太陽光発電装置
【課題】複数枚の太陽電池モジュールを効率よく広げ且つ重ねることができ、しかも各太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させることができる、太陽光発電装置を提供する。
【解決手段】この太陽光発電装置１０は、一対の支持フレーム２０と、支持フレーム２０に回動可能かつスライド可能に支持された複数枚の太陽電池モジュール３０と、太陽電池モジュール３０の隣接するものどうしを近接離反可能に連結する連結部材４０と、太陽電池モジュール３０の配列一端のものを、支持フレーム２０に沿って移動させ、太陽電池モジュール３０を畳まれた状態及び開いた状態とに変化させるスライド機構５０と、太陽電池モジュール３０の傾斜角度を変化させる傾動機構６０とを備えている。
【解決手段】この太陽光発電装置１０は、一対の支持フレーム２０と、支持フレーム２０に回動可能かつスライド可能に支持された複数枚の太陽電池モジュール３０と、太陽電池モジュール３０の隣接するものどうしを近接離反可能に連結する連結部材４０と、太陽電池モジュール３０の配列一端のものを、支持フレーム２０に沿って移動させ、太陽電池モジュール３０を畳まれた状態及び開いた状態とに変化させるスライド機構５０と、太陽電池モジュール３０の傾斜角度を変化させる傾動機構６０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の板状の太陽電池モジュールを、畳み可能に設けた太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、板状の太陽電池モジュールを可動できるように設けた太陽光発電装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、太陽電池発電装置が設置された建物の点検や補修等を作業性よく行うため、複数枚の太陽電池モジュールを畳むことができる構造を採用した太陽光発電装置が提案されており、建物上に配置された複数のレールと、該レール上に移動可能に設置された複数のトラス型支持枠と、該トラス型支持枠に保持された複数の太陽電池モジュールとを有し、前記トラス型支持枠が折畳み可能とされ、該支持枠が折り畳まれて、複数の太陽電池モジュールが重ね合わせて収納されるように構成した、太陽電池モジュールの可動式架台が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、太陽の方角に対応して光を吸収する角度を変え、太陽光を十分に取り入れることができるようにした太陽光発電装置が提案されており、平面状に並列する複数のパネルと、パネル表面に敷設されたソーラーセルと、各パネルの左右側縁を一対の平行連桿とリンク連結して平行四辺形リンク機構を構成し、該平行連桿はロッカーアームに連結され、パネルの角度を制御可能なパネル制御機構とを備えた太陽光発電装置が記載されている。
【０００５】
一方、太陽電池発電装置を、窓枠に設置されるブラインドとして活用するものも提案されている。例えば、特許文献３には、窓の屋内側に配置されたブラインドを具備し、このブラインドは、複数枚の長尺の遮光板と、各遮光板の長手方向両側縁が一定の間隔でそれぞれ連結された角度調節用ワイヤと、角度調節用ワイヤの張力方向を変化させることで各遮光板の間の隙間を変化させる開閉機構部とを備え、太陽電池が各遮光板の照射面に取り付けられた太陽光発電装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３１３８９７号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０９１００１号公報
【特許文献３】特開２０００−３４０８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、太陽電池モジュールを折り畳んで収容することはできるものの、太陽電池モジュールの傾斜角度を調整することはできず、また、太陽電池モジュールの傾斜角度を調整することについては何ら考慮されていない。更には、太陽電池モジュールを折り畳む際には、太陽電池モジュールが保持された各トラス型支持をそれぞれ折り畳む必要があり、極めて煩雑で作業性が悪いというデメリットがある。
【０００８】
一方、上記特許文献２には、各パネルを傾斜させる点については記載されている。しかし、各パネルの左右側縁が一対の平行連桿とリンク連結され、各パネルどうしが一定間隔で連結されているので、パネルどうしを近づけたり離したりすることは構造上不可能となっており、各パネルを折り畳んだり、平面状に広げたりすることはできない。
【０００９】
また、特許文献３に記載されるようなブラインド型の太陽電池発電装置は、ワイヤなどで各太陽電池モジュールが吊り下げられて配置されているので、安定して支持させることができない。また、同ワイヤに各太陽電池モジュールの重量が作用するため、吊り下げることができる太陽電池モジュールの枚数に制限があり、高出力が得られ難いものであった。また、各太陽電池モジュールを積層して畳まれた状態にしたり、所定間隔で開いた状態にする際に、スムーズに移動させ難く、個々の太陽電池モジュールどうしがぶつかりあって、損傷し易いものであった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、複数枚の太陽電池モジュールを広げることができると共に畳んで重ねることができ、且つ、各太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させることができ、更にそれらの太陽電池モジュールの動作を安定して行わせることができる、太陽光発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の太陽光発電装置は、互いに平行に配置された一対の支持フレームと、両端部を前記支持フレームに回動可能かつスライド可能に支持されて並列された、板状をなす複数枚の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの隣接するものどうしを所定間隔以上離れないように、かつ、近接可能に連結する連結部材と、前記太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを、前記支持フレームに沿って移動させて、前記太陽電池モジュールを、積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに変化させるスライド機構と、前記太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させる傾動機構とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、スライド機構により、太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを、支持フレームに沿って移動させることにより、並列された複数枚の太陽電池モジュールを、積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに変化させることができる。したがって、太陽光をできるだけ多く入射させたいときや、強風時等で太陽電池モジュールが損傷しないようにする必要があるときには、太陽電池モジュールを積層して畳むことができ、太陽光を利用して太陽発電をしたいときや、太陽光を遮光したいときには、太陽電池モジュールを所定間隔で開いた状態にすることができる。また、太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを、支持フレームに沿って移動させるだけで、複数枚の太陽電池モジュールを広げ或いは畳むことができるので、上記特許文献１のものと比べて、作業性を向上させることができる。
また、傾動機構によって、太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させて、太陽光ができるだけ垂直に近い角度で入射するように調整したり、所望の遮光率となるように調整したりすることができる。したがって、例えば温室の屋根のように、採光状態と遮光状態とを切り替える必要がある箇所などに適用して、太陽発電を行わせつつ、所望の採光状態や遮光状態にすることができる。
また、複数枚の太陽電池モジュールが一対の支持フレームに支持されているので、支持フレームを設置できる場所であれば、どこにでも手軽に設置することができ、温室の屋根や、飼育施設の屋根、家屋の屋根など、様々な場所に適用することができる。
また、各太陽電池モジュールの両端部が一対の支持フレームによって支持された構造となっているので、上記特許文献３のようなワイヤにより複数の遮光板が吊り下げ支持されたものと比べて、複数枚の太陽電池モジュールのスライド動作を安定して且つ確実に行わせることができる。
【００１３】
本発明の太陽光発電装置は、前記一対の支持フレームの両端部が、該支持フレームと直交する連結フレームによって連結されて、枠状をなしていることが好ましい。これによれば、枠状をなすフレームに太陽電池モジュールを支持させて、ユニット化することができるので、設置工事等が容易になる。
【００１４】
