JP2003209274A

JP2003209274A - 水上設置用太陽電池発電装置

Info

Publication number: JP2003209274A
Application number: JP2002005061A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kusakabe; 隆宏日下部; Toshihiro Terada; 利担寺田; Hiromi Obayashi; 浩海大林; Yuji Komami; 祐司駒見
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】環境に優しいうえ、構造が簡単である水上設
置用太陽電池発電装置を提供する。【解決手段】太陽電池発電装置は、底板と、該底板に
取り付け可能、かつ上部に天板を取り付け可能とされた
フレームと、太陽電池セルを平板状に集積した太陽電池
モジュールと、該太陽電池モジュールを押さえるモジュ
ール押さえ部材と、を有しており、底板と、底板に取り
付けられたフレームと、フレームの上部にモジュール押
さえ部材により押さえられた太陽電池モジュールとで構
成される空間を有する箱体が太陽電池モジュールを水面
上に浮かせるフロートを形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湖やダム湖、河
川、海洋などの水面上に敷設して太陽光発電を行い電力
を発生させる水上設置用太陽電池発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クリーンエネルギーとして、太陽光発電
が注目されている。太陽光発電は、一般に太陽電池を平
面上に直列、または並列に接続した太陽電池モジュール
を使用して発電を行うため、局所的な電力需要にも対応
可能であるとはいうものの、大電力を得るには、出力が
太陽電池の表面積に比例するという性質上、広大な面積
を必要とする。そのため、太陽光発電は、活用されてい
ない土地、例えば、砂漠地、山腹地、遊休地等へ太陽電
池モジュールを敷設した太陽電池発電装置を設置して行
うのが一般的であった。

【０００３】近年、市街地での電力需要をまかなうに、
活用されている住宅用の屋根、ビルの屋上あるいは側壁
等に太陽電池発電装置を設置して太陽光発電を行うよう
になってきているが、このような地上の構造物を利用し
ただけでは市街地での電力需要をまかなうには不十分で
あり、敷地上に太陽電池発電装置を設置した場合、その
周辺では、太陽光が遮られるのを防止するため、植栽を
設けることが制限され、市街地の敷地周辺の景観が悪く
なることも問題であった。なによりも、市街地において
は、地上で太陽電池発電装置を設置する広範囲な場所を
確保するのが困難である。

【０００４】このような問題を解決するため、太陽電池
発電装置を、市街地に隣接する湖、ダム湖、河川、海上
などの水上へ設置することが注目され始めている。水上
へ設置した例としては、既に、海上ブイ用電源等の装置
単体用のものがある。また、商用電源と系統連結も可能
な大規模な水上への設置例として、例えば、特開平8-16
7729号公報（以下、従来例１という）、特開平10-17321
2 号公報（以下、従来例２という）のものが知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来例１は、図６に示
すように、太陽電池群22a を敷設して接続した太陽電池
モジュール22を、発泡樹脂からなるフロート材23の上部
に取り付けて一体構造とし、水上設置用太陽電池発電装
置21（以下、単に、発電装置ともいう）としている。発
電装置21の４隅には、連結用の係留部材（フック）25が
設けられており、この係留部材25に係止した係留紐26を
介して発電装置21同士を連結したり、あるいは図示しな
い係留部につなぎ止めるようにされる。

【０００６】ここで、従来例１の発電装置21では、フロ
ートの役割を維持するため、発泡樹脂の表面を防水性被
膜で保護している。また、従来例２は、図７（ａ）に示
すように、フロート材33にフレーム37を固定し、フレー
ム37の上部にかまぼこ形の天板34を敷設している。この
発電装置31は、天板34に曲率を有する可撓性のシート状
太陽電池モジュール32をモジュール固定板36で固定した
ものであり、フレーム37の四方に固定用フック35が具備
され、発電した電力を取り出す端子ボックス38も具備さ
れている。

【０００７】しかしながら、従来例１の発電装置21で
は、フロートの役割を維持するために使用する防水性被
膜に微少濃度でも生体に影響をおよぼす、「環境ホルモ
ン」が含まれている場合、水中に溶出して環境破壊を引
き起こすことになる。また、従来例１の発電装置21で
は、発泡樹脂が太陽光線に含まれる紫外線によって劣化
し、粉を吹いた外観不良状態となり（いわゆる、チョー
キング現象）、比較的短期間の使用で剥離し、フロート
の役目を十分果たせなくなってしまうという問題があっ
た。

