(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-19
(54)【発明の名称】光発電設備
(51)【国際特許分類】
H02S 30/00 20140101AFI20241112BHJP
F03D 1/06 20060101ALI20241112BHJP
H02S 20/20 20140101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
H02S30/00
F03D1/06 A
H02S20/20 200
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024525229
(86)(22)【出願日】2022-08-18
(85)【翻訳文提出日】2024-04-26
(86)【国際出願番号】 IB2022057755
(87)【国際公開番号】W WO2023073443
(87)【国際公開日】2023-05-04
(31)【優先権主張番号】070453/21
(32)【優先日】2021-10-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CH
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524021006
【氏名又は名称】プラネール・ソシエテ・アノニム
(74)【代理人】
【識別番号】100069556
【弁理士】
【氏名又は名称】江崎 光史
(74)【代理人】
【識別番号】100111486
【弁理士】
【氏名又は名称】鍛冶澤 實
(74)【代理人】
【識別番号】100191835
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 真介
(74)【代理人】
【識別番号】100221981
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 大成
(74)【代理人】
【識別番号】100208258
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 友子
(72)【発明者】
【氏名】ペレ・リオネル
【テーマコード（参考）】
3H178
5F251
【Ｆターム（参考）】
3H178AA03
3H178AA40
3H178BB90
3H178CC02
3H178DD70X
5F251JA13
(57)【要約】
【課題】多種多様な設置場所に適応できる光発電設備と、ブレードの再利用を提案する。
【解決手段】本発明は、梁（２５）をなす、水平方向軸線の風力タービンの少なくとも１つのリサイクルされたブレード又は水平方向軸線の風力タービンのリサイクルされたブレードの１区間を備えた、光発電モジュール（１６）に関し、梁（２５）に固定された複数の横部材（２６）であって、各横部材が光発電パネル（１８）を支えている、複数の横部材（２６）を特徴とする。
【解決手段】本発明は、梁（２５）をなす、水平方向軸線の風力タービンの少なくとも１つのリサイクルされたブレード又は水平方向軸線の風力タービンのリサイクルされたブレードの１区間を備えた、光発電モジュール（１６）に関し、梁（２５）に固定された複数の横部材（２６）であって、各横部材が光発電パネル（１８）を支えている、複数の横部材（２６）を特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
梁（２５）を形成する少なくとも１つの再利用した水平軸風力タービンブレード又は再利用した水平軸風力タービンブレード部分を備える光発電モジュール（１６）において、前記梁（２５）に固定された複数の横部材（２６）であって、各横部材が光発電パネル（１８）を担持している、複数の前記横部材（２６）を特徴とする、光発電モジュール（１６）。
【請求項2】
前記横部材（２６）は前記横部材の中央で直角に前記梁に固定され、各横部材は二列の前記光発電パネル（１８）を担持している、請求項１に記載の光発電モジュール。
【請求項3】
各横部材（２６）は、前記横部材の中央部にクランプ構造（２７）を備え、前記梁（２５）を形成する風力タービンブレード又は風力タービンブレード部分を、前記クランプ構造（２７）がクランプするようになっている、請求項１又は２に記載の光発電モジュール。
