JP2010199359A - 太陽光発電システムおよび発電方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】建物に付設される太陽電池モジュールの個数等を増やさずとも当該建物において発電される総電力量を増大させることが可能な太陽光発電システムを提供すること。
【解決手段】太陽電池モジュール１と、建物Ｔの外面に沿って太陽電池モジュール１を並進移動させる移動機構２と、光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサ３と、太陽光発電に適した適正領域を選定する発電位置選定手段４１と、移動機構２を制御する移動制御手段４２とを具備し、複数の受光センサ３，３，…は、太陽電池モジュール１の移動可能範囲に沿って配置されており、発電位置選定手段４１は、最も大きな物理量を取得した受光センサ３に対応する領域を適正領域として選定し、移動制御手段４２は、太陽電池モジュール１の現在位置が適正領域と異なっている場合に、太陽電池モジュール１を適正領域まで移動させる制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光発電システムおよび発電方法に関する。
二酸化炭素を放出しないクリーンな発電方式として太陽光発電が注目されている。太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するための太陽電池モジュールは、住宅やビル等の建物に固着されることが多い（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００７−１０７２４０号公報 特開２００８−８５２５８号公報
太陽電池モジュールは、一年を通じて他の建物等の日陰になり難い領域に設置することが望ましいが、とりわけ山間部や建物の密集した都市部においては、条件の良い領域を見出し難い状況にある。
建物や発電施設に付設される太陽電池モジュールの個数を増やせば、一つの建物等において発電される電力量の総量を増やすことはできるが、日照時間の短い領域（例えば、隣接する建物の日陰になるような領域）に設置された太陽電池モジュールから得られる電力量は、日当りのよい領域に設置した場合に想定される電力量よりも小さいことから、費用対効果が低下する虞がある。
なお、太陽電池モジュールの向きや傾斜角度を変化させる自動追尾式の太陽光発電システムも提案されているが、太陽電池モジュールの全体が日陰に入るような場合には、太陽電池モジュールの向き等を変化させたとしても、発電効率を向上させることはできない。
このような観点から、本発明は、建物や発電施設に付設される太陽電池モジュールの個数や設置面積を増やさずとも当該建物等において発電される総電力量を増大させることが可能な太陽光発電システムおよび発電方法を提供することを課題とする。
このような課題を解決する第一の発明に係る太陽光発電システムは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールを並進移動させる移動機構と、光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサと、前記太陽電池モジュールの移動可能範囲の中から太陽光発電に適した適正領域を選定する発電位置選定手段と、前記移動機構を制御する移動制御手段と、を具備し、複数の前記受光センサは、前記太陽電池モジュールの移動可能範囲に沿って配置されており、前記発電位置選定手段は、最も大きな物理量を取得した前記受光センサに対応する領域を前記適正領域として選定し、前記移動制御手段は、前記太陽電池モジュールの現在位置が前記適正領域と異なっている場合に、前記太陽電池モジュールを前記適正領域まで移動させる制御を行う、ことを特徴とする。
要するに、第一の発明は、並進移動する太陽電池モジュールを利用して太陽光発電を行うという発明であって、光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサを前記太陽電池モジュールの移動可能範囲に沿って配置しておき、最も大きな物理量を取得した前記受光センサに対応する領域に前記太陽電池モジュールの現在位置が含まれているか否かを判定し、含まれていないと判定された場合には、前記領域まで前記太陽電池モジュールを移動させたうえで太陽光発電を行い、含まれていると判定された場合には、前記太陽電池モジュールを現在位置に留めて太陽光発電を行う、というものである。
第一の発明によれば、最も高い発電量が得られると期待される領域に太陽電池モジュールが移動し、その移動先において太陽光発電が行われるようになるので、太陽電池モジュールを建物等に固着した場合（移動不能な状態で取り付けた場合）に比べて、発電量を増大させることが可能になる。
