特表 2024-546142 ３次元太陽光発電モジュール

(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】2024-12-17

(54)【発明の名称】３次元太陽光発電モジュール

(51)【国際特許分類】

   H02S 30/00 20140101AFI20241210BHJP

【ＦＩ】

H02S30/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024535653

(86)(22)【出願日】2022-12-27

(85)【翻訳文提出日】2024-06-12

(86)【国際出願番号】 FR2022052508

(87)【国際公開番号】W WO2023126611

(87)【国際公開日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】21/14686

(32)【優先日】2021-12-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524223585

【氏名又は名称】ゴーティエ シルヴァン

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ゴーティエ シルヴァン

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251BA11

5F251JA02

5F251JA03

5F251JA04

5F251JA13

5F251JA23

(57)【要約】

３次元太陽光発電モジュール（２）は、３次元支持構造（３）であって、前記３次元支持構造は、中心軸（Ａ）と、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）の周りに分散配置された複数の支持要素（４）とを含み、それぞれの支持要素（４）は、頂点（５）と、実質的に平面であり稜線（Ｌｅ）に沿って互いに接続されている、２つの支持面（６）とを含み、前記支持要素（４）のそれぞれの前記稜線（Ｌｅ）は、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）に対して傾斜しており、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）から離れて、それぞれの前記支持要素（４）の前記頂点（５）まで延びている、３次元支持構造（３）と、前記３次元支持構造（３）に固定された、複数の太陽光発電パネル（７）であって、それぞれの前記太陽光発電パネル（７）は、対応する支持面（６）上に配置され、前記対応する支持面（６）と実質的に平行に延び、それぞれの太陽光発電パネル（７）は、少なくとも１つの太陽電池を備え、それぞれの前記支持面（６）を少なくとも部分的に覆っている、太陽光発電パネル（７）と、を備えた３次元太陽光発電モジュール（２）。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

３次元太陽光発電モジュール（２）であって、前記３次元太陽光発電モジュール（２）は、
３次元支持構造（３）であって、
前記３次元支持構造（３）は、中心軸（Ａ）と、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）の周りに分散配置された複数の支持要素（４）とを含み、それぞれの支持要素（４）は、頂点（５）と、実質的に平面であり稜線（Ｌｅ）に沿って互いに接続されている、２つの支持面（６）とを含み、前記支持要素（４）のそれぞれの前記稜線（Ｌｅ）は、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）に対して傾斜しており、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）から離れて、それぞれの前記支持要素（４）の前記頂点（５）まで延びている、
３次元支持構造（３）と、
前記３次元支持構造（３）に固定された、複数の太陽光発電パネル（７）であって、
それぞれの前記太陽光発電パネル（７）は、対応する支持面（６）上に配置され、前記対応する支持面（６）と実質的に平行に延び、それぞれの前記太陽光発電パネル（７）は、少なくとも１つの太陽電池を備え、それぞれの前記支持面（６）を少なくとも部分的に覆っている、
太陽光発電パネル（７）と、
を備えた３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項2】

前記支持要素（４）の前記頂点（５）は、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）の周りに分散配置されている、
請求項１に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項3】

前記支持要素群（４）の前記頂点（５）は、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）から等距離である、
請求項１又は２に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項4】

前記稜線（Ｌｅ）は、前記３次元支持構造（３）の実質的に前記中心軸（Ａ）上に位置する交点において、交差している、
請求項１－３のいずれか１項に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項5】

前記稜線（Ｌｅ）のそれぞれは、前記中心軸（Ａ）に対して、１０°－４０°の範囲であり、好適には２０°－３０°の範囲であり、例えば、約２６°をなす傾斜角（α）の分だけ傾斜している、
請求項１－４のいずれか１項に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項6】

前記支持面（６）のそれぞれは、概ね三角形の形状である、
請求項１－５のいずれか１項に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項7】

前記支持要素（４）の個数は、３－６の範囲である、
請求項１－６のいずれか１項に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項8】

それぞれの前記支持要素（４）のうちの２つの前記支持面（６）は、対応する前記稜線（Ｌｅ）を通る、対応する対称面（Ｐ）に対して対称である、
請求項１－７のいずれか１項に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項9】

前記支持要素（４）の前記対称面（Ｐ）は、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）と実質的に一致する交線に従って交差している、
請求項８に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項10】

前記３次元支持構造（３）の下に配置され、かつ、前記太陽光発電パネル（７）に接続されている電線が少なくとも部分的に収容される内側ハウジング（９）を、少なくとも部分的に規定する、基部（８）をさらに備えた、
請求項１－９のいずれか１項に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項11】