【請求項4】
前記梁（２５）の第１端部が載る第１垂直支柱と、前記梁（２５）の第２端部を支持する第２支柱とを備えて、前記梁（２５）と、前記横部材（２６）と、前記光発電パネル（１８）とが同一水平面内に位置する、請求項１から３のいずれか一項に記載の光発電モジュール。
【請求項5】
請求項４に記載の光発電モジュールを備えて、通信路（８０、８１）又は水路に沿って次々に配置された、光発電設備。
【請求項6】
前記光発電モジュール（１６）が、前記通信路（８０、８１）又は前記水路に直交する前記梁（２５）とともに配置されている、請求項５に記載の光発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に（だが非限定的に）道路及び高速道路に近いところの光発電システムの設計、設置、製造、変更、そして容易な保守用のモジュラーシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
光発電設備は既に非常に重要なものであり、その数は、特にシリコン光発電パネルの価格が下がり続けていることで、一定して増加している。とはいえ、太陽光発電設備は未だ見た目が悪く、大きな面積を占める。屋根の上は別として、新しい設備を設置可能な場所を見つけるのは難しい。
【0003】
風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する設備もまた、知られている。現在最も普及しているのは水平軸風力発電機であり、一般にマストの頂部に配置されたナセルを備える。ナセルはその時々の風向きに応じて回転できるもので、風が水平な軸線まわりに回転するタービンを支えている。これらの構造物はかなりの大きさに達するものがあり、最近の強力なタービンのブレード（風車の羽根の部分）は８０メートル又はそれ以上の長さを持つ。
【0004】
風力タービンのブレードが寿命を迎えるとどうなるかは、世界的な問題である。多くの場合、ブレードはより効率的な新しいブレードへの交換のため取り外される。ほとんどのブレードは、熱硬化性樹脂及びガラス繊維、アラミド繊維又は炭素繊維からなる複合材料で作られ、通常の方法ではリサイクルできない。ブレードは一般的に、耐用年数が過ぎると廃棄物として処理される。これらの製品をリサイクルする方法は既知であり、例えば熱硬化性マトリックスの熱分解又はソルボリシスを備え、繊維成分を回収する。しかし、これらの方法には多大なエネルギーコスト及び経済コストがかかり、その結果、リサイクル製品の品質が低下する。
【0005】
ほとんどの場合、寿命が尽きた風力タービンブレードは、汚染物質及び微粒子を排出しながら、焼却されるか、もしくは経済的な粉砕又は破砕方法がない場合には、単に埋立地に埋設される。幾つかの国では、このような行為を禁止しているか、又は禁止を検討している。
【0006】
古く未使用のブレードは、風力タービンの唯一のリサイクル不可能な構成部品であるため、多大なコストがかかる。したがって、これらの製品を再利用する効率的で経済的な方法が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明のいくつかの目的の１つは、多種多様な設置場所に適応できる光発電設備を提案することである。
【0008】
本発明のもう一つの目的は、風力タービンのブレードが廃棄物になるのを防ぐために、寿命が尽きたブレードの再利用を提案することである。この目的は、他の目的と組み合わせても良いし、又は独立していても良い。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明では、これらの目的は、特に、添付の特許請求の範囲の主題によって、そして特に、梁を形成する少なくとも１つの再利用された水平軸風力タービンブレード又は再利用された水平軸風力タービンブレード部分を備える光発電モジュールであって、梁に固定された複数の横部材を備え、各横部材が光発電パネルを担持していることを特徴とする光発電モジュールによって達成される。
【0010】
従属請求項は、有用、有利又は望ましいが必須ではない特徴を導入している。それらは、例えば、横部材がその中央で直角に梁に固定されること、又は鋭角に梁から離れるように延在していること、各横部材が二列の光発電パネルを担持すること、及びその中央にクランプ構造を備えてよく、上面及び下面で梁を形成する風力タービンタービンブレード又は風力タービンブレード部分をクランプするように構成されることに関する。モジュールは、一端の垂直支柱及び好ましくは反対側の第２端部を支持する第２支柱によって水平姿勢で支持される。
