(57)【要約】【課題】薄く軽量でありながら強度を持った集光型太陽電池モジュールを提供すること。【解決手段】光が入射する一次光学レンズ１０と、入射した光を電気に変換する太陽電池セル１１と、太陽電池セル１１を搭載する支持基板１２と、一次光学レンズ１０及び太陽電池セル１１の間に介在され、一次光学レンズ１０から出射した光を太陽電池セル１１に向けて集光する二次光学レンズ１３と、を備え、一次光学レンズ１０に入射した光を、一次光学レンズ１０と太陽電池セル１１との間に閉じ込める構造である集光型太陽電池モジュール１であって、一次光学レンズ１０側と支持基板１２側に向けて延設された一次光学レンズ１０を支持する補強部材１４を備え、補強部材１４と一次光学レンズ１０とが一体化されている集光型太陽電池モジュール１を提供する。【選択図】図１
2013214650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が入射する一次光学レンズと、
入射した光を電気に変換する太陽電池セルと、
前記太陽電池セルを搭載する支持基板と、
前記一次光学レンズ及び前記太陽電池セルの間に介在され、前記一次光学レンズから出射した光を前記太陽電池セルに向けて集光する二次光学レンズと、を備え、
前記一次光学レンズに入射した光を、前記一次光学レンズと前記太陽電池セルとの間に閉じ込める構造である集光型太陽電池モジュールであって、
前記一次光学レンズ側と前記支持基板側に向けて延設された前記一次光学レンズを支持する補強部材を備え、前記補強部材と前記一次光学レンズとが一体化されていることを特徴とする集光型太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記補強部材における前記一次光学レンズと一体化されている側との反対側の端部が、前記支持基板と当接している請求項１記載の集光型太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記補強部材と前記支持基板との接点が非固定状態である請求項２記載の集光型太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記補強部材と前記支持基板との接点における前記補強部材の形状が曲面である請求項３記載の集光型太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記補強部材が金属である請求項２〜４のいずれか一項に記載の集光型太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記補強部材に、放熱フィンが備えられている請求項５記載の集光型太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを用いて集光する集光型太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池モジュールとして、レンズを用いて光を集光することにより太陽電池セルに入射する光の入射量を増やし高い発電性能を有する、集光型太陽電池モジュールが知られている。集光型太陽電池モジュールとして、集光に焦点構造を採用した集光型太陽電池モジュールが開示されている（例えば特許文献１参照）。この太陽電池モジュールは、太陽光を集光するための一次光学レンズと、一次光学レンズにより集光された太陽光を太陽電池セルに導くための柱状の二次光学レンズと、を備え、フレネルレンズ等で数百倍に集光した光を太陽電池セルに照射して発電を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３８９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された、集光に焦点構造を採用した集光型太陽電池モジュールは、多量の光を集めるためには焦点距離を長くとる必要がある。その結果、モジュール厚みが厚くなり、重量が重くなるという問題があった。
【０００５】
ここで、集光した光を太陽電池内部に閉じ込める、光閉じ込め構造を採用した集光型太陽電池モジュールでは、焦点距離を長くとる必要がない。焦点距離が短くなることにより、モジュール厚みを薄くすることができ、モジュールの軽量化を図ることができる。
【０００６】
