JP2019103378A - Reflector for vertically installed solar cell and solar power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉛直設置された太陽電池パネルのための反射鏡筐体及び太陽光発電装置に関する。 The present invention relates to a reflector housing for a vertically installed solar cell panel and a solar power generation apparatus.
太陽電池パネルを水平あるいは少し傾斜させて設置すると発電量が大きいとされるが、地面であれば専用の敷地が必要であり、屋根であれば重量物なので耐震性低下が懸念される。また太陽電池パネルはプラスチックを使っているため可燃物でもあるため火災・消防の面で留意が必要である。 If the solar panel is installed horizontally or slightly inclined, it is considered that the amount of power generation is large, but if it is on the ground, a dedicated site is required, and if it is a roof, it is heavy and there is a concern that the earthquake resistance may deteriorate. In addition, since solar panels are made of plastic, they are also flammable materials, so care must be taken in terms of fire and fire.
太陽電池パネルを鉛直に設置する場合には広大な敷地は必要ないが、太陽光の強い真南(南中)あるいはその近傍角の太陽光が発電に寄与しないので発電量が少なくなる。そこで縦置きした太陽電池パネルの近傍に反射鏡(凸面鏡)を水平に置いて太陽光照射を補完することが行われる(特許文献1参照)。しかし反射鏡は水平に設置されるので設置スペースは大きくなる。また雑草対策のために地面から浮かすための架台も必要となるため、架台を含めた構造物が大きく、そして縦置きと水平置きが混在するので強風対策などが複雑化する。 When installing a solar cell panel vertically, a large site is not necessary, but the amount of power generation is reduced because the sunlight at the strong south (south and south) of the strong sunlight does not contribute to power generation. Therefore, a reflection mirror (convex mirror) is placed horizontally in the vicinity of the vertically disposed solar cell panel to complement the sunlight irradiation (see Patent Document 1). However, the reflector is installed horizontally, which increases the installation space. In addition, since a stand for floating from the ground is required for weed control, the structure including the stand is large, and since the vertical arrangement and the horizontal arrangement are mixed, the measures against strong wind etc. are complicated.
例えばビルの屋上フェンスのスペース程度に太陽電池パネルを設置し、発電量も十分に期待できるのであれば太陽光発電は一層普及するが、これまでの技術では実現できていない。 For example, if solar panels are installed around the roof fence space of a building, and the amount of power generation can be expected sufficiently, solar power generation will be further spread, but it has not been realized by the conventional technology.
鉛直に設置した太陽電池パネルへの太陽光照射を補完し、フェンス設置と同程度のスペースで設置が可能であり、強風対策も施した反射鏡筐体及び太陽光発電装置を提供する。 The present invention provides a reflector housing and a solar power generator capable of complementing the irradiation of sunlight to a vertically installed solar cell panel, capable of being installed in the same space as fence installation, and taking measures against strong wind.
上記課題を解決するために、鉛直に設置された太陽電池パネルの真下に設置される反射鏡筐体であって、前記反射鏡筐体からは左右に薄型矩形の反射鏡体が傾斜角を持って左右に突き出したり、収納されたりする駆動機構を備えている。 In order to solve the above-mentioned subject, it is a reflecting mirror case installed directly under the solar cell panel installed vertically, and a thin rectangular reflecting mirror body has an inclination angle from the reflecting mirror case to the right and left. It has a drive mechanism that protrudes and retracts to the left and right.
さらに前記薄型矩形の反射鏡体は反射鏡筐体内で固定された反射鏡体とスライド可能な複数の反射鏡体で構成され、反射鏡体はすべて薄い箱状であり、上面が鏡で背面と正面が開口され、先に突出する反射鏡体ほどサイズを小さくして前記固定された反射鏡体内に収納でき、前記スライド可能な複数の反射鏡体は前記固定された反射鏡体から順に、箱状の底面あるいは左右側面に形成したスライドレールにより支持され、先に突出する一番サイズの小さな反射鏡体を押したり引いたりすることでスライド可能な複数の反射鏡体が筐体から突き出たり、収納されたりする。 Further, the thin rectangular reflector is composed of a reflector fixed in a reflector housing and a plurality of slidable reflectors, all of the reflectors are thin box-like, and the upper surface is a mirror with a back surface. The front is opened, and the size of the reflector that protrudes earlier can be reduced in size and can be stored in the fixed reflector, and the plurality of slidable reflectors are arranged in order from the fixed reflector. Supported by slide rails formed on the bottom surface or left and right sides of the support, and by pushing or pulling the smallest projecting reflector body, the plurality of slidable reflector bodies project from the housing, or Be stored.