【0011】
本発明のモジュールは、いくつかの用途に使ってよい。注目すべき一例は、道路に沿って次々と配置される複数の水平光発電設備モジュールを備える「ソーラーハイウェイ」であり、各モジュールの支柱は、各モジュールが道路に架かる橋を形成するように、道路の対向する２つの側に設置される。
【0012】
いくつかの実施形態では、本発明は再利用された風力タービンブレードを利用する。使用済み製品の材料を新しい製品の製造に再導入するリサイクルとは異なり、再利用は製品の構造を維持しながら別の用途に使用する。本発明の文脈では、風力タービンのローターに使用するために設計された空力構造が、最初の使用後に別の用途に使用されることを含む。再利用されるブレードには、仕様に適合しない又はその他の理由により、当初意図された用途に使用されたことのない新製品も含まれる。再使用（再利用とも呼ばれる）には、元の製品を研削又は粉砕する必要はないが、例えば切断、塗装、穴あけ、組立体等の準備及び加工工程が含まれる場合がある。本発明の文脈では、例えば、ブレード全体又は所望の長さに切断したブレードの部分のいずれかを使ってよい。
【0013】
光発電モジュールが「平面」又は「平面にある」と記載されている場合、これはモジュールが理想的な幾何学的平面に含まれていることを意味するのではなく、材料の柔軟性に起因する不可避の変形を許容しつつ、それらの配置が本質的に平面であることを意味する。水平軸風力タービンのブレードは、非常に大きな静荷重及び動荷重に耐える能力を持っていて、大きな面積のソーラーパネルを十分に支えられる。とはいえ、ブレードは弾性構造であるため、負荷がかかるとかなりのたわみが生じる。ブレードの寸法が大きいため、これらの変形は控えめである。
【0014】
本発明の実施例は、添付の図に表された、記載に提示される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明では、光発電モジュール１６は、図１に示すように、複数の光発電パネルを備える平面構造である。太陽電池パネル１８は、直接太陽放射に加えて、下方から来る散乱光も集めるように、好ましくは二面である。各モジュールは、再利用された水平軸風力タービンのブレード、又は水平軸風力タービンのブレード部分である少なくとも１本の支持梁２５を備える。
【0017】
図１は、光発電モジュールにおける光起電力パネルの配置を示している。この変形例では、ブレード２５は、複数の横部材２６を担持していて、複数の横部材２６はその中央で直角に交差し、横部材２６の長さに沿って規則的に配置されている。各横部材２６は、例えば図３に示すように、ブレード２５をクランプする構造体２７によってブレード２５に固定され、上面及び下面に支承されている。横部材はブレード２５の両側から対称に延在している。クランプ形状は、風力タービンブレード２５の内部構造、特にブレード２５の内部補強材（断面で概略的に示す）の位置に関連して設計される。
【0018】
各横部材は、二列の光発電モジュール１８を持つ。有利なことに、横部材２６は互いに独立していて、パネル１８に危険な力を伝達することなく、ブレード２５の必然的なたわみに追従できる。
【0019】
図２は、横部材２６を持つ単一の梁２５を備えるモジュール１６の変形例を示す。この変形例の横部材は、梁の長手方向軸線７２から鋭角に離れていくように延在している。本発明には、各モジュール１６に複数の梁を持つ、図示しない変形例も含まれる。梁は、平行に、「Ｖ」字形に、又は任意の適切な配置で配置され、１つ又はそれより多くの風力タービンブレード又は風力タービンブレード部分（複数）を備え得る。風力タービンブレードは、横部材２６又は架台２８の構造にも関与し得る。
【0020】
本発明の光発電モジュール１６の使用例を以下に示すが、この場合、梁２５及び横部材２６は実質的に水平に配置される。しかし、本発明はこの配置に限定されるものではない。
【0021】