しかし、集光に光閉じ込め構造を採用した集光型太陽電池モジュールは、モジュール厚みが薄いため、モジュールの強度が弱くなる。モジュールの強度が弱いと耐風圧や耐衝撃に弱い構造になってしまう。強度が弱いモジュールに外部負荷が加わると、モジュール全体のたわみや反りを生じ、それらを原因とした光学レンズの変形や太陽電池セル位置の変化による集光性能の低下が問題となる。
【０００７】
このような集光性能の低下を防止するためには、モジュールの強度を高くすることが求められる。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、薄く軽量でありながら強度を維持した集光型太陽電池モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る集光型太陽電池モジュールは、光が入射する一次光学レンズと、入射した光を電気に変換する太陽電池セルと、太陽電池セルを搭載する支持基板と、一次光学レンズ及び太陽電池セルの間に介在され、一次光学レンズから出射した光を太陽電池セルに向けて集光する二次光学レンズと、を備え、一次光学レンズに入射した光を、一次光学レンズと太陽電池セルとの間に閉じ込める構造である集光型太陽電池モジュールであって、一次光学レンズ側と支持基板側に向けて延設された一次光学レンズを支持する補強部材を備え、補強部材と一次光学レンズとが一体化されていることを特徴とする。
【００１０】
この太陽電池モジュールは、一次光学レンズに入射した光を閉じ込める構造をとっているため、焦点距離を長くとる必要がなく、モジュール厚みを薄くし、軽量化することができる。また、モジュール厚みを薄くした場合に問題となる、耐風圧や耐衝撃といった太陽電池モジュールの強度についても、一次光学レンズを支える補強部材を設けることにより維持できる。よって、本発明により、薄く軽量でありながら強度を維持した集光型太陽電池モジュールを提供することができる。
【００１１】
また、本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、補強部材における一次光学レンズと一体化されている側との反対が、支持基板と当接していることが好ましい。
【００１２】
一次光学レンズを支える補強部材の一端が支持基板と接していることにより、太陽電池モジュールの強度をより向上させることができる。
【００１３】
さらに、補強部材と支持基板とが接している場合には、補強部材と支持基板との接点が非固定状態であることが好ましい。
【００１４】
温度の上昇により太陽電池モジュールは熱収縮するため、補強部材と支持基板の接点を固定状態とした場合、レンズと支持基板は熱収縮量の違いにより互いに干渉し合いながら熱収縮しモジュール全体が大きく反ってしまう。一方で、補強部材と支持基板の接点を非固定状態とした場合には、レンズと支持基板が互いに干渉せずに熱収縮するため、モジュール全体の反りを抑えることができる。
【００１５】
さらに、補強部材と支持基板との接点が非固定状態である場合に、補強部材と支持基板との接点における補強部材の形状が曲面であることが好ましい。
【００１６】
補強部材と支持基板との接点における補強部材の形状が曲面であることにより、補強部材の支持基板に対するすべりがよくなり、熱収縮によるモジュール全体の反りを抑える効果がさらに大きくなる。
【００１７】
また、補強部材と支持基板とが接している場合には、補強部材が金属であることが好ましい。
【００１８】
補強部材を熱伝導性の高い、金属とすることにより、補強部材を経由して熱伝導性の低いレンズ側からの放熱量を増大することができる。支持基板側とレンズ側の両側から放熱することによって、熱エネルギーによる太陽電池セルの温度上昇を抑え、太陽電池セルの変換効率低下を抑制することができる。
【００１９】
さらに、補強部材が金属である場合に、補強部材に放熱フィンが備えられていることが好ましい。
【００２０】
補強部材に放熱フィンが備えられていることにより、放熱面積が大きくなり、補強部材を経由したレンズ側からの放熱を加速することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、薄く軽量でありながら強度を維持した集光型太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る集光型太陽電池モジュールの構成を表した拡大断面図である。