前記基部（８）は、多角形の形状、例えば、概ね六角形である、
請求項１０に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項12】

前記太陽光発電パネル（７）を覆う保護キャップ（１４）を備え、前記保護キャップ（１４）は、光放射に対して透明な材料で作られている、
請求項１－１１のいずれか１項に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項13】

前記保護キャップ（１４）の上面に配置された、反射防止表面層（１５）を備えた、
請求項１－１２のいずれか１項に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項14】

請求項１－１３のいずれか１項に記載の前記３次元太陽光発電モジュールを複数個、備えた太陽光発電装置であって、
前記３次元太陽光発電モジュールは隣接して配置されている、
太陽光発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して太陽光発電の分野に関する。より具体的には、３次元太陽光発電モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光発電の分野では、一般的に、上から順に、
・下層の半導体層での、太陽光線の反射を制限する反射防止層、
・下層の半導体層を保護する保護ガラス層、
・導電グリッド、
・Ｎ型又はＰ型半導体層、
・Ｐ型又はＮ型半導体層、及び
・ベース層、
から一般にはなる、いくつかの層の重ね合わせによって構成される２次元太陽光発電パネルを使用することが知られている。

【0003】

このタイプの太陽光発電パネルの主な欠点は、１ｍ^２あたりのエネルギー生産量が低いことである。実際に、２次元太陽光発電パネルでは、１ｍ^２あたりのエネルギー生産量は、最適化されていない。

【0004】

加えて、このタイプの太陽光発電パネルは、１日を通して、均一なエネルギー生産を行うわけではない。実際に、この生産はガウスの法則に従い、太陽が最も高い位置にある時に最大になり、１日の残りの時間、具体的には１日の始め及び終わりに少なくなる。

【0005】

さらに、従来の解決策では、太陽光発電パネルを、太陽放射に対して最適な方向に向ける必要があり、それは、そのような太陽光発電パネルを収容している建物の構成によっては、必ずしも容易ではない。

【0006】

そのような欠点を克服するために、
・正方形の基部を持つピラミット形状を有し、それぞれが三角形の形状を有する４つの支持面を備えた３次元支持構造、と
・３次元支持構造に固定された複数の太陽光発電パネルであって、それぞれの太陽光発電パネルは、対応する支持面上に配置され、この対応する支持面と実質的に平行に延び、それぞれの太陽光発電パネルは、少なくとも１つの太陽電池を備え、それぞれの支持面を少なくとも部分的に覆っている、太陽光発電パネルと、
を備えた３次元太陽光発電モジュールを製造することが知られている。

【0007】

３次元太陽光発電モジュールのそのような構成によって、太陽電池の活物質で覆われた展開面積を増加させることが可能になり、したがって、太陽が南中しており、３次元太陽光発電モジュールが水平面上に配置される時、従来の太陽光発電パネルより、単位面積あたりのエネルギーをより多く生成することが可能になる。

【0008】

しかし、１日を通して、太陽の動きによって３次元支持構造によって発生される影のせいで、そのような３次元太陽光発電モジュールによって年間に生成されるエネルギー量は、最適ではない。加えて、太陽の動きのいくつかの時点では、太陽光発電パネルのいくつかは太陽光を受光しておらず、太陽光を受光している太陽光発電パネルによって供給されるエネルギーに対抗する負荷抵抗を発生し、それは、そのような３次元太陽光発電モジュールによって、年間に生成されるエネルギー量を、さらに制限してしまう。

【0009】

さらに、前述のタイプの複数の３次元太陽光発電モジュールがともに組み立てられ、太陽光発電装置を形成する時、それぞれの３次元支持構造は、太陽の動きによって、隣接する３次元太陽光発電モジュールの太陽光発電パネルに対して、影、さらには暗さをもたらし、それは、したがって、そのような太陽光発電装置によって年間に生産されるエネルギー量を、大幅に制限してしまう。

【発明の概要】

【0010】

本発明は、上述の欠点を克服することを目的とする。

【0011】

したがって、本発明の原点にある技術的課題は、従来の３次元太陽光発電モジュールよりも、単位面積あたりの年間エネルギー生産量が多い３次元太陽光発電モジュールを提供することである。

