(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽光発電所における太陽電池パネルの取付架台における空きスペースの有効利用を図る手段を提供する。【解決手段】傾斜させて設置した太陽電池パネル３１を有し、太陽電池パネル３１の下に植物栽培装置４を設置する。【選択図】図２
2013214644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電装置と植物栽培装置からなる太陽光発電システムであって、
前記太陽光発電装置は、複数の太陽電池パネルを架台により傾斜させて設置し、
前記植物栽培装置は、前記太陽電池パネルの下部に配置された
太陽光発電システム。
【請求項２】
前記太陽光発電装置は、ＬＥＤ照明装置を備え、該ＬＥＤ照明装置により前記植物栽培装置を照明する
請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記ＬＥＤ照明装置は、前記太陽電池パネルの裏面に一体となるよう取りつけられた
請求項２に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
前記太陽電池パネルは、裏面に二次電池を備えた
請求項２に記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
前記太陽電池パネルは、太陽光を透過するものであり、
前記太陽光発電装置は、前記太陽電池パネルを透過した太陽光の進行方向を変更し前記植物栽培装置に照射させるミラーまたはレンズを備えた
請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項６】
前記植物栽培装置は、車輪を備えた植物栽培ケースと、該植物栽培ケースを搬送する搬送レールを有する
請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項７】
前記搬送レールは、前記架台に一体となるよう取りつけられた
請求項６に記載の太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムにかかり、特に、植物栽培システムとの複合システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題や将来に亘る化石燃料の枯渇等の問題により、自然エネルギーである太陽光を利用した太陽光発電が注目されている。一般的にメガ・ソーラーと称される、出力が１ＭＷ以上の大規模太陽光発電所の建設が、各所で進められている。
【０００３】
このような大規模太陽光発電所では、広大な土地に、多数の太陽電池パネルを並べて設置し、発電を行う。太陽電池パネルは、発電効率を上げるために、できるだけ太陽に正対するよう角度を付けて取付架台に設置される。
【０００４】
図８は、特許文献１に記載の取付架台を示したものである。取付架台１０１は、縦桟１０２、横桟１０４、支持柱１１８などから構成されており、４つの支持脚１１６で支えられている。取付架台１０１の上には、太陽電池パネル１０３を設置する。このような取付架台１０１を用いることで、太陽電池パネル１０３を太陽の方向に向くよう設置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２０４４号公報
【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、従来の太陽光発電所においては、その広大な敷地面積や設置空間が十分に活用されていない。例えば、太陽電池パネルの取付架台における太陽電池パネルの下側は、空きスペースとなっており、有効利用されていない、という問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、太陽光発電所における太陽電池パネルの取付架台における空きスペースの有効利用を図る手段を提供するものである。さらには、太陽電池パネルの下部であるという状況を生かし、太陽光発電所ならではの空きスペースの有効利用を図る手段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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様によれば、本発明にかかる太陽光発電システムは、太陽光発電装置と植物栽培装置からなり、太陽光発電装置は、複数の太陽電池パネルを架台により傾斜させて設置し、植物栽培装置は、太陽電池パネルの下部に配置されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の一態様によれば、太陽光発電装置は、ＬＥＤ照明装置を備え、ＬＥＤ照明装置により植物栽培装置を照明しても良い。
【００１０】
本発明の別の一態様によれば、ＬＥＤ照明装置は、太陽電池パネルの裏面に一体となるよう取りつけられても良い。
【００１１】
本発明の別の一態様によれば、太陽電池パネルは、裏面に二次電池を備えても良い。
【００１２】
本発明の別の一態様によれば、太陽電池パネルは、太陽光を透過するものであり、太陽光発電装置は、太陽電池パネルを透過した太陽光の進行方向を変更し植物栽培装置に照射させるミラーまたはレンズを備えても良い。
【００１３】
本発明の別の一態様によれば、植物栽培装置は、車輪を備えた植物栽培ケースと、植物栽培ケースを搬送する搬送レールを有しても良い。
【００１４】