【図２】第１実施形態に係る集光型太陽電池モジュールの分解斜視図である。
【図３】第２実施形態に係る集光型太陽電池モジュールの構成を表した拡大断面図である。
【図４】第２実施形態に係る集光型太陽電池モジュールにおける放熱状況の説明図である。
【図５】第３実施形態に係る集光型太陽電池モジュールの分解斜視図である。
【図６】実施例に係る材料及びその特性を示す表である。
【図７】実施例１の実施モデルを表す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図、（ｄ）及び（ｅ）は要部拡大側面図である。
【図８】実施例１の実験結果の内、モジュール変形量を示すグラフである。
【図９】実施例１の実験結果の内、集光効率を示すグラフである。
【図１０】実施例２の実験結果の内、モジュール変形量を示すグラフである。
【図１１】実施例２の実験結果の内、集光効率を示すグラフである。
【図１２】実施例３の説明図である。
【図１３】実施例３の実験結果として太陽電池セル温度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第１実施形態］
以下、図１及び図２を参照して、第１実施形態に係る集光型太陽電池モジュールについて説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る集光型太陽電池モジュールの構成を表した拡大断面図である。図２は第１実施形態に係る集光型太陽電池モジュールの分解斜視図である。図１に示す集光型太陽電池モジュール１の拡大図は、図２で示す集光型太陽電池モジュール１全体の一部を拡大したものである。図２に示すように、当該太陽電池モジュールは、縦８列横８列に区切られており、それぞれに一次光学レンズ１０、太陽電池セル１１、二次光学レンズ１３が備えられている。また、一次光学レンズ１０にはポリカーボネートなどの樹脂を、補強部材１４には金属を、それぞれ用いるため、一次光学レンズ１０と補強部材１４とは別体で成型される。
【００２５】
図１に示すように、本発明に係る集光型太陽電池モジュール１は、一次光学レンズ１０と、太陽電池セル１１と、支持基板１２と、二次光学レンズ１３と、補強部材１４と、を備え、一次光学レンズ１０に入射した光を一次光学レンズ１０と太陽電池セル１１との間に閉じ込める構造を有している。
【００２６】
一次光学レンズ１０は、１枚の板状部と複数のレンズ部とを備える光学レンズである。一次光学レンズ１０における板状部の一面側は、一次光学レンズ１０の入射面とされ、他面側に複数のレンズ部が形成されている。一次光学レンズ１０における板状部と複数のレンズ部とは、例えばポリカーボネートによって一体的に成型されている。
【００２７】
一次光学レンズ１０の他面側には、複数の太陽電池セル１１が配設されている。太陽電池セル１１は、一次光学レンズ１０に形成されたレンズ部に対応して配置されている。太陽電池セル１１は、入射した光を電気に変換する光電変換を行ういわゆる光電変換素子である。
【００２８】
さらに、太陽電池セル１１は、支持基板１２に搭載されている。支持基板１２は、例えばアルミなどの金属製であり、太陽電池セル１１の搭載位置を位置決めする位置決め構造を備えている。太陽電池セル１１は、支持基板１２に搭載されて位置決めされていることにより、一次光学レンズ１０におけるレンズ部との位置関係が調整されている。
【００２９】
一次光学レンズ１０におけるレンズ部と太陽電池セル１１との間には、二次光学レンズ１３が介在されている。このため、集光型太陽電池モジュール１は一次光学レンズ１０におけるレンズ部及び太陽電池セル１１の数と同じ数の二次光学レンズ１３を備えている。二次光学レンズ１３は、一次光学レンズ１０におけるレンズ部から出射される光を太陽電池セル１１に向けて集光している。二次光学レンズ１３は、例えば、ポリカーボネートなどの樹脂によって形成されている。
【００３０】
また、隣接する二次光学レンズ１３同士の間には、一次光学レンズ１０と支持基板１２との間に延設された補強部材１４が設けられている。補強部材１４は例えばアルミなどの金属によって形成されており、接着などによって一次光学レンズ１０と一体的に固定されている。
【００３１】