【０００８】一方、従来例２の発電装置31では、可撓性
の太陽電池モジュール32を支持するかまぼこ形の天板34
が必須であるため、構造が複雑となり、そのため、かま
ぼこ形の天板34の分だけ重量が重くなり、太陽電池モジ
ュール32を水面上に出しておく浮力を確保するため、フ
ロート材33を大型にしなければならず、製造コストの増
大を招くという問題があった。

【０００９】本発明は、上記課題を解決し、環境に優し
いうえ、構造が簡単である水上設置用太陽電池発電装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、発電装置を空
間を有する箱体で構成し、箱体をフロートとすることに
より、フロート材を用いなくとも、太陽電池モジュール
を水面上に浮かせることができるようにして、上記課題
を解決したものである。本発明の水上設置用太陽電池発
電装置は、水面上に敷設され、太陽光により電力を発生
する水上設置用太陽電池発電装置であって、該太陽電池
発電装置は、底板と、該底板に取り付け可能、かつ上部
に天板を取り付け可能とされたフレームと、太陽電池セ
ルを平板状に集積した太陽電池モジュールと、該太陽電
池モジュールを押さえるモジュール押さえ部材と、を有
しており、前記底板と、前記底板に取り付けられた前記
フレームと、前記フレームの上部に前記モジュール押さ
え部材により押さえられた前記太陽電池モジュールとで
構成される空間を有する箱体が前記太陽電池モジュール
を水面上に浮かせるフロートを形成している。

【００１１】その場合、前記箱体を構成している前記太
陽電池モジュール以外の、前記底板、前記フレームおよ
び前記モジュール押さえ部材が耐食性を有する金属材料
で形成されていることが一段と高寿命とすることができ
るので好適であり、前記太陽電池モジュールが該太陽電
池モジュールの縁に配置されたシール材を介して前記フ
レームの上部に押さえられていることも好適である。ま
た、前記箱体内に浮力材が収納されていることも一段と
効果がある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
水上設置用太陽電池発電装置について図１〜３を参照し
て説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る太陽電
池発電装置11の斜視図である。また、図２は、図１に示
す太陽電池発電装置11の分解図であり、図３は、同図の
Ａ−Ａ断面図である。

【００１３】図３には、図１に示す太陽電池発電装置11
のＡ−Ａ断面について示したが、厚みの薄い箱体を構成
している他の側壁も同様な構造とされている。本発明の
実施の形態に係る太陽電池発電装置11（以下、発電装置
11ともいう）は、図１に示す厚みの薄い箱体であり、そ
の４隅に取り付けられた連結係留部材11a を有してい
る。発電装置11は、連結係留部材11a に係止した図示し
ない連結具を介して発電装置11同士を連結したり、ある
いは図示しない係留部につなぎ止めるようにされてい
る。

【００１４】上記の箱体は、図２、図３に示す底板１
と、フレーム２と、太陽電池モジュール３と、モジュー
ル押さえ部材４とからなり、後述するようにフロートと
されている。底板１は、図２、図３に示すように、矩形
状の平板であって、一方の辺の近くにケーブル取り出し
口1aが設けてある。このケーブル取り出し口1aは、図示
しないシール部材により密閉される。シール部材として
は、ゴム等を用いることができる。また、フレーム２
は、図２、図３に示すように、底板１に取り付け可能、
かつ上部に矩形状の平板を天板として取り付け可能とさ
れた枠体である。

【００１５】上記の底板１にこのフレーム２を取り付
け、フレーム２の上部に太陽電池モジュール３を取り付
けて箱体を構成している。太陽電池モジュール３は、箱
体の天板とされている。なお、太陽電池モジュール３
は、モジュール押さえ部材４によりゴムパッキン５を介
してフレーム２の載置部2aに押さえ付けられている。ゴ
ムパッキン５は、太陽電池モジュール３の縁に沿って、
太陽電池モジュール３の厚み方向断面でみてＣ字状配置
されている。また、図３に示すように、モジュール押さ
え部材４は、フレーム２の側面に密接されている。