こうすることにより太陽電池パネルの真下に設置する反射鏡筐体の大きさを抑えることができるとともに、スライド可能な反射鏡体の枚数を増やして反射鏡体の面積を大きくすることが容易にできるようになる。また強風時や夜には反射鏡体を筐体内に収納することも自由である。 This makes it possible to reduce the size of the reflector housing installed directly below the solar cell panel and to easily increase the area of the reflector by increasing the number of slidable reflectors. It will be. In addition, it is also free to store the reflector in the case at the time of strong wind or at night.
薄い箱状の反射鏡体の傾斜が角度自由に設定される駆動機構を備えるようにしても良い。 A thin box-like reflecting mirror may be provided with a driving mechanism in which the inclination is freely set.
反射鏡体を太陽電池パネルとし、鉛直に設置した太陽電池パネルへの太陽光照射を補完すると共に、自らも太陽光を受光して発電するようにしたものである。 The reflecting mirror is a solar cell panel, which complements the irradiation of sunlight to the vertically installed solar cell panel, and also receives the sunlight to generate electric power.
本発明によれば、鉛直に設置される太陽電池パネルに対して太陽が真南及びその近傍に位置するときにも発電が可能であり、反射鏡筐体は太陽電池パネルの真下に設置するので大幅な設置スペースは不要であり、また強風対策も可能である。 According to the present invention, power generation is possible even when the sun is located in the south of and near the solar panel installed vertically, and the reflector housing is installed directly under the solar panel. There is no need for a large installation space, and measures against strong winds are also possible.
本発明の実施の形態に係る反射鏡筐体ならびにこれを設置した太陽光発電装置について、以下図面を参照して説明する。
図1は鉛直に設置された太陽電池パネル1の真下に設置した反射鏡筐体2から薄型矩形の反射鏡体3b、3cが突き出た様子を示す。反射鏡体3aは反射鏡筐体2の中に固定されている。図2は反射鏡体3b、3cが出入り口5から反射鏡筐体2内に収納された様子を示す。なお三つの反射鏡体3a、3b、3cは同一の傾斜である。A reflector housing according to an embodiment of the present invention and a solar power generation apparatus provided with the same will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the thin
図3a、3bは太陽光線と反射鏡体の関係を示している。鉛直に設置された太陽電池パネルには南中に位置する太陽からの照射は無く、これを反射鏡で太陽電池パネルに照射することが目的である。反射鏡体の傾斜角6は太陽電池パネルの大きさを考慮して設計することになる。従って太陽電池パネルのサイズで最適な傾斜角は変わることになる。このようにして決めた傾斜角を持つ反射鏡体の反射光は太陽が南中近傍にあれば太陽電池パネルに照射される(図3b)。 Figures 3a, 3b show the relationship between sunlight and reflectors. There is no irradiation from the sun located in the south of the solar cell panel installed vertically, and it is an object to irradiate this to a solar cell panel with a reflecting mirror. The
図4は反射鏡筐体2の外観を示している。反射鏡体3aは反射鏡筐体2内に固定され、反射鏡体3b、3cが反射鏡筐体から突き出てくる。3a、3b、3cとも同じ傾斜角である。なお蓋1は透光性であることが必須である。 FIG. 4 shows the appearance of the
図5は駆動機構が分かるように反射鏡筐体内部と反射鏡体を示している。反射鏡体3aは反射鏡筐体2内でスライド不可で固定されるが、反射鏡体3b、3cはスライド可能であり、したがって飛行機の高揚翼のように突き出しも収納も可能となっている。そのためには反射鏡体は箱状であり、上面には鏡を配し、背面と前面は開口され、さらに3a、3b、3cの順にサイズが小さくなっている。スライド可能と傾斜保持はスライドレール11により行う。この図では箱状の反射鏡体の左右側面にスライドレール11を形成しているが、スライドレールは側面ではなく、底面に設置しても良い。 FIG. 5 shows the inside of the reflector housing and the reflector so that the drive mechanism can be seen. The
反射鏡体3cを押したり、引いたりすることで反射鏡体3b、3cが突き出たり、収納される。その駆動機構は一例としてモーター8、回転軸の方向を変えるギヤ、角度自由に回転を伝えるユニバーサルジョイントとボールネジを含むギヤ構成10、パンタグラフ方式の駆動部9で構成できる。なお図示していないがモーターを駆動するドライバはモーター8と一緒に反射鏡筐体に組み込むが、ドライバに信号を送信してプログラム制御するCPU(あるいはMCUやPC)は後述するように外部に配置して制御するのが良い。 The reflecting