さらに補強部材１４における一次光学レンズ１０に固定された側と反対側の端部となる下端部は、支持基板１２に対して当接されている。補強部材１４と支持基板１２との接点は、非固定状態とされている。また、補強部材１４における支持基板１２との接触面の形状は曲面形状をなしている。
【００３２】
次に第１実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１の作用・効果について説明する。一般に、光閉じ込め構造を有する集光型太陽電池モジュールでは、焦点構造であれば長くとる必要があった焦点距離を短くすることができるため、薄肉化及び軽量化を図ることができる。ところが、単に光閉じ込め構造としただけでは、薄肉化は図れるものの耐風圧や耐衝撃といった強度を担保することができない。
【００３３】
この点、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１は、一次光学レンズ１０を支持し、一端が支持基板１２側に延伸する補強部材１４を備えている。この補強部材１４を備えることにより、モジュールの剛性及び強度を向上させ、耐風圧や耐衝撃に強い構造の集光型太陽電池モジュール１とすることができる。
【００３４】
ところで、集光型太陽電池モジュール１において、モジュールの剛性及び強度が十分でない場合には、モジュール全体のたわみや反りが発生しやすくなる。モジュール全体にたわみや反りが発生すると、太陽電池セル１１と一次光学レンズ１０及び二次光学レンズ１３との位置関係が変化してしまうことによる集光性能の低下が生じるおそれがある。この点、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１では、補強部材１４により、モジュールの剛性及び強度を保っている。したがって、モジュール全体のたわみや反りの発生を防止することができ、高い集光効率を維持することができる。
【００３５】
また、一次光学レンズ１０を支持する補強部材１４の端部が支持基板１２と当接されている。このことで、集光型太陽電池モジュール１の強度をさらに向上させることができ、また、放熱効果を増大させることができる。
【００３６】
温度の上昇により集光型太陽電池モジュール１は熱収縮する。一次光学レンズ１０をポリカーボネートなどの樹脂、支持基板１２をアルミなどの金属とした場合には、両材料の熱収縮量は異なる。放熱面の観点から、補強部材１４の端部は支持基板１２と当接されていることが好ましい。ここで、補強部材１４の端部が支持基板１２と当接している場合に、補強部材１４と支持基板１２の接点を固定状態とすると、一次光学レンズ１０と支持基板１２の熱収縮量の違いにより、互いが干渉し合いながら熱収縮してしまい、モジュール全体が大きく反ってしまう。
【００３７】
この点、本実施形態では、補強部材１４と支持基板１２の接点を非固定状態とし、補強部材１４をすべり可能な状態としている。この場合、一次光学レンズ１０と支持基板１２とが互いに干渉せずに熱収縮するため、モジュール全体の反りを抑えることができる。さらに、非固定状態である補強部材１４と支持基板１２との接点において、補強部材１４の形状が曲面である場合には、接点におけるすべりが増すため、一次光学レンズ１０と支持基板１２の熱収縮時干渉によるモジュールの反りをより抑えることができる。
【００３８】
また、端部で支持基板１２と当接されている補強部材１４は、アルミによって構成されている。金属であるアルミは熱伝導性が高いため、補強部材１４を経由した一次光学レンズ１０側からの放熱量を増大することができる。
【００３９】
通常、集光によって、太陽電池セル１１には光エネルギーが集中する。光エネルギーの一部は電気エネルギーに変換される。このとき、変換されたエネルギーの多くは熱エネルギーとなる。熱エネルギーは太陽電池セル１１の温度上昇を引き起こすところ、温度上昇は太陽電池セル１１の変換効率低下を招く。よって、熱エネルギーを適当に放出する必要がある。しかしながら、一次光学レンズ１０及び二次光学レンズ１３に樹脂などの熱伝導性が低い材料を使用し、支持基板１２に金属などの熱伝導性が高い材料を使用した場合には、集光により発生する熱エネルギーの多くは、熱伝導性が高い支持基板１２側からのみ放熱され、上記太陽電池セル１１の温度上昇に起因した変換効率低下が顕著となる。
【００４０】