【００１６】底板１とフレーム２との取り付けは、底板
１とフレーム２との間が密着するように適宜な方法で行
う。例えば、溶接や接着剤等により行うことができる。
一方、フレーム２へのモジュール押さえ部材４の取り付
けは、太陽電池モジュール３と載置部2aとの間のシール
性が十分となるように、太陽電池モジュール３をゴムパ
ッキン５を介してフレーム２の載置部2aに押さえ付ける
ようにすればよい。但し、太陽電池モジュール３とフレ
ーム２の間のシール性を長期間に亘り維持するため、フ
レーム２とモジュール押さえ部材４とを溶接や接着剤等
により接合することができる。

【００１７】このようにして、構成される箱体は、内部
に空間を有する。ここで、フレーム２は、図３に示す2a
までの高さＨを適切な値として形成され、空間を有する
箱体をフロートとしている。すなわち、太陽電池モジュ
ール３を水面上に出しておくのに必要な、十分な浮力を
箱体内の空間により生じさせている。その際、本発明で
は、太陽電池モジュール３が空間を有する箱体の天板と
されている。

【００１８】ここで、底板１、フレーム２およびモジュ
ール押さえ部材４の材料としては、耐食性を有する金属
材料とするのが、発電装置11を高寿命とすることができ
るので好適である。耐食性を有する金属材料としては、
ステンレス鋼、チタン、チタン合金、アルミニウム合
金、めっき鋼板などを用いることができる。これらの金
属材料を、例えば、板厚が０．６〜３．０ｍｍ程度の板
材で形成した場合、上記のフレーム２の高さＨは、空間
の上下間隔が４０〜１００ｍｍ程度になるようにするこ
とができる。

【００１９】また、太陽電池モジュール３の縁に上述し
たゴムパッキン５のようなシール材が配置されているこ
とがフレーム２などに撓みが発生したときに、ゴムパッ
キン５のようなシール材が緩衝材となって、太陽電池モ
ジュール３に生じる撓みを抑制でき、太陽電池モジュー
ル３の変形や破損を防止できるので好適である。勿論、
太陽電池モジュール３とフレーム２との間のシール性を
高める役目も果たしている。

【００２０】また、図４に示すように、空間を有する箱
体内に発泡材などの浮力材が収納されていることも好適
である。このようにしておくことにより、使用時に、た
とえ、太陽電池モジュール３とフレーム２の間のシール
性や、溶接や接着剤等により接合された底板１とフレー
ム２との間に隙間が生じた際、箱体内に水が浸入しよう
としても、箱体内には表面と連通していない多数の空孔
が存在する発泡材などの浮力材が収納されているため
に、箱体内に浸入できる水量が限られる。

【００２１】このため、太陽電池モジュール３とフレー
ム２の間のシール性や、溶接や接着剤等により接合され
た底板１とフレーム２との間に隙間が生じた場合でも、
浮力の減少を少なくすることができ、太陽電池モジュー
ル３を水面上に保持しておくのに必要なだけの浮力を箱
体により生じさせることが可能となる。浮力材は、図５
に示すように、最適サイズに切断した発泡材などを用い
ることができ、発泡材の材質としては、発泡ウレタン、
発泡ポリエチレン等とすることができる。発泡材は、見
かけの比重が１未満のものが好適に用いることができ
る。

【００２２】また、発泡材などの浮力材は、底板１と、
底板１に取り付けたフレーム２と、フレーム２の上部に
載置され、かつモジュール押さえ部材４により押さえ付
けられた太陽電池モジュール３とにより形成された空間
を有するフロート体内に収容されているので、太陽光に
含まれる紫外線による劣化が生じない。以上説明したよ
うに、本発明の発電装置は、太陽電池モジュールを天板
として箱体を構成し、箱体が内部に空間を有するフロー
トとされているので、図７に示した発電装置31のよう
に、可撓性の太陽電池モジュール32を支持するかまぼこ
形の天板34を必要とせず、構造が簡単である。

【００２３】また、本発明の発電装置は、発泡樹脂から
なるフロート材を用いなくても、太陽電池モジュール３
を水面上に保持しておくのに必要な浮力を箱体により生
じさせることができるフロートとしたので、高寿命で低
コストとすることが可能である。また、本発明の発電装
置は、発泡樹脂からなるフロート材を用いなくても、太
陽電池モジュール３を水面上に保持しておくことができ
るため、「環境ホルモン」が含まれる恐れのある防水性
被膜で発泡樹脂を保護する必要がないから、環境に優し
い。

