特開 2025-5222 太陽電池アレイおよび太陽光発電ユニット

(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】P2025005222

(43)【公開日】2025-01-16

(54)【発明の名称】太陽電池アレイおよび太陽光発電ユニット

(51)【国際特許分類】

   H02S 10/40 20140101AFI20250108BHJP

   H02S 30/00 20140101ALI20250108BHJP

   B63B 35/00 20200101ALI20250108BHJP

   B63B 35/58 20060101ALI20250108BHJP

   B63B 35/34 20060101ALI20250108BHJP

【ＦＩ】

H02S10/40

H02S30/00

B63B35/00 T

B63B35/58

B63B35/34 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105320

(22)【出願日】2023-06-27

(71)【出願人】

【識別番号】000003687

【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000141060

【氏名又は名称】株式会社関電工

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】菅野 純弥

(72)【発明者】

【氏名】三木 大和

(72)【発明者】

【氏名】佐野 常世

(72)【発明者】

【氏名】中島 岳人

(72)【発明者】

【氏名】舟久保 匡毅

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251BA05

5F251JA12

5F251JA13

5F251JA30

(57)【要約】

【課題】海面が荒れた場合であっても破損しにくい太陽電池アレイ等を提供すること。
【解決手段】太陽電池アレイ２０は、複数の太陽光発電ユニット３０を備え、それぞれの前記太陽光発電ユニット３０は、太陽電池パネル３１と、前記太陽電池パネル３１の下面側に配置されたフロート３５とを備え、前記フロート３５は、前記太陽電池パネル３１に平行な断面における断面積が、前記太陽電池パネル３１から離れるにつれて単調減少する形状を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の太陽光発電ユニットを備え、
それぞれの前記太陽光発電ユニットは、
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの下面側に配置されたフロートとを備え、
前記フロートは、前記太陽電池パネルに平行な断面における断面積が、前記太陽電池パネルから離れるにつれて単調減少する形状を有する
太陽電池アレイ。

【請求項2】

前記フロートは、下部に錐形状を有する
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項3】

前記フロートは、下部に回転楕円体形状を有する
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項4】

前記フロートは球殻状であり、
前記太陽電池パネルは、前記フロートの内部に配置されている
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項5】

前記フロートは、複数のディンプル状の窪みを表面に有する
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項6】

前記フロートは、上部に開口を有する容器型であり、
前記フロートへの注排水機構を備える
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項7】

前記フロートは、下部にフロート開口を有する容器型である、
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項8】

前記フロートから外向きに延びて前記フロートを一周するヒレを備える
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項9】

前記フロートは透光性を有し、
前記太陽電池パネルと前記フロートとの間に、前記フロート側を撮影する向きに配置されたカメラを備える
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項10】

前記太陽電池パネルは両面受光型であり、
前記フロートは、前記太陽電池パネルを向いた反射鏡を備える
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項11】

前記太陽電池パネルは、直列接続された複数のクラスタを含み、
前記クラスタは、直列接続された複数の太陽電池セルを含み、
それぞれの前記クラスタに対して並列に接続された複数のバイパスダイオードと、
すべての前記クラスタについてそれぞれ前記太陽電池セルの一部を覆い、前記太陽電池パネルに短絡が発生した場合に不透光性になる明暗コントロールパネルとを備える
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項12】

前記太陽光発電ユニットは、互いに隙間を開けて配置されている
請求項１に記載の太陽電池アレイ。

【請求項13】

それぞれの前記太陽光発電ユニットは、
前記太陽電池パネル同士の接触を防止する接触防止部を備える
請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載の太陽電池アレイ。

【請求項14】

前記接触防止部は、前記太陽電池パネルの表面から突出する柱状である
請求項１３に記載の太陽電池アレイ。

【請求項15】

前記接触防止部は、前記太陽電池パネルの表面、および、前記太陽電池パネルの縁を囲む額縁部からそれぞれ突出する柱状である
請求項１３に記載の太陽電池アレイ。

【請求項16】

前記接触防止部は、
前記太陽電池パネルの周縁から突出する支持柱と、
複数の前記太陽電池パネルに設けられた前記支持柱の先端同士を相互に接続する接続部とを備える
請求項１３に記載の太陽電池アレイ。

【請求項17】

前記接触防止部は、
前記太陽電池パネルの周囲を囲み、前記太陽電池パネルの周縁から上向きに突出する、複数本の逆Ｕ字型の棒である
請求項１３に記載の太陽電池アレイ。

【請求項18】

前記接触防止部は、
前記太陽電池パネルの上面に配置された透光性の半球である
請求項１３に記載の太陽電池アレイ。

【請求項19】

太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの下面側に配置されたフロートとを備え、
前記フロートは、前記太陽電池パネルに平行な断面における断面積が、前記太陽電池パネルから離れるにつれて単調減少する形状を有する
太陽光発電ユニット。

【請求項20】

太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの下面側に配置されており、複数のディンプル状の窪みを表面に有するフロートとを備える
太陽光発電ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池アレイおよび太陽光発電ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

海底に係留した係留ブイに浮島を係留し、浮島と、周囲の海面に複数の浮体式太陽電池パネルとを連結した浮体式太陽光発電システムが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－７８７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の太陽光発電システムにおいては、浮島を係留ブイから切り離して、浮島および浮体式太陽電池パネルを別の場所へ曳航できる。したがって、台風が接近した場合等、海面の荒れが予想される場合には、浮体式太陽電池パネルを安全な場所に退避させることにより、太陽光発電システムの破損を予防できる。

【0005】

しかしながら、浮体式太陽電池パネルを安全な場所まで曳航し、安全が確認された後に元の場所に設置しなおすには、時間および手間がかかる。

【0006】

一つの側面では、海面が荒れた場合であっても破損しにくい太陽電池アレイ等の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

太陽電池アレイは、複数の太陽光発電ユニットを備え、それぞれの前記太陽光発電ユニットは、太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの下面側に配置されたフロートとを備え、前記フロートは、前記太陽電池パネルに平行な断面における断面積が、前記太陽電池パネルから離れるにつれて単調減少する形状を有する。

【発明の効果】

【0008】

一つの側面では、海面が荒れた場合であっても破損しにくい太陽電池アレイ等を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】太陽光発電システムの概要を説明する説明図である。