そこで、補強部材１４の材料として熱伝導性の高いアルミを用いることにより、集光により発生した熱エネルギーを、補強部材１４経由で熱伝導性の低い一次光学レンズ１０側から積極的に放出可能とする。さらに、補強部材１４の端部を支持基板１２に当接させることによって、一次光学レンズ１０側からの放熱量を、より増大することができる。
【００４１】
こうして、支持基板１２側と一次光学レンズ１０側の両側から放熱することによって、熱エネルギーによる太陽電池セル１１の温度上昇を抑え、太陽電池セル１１の変換効率低下を抑制することができる。また、一次光学レンズ１０側も放熱面として期待できることにより、一次光学レンズ１０や二次光学レンズ１３の熱分布の偏りを抑えることができ、これらの部材の変形や熱劣化を最小限に抑えることができる。
【００４２】
［第２実施形態］
以下、図３及び図４を参照して、第２実施形態に係る集光型太陽電池モジュールについて説明する。なお、本実施形態の説明では、主に、第1実施形態と異なる点について説明する。
【００４３】
図３は、第２実施形態に係る集光型太陽電池モジュールの構成を表した拡大断面図である。図３に示すように、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１が第１実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１と異なる主な点は、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１は補強部材１４に放熱フィン１５を備えている点である。
【００４４】
放熱フィン１５は、補強部材１４の下方において、周方向に複数個備えられており、当該放熱フィン１５はパイプなどの表面に突出させた薄板状または針状の金属板である。放熱フィン１５が備えられることによって、放熱面積が大きくなり、放熱を効果的に行うことができる。
【００４５】
図４は第２実施形態に係る集光型太陽電池モジュールにおける放熱状況の説明図である。上記第一の実施形態と同様、補強部材１４を金属とするとともに、補強部材１４の端部を支持基板１２と当接させている。このことで、熱伝導性が低い材料を使用した一次光学レンズ１０側からの放熱量を増大させることができる。さらに、本実施形態においては、補強部材１４に放熱フィン１５が設けられている。放熱フィン１５が設けられていることにより、補強部材１４を経由した一次光学レンズ１０側からの放熱に際し、放熱面積を増大させることができる。その結果、当該補強部材１４を経由した一次光学レンズ１０側からの放熱を加速することができ、一次光学レンズ１０側からの熱エネルギー放出量をさらに多くすることができる。
【００４６】
［第３実施形態］
以下、図５を参照して、第３実施形態に係る集光型太陽電池モジュールについて説明する。なお、本実施形態の説明では、主に、第1実施形態と異なる点について説明する。
【００４７】
図５は第３実施形態に係る集光型太陽電池モジュールの分解斜視図である。図５に示すように、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１が第１実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１と異なる点は、一次光学レンズ１０と補強部材１４について第1実施形態が別体成型であるのに対し、本実施形態は一体成型である点である。
【００４８】
第1実施形態では、放熱効果の向上を図るため補強部材１４の材料としてアルミを採用し、一次光学レンズ１０の材料として樹脂を採用した。即ち、一次光学レンズ１０と補強部材１４とは別材料であり、別体成型とする必要があった。第３実施形態では、一次光学レンズ１０と補強部材１４とを同一材料とすることにより、一体成型を可能とし、本太陽電池モジュールの成型容易化及び部品点数減によるコスト削減を図っている。一次光学レンズ１０と補強部材１４とを同一材料とする場合の当該材料として、例えば、ポリカーボネートなどの樹脂を用いることができる。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、種々の変更は可能である。
【００５０】
