特開 2024-135535 太陽電池パネル、及び太陽電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135535

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】太陽電池パネル、及び太陽電池システム

(51)【国際特許分類】

   H02S 50/00 20140101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

H02S50/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046279

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】熊澤 真治

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251BA11

5F251JA02

5F251JA03

5F251KA08

(57)【要約】

【課題】太陽電池部を覆うカバー部材の劣化の判定に利用可能な情報を出力する。
【解決手段】太陽電池パネル２は、太陽電池部１０と、カバー部材１３と、光センサ１５と、を備える。太陽電池部１０は、少なくとも１の太陽電池セル２０によって構成される。カバー部材１３は、透光性を有し、太陽電池部１０の受光面２２を覆う。光センサ１５は、受光量に応じた電気信号を出力する。光センサ１５は、自身の受光部２５がカバー部材１３に覆われるように配置される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１の太陽電池セルによって構成される太陽電池部と、
透光性を有し、前記太陽電池部の受光面を覆うカバー部材と、
受光量に応じた電気信号を出力する光センサと、を備え、
前記光センサは、自身の受光部が前記カバー部材に覆われるように配置される
太陽電池パネル。

【請求項2】

前記カバー部材は、樹脂製である
請求項１に記載の太陽電池パネル。

【請求項3】

前記カバー部材は、ポリカーボネート樹脂を含む
請求項２に記載の太陽電池パネル。

【請求項4】

前記太陽電池部における前記受光面側とは反対側の面を覆う背面部材を備え、
前記光センサは、前記カバー部材と前記背面部材との間の領域に配置され、前記カバー部材と前記背面部材が対向する方向と直交する方向における前記領域の中心と端との間において端寄りの位置に配置される
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の太陽電池パネル。

【請求項5】

前記太陽電池部は、湾曲した形状をなす湾曲部を有し、
前記光センサの前記受光部は、前記湾曲部における湾曲形状の両端の間において、両端よりも中間寄りの位置に配置される
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の太陽電池パネル。

【請求項6】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の太陽電池パネルと、
前記電気信号から特定される前記光センサの受光量が閾値以下となった場合に所定の対応処理を行う処理部と、を備える
太陽電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、太陽電池パネル、及び太陽電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、太陽電池劣化異常判定システムが開示されている。このシステムは、太陽電池ストリングの出力電流値と出力電圧値とが決められた基準範囲内にあるか否かを判別した結果に基づいて、太陽電池ストリングに異常が発生しているか否かを判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－４６４４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、太陽電池ストリングが異常となる原因は複数存在する。例えば、太陽電池を覆うカバー部材の劣化に起因して受光量が低下すること、カバー部材や配線が剥がれること、配線が腐食すること、などの原因が考えられる。特許文献１の構成では、異常の原因を特定しにくいという問題がある。

【0005】

本開示は、太陽電池部を覆うカバー部材の劣化の判定に利用可能な情報を出力し得る技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の太陽電池パネルは、
少なくとも１の太陽電池セルによって構成される太陽電池部と、
透光性を有し、前記太陽電池部の受光面を覆うカバー部材と、
受光量に応じた電気信号を出力する光センサと、を備え、
前記光センサは、自身の受光部が前記カバー部材に覆われるように配置される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、太陽電池部を覆うカバー部材の劣化の判定に利用可能な情報を出力し得る。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態の太陽電池システムを概略的に示す構成図である。

【図2】図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】図３は、第２実施形態の太陽電池システムを概略的に示す構成図である。

【図4】図４は、図３のＢ－Ｂ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。

【0010】

〔１〕少なくとも１の太陽電池セルによって構成される太陽電池部と、
透光性を有し、前記太陽電池部の受光面を覆うカバー部材と、
受光量に応じた電気信号を出力する光センサと、を備え、
前記光センサは、自身の受光部が前記カバー部材に覆われるように配置される
太陽電池パネル。

【0011】

上記太陽電池パネルは、光センサを備えており、光センサの受光部によってカバー部材を透過した光を受けることができる。光センサの受光部による受光量は、カバー部材の劣化状態によって変化する。つまり、上記太陽電池パネルは、カバー部材の劣化の判定に利用可能な情報を出力することができる。