【図2】太陽電池アレイの上面図である。

【図3】太陽光発電ユニットの斜視図である。

【図4】変形例１－１の太陽光発電ユニットの斜視図である。

【図5】変形例１－１の太陽光発電ユニットの三面図である。

【図6】変形例１－２の太陽光発電ユニットの斜視図である。

【図7】変形例１－２の太陽光発電ユニットの三面図である。

【図8】変形例１－３の太陽光発電ユニットの断面図である。

【図9】変形例１－４の太陽光発電ユニットの斜視図である。

【図10】変形例１－５の太陽光発電ユニットの斜視図である。

【図11】変形例１－６の太陽光発電ユニットの斜視図である。

【図12】変形例１－６の太陽光発電ユニットの説明図である。

【図13】変形例１－６の太陽光発電ユニットの説明図である。

【図14】変形例１－７の太陽光発電ユニットの斜視図である。

【図15】変形例１－８の太陽光発電ユニットの説明図である。

【図16】実施の形態２の太陽電池アレイの斜視図である。

【図17】変形例２－１の太陽光発電ユニットの説明図である。

【図18】変形例２－２の太陽光発電ユニットの説明図である。

【図19】実施の形態３の太陽電池アレイの斜視図である。

【図20】図１９におけるＸＸ部を真上から見た拡大図である。

【図21】接触防止部の効果を説明する説明図である。

【図22】接触防止部の効果を説明する説明図である。

【図23】変形例３－１の太陽電池アレイの斜視図である。

【図24】図２３におけるＸＸＩＶ部を真上から見た拡大図である。

【図25】変形例３－２の太陽電池アレイの斜視図である。

【図26】変形例３－２の接触防止部の効果を説明する説明図である。

【図27】変形例３－３の太陽電池アレイの斜視図である。

【図28】変形例３－３の接触防止部の効果を説明する説明図である。

【図29】変形例３－４の太陽電池アレイの斜視図である。

【図30】変形例３－４の接触防止部の効果を説明する説明図である。

【図31】変形例３－４の接触防止部の効果を説明する説明図である。

【図32】変形例３－５の太陽電池アレイの斜視図である。

【図33】実施の形態４の太陽光発電ユニットの構成を説明する説明図である。

【図34】実施の形態５の太陽光発電システムの構成を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［実施の形態１］
地球温暖化による気候変動から地球を守る行動の一環として、二酸化炭素排出量の少ない再生可能エネルギーの利用が推奨されている。さらに、すべての人に安くて安全な電気エネルギーを供給するためには、一般家庭等の需要者が個々に小規模な発電設備を保有することよりも、大規模な発電設備で発電した電力を、電力網を介して需要者に提供することの方が望ましい。

【0011】

再生可能エネルギーの一つに、太陽光発電が挙げられる。日本国内では、２０１２年７月に「ＦＩＴ（Feed-in Tariff）制度：再生可能エネルギーの固定価格買取制度」が開始された。ＦＩＴ制度は、再生可能エネルギーにより作られた電気を電力会社が一定価格で一定期間買い取ることを国が保証する制度である。ＦＩＴ制度の導入後、日本国内では太陽光発電設備をはじめとする、再生可能エネルギーを使った発電設備が多数設置された。

【0012】

２０１９年度の統計では、日本は国土面積あたりの太陽光発電設備の容量は世界トップになっている。しかしながら昨今では、太陽光発電設備を新たに設置するための土地の不足が問題になっている。たとえば離農により荒廃した農地を太陽光発電設備用地にすることが検討されているが、山林化した荒廃農地を整備する際のコスト高が問題になっている。

【0013】

土地の有効活用を兼ねて、傾斜地に大規模な太陽光発電設備が設置される場合がある。太陽光発電設備は、南斜面の傾斜地に設置されることにより、発電効率の向上が見込まれる。しかしながら、傾斜地に設置された太陽光発電設備には、悪天候時に土砂崩れ等の災害が起きやすくするリスクがあることが知られている。

【0014】

傾斜地の下側に広がる平地は、住宅地等に活用されている場合が多い。このような住宅地に住む人々が安全に住み続けられる持続可能なまちづくりを実現するために、太陽光発電設備は傾斜地以外の場所に設置することが望ましい。

【0015】

さらに、土砂崩れを起こした太陽光発電設備は、修復が完了するまでの間、発電できない状態になる。土砂崩れの状況によっては、修復が断念される場合もある。持続可能で災害に強い電力インフラを整えるためにも、太陽光発電設備は傾斜地以外の場所に設置することが望ましい。

【0016】

特許文献１に開示されている、浮島と浮体式太陽電池パネルとを組み合わせた太陽光発電システムは、傾斜地に設置された太陽光発電システムの欠点を解消できる。しかしながら、浮体式太陽電池パネルを安全な場所まで曳航し、安全が確認された後に元の場所に設置しなおすまでの期間、発電を行なえない。

【0017】

たとえば日本列島に台風が接近した場合には、日本近海の広い海域で海が荒れると予測されるため、多くの太陽光発電プラントが運転を停止することになる。したがって、特許文献１の太陽光発電システムだけでは、質が高く、信頼でき、持続可能な、災害などにも強いインフラを提供することは難しい。

【0018】

以上の事情を踏まえて、本実施の形態では海面に設置し、海が荒れると予測される場合であっても退避させる必要のない太陽光発電システムについて説明する。図１は、太陽光発電システム１０の概要を説明する説明図である。

【0019】

太陽光発電システム１０は、多数の太陽光発電ユニット３０を連結部３８を介して連結した太陽電池アレイ２０を備える。それぞれの太陽光発電ユニット３０は、太陽電池パネル３１とフロート３５と額縁部３３とを備える。フロート３５は、額縁部３３を介して太陽電池パネル３１の下面側に固定されている。本実施の形態の太陽光発電システム１０は、外洋に設置されている。

【0020】

湾内などの内海とは異なり外洋では海水が停留しないため、海面を太陽電池アレイ２０で覆うことによる環境への影響が少ない。すなわち太陽光発電システム１０を内海ではなく外洋に設置することは、海と沿岸の生態系への重大な悪い影響を避け、海の資源を守ることに貢献する。

【0021】

さらに、湖面に太陽光発電システム１０を設置する場合に比べて、内陸の淡水地域の生態系への影響を避けられる。したがって、太陽光発電システム１０を湖ではなく外洋に設置することは、陸の生態系がもたらす自然の恵みの豊かさを守り、多様な生物が生きられるようにすることにも貢献する。

【0022】

フロート３５は、太陽電池パネル３１に平行な面における断面積が、太陽電池パネル３１から離れるにつれて単調減少する形状を有する。フロート３５の形状の詳細については、後述する。フロート３５は、海水に比べて比重が小さく、フロート３５の上側に固定された太陽電池パネル３１を海面に浮かべられる程度の浮力を海水から受ける。二点鎖線は、平常時の海面を模式的に示す。

【0023】

太陽電池アレイ２０は、係留ロープ１５を介して海底に係留されている。図１は、後述するように海面が係留ロープ１５の弛み分を超える高さまで上昇した状態を模式的に示す。太陽電池アレイ２０は係留ロープ１５の長さを超えて上昇することはできず、海面下に沈んだ状態になっている。なお、１つの太陽光発電システム１０は、複数の太陽電池アレイ２０を含んでもよい。

【0024】

それぞれの太陽光発電ユニット３０により発電された電力は、たとえば図示を省略する無線送電アンテナを介して、図示を省略するＰＣＳ（Power Conditioning System）に伝送される。太陽光発電ユニット３０は、電力伝送用のケーブルを介してＰＣＳに接続されていてもよい。

【0025】

それぞれの太陽光発電ユニット３０が無線送電アンテナを有する代わりに、電力伝送用のケーブルを介して接続された複数の太陽光発電ユニット３０が、一つの無線送電アンテナに接続されていてもよい。

【0026】

太陽電池アレイ２０とＰＣＳとの通信も、図示を省略する無線通信アンテナを介して行われる。太陽電池アレイ２０は、通信ケーブルを介してＰＣＳに接続されていてもよい。電力伝送用のケーブルが、通信ケーブルを兼ねてもよい。

【0027】

図２は、太陽電池アレイ２０の上面図である。上面に長方形の太陽電池パネル３１を有する太陽光発電ユニット３０が、縦４列、横４列に配置されている。ハッチングは、太陽光発電ユニット３０同士の隙間を示す。太陽光発電ユニット３０は、隣接する太陽光発電ユニット３０との間に隙間を開けて配置されている。