図6に反射鏡体3a、3b、3cの傾斜角を変える駆動機構を示しているが、これはモーター8を追加することで行うことができる。図ではボールネジ12で支持棒12の傾きを変えている。傾斜が自由に変えられれば、太陽の日周運動に合わせて直接光だけでなく反射光も加算して太陽電池パネルに照射することができる。強風時や夜には反射鏡体を収納するので耐久寿命が向上する。 Although FIG. 6 shows a drive mechanism for changing the inclination angle of the
図7には反射鏡体に太陽電池パネル13を使用した例を示す。アルミなどを使用した鏡に比べると反射率は低いが、自らも発電する強みがある。太陽電池パネル1の種類は特に限定されないが、反射鏡体に使用する太陽電池パネル13も同様に限定されない。太陽電池パネル13にはシリコン系太陽電池、CISやCIGS太陽電池、ペロブスカイト太陽電池、有機薄膜系太陽電池などが使用できる。 FIG. 7 shows an example in which the
図8は太陽電池パネルをフェンスのように複数台を設置した様子を示している。通常はこのような設置になるが、太陽が南中にあるからといって必ずしも太陽電池パネルの真上に来るとは限らない。この場合、反射鏡体の反射光の一部が隣接の太陽電池パネルを照射することもある。しかし本発明の反射鏡筐体の有効性はいささかも減ずるものではない。 FIG. 8 shows how a plurality of solar cell panels are installed like a fence. Normally this is the case, but just because the sun is in the south does not necessarily mean that it is directly above the solar panel. In this case, part of the reflected light of the reflector may sometimes irradiate the adjacent solar cell panel. However, the effectiveness of the reflector housing of the present invention is not diminished.
図8のように大電力を取り出せる太陽光発電を構成した場合、複数の太陽電池パネル13(図7)の電気配線は複数の太陽電池パネル1の電気配線とは独立に電気接続していき、最後にDC/DCコンバーターなどにより両系統の電圧を合わせて合成するのが良い。 As shown in FIG. 8, in the case of solar power generation capable of extracting large power, the electrical wiring of the plurality of solar cell panels 13 (FIG. 7) is electrically connected independently of the electrical wiring of the plurality of
図9は複数台設置に係る駆動部と制御の関係をブロック図に示したものである。マスター/スレーブ方式を使用して外部の制御センター(CPU、PCなど)から個々の反射鏡筐体の駆動部を一括制御するシステムである。図に示したマスターIC、スレーブICは市販されているので専用プロトコルを開発しなくても済む。通常はプログラムにより反射鏡体の突き出し、収納を行えば良いが、強風・台風時には割り込み制御が必要になるので外部の制御センターで行う。突き出し、収納のプログラムはGPS方式、光線検知方式で作成できる。 FIG. 9 is a block diagram showing the relationship between a drive unit and control relating to the installation of a plurality of units. This is a system that collectively controls the drive units of the individual reflector housings from an external control center (CPU, PC, etc.) using a master / slave method. Since the master IC and slave IC shown in the figure are commercially available, it is not necessary to develop a dedicated protocol. Normally, the reflector body should be protruded and stored by a program, but in the case of a strong wind or a typhoon, interrupt control is required, so it is performed in an external control center. The program of sticking out and storing can be created by the GPS method and the light ray detection method.
図1の鉛直設置の太陽電池パネル1は両面受光型の太陽電池パネルが好適である。結晶性シリコン太陽電池はバックシートを透明化することで両面受光が可能である。CIS(CIGS)太陽電池は低価格であることから二枚を貼り合わせることで両面受光とすることも可能である。 The
反射鏡筐体、反射鏡体、駆動機構を構成する材料、部品については特に限定されない。反射鏡にはプラスチックミラー、ガラスミラー、金属ミラー、太陽電池パネルなどが使用できる。 There is no particular limitation on the materials and parts constituting the reflecting mirror case, the reflecting mirror body, and the drive mechanism. A plastic mirror, a glass mirror, a metal mirror, a solar cell panel etc. can be used for a reflecting mirror.
1 太陽電池パネル
2 反射鏡筐体
3a、3b、3c、11 反射鏡体
4 太陽電池パネルの架台
5 反射鏡体の出入り口
6 反射鏡体の傾斜角
7 反射鏡筐体の蓋
8 駆動部(モーター)
9 パンタグラフ式駆動部
10 ギヤ構成
11 反射鏡体
12 ボールネジ
13 太陽電池パネルDESCRIPTION OF
9 pantograph
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