本発明の太陽光発電装置の前記スライド機構は、前記一対の支持フレームの両端部に配置されたスプロケット又はプーリと、各支持フレームの両端部に配置された前記スプロケット又はプーリに張設されたチェーン又はベルトと、前記太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを直接又は間接的に前記チェーン又はベルトに連結する連結部材と、前記スプロケット又はプーリを回転させる手段とで構成されていることが好ましい。これによれば、太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものが、連結部材を介して、一対の支持フレームに沿って配設されたチェーン又はベルトに連結されているので、スプロケット又はプーリを回転させることにより、チェーン又はベルトを支持フレームに沿って走行させて、該太陽電池モジュールを安定してスライドさせることができる。
【００１５】
本発明の太陽光発電装置の前記傾動機構は、前記一対の支持フレームに対して、リンクを介してほぼ平行になるように取付けられたガイドレールと、前記リンクを回動させる手段とを有し、前記各太陽電池モジュールの、前記支持フレームに支持された部分から、同太陽電池モジュールの一辺に沿って離れた部分が、前記ガイドレールに回転可能にかつスライド可能に保持されて構成されていることが好ましい。これによれば、リンクを回動させることによって、ガイドレールが支持フレームに対して平行状態を維持したまま近接離反するので、前記太陽電池モジュールの支持フレームに支持された部分と、ガイドレールに支持された部分との位置関係が変化することにより、太陽電池モジュールを傾動させることができる。また、太陽電池モジュールを支持フレームとガイドレールとで支持するので、よりしっかりと保持させることができる。
【００１６】
本発明の太陽光発電装置の前記傾動機構は、前記各太陽電池モジュールの両端部の幅方向に対向する部分を、隣接するものどうしで順次所定間隔で連結する線状体と、前記各太陽電池モジュールの幅方向の少なくとも一方の端部寄りに連結された線状体を所定方向に引張ることにより、前記各太陽電池モジュールを傾動させる牽引手段とで構成されていることが好ましい。これによれば、牽引手段によって、各太陽電池の幅方向の少なくとも一方の端部寄りに連結された線状体を所定方向に引張ることにより、各太陽電池モジュールを傾動させることができる。また、各太陽電池の幅方向の反対の端部寄りに連結された線状体を同方向に引っ張ることにより、逆方向に傾動させることができる。更に、各太陽電池モジュールの両端部の幅方向に対向する部分を、それぞれ反対方向に引張ることによって、より安定して傾動させることもできる。
【００１７】
本発明の太陽光発電装置は、温室の屋根に適用されることが好ましい。これによれば、太陽電池モジュールを畳んで太陽光を十分に内部に入射させたり、太陽電池モジュールを展開してその傾斜角度を調整することにより、太陽光を所望の採光状態になるように遮光したり、遮光状態によって温室内の温度を調整したりすることができると共に、太陽光発電も行うことができる温室を提供できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スライド機構により、太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを、支持フレームに沿って移動させるだけで、複数枚の太陽電池モジュールを、積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに効率よく変化させることができると共に、傾動機構によって、太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させることができる。また、各太陽電池モジュールの両端部が一対の支持フレームによって支持されているので、複数枚の太陽電池モジュールのスライド動作を安定して且つ確実に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る太陽光発電装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】同太陽光発電装置により、複数枚の太陽電池モジュールを広げた状態を示す斜視図である。
【図３】同太陽光発電装置のフレーム構造を示す斜視図である。
【図４】同太陽光発電装置を構成する傾動機構の要部拡大斜視図である。
【図５】同太陽光発電装置の要部拡大斜視図である。
【図６】同太陽光発電装置の、図５とは異なる位置での要部拡大斜視図である。
【図７】同太陽光発電装置の動作状態を示す概略説明図である。
【図８】同太陽光発電装置において、図７とは異なる動作状態での概略説明図である。
【図９】本発明に係る太陽光発電装置の他の実施形態を示しており、（Ａ）はその動作状態を示す概略説明図、（Ｂ）は（Ａ）とは異なる動作状態での概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１〜８を参照して、本発明に係る太陽光発電装置の一実施形態について説明する。
【００２１】
図１〜６に示すように、本実施形態における太陽光発電装置１０は、一対の支持フレーム２０，２０と、複数枚の太陽電池モジュール３０（以下、「モジュール３０」）と、隣接するモジュール３０，３０どうしを連結する連結部材４０（図５，６参照）と、複数枚のモジュール３０の配列の一端に配置されたものを、支持フレーム２０に沿って移動させ、複数枚のモジュール３０を畳み、或いは、開いた状態に変化させるスライド機構５０と、各モジュール３０の傾斜角度を変化させる傾動機構６０（図３，４参照）とを備えている。
【００２２】
一対の支持フレーム２０，２０は、互いに平行に配置されており、これらの支持フレーム２０，２０の両端部どうしが、支持フレーム２０に直交して配置された一対の連結フレーム２２，２２によってそれぞれ連結されており、全体として四角枠状をなしている。なお、支持フレーム２０，２０としては、温室の屋根や飼育施設の屋根等に設置された骨組み等を流用してもよい。
【００２３】
モジュール３０は、支持板と、該支持板上に設置された太陽電池セルと、該太陽電池セル上に配置された保護フィルムとから構成され、所定長さで帯状に伸びた形状となっている。なお、前記太陽電池セルは、基板と、この基板上に積層された裏面電極層、光電変換層、透明電極層などからなる光電変換素子とで構成されている。
【００２４】
また、複数のモジュール３０は電気的に接続されている。本実施形態では、図１に示すように、隣り合うモジュール３０，３０が、導線３５によって連結されており、複数のモジュール３０が直列的に接続されている。なお、スライド機構５０により複数枚のモジュール３０が重ねて畳まれたり、傾動機構６０によりモジュール３０の傾斜角度が変化したりして、所定のモジュール３０が日影となった場合、日影のモジュール３０が発電せずに抵抗が大きくなり、抵抗損失による発熱が起こる可能性があり、熱破損等につながる恐れがある。そのため、モジュール３０の出力端子間に、バイパスダイオードを接続しておくことが好ましい。
【００２５】
モジュール３０を構成する支持板の長手方向両端部であって、幅方向中央には、支軸３１，３１がそれぞれ突設されている（図５，６参照）。各支軸３１の先端にはフランジ状の頭部３３が設けられている。これらの支軸３１，３１が、前記一対の支持フレーム２０，２０の上面に載置され、その頭部３３が支持フレーム２０の外側に配置され（図６参照）、モジュール３０が位置決めされた状態で、各モジュール３０が支持フレーム２０に回動可能に且つスライド可能に支持され、複数枚のモジュール３０が支持フレーム２０の長手方向に沿って並列に配置されるようになっている（図１，２参照）。
【００２６】
本実施形態では、図５，６に示すようにモジュール自体に支軸３１を設けて、モジュール３０が支持フレーム２０に直接支持されるようになっているが、モジュール３０とは別体の、支軸を設けた板体や、ケース、ホルダー、枠体等に、モジュール３０をセットして、モジュール３０が支持フレーム２０に対して間接的に支持されるようになっていてもよい。
【００２７】
なお、支持フレーム２０に支持された複数枚のモジュール３０のうち、その配列の一端に配置されたもの（支持フレーム２０の長手方向一端に最も近接して配置されたもの）を、以下の説明で「先頭のモジュール３０ａ」とする。
【００２８】
図５，６に示されるように、隣接するモジュール３０，３０どうしは、連結部材４０によって、所定間隔以上離れないように、かつ、近接可能に連結されている。この実施形態では、連結部材４０として、所定の引張強度を有すると共に、ある程度の柔軟性を備える、ロープ、ワイヤー、チェーン等からなる線状体が用いられている。そして、この線状体には、展開時の引張強度に耐えて、収納時には柔軟に畳込めることができる、ゴム材を用いることが特に好ましい。また、この他の構成として、２つの棒または板状を関節機構を持つように連結させ、２つの棒または板状部材が直線状になった時に、隣接するモジュール３０，３０どうしの所定の間隔となる長さとする構造であっても良い。この連結部材４０は、スライド機構５０により、先頭のモジュール３０ａが支持フレーム２０の長手方向一端側にスライドしたとき、他のモジュール３０を引張ってスライドさせると共に、隣接するモジュール３０，３０どうしの間隔がそれ以上離れないように維持するようになっている。他方、先頭のモジュール３０ａが支持フレーム２０の長手方向他端側にスライドしたときには、連結部材４０が弛んで隣接するモジュール３０，３０が近接可能となっている。
