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発明の名称 太陽光発電装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−214585(P2001−214585A)
公開日 平成13年8月10日(2001.8.10)
出願番号 特願2000−22349(P2000−22349)
出願日 平成12年1月31日(2000.1.31)
代理人 【識別番号】100082968
【弁理士】
【氏名又は名称】苗村 正 (外1名)
【テーマコード(参考)】
2E108
5F051
【Fターム(参考)】
2E108 KK04 LL01 NN07 
5F051 BA03 JA09 JA10
発明者 赤崎 盛久
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】建物の屋根に配された太陽電池を有する太陽光発電装置であって、前記太陽電池は、太陽光を直接受光しうる第1の太陽電池部と、該第1の太陽電池部による前記太陽光の反射光を受光しうる第2の太陽電池部とを具えることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項2】前記第2の太陽電池部は、その傾斜により下になる下縁が、第1の太陽電池部の傾斜により下になる下縁に向き合う向きに配されたことを特徴とする請求項1記載の太陽光発電装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光を効率よく吸収しうる太陽光発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、太陽電池を家屋の屋根面に配した太陽光発電装置が知られている。通常この種の太陽光発電装置では、太陽光を吸収するために、前記太陽電池を南側に向けてかつ水平面に対して所定の角度で傾けて屋根面に設置されている。
【0003】しかしながら、屋根に配された太陽電池を中心として太陽の位置を考えた場合、太陽は1日を通して東から西へと移動し、またその高度は、1年を通して夏季では高く、冬季では低くなるなど時間帯又は季節によって種々変化する。このため、太陽電池に射し込む太陽光の入射角も日中の時間帯又は季節によって種々変化する。図5には、太陽電池への太陽光の入射角と太陽電池による反射率との関係を示している。図から明らかなように、前記入射角が大きくなると、太陽電池の表面にて太陽光が反射される割合が高くなり、効率良く太陽光を吸収することが困難となる。
【0004】本発明は以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、前記太陽光を直接受光しうる第1の太陽電池部と、該第1の太陽電池部による前記太陽光の反射光を受光しうる第2の太陽電池部とを設けることを基本として、第1の太陽電池部によって反射された太陽光を第2の太陽電池部で吸収することにより、効率良く太陽光を利用しうる太陽光発電装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項1記載の発明は、建物の屋根に配された太陽電池を有する太陽光発電装置であって、前記太陽電池は、太陽光を直接受光しうる第1の太陽電池部と、該第2の太陽電池部による前記太陽光の反射光を受光しうる第2の太陽電池部とを具えることを特徴とする太陽光発電装置である。
【0006】また、請求項2記載の発明は、前記第2の太陽電池部は、その傾斜により下になる下縁が、第1の太陽電池部の傾斜により下になる下縁に向き合う向きに配されたことを特徴とする請求項1記載の太陽光発電装置である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。図1には、本実施形態の太陽光発電装置として、家屋の屋根Rに太陽電池1を具えるものを例示している。前記屋根Rは、本例では矩形配置の外壁回りから家屋の中心部に向けて下降する勾配を有する第1、第2、第3、第4の屋根面R1、R2、R3、R4を具えた略逆四角錐状で凹む凹形の屋根を例示している。本例では、第1ないし第4の屋根面R1、R2、R3、R4は、家屋の中心部の回りに南S、西W、北N、東Eに夫々配置したものを例示している。
【0008】前記第1ないし第4の屋根面R1〜R4は、例えば図2に示す如く、略三角形状をなす屋根パネルPの上面により形成される。この屋根パネルPは、枠材5を接合金物6などを用いて三角形状に配置した枠組の一方の面に野地板などの屋根下地材7を介して太陽電池ユニット10を設置することにより構成され、本例ではこの各太陽電池ユニット10の複数個により前記太陽電池1を構成している。また前記太陽電池ユニット10は、周知の如く太陽電池セルの集合体を例えば矩形にユニット化して構成されている。また、太陽光発電装置は、インバータ、中継箱などを有し(図示せず)、発電した電力を家屋の分電盤などに供給し、家庭用電源として使用される他、余剰分は電力会社などに供給しうる。なお各第1ないし第4の屋根面R1〜R4が中心部で交わる部分には排水用の樋(図示せず)などが適宜設けられて家屋の中心部にて排水しうる。
【0009】また前記太陽電池1は、図1に示す如く、本例では、前記第1の屋根面R1に沿って配されかつ太陽光を直接受光しうる第1の太陽電池部2と、この第1の太陽電池部2に隣接して前記第2ないし第4の屋根面R2〜R4に沿って配されしかも前記第1の太陽電池部2にて反射された太陽光の反射光を受光しうる3つの第2の太陽電池部3a、3b、3c(以下、総称するとき、「第2の太陽電池部3」とする。)とを含んで構成される。
【0010】前記第1の太陽電池部2は、本例ではその表面に立てた法線が北側を向く。また前記第2の太陽電池部3a、3b、3cは、夫々の各電池部の表面に立てた法線がそれぞれ東側、南側、西側の異なる方向を向くように配設されたものを例示している。なお第2の太陽電池部3は、第1の太陽電池部2による反射光を受光する他、自ら直接太陽光を受光して吸収しうるのは言うまでもなく、また第1の太陽電池部2は、太陽光を直接受光しうる他、第2の太陽電池部3にて反射された反射光を受光しても良い。
【0011】図3には、日中の太陽の位置と、太陽光の反射の関係を略示している。本例では主として第1の太陽電池部2において反射された反射光Kは、朝、昼、夕刻と時間が経過するにつれて、主として順次第2、第3、第4の屋根面R2〜R4に設けた第2の太陽電池部3a、3b、3cにより受光されうる。このように、本実施形態では各太陽電池部が、家屋の屋根Rにおいて東E、西W、南S、北Nの夫々異なる方向を向くことにより、日照時間中に太陽の位置が変化して第1の太陽電池部の反射光を第2の太陽電池部3にて吸収しうる。
【0012】図4には、前記家屋の屋根面を南北に切断した断面を示す。第1の太陽電池部2、第2の太陽電池部3bは、夫々水平面に対して21.8°の傾斜を有し、かつ傾斜により下になる下縁2e、3eを互いに向き合う向きに配している。図4(a)〜(c)には、大阪(北緯34°)での季節の変化による太陽光の南中高度αに対する入射角βの変化を示しており、その関係を表1に示す。
【0013】
【表1】