【0012】

〔２〕前記カバー部材は、樹脂製である
〔１〕に記載の太陽電池パネル。

【0013】

樹脂製のカバー部材は、ガラス製のカバー部材と比較して、破損しにくい反面、劣化しやすい。このため、カバー部材の劣化を判定することがより重要となる。つまり、上記太陽電池パネルは、カバー部材の劣化の判定において、重要性の高い情報を出力することができる。

【0014】

〔３〕前記カバー部材は、ポリカーボネート樹脂を含む
〔２〕に記載の太陽電池パネル。

【0015】

上記太陽電池パネルは、カバー部材の劣化の判定において、より重要性の高い情報を出力することができる。

【0016】

〔４〕前記太陽電池部における前記受光面側とは反対側の面を覆う背面部材を備え、
前記光センサは、前記カバー部材と前記背面部材との間の領域に配置され、前記カバー部材と前記背面部材が対向する方向と直交する方向における前記領域の中心と端との間において端寄りの位置に配置される
〔１〕から〔３〕のいずれか一つに記載の太陽電池パネル。

【0017】

上記太陽電池パネルでは、光センサが、カバー部材と背面部材の間の領域に配置されるため、光センサに接続される配線を上記領域の端から引き出す必要がある。この点、上記太陽電池パネルは、光センサが上記領域の中心と端との間において端寄りの位置に配置されるため、上記領域の端から配線を引き出しやすい。

【0018】

〔５〕前記太陽電池部は、湾曲した形状をなす湾曲部を有し、
前記光センサの前記受光部は、前記湾曲部における湾曲形状の両端の間において、両端よりも中間寄りの位置に配置される
〔１〕から〔４〕のいずれか一つに記載の太陽電池パネル。

【0019】

湾曲部を有する太陽電池部においては、受光する位置によって受光量に差が生じやすい。上記太陽電池パネルの光センサは、湾曲形状の両端よりも中間寄りの位置で受光することで、平均的な受光量を得ることができる。よって、上記太陽電池パネルは、カバー部材の劣化の判定に利用可能な情報として、より正確な情報を出力することができる。

【0020】

〔６〕〔１〕から〔５〕のいずれか一つに記載の太陽電池パネルと、
前記電気信号から特定される前記光センサの受光量が閾値以下となった場合に所定の対応処理を行う処理部と、を備える
太陽電池システム。

【0021】

上記太陽電池システムは、光センサの受光量が低下したことに応じて対応処理を行うことができる。

【0022】

［本開示の実施形態の詳細］
１．第１実施形態
図１には、太陽電池システム１が開示されている。太陽電池システム１は、太陽電池パネル２と、処理部３と、を備える。

【0023】

太陽電池パネル２は、太陽光によって発電することで、光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。太陽電池パネル２は、例えば車両等の移動体に設置される。太陽電池パネル２は、太陽電池部１０と、封止材１１，１２と、カバー部材１３と、背面部材１４と、光センサ１５と、を備える。

【0024】

太陽電池部１０は、複数の太陽電池セル２０によって構成される。複数の太陽電池セル２０は、互いに直列に接続される。複数の太陽電池セル２０は、図示しないインタコネクタによって互いに接続される。太陽電池セル２０は、板状をなす。複数の太陽電池セル２０は、板厚方向と直交する方向に並んで配置される。これにより、太陽電池部１０は、シート状に構成される。太陽電池部１０は、太陽電池部１０の厚さ方向（以下、単に厚さ方向ともいう）一方側の面に受光面２２を有する。太陽電池部１０は、受光面２２で受光した光エネルギーを電気エネルギーに変換する。受光面２２は、各太陽電池セル２０のセル受光面２３によって構成される。

【0025】

封止材１１，１２は、太陽電池部１０の周囲を覆う。封止材１１，１２は、透光性を有する。封止材１１，１２は、例えば樹脂によって形成される。封止材１１，１２は、それぞれシート状をなす。封止材１１，１２は、厚さ方向両側から太陽電池部１０を挟み込む。封止材１１は、太陽電池部１０よりも厚さ方向一方側に配置される。封止材１１は、太陽電池部１０の受光面２２を覆う。封止材１２は、太陽電池部１０よりも厚さ方向他方側に配置される。

【0026】

カバー部材１３は、太陽電池部１０の受光面２２を覆う。カバー部材１３は、透光性を有する。カバー部材１３は、例えば樹脂製である。カバー部材１３は、例えばポリカーボネート樹脂を含む。カバー部材１３は、太陽電池部１０よりも厚さ方向一方側に配置される。カバー部材１３は、封止材１１よりも厚さ方向一方側に配置される。つまり、封止材１１は、太陽電池部１０とカバー部材１３との間に配置される。