【００２９】
なお、本実施形態の連結部材４０は線状体となっているが、例えば、パンタグラフ状に折り畳み可能とされた一対のリンク等を、連結部材４０として用いてもよい。
【００３０】
複数のモジュール３０は、スライド機構５０によって、支持フレーム２０に沿って移動可能とされている。このスライド機構５０は、この実施形態の場合、スプロケット５３及びチェーン５５を有するチェーン駆動となっている。その構造について説明すると、図３に示すように、一対の連結フレーム２２，２２の外側に取付けられた複数の支持板５１ａを介して、回転軸５１が回転可能にそれぞれ支持されており、一対の連結フレーム２２，２２の各回転軸５１の長手方向両端部にスプロケット５３がそれぞれ装着されている。そして、一対の支持フレーム２０，２０の長手方向両端部に配置されたスプロケット５３，５３に、無端状のチェーン５５が張設されて、両支持フレーム２０，２０の外側にチェーン５５，５５がそれぞれ配設されている。
【００３１】
また、一方の回転軸５１の一端部には、モータ５１ｂが取付けられ、本発明における「スプロケット又はプーリを回転させる手段」を構成している。よって、モータ５１ｂにより一方の回転軸５１が回転すると、該回転軸５１に装着されたスプロケット５３が回転し、一対のチェーン５５，５５が支持フレーム２０の長手方向に沿って走行するようになっている。
【００３２】
また、図１に示すように、先頭のモジュール３０ａよりも、支持フレーム２０の長手方向一端寄りの位置には、棒状の移動バー５８が支持フレーム２０に沿ってスライド可能に配置されている。図５及び図６を併せて参照すると、この移動バー５８は、一対の支持フレーム２０，２０の間隔よりも長く伸びた棒状をなしており、その両端部には前記チェーン５５に係合可能な突起状の係合部材５８ａが設けられている（図５参照）。なお、この係合部材５８ａとしては、移動バー５８の端部に固設されチェーン５５に歯合可能なギヤや、移動バー５８とチェーンとを結束するワイヤ等の結束具などであってもよい。
【００３３】
この移動バー５８を一対の支持フレーム２０，２０の上面に載置すると共に、その両端の係合部材５８ａ，５８ａをチェーン５５，５５に係合することで、チェーン５５，５５に移動バー５８が接続されるようになっている。したがって、回転手段により回転したスプロケット５３を介してチェーン５５が走行すると、それに伴って移動バー５８が支持フレーム２０の長手方向一端側（図３，５，６の矢印Ａ参照）又は他端側（図３，５，６の矢印Ｂ参照）に沿ってスライド移動するようになっている。
【００３４】
また、図５に示すように、移動バー５８は、先頭のモジュール３０ａの両端から突設した支軸３１ａ，３１ａに連結部材４０と同様な線状体からなる連結体５８ｂを介して連結されており、移動バー５８が支持フレーム２０の長手方向一端側にスライド移動するときに、それに追随して、先頭のモジュール３０ａが引張られるようになっている。
【００３５】
なお、本実施形態では、スプロケット５３及びチェーン５５によるチェーン駆動で移動バー５８をスライド移動させているが、プーリ（タイミングプーリを含む）とベルト（タイミングベルトを含む）によるベルト駆動で移動バー５８をスライド移動させてもよい。更には、ナット部材及びネジ軸によるいわゆるボールねじ構造や、油圧シリンダ、エアシリンダ、電動アクチュエータ等で、移動バー５８をスライドさせてもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、先頭のモジュール３０ａは、移動バー５８を介してチェーン５５に間接的に接続された構造となっているが、例えば、長さの短い移動バーを先頭のモジュール３０ａの両端部に設けておき、チェーン５５に先頭のモジュール３０ａを直接接続させてもよい。
【００３７】
複数のモジュール３０は、傾動機構６０によって、それらの傾斜角度を変化させることができるようになっている。この実施形態における傾動機構６０は、次のように構成されている。すなわち、図１〜８に示すように、各連結フレーム２２の内面に一対の支持板６２，６２が固設され、これらに回動軸６３が軸支されて、その両端部に板状のリンク６４，６４が固着されて回動軸６３と共に回動可能となっている（図４，７，８参照）。そして、支持フレーム２０の長手方向両端に配置された一対のリンク６４，６４の長手方向他端に、支持フレーム２０と平行に伸びると共に軸方向に沿ったガイド溝６５ａを有するガイドレール６５（図４〜７参照）の長手方向両端部が、ピン部材６４ａ（図４，７，８参照）を介して回動可能に連結され、支持フレーム２０に対してリンク６４を介して平行リンクを構成している。ガイドレール６５，６５は、各支持フレーム２０の内側にそれぞれ取付けられている。
【００３８】
図３及び図４に示すように、一方の回動軸６３の一端部には、従動プーリ８１が装着されている。また、同回動軸６３の端部が挿通される支持板８２が連結フレーム２２の内側に固定されており、この支持板８２にモータ８３が取付けられている。そして、このモータ８３の駆動軸に駆動プーリ８４が装着され、従動プーリ８１と駆動プーリ８４との間にベルト８５が張設されている。したがって、モータ８３の回動により、リンク６４が回動し、図７，８に示すように、ガイドレール６５が支持フレーム２０に対して平行移動して、支持フレーム２０の支持面に対して近接離反するようになっている。
【００３９】
また、図５及び図６に示すように、各モジュール３０の長手方向両端部であって、幅方向一端部（本発明における「各太陽電池モジュールの、前記支持フレームに支持された部分から、同太陽電池モジュールの一辺に沿って離れた部分」を意味する）には、ガイドローラ６８が回動可能に取付けられている。このガイドローラ６８が前記ガイドレール６５のガイド溝６５ａに挿入されて、各モジュール３０がガイドレール６５に対して回転可能に且つスライド可能に保持されている。
【００４０】
よって、モータ８３によりリンク６４が回動すると、ガイドレール６５が支持フレーム２０に対して平行移動して、支持フレーム２０の支持面に対して近接離反し、ガイドレール６５のガイド溝６５ａに沿ってガイドローラ６８が水平方向にスライドすると共に、ガイドローラ６８を介して、各モジュール３０が支軸３１を支点として回動し、モジュール３０の傾斜角度が変化するようになっている（図７，８参照）。このように、リンク６４の回動により、ガイドレール６５が支持フレーム２０に対して平行状態を維持しまま揺動し、支軸３１とガイドレール６５に支持されたガイドローラ６８との位置関係が変化するので、モジュール３０が傾動するようになっている。
【００４１】
次に上記構造からなる太陽光発電装置１０の動作及び作用効果について説明する。
【００４２】
まず、スライド機構５０の動作について説明すると、図１に示すモータ５１ｂによりスプロケット５３がａ方向（図１〜３，７，８参照）に回転し、各チェーン５５がＡ方向に走行すると、チェーン５５に接続された移動バー５８が支持フレーム２０の長手方向一端部側（図３，５，６の矢印Ａ参照）に向けてスライドする。すると、図５，６に示すように、移動バー５８に接続された先頭のモジュール３０ａが同じ方向（矢印Ａの方向）にスライドし、連結部材４０を介して他のモジュール３０が順次引張られて、複数のモジュール３０を広げることができる。
【００４３】
一方、図１に示すモータ５１ｂにより、スプロケット５３がｂ方向（図１〜３，７，８参照）に回転し、チェーン５５がＢ方向に走行すると、チェーン５５に接続された移動バー５８が、先頭のモジュール３０ａに当接して、同モジュール３０ａを支持フレーム２０の長手方向他端側（図３，５，６の矢印Ｂ参照）に向けて押圧してスライドさせる。すると、先頭のモジュール３０ａが隣接するモジュール３０を押してスライドさせると共に、押されたモジュール３０がスライド方向前方のモジュール３０を更に押し、この動作が順次繰り返されて、複数のモジュール３０を重ねて畳んだ状態にすることができる。
【００４４】
このようにスライド機構５０によって、先頭のモジュール３０を支持フレーム２０に沿って移動させて、他のモジュール３０をそれに追随させて引張ったり押し込んだりすることにより、複数枚のモジュール３０を積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに適宜変化させることができるので、複数枚のモジュール３０を広げる作業及び畳む作業をスムーズかつ効率よく行うことができる。
【００４５】
次に、傾動機構６０の動作について説明すると、図３，４に示すように、モータ８３の作動により、駆動プーリ８４、ベルト８５、従動プーリ８１を介して、回動軸６３がいずれかの方向に回動すると、リンク６４がそれと一体に回動し、ガイドレール６５が支持フレーム２０の上面に対して近接離反するように平行移動する。例えば、図７に示すように、リンク６４が支持フレーム２０に対してほぼ垂直に支持された状態で、リンク６４をｃ方向に回動させると、図８に示すように、ガイドレール６５が支持フレーム２０の上面（モジュール３０がの支軸３１が支持された面）に近接するように平行移動し、ガイドレール６５のガイド溝６５ａ（図５，６参照）に保持されたガイドローラ６８が上昇し、モジュール３０が互いに平行な状態を保ちながら傾斜する（図８参照）。また、その状態でリンク６４をｃ方向と反対方向に回動させれば、再び図７に示すように、モジュール３０を支持フレーム２０に対してほぼ垂直な状態に戻すことができる。