上述のように、横部材２６は、風力タービンブレード２５の撓みに追従できるように、互いに独立していることが好ましい。図４は、ブレード２５によって形成された梁が変形していない、本発明による光発電モジュールの一部を示している。光発電パネル１８は基本的に同じ水平面内にある。各横部材２６を独立してブレード２５に固定するクランプパッド２７が見える。電力線３１はフレキシブルケーブルを備えて、光発電パネル１８によって生成された電気エネルギーをモジュールの一端に伝送する。
【0022】
図５は、梁２５がかなり変形した同じ光発電モジュールを示している。図は縮尺通りではない。変形及びたわみは、それらをより見やすくするために誇張されている。風力タービンブレード２５の全体的な湾曲により、光発電パネル１８は公称平面から外れる。横部材は独立しているため、機械的な力はパネルに伝わらない。パネルの列の間の空間は、パネル間の衝撃を避けるために、予想される最大の変形に従って寸法が決められている。図７は、梁２５が２つの支持梁の間に配置された場合に予想されるような上向きのくぼみを持つ変形を示しているが、本発明の光発電モジュールは、梁２５が片持ち梁で支持されている場合には、下向きのくぼみを持つ変形にも耐えられ、また、例えばねじれなどのより複雑な変形にも耐えられる。
【0023】
図６は、本発明による光発電設備を示し、複数の光発電モジュールが、例えば幹線道路又は高速道路８０のような通信路に沿って次々と配置されている。通信路は、このような光発電設備にとって望ましい条件を提供することが多い。日照条件は一般に良好であり、（設備への）アクセスも良好である。さらに、道路には送電線が敷設されていることが多く、現地で使えないエネルギーを配電できる。図では、光発電モジュールがほぼ三角形に交互に配置され、対象範囲を最大限にしているが、他の配置もあり得る。
【0024】
モジュールは、一端が主支柱４２によって支持され、そして好ましくは、梁２５に沿ってさらに配置された補助支柱４８によって支持される。有利には、梁２５は、風力タービンのハブにブレードを接続するために元々設けられている根元（図示せず）を介して主支柱にボルトで固定してよい。主支柱４２及び補助支柱４８は、光発電モジュール１６が道路を水平に横切り、車両がその上を通過する道路の向かい合った２辺に設置される。太陽光発電に加えて、本発明のモジュールは、道路標識、監視カメラ、又は道路及び交通の管理及び制御に有用なその他の装置を支持可能である。
【0025】
図７に示すように、本発明の光発電モジュール１６は、道路及び高速道路と同様の利点を持つ他の通信路（連絡路）、例えば鉄道８１に沿って配置してよい。幅及び覆われる構造に応じて、モジュールは直交して設置される場合もあれば、ここに示すように斜めに設置される場合もある。本発明のこの変形が適用される通信路には、運河及び航行可能な水路も含まれる。
【0026】
さらに、モジュール１６は、河川、水路、小川、水道橋、灌漑用水路、ガス、石油の輸送用パイプライン、ペンストック、その他に沿って配置してよい。
【0027】
本発明の光発電モジュール１６は、交通を隠し、騒音を減衰させ、太陽及び雨から保護する障壁としても機能し得る。貯水池、遊歩道、駐車場、スポーツ施設、駅、都市空間等、他の開けた空間にも同様の設置又は類似の設置を適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0028】
１６ 光発電モジュール
１８ 光発電パネル
２５ 再利用した風力タービンブレード、梁
２６ リブ
２７ クランプ手段
２８ 架台
３１ ケーブル
４２ 主柱
４８ 補助支柱
７２ 梁の長手方向軸線
８０ 高速道路
８１ 鉄道
１８ 光発電パネル
２５ 再利用した風力タービンブレード、梁
２６ リブ
２７ クランプ手段
２８ 架台
３１ ケーブル
４２ 主柱
４８ 補助支柱
７２ 梁の長手方向軸線
８０ 高速道路
８１ 鉄道
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2024-05-01
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0027】
本発明の光発電モジュール１６は、交通を隠し、騒音を減衰させ、太陽及び雨から保護するための障壁としても機能し得る。貯水池、遊歩道、駐車場、スポーツ施設、駅、都市空間等、他の開けた空間にも同様の設置又は類似の設置を適用できることは言うまでもない。
本願は例えば次の観点を提供する。
［観点１］