また、前記した課題を解決する第二の発明に係る太陽光発電システムは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールを並進移動させる移動機構と、光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサと、前記太陽電池モジュールの移動可能範囲の中から太陽光発電に適した適正領域を選定する発電位置選定手段と、前記移動機構を制御する移動制御手段と、を具備し、複数の前記受光センサは、前記太陽電池モジュールの移動可能範囲に沿って配置されており、前記発電位置選定手段は、最も大きな物理量を取得した前記受光センサに対応する領域を前記適正領域として選定し、前記移動制御手段は、前記太陽電池モジュールを前記適正領域に移動させたときに得られる発電量が前記太陽電池モジュールの現在位置での発電量を上回る場合に、前記太陽電池モジュールを前記適正領域まで移動させる制御を行う、ことを特徴とする。
要するに、第二の発明は、太陽電池モジュールの現在位置とは異なる領域に移動させた場合に得られる発電量が前記太陽電池モジュールの現在位置での発電量を上回るか否かを判定し、上回ると判定された場合には、前記領域まで前記太陽電池モジュールを移動させたうえで太陽光発電を行い、上回らないと判定された場合には、前記太陽電池モジュールを現在位置に留めて太陽光発電を行う、というものである。
第二の発明においても、最も高い発電量が得られると期待される領域に太陽電池モジュールが移動し、その移動先において太陽光発電が行われるようになるので、太陽電池モジュールを建物等に固着した場合に比べて、発電量を増大させることが可能になる。
前記した課題を解決する第三の発明に係る太陽光発電システムは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールを並進移動させる移動機構と、光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサと、前記移動機構を制御する移動制御手段と、を具備し、前記太陽電池モジュールを、その移動方向前側の縁部を含む第一領域と移動方向後側の縁部を含む第二領域とに区分けし、前記第一領域および前記第二領域のそれぞれに前記受光センサを設け、前記移動制御手段は、前記第一領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量が前記第二領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記太陽電池モジュールを前方に向けて移動させる制御を行い、前記第二領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量が前記第一領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記太陽電池モジュールを後方に向けて移動させる制御を行う、ことを特徴とする。
要するに、第三の発明は、一の太陽電池モジュールを、現在位置よりも高い発電量が得られると期待される領域に移動させる、というものであり、太陽電池モジュールの第一領域（移動方向前側の縁部を含む領域）に設けられた受光センサで取得された物理量が、同じ太陽電池モジュールの第二領域（移動方向後側の縁部を含む領域）に設けられた受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記太陽電池モジュールを前方に向けて移動させたうえで太陽光発電を行い、前記第二領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量が前記第一領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記太陽電池モジュールを後方に向けて移動させたうえで太陽光発電を行う、ことを特徴とする。
第三の発明によれば、太陽電池モジュールの一部分が日陰に入ってしまった場合であっても、太陽電池モジュールが日向側に移動し、移動先において太陽光発電が行われるようになるので、太陽電池モジュールを建物等に固着した場合に比べて、発電量を増大させることが可能になる。