【００４６】
このように傾動機構６０によって、各モジュール３０の支持フレーム２０に対する傾斜角度を自由に変化させることができる。また、本実施形態ではモジュール３０の支軸３１が支持フレーム２０の上面に支持されると共に、ガイドローラ６８がガイドレール６５に支持されるので、モジュール３０をしっかりと保持させることができる。
【００４７】
以上のように、スライド機構５０により、複数枚のモジュール３０を積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに変化させることができると共に、傾動機構６０により、各モジュール３０の支持フレーム２０に対する傾斜角度を変化させることができ、両機構５０，６０の動作を図示しない制御装置等によって適宜制御することで、モジュール３０を所望の状態に変動させることができる。なお、スライド機構５０により、複数枚のモジュール３０の全部を広げる必要はなく、図１に示すように所定枚のモジュール３０だけを広げ、他のモジュール３０を畳んだ状態でスライド動作を止めてもよい。
【００４８】
例えば、太陽光を利用して太陽発電をすると共に、太陽光を所望の程度に遮光したいときには、スライド機構５０により各モジュール３０を支持フレーム２０のほぼ全面に亘って広げると共に、傾動機構６０により各モジュール３０を支持フレーム２０に対して適宜角度で傾斜させて、太陽光が所望の割合で入射するようにすればよい。
【００４９】
このように、傾動機構６０により、各モジュール３０の支持フレーム２０に対する傾斜角度を変化させることができるので、例えば、図１及び図７に示すように、太陽光ができるだけ垂直に近い角度で入射するように調整したり、所望の遮光率となるように調整したりすることができる。
【００５０】
また、室内に太陽光をできるだけ多く入射させたいときや、強風時等において各モジュール３０の損傷を防止する必要があるときには、傾動機構６０により各モジュール３０を支持フレーム２０に対してほぼ直交状態になるように傾動させた後（図７参照）、スライド機構５０により各モジュール３０を重ねて畳むことができる。なお、スライド機構５０によるモジュール３０の畳み込みは、支持フレーム２０に対してモジュール３０が傾斜した状態で行うこともできるが、支持フレーム２０に対してモジュール３０がほぼ直交した状態で行う方が、モジュール３０が積層されやすくなるので好ましい。
【００５１】
この太陽光発電装置１０を温室の屋根に適用した場合には、モジュール３０を畳んで室内に太陽光を十分に入射させたり、モジュール３０を展開してその傾斜角度を調整することにより、太陽光を所望の採光状態になるように遮光したり、遮光状態によって温室内の温度を調整したりすることができると共に、太陽光発電も行うことができる温室を提供できる。また、温室以外の飼育施設の屋根、家屋の屋根、ビルの壁面などに適用した場合も、採光状態と遮光状態とを適宜切り替えて、太陽発電を行わせつつ、所望の採光状態や遮光状態にすることができる。
【００５２】
また、複数枚のモジュール３０が一対の支持フレーム２０，２０に支持されているので、支持フレーム２０を設置できる場所であれば、どこにでも手軽に設置することができ、温室の屋根や、飼育施設の屋根、家屋の屋根など、様々な場所に適用することができる。
【００５３】
更に、モジュール３０の長手方向両端部に設けられた各支軸３１が一対の支持フレーム２０，２０によって支持された構造となっているので、複数枚のモジュール３０のスライド動作を安定して且つ確実に行わせることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、一対の支持フレーム２０，２０の両端部が、支持フレーム２０と直交する一対の連結フレーム２２，２２によって連結されて枠状をなしているので、これに複数のモジュール３０を支持させてユニット化を図ることができ、設置工事等を容易に行うことができる。
【００５５】
図９には、本発明に係る太陽光発電装置の他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略するものとする。
【００５６】
この実施形態に係る太陽光発電装置１０ａでは、モジュール３０の傾斜角度を変化させる傾動機構が前記実施形態と比べて異なっている。この傾動機構６０ａは、各モジュール３０の長手方向両端部の幅方向両端部を、隣接するモジュール３０どうしで順次所定間隔で連結する上下一対の線状体６９ａ，６９ｂを有している。モジュール３０どうしを連結する各線状体６９ａ，６９ｂは、その一端が支持フレーム２０の長手方向一端側のリンク６４の上下両端にそれぞれ連結されていると共に、他端が支持フレーム２０の長手方向他端側のリンク６４の上下両端にそれぞれ連結されている。
【００５７】
そして、支持フレーム２０の長手方向一端側のリンク６４は、図示しないモータによって回転する駆動プーリ８４ａ、ベルト８５ａ、従動プーリ８１ａ、回動軸６３ａを介して、回動するようになっている。
【００５８】
したがって、リンク６４がｄ方向に回動すると、図９（Ａ）に示すように、各リンク６４の上端に連結された線状体６９ａが左方向に移動し、各リンク６４の下端に連結された線状体６９ｂが右方向に移動して、各モジュール３０が右下がりの状態に傾斜する。
【００５９】
一方、リンク６４がｅ方向に傾動すると、図９（Ｂ）に示すように、各リンク６４の上端に連結された線状体６９ａが右方向に移動し、各リンク６４の下端に連結された線状体６９ｂが左方向に移動して、各モジュール３０が左下がりの状態に傾斜する。
【００６０】
勿論、リンク６４の回動を途中で止めることにより、モジュール３０を任意の角度にすることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０，１０ａ 太陽光発電装置
２０ 支持フレーム
２２ 連結フレーム
３０、３０ａ 太陽電池モジュール（モジュール）
３１、３１ａ 支軸
３３ 頭部
３５ 導線
４０ 連結部材
５０ スライド機構
５１ 回転軸
５１ａ 支持板
５１ｂ モータ
５３ スプロケット
５５ チェーン
５８ 移動バー
５８ａ 係合部材
５８ｂ 連結体
６０，６０ａ 傾動機構
６２ 支持板
６３ 回動軸
６４ リンク
６４ａ ピン部材
６５ ガイドレール
６５ａ ガイド溝
６８ ガイドローラ
６９ａ、６９ｂ 線状体
７０ 牽引手段
８１、８１ａ 従動プーリ
８２ 支持板
８４、８４ａ 駆動プーリ
８５、８５ａ ベルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の板状の太陽電池モジュールを、畳み可能に設けた太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、板状の太陽電池モジュールを可動できるように設けた太陽光発電装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、太陽電池発電装置が設置された建物の点検や補修等を作業性よく行うため、複数枚の太陽電池モジュールを畳むことができる構造を採用した太陽光発電装置が提案されており、建物上に配置された複数のレールと、該レール上に移動可能に設置された複数のトラス型支持枠と、該トラス型支持枠に保持された複数の太陽電池モジュールとを有し、前記トラス型支持枠が折畳み可能とされ、該支持枠が折り畳まれて、複数の太陽電池モジュールが重ね合わせて収納されるように構成した、太陽電池モジュールの可動式架台が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、太陽の方角に対応して光を吸収する角度を変え、太陽光を十分に取り入れることができるようにした太陽光発電装置が提案されており、平面状に並列する複数のパネルと、パネル表面に敷設されたソーラーセルと、各パネルの左右側縁を一対の平行連桿とリンク連結して平行四辺形リンク機構を構成し、該平行連桿はロッカーアームに連結され、パネルの角度を制御可能なパネル制御機構とを備えた太陽光発電装置が記載されている。
【０００５】
一方、太陽電池発電装置を、窓枠に設置されるブラインドとして活用するものも提案されている。例えば、特許文献３には、窓の屋内側に配置されたブラインドを具備し、このブラインドは、複数枚の長尺の遮光板と、各遮光板の長手方向両側縁が一定の間隔でそれぞれ連結された角度調節用ワイヤと、角度調節用ワイヤの張力方向を変化させることで各遮光板の間の隙間を変化させる開閉機構部とを備え、太陽電池が各遮光板の照射面に取り付けられた太陽光発電装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３１３８９７号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０９１００１号公報