本発明の別の一態様によれば、搬送レールは、架台に一体となるよう取りつけられても良い。
【発明の効果】
【００１５】
上記手段によれば、本発明に係る太陽光発電システムは、太陽電池パネルの取付架台における空きスペースを有効活用することができる。さらには、太陽電池パネルの下部であるという状況を生かし、太陽光発電所ならではの空きスペースの有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかる太陽光発電システムの概略構成を示した図である。
【図２】太陽電池アレイと植物栽培装置の構造を模式的に示した図である。
【図３】ＬＥＤ付き太陽電池パネルの裏面の構造を模式的に示した図である。
【図４】図２に示した太陽電池アレイと植物栽培装置を真横から見た図である。
【図５】搬送レールを上から見た様子を示した図である。
【図６】二次電池と一体化したＬＥＤ付き太陽電池パネルの裏面の構造を模式的に示した図である。
【図７】シースルー型太陽電池パネルを用いた太陽電池アレイと植物栽培装置を真横から見た図である。
【図８】特許文献１に記載の太陽電池パネルの取付架台を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態１にかかる太陽光発電システム１０の概略構成を示した図である。太陽光発電システム１０は、太陽光発電・植物栽培ハイブリッドシステムであり、太陽光発電装置１と植物栽培装置４から構成される。さらに、太陽光発電装置１は、太陽光発電システム制御部２と太陽電池アレイ３から構成される。太陽光発電システム制御部２は、電力系統に電力を供給する。太陽光発電装置１は照明装置を備えており、植物栽培装置４に照明光を当てる。その詳細は後述する。なお、図１では太陽電池アレイ３および植物栽培装置４は、それぞれ１つしか図示していないが、複数を備えてもよい。
【００１９】
まず、図１を用いて太陽光発電システム制御部２の構成を説明する。太陽光発電システム制御部２は、ＭＰＰＴ部２１とインバータ２２から構成される。
【００２０】
ＭＰＰＴ部２１は、太陽電池アレイ３の発電特性に合わせ、最大のエネルギーを得るよう発電電力ポイントを制御する機能を有する。この制御は一般にＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）と呼ばれている。ＭＰＰＴ部２１の出力は、インバータ２２に接続される。
【００２１】
インバータ２２は、ＭＰＰＴ部２１から供給された直流を、交流に変換する機能を有する。インバータ２２で交流に変換された電力は、電力系統に出力する。
【００２２】
次に、図２を用いて、太陽電池アレイ３と植物栽培装置４について説明する。図２は、太陽電池アレイ３と植物栽培装置４の構造を模式的に示した図である。図２（ａ）は、太陽電池アレイ３およびその下側に設置した植物栽培装置４を示した図であり、図２（ｂ）は、植物栽培装置４のみを示した図である。
【００２３】
太陽電池アレイ３は、太陽電池パネル３１ａおよびＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄe）付き太陽電池パネル３１ｂを、架台３２に複数並べて設置したものである。以下では、太陽電池パネルの種類を区別せずに述べるときは、太陽電池パネル３１と表記する。
【００２４】
太陽電池パネル３１ａは、複数枚の太陽電池セルを直列に接続し、樹脂等で封止して一体としたものである。ＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂは、太陽電池パネルの裏面にさらにＬＥＤ照明装置を付加したものである。これにより、太陽電池パネルの下側に設置された植物に光を当てる。太陽電池パネル３１ｂに関する詳細は後述する。
【００２５】
架台３２は、複数の太陽電池パネル３１を一体化して、角度を付け設置する役割を果たす。太陽電池パネル３１のうち、上端の２枚と下端の２枚が太陽電池パネル３１ａ、中央の２枚がＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂである。なお、図２（ａ）では６枚の太陽電池パネル３１を一体化しているが、この枚数に限られるわけではない。また、図２（ａ）では中央の２枚がＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂであるが、より多くの太陽電池パネル３１がＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂであっても良い。
【００２６】
このように太陽電池パネル３１に角度を付けて設置すると、太陽電池パネル３１の下側には空いたスペースができる。そこで本発明の太陽光発電システム１０では、その空いたスペースに植物栽培装置４を設置する。
【００２７】
植物栽培装置４は、車輪を備えた植物栽培ケース４１と、搬送レール４２を有する。搬送レール４２は、架台３２の底部に固定して一体化されている。搬送レール４２と架台３２を一体化しておけば、架台３２の設置と搬送レール４２の設置を一度に行える。植物栽培ケース４１はその車輪により、搬送レール４２上を移動できる。植物栽培ケース４１には、植物４３が植えられている。植物４３には、前記の通りＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂの裏面に取り付けられたＬＥＤから照明光が当てられる。植物栽培ケース４１の移動は、何らかの動力を用いても良いし、後述するように搬送レール４２に傾斜を付けて重力で移動するようにしても良い。
