JP2013504892A - ガードレール付着型太陽光発電モジュール - Google Patents

Abstract

本発明は、太陽光を用いた発電に関するものであり、ガードレールに付着された上部シャフトに回転可能に装着される上部固定フレームと、前記上部シャフトの下側に平行に配置される下部シャフトに回転可能に装着される下部固定フレームと、一端は前記上部シャフトに装着され、他端は前記下部シャフトに装着されるメインリンクと、一端は前記上部固定フレームに装着され、他端は前記下部固定フレームに装着されるサブリンクと、前記下部シャフトに一端が装着されるアクチュエータとを含み、前記上部固定フレーム、下部固定フレーム、メインリンク及びサブリンクは４節リンクを構成することを特徴とする。本発明は、前記構成により、建物、橋又は公園などに設置されるガードレールを用いて太陽光発電をするモジュールを装着できるようになり、構造物の多様な位置に太陽電池パネルを設置することができる。また、本発明に係る太陽電池パネルは、太陽光に向かう角度を容易に調節できる構造であるので、太陽光発電を効果的に行うことができ、また、太陽光パネルが付着された構造物が外観上秀麗なイメージを有するようになり、高級なイメージを演出できるという有利な効果が発生する。

Description

本発明は、太陽電池システムに関するもので、より具体的には、ビルなどの構造物の屋上やベランダなどに設置されるガードレール又は公園や歩道橋などの構造物に設置されるガードレールに付着し、太陽光発電をすると同時に、付着された構造物の美観効果も高めることができるガードレール付着型太陽光発電モジュールに関するものである。

最近、化石エネルギー枯渇問題などのため、環境親和型代替エネルギー源の開発及び未来エネルギー源の多元化などが国際的なイシューとして登場しており、このような背景下で太陽エネルギーを活用した太陽電池が代替エネルギー源として注目されている。

一般に、太陽光発電（photovoltaic）は、半導体の性質を用いて光エネルギーを電気エネルギーに変換させる装置であって、太陽電池で生産される直流（ＤＣ）電流を交流（ＡＣ）電流に変換させ、家庭に必要な電力を供給できるようになっている。ところが、このような太陽光発電は、起電力が小さいので、多数の単位太陽電池モジュールを連結し、適正な起電力を有するように板状に構成され、特に、建物や住宅などの建築と一体化して使用する場合が多い。

このような太陽電池の最小単位をセルといい、実際に太陽電池をセルの状態でそのまま使用することはほとんどなく、実際の使用に必要な電圧が数Ｖ〜数十又は数百Ｖ以上である一方、１個のセルから出る電圧は約０.５Ｖと非常に小さいので、多数の単位太陽電池を必要な単位容量で直列又は並列に連結して使用している。このように必要な単位容量で連結された多数のセルを保護するためには、複数のセルをパッケージにした太陽電池パネルで構成して使用する。このような太陽電池パネルで生産された電気は、ビルなどの構造物に供給されて使用される。

ところが、従来の太陽電池パネルは、単純に構造物の屋根や外壁に付着して設置していたが、単純付着によって構造物の外観を害するという問題があった。また、従来の太陽電池パネルは、屋根や外壁などのみに付着されており、多様な方面で太陽電池を活用するのに限界があった。一方、太陽電池パネルは、太陽光を吸収して電気を生成する原理であるので、太陽光に可能な限り垂直に配置されることが有利であるが、太陽光に対して垂直に可変可能な装着方式が難しかった。

本発明は、前記問題を解決するためのもので、建物やその他構造物で多様な位置に太陽電池パネルを設置する方法を提供することを目的とすると同時に、太陽電池パネルが付着された構造物の秀麗なイメージを高められる方法を提供することを目的とする。

本発明は、ガードレール１０に付着された上部シャフト３０に回転可能に装着される上部固定フレーム４０と、前記上部シャフト３０の下側に平行に配置される下部シャフト５０に回転可能に装着される下部固定フレーム６０と、一端は前記上部シャフト３０に装着され、他端は前記下部シャフト５０に装着されるメインリンク８０と、一端は前記上部固定フレーム４０に装着され、他端は前記下部固定フレーム６０に装着されるサブリンク９０と、前記下部シャフト５０に一端が装着されるアクチュエータとを含むことを特徴とするガードレール付着型太陽光発電モジュールを提供する。