【特許文献３】特開２０００−３４０８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、太陽電池モジュールを折り畳んで収容することはできるものの、太陽電池モジュールの傾斜角度を調整することはできず、また、太陽電池モジュールの傾斜角度を調整することについては何ら考慮されていない。更には、太陽電池モジュールを折り畳む際には、太陽電池モジュールが保持された各トラス型支持をそれぞれ折り畳む必要があり、極めて煩雑で作業性が悪いというデメリットがある。
【０００８】
一方、上記特許文献２には、各パネルを傾斜させる点については記載されている。しかし、各パネルの左右側縁が一対の平行連桿とリンク連結され、各パネルどうしが一定間隔で連結されているので、パネルどうしを近づけたり離したりすることは構造上不可能となっており、各パネルを折り畳んだり、平面状に広げたりすることはできない。
【０００９】
また、特許文献３に記載されるようなブラインド型の太陽電池発電装置は、ワイヤなどで各太陽電池モジュールが吊り下げられて配置されているので、安定して支持させることができない。また、同ワイヤに各太陽電池モジュールの重量が作用するため、吊り下げることができる太陽電池モジュールの枚数に制限があり、高出力が得られ難いものであった。また、各太陽電池モジュールを積層して畳まれた状態にしたり、所定間隔で開いた状態にする際に、スムーズに移動させ難く、個々の太陽電池モジュールどうしがぶつかりあって、損傷し易いものであった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、複数枚の太陽電池モジュールを広げることができると共に畳んで重ねることができ、且つ、各太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させることができ、更にそれらの太陽電池モジュールの動作を安定して行わせることができる、太陽光発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の太陽光発電装置は、互いに平行に配置された一対の支持フレームと、両端部を前記支持フレームに回動可能かつスライド可能に支持されて並列された、板状をなす複数枚の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの隣接するものどうしを所定間隔以上離れないように、かつ、近接可能に連結する連結部材と、前記太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを、前記支持フレームに沿って移動させて、前記太陽電池モジュールを、積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに変化させるスライド機構と、前記太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させる傾動機構とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、スライド機構により、太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを、支持フレームに沿って移動させることにより、並列された複数枚の太陽電池モジュールを、積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに変化させることができる。したがって、太陽光をできるだけ多く入射させたいときや、強風時等で太陽電池モジュールが損傷しないようにする必要があるときには、太陽電池モジュールを積層して畳むことができ、太陽光を利用して太陽発電をしたいときや、太陽光を遮光したいときには、太陽電池モジュールを所定間隔で開いた状態にすることができる。また、太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを、支持フレームに沿って移動させるだけで、複数枚の太陽電池モジュールを広げ或いは畳むことができるので、上記特許文献１のものと比べて、作業性を向上させることができる。
また、傾動機構によって、太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させて、太陽光ができるだけ垂直に近い角度で入射するように調整したり、所望の遮光率となるように調整したりすることができる。したがって、例えば温室の屋根のように、採光状態と遮光状態とを切り替える必要がある箇所などに適用して、太陽発電を行わせつつ、所望の採光状態や遮光状態にすることができる。
また、複数枚の太陽電池モジュールが一対の支持フレームに支持されているので、支持フレームを設置できる場所であれば、どこにでも手軽に設置することができ、温室の屋根や、飼育施設の屋根、家屋の屋根など、様々な場所に適用することができる。
また、各太陽電池モジュールの両端部が一対の支持フレームによって支持された構造となっているので、上記特許文献３のようなワイヤにより複数の遮光板が吊り下げ支持されたものと比べて、複数枚の太陽電池モジュールのスライド動作を安定して且つ確実に行わせることができる。
【００１３】
本発明の太陽光発電装置は、前記一対の支持フレームの両端部が、該支持フレームと直交する連結フレームによって連結されて、枠状をなしていることが好ましい。これによれば、枠状をなすフレームに太陽電池モジュールを支持させて、ユニット化することができるので、設置工事等が容易になる。
【００１４】
本発明の太陽光発電装置の前記スライド機構は、前記一対の支持フレームの両端部に配置されたスプロケット又はプーリと、各支持フレームの両端部に配置された前記スプロケット又はプーリに張設されたチェーン又はベルトと、前記太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを直接又は間接的に前記チェーン又はベルトに連結する連結部材と、前記スプロケット又はプーリを回転させる手段とで構成されていることが好ましい。これによれば、太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものが、連結部材を介して、一対の支持フレームに沿って配設されたチェーン又はベルトに連結されているので、スプロケット又はプーリを回転させることにより、チェーン又はベルトを支持フレームに沿って走行させて、該太陽電池モジュールを安定してスライドさせることができる。
【００１５】
本発明の太陽光発電装置の前記傾動機構は、前記一対の支持フレームに対して、リンクを介してほぼ平行になるように取付けられたガイドレールと、前記リンクを回動させる手段とを有し、前記各太陽電池モジュールの、前記支持フレームに支持された部分から、同太陽電池モジュールの一辺に沿って離れた部分が、前記ガイドレールに回転可能にかつスライド可能に保持されて構成されていることが好ましい。これによれば、リンクを回動させることによって、ガイドレールが支持フレームに対して平行状態を維持したまま近接離反するので、前記太陽電池モジュールの支持フレームに支持された部分と、ガイドレールに支持された部分との位置関係が変化することにより、太陽電池モジュールを傾動させることができる。また、太陽電池モジュールを支持フレームとガイドレールとで支持するので、よりしっかりと保持させることができる。
【００１６】
本発明の太陽光発電装置の前記傾動機構は、前記各太陽電池モジュールの両端部の幅方向に対向する部分を、隣接するものどうしで順次所定間隔で連結する線状体と、前記各太陽電池モジュールの幅方向の少なくとも一方の端部寄りに連結された線状体を所定方向に引張ることにより、前記各太陽電池モジュールを傾動させる牽引手段とで構成されていることが好ましい。これによれば、牽引手段によって、各太陽電池の幅方向の少なくとも一方の端部寄りに連結された線状体を所定方向に引張ることにより、各太陽電池モジュールを傾動させることができる。また、各太陽電池の幅方向の反対の端部寄りに連結された線状体を同方向に引っ張ることにより、逆方向に傾動させることができる。更に、各太陽電池モジュールの両端部の幅方向に対向する部分を、それぞれ反対方向に引張ることによって、より安定して傾動させることもできる。
【００１７】
本発明の太陽光発電装置は、温室の屋根に適用されることが好ましい。これによれば、太陽電池モジュールを畳んで太陽光を十分に内部に入射させたり、太陽電池モジュールを展開してその傾斜角度を調整することにより、太陽光を所望の採光状態になるように遮光したり、遮光状態によって温室内の温度を調整したりすることができると共に、太陽光発電も行うことができる温室を提供できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スライド機構により、太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを、支持フレームに沿って移動させるだけで、複数枚の太陽電池モジュールを、積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに効率よく変化させることができると共に、傾動機構によって、太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させることができる。また、各太陽電池モジュールの両端部が一対の支持フレームによって支持されているので、複数枚の太陽電池モジュールのスライド動作を安定して且つ確実に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る太陽光発電装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】同太陽光発電装置により、複数枚の太陽電池モジュールを広げた状態を示す斜視図である。
