示す図である。
太陽電池モジュール５０１には、裏側からの氷雪を含んだ風を遮蔽するべく、太陽電池モジュール５０１の外側にせり出した遮蔽部１０１を有する遮蔽物１００が付設され、この図では、遮蔽物１００は、その下側に地面や床面に立てるための支柱１０２を有していて、そのため、支柱１０２が設置された状態では、太陽電池モジュール５０１は、地面や床面に対して、垂直または略垂直に立設している。
遮蔽物１００は、氷雪が太陽電池モジュール５０１の表面に回りこむことを軽減可能な遮蔽面積を備えた任意の構造物、物体であり、材質は、例えば、樹脂、金属、木等いろいろのものが挙げられる。遮蔽物１００は、太陽電池モジュール５０１の裏側からの風を遮蔽するので、太陽電池モジュール５０１より面積が大きい（外側にはみ出している）。
図では、太陽電池モジュール５０１は、遮蔽物１００を構成する板の面に貼り付けられたものとなっているが、勿論、太陽電池モジュール５０１の外側のみに遮蔽物がある構成でもよい。この図では、支柱１０２の幅は、遮蔽物１００の幅より小さく絞られた図であるが、同じ幅でよいことは勿論である。尚、図１では、遮蔽物１００と支柱１０２が一体形成されたものを示しているが、接続されているなどの一体形成以外の形態も可能であることは当然である。
遮蔽物１００または支柱１０２に対する太陽電池モジュール５０１の設置方法については、下記図４の説明において詳述する。尚、支柱１０２以外に、太陽電池モジュール５０１を支持する支持板を用いる場合もある。
【００１８】
図２は、支柱と遮蔽フィンを用いた、本発明による耐氷雪太陽光発電設置物の一実施態様を示す図である。
太陽電池モジュール５０１が取り付けられた遮蔽物１００が、曲板面形状のフィン２０１を有している。一般的に冬は北又は、北西から風が吹き付けるため、フィン２０１を北又は北西方面に、太陽電池モジュール５０１を南向き（北半球の場合）に取り付けると効果的である。
フィン２０１の形状としては、氷雪の回りこみを軽減するため、遮蔽面積が大きくなる程効果が高い。２―Ａと２―Ｂでは、フィン２０１の形状が違っている。それぞれ外側と内側に湾曲したフィンとなっている。２−Ａでは、太陽電池モジュール５０１の裏面のある方向に凸になった面となっているが、２−Ｂでは、太陽電池モジュール５０１の表面のある方向に凸になった２枚の面で構成されている。何れも、太陽電池モジュール５０１への氷雪の回り込みを避けるために広いせり出しの遮蔽部１０１を有している。
フィン２０１の素材に関しては、あくまで遮蔽物としての役割であるため、任意のものを使用すれば良い。
【００１９】
図３は、遮蔽物が支柱と一体で構成されることで、支柱を遮蔽物として機能させた
本発明による耐氷雪太陽光発電設置物の一実施態様を示す図である。支柱を兼用することにより屋外のスペースを有効に活用でき、また支柱内部に空洞部分があれば、電気配線等の周辺部品を支柱の中に埋め込むことができる。
３−Ａにおいて、遮蔽物１００は、この例では、半割した円柱形状の柱で支柱と兼用される。半割りした面には太陽電池モジュール５０１が設置されている。太陽電池モジュール５０１の外側の周囲は、遮蔽部１０１となっている。
尚、半割の円柱の例を示したが、勿論、半割りでなくともよく、また、円柱でなくとも、断面で三日月形柱、三角柱、四角柱、六角柱などの多角形の柱でもかまわない。３−Ｂでは、太陽電池モジュール５０１が支柱である遮蔽物１００に設けられ、氷雪を含んだ風に対して庇を形成する窪み３０１にはめ込まれている例である。又、窪み３０１と同じ働きをする庇を形成することでは、太陽電池モジュール５０１の端から、前方にまたは前方に傾斜して板状の遮蔽物を設けてもよいことは言うまでも無い。
太陽電池モジュール５０１に対して支柱である遮蔽物１００により氷雪が付着しにくいため、メンテナンスの手間を大きく省くことができ、公共用・家庭用のいずれにおいても利用価値が高い。
【００２０】
図４は、遮蔽物に対する太陽電池モジュールの設置態様の例を示す図である。
４―Ａから４―Ｄまで、太陽電池モジュール５０１は支柱を地面又は床面に設置したときに垂直または略垂直になるように、それぞれ遮蔽物１００を兼ねた支柱に固定されており、４―Ａから４―Ｄでは、留め具４０１を太陽電池モジュール５０１の上下両端に取り付けて太陽電池モジュール５０１を遮蔽物１００の外部に固定した例である。
太陽電池モジュール５０１が、遮蔽物１００に密着しているタイプ（４―Ａ）、遮蔽物１００との間に空間を挟むが垂直に固定されているタイプ（４―Ｂ）、太陽電池モジュール５０１がやや下向きに傾いて固定されているタイプ（４―Ｃ）、やや上向きに固定されているタイプ（４―Ｄ）である。
なお、ここで略垂直とは、太陽電池モジュール５０１の水平面に対する傾斜角度が９０±５°程度を意味する。
傾斜角度が垂直または略垂直の状態では、太陽電池モジュール５０１の表面に付着した雪や水分が下に落ちやすくなるため、冠雪だけでなく、水分・汚れを核とした凍結や着霜への耐久性が大きくなる。
また、太陽電池モジュール５０１は、遮蔽物１００である支柱上の高い位置に設置しておけば、積雪した場合に雪に埋没しにくくなる。
【００２１】
尚、以上に記述した本発明の耐氷雪太陽光発電設置物に照明灯を取り付けると、ガーデンライト等が実現できる。
また、太陽電池モジュール５０１に対しては、水分や汚れが流れやすくするための撥水・親水コーティング、汚れを分解するための光触媒コーティング、汚れを付着しにくくするための帯電防止コーティングを組み合わせると効果が上がる。
撥水・親水コーティング剤としてはフッ素系やシリコン系、光触媒コーティング剤としては酸化チタン、帯電防止コーティング剤としては導電性・透明性の高い酸化スズ、アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）、ガリウム含有酸化亜鉛（ＧＺＯ）、アルミニウム含有酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化アンチモン、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）やポリチオフェン系の導電性ポリマーが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上のように構成されているので、本発明の耐氷雪太陽光発電設置物は、支柱により地面又は床面に立てて設置した場合に、太陽電池モジュールが垂直または略垂直になるようにし、太陽電池モジュールの裏側から氷雪を含んだ風の吹きつけによる、氷雪の回り込み付着を防ぐための遮蔽物を備え、太陽電池モジュールの冠雪・凍結・着霜等による発電効率低下を軽減するので、降雪量の多い地域での太陽光発電の普及に資するものであるため、産業上利用性が極めて大きい。
【符号の説明】
【００２３】
１００  遮蔽物
１０１  遮蔽部
１０２  支柱
２０１  フィン
３０１  窪み
４０１  留め具
５０１  太陽電池モジュール
５０２  土台
【図１】
2013201281.tif 000003
【図２】
2013201281.tif 000004
【図３】
2013201281.tif 000005
【図４】
2013201281.tif 000006
【図５】
2013201281.tif 000007