前記上部固定フレームと下部固定フレームにはそれぞれ太陽電池パネルが装着され、前記上部固定フレーム及び下部固定フレームにそれぞれ装着された太陽光パネルは、地面に対して同一の角度をなすように装着される。

前記アクチュエータの一端が前記下部シャフトを加圧することによって、前記上部及び下部固定フレームに装着された太陽光パネルが地面となす角度が変わるようになる。

一端は前記下部固定フレームに固定され、他端は前記ガードレールに固定されるローテーションリンク、又は、前記上部シャフトが貫通して装着される貫通ホールが形成され、前記ガードレールに固定されるブラケット２０をさらに含むことができる。

そして、前記上部固定フレーム、下部固定フレーム、メインリンク及びサブリンクは、４節リンクを構成する。

本発明は、前記構成により、建物、橋又は公園などに設置されるガードレールを用いて太陽光発電をするモジュールを装着できるようになり、構造物の多様な位置に太陽電池パネルを設置することができる。また、本発明に係る太陽電池パネルは、太陽光に向かう角度を容易に調節できる構造であるので、太陽光発電を効果的に行うことができ、また、太陽光パネルが付着された構造物が外観上秀麗なイメージを有するようになり、高級なイメージを演出できるという有利な効果が発生する。

本発明に係るガードレール付着型太陽光発電モジュールが装着された様子を示した図である。 図１の太陽光発電モジュールを下側から眺めた様子を示した図である。 図１の太陽光発電モジュールを下側から眺めた様子を示した図である。 図１の太陽光発電モジュールを右側から眺めた様子を示した部分断面図である。 図４で右側メインリンクを除去した様子を示した図である。 本発明に係るガードレール付着型太陽光発電モジュールの一部の構成のみを示した図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明に係るガードレール付着型太陽光発電モジュールの一実施例について説明する。

本発明の太陽光発電モジュールは、ガードレールに付着されることを特徴とする。一般に、「ガードレール」とは、建物の屋上、ベランダ又は階段などの縁部で人が倒れて怪我することを防止するとともに、装飾的な役割もする金属、木材又は石材からなる部材を意味する。また、本発明でのガードレールとは、公園、遊園地又は歩道橋などの場所や構造物で適切な高さで設置され、人々の移動や進入を防ぐ役割をするあらゆる部材も含む概念である。ただし、以下では、このようなガードレールのうち一つである建物のベランダに設置されるガードレールを例に挙げて説明する。

図１は、本発明に係るガードレール付着型太陽光発電モジュールが装着された様子を示した図で、図２〜図３は、図１の太陽光発電モジュールを下側から眺めた様子を示した図で、図４は、図１の太陽光発電モジュールを右側から眺めた様子を示した部分断面図で、図５は、図４で右側メインリンクを除去した様子を示した図で、図６は、本発明に係るガードレール付着型太陽光発電モジュールの一部の構成のみを示した図である。

本発明に係るガードレール付着型太陽光発電モジュールは、ガードレール１０にブラケット２０がボルトなどの固定手段を用いて付着され、前記ブラケット２０には上部シャフト３０が装着される開口が形成され、前記上部シャフト３０はブラケット２０の開口に装着される。そして、上部シャフト３０には、太陽電池パネルＰが固定付着される上部固定フレーム４０が回転可能に装着される。前記上部固定フレーム４０には固定部材４５が上下に備えられており、前記太陽電池パネルＰを固定することができる。

そして、前記上部固定フレーム４０の下側には同一形状の下部固定フレーム６０が配置され、下部固定フレームにも太陽電池パネルＰが装着される。前記上部固定フレームと下部固定フレームに装着されるそれぞれの太陽電池パネルは、互いに平行な面で構成され、太陽電池パネルの地面に対する角度が変わる場合にも、上部固定フレームと下部固定フレームに装着される太陽電池パネルは、それぞれ互いに平行状態を維持しながら角度が変わるように構成される。

このために、本発明は、前記上部固定フレーム４０と下部固定フレーム６０を互いに連結するメインリンク７０、８０及びサブリンク９０を含む。メインリンク７０、８０は、サブリンク９０を基準にして右側に配置される右側メインリンク７０と、左側に配置される左側メインリンク８０とからなる。