【００２８】
このように、植物栽培ケース４１を簡単に移動できるようにすることで、植物の植え付けや収穫が容易にできるようになる。また、植物栽培ケース４１を搬送レール４２で搬送できるようにすることにより、栽培した植物を一箇所で収穫することが可能となる。
【００２９】
図３は、ＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂの裏面の構造を模式的に示した図である。図３（ａ）は裏面の平面図、図３（ｂ）は裏面を上にした断面図である。ＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂは、太陽電池パネル本体３３を有し、その裏面の端部には端子ボックス３４が取り付けられている。また、ＬＥＤ３６が多数取りつけられたＬＥＤ照明部３５が、並べて取り付けられている。太陽電池パネル本体３３からＬＥＤ照明部３５への配線（図示せず）は、端子ボックス３４を介して直接行い、１枚のＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂ内で配線を完結させる。従って、ＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂ単体で、発電した電力を用いてＬＥＤを点灯することが可能である。
【００３０】
端子ボックス３４は、太陽電池パネル本体３３で発電した電力を、ＬＥＤ照明部３５に供給するかＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂの外部に出力するかを切り替えるスイッチを備えている。このスイッチは、外部からコントロール可能である。ＬＥＤ照明部３５を点灯しない場合は、電力を外部に出力するよう切り替えることができる。
【００３１】
図４は、図２に示した太陽電池アレイ３と植物栽培装置４を真横から見た図であり、ＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂから植物４３へ照明が当てられる様子を示している。架台３２は、点線で示している。図４において矢印で示したように、ＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂの裏面に取り付けられたＬＥＤ照明部３５から植物４３に向けて、照明光が当てられる。このように、本発明によれば、ＬＥＤ照明部３５が予めＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂに取り付けられているため、別途照明装置を設置する必要はなく、ＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂを必要数配置するだけで、植物４３に照明を当てることが可能である。
【００３２】
なお、図３および図４では、太陽電池パネルの裏面にＬＥＤ照明装置を取り付け一体化した。しかしこれに限らず、例えば架台３２にＬＥＤ照明装置を取り付けて植物４３を照らすようにしても良い。また、搬送レール４２は、架台３２と一体としているが、個別に設置してもよい。
【００３３】
次に、図５を用いて、搬送レール４２に傾斜をつけて植物栽培ケース４１を移動させる方法について説明する。図５は、搬送レール４２を上から見た様子を模式的に示した図である。搬送レール４２の上方には、太陽電池アレイ３が４台設置されている。見易さのため、太陽電池アレイ３は点線で示している。搬送レール４２には、植物栽培ケース４１が各太陽電池アレイ３に２台ずつ、合計８台載せられている。搬送レール４２の左端が、植物栽培ケース４１が移動し始める開始地点であり、右端が、移動の終了地点である。
【００３４】
ここで、搬送レール４２は、開始地点の方が終了地点より高くなるように、微小な傾斜を付けて設置する。このようにすると、終了地点で植物栽培ケース４１をひとつ取り出すと、残りの植物栽培ケース４１が、重力により右側に移動する。従って、特に動力を用いることなく植物栽培ケース４１を移動させることが可能となり、植物栽培に要するエネルギーを低減することができる。なお、植物栽培ケース４１を開始地点に運ぶためには、別途何らかの手段が必要である。
【００３５】
図５では、説明の簡単のため、搬送レール４２を直線としたが、曲線状に設置してもかまわない。設置場所の地形に合わせて適宜調整すれば良い。この場合は、搬送レール４２と架台３２は個別に設置する方が精度よく配置できる。また、図５においては、太陽電池アレイ３が４台、植物栽培ケース４１が８台であったが、台数はこれらに限らない。
【００３６】
以上説明した実施形態１にかかる太陽光発電システム１０によれば、太陽電池パネル３１の下部の空きスペースに植物栽培装置４を設置することで、今まで無駄になっていた空きスペースを有効活用し、太陽光発電のみならず、植物栽培も併せて行うことを可能とする。すなわち、発電及び野菜類の収穫が、別の工場を建てることなく、同じ敷地内で可能となる。また、植物栽培は、人工的に照明を当てることにより促成栽培が可能であるが、その照明に必要な電力を太陽光発電でまかなえることから、植物栽培は太陽電池パネル３１の下部の空きスペースの活用方法として特に適している。
【００３７】
＜実施形態２＞