【0028】

太陽電池パネル３１の四辺は額縁部３３により囲まれている。額縁部３３は、太陽電池パネル３１の外形に対応する窪みを有する皿状または枠状であり、外力による太陽電池パネル３１の損傷を防止する補強材の機能を果たす。なお、図２においてはフロート３５は太陽電池パネル３１および額縁部３３の下に隠れている。

【0029】

太陽光発電ユニット３０同士は連結部３８により接続されている。太陽電池アレイ２０の内部の４個の太陽光発電ユニット３０は、それぞれ左右の太陽光発電ユニット３０と連結部３８により接続されている。連結部３８は、たとえば両端がそれぞれ太陽光発電ユニット３０に固定されたロープである。連結部３８は、ユニバーサルジョイント等の軸継手であってもよい。連結部３８は、伸縮可能であってもよい。

【0030】

なお図２に示す太陽光発電ユニット３０の数および配置は例示であり、これに限定されるものではない。たとえば、縦方向と横方向との太陽光発電ユニット３０の数が異なっていてもよい。太陽電池パネル３１は、略Ｌ字形または円環形等、任意の態様に配置されていてもよい。

【0031】

同様に、図２に示す連結部３８の数および配置は例示であり、これに限定されるものではない。たとえば、それぞれの太陽光発電ユニット３０は、周囲の４個または８個の太陽光発電ユニット３０にそれぞれ連結されていてもよい。連結部３８は、太陽光発電ユニット３０の辺の中途に接続されていてもよい。太陽電池パネル３１の形状も例示である。太陽電池パネル３１は、たとえば正方形であってもよい。

【0032】

図３は、太陽光発電ユニット３０の斜視図である。フロート３５は、長方形である底面を上に向けた四角錐形状である。フロート３５の底面に、額縁部３３を介して太陽電池パネル３１が固定されている。フロート３５と額縁部３３との間に、隙間が設けられていてもよい。

【0033】

フロート３５は、たとえば多数の独立気泡が分散した発泡樹脂製である。フロート３５は、内部に空洞を有する殻状であってもよい。フロート３５は、上部に開口を有する容器型であり、額縁部３３および太陽電池パネル３１が開口を水密に閉鎖する蓋の機能を果たしてもよい。フロート３５の内部に、気体が充満した気室が設けられていてもよい。

【0034】

図１に戻って説明を続ける。係留ロープ１５が長すぎる場合には、太陽電池アレイ２０の位置が水面に沿って大きく変動してしまう。たとえば、複数の太陽電池アレイ２０を含む太陽光発電システム１０であれば、係留ロープ１５が長すぎる場合には近接する太陽電池アレイ２０の係留ロープ１５同士が絡まるリスクがある。

【0035】

したがって、係留ロープ１５は、潮の満ち引きおよび波等による通常の海面変動の範囲の範囲で、太陽電池アレイ２０が海面に浮かぶ長さに設定される。すなわち、係留ロープ１５は通常の海面変動の範囲内であれば多少の弛みが生じる長さに設定されている。図１において二点鎖線は、太陽電池アレイ２０が海面に浮かんでいる場合の水面を模式的に示す。

【0036】

図１は、たとえば満潮時刻と、高潮と、非常に強い高波とが重なるなどの事情により海面が荒れて、通常の海面変動の範囲よりも海面が高くなった状態を示す。係留ロープ１５の長さよりも水深が深くなったため、太陽電池アレイ２０が海面の変動に追従できずに、海面下に沈んだ状態になっている。

【0037】

図１に示す状態が発生する場合には、太陽電池アレイ２０の周囲に強い水流が生じる。なかでも、海面の高さが、もともと海面に浮かんでいた太陽電池アレイ２０よりも高くなるときには、太陽電池アレイ２０の下側に存在していた海水が太陽電池アレイ２０の上側に流れ込むため、太陽電池アレイ２０を基準にして上向きの水流が生じる。

【0038】

フロート３５が四角錐形状であるため、上向きの水流はフロート３５の表面に沿って流れ、太陽光発電ユニット３０同士の隙間を通って太陽電池アレイ２０の上側に達する。すなわちフロート３５の側面が、上方に向かう海水を太陽光発電ユニット３０同士の隙間に誘導することにより、水流による太陽電池アレイ２０の破損を防止できる。

【0039】

海面が元の高さに戻る場合も、太陽電池アレイ２０の上方の海水が太陽光発電ユニット３０同士の隙間を通り抜けるため、太陽電池アレイ２０は速やかに海面に浮かんだ状態に戻る。この際も、フロート３５の表面に沿って海水が流れるため、フロート３５の下面での乱流の発生が防止される。したがって、乱流による太陽電池アレイ２０の破損を防止できる。

【0040】

フロート３５の表面に沿って海水がスムーズに流れるため、太陽電池アレイ２０を係留する係留ロープ１５に加わる力が低減される。係留ロープ１５を海底等に係留する係留システムに要求される強度が低くなるため、係留システムのコストダウンが可能である。

【0041】

本実施の形態によると、海面が荒れても破損しにくい太陽電池アレイ２０を提供できる。図１に示したように太陽電池パネル３１が海面下に沈んでいる場合には発電効率は通常よりは低下するが、海面の状態が平常に戻った場合には速やかに平常通りの発電を開始する太陽電池アレイ２０を提供できる。

【0042】

なお、太陽光発電システム１０は内海に設置されてもよい。たとえば船の運航による波が高い内海でも破損しにくい太陽光発電システム１０を提供できる。太陽光発電システム１０は、湖に設置されてもよい。たとえば流入および流出する川の水量変動が大きい湖、および船の運航による波が高い湖でも破損しにくい太陽光発電システム１０を提供できる。

【0043】

係留ロープ１５は、たとえば洋上風力発電設備を介して海底に係留されていてもよい。風力発電設備で発電した電力と、太陽光発電システム１０で発電した電力とを合わせることにより、大容量の再生エネルギー発電システムを提供できる。

【0044】

係留ロープ１５は、たとえば洋上石油天然ガスプラント等の海洋プラントに係留されていてもよい。太陽光発電システム１０から海洋プラントに電力を供給することができる。

【0045】

［変形例１－１］
図４は、変形例１－１の太陽光発電ユニット３０の斜視図である。図５は、変形例１－１の太陽光発電ユニット３０の三面図である。図５は、太陽光発電ユニット３０の正面図、左側面図および平面図を第三角法で示す。本変形例は、フロート３５の先端が略角丸四角錐形状である太陽光発電ユニット３０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0046】

フロート３５のうち太陽電池パネル３１に近い部分は、額縁部３３の外形を大きい側の底面とする略角錐台形状である。フロート３５のうち、太陽電池パネル３１から遠い部分は、図５の平面図に破線で示すように、額縁部３３の外形に略相似な長方形の角を丸めた略角丸長方形を底面とする略角丸長方形錐形状である。略角錐台形状の部分と、略角丸長方形錐形状の部分とは、滑らかに接続されて、一体に形成されている。