梁（２５）を形成する少なくとも１つの再利用した水平軸風力タービンブレード又は再利用した水平軸風力タービンブレード部分を備える光発電モジュール（１６）において、
前記梁（２５）に固定された複数の横部材（２６）であって、各横部材が光発電パネル（１８）を担持している、複数の前記横部材（２６）を特徴とする、光発電モジュール（１６）。
［観点２］
前記横部材（２６）は前記横部材の中央で直角に前記梁に固定され、各横部材は二列の前記光発電パネル（１８）を担持している、観点１に記載の光発電モジュール。
［観点３］
各横部材（２６）は、前記横部材の中央部にクランプ構造（２７）を備え、前記梁（２５）を形成する風力タービンブレード又は風力タービンブレード部分を、前記クランプ構造（２７）がクランプするようになっている、観点１又は２に記載の光発電モジュール。
［観点４］
前記梁（２５）の第１端部が載る第１垂直支柱と、前記梁（２５）の第２端部を支持する第２支柱とを備えて、前記梁（２５）と、前記横部材（２６）と、前記光発電パネル（１８）とが同一水平面内に位置する、観点１から３のいずれか一つに記載の光発電モジュール。
［観点５］
観点４に記載の光発電モジュールを備えて、通信路（８０、８１）又は水路に沿って次々に配置された、光発電設備。
［観点６］
前記光発電モジュール（１６）が、前記通信路（８０、８１）又は前記水路に直交する前記梁（２５）とともに配置されている、観点５に記載の光発電設備。
本願は例えば次の観点を提供する。
［観点１］
梁（２５）を形成する少なくとも１つの再利用した水平軸風力タービンブレード又は再利用した水平軸風力タービンブレード部分を備える光発電モジュール（１６）において、
前記梁（２５）に固定された複数の横部材（２６）であって、各横部材が光発電パネル（１８）を担持している、複数の前記横部材（２６）を特徴とする、光発電モジュール（１６）。
［観点２］
前記横部材（２６）は前記横部材の中央で直角に前記梁に固定され、各横部材は二列の前記光発電パネル（１８）を担持している、観点１に記載の光発電モジュール。
［観点３］
各横部材（２６）は、前記横部材の中央部にクランプ構造（２７）を備え、前記梁（２５）を形成する風力タービンブレード又は風力タービンブレード部分を、前記クランプ構造（２７）がクランプするようになっている、観点１又は２に記載の光発電モジュール。
［観点４］
前記梁（２５）の第１端部が載る第１垂直支柱と、前記梁（２５）の第２端部を支持する第２支柱とを備えて、前記梁（２５）と、前記横部材（２６）と、前記光発電パネル（１８）とが同一水平面内に位置する、観点１から３のいずれか一つに記載の光発電モジュール。
［観点５］
観点４に記載の光発電モジュールを備えて、通信路（８０、８１）又は水路に沿って次々に配置された、光発電設備。
［観点６］
前記光発電モジュール（１６）が、前記通信路（８０、８１）又は前記水路に直交する前記梁（２５）とともに配置されている、観点５に記載の光発電設備。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
梁を形成する少なくとも１つの再利用した水平軸風力タービンブレード又は再利用した水平軸風力タービンブレード部分を備える光発電モジュールにおいて、前記梁に固定された複数の横部材であって、各横部材が光発電パネルを担持している、複数の前記横部材を特徴とする、光発電モジュール。
【請求項2】
前記横部材は前記横部材の中央で直角に前記梁に固定され、各横部材は二列の前記光発電パネルを担持している、請求項１に記載の光発電モジュール。
【請求項3】
各横部材は、前記横部材の中央部にクランプ構造を備え、前記梁を形成する風力タービンブレード又は風力タービンブレード部分を、前記クランプ構造がクランプするようになっている、請求項１に記載の光発電モジュール。
【請求項4】
前記梁の第１端部が載る第１垂直支柱と、前記梁の第２端部を支持する第２支柱とを備えて、前記梁と、前記横部材と、前記光発電パネルとが同一水平面内に位置することを特徴とする、請求項１に記載の光発電モジュール。
【請求項5】
請求項４に記載の光発電モジュールを備えて、通信路又は水路に沿って次々に配置された、光発電設備。
【請求項6】
前記光発電モジュールが、前記通信路又は前記水路に直交する前記梁とともに配置されている、請求項５に記載の光発電設備。
【国際調査報告】