前記した課題を解決する第四の発明に係る太陽光発電システムは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数の太陽電池モジュールと、前記各太陽電池モジュールを並進移動させる移動機構と、光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサと、前記移動機構を制御する移動制御手段と、を具備し、複数の太陽電池モジュールは、その移動方向に連設されており、前記受光センサは、複数の前記太陽電池モジュールのそれぞれに設けられており、前記移動制御手段は、最前列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量が最後列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記各太陽電池モジュールを前方に向けて移動させる制御を行い、最後列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量が最前列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記各太陽電池モジュールを後方に向けて移動させる制御を行う、ことを特徴とする。
要するに、第四の発明は、一列に連ねた二以上の太陽電池モジュールを、現在位置よりも高い発電量が得られると期待される領域に移動させる、というものであり、最前列の太陽電池モジュールの受光センサで取得された物理量が最後列の太陽電池モジュールの受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、各太陽電池モジュールを前方に向けて移動させたうえで太陽光発電を行い、最後列の太陽電池モジュールの受光センサで取得された物理量が最前列の太陽電池モジュールの受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、各太陽電池モジュールを後方に向けて移動させたうえで太陽光発電を行う、ことを特徴とする。
第四の発明によれば、一列に連なった複数の太陽電池モジュールの一部が日陰に入ってしまった場合であっても、複数の太陽電池モジュールが一緒に日向側に移動し、移動先において太陽光発電が行われるようになるので、複数の太陽電池モジュールを建物等に固着した場合に比べて、発電量を増大させることが可能になる。
前記した課題を解決する第五の発明に係る太陽光発電システムは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数の太陽電池モジュールと、前記各太陽電池モジュールを並進移動させる移動機構と、光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサと、前記移動機構を制御する移動制御手段と、を具備し、前記受光センサは、複数の前記太陽電池モジュールのそれぞれに設けられており、前記移動制御手段は、最も大きな物理量を取得した前記受光センサが設けられた前記太陽電池モジュールの周辺領域まで、残りの前記太陽電池モジュールを移動させる制御を行う、ことを特徴とする。
要するに、第五の発明は、複数の前記太陽電池モジュールのそれぞれに受光センサを設けておき、最も大きな物理量を取得した受光センサが設けられた太陽電池モジュールの周辺領域に、残りの太陽電池モジュールを移動させたうえで太陽光発電を行う、というものである。
第五の発明によれば、高い発電量が期待される領域に複数の太陽電池モジュールを集合させることが可能になるので、複数の太陽電池モジュールを建物等に固着した場合に比べて、発電量を増大させることが可能になる。
第五の発明においては、少なくとも一つの太陽電池モジュールを前記周辺領域以外の領域に位置させてもよい。このようにすると、現在の集合箇所から離れた領域において光エネルギーに相関する物理量が取得されるようになるので、例えば、日射角度や天候の変化によって日当たりの良い領域が現在の集合箇所から離れたところへ移ったとしても、容易に発見することが可能になる。なお、太陽電池モジュール自身または太陽電池モジュールを構成するセル自身を「受光センサ」として利用してもよい。この場合には、発電量の最も大きな前記太陽電池モジュールの周囲に、残りの前記太陽電池モジュールのうちの少なくとも一つが移動したうえで、太陽光発電が行われるようになる。
なお、前記移動機構の動力源は、前記太陽電池モジュールで発電された電力を利用して作動するように構成するとよい。この場合、前記移動制御手段は、前記太陽電池モジュールで得られる発電量または当該発電量に相関する物理量が、予め規定しておいた閾値を上回った場合に、前記太陽電池モジュールを移動させる制御を行うように構成するとよい。このようにすると、外部からの電力供給量を削減あるいはゼロにすることが可能になるので、太陽光発電システムのランニングコストを削減することが可能となる。
なお、本発明に係る太陽電池システムは、平地や山の斜面に設けた太陽光発電専用の土台構造物に構築することもできるが、オフィスビルやマンションといった建物の外面（例えば、屋根面、壁面、窓面など）に沿って構築すれば、建物の省エネルギー化を推し進めることができ、さらには、太陽電池モジュールの移動に伴って建物の外装デザインが変化するようになるので、斬新且つ新鮮なファサードを創出することが可能となる。