【００２４】

【実施例】縦寸法が１２０ｃｍ、横寸法が９０ｃｍの平
板状に太陽電池セルを集積した太陽電池モジュールを用
いた水上設置用太陽電池発電装置とするに当たり、底板
には、厚さが０．６ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）を使
用し、フレームおよびモジュール押さえ部材には、厚さ
が１．５ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）を、図２、３に
示した形状に形成して用いた。

【００２５】なお、フレームの高さＨは、箱体内の空間
の上下間隔が４．５ｃｍとなるようにし、箱体を、太陽
電池モジュール３を水面上に保持しておくのに必要な浮
力を生じさせるフロートとした。太陽電池モジュール３
は、ゴムパッキン５を介してフレーム２の上部にモジュ
ール押さえ部材４により押さえ付け、フレーム２とモジ
ュール押さえ部材４とを溶接により接合し、また、底板
１の取り付けは、底板１とフレーム２とが密着するよう
に溶接により接合した。

【００２６】その際、この実施例では箱体内に、縦寸法
が１１２ｃｍ、横寸法が３６ｃｍ、厚さが４０ｃｍのポ
リエチレンフォーム製浮力材６を２個収納した。２個の
浮力材６は、箱体の中央部を開けるように互いに間隔を
隔てて横方向に並べ、箱体の中央部には、太陽電池モジ
ュール３で発生した電力を送るケーブルを通し、底板に
設けたケーブル取り出し口1aから外部に送電可能とし
た。

【００２７】この水上設置用太陽電池発電装置は、底板
とフレームと太陽電池モジュールとにより構成される内
部に空間を有する箱体をフロートとしたので、水面上に
浮いた状態で長期間に亘り太陽光により発電が可能であ
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、底板とフレームと太陽
電池モジュールとにより構成される内部に空間を有する
箱体をフロートとしたので、環境に優しいうえ、構造が
簡単で長寿命、低コストである水上設置用太陽電池発電
装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る水上設置用太陽電池
発電装置の斜視図である。

【図２】図１に示す水上設置用太陽電池発電装置の分解
図である。

【図３】図１に示す水上設置用太陽電池発電装置の要部
縦断面図である。

【図４】図１に示す水上設置用太陽電池発電装置の好適
例である。

【図５】図４に示す水上設置用太陽電池発電装置の分解
図である。

【図６】従来の水上設置用太陽電池発電装置の一例を示
す斜視図である。

【図７】従来の水上設置用太陽電池発電装置の別の例を
示す（ａ）は斜視図、（ｂ）はその断面図である。

【符号の説明】

11、21、31 水上設置用太陽電池発電装置（単に、発電
装置ともいう） 11a 連結係留部材１底板 1a ケーブル取り出し口２フレーム 2a 天板の載置部３太陽電池モジュール４モジュール押さえ部材５ゴムパッキン（シール材）６浮力材 22、32 太陽電池モジュール 22a 太陽電池群 25 係留部材（フック） 26 係留紐 23、33 浮力材（フロート材） 34 天板 35 固定用フック 36 モジュール固定板 37 フレーム 38 端子ボックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大林浩海岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者駒見祐司東京都台東区蔵前２丁目17番４号川鉄ライフ株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 BA05 BA11 BA18 JA04 JA08 JA09 JA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水面上に敷設され、太陽光により電力を
発生する水上設置用太陽電池発電装置であって、該太陽
電池発電装置は、底板と、該底板に取り付け可能、かつ
上部に天板を取り付け可能とされたフレームと、太陽電
池セルを平板状に集積した太陽電池モジュールと、該太
陽電池モジュールを押さえるモジュール押さえ部材と、
を有しており、前記底板と、前記底板に取り付けられた
前記フレームと、前記フレームの上部に前記モジュール
押さえ部材により押さえられた前記太陽電池モジュール
とで構成される空間を有する箱体が前記太陽電池モジュ
ールを水面上に浮かせるフロートを形成していることを
特徴とする水上設置用太陽電池発電装置。
【請求項２】前記箱体を構成している前記太陽電池モ
ジュール以外の、前記底板、前記フレームおよび前記モ
ジュール押さえ部材が耐食性を有する金属材料で形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の水上設置用
太陽電池発電装置。
【請求項３】前記太陽電池モジュールが該太陽電池モ
ジュールの縁に配置されたシール材を介して前記フレー
ムの上部に押さえられていることを特徴とする請求項１
または２に記載の水上設置用太陽電池発電装置。
【請求項４】前記箱体内に浮力材が収納されているこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水上設
置用太陽電池発電装置。