【0047】

本変形例によると、フロート３５の角部における乱流の発生が少ないため、太陽光発電ユニット３０の転覆等による破損が発生しにくい太陽電池アレイ２０を提供できる。

【0048】

［変形例１－２］
図６は、変形例１－２の太陽光発電ユニット３０の斜視図である。図７は、変形例１－２の太陽光発電ユニット３０の三面図である。図７は、太陽光発電ユニット３０の正面図、左側面図および平面図を第三角法で示す。本変形例は、フロート３５の側面が凹面形状である太陽光発電ユニット３０に関する。変形例１－１と共通する部分については、説明を省略する。

【0049】

図６における点Ｃは、太陽電池パネル３１の中央、すなわち対角線の交点を示す。点Ｃを通り、太陽電池パネル３１に垂直な直線Ｎを一点鎖線で示す。図６に示すように直線Ｎはフロート３５の頂点を通らない。フロート３５の頂点から太陽電池パネル３１に降ろした垂線の足は、図６における点Ｃよりも右側に位置する。

【0050】

フロート３５のうち太陽電池パネル３１に近い部分は、変形例１－１と同様に額縁部３３の外形を大きい側の底面とする略角錐台形状である。フロート３５のうち、太陽電池パネル３１から遠い部分の断面は、図７の平面図に破線で示すように、額縁部３３の外形に略相似な長方形の角を丸めた略角丸長方形形状である。

【0051】

フロート３５は、実施の形態１－１に比べて先端近傍で横断面積の減少程度が少なくなり、細い部分が長く延びている。図７の正面図および側面図に示すように、フロート３５の側面は垂直方向に凹面形状である。フロート３５の頂点は、太陽電池パネル３１の中央よりも図７における右側に偏っている。

【0052】

本変形例によると、フロート３５の先端が深い場所まで潜った状態になるため、太陽光発電ユニット３０の転覆等による破損が発生しにくい太陽電池アレイ２０を提供できる。本変形例によると、上向きに加わる水圧を低減することにより、水圧による破損が生じにくい太陽電池アレイ２０を提供できる。

【0053】

［変形例１－３］
図８は、変形例１－３の太陽光発電ユニット３０の断面図である。本変形例は、透光性で両面受光型の太陽電池パネル３１を使用する太陽電池アレイ２０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0054】

本変形例の額縁部３３は枠状であり、太陽電池パネル３１の下面は額縁部３３により覆われていない。本変形例のフロート３５は、四角錐を形成する５つの面のうち、底面を除く四つの面により形成された容器状である。フロート３５を構成する各面の厚さは略均一である。四角錐の底面に相当する場所に、額縁部３３を介して太陽電池パネル３１が固定されている。フロート３５と、額縁部３３と、太陽電池パネル３１とは、太陽光発電ユニット３０の内部に海水が侵入しないように互いに水密に固定されている。

【0055】

フロート３５の内面に、メッキまたは蒸着等により付与された金属膜等により、反射鏡３６が形成されている。なお、光透過性の高い素材でフロート３５が形成されている場合、反射鏡３６はフロート３５の外面に形成されていてもよい。

【0056】

太陽電池パネル３１の表面に入射した太陽光等の光Ｌは、一部が電力に変換され、一部は太陽電池パネル３１を透過する。透過した光は、反射鏡３６で反射して、太陽電池パネル３１の裏面に入射する。太陽電池パネル３１は、裏面から入射した光も電力に変換する。

【0057】

本変形例によると、表面から入射した光のみを電力に変換する場合よりも、光を電気に変換する効率の高い太陽電池アレイ２０を提供できる。

【0058】

［変形例１－４］
図９は、変形例１－４の太陽光発電ユニット３０の斜視図である。本変形例は、フロート３５の表面にディンプル状の窪み３７１が複数個設けられた太陽電池アレイ２０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0059】

窪み３７１は、直径が約１０から２０センチメートル程度、深さが約５から１０センチメートル程度の、略半球状である。フロート３５の側面全体にわたって、窪み３７１が配置されている。互いに異なる寸法の窪み３７１が混在して配置されていてもよい。

【0060】

窪み３７１が存在することにより、フロート３５の周囲におけるカルマン渦の発生を低減できる。したがって、カルマン渦列による太陽光発電ユニット３０の振動の発生を低減でき、たとえば共振による太陽電池アレイ２０の破損を防止できる。

【0061】

なお、ディンプル状の窪み３７１が、変形例１－１または変形例１－２で説明した太陽光発電ユニット３０のフロート３５に設けられていても良い。浅くて小型のディンプル状のディンプル状の窪み３７１が、変形例１－３で説明した太陽光発電ユニット３０のフロート３５に設けられていてもよい。

【0062】

［変形例１－５］
図１０は、変形例１－５の太陽光発電ユニット３０の斜視図である。本変形例は、フロート３５の頂部に重りを配置した太陽電池アレイ２０に関する。変形例１－１と共通する部分については、説明を省略する。

【0063】

本実施の形態においては、フロート３５の先端に略楕円錐形状の錘３９が配置されている。錘３９は、たとえば密度の高い樹脂である。たとえば、フロート３５の先端部を発泡していない樹脂で形成し、それ以外の部分を発泡性樹脂で形成することにより、錘３９を有するフロート３５を形成できる。錘３９とフロート３５とを同一の素材で一体に作製できる。

【0064】

なお、変形例１－４で説明したディンプル状の窪み３７１が、フロート３５に設けられていてもよい。錘３９は、略長円錐形状、または、略角丸四角錐形状であってもよい。

【0065】

フロート３５は上部が開口した容器状であり、錘３９はフロート３５内に注がれた海水であってもよい。フロート３５に海水の量を調整するポンプを搭載することにより、錘３９を太陽光発電ユニット３０を沈降させる深さを調整するバラスト水に使用できる。ポンプは、フロート３５への注水および排水を行なう注排水機構の例示である。

【0066】

なお、浅くて小型のディンプル状のディンプル状の窪み３７１が、容器状のフロート３５の外面に設けられていてもよい。

【0067】

本変形例によると、太陽光発電ユニット３０の重心が低くできるため、安定性の高い太陽光発電ユニット３０を提供できる。

【0068】

［変形例１－６］
図１１は、変形例１－６の太陽光発電ユニット３０の斜視図である。本変形例は、筒状のフロート３５を備える太陽光発電ユニット３０に関する。変形例１－１と共通する部分については、説明を省略する。

【0069】

フロート３５は、先細りの筒状であり、一方の端部に皿状の額縁部３３を介して太陽電池パネル３１が取り付けられている。フロート３５のうち太陽電池パネル３１が取り付けられた側の端部は、額縁部３３の外形に対応する形状である。フロート３５のうち、太陽電池パネル３１から遠い側の端部は、太陽電池パネル３１よりも小さい略円形のフロート開口３５１を形成している。フロート３５の側面は、額縁部３３に接続された側の端部から、フロート開口３５１まで滑らかに連続している。

【0070】

フロート３５と額縁部３３との接合部は水密である。したがって仮にフロート開口３５１を下にし、太陽電池パネル３１を水平にして太陽光発電ユニット３０を海水にまっすぐ沈めた場合、フロート３５内の空気は外に流出せず、フロート３５内にはほとんど海水が入らない構造に構成されている。

【0071】

図１２および図１３は、変形例１－６の太陽光発電ユニット３０の説明図である。図１２は、海面に浮かべて使用中の太陽光発電ユニット３０の縦断面を模式的に示す。なお、フロート３５の厚さについては図示を省略し、１本の外形線で模式的に図示する。