【0014】表1より、夏至では、太陽の南中の高度αが高く第1、第2の太陽電池部2、3にて入射角βが小さくなり、第1、第2の太陽電池部3において太陽光を直接効率良く吸収できる。これに対して春分、秋分、冬至などでは、太陽の南中の高度αが低くなり、とくに第1の太陽電池部2に対する太陽光の入射角βが大きくなるが、このとき第2の太陽電池部での入射角βが小となるほか、該第1の太陽電池部2による反射光Kは第2の太陽電池部3で受光されて利用できるため、1年を通して比較的に安定して太陽光を受光して吸収しうる。
【0015】図6〜9には本発明の他の実施の形態を示している。図6に示すものは、L型となる家屋部分において、互いに同じ側に下降する傾斜を有する片流れ屋根面R5、R6を具え、この2つの屋根面R5、R6に沿って第1、第2の太陽電池部2、3が設けられている。そして、第1の太陽電池部2での反射光Kは第2の太陽電池部3によって吸収される。
【0016】図7に示すものは、略コ字状の建物において、互いに内側に下降する傾斜を有する屋根面R7、R8、R9を具えており、各屋根面R7、R8、R9に沿って第1、第2の太陽電池部2、3が形成される。図8に示すものは、のこぎり屋根をなす屋根面R10に太陽電池1を配している。太陽電池1は、向き合う2つの屋根面を1組として第1の太陽電池部2と第1の太陽電池部3とを形成できる。
【0017】さらに図9に示すものは、陸屋根を有する建物であって、太陽電池1は、屋根面とは別体で構成された太陽電池パネル体2と、この太陽電池パネル体12をのこぎり状の傾斜として配する架台13とを用いて構成される。太陽電池1は、向き合う2枚のパネル12を1組として第1の太陽電池部2と第1の太陽電池部3とを形成しうる。
【0018】
【発明の効果】叙上の如く本発明の太陽光発電装置は、太陽光を直接受光しうる第1の太陽電池部と、該第1の太陽電池部による前記太陽光の反射光を受光しうる第2の太陽電池部とを具えることにより、例えば太陽の高度が低く入射角が大きくなる朝、夕ないし冬季などにおいても、第1の太陽電池部にて反射された反射光を第2の太陽電池部にて吸収させることにより、1日を通じまた1年を通じて太陽光を効率良く利用できる。
【0019】また請求項2の発明では、第2の太陽電池部は、その傾斜により下になる下縁が、第1の太陽電池部の傾斜により下になる下縁に向き合う向きに配されることにより、例えば秋季、冬季において第2の太陽電池部が直接太陽光から得られる太陽光が小さくなるとき、前記反射光により得られる太陽エネルギーを増して1年を通して比較的に安定した光量を得ることができる。




 

 


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