【図３】同太陽光発電装置のフレーム構造を示す斜視図である。
【図４】同太陽光発電装置を構成する傾動機構の要部拡大斜視図である。
【図５】同太陽光発電装置の要部拡大斜視図である。
【図６】同太陽光発電装置の、図５とは異なる位置での要部拡大斜視図である。
【図７】同太陽光発電装置の動作状態を示す概略説明図である。
【図８】同太陽光発電装置において、図７とは異なる動作状態での概略説明図である。
【図９】本発明に係る太陽光発電装置の他の実施形態を示しており、（Ａ）はその動作状態を示す概略説明図、（Ｂ）は（Ａ）とは異なる動作状態での概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１〜８を参照して、本発明に係る太陽光発電装置の一実施形態について説明する。
【００２１】
図１〜６に示すように、本実施形態における太陽光発電装置１０は、一対の支持フレーム２０，２０と、複数枚の太陽電池モジュール３０（以下、「モジュール３０」）と、隣接するモジュール３０，３０どうしを連結する連結部材４０（図５，６参照）と、複数枚のモジュール３０の配列の一端に配置されたものを、支持フレーム２０に沿って移動させ、複数枚のモジュール３０を畳み、或いは、開いた状態に変化させるスライド機構５０と、各モジュール３０の傾斜角度を変化させる傾動機構６０（図３，４参照）とを備えている。
【００２２】
一対の支持フレーム２０，２０は、互いに平行に配置されており、これらの支持フレーム２０，２０の両端部どうしが、支持フレーム２０に直交して配置された一対の連結フレーム２２，２２によってそれぞれ連結されており、全体として四角枠状をなしている。なお、支持フレーム２０，２０としては、温室の屋根や飼育施設の屋根等に設置された骨組み等を流用してもよい。
【００２３】
モジュール３０は、支持板と、該支持板上に設置された太陽電池セルと、該太陽電池セル上に配置された保護フィルムとから構成され、所定長さで帯状に伸びた形状となっている。なお、前記太陽電池セルは、基板と、この基板上に積層された裏面電極層、光電変換層、透明電極層などからなる光電変換素子とで構成されている。
【００２４】
また、複数のモジュール３０は電気的に接続されている。本実施形態では、図１に示すように、隣り合うモジュール３０，３０が、導線３５によって連結されており、複数のモジュール３０が直列的に接続されている。なお、スライド機構５０により複数枚のモジュール３０が重ねて畳まれたり、傾動機構６０によりモジュール３０の傾斜角度が変化したりして、所定のモジュール３０が日影となった場合、日影のモジュール３０が発電せずに抵抗が大きくなり、抵抗損失による発熱が起こる可能性があり、熱破損等につながる恐れがある。そのため、モジュール３０の出力端子間に、バイパスダイオードを接続しておくことが好ましい。
【００２５】
モジュール３０を構成する支持板の長手方向両端部であって、幅方向中央には、支軸３１，３１がそれぞれ突設されている（図５，６参照）。各支軸３１の先端にはフランジ状の頭部３３が設けられている。これらの支軸３１，３１が、前記一対の支持フレーム２０，２０の上面に載置され、その頭部３３が支持フレーム２０の外側に配置され（図６参照）、モジュール３０が位置決めされた状態で、各モジュール３０が支持フレーム２０に回動可能に且つスライド可能に支持され、複数枚のモジュール３０が支持フレーム２０の長手方向に沿って並列に配置されるようになっている（図１，２参照）。
【００２６】
本実施形態では、図５，６に示すようにモジュール自体に支軸３１を設けて、モジュール３０が支持フレーム２０に直接支持されるようになっているが、モジュール３０とは別体の、支軸を設けた板体や、ケース、ホルダー、枠体等に、モジュール３０をセットして、モジュール３０が支持フレーム２０に対して間接的に支持されるようになっていてもよい。
【００２７】
なお、支持フレーム２０に支持された複数枚のモジュール３０のうち、その配列の一端に配置されたもの（支持フレーム２０の長手方向一端に最も近接して配置されたもの）を、以下の説明で「先頭のモジュール３０ａ」とする。
【００２８】
図５，６に示されるように、隣接するモジュール３０，３０どうしは、連結部材４０によって、所定間隔以上離れないように、かつ、近接可能に連結されている。この実施形態では、連結部材４０として、所定の引張強度を有すると共に、ある程度の柔軟性を備える、ロープ、ワイヤー、チェーン等からなる線状体が用いられている。そして、この線状体には、展開時の引張強度に耐えて、収納時には柔軟に畳込めることができる、ゴム材を用いることが特に好ましい。また、この他の構成として、２つの棒または板状を関節機構を持つように連結させ、２つの棒または板状部材が直線状になった時に、隣接するモジュール３０，３０どうしの所定の間隔となる長さとする構造であっても良い。この連結部材４０は、スライド機構５０により、先頭のモジュール３０ａが支持フレーム２０の長手方向一端側にスライドしたとき、他のモジュール３０を引張ってスライドさせると共に、隣接するモジュール３０，３０どうしの間隔がそれ以上離れないように維持するようになっている。他方、先頭のモジュール３０ａが支持フレーム２０の長手方向他端側にスライドしたときには、連結部材４０が弛んで隣接するモジュール３０，３０が近接可能となっている。
【００２９】
なお、本実施形態の連結部材４０は線状体となっているが、例えば、パンタグラフ状に折り畳み可能とされた一対のリンク等を、連結部材４０として用いてもよい。
【００３０】
複数のモジュール３０は、スライド機構５０によって、支持フレーム２０に沿って移動可能とされている。このスライド機構５０は、この実施形態の場合、スプロケット５３及びチェーン５５を有するチェーン駆動となっている。その構造について説明すると、図３に示すように、一対の連結フレーム２２，２２の外側に取付けられた複数の支持板５１ａを介して、回転軸５１が回転可能にそれぞれ支持されており、一対の連結フレーム２２，２２の各回転軸５１の長手方向両端部にスプロケット５３がそれぞれ装着されている。そして、一対の支持フレーム２０，２０の長手方向両端部に配置されたスプロケット５３，５３に、無端状のチェーン５５が張設されて、両支持フレーム２０，２０の外側にチェーン５５，５５がそれぞれ配設されている。
【００３１】
また、一方の回転軸５１の一端部には、モータ５１ｂが取付けられ、本発明における「スプロケット又はプーリを回転させる手段」を構成している。よって、モータ５１ｂにより一方の回転軸５１が回転すると、該回転軸５１に装着されたスプロケット５３が回転し、一対のチェーン５５，５５が支持フレーム２０の長手方向に沿って走行するようになっている。
【００３２】
また、図１に示すように、先頭のモジュール３０ａよりも、支持フレーム２０の長手方向一端寄りの位置には、棒状の移動バー５８が支持フレーム２０に沿ってスライド可能に配置されている。図５及び図６を併せて参照すると、この移動バー５８は、一対の支持フレーム２０，２０の間隔よりも長く伸びた棒状をなしており、その両端部には前記チェーン５５に係合可能な突起状の係合部材５８ａが設けられている（図５参照）。なお、この係合部材５８ａとしては、移動バー５８の端部に固設されチェーン５５に歯合可能なギヤや、移動バー５８とチェーンとを結束するワイヤ等の結束具などであってもよい。
【００３３】
この移動バー５８を一対の支持フレーム２０，２０の上面に載置すると共に、その両端の係合部材５８ａ，５８ａをチェーン５５，５５に係合することで、チェーン５５，５５に移動バー５８が接続されるようになっている。したがって、回転手段により回転したスプロケット５３を介してチェーン５５が走行すると、それに伴って移動バー５８が支持フレーム２０の長手方向一端側（図３，５，６の矢印Ａ参照）又は他端側（図３，５，６の矢印Ｂ参照）に沿ってスライド移動するようになっている。
【００３４】
また、図５に示すように、移動バー５８は、先頭のモジュール３０ａの両端から突設した支軸３１ａ，３１ａに連結部材４０と同様な線状体からなる連結体５８ｂを介して連結されており、移動バー５８が支持フレーム２０の長手方向一端側にスライド移動するときに、それに追随して、先頭のモジュール３０ａが引張られるようになっている。
【００３５】
なお、本実施形態では、スプロケット５３及びチェーン５５によるチェーン駆動で移動バー５８をスライド移動させているが、プーリ（タイミングプーリを含む）とベルト（タイミングベルトを含む）によるベルト駆動で移動バー５８をスライド移動させてもよい。更には、ナット部材及びネジ軸によるいわゆるボールねじ構造や、油圧シリンダ、エアシリンダ、電動アクチュエータ等で、移動バー５８をスライドさせてもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、先頭のモジュール３０ａは、移動バー５８を介してチェーン５５に間接的に接続された構造となっているが、例えば、長さの短い移動バーを先頭のモジュール３０ａの両端部に設けておき、チェーン５５に先頭のモジュール３０ａを直接接続させてもよい。