【0072】

本変形例においては、個々の太陽光発電ユニット３０は係留ロープ１５により海底に係留されている。図１２に示すように、フロート３５の下から約２０パーセントの高さまで海水が注入されている。適量の海水の注入は、太陽光発電ユニット３０を海面に設置する際に実施される。

【0073】

たとえば、フロート開口３５１からフロート３５の内部にエアポンプのノズルを差し込んで空気を抜くことにより、フロート３５内に海水を注入できる。同様にエアポンプを使用してフロート開口３５１からフロート３５内に空気を注入することによりフロート３５内の海水を減らせる。フロート３５内の海水は、フロート開口３５１を介して新鮮な海水に適宜入れ替わる。

【0074】

本変形例によると、太陽光発電ユニット３０が揺動する際には、フロート３５内の海水が重りの機能を果たす。したがって、安定性の高い太陽光発電ユニット３０を提供できる。

【0075】

図１３は、太陽光発電ユニット３０を長期間運用してたとえば貝および海藻等の付着物６５がフロート３５の表面に付着した状態を模式的に示す。付着物６５の重み分の海水がフロート開口３５１から流出することにより、フロート３５内の海水の液面が下がっている。フロート３５内の海水を含めた太陽光発電ユニット３０の重さが、付着物６５の付着前後で変化しない。したがって、付着物６５が付着した場合であっても海面での浮遊高さが変化せず、安定して長期間使用できる太陽光発電ユニット３０を提供できる。

【0076】

［変形例１－７］
図１４は、変形例１－７の太陽光発電ユニット３０の斜視図である。本変形例はヒレ３４を備える太陽光発電ユニット３０に関する。変形例１－１と共通する部分については、説明を省略する。

【0077】

本変形例の太陽光発電ユニット３０は、フロート３５の側面から外向きに延びてフロート３５を一周する環状のヒレ３４を備える。ヒレ３４は、太陽電池パネル３１と略平行であり、太陽光発電ユニット３０を静かな水面に浮かべた場合には、水面と略平行になる。ヒレ３４は、たとえば樹脂製の薄板である。

【0078】

ヒレ３４により、太陽光発電ユニット３０の揺動が抑えられるため、安定して水面に浮かぶ太陽光発電ユニット３０を提供できる。

【0079】

［変形例１－８］
図１５は、変形例１－８の太陽光発電ユニット３０の説明図である。本変形例はヒレ３４に係留ロープ１５を接続して係留する太陽光発電ユニット３０に関する。変形例１－７と共通する部分については、説明を省略する。

【0080】

図１５に示すように、本変形例の太陽光発電ユニット３０は、ヒレ３４の根本近くに係留ロープ１５が接続されている。したがって、係留ロープ１５による力は、ヒレ３４を介してフロート３５の外周に分散した状態で伝わる。フロート３５に係留ロープ１５を直接固定する場合に比べて、係留ロープ１５に引っ張られることによる破損が生じにくい太陽光発電ユニット３０を提供できる。

【0081】

たとえば、定期メンテナンスの際にヒレ３４を適宜交換することにより、長期間使用できる太陽光発電ユニット３０を提供できる。

【0082】

［変形例１－９］
太陽電池アレイ２０は、実施の形態１および各変形例で説明した複数の形状の太陽光発電ユニット３０を適宜組み合わせて構成されていてもよい。

【0083】

［実施の形態２］
本実施の形態は、平面視で円形の太陽光発電ユニット３０を有する太陽電池アレイ２０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0084】

図１６は、実施の形態２の太陽電池アレイ２０の斜視図である。太陽電池アレイ２０を構成する個々の太陽光発電ユニット３０は、球殻状のフロート３５と、フロート３５の中心を通る面に配置された円盤状の太陽電池パネル３１とを有する。フロート３５は、少なくとも太陽光発電ユニット３０の受光面側では光の透過率が高くなっている。フロート３５は、太陽光発電ユニット３０同士が同一平面上になるように配置されている。

【0085】

本実施の形態によると、太陽光発電ユニット３０同士を密着させて配置した場合であっても、太陽光発電ユニット３０同士間に隙間が形成される太陽電池アレイ２０を提供できる。

【0086】

なお、フロート３５の下部に、錘が配置されていてもよい。図示を省略する無線送電アンテナ等の機器が錘を兼ねてもよい。太陽光発電ユニット３０は、図示を省略する額縁部３３を介してフロート３５の内部に固定されていてもよい。

【0087】

なお、変形例１－３で説明したディンプル状の窪み３７１が、フロート３５に設けられていてもよい。

【0088】

［変形例２－１］
図１７は、変形例２－１の太陽光発電ユニット３０の説明図である。本変形例は、側面に溝３７２を有する略円錐形状の太陽光発電ユニット３０に関する。実施の形態２と共通する部分については、説明を省略する。

【0089】

本変形例の太陽電池パネル３１は、略円形に配置された複数の円形の太陽電池セル３２を備える。太陽電池パネル３１は、額縁部３３に固定されている。額縁部３３の外周は、略三角形の凸凹を有する円形である。

【0090】

フロート３５は、額縁部３３を底面に有する錐形状である。すなわち、フロート３５の側面には、額縁部３３の外周に対応する溝３７２が設けられている。溝３７２は、フロート３５の頂部に近付くほど細く、浅くなっている。

【0091】

本変形例によると、太陽電池アレイ２０の上下に向かう水流が溝３７２を通るため、乱流が発生しにくい。したがって、乱流による損傷が生じにくい太陽電池アレイ２０を提供できる。

【0092】

溝３７２が存在することにより、フロート３５の周囲におけるカルマン渦の発生を低減できる。したがって、カルマン渦列による太陽光発電ユニット３０の振動の発生を低減でき、たとえば共振による太陽電池アレイ２０の破損を防止できる。

【0093】

［変形例２－２］
図１８は、変形例２－２の太陽光発電ユニット３０の説明図である。本変形例は、略卵型の太陽光発電ユニット３０に関する。実施の形態２と共通する部分については、説明を省略する。

【0094】

本実施の形態のフロート３５は、楕円形を長軸を回転軸にして回転させた、回転楕円体形状を有する。フロート３５の表面に、略台形形状の太陽電池パネル３１が複数配置されている。太陽電池パネル３１は、たとえば屈曲可能なシート状であり、フロート３５の表面に沿って貼付されている。

【0095】

太陽電池パネル３１は硬質の板状であり、太陽電池パネル３１の中央部がフロート３５の表面に固定されていてもよい。フロート３５に、表層部がそぎ落とされた平面が形成されており、太陽電池パネル３１が固定されていてもよい。

【0096】

本変形例によると、複数の太陽電池パネル３１それぞれの向きが異なるため、太陽の方向が変わっても発電量が変動しにくい太陽光発電ユニット３０を提供できる。一つのフロート３５に複数の太陽電池パネル３１が固定されて太陽光発電ユニット３０を構成しているため、設置の手間の少ない太陽光発電ユニット３０を提供できる。