【0027】

背面部材１４は、板状をなす。背面部材１４は、例えば樹脂製である。背面部材１４は、太陽電池部１０よりも厚さ方向他方側に配置される。背面部材１４は、太陽電池部１０の厚さ方向他方側の面を覆う。背面部材１４は、封止材１２よりも厚さ方向他方側に配置される。つまり、封止材１２は、太陽電池部１０と背面部材１４との間に配置される。

【0028】

光センサ１５は、受光部２５を有する。光センサ１５は、受光部２５で受光した光エネルギーを電気エネルギーに変換する。光センサ１５は、封止材１１，１２の間に配置され、カバー部材１３と背面部材１４との間に配置される。光センサ１５は、受光部２５を厚さ方向一方側に向けて配置される。光センサ１５の受光部２５は、封止材１１及びカバー部材１３に覆われる。光センサ１５は、カバー部材１３と背面部材１４との間の領域に配置され、カバー部材１３と背面部材１４が対向する方向と直交する方向における当該領域の中心ＯＡと端ＥＡとの間において端ＥＡ寄りの位置に配置される。光センサ１５には、配線２６が接続されている。配線２６は、封止材１１と封止材１２の間、つまりカバー部材１３と背面部材１４との間から太陽電池パネル２の外部に引き出されている。

【0029】

太陽電池部１０の受光面２２は、封止材１１及びカバー部材１３を透過した太陽光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する。光センサ１５の受光部２５は、封止材１１及びカバー部材１３を透過した太陽光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する。

【0030】

処理部３は、電気信号から特定される光センサ１５の受光量が閾値以下となった場合に所定の対応処理を行う。所定の対応処理は、例えば所定の情報を報知する処理であってもよいし、その他の処理であってもよい。所定の情報は、カバー部材１３の表面研磨の時期であることであってもよいし、太陽電池パネル２の交換時期であることであってもよい。処理部３は、判定部３１と、報知部３２と、を有する。

【0031】

判定部３１は、電気信号から特定される光センサ１５の受光量を取得する。判定部３１は、取得した受光量が閾値以下となったか否かを判定する。閾値は、予め定められた値であってもよいし、外部情報（例えば太陽光の入射角など）に基づいて設定される値であってもよい。判定部３１は、例えば公知の方法で太陽光の入射角を特定し、特定した入射角に基づいて閾値を設定してもよい。判定部３１は、太陽電池パネル２が配置される位置の高度情報や天候の情報などに基づいて閾値を設定してもよい。判定部３１は、取得した受光量が閾値以下となったと判定した場合に、その旨を通知する通知信号を出力する。判定部３１は、例えば、マイクロコンピュータを含んで構成されてもよいし、その他の制御回路によって構成されてもよい。

【0032】

報知部３２は、情報を報知する装置によって構成される。報知部３２は、例えば、スピーカ等の音声出力部であってもよいし、ＬＥＤや液晶表示器等の表示部であってもよい。報知部３２は、判定部３１から通知信号を受信した場合、所定の情報を報知する。

【0033】

上述した第１実施形態の太陽電池パネル２は、光センサ１５を備えており、光センサ１５の受光部２５によって封止材１１及びカバー部材１３を透過した光を受けることができる。光センサ１５の受光部２５による受光量は、カバー部材１３の劣化状態によって変化する。つまり、太陽電池パネル２は、カバー部材１３の劣化の判定に利用可能な情報を出力することができる。

【0034】

太陽電池パネル２は、樹脂製のカバー部材１３を備える。樹脂製のカバー部材１３は、ガラス製のカバー部材と比較して、破損しにくい反面、劣化しやすい。このため、カバー部材１３の劣化を判定することがより重要となる。つまり、太陽電池パネル２は、カバー部材１３の劣化の判定において、重要性の高い情報を出力することができる。特に、カバー部材１３は、ポリカーボネート樹脂を含む。このため、太陽電池パネル２は、カバー部材１３の劣化の判定において、より重要性の高い情報を出力することができる。