【0012】

この目的のために、本発明は、
３次元支持構造であって、
前記３次元支持構造は、中心軸と、前記３次元支持構造の前記中心軸の周りに分散配置された複数の支持要素とを含み、それぞれの支持要素は、頂点と、実質的に平面であり稜線に沿って互いに接続されている、２つの支持面とを含み、前記支持要素のそれぞれの前記稜線は、前記３次元支持構造の前記中心軸に対して傾斜しており、前記３次元支持構造の前記中心軸から離れて、それぞれの前記支持要素の前記頂点まで延びている、
３次元支持構造と、
前記３次元支持構造に固定された、複数の太陽光発電パネルであって、
それぞれの前記太陽光発電パネルは、対応する支持面上に配置され、前記対応する支持面と実質的に平行に延び、それぞれの太陽光発電パネルは、少なくとも１つの太陽電池を備え、それぞれの前記支持面を少なくとも部分的に覆っている、
太陽光発電パネルと、
を備えた３次元太陽光発電モジュールに関する。

【0013】

３次元支持構造のそのような構成、したがって、異なる太陽光発電パネルの向きの構成によって、太陽の動きの各時点で、３次元太陽光発電モジュールの太陽光を受光している表面を最大化するので、太陽から生じる大量のエネルギーを捕捉することができ、それによって、太陽の位置に応じて３次元太陽光発電モジュールの向きを変更するように構成された、いかなる駆動機構も必要としない。

【0014】

特に、支持要素の配置は、３次元支持構造の他の支持要素に対する、具体的には、３次元支持構造の他の支持要素の支持面に配置された太陽光発電パネルに対する、それぞれの支持要素によって発生する投影の現象を制限し、３次元太陽光発電モジュール内への良好な光の透過が可能になる。

【0015】

加えて、支持要素、したがって支持面の配置を考慮すると、全ての太陽光発電パネルは、太陽の動きの大部分にわたり、少なくとも部分的に同時に太陽光を受光しており、それは、１日を通して（特に、太陽が昇る時期及び沈む時期に）、したがって、１年も通して、より規則正しいエネルギー生産を保証する。支持要素の配置は、先行技術の３次元太陽光発電モジュールと比較して、１日のより早い時間から１日のより遅い時間まで、電気を作り出すことも可能にする。

【0016】

さらに、太陽光発電パネルが直接的に太陽光を受光していないとき（それぞれの支持要素によって発生する自身の影によって）、それにもかかわらず、他の支持要素上に設けられた太陽光発電パネルによって反射された光の、少なくとも一部を捕捉することが可能である。換言すれば、本発明による３次元太陽光発電モジュールは、他の支持要素の支持面上に配置された太陽光発電パネル上の、それぞれの支持要素によって発生する暗さのリスクを大幅に低減する。最後に、支持要素に設けられた太陽光発電パネルが、直接的にも間接的にも太陽光を受光していない場合でも、これは、太陽光を受光していない３次元太陽光発電モジュールにある太陽光発電パネルの一部に過ぎない。

【0017】

その結果、３次元太陽光発電モジュールは、瞬間的にだけではなく、とりわけ年間を通じても、従来の太陽光発電パネル、及び従来の３次元太陽光発電モジュールより、単位面積あたり、より多くのエネルギーを生産することが可能になる。

【0018】

３次元太陽光発電モジュールは、単独で、又は組合せで考慮される、以下の特徴のうちの１つ以上を、さらに有し得る。

【0019】

本発明の実施形態によれば、支持要素の支持面の展開表面の、３次元太陽光発電モジュールによって占められている地表面に対する比は、３より大きく、例えば、４－６の範囲であり、好適には、４．５－５．５の範囲である。これらの配置は、先行技術の３次元太陽光発電モジュールによって単位面積あたりに生産されるエネルギーと比較して、単位面積あたり、比較的に高いエネルギー生産を保証する。

【0020】

本発明の実施形態によれば、３次元太陽光発電モジュールの中心軸は、３次元太陽光発電モジュールが水平面上に配置された時に、実質的に垂直に延びるように構成される。

【0021】

本発明の実施形態によれば、前記複数の太陽光発電パネルの太陽光発電パネルは、互いに異なり、直列及び／又は並列に接続される。

【0022】

本発明の別の実施形態によれば、前記複数の太陽光発電パネルのうちの、少なくとも１つの太陽光発電パネル、例えば、それぞれの太陽光発電パネルは、可撓性である。

【0023】

本発明の実施形態によれば、それぞれの太陽光発電パネルは、並列及び／又は直列に接続された、複数の太陽電池を備える。

【0024】

本発明の実施形態によれば、支持要素の頂点は、３次元支持構造の中心軸の周りに、分散配置、例えば、均等に分散配置される。

【0025】

本発明の実施形態によれば、支持要素群の頂点は、３次元支持構造の中心軸から等距離である。換言すれば、支持要素の頂点は、３次元支持構造の中心軸を中心とする円上に配置される。