【0097】

なお、変形例１－４で説明したディンプル状の窪み３７１が、フロート３５の下部に設けられていてもよい。

【0098】

［変形例２－３］
太陽電池アレイ２０は、実施の形態２および各変形例で説明した複数の形状の太陽光発電ユニット３０を適宜組み合わせて構成されていてもよい。太陽電池アレイ２０は、実施の形態１および実施の形態１の各変形例で説明した太陽光発電ユニット３０と、実施の形態２および実施の形態２の各変形例で説明した複数の形状の太陽光発電ユニット３０を適宜組み合わせて構成されていてもよい。

【0099】

［実施の形態３］
本実施の形態は、海が荒れて連結部３８が外れた場合であっても、太陽光発電ユニット３０の破損が生じにくい太陽電池アレイ２０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0100】

図１９は、実施の形態３の太陽電池アレイ２０の斜視図である。図２０は、図１９におけるＸＸ部を真上から見た拡大図である。図２０においては、１つの太陽光発電ユニット３０を実線で示し、他の太陽光発電ユニット３０を二点鎖線で示す。図１９および図２０においては、フロート３５は太陽電池パネル３１および額縁部３３の下に隠れている。

【0101】

太陽電池アレイ２０は、長方形の太陽電池パネル３１を複数含む。それぞれの太陽電池パネル３１の縁は、額縁部３３で囲まれている。額縁部３３同士は、連結部３８により連結されている。連結部３８は、たとえば蝶番状である。連結部３８は、図示を省略する隙間を空けて額縁部３３同士を接続してもよい。額縁部３３に、海水が通過可能な貫通孔が設けられていてもよい。

【0102】

太陽電池パネル３１の中央部と、額縁部３３の四辺の中央部とのそれぞれから接触防止部４５が突出している。太陽電池パネル３１の中央部および太陽電池アレイ２０の外周部を構成する辺に配置された接触防止部４５は、略円柱形状である。

【0103】

他の太陽光発電ユニット３０と隣接する辺に配置された接触防止部４５は、太陽光発電ユニット３０の辺に略垂直な弦と、弦の片側の半円とを底面とする半円柱形状である。隣接する太陽光発電ユニット３０に設けられた接触防止部４５同士が合わさって、略円柱形状を構成する。なお、接触防止部４５の上面の縁は、たとえばＲ面取り形状であることが望ましい。

【0104】

接触防止部４５は、光透過性が高く、柔軟な材料で形成されていることが望ましい。接触防止部４５には、たとえば、透明シリコーン樹脂、透明ポリウレタン樹脂、または透明アクリル系ゴム樹脂等が使用される。

【0105】

図２１および図２２は、接触防止部４５の効果を説明する説明図である。図２１および図２２は、荒波等により連結部３８が外れて太陽光発電ユニット３０同士がバラバラになり、波に煽られた状態を模式的に示す。

【0106】

図２１においては、右側に示す太陽光発電ユニット３０のフロート３５が左側に示す太陽光発電ユニット３０に乗り上げている。接触防止部４５が存在することにより、フロート３５が太陽電池パネル３１に直接乗り上げることが防止されている。そのため、太陽電池パネル３１に割れ等の損傷が生じにくい。

【0107】

図２２においては、一つの太陽光発電ユニット３０が波に煽られて逆さまになって、他の太陽光発電ユニット３０の上に乗り上げている。接触防止部４５が存在することにより、太陽電池パネル３１同士が直接接触することが防止されている。硬質の太陽電池パネル３１同士が直接接触することによる、太陽電池パネル３１の傷および割れ等の損傷が生じにくい。

【0108】

さらに、仮に太陽電池パネル３１に損傷が生じた場合であっても、損傷した太陽電池パネル３１同士が接触することによる正極と負極との間の短絡の発生および短絡に伴う火災の発生を防止できる。

【0109】

図示を省略するが、連結部３８が外れないまま、太陽電池アレイ２０がめくれ上がったような場合であっても、接触防止部４５が存在することにより太陽電池パネル３１同士の接触を防止できる。

【0110】

本実施の形態によると、荒波等により連結部３８が外れた場合であっても太陽電池パネル３１の損傷および火災の発生を防止できる太陽光発電システム１０を提供できる。破損および火災の発生を防止できれば、天候が落ち着いた後の復元工事は比較的短時間で行える。

【0111】

たとえば、非常に強い荒波が発生した場合には、連結部３８が外れて、個々の太陽電池アレイ２０が波を受けるようにすることにより、太陽光発電ユニット３０に大きな外力が加わって破損することを防止できる。

【0112】

［変形例３－１］
本変形例は、太陽光発電ユニット３０の間に隙間を設けた太陽電池アレイ２０に関する。実施の形態３と共通する部分については、説明を省略する。

【0113】

図２３は、変形例３－１の太陽電池アレイ２０の斜視図である。図２４は、図２３におけるＸＸＩＶ部を真上から見た拡大図である。図２４においては、１つの太陽光発電ユニット３０と、その太陽光発電ユニット３０に接続されている連結部３８とを実線で示し、他の太陽光発電ユニット３０および連結部３８を二点鎖線で示す。図２３および図２４においては、フロート３５は太陽電池パネル３１および額縁部３３の下に隠れている。

【0114】

本変形例においては、それぞれの太陽光発電ユニット３０は太陽電池パネル３１の中央、額縁部３３の四隅、および額縁部３３の四辺のそれぞれ中央の合計９個の接触防止部４５を有する。太陽光発電ユニット３０同士は、連結部３８により接続されている。連結部３８は、たとえば両端がそれぞれ太陽光発電ユニット３０に固定されたロープである。連結部３８は、ユニバーサルジョイント等の軸継手であってもよい。連結部３８は、伸縮可能であってもよい。

【0115】

それぞれの太陽光発電ユニット３０の構成が同一であるため、設置作業が容易な太陽光発電ユニット３０を提供できる。

【0116】

太陽電池アレイ２０は、長方形の太陽電池パネル３１を複数含む。それぞれの太陽電池パネル３１の縁は、額縁部３３で囲まれている。額縁部３３同士は、連結部３８により連結されている。連結部３８は、たとえば蝶番状である。連結部３８は、図示を省略する隙間を空けて額縁部３３同士を接続してもよい。額縁部３３に、海水が通過可能な貫通孔が設けられていてもよい。

【0117】

太陽電池パネル３１の中央部と、額縁部３３の四辺の中央部とのそれぞれから接触防止部４５が突出している。太陽電池パネル３１の中央部および太陽電池アレイ２０の外周部を構成する辺に配置された接触防止部４５は、略円柱形状である。

【0118】

接触防止部４５は、光透過性が高く、柔軟な材料で形成されていることが望ましい。接触防止部４５には、たとえば、透明シリコーン樹脂、透明ポリウレタン樹脂、または透明アクリル系ゴム樹脂等が使用される。

【0119】

［変形例３－２］
図２５は、変形例３－２の太陽電池アレイ２０の斜視図である。図２６は、変形例３－２の接触防止部４５の効果を説明する説明図である。本変形例は、それぞれの太陽電池パネル３１の表面に格子状の接触防止部４５が設けられた太陽電池アレイ２０に関する。図２５においては、フロート３５は太陽電池パネル３１および額縁部３３の下に隠れている。実施の形態３と共通する部分については、説明を省略する。

【0120】

接触防止部４５は、縦横それぞれ３本の棒より構成された格子状であり、太陽電池パネル３１の表面に平行に配置されている。それぞれの棒の端部および交点には、太陽電池パネル３１に垂直な足が設けられており、太陽電池パネル３１に固定されている。