前記メインリンク７０、８０のそれぞれの一端は前記上部シャフト３０に装着され、他端は前記下部シャフト５０に回転可能に装着される。そして、前記サブリンク９０の一端は前記上部固定フレームに装着され、他端は前記下部固定フレームに回転可能に装着される。前記サブリンクが上部固定フレームに装着される部位は、前記上部固定フレームの上部シャフトから一定距離だけ突出した部位であり、前記サブリンクが下部固定フレームに装着される部位も、前記下部固定フレームの下部シャフトから一定距離だけ突出した部位である。

このような前記上部固定フレーム４０、下部固定フレーム６０、メインリンク７０、８０及びサブリンク９０が４節リンクを構成することによって、４節リンク原理によって前記上部固定フレームと下部固定フレームは互いに同一な平行関係を維持しながら運動するようになり、その結果、これらに装着された各太陽電池パネルの面も互いに平行関係を維持するようになる。そして、前記４節リンク運動のための動力を伝達するために、前記下部シャフトに一端が装着されるアクチュエータ１１０が備えられ、前記４節リンクの運動時の適切な拘束のためにローテーションリンク１００が備えられる。前記アクチュエータ１１０の一端は前記下部シャフトに装着され、他端は前記ガードレールの適切な位置に固定される。前記ローテーションリンク１００の一端は前記下部固定フレーム６０に回転可能に装着され、他端は前記ガードレールに回転可能に固定される。

このように前記上部固定フレーム４０、下部固定フレーム６０、メインリンク７０、８０及びサブリンク９０で構成された４節リンクは、前記アクチュエータ１１０によって力を受けて前記下部シャフト５０が動くようになり、このとき、前記下部固定フレームに装着されたローテーションリンク１００によって運動方向が適切に拘束を受けながら動くようになる。そして、前記４節リンクの作動原理により、上部固定フレームと下部固定フレームは互いに同一角度を維持しながら動くようになり、結果的に、これらに装着された各太陽電池パネルも互いに同一角度を維持しながら動くようになる。そのため、前記下部シャフトに装着されたアクチュエータ１１０の作動距離を調節することによって、前記太陽電池パネルの地面に対する角度を調節することができる。

図面に示した形状は、太陽を用いて電力を生産するためにアクチュエータが作動し、太陽電池パネルがガードレールと一定の角度をなすようにした形状（すなわち、太陽と垂直な角度をなすようにした形状）である。そして、太陽の角度は変わるので、これを考慮して前記太陽電池パネルの角度も変わるようにアクチュエータを調節することもできる。そして、夜になって太陽電池パネルがこれ以上電力を生産できない場合、又は、美観上必要である場合は、前記太陽電池パネルがガードレール側に折り畳まれ、ガードレールと平行な形状をなすようにアクチュエータを作動させることもできる。

Claims (7)

1. ガードレールに付着された上部シャフトに回転可能に装着される上部固定フレームと、
   前記上部シャフトの下側に平行に配置される下部シャフトに回転可能に装着される下部固定フレームと、
   一端は前記上部シャフトに装着され、他端は前記下部シャフトに装着されるメインリンクと、
   一端は前記上部固定フレームに装着され、他端は前記下部固定フレームに装着されるサブリンクと、
   前記下部シャフトに一端が装着されるアクチュエータと、を含むガードレール付着型太陽光発電モジュール。
2. 前記上部固定フレームと前記下部固定フレームにはそれぞれ太陽電池パネルが装着される請求項１に記載のガードレール付着型太陽光発電モジュール。
3. 前記上部固定フレーム及び前記下部固定フレームにそれぞれ装着された太陽光パネルは地面に対して同一の角度をなす請求項１に記載のガードレール付着型太陽光発電モジュール。
4. 前記アクチュエータの一端が前記下部シャフトを加圧することによって、前記上部固定フレーム及び前記下部固定フレームに装着された太陽光パネルが地面となす角度が変わる請求項３に記載のガードレール付着型太陽光発電モジュール。
5. 一端は前記下部固定フレームに固定され、他端は前記ガードレールに固定されるローテーションリンクをさらに含む請求項１に記載のガードレール付着型太陽光発電モジュール。
6. 前記上部シャフトが貫通して装着される貫通ホールが形成され、前記ガードレールに固定されるブラケットをさらに含む請求項１に記載のガードレール付着型太陽光発電モジュール。
7. 前記上部固定フレーム、前記下部固定フレーム、前記メインリンク及び前記サブリンクは４節リンクを構成する請求項１に記載のガードレール付着型太陽光発電モジュール。

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