上記実施形態では、補強部材１４は各太陽電池セル１１に対応して設置としているが、補強部材１４を複数の太陽電池セル１１に対応して設置することも可能である。補強部材１４を複数の太陽電池セル１１に対応して設置する例としては、４つの太陽電池セル１１に対して、１つの補強部材１４を設置することなどが挙げられる。この場合には、部品点数減によるコスト削減を図ることができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、補強部材１４の端部は支持基板１２に対して当接されており、当該接点は非固定状態であり、補強部材１４における支持基板１２との接触面の形状は曲面形状としたが、当該構成に限定されない。例えば、補強部材と支持基板との接点は固定状態であってもよいし、補強部材１４の端部が支持基板１２に対して当接されていなくてもよい。
【００５２】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
［実施例１］
実施例１は、補強部材１４としてリブを備えた太陽電池モジュールと、リブを備えていない太陽電池モジュールについて、垂直方向から一様荷重をかけた場合のモジュール変形量及び集光効率を調べたものである。以下、リブを備えていない一方のモジュールをリブ無太陽電池モジュールと称し、リブを備える他方のモジュールをリブ有太陽電池モジュールと称する。
【００５４】
図６は、実施例に係る材料及びその特性を示す表である。実施例においては、ポリカーボネート、アルミ、ガラス、封止材（ＥＶＡ[Ｅｔｈｙｌｅｎｃｅ−Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ]）、及びＰＥＴ[Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ]を材料として用いた。図６には、これらの各材料のヤング率、ポアソン比、線膨張計数、及び熱伝導率を示している。
【００５５】
図７に実施例１の実施モデルを表す図を示している。実施モデルとしては、リブ無太陽電池モジュール及びリブ有太陽電池モジュールの２種類の太陽電池モジュールを成型した。これらの太陽電池モジュールは、いずれも図７（ａ）（ｂ）に示すように、外形寸法２１０ｍｍ×２１０ｍｍ、モジュール厚み１４ｍｍである。また、リブ無太陽電池モジュールは、図７（ｄ）に示すように、１チップ毎に一次光学レンズ１０と支持基板１２とを備えている。また、リブ有太陽電池モジュールは図７（ｅ）に示すように、１チップ毎に一次光学レンズ１０と支持基板１２と補強部材１４とを備えている。
【００５６】
実施モデルで用いたリブ無太陽電池モジュール及びリブ有太陽電池モジュールでは、いずれも一次光学レンズ１０の材料としてポリカーボネートを用い、支持基板１２の材料としてアルミを用いた。また、補強部材１４の材料としてアルミを用いた。これらの一次光学レンズ１０、支持基板１２、及び補強部材１４の厚みは、図７（ｄ）（ｅ）に示すように、いずれも１ｍｍとした。なお、本実施例に係る太陽電池モジュールは、垂直方向からの一様荷重に対する太陽電池モジュールの強度を調べるものであるため、構成要件の内、強度に影響を与える一次光学レンズ１０、支持基板１２、及び補強部材１４のみを再現した。
【００５７】
上記２種類の太陽電池モジュールに、図７（ｃ）に示すように、垂直方向から２４００Ｐａの一様荷重を加え、上記２種類の太陽電池モジュールのモジュール変形量及び集光効率を調べた。この実験においては、計算負荷を考慮し、上記した太陽電池モジュールの１／４の範囲を計算対象とした。
【００５８】
図８に実施例１の計算結果の内、モジュール変形量を示す。図８に示すように、リブ無太陽電池モジュールでは、モジュール変形量が約２．６ｍｍであるのに対し、リブ有太陽電池モジュールではモジュール変形量が約０．５ｍｍという結果になった。リブを備えることによって、強度が向上し、モジュールの変形が抑えられたことがわかる。この結果から、リブ有太陽電池モジュールの方が、リブ無太陽電池モジュールよりも強度が高くなり、モジュールの変形を抑制できることがわかった。
【００５９】
図９に実施例１の計算結果の内、集光効率を示す。集光効率は、高いほど光を効率よく集めることができることを意味し、[集光効率＝（集光型の出力／非集光型の出力）×１００]で表される。集光効率を比較する場合には同一セル面積で比較される。集光効率を調べる際には、太陽電池モジュールに一様荷重を加える前のモジュール変形がない状態における集光効率を調べるとともに、リブ無太陽電池モジュール及びリブ有太陽電池モジュールの集光効率を調べた。
【００６０】