【0121】

接触防止部４５は、光透過性が高く、柔軟な材料で形成されていることが望ましい。接触防止部４５には、たとえば、透明シリコーン樹脂、透明ポリウレタン樹脂、または透明アクリル系ゴム樹脂等が使用される。

【0122】

図２６に示すように、連結部３８は２つの太陽光発電ユニット３０の縁同士を連結する環状である。太陽光発電ユニット３０同士は、連結部３８を介して互いに回動可能に連結されている。

【0123】

本変形例によると、たとえば飛来物による太陽電池パネル３１の損傷を防止できる太陽電池アレイ２０を提供できる。たとえば直径の大きい連結部３８を使用することにより、太陽光発電ユニット３０同士の結合が緩やかで、波の形状に追従して海面に浮きやすい太陽電池アレイ２０を提供できる。

【0124】

［変形例３－３］
図２７は、変形例３－３の太陽電池アレイ２０の斜視図である。本変形例は、太陽電池パネル３１の縁に沿って略Ｕ字形の接触防止部４５を有する太陽電池アレイ２０に関する。図２７においては、フロート３５は太陽電池パネル３１および額縁部３３の下に隠れている。実施の形態３と共通する部分については、説明を省略する。

【0125】

それぞれの太陽光発電ユニット３０は、４辺に沿って略Ｕ字型の接触防止部４５を有する。接触防止部４５の両端は、額縁部３３に固定されている。なお、図２７においては、隣り合った太陽光発電ユニット３０に設けられた合計２本の接触防止部４５を省略して、一本の線で図示する。

【0126】

図２８は、変形例３－３の接触防止部４５の効果を説明する説明図である。図２８は、荒波等により連結部３８が外れて太陽光発電ユニット３０同士がバラバラになり、波に煽られた状態を模式的に示す。

【0127】

図２８においては、左側に示す太陽光発電ユニット３０の上に中央に示す太陽光発電ユニット３０が乗り上げており、その上に右側に示す太陽光発電ユニット３０がさらに乗り上げている。すなわち、太陽電池パネル３１および額縁部３３の後ろに隠れたフロート３５が、接触防止部４５に接触している。

【0128】

接触防止部４５が存在することにより、太陽電池パネル３１にフロート３５が直接乗り上げることが防止されている。そのため、太陽電池パネル３１に割れ等の損傷が生じにくい。接触防止部４５が太陽電池パネル３１の周囲に柵状に配置されているため、接触防止部４５により、太陽光が遮られにくい。したがって、接触防止部４５に比較的光透過性の低い材料を使用した場合であっても、発電効率の低下が少ない太陽電池アレイ２０を提供できる。

【0129】

［変形例３－４］
図２９は、変形例３－４の太陽電池アレイ２０の斜視図である。本変形例は、太陽電池パネル３１の表面に略半球形状の接触防止部４５を有する太陽電池アレイ２０に関する。図２９においては、フロート３５は太陽電池パネル３１および額縁部３３の下に隠れている。実施の形態３と共通する部分については、説明を省略する。

【0130】

それぞれの太陽電池パネル３１の表面に、１２個の略半休形状の接触防止部４５が配置されている。接触防止部４５は、たとえば液状の透明樹脂を太陽電池パネル３１の上に滴下して、硬化させることにより形成できる。

【0131】

図３０および図３１は、変形例３－４の接触防止部４５の効果を説明する説明図である。図３０および図３１は、荒波等により連結部３８が外れて太陽光発電ユニット３０同士がバラバラになり、波に煽られた状態を模式的に示す。

【0132】

図３０においては、右側に示す太陽光発電ユニット３０のフロート３５が左側に示す太陽光発電ユニット３０に乗り上げている。接触防止部４５が存在することにより、フロート３５が太陽電池パネル３１に直接乗り上げることが防止されている。そのため、太陽電池パネル３１に割れ等の損傷が生じにくい。

【0133】

図３１においては、一つの太陽光発電ユニット３０が波に煽られて逆さまになって、他の太陽光発電ユニット３０の上に乗り上げている。接触防止部４５が存在することにより、太陽電池パネル３１同士が直接接触することが防止されている。硬質の太陽電池パネル３１同士が直接接触することによる、太陽電池パネル３１の傷および割れ等の損傷が生じにくい。

【0134】

さらに、仮に太陽電池パネル３１に損傷が生じた場合であっても、損傷した太陽電池パネル３１同士が接触することによる正極と負極との間の短絡の発生および短絡に伴う火災の発生を防止できる。

【0135】

［変形例３－５］
図３２は、変形例３－５の太陽電池アレイ２０の斜視図である。本変形例は、額縁部３３と平行に配置された接触防止部４５を有する太陽電池アレイ２０に関する。図３２においては、フロート３５は太陽電池パネル３１および額縁部３３の下に隠れている。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0136】

接触防止部４５は、支持柱４５１と接続部４５２とを備える。接続部４５２は、連結済の太陽光発電ユニット３０における額縁部３３と略同一寸法の格子状である。支持柱４５１は、額縁部３３のうち、太陽電池パネル３１の周縁のうち、太陽電池パネル３１の角に近い位置に配置された柱状である。接続部４５２は、支持柱４５１の先端同士を相互に接続しており、支持柱４５１を介して太陽電池パネル３１および額縁部３３に固定されている。

【0137】

本変形例によると、大型の落下物が落ちた場合であっても太陽電池パネル３１が損傷を受けにくい太陽電池アレイ２０を提供できる。

【0138】

［変形例３－６］
太陽電池アレイ２０は、実施の形態３および各変形例で説明した複数の形状の太陽光発電ユニット３０を適宜組み合わせて構成されていてもよい。

【0139】

それぞれの太陽光発電ユニット３０のフロート３５は、実施の形態１および実施の形態１の各変形例で説明したフロート３５であってもよい。太陽電池アレイ２０は、複数の形状のフロート３５を有する太陽光発電ユニット３０を含んでもよい。

【0140】

［実施の形態４］
本実施の形態は、太陽電池パネル３１が破損した場合に発電を停止する太陽光発電システム１０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0141】

図３３は、実施の形態４の太陽光発電ユニット３０の構成を説明する説明図である。図３３においては、１枚の太陽電池パネル３１は縦１２個、横６個の合計７２個の太陽電池セル３２を含む。

【0142】

太陽電池セル３２は、図３３における縦方向に太陽電池セル３２を接続し、太陽電池パネル３１の上端および下端で交互に隣接する太陽電池セル３２同士を接続する配線材５１により、直列に接続されている。それぞれの太陽電池セル３２はダイオードの機能を有し、光が照射された場合に起電力により図３３に示す配線材５１において右側から左側に向けて電流が流れるように配置されている。

【0143】

太陽電池パネル３１の上端において、配線材５１に３個のバイパスダイオード５２が接続されている。すなわちそれぞれのバイパスダイオード５２は、直列接続された２４個の太陽電池セル３２に対して、並列に接続されている。

【0144】

以下の説明では、一つのバイパスダイオード５２に並列接続された２４個の太陽電池セル３２をクラスタと記載する場合がある。図３３においては、一つの太陽電池パネル３１は、３つのクラスタを含む。クラスタを構成する太陽電池セル３２に故障が生じて起電力が発生しなくなった場合、当該クラスタに並列に配置されたバイパスダイオード５２が自動的にＯＮになり、クラスタには電流が流れない状態になる。