【００３７】
複数のモジュール３０は、傾動機構６０によって、それらの傾斜角度を変化させることができるようになっている。この実施形態における傾動機構６０は、次のように構成されている。すなわち、図１〜８に示すように、各連結フレーム２２の内面に一対の支持板６２，６２が固設され、これらに回動軸６３が軸支されて、その両端部に板状のリンク６４，６４が固着されて回動軸６３と共に回動可能となっている（図４，７，８参照）。そして、支持フレーム２０の長手方向両端に配置された一対のリンク６４，６４の長手方向他端に、支持フレーム２０と平行に伸びると共に軸方向に沿ったガイド溝６５ａを有するガイドレール６５（図４〜７参照）の長手方向両端部が、ピン部材６４ａ（図４，７，８参照）を介して回動可能に連結され、支持フレーム２０に対してリンク６４を介して平行リンクを構成している。ガイドレール６５，６５は、各支持フレーム２０の内側にそれぞれ取付けられている。
【００３８】
図３及び図４に示すように、一方の回動軸６３の一端部には、従動プーリ８１が装着されている。また、同回動軸６３の端部が挿通される支持板８２が連結フレーム２２の内側に固定されており、この支持板８２にモータ８３が取付けられている。そして、このモータ８３の駆動軸に駆動プーリ８４が装着され、従動プーリ８１と駆動プーリ８４との間にベルト８５が張設されている。したがって、モータ８３の回動により、リンク６４が回動し、図７，８に示すように、ガイドレール６５が支持フレーム２０に対して平行移動して、支持フレーム２０の支持面に対して近接離反するようになっている。
【００３９】
また、図５及び図６に示すように、各モジュール３０の長手方向両端部であって、幅方向一端部（本発明における「各太陽電池モジュールの、前記支持フレームに支持された部分から、同太陽電池モジュールの一辺に沿って離れた部分」を意味する）には、ガイドローラ６８が回動可能に取付けられている。このガイドローラ６８が前記ガイドレール６５のガイド溝６５ａに挿入されて、各モジュール３０がガイドレール６５に対して回転可能に且つスライド可能に保持されている。
【００４０】
よって、モータ８３によりリンク６４が回動すると、ガイドレール６５が支持フレーム２０に対して平行移動して、支持フレーム２０の支持面に対して近接離反し、ガイドレール６５のガイド溝６５ａに沿ってガイドローラ６８が水平方向にスライドすると共に、ガイドローラ６８を介して、各モジュール３０が支軸３１を支点として回動し、モジュール３０の傾斜角度が変化するようになっている（図７，８参照）。このように、リンク６４の回動により、ガイドレール６５が支持フレーム２０に対して平行状態を維持しまま揺動し、支軸３１とガイドレール６５に支持されたガイドローラ６８との位置関係が変化するので、モジュール３０が傾動するようになっている。
【００４１】
次に上記構造からなる太陽光発電装置１０の動作及び作用効果について説明する。
【００４２】
まず、スライド機構５０の動作について説明すると、図１に示すモータ５１ｂによりスプロケット５３がａ方向（図１〜３，７，８参照）に回転し、各チェーン５５がＡ方向に走行すると、チェーン５５に接続された移動バー５８が支持フレーム２０の長手方向一端部側（図３，５，６の矢印Ａ参照）に向けてスライドする。すると、図５，６に示すように、移動バー５８に接続された先頭のモジュール３０ａが同じ方向（矢印Ａの方向）にスライドし、連結部材４０を介して他のモジュール３０が順次引張られて、複数のモジュール３０を広げることができる。
【００４３】
一方、図１に示すモータ５１ｂにより、スプロケット５３がｂ方向（図１〜３，７，８参照）に回転し、チェーン５５がＢ方向に走行すると、チェーン５５に接続された移動バー５８が、先頭のモジュール３０ａに当接して、同モジュール３０ａを支持フレーム２０の長手方向他端側（図３，５，６の矢印Ｂ参照）に向けて押圧してスライドさせる。すると、先頭のモジュール３０ａが隣接するモジュール３０を押してスライドさせると共に、押されたモジュール３０がスライド方向前方のモジュール３０を更に押し、この動作が順次繰り返されて、複数のモジュール３０を重ねて畳んだ状態にすることができる。
【００４４】
このようにスライド機構５０によって、先頭のモジュール３０を支持フレーム２０に沿って移動させて、他のモジュール３０をそれに追随させて引張ったり押し込んだりすることにより、複数枚のモジュール３０を積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに適宜変化させることができるので、複数枚のモジュール３０を広げる作業及び畳む作業をスムーズかつ効率よく行うことができる。
【００４５】
次に、傾動機構６０の動作について説明すると、図３，４に示すように、モータ８３の作動により、駆動プーリ８４、ベルト８５、従動プーリ８１を介して、回動軸６３がいずれかの方向に回動すると、リンク６４がそれと一体に回動し、ガイドレール６５が支持フレーム２０の上面に対して近接離反するように平行移動する。例えば、図７に示すように、リンク６４が支持フレーム２０に対してほぼ垂直に支持された状態で、リンク６４をｃ方向に回動させると、図８に示すように、ガイドレール６５が支持フレーム２０の上面（モジュール３０がの支軸３１が支持された面）に近接するように平行移動し、ガイドレール６５のガイド溝６５ａ（図５，６参照）に保持されたガイドローラ６８が上昇し、モジュール３０が互いに平行な状態を保ちながら傾斜する（図８参照）。また、その状態でリンク６４をｃ方向と反対方向に回動させれば、再び図７に示すように、モジュール３０を支持フレーム２０に対してほぼ垂直な状態に戻すことができる。
【００４６】
このように傾動機構６０によって、各モジュール３０の支持フレーム２０に対する傾斜角度を自由に変化させることができる。また、本実施形態ではモジュール３０の支軸３１が支持フレーム２０の上面に支持されると共に、ガイドローラ６８がガイドレール６５に支持されるので、モジュール３０をしっかりと保持させることができる。
【００４７】
以上のように、スライド機構５０により、複数枚のモジュール３０を積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに変化させることができると共に、傾動機構６０により、各モジュール３０の支持フレーム２０に対する傾斜角度を変化させることができ、両機構５０，６０の動作を図示しない制御装置等によって適宜制御することで、モジュール３０を所望の状態に変動させることができる。なお、スライド機構５０により、複数枚のモジュール３０の全部を広げる必要はなく、図１に示すように所定枚のモジュール３０だけを広げ、他のモジュール３０を畳んだ状態でスライド動作を止めてもよい。
【００４８】
例えば、太陽光を利用して太陽発電をすると共に、太陽光を所望の程度に遮光したいときには、スライド機構５０により各モジュール３０を支持フレーム２０のほぼ全面に亘って広げると共に、傾動機構６０により各モジュール３０を支持フレーム２０に対して適宜角度で傾斜させて、太陽光が所望の割合で入射するようにすればよい。
【００４９】
このように、傾動機構６０により、各モジュール３０の支持フレーム２０に対する傾斜角度を変化させることができるので、例えば、図１及び図７に示すように、太陽光ができるだけ垂直に近い角度で入射するように調整したり、所望の遮光率となるように調整したりすることができる。
【００５０】
また、室内に太陽光をできるだけ多く入射させたいときや、強風時等において各モジュール３０の損傷を防止する必要があるときには、傾動機構６０により各モジュール３０を支持フレーム２０に対してほぼ直交状態になるように傾動させた後（図７参照）、スライド機構５０により各モジュール３０を重ねて畳むことができる。なお、スライド機構５０によるモジュール３０の畳み込みは、支持フレーム２０に対してモジュール３０が傾斜した状態で行うこともできるが、支持フレーム２０に対してモジュール３０がほぼ直交した状態で行う方が、モジュール３０が積層されやすくなるので好ましい。
【００５１】
この太陽光発電装置１０を温室の屋根に適用した場合には、モジュール３０を畳んで室内に太陽光を十分に入射させたり、モジュール３０を展開してその傾斜角度を調整することにより、太陽光を所望の採光状態になるように遮光したり、遮光状態によって温室内の温度を調整したりすることができると共に、太陽光発電も行うことができる温室を提供できる。また、温室以外の飼育施設の屋根、家屋の屋根、ビルの壁面などに適用した場合も、採光状態と遮光状態とを適宜切り替えて、太陽発電を行わせつつ、所望の採光状態や遮光状態にすることができる。
【００５２】
また、複数枚のモジュール３０が一対の支持フレーム２０，２０に支持されているので、支持フレーム２０を設置できる場所であれば、どこにでも手軽に設置することができ、温室の屋根や、飼育施設の屋根、家屋の屋根など、様々な場所に適用することができる。
【００５３】
更に、モジュール３０の長手方向両端部に設けられた各支軸３１が一対の支持フレーム２０，２０によって支持された構造となっているので、複数枚のモジュール３０のスライド動作を安定して且つ確実に行わせることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、一対の支持フレーム２０，２０の両端部が、支持フレーム２０と直交する一対の連結フレーム２２，２２によって連結されて枠状をなしているので、これに複数のモジュール３０を支持させてユニット化を図ることができ、設置工事等を容易に行うことができる。