その結果、図９に示すように、モジュール変形がない場合の集光効率は約２８７％であった。これに対して、リブ無太陽電池モジュールの集光効率は約２７０％であり、リブ有太陽電池モジュールの集光効率は約２８３％という結果になった。この結果から、リブ有太陽電池モジュールは、リブ無太陽電池モジュールと比較して、集光効率の低下を抑えることができることがわかった。
【００６１】
［実施例２］
実施例２は、リブ有太陽電池モジュールについて、モジュール変形量及び集光効率を調べたものである。ここでは、リブ有太陽電池モジュールとして、補強部材１４が支持基板１２に対して非固定状態である非固定リブ有太陽電池モジュールと、補強部材１４が支持基板１２に対して固定状態である固定リブ有太陽電池モジュールを用いた。なお、実施例２に係る各材料の特性については図６に示すとおりである。
【００６２】
実施例２では、非固定リブ有太陽電池モジュール及び固定リブ有太陽電池モジュールに対して、温度変化ΔＴ＝１２０℃を与え、その後にモジュール変形量及び集光性能の変化を調べた。また、計算負荷を考慮し、太陽電池モジュールの１／４の範囲を計算対象とした。
【００６３】
図１０に実施例２の計算結果の内、モジュール変形量を示す。図１０に示すように、固定リブ有太陽電池モジュールでは、モジュール変形量が約５．０ｍｍであるのに対し、非固定リブ有太陽電池モジュールでは、モジュール変形量が約０．２ｍｍという結果になった。この結果から、非固定リブ有太陽電池モジュールでは、固定リブ有太陽電池モジュールよりもモジュール変形量が小さくなることが分かった。
【００６４】
図１１に実施例２の計算結果の内、集光効率を示す。図１１に示すように、太陽電池モジュールにおけるモジュール変形がない場合の集光効率は約２８７％であった。また、固定リブ有太陽電池モジュールの集光効率は約２５１％、非固定リブ有太陽電池モジュールの集光効率は約２８５％という結果になった。この結果から、非固定リブ有太陽電池モジュールでは、固定リブ有太陽電池モジュールと比較して、集光効率の低下を抑えることができることが分かった。
【００６５】
［実施例３］
実施例３は、リブ有太陽電池モジュールについて、放熱効果の向上による太陽電池セル１１の温度上昇抑止について調べたものである。
【００６６】
図１２に実施例３の説明図を示している。図１２（ａ）はリブが支持基板１２と当接しているリブ有太陽電池モジュールである。当該リブ有太陽電池モジュールの一次光学レンズ１０にはポリカーボネートを、支持基板１２にはアルミを、それぞれ用いている。図１２（ｂ）は集光型ではない一般的なガラス製の太陽電池モジュールであり、実施例３におけるリファレンスモジュールである。
【００６７】
実施例３で用いた太陽電池モジュールは、ポリカーボネートを材料とするリブを備えたポリカーボネートリブ有太陽電池モジュール、アルミを材料とするリブ備えたアルミリブ有太陽電池モジュール、リブ無太陽電池モジュール、図１２（ｂ）に示したリファレンスモジュールの４種類である。なお、実施例３に係る各材料の特性については図６に示すとおりである。
【００６８】
実施例３では、上記４種類の太陽電池モジュールに対して、周辺温度２５℃の環境で、太陽光を入射強度１ｋＷ／ｍ２で入射させ、その後に各太陽電池モジュールの太陽電池セル１１の温度を調べた。
【００６９】
図１３に実施例３の実験結果として太陽電池セル温度を示す。図１３に示すように、リブ無太陽電池モジュールのセル温度が約１４０℃であるのに対し、ポリカーボネートリブ有太陽電池モジュールの温度は約１００℃、アルミリブ有太陽電池モジュールの温度は約５８℃、リファレンスモジュールは約６０℃という結果となった。
【００７０】
このことから、太陽電池モジュールにリブを設けることにより、太陽電池セル１１の温度上昇を抑制できることが分かった。さらに、リブがアルミである場合には、リブがポリカーボネートである場合と比較し、より温度上昇を抑制できることが分かった。
【符号の説明】
【００７１】
１…集光型太陽電池モジュール、１０…一次光学レンズ、１１…太陽電池セル、１２…支持基板、１３…二次光学レンズ、１４…補強部材、１５…放熱フィン。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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