上記の実施形態１における太陽電池アレイ３は、太陽光がＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂに当たって発電を行っている時しか、ＬＥＤ照明部３５を点灯することができない。従って、曇天時や雨天時、あるいは夜間は、照明を十分に、あるいは全く行えない。実施形態２は、二次電池と一体化した太陽電池パネルを用いることで、これに対応するものである。
【００３８】
図６は、二次電池と一体化したＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂ’の裏面の構造を模式的に示した図である。図６（ａ）は裏面の平面図、図６（ｂ）は裏面を上にした断面図である。図３に示したＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂと比較すると、リチウムイオン電池３７が太陽電池パネル本体３３とＬＥＤ照明部３５の間に取り付けられている点が異なる。リチウムイオン電池３７も太陽電池パネル本体３３に取り付けることから、１枚のＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂ’内で配線を完結させることができる。このリチウムイオン電池３７に、太陽電池パネル本体３３からの発電量に余裕があるときに充電しておき、発電量が少ない時にはリチウムイオン電池３７から放電してＬＥＤ照明部３５を点灯する。これにより、曇天時や雨天時、あるいは夜間でも、植物４３に照明を当てることが可能となる。なお、リチウムイオン電池以外の二次電池を用いても構わない。
【００３９】
あるいは、ＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂの外部に、別途蓄電池システムを設け、その蓄電池を用いてＬＥＤ照明部３５を点灯する構成としても良い。配線が１枚のＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂ内で完結する利点は失われるものの、ＬＥＤ付き太陽電池パネル３１ｂ’を用いた場合と同様の効果を発揮する。
【００４０】
＜実施形態３＞
上記の実施形態１における太陽電池アレイ３は、その下に設置された植物栽培装置４への太陽光を遮るため、日中でもＬＥＤ照明部３５による照明のみで植物４３を育成する。しかし実施形態３は、太陽電池パネル３１をシースルータイプのものに変更し、太陽光を直接植物４３に当てることも可能としたものである。
【００４１】
図７は、実施形態３にかかる太陽電池アレイ３’と植物栽培装置４を真横から見た図である。上記の実施形態１にかかる図４と比較すると、太陽電池アレイの上端の太陽電池パネルが、シースルー型太陽電池パネル３１ａ’へと変わり、ミラー３８が追加されている点が異なる。
【００４２】
シースルー型太陽電池パネル３１ａ’は、太陽光の一部を透過する太陽電池セルを用いて作製された太陽電池パネルである。例えば、薄膜の太陽電池セルは、半導体材料が数μｍと薄いため、太陽光を透過させることが可能である。
【００４３】
ミラー３８は、シースルー型太陽電池パネル３１ａ’を透過した太陽光を反射させ、植物４３に照射させる。
【００４４】
本実施形態にかかる太陽電池アレイ３’は、以上のような構成にすることで、植物４３に対してＬＥＤ照明部３５と自然光の両方の光を照射することが可能となる。またこれにより、ＬＥＤ照明部３５のトラブル時も自然光により植物４３を育成することが可能となる。
【００４５】
上記の太陽電池アレイ３’では、シースルー型太陽電池パネル３１ａ’を透過した太陽光の進行方向を変更する手段として、ミラー３８を用いた。このほかに、レンズにより太陽光の進行方向を変更しても良い。
【００４６】
また、上記の太陽電池アレイ３’では、上端の太陽電池パネルをシースルー型太陽電池パネル３１ａ’へと変更したが、下端の太陽電池パネルも同様にシースルー型太陽電池パネル３１ａ’へと変更しても良い。その場合も、ミラーやレンズを適宜設置し、透過した太陽光を植物４３へと導くようにする。
【００４７】
以上、本発明の実施形態１〜３について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した３つの実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４８】
また、上記の実施例において、添付図面に図示されている構成等については、あくまで一例であり、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  太陽光発電装置
２  太陽光発電システム制御部
３、３’  太陽電池アレイ
４  植物栽培装置
１０太陽光発電システム
２１  ＭＰＰＴ部
２２  インバータ
３１  太陽電池パネル
３１ａ  太陽電池パネル
３１ａ’  シースルー型太陽電池パネル
３１ｂ、３１ｂ’  ＬＥＤ付き太陽電池パネル
３２  架台
３３  太陽電池パネル本体
３４  端子ボックス
３５  ＬＥＤ照明部
３６  ＬＥＤ
３７  リチウムイオン電池
３８  ミラー
４１  植物栽培ケース
４２  搬送レール
４３  植物
【図１】
2013214644.tif 000003
【図２】
2013214644.tif 000004
【図３】
2013214644.tif 000005
【図４】
2013214644.tif 000006
【図５】
2013214644.tif 000007
【図６】
2013214644.tif 000008
【図７】
2013214644.tif 000009
【図８】
2013214644.tif 000010