【0035】

太陽電池パネル２では、光センサ１５が、カバー部材１３と背面部材１４の間の領域に配置されるため、光センサ１５に接続される配線を上記領域の端ＥＡから引き出す必要がある。この点、太陽電池パネル２は、光センサ１５が上記領域の中心ＯＡと端ＥＡとの間において端ＥＡ寄りの位置に配置されるため、上記領域の端ＥＡから配線２６を引き出しやすい。

【0036】

太陽電池システム１は、光センサ１５の受光量が低下したことに応じて対応処理を行うことができる。

【0037】

２．第２実施形態
太陽電池パネルは、湾曲した構成であってもよい。第２実施形態では、湾曲した太陽電池パネルを備える太陽電池システムについて説明する。なお、第１実施形態と同じ構成については、同じ符号を付して、詳しい説明を省略する。

【0038】

第２実施形態の太陽電池システム２０１は、図３に示すように、太陽電池パネル２０２と、処理部３と、を備える。太陽電池パネル２０２は、図４に示すように、湾曲している。太陽電池パネル２０２は、フレキシブルであってもよいし、フレキシブルで無くてもよい。

【0039】

第２実施形態の太陽電池パネル２０２は、太陽電池部２１０と、封止材２１１，２１２と、カバー部材２１３と、背面部材２１４と、光センサ１５と、を備える。太陽電池部２１０、封止材２１１，２１２、カバー部材２１３、及び背面部材２１４は、湾曲している点を除き、第１実施形態で説明した太陽電池部１０、封止材１１，１２、カバー部材１３、及び背面部材１４と同じ構成である。

【0040】

太陽電池部２１０は、湾曲した形状をなす湾曲部４０を有する。光センサ１５の受光部２５は、湾曲部４０の湾曲形状の両端４１，４２の間において、両端４１，４２よりも中間４３寄りの位置に配置される。また、光センサ１５は、カバー部材２１３と背面部材２１４との間の領域に配置され、当該領域の中心ＯＢと端ＥＢとの間において端ＥＢ寄りの位置に配置される。

【0041】

第２実施形態の太陽電池パネル２０２は、湾曲部４０を有する太陽電池部２１０においては、受光する位置によって受光量に差が生じやすい。太陽電池パネル２０２の光センサ１５は、湾曲形状の両端４１，４２よりも中間４３寄りの位置で受光することで、平均的な受光量を得ることができる。よって、太陽電池パネル２０２は、カバー部材２１３の劣化の判定に利用可能な情報として、より正確な情報を出力することができる。

【0042】

しかも、太陽電池パネル２０２は、光センサ１５が、中間４３寄りの位置に配置されつつも、中心ＯＡと端ＥＡとの間において端ＥＡ寄りの位置に配置される。このため、太陽電池パネル２０２は、端ＥＡから配線２６を引き出しやすい。

【0043】

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した実施形態や後述する実施形態の様々な特徴は、矛盾しない組み合わせであればどのように組み合わされてもよい。

【0044】

（１）上記各実施形態では、カバー部材が樹脂製であったが、樹脂製でなくてもよい。例えば、カバー部材は、ガラス製であってもよい。

【0045】

（２）上記各実施形態では、太陽電池部が複数の太陽電池セルによって構成されていたが、１の太陽電池セルによって構成されてもよい。

【0046】

（３）上記各実施形態では、光センサの数が１であったが、複数であってもよい。光センサの数が複数である場合、判定部は、複数の光センサからの電気信号に基づいて光の受光量を特定してもよい。特に太陽電池部が湾曲部を有する構成においては、判定部は、湾曲形状に沿って配置される複数の光センサからの電気信号に基づいて光の受光量を特定してもよい。例えば、判定部は、各光センサからの電気信号に基づく受光量の平均値を受光量として特定してもよい。

【0047】

なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示された範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0048】

１…太陽電池システム
２…太陽電池パネル
３…処理部
１０…太陽電池部
１１…封止材
１２…封止材
１３…カバー部材
１４…背面部材
１５…光センサ
２０…太陽電池セル
２１…リード線
２２…受光面
２３…セル受光面
２５…受光部
２６…配線
３１…判定部
３２…報知部
４０…湾曲部
４１，４２…湾曲形状の両端
４３…湾曲形状の中間
２０１…太陽電池システム
２０２…太陽電池パネル
２１０…太陽電池部
２１１…封止材
２１２…封止材
２１３…カバー部材
２１４…背面部材
ＥＡ…端
ＥＢ…端
ＯＡ…中心
ＯＢ…中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】