【００５５】
図９には、本発明に係る太陽光発電装置の他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略するものとする。
【００５６】
この実施形態に係る太陽光発電装置１０ａでは、モジュール３０の傾斜角度を変化させる傾動機構が前記実施形態と比べて異なっている。この傾動機構６０ａは、各モジュール３０の長手方向両端部の幅方向両端部を、隣接するモジュール３０どうしで順次所定間隔で連結する上下一対の線状体６９ａ，６９ｂを有している。モジュール３０どうしを連結する各線状体６９ａ，６９ｂは、その一端が支持フレーム２０の長手方向一端側のリンク６４の上下両端にそれぞれ連結されていると共に、他端が支持フレーム２０の長手方向他端側のリンク６４の上下両端にそれぞれ連結されている。
【００５７】
そして、支持フレーム２０の長手方向一端側のリンク６４は、図示しないモータによって回転する駆動プーリ８４ａ、ベルト８５ａ、従動プーリ８１ａ、回動軸６３ａを介して、回動するようになっている。
【００５８】
したがって、リンク６４がｄ方向に回動すると、図９（Ａ）に示すように、各リンク６４の上端に連結された線状体６９ａが左方向に移動し、各リンク６４の下端に連結された線状体６９ｂが右方向に移動して、各モジュール３０が右下がりの状態に傾斜する。
【００５９】
一方、リンク６４がｅ方向に傾動すると、図９（Ｂ）に示すように、各リンク６４の上端に連結された線状体６９ａが右方向に移動し、各リンク６４の下端に連結された線状体６９ｂが左方向に移動して、各モジュール３０が左下がりの状態に傾斜する。
【００６０】
勿論、リンク６４の回動を途中で止めることにより、モジュール３０を任意の角度にすることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０，１０ａ 太陽光発電装置
２０ 支持フレーム
２２ 連結フレーム
３０、３０ａ 太陽電池モジュール（モジュール）
３１、３１ａ 支軸
３３ 頭部
３５ 導線
４０ 連結部材
５０ スライド機構
５１ 回転軸
５１ａ 支持板
５１ｂ モータ
５３ スプロケット
５５ チェーン
５８ 移動バー
５８ａ 係合部材
５８ｂ 連結体
６０，６０ａ 傾動機構
６２ 支持板
６３ 回動軸
６４ リンク
６４ａ ピン部材
６５ ガイドレール
６５ａ ガイド溝
６８ ガイドローラ
６９ａ、６９ｂ 線状体
７０ 牽引手段
８１、８１ａ 従動プーリ
８２ 支持板
８４、８４ａ 駆動プーリ
８５、８５ａ ベルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に配置された一対の支持フレームと、
両端部を前記支持フレームに回動可能かつスライド可能に支持されて並列された、板状をなす複数枚の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールの隣接するものどうしを所定間隔以上離れないように、かつ、近接可能に連結する連結部材と、
前記太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを、前記支持フレームに沿って移動させて、前記太陽電池モジュールを、積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに変化させるスライド機構と、
前記太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させる傾動機構とを備えていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記一対の支持フレームの両端部が、該支持フレームと直交する連結フレームによって連結されて、枠状をなしている請求項１記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記スライド機構は、前記一対の支持フレームの両端部に配置されたスプロケット又はプーリと、各支持フレームの両端部に配置された前記スプロケット又はプーリに張設されたチェーン又はベルトと、前記太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを直接又は間接的に前記チェーン又はベルトに連結する連結部材と、前記スプロケット又はプーリを回転させる手段とで構成されている請求項１又は２記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記傾動機構は、前記一対の支持フレームに対して、リンクを介してほぼ平行になるように取付けられたガイドレールと、前記リンクを回動させる手段とを有し、
前記各太陽電池モジュールの、前記支持フレームに支持された部分から、同太陽電池モジュールの一辺に沿って離れた部分が、前記ガイドレールに回転可能にかつスライド可能に保持されて構成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記傾動機構は、前記各太陽電池モジュールの両端部の幅方向に対向する部分を、隣接するものどうしで順次所定間隔で連結する線状体と、前記各太陽電池モジュールの幅方向の少なくとも一方の端部寄りに連結された線状体を所定方向に引張ることにより、前記各太陽電池モジュールを傾動させる牽引手段とで構成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
温室の屋根に適用される請求項１〜５のいずれか１つに記載の太陽光発電装置。
【請求項１】
互いに平行に配置された一対の支持フレームと、
両端部を前記支持フレームに回動可能かつスライド可能に支持されて並列された、板状をなす複数枚の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールの隣接するものどうしを所定間隔以上離れないように、かつ、近接可能に連結する連結部材と、
前記太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを、前記支持フレームに沿って移動させて、前記太陽電池モジュールを、積層して畳まれた状態と、所定間隔で開いた状態とに変化させるスライド機構と、
前記太陽電池モジュールの傾斜角度を変化させる傾動機構とを備えていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記一対の支持フレームの両端部が、該支持フレームと直交する連結フレームによって連結されて、枠状をなしている請求項１記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記スライド機構は、前記一対の支持フレームの両端部に配置されたスプロケット又はプーリと、各支持フレームの両端部に配置された前記スプロケット又はプーリに張設されたチェーン又はベルトと、前記太陽電池モジュールの配列の一端に配置されたものを直接又は間接的に前記チェーン又はベルトに連結する連結部材と、前記スプロケット又はプーリを回転させる手段とで構成されている請求項１又は２記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記傾動機構は、前記一対の支持フレームに対して、リンクを介してほぼ平行になるように取付けられたガイドレールと、前記リンクを回動させる手段とを有し、
前記各太陽電池モジュールの、前記支持フレームに支持された部分から、同太陽電池モジュールの一辺に沿って離れた部分が、前記ガイドレールに回転可能にかつスライド可能に保持されて構成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記傾動機構は、前記各太陽電池モジュールの両端部の幅方向に対向する部分を、隣接するものどうしで順次所定間隔で連結する線状体と、前記各太陽電池モジュールの幅方向の少なくとも一方の端部寄りに連結された線状体を所定方向に引張ることにより、前記各太陽電池モジュールを傾動させる牽引手段とで構成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
温室の屋根に適用される請求項１〜５のいずれか１つに記載の太陽光発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１７４７８８（Ｐ２０１２−１７４７８８Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３４２９（Ｐ２０１１−３３４２９）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【出願人】（０００１６４４３８）九州電力株式会社 (245)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【出願人】（０００１６４４３８）九州電力株式会社 (245)
【Ｆターム（参考）】
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