本発明によれば、建物等に付設される太陽電池モジュールの個数や設置面積を増やさずとも当該建物等において発電される総電力量を増大させることが可能となる。
第一の実施形態に係る太陽光発電システムが設置された建物の立面図である。 （ａ）は第一の実施形態に係る太陽光発電システムの拡大図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 第一の実施形態に係る太陽光発電システムのブロック構成図である。 第一の実施形態に係る発電方法を説明するためのフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は第一の実施形態に係る太陽光発電システムの使用状態を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第一の実施形態に係る太陽光発電システムの変形例を示す模式図である。 第一の実施形態に係る太陽光発電システムの他の変形例を示す模式図であって、（ａ）は移動前の状態を示す図、（ｂ）は移動後の状態を示す図である。 太陽電池モジュールの変形例を示す模式図である。 太陽電池モジュールの他の変形例を示す模式図である。 （ａ）は太陽電池モジュールのさらに他の変形例を示す模式図、（ｂ）および（ｃ）は使用状態を示す模式図である。 第一の実施形態に係る太陽光発電システムのさらに他の変形例を示す模式図である。 移動機構の変形例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は建物の角部における太陽電池モジュールの移動手順を示す模式図である。 （ａ）は第二の実施形態に係る太陽光発電システムの拡大図、（ｂ）は使用状態を示す模式図である。 （ａ）および（ｂ）は第二の実施形態に係る太陽光発電システムの変形例を示す拡大図である。 （ａ）は第二の実施形態に係る太陽光発電システムの他の変形例を示す拡大図、（ｂ）は使用状態を示す模式図である。 （ａ）は第三の実施形態に係る太陽光発電システムを示す模式的な斜視図、（ｂ）は使用状態を示す模式的な斜視図である。 第三の実施形態に係る太陽光発電システムの変形例を示す模式的な斜視図である。
（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態に係る太陽光発電システムＳ１は、図１に示すように、多層階建ての建物Ｔの壁面に沿って並進移動する太陽電池モジュール１を利用して太陽光発電を行うものである。なお、建物Ｔには、複数の太陽光発電システムＳ１，Ｓ１，…が上下に並設されているが、同様の構成を具備しているので、以下では、一の太陽光発電システムＳ１について説明する。
図２に示すように、太陽光発電システムＳ１は、太陽電池モジュール１と、移動機構２と、複数の受光センサ３，３，…（図１参照）と、制御装置４と、を具備している。
太陽電池モジュール１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するセル（太陽電池素子）の集合体であり、図示および詳細な説明は省略するが、直列接続された複数のセル、セル群の表面を覆うフロントカバー、セル群の裏面を覆うバックカバー、両カバーを取り囲む外枠フレーム、セルで発電された電力の取出し口となる端子ボックスなどを備えている。本実施形態の太陽電池モジュール１は、パネル状（平板状）を呈しており、セルの受光面が建物Ｔの壁面と平行になるように配置されている。なお、太陽電池モジュール１で発電された電力は、図示せぬ蓄電池に貯蔵されるとともに、建物Ｔに設置されたパワーコンディショナや分電盤などを介して建物Ｔ内の蓄電池や配電網または外部の配電網へ供給される。太陽電池モジュール１から建物Ｔへの送電または建物Ｔから太陽電池モジュール１への送電は、後記するガイドレール２１またはガイドレール２１に並設した図示せぬ送受電用レールを利用して行うとよい。ガイドレール２１等を送受電媒体として利用すれば、太陽電池モジュール１の位置に関わらず、建物Ｔとの間で送受電を行うことが可能になる。なお、太陽電池モジュール１の移動可能範囲内の適所に送受電ステーションを設けておき、当該送受電ステーションを介して建物Ｔとの間で送受電を行ってもよい。
移動機構２は、建物Ｔの壁面に沿って太陽電池モジュール１を並進移動させために必要な機構であり、横方向（水平方向）に延在する上下一対のガイドレール２１，２１と、太陽電池モジュール１を保持した状態でガイドレール２１，２１に沿って走行する架台２２と、架台２２の駆動輪２２ａに回転力を付与する動力源２３とを具備している。