【0026】

本発明の実施形態によれば、稜線は、実質的に、３次元支持構造の中心軸上に位置する交点で割線となる。

【0027】

本発明の実施形態によれば、それぞれの稜線は、直線である。

【0028】

本発明の実施形態によれば、稜線は、３次元支持構造の中心軸の周りに、均等に分散配置される。

【0029】

本発明の実施形態によれば、稜線のそれぞれは、中心軸に対して、１０°－４０°の範囲であり、好適には２０°－３０°の範囲であり、例えば、約２６°をなす傾斜角で傾斜している。

【0030】

本発明の実施形態によれば、支持面のそれぞれは、概ね三角形の形状を有する。

【0031】

本発明の実施形態によれば、それぞれの支持面は、それぞれの稜線に沿って延びている第１端、それぞれの支持要素の頂点まで延びている第２端、及び、それぞれの支持要素の頂点の反対側である第３端を含む。好適には、それぞれの支持面の第２端は、それぞれの頂点の反対側にあり、それぞれの頂点よりも中心軸に近い末端を有する。

【0032】

本発明の実施形態によれば、それぞれの支持面の第２端は、３次元支持構造の中心軸に対して傾斜しており、その結果、それぞれの頂点の反対側である、この第２端の末端は、それぞれの頂点よりも中心軸に近くなる。

【0033】

本発明の実施形態によれば、それぞれの支持要素のそれぞれの支持面は、中心軸に対して平行であり、かつ、この支持面の第３端を通過している、それぞれの基準面に対して、５°－１０°、例えば、約７°をなす傾斜角で傾斜している。

【0034】

本発明の実施形態によれば、ぞれぞれの支持面の第１端は、３５ｍｍ－５５ｍｍの範囲であり、好適には、４０ｍｍ－５０ｍｍの範囲であり、例えば、約４４ｍｍの長さを有する。

【0035】

本発明の実施形態によれば、ぞれぞれの支持面の第２端は、５５ｍｍ－７５ｍｍの範囲であり、好適には、６０ｍｍ－７０ｍｍの範囲であり、例えば、約６５ｍｍの長さを有する。

【0036】

本発明の実施形態によれば、ぞれぞれの支持面の第３端は、２５ｍｍ－４５ｍｍの範囲であり、好適には、３０ｍｍ－４０ｍｍの範囲であり、例えば、約３４ｍｍの長さを有する。

【0037】

本発明の実施形態によれば、支持要素の個数は、３－６の範囲である。

【0038】

本発明の実施形態によれば、３次元支持構造の隣接する支持要素の各対について、２つの隣接する支持要素の、隣接する支持面は、互いに反対側に位置する。

【0039】

本発明の実施形態によれば、３次元支持構造の隣接する支持要素の各対について、３次元支持構造の中心軸に対して傾斜しており、かつ、３次元支持構造の中心軸から離れて下方に延びている接続領域に沿って、２つの隣接する支持要素の、隣接する支持面は、互いに接続されている。

【0040】

本発明の実施形態によれば、支持要素の全ての支持面は、異なる向きを有する。

【0041】

本発明の実施形態によれば、ぞれぞれの支持要素のうちの２つの支持面は、対応する稜線を通る、対応する対称面に対して対称である。

【0042】

本発明の実施形態によれば、支持要素の対称面は、３次元支持構造の中心軸と実質的に一致する交線に従って交差している。

【0043】

本発明の実施形態によれば、それぞれの支持要素は、それぞれの稜線を通過する対称面を有する。

【0044】

本発明の実施形態によれば、それぞれの支持要素は、上述から分かるように、三角形の形状、例えば、正三角形の形状を有する。換言すれば、３次元支持構造の中心軸に対して垂直である基準面上の、支持要素の全ての点の正射影は、三角形の形状の表面、好ましくは、正三角形の形状の表面を規定する。

【0045】

本発明の実施形態によれば、それぞれの支持面の第１端の、正三角形の形状の一辺に対する比は、１．７－２．２の範囲であり、好適には、１．８－２の範囲であり、例えば、１．９０－１．９５の範囲である。

【0046】

本発明の実施形態によれば、それぞれの支持面の第２端の、正三角形の形状の一辺に対する比は、２．７－３の範囲であり、好適には、２．８－２．９の範囲であり、例えば、約２．８６である。

【0047】

本発明の実施形態によれば、それぞれの支持面の第３端の、正三角形の形状の一辺に対する比は、１．２－１．８の範囲であり、好適には、１．３－１．７の範囲であり、さらに好適には、１．４－１．６の範囲である。本発明の実施形態によれば、３次元太陽光発電モジュール高さの、正三角形の形状の一辺に対する比は、２．５－３．５の範囲であり、好適には、２．８－３．３の範囲であり、例えば、３－３．１の範囲である。

【0048】

本発明の実施形態によれば、３次元太陽光発電モジュールは、３次元支持構造の下に配置され、かつ、太陽光発電パネルに接続されている電線が少なくとも部分的に収容される内側ハウジングを、少なくとも部分的に規定する、基部をさらに含む。

【0049】

本発明の実施形態によれば、基部は、多角形の形状、例えば、概ね六角形の形状を有する。

【0050】

本発明の実施形態によれば、３次元支持構造は、一体に作られている。

【0051】

本発明の実施形態によれば、３次元支持構造の支持要素は、互いに別個のものであり、３次元支持構造は、支持要素の組立によって形成される。

【0052】

本発明の実施形態によれば、３次元太陽光発電モジュールは、太陽光発電パネルを覆う、封止キャップとも呼ばれる保護キャップを含み、この保護キャップは、光放射に対して透明な材料で作られている。

【0053】

本発明の実施形態によれば、保護キャップは、支持要素の間に位置する内部空間を、少なくとも部分的に塞ぐように構成される。

【0054】

本発明の実施形態によれば、保護キャップは、透明樹脂を硬化させることによって形成される。

【0055】

本発明の実施形態によれば、３次元太陽光発電モジュールは、保護キャップの上面に配置された、反射防止表面層を含む。

【0056】

本発明の実施形態によれば、保護キャップの上面は、３次元支持構造の中心軸に対して、実質的に垂直に延びている。

【0057】

本発明の実施形態によれば、保護キャップの上面は、支持要素の頂点を超えて延びている。

【0058】

本発明の実施形態によれば、３次元太陽光発電モジュールは、全ての太陽光発電パネルの正極端子が電気的に接続されている主正極端子と、全ての太陽光発電パネルの負極端子が電気的に接続されている主負極端子とを備える。

【0059】

本発明の実施形態によれば、３次元太陽光発電モジュールは、多角形の形状をした断面、例えば、六角形の断面を有する。

【0060】

本発明の実施形態によれば、３次元太陽光発電モジュールは、３ｃｍ－６ｃｍ、例えば、約４ｃｍの高さを有する。特に、そのような３次元太陽光発電モジュールの高さは、３次元太陽光発電モジュールが、傾斜屋根又は水平屋根への設置を想定しているときに保持される。しかし、他の応用例、例えば、３次元太陽光発電モジュールが、実質的に垂直方向にしたがって設置が想定されているときには、３次元太陽光発電モジュールの高さは、６ｃｍよりはるかに高くなるかもしれない。

【0061】

本発明は、本発明による複数の３次元太陽光発電モジュールを備えた太陽光発電装置であって、前記３次元太陽光発電モジュールは隣接して配置されている、太陽光発電装置をさらに備える。好適には、太陽光発電装置は、延長平面に従って延びる。

【0062】

本発明の実施形態によれば、太陽光発電装置の、隣接する３次元太陽光発電モジュールの各対について、２つの隣接する３次元太陽光発電モジュールの基部は、並置されている、つまり、それらは互いに接触している。好適には、３次元太陽光発電モジュールの基部の一辺は、隣接する３次元太陽光発電モジュールの基部の一辺に沿って延び、かつ、隣接する３次元太陽光発電モジュールの基部の一辺と接触するように構成される。

【図面の簡単な説明】

【0063】

本発明は、添付の図を参照する以下の説明から、より良く理解されるであろう。添付の図において、同一の参照符号は、構造的に及び／又は機能的に同一又は類似の要素に対応する。

【図1】図１は、本発明による３次元太陽光発電モジュールの分解された概略図である。

【図2】図２は、図１の３次元太陽光発電モジュールに属する３次元支持構造の上面斜視図である。

【図3】図３は、太陽光発電パネルを備えた、図２の３次元支持構造の上面図である。

【図4】図４は、図２の３次元支持構造の側面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0064】

本明細書において、「太陽光発電パネル」とは、例えば、可撓性又は剛性であり得るベース基板層によって支持されているか、又は支持されていない、少なくとも１つ以上の太陽電池（群）を備えた太陽光発電素子であると理解されるべきである。

【0065】

図１－図４は、本発明の実施形態による、３次元太陽光発電モジュール２を示す。好適には、３次元太陽光発電モジュール２は、多角形の形状をした断面、例えば、六角形の断面を有する。

【0066】

３次元太陽光発電モジュール２は、３次元太陽光発電モジュール２が水平面上に配置された時に、垂直に延びるように構成された中心軸Ａを含む、３次元支持構造３を備える。

【0067】

３次元支持構造３は、中心軸Ａの周りに分散配置された複数の支持要素４を含む。好適には、支持要素４の個数は、３－６の範囲である。図で示されている実施形態によれば、支持要素４の個数は６に等しく、それぞれの支持要素４は、上方から見て、三角形の形状、例えば、正三角形の形状を有する。しかし、本発明の変形例では、支持要素４の個数は、３，４，又は５に等しくてもよい。

【0068】

例えば、３次元支持構造３は、一体に作られてもよく、例えば、３Ｄプリントによって得られてもよい。しかし、３次元支持構造３は、互いに別個の、つまり、例えば３Ｄプリントによって互いに独立して形成された、複数の支持要素４を組み立てることによっても得ることができる。

【0069】

それぞれの支持要素４は、頂点５と、実質的に平面である２つの支持面６とを含む。好適には、支持要素４の全ての支持面６は、異なる向きを有する。本発明の実施形態によれば、支持要素４の支持面６の展開表面の、３次元太陽光発電モジュール２によって占められている地表面に対する比は、３より大きく、例えば、４－６の範囲であり、好適には、４．５－５．５の範囲である。

【0070】

図２及び図３でより具体的に示されているように、それぞれの支持要素４の、２つの支持面６は、直線の稜線Ｌｅに沿って互いに接続される。それぞれの支持要素４の稜線Ｌｅは、中心軸Ａに対して傾斜しており、中心軸Ａから離れて、それぞれの支持要素４の頂点５まで延びている。

【0071】

好適には、稜線Ｌｅは、３次元支持構造３の中心軸Ａ上に位置する交点で割線となり、中心軸Ａの周りに均等に分散している。より具体的には、稜線Ｌｅのそれぞれは、中心軸Ａに対して、１０°－４０°の範囲であり、好適には２０°－３０°の範囲であり、例えば、約２６°をなす傾斜角αで傾斜している。

【0072】

図に示されている実施形態によれば、支持面６のそれぞれは、概ね三角形の形状を有しており、それぞれの稜線Ｌｅに沿って延びている第１端Ｂ１、それぞれの支持要素４の頂点５まで延びている第２端Ｂ２、及び、それぞれの支持要素４の頂点５の反対側である第３端Ｂ３を含む。好適には、それぞれの支持面６の第２端Ｂ２は、３次元支持構造３の中心軸Ａに対して傾斜しており、その結果、頂点５の反対側である、この第２端Ｂ２の末端は、それぞれの頂点５よりも、中心軸Ａに近くなる。

【0073】

図２でより具体的に示されているように、３次元支持構造３の隣接する支持要素４の各対について、２つの隣接する支持要素４の、隣接する支持面６は、互いに反対側に位置する。好適には、３次元支持構造３の隣接する支持要素４の各対について、３次元支持構造３の中心軸Ａに対して傾斜しており、かつ、３次元支持構造３の中心軸Ａから離れて下方に延びている接続領域Ｚに沿って、２つの隣接する支持要素４の、隣接する支持面６は、互いに接続されている。よって、それぞれの支持面６の第３端Ｂ３は、それぞれの接続領域Ｚに沿って延びている。

【0074】

本発明の実施形態によれば、
・それぞれの支持面６の第１端Ｂ１の、正三角形の形状（上方から見て、それぞれの支持要素４によって規定される）の辺Ｃに対する比は、１．７－２．２の範囲であり、好適には、１．８－２の範囲であり、さらに好適には、１．９０－１．９５の範囲であり、例えば、約１．９４又は約１．９２に等しい。
・それぞれの支持面６の第２端Ｂ２の、前述の正三角形の形状の辺Ｃに対する比は、２．７－３の範囲であり、好適には、２．８－２．９の範囲であり、例えば、約２．８６である。
・それぞれの支持面６の第３端Ｂ３の、前述の正三角形の形状の辺Ｃに対する比は、１．２－１．８の範囲であり、好適には、１．３－１．７の範囲であり、さらに好適には、１．４－１．６の範囲であり、例えば、約１．４７又は約１．５８に等しい。
・３次元太陽光発電モジュール２の高さの、前述の正三角形の形状の辺Ｃに対する比は、２．５－３．５の範囲であり、好適には、２．８－３．３の範囲であり、さらに好適には、３－３．１の範囲であり、例えば、約３．０６に等しい。

【0075】

図３にも示されているように、支持要素４の頂点５は、３次元支持構造３の中心軸Ａの周りに均等に分散され、３次元支持構造３の中心軸Ａから等距離である。換言すれば、支持要素４の頂点５は、３次元支持構造３の中心軸Ａを中心とする円上に配置される。

【0076】

図に示されている実施形態では、それぞれの支持要素４は、それぞれの稜線Ｌｅを通過する対称面Ｐを有し、支持要素４の対称面Ｐは、３次元支持構造３の中心軸Ａと一致する交線に沿って交差している。

【0077】

好適には、それぞれの支持要素４のそれぞれの支持面６は、中心軸Ａに対して平行であり、かつ、この支持面６の第３端Ｂ３を通過している、それぞれの基準面に対して、５°－１０°の範囲であり、例えば、約７°をなす傾斜角で傾斜している。

【0078】

３次元太陽光発電モジュール２は、３次元支持構造３に固定された複数の太陽光発電パネル７をさらに備える。より具体的には、それぞれの太陽光発電パネル７は、それぞれの支持面６に配置され、それぞれの支持面６に平行に延びる。好適には、それぞれの太陽光発電パネル７は、並列及び／又は直列に接続された、いくつかの太陽電池を備え、それぞれの支持面６を、部分的に又は全体的に覆う。例えば、それぞれの太陽光発電パネル７の太陽電池は、ベース基板層によって支持され得る。好適には、それぞれの太陽光発電パネル７は、概ね三角形の形状であり、それぞれの支持面６の寸法と、実質的には同一の寸法を有する。本発明の実施形態によれば、それぞれの太陽光発電パネル７は、約１ｍｍの厚さを有する。

【0079】

図で示されている実施形態によれば、この複数の太陽光発電パネルのうちの、太陽光発電パネル７は、互いに独立しており、直列及び／又は並列に接続される。好適には、少なくとも1つの太陽光発電パネル７、例えば、太陽光発電パネル群７のうちのそれぞれは、可撓性を有してもよい。

【0080】

３次元太陽光発電モジュール２は、３次元支持構造３の下に配置され、かつ、多角形の形状、例えば、概ね六角形である基部８も含む。基部８は、太陽光発電パネル７に接続されている電線が少なくとも部分的に収容される内側ハウジング９を、少なくとも部分的に画定する。３次元太陽光発電モジュール２は、全ての太陽光発電パネル７の正極端子が電気的に接続されている主正極端子と、全ての太陽光発電パネル７の負極端子が電気的に接続されている主負極端子とを、さらに備える。

【0081】

図１に示されているように、３次元太陽光発電モジュール２は、太陽光発電パネル７を覆い、保護する、封止キャップとも呼ばれる保護キャップ１４を、さらに含む。保護キャップ１４は、光放射に対して透明な材料で作られており、例えば、透明樹脂を硬化させることによって形成される。より具体的には、保護キャップ１４は、支持要素４の間に位置する内部空間を塞ぐように構成される。

【0082】

図に示されている実施形態によれば、保護キャップ１４は、支持要素４の頂点５を超えて延び、かつ、３次元支持構造３の中心軸Ａに対して垂直に延びる上面を含む。好適には、保護キャップ１４は、３次元太陽光発電モジュール２が、概ねプリズムの形状を有し、３次元太陽光発電モジュールのそれぞれの底面が、概ね六角形の形状を有するように構成される。

【0083】

３次元太陽光発電モジュール２は、保護キャップ１４の上面に配置された、反射防止表面層１５も含む。それにもかかわらず、もし、保護キャップ１４が、反射防止特性を有する物質で作られているなら、３次元太陽光発電モジュール２には、反射防止表面層１５が無くてもよい。

【0084】

本発明によるいくつかの３次元太陽光発電モジュール２は、延長面（plan d’extension）に従って延び、したがって、従来の太陽光発電パネルの外形と類似する外形を有する、太陽光発電装置を形成するように組み立てられ得る。この目的のために、３次元太陽光発電モジュール２は隣接して配置され、それらの主正極端子及び主負極端子を接続することによって、直列及び／又は並列に接続される。好適には、太陽光発電装置の、隣接する３次元太陽光発電モジュール２の各対について、２つの隣接する３次元太陽光発電モジュール２の基部８は、それらの隣接する辺からの高さにおいて、並置されている、つまり、互いに接触している。好適には、そのような太陽光発電装置は、異なる３次元太陽光発電モジュール２が配置される区画を画定する、支持体又は支持フレームを含む。

【0085】

それぞれの３次元太陽光発電モジュール２の基部８は、六角形の形状を有するという事実は、好適には、この太陽光発電装置の異なる３次元太陽光発電モジュール２の、最適化されたアレイ配置を得ることを可能にする。

【0086】

本発明による太陽光発電装置は、先行技術の３次元太陽光発電モジュールによって形成される太陽光発電装置よりも多くの場所に設置され得るので、方向及び傾斜の制約も少なくなる。特に、本発明による太陽光発電装置は、東向き、南向き、若しくは西向きの傾斜屋根、追加の支持体のない水平屋根、若しくは地面、又は、東向き、南向き、若しくは西向きのファサードに設置され得て（したがって、実質的には垂直方向に）、つまり、同一の表面に対して少なくとも３倍以上の年間電力生産量をもつ、同一の技術的特性をもつ太陽光発電物質でコーティングされた全ての既存の太陽光発電装置の代替物として、設置され得る。

【0087】

本発明による太陽光発電装置は、現在及び将来において存在する全ての移動手段にも設置され得る。それは、このような太陽光発電装置は、同一の技術的特性をもつ太陽光発電物質でコーティングされた、先行技術の太陽光発電装置の年間エネルギー生産量よりも少なくとも３倍の年間エネルギー生産量を有し、ほとんどの、方向についての制約を克服するからである。

【0088】

もちろん、本発明は、単に例として示されており、記載され、かつ、図示された実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、特に、さまざまな要素の構成に関して、又は、技術的な均等物との置換によって、改変はさらに可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-12

【手続補正1】

【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】

３次元太陽光発電モジュール（２）であって、前記３次元太陽光発電モジュール（２）は、
３次元支持構造（３）であって、
前記３次元支持構造（３）は、中心軸（Ａ）と、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）の周りに分散配置された複数の支持要素（４）とを含み、それぞれの支持要素（４）は、頂点（５）と、実質的に平面であり稜線（Ｌｅ）に沿って互いに接続されている、２つの支持面（６）とを含み、前記支持要素（４）のそれぞれの前記稜線（Ｌｅ）は、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）に対して傾斜しており、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）から離れて、それぞれの前記支持要素（４）の前記頂点（５）まで延びている、
３次元支持構造（３）と、
前記３次元支持構造（３）に固定された、複数の太陽光発電パネル（７）であって、
それぞれの前記太陽光発電パネル（７）は、対応する支持面（６）上に配置され、前記対応する支持面（６）と実質的に平行に延び、それぞれの前記太陽光発電パネル（７）は、少なくとも１つの太陽電池を備え、それぞれの前記支持面（６）を少なくとも部分的に覆っている、
太陽光発電パネル（７）と、
を備えた３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項2】

前記支持要素（４）の前記頂点（５）は、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）の周りに分散配置されている、
請求項１に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項3】

前記支持要素（４）の前記頂点（５）は、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）から等距離である、
請求項１又は２に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項4】

前記稜線（Ｌｅ）は、前記３次元支持構造（３）の実質的に前記中心軸（Ａ）上に位置する交点において、交差している、
請求項１に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項5】

前記稜線（Ｌｅ）のそれぞれは、前記中心軸（Ａ）に対して、１０°－４０°の範囲である、
請求項１に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項6】

前記支持面（６）のそれぞれは、三角形の形状である、
請求項１に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項7】

前記支持要素（４）の個数は、３－６の範囲である、
請求項１に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項8】

それぞれの前記支持要素（４）のうちの２つの前記支持面（６）は、対応する前記稜線（Ｌｅ）を通る、対応する対称面（Ｐ）に対して対称である、
請求項１に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項9】

前記支持要素（４）の前記対称面（Ｐ）は、前記３次元支持構造（３）の前記中心軸（Ａ）と実質的に一致する交線に従って交差している、
請求項８に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項10】

前記３次元支持構造（３）の下に配置され、かつ、前記太陽光発電パネル（７）に接続されている電線が少なくとも部分的に収容される内側ハウジング（９）を、少なくとも部分的に規定する、基部（８）をさらに備えた、
請求項１に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項11】

前記基部（８）は、多角形の形状である、
請求項１０に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項12】

前記太陽光発電パネル（７）を覆う保護キャップ（１４）を備え、前記保護キャップ（１４）は、光放射に対して透明な材料で作られている、
請求項１に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項13】

前記保護キャップ（１４）の上面に配置された、反射防止表面層（１５）を備えた、
請求項１２に記載の３次元太陽光発電モジュール（２）。

【請求項14】

請求項１に記載の前記３次元太陽光発電モジュール（２）を複数個、備えた太陽光発電装置であって、
前記３次元太陽光発電モジュール（２）は隣接して配置されている、
太陽光発電装置。

【国際調査報告】