【0145】

なお、図３３に示す太陽電池パネル３１に含まれる太陽電池セル３２の数および配置は例示である。一つの太陽電池パネル３１に含まれる太陽電池セル３２の数は、それぞれの太陽電池セル３２の起電力および太陽電池パネル３１が出力するべき電圧に基づいて適宜定められる。

【0146】

太陽電池パネル３１の表面に、３つのクラスタを横切る明暗コントロールパネル５６が配置されている。図３３においては、明暗コントロールパネル５６は太陽電池パネル３１の下端に配置されているが、明暗コントロールパネル５６は太陽電池パネル３１の中央部に配置されていてもよい。

【0147】

明暗コントロールパネル５６は、光透過率が高い透光性の状態と、光透過率が低い不透光性の状態とを切り替え可能なフラットパネルである。明暗コントロールパネル５６は、たとえば液晶パネルである。明暗コントロールパネル５６を動作させる電源は、たとえば太陽電池パネル３１により供給される。明暗コントロールパネル５６は、電源が供給されている場合に光透過率が高く、電源が供給されていない場合に光透過率が低くなる。

【0148】

太陽電池パネル３１には、図示を省略する短絡検知センサが配置されている。明暗コントロールパネル５６と短絡検知センサとは、太陽電池パネル３１に短絡が発生した場合に明暗コントロールパネル５６の電源がＯＦＦになるように、ハードウェア的に接続されている。

【0149】

いずれかの太陽電池セル３２に短絡が発生した場合、明暗コントロールパネル５６の光透過率が低くなり、明暗コントロールパネル５６に覆われている太陽電池セル３２の起電力がほぼゼロになる。太陽電池セル３２が破損した際と同様にバイパスダイオード５２が自動的にＯＮになり、太陽電池パネル３１全体の発電が停止する。

【0150】

故障が生じた太陽電池パネル３１全体の発電が停止することにより、破損した太陽電池パネル３１に起因する火災の発生を防止できる。また、修理の際の感電事故等も防止できる。

【0151】

なお、フロート３５の形状は任意である。たとえばフロート３５の形状は、実施の形態１および実施の形態１の変形例で説明した任意のフロート３５の形状であってもよい。隣接する太陽電池セル３２同士は、太陽電池セル３２の内部配線と一体に構成された導電部により接続されていてもよい。

【0152】

太陽光発電ユニット３０は、実施の形態３および実施の形態３の変形例で説明した任意の接触防止部４５を有してもよい。明暗コントロールパネル５６で覆われている部分については、明暗コントロールパネル５６の上に接触防止部４５が設けられていてもよい。明暗コントロールパネル５６で覆われている部分には、接触防止部４５が設けられていなくてもよい。

【0153】

［実施の形態５］
本実施の形態は、太陽電池パネル３１とフロート３５との間に、フロート３５側を撮影する向きに配置されたカメラ６１を備える太陽光発電システム１０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0154】

図３４は、実施の形態５の太陽光発電システム１０の構成を説明する説明図である。太陽電池パネル３１は、皿状の額縁部３３に固定されている。額縁部３３の下面に、カメラ６１が固定されている。カメラ６１は、いわゆる魚眼レンズを備えることが望ましい。

【0155】

フロート３５は、たとえば透光性の材料で形成されており、上部に開口を有する容器型である。額縁部３３および太陽電池パネル３１が開口を水密に閉鎖する蓋の機能を果たす。それぞれのカメラ６１の電源は、太陽電池パネル３１から供給される。カメラ６１の電源は、図示を省略する無線受電アンテナを介して、図示を省略するＰＣＳから供給されてもよい。

【0156】

カメラ６１により撮影された画像は、無線通信によりたとえば太陽光発電システム１０を制御する制御室にリアルタイムで送信される。なお、図３４においてはすべての太陽光発電ユニット３０がカメラ６１を備えるが、カメラ６１を備える太陽光発電ユニット３０と、備えない太陽光発電ユニット３０とが混在していてもよい。

【0157】

太陽電池アレイ２０が長期間運用されると、たとえば貝および海藻等の付着物６５がフロート３５の表面に付着する場合がある。付着物６５が多くなると、フロート３５が沈みやすくなるため、付着物６５を除去するメンテナンス作業が必要である。付着物６５の付きかたは、海水温および海流等により変動する。

【0158】

制御室では、カメラ６１により撮影された画像をオペレータが適宜観察して、付着物６５の量を確認できる。オペレータは、付着物６５の量が多いと判断した場合、水中ドローン７０を操作してフロート３５の表面を観察してもよい。水中ドローン７０を使用することにより、カメラ６１では観察できない部分も観察できる。

【0159】

オペレータは、付着物６５の状況に応じてメンテナンスの計画を立案する。なお、たとえば画像解析により付着物６５の量が自動的に判定され、付着物６５が多い場合にオペレータに対する通知が行われてもよい。

【0160】

カメラ６１の近傍に照明用のライトが配置されていてもよい。たとえば太陽電池パネル３１が透光性である場合、太陽電池と蓄電池とを搭載したライトを使用し、昼間に蓄電池に蓄えた電力を使用してライトを点灯できる。ライトは、太陽電池パネル３１により発電された電力の一部を蓄える蓄電池に接続されていてもよい。ライトの電源は、図示を省略する無線受電アンテナを介して、図示を省略するＰＣＳから供給されてもよい。夜間等の周囲が暗い時間帯であっても付着物６５を観察可能な太陽光発電システム１０を提供できる。

【0161】

フロート３５は、多数の独立気泡が分散した発泡樹脂製であり、カメラ６１がフロート３５の内部に包埋されていてもよい。外光が明るい時間帯であれば、付着物６５が付着した方向は暗く、付着物６５が付着していない方向は明るい画像がカメラ６１により撮影される。オペレータは、付着物６５の詳細な形状を撮影することは難しいが、付着物６５が多量に付着しているか否かは判定可能である。

【0162】

なお、フロート３５の形状は任意である。たとえばフロート３５の形状は、実施の形態１、実施の形態１の変形例、実施の形態２および実施の形態２の変形例で説明した任意のフロート３５の形状であってもよい。

【0163】

太陽光発電ユニット３０は、実施の形態３および実施の形態３の変形例で説明した任意の接触防止部４５を有してもよい。

【0164】

本実施の形態によると、付着物６５除去のためのメンテナンスの時期を適切に判断可能な太陽光発電システム１０を提供できる。

【0165】

各実施例で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0166】

特許請求の範囲に記載した独立請求項および従属請求項は、引用形式に関わらずあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載しても良い。

【符号の説明】

【0167】

１０ 太陽光発電システム
１５ 係留ロープ
２０ 太陽電池アレイ
３０ 太陽光発電ユニット
３１ 太陽電池パネル
３２ 太陽電池セル
３３ 額縁部
３４ ヒレ
３５ フロート
３５１ フロート開口
３６ 反射鏡
３７１ 窪み
３７２ 溝
３８ 連結部
３９ 錘
４５ 接触防止部
４５１ 支持柱
４５２ 接続部
５１ 配線材
５２ バイパスダイオード
５６ 明暗コントロールパネル
６１ カメラ
６５ 付着物
７０ 水中ドローン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】