ガイドレール２１は、太陽電池モジュール１の移動可能範囲の全長に亘って配置されていて、直接に若しくはブラケットなどを介して建物Ｔの躯体に固定されている。本実施形態のガイドレール２１の前面には、ラック（歯形）が形成されている。
架台２２は、一方（本実施形態では上側）のガイドレール２１に沿って転動する駆動輪２２ａ，２２ａと、他方のガイドレール２１に沿って転動する従動輪２２ｂ，２２ｂとを備えている。駆動輪２２ａは、一方のガイドレール２１のラックに歯合する平歯車（ピニオン）からなり、架台２２の上側出隅部の裏面に配置されている。従動輪２２ｂは、他方のガイドレール２１のラックに歯合する平歯車（ピニオン）からなり、架台２２の下側出隅部の裏面に配置されている。なお、図示は省略するが、架台２２には、ガイドレール２１，２１からの脱落を防ぐための脱落防止機構が設けられている。
動力源２３は、架台２２の裏面に固定されており、動力源２３の出力軸は、駆動輪２２ａに接続されている。動力源２３の種類等に制限はないが、本実施形態のものは、直流モータからなり、太陽電池モジュール１で発電された電力を利用して作動する。なお、太陽電池モジュール１で発生した電力をリアルタイムに動力源２３に供給してもよいし、太陽電池モジュール１で発生した電力を図示せぬ蓄電池に蓄電している場合には、当該蓄電池に蓄電しておいた電力を動力源２３に供給してもよい。
受光センサ３は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣなどの受光素子を具備するものであり、光エネルギーの大小に相関する物理量（光電効果により発生する電流値または電圧値、光束量（照度）、光量など）を取得し、得られた物理量を制御装置４に出力する。受光センサ３の種類に制限はないが、本実施形態のものは、光に照らされた面の単位面積当りの光束量を取得する照度センサからなる。
図１に示すように、複数の受光センサ３，３，…は、太陽電池モジュール１の移動可能範囲に沿って配置されている。本実施形態の受光センサ３，３，…は、太陽電池モジュール１の裏側に隠れないように上側のガイドレール２１の上方に配置されており、ガイドレール２１の長手方向に沿って横一列かつ等間隔に並んでいる。複数の受光センサ３，３，…は、太陽電池モジュール１の移動可能範囲内に設定された複数の領域Ａi（ｉ＝１〜ｎ）に対応して配置されている。すなわち、一の領域Ａiに対して一の受光センサ３が配置されている。
なお、本実施形態では、隣り合う領域Ａi，Ａi+1の側縁同士が接するように領域Ａ1，Ａ2，…，Ａnを配置しているが、隣り合う領域Ａi，Ａi+1の一部が重なり合うように配置してもよいし、太陽電池モジュール１の移動方向に離間するように配置してもよい。
制御装置４は、図３に示すように、太陽電池モジュール１の移動可能範囲の中から太陽光発電に適した適正領域を選定する発電位置選定手段４１と、移動機構２（図２の（ｂ）参照）を制御する移動制御手段４２と、太陽電池モジュール１の現在位置に関する情報や適正領域に関する情報を記憶する記憶手段４３とを具備している。本実施形態の制御装置４は、太陽電池モジュール１で発電された電力を蓄電する蓄電池（図示略）を備えており、当該蓄電池に蓄電された電力で作動する。
なお、図３においては、受光センサの符号「３」に添え字を付しているが、当該添え字は、領域番号であり、領域Ａiの添え字に対応している。すなわち、「受光センサ３i」とは、領域Ａi（領域番号「ｉ」）に対応する受光センサであることを意味している。
発電位置選定手段４１は、受光センサ３1，３2，…，３nにおいて取得された物理量（照度）の中から最大値を抽出する機能と、適正領域に関する情報（最大値を出力した受光センサ３iの領域番号など）を移動制御手段４２や記憶手段４３に出力する機能と、を具備していて、最も大きな物理量（照度）を取得した受光センサ３iに対応する領域Ａiを適正領域として選定する。なお、本実施形態では、一の領域Ａiに対して一の受光センサ３iが配置されているので、最大値を出力した受光センサ３iを特定するだけで、適正領域が選定されることになる。
移動制御手段４２は、太陽電池モジュール１で得られる発電量または当該発電量に相関する物理量（太陽電池モジュール１の表面や太陽電池モジュール１の周囲における光束量（照度）や光量など）が予め規定しておいた閾値を上回り、かつ、太陽電池モジュール１の現在位置が発電位置選定手段４１で選定した適正領域と異なっている場合に、太陽電池モジュール１を適正領域まで移動させる制御を行う。太陽電池モジュール１が適正領域まで移動したか否かは、例えば、分離型フォトセンサ（図示略）により検知することができる。この場合には、例えば、太陽電池モジュール１に発光素子を設けるとともに、複数の領域Ａiのそれぞれに受光素子を設けておき、適正領域として選定された領域Ａiに対応する受光素子が、発光素子から照射された光を受光した時点で、動力源２３を停止させる制御を行えばよい。
本実施形態の移動制御手段４２は、太陽電池モジュール１の現在位置に対応する受光センサ３（図２参照）で取得された照度が閾値（以下、「基準照度」という。）を上回るか否かを判定する機能と、太陽電池モジュール１の現在位置が適正領域に含まれているか否か（一致しているか否か）を判定する機能と、太陽電池モジュール１を現在位置から適正領域まで移動させる制御を行う機能と、を具備していて、太陽電池モジュール１の上方に位置する受光センサ３（図２参照）で取得された照度が基準照度を上回り、かつ、太陽電池モジュール１の現在位置が適正領域と異なっている場合に、太陽電池モジュール１を適正領域まで移動させる制御を行う。
なお、「基準照度」は、動力源２３を作動させるのに必要な電力量に基づいて決定する。例えば、太陽電池モジュール１の発電量と照度の大きさとの関係を予め調査しておき、太陽電池モジュール１で発電される電力量が動力源２３を作動させるのに必要な電力量と等しくなると推定される照度を「基準照度」とすればよい。
ちなみに、太陽電池モジュール１の現在位置（前回タームにおける発電位置）に対応する領域Ａiの領域番号をｉm-1、太陽電池モジュール１の移動先である適正領域（今回タームにおける発電位置）の領域番号をｉm、隣り合う領域Ａi，Ａi+1の中心間距離をＬとすると、太陽電池モジュール１の移動距離ｄは、
ｄ＝｜（ｉm−ｉm-1）×Ｌ｜
となる。なお、ｉm−ｉm-1＞０の場合は、領域番号が大きくなる方向（図１では右方向）へ移動させ、ｉm−ｉm-1＜０の場合は、領域番号が小さくなる方向（図１では左方向）へ移動させる。例えば、太陽電池モジュール１の現在位置が領域Ａ3で、適正領域として領域Ａ2が選定された場合、太陽電池モジュール１の移動距離ｄは、
ｄ＝｜（２−３）×Ｌ｜＝Ｌ
となり、移動方向は、ｉm−ｉm-1＜０となるので、「左方向」となる。
また、本実施形態の移動制御手段４２は、前記した機能のほか、現在時刻が日出時刻を経過したか否かを判定する機能、現在時刻が日没時刻を経過したか否かを判定する機能、太陽電池モジュール１を移動させる制御を実行した時点から所定のインターバル時間が経過したか否かを判定する機能、などを具備している。
記憶手段４３は、半導体メモリやハードディスク装置にて構成されている。記憶手段４３には、太陽電池モジュール１の初期位置および現在位置に関する情報（領域番号など）、受光センサ３iで取得された物理量、適正領域に関する情報（最大値を出力した受光センサ３iに対応する領域Ａiの領域番号や座標など）、日出時刻、日没時刻、インターバル時間などが記憶される。
次に、図４のフローチャートを参照して、太陽光発電システムＳ１の動作（本実施形態に係る発電方法）を説明する。なお、本実施形態では、太陽電池モジュール１の初期位置を領域Ａ1とする。
本実施形態の発電方法では、まず、移動制御手段４２（図３参照）により、現在時刻が記憶手段４３（図３参照）に記憶された日出時刻を経過したか否かが判定される（ステップ４ａ）。ステップ４ａにおいて、現在時刻が日出時刻を経過していない（Ｎｏ）と判定されている間は、「休止モード」が選択され、動力源２３や受光センサ３への電力供給は行われない。なお、太陽電池モジュール１による太陽光発電は、所定値以上の光エネルギーが太陽電池モジュール１に供給された時点から開始されるので、ステップ４ａの動作とは無関係である。
ステップ４ａにおいて、現在時刻が日出時刻を経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップ４ｂに進み、発電位置選定手段４１（図３参照）により、太陽光発電に適した適正領域が選定される。具体的には、発電位置選定手段４１により、受光センサ３1，３2，…，３nにおいて取得された物理量（照度）の中から最大値が抽出され、最も大きな物理量（照度）を取得した受光センサ３iの領域番号（以下、「移動先センサ番号」という場合がある。）が記憶手段４３に記憶される。
次に、移動制御手段４２により、移動機構２の動力源２３が作動可能な状態にあるか否かが判定される（ステップ４ｃ）。具体的には、太陽電池モジュール１の現在位置に対応する受光センサ３（図２参照）で取得された照度（初回タームであれば、受光センサ３1で取得された照度）が基準照度を上回るか否かが判定される。
ステップ４ｃにおいて「Ｙｅｓ」と判定された場合は、ステップ４ｄに進み、移動制御手段４２により、太陽電池モジュール１の現在位置が適正領域と異なっているか否かが判定される。具体的には、太陽電池モジュール１の現在位置に対応する領域Ａiの領域番号が、「移動先センサ番号」と異なっているか否かが判定される。
ステップ４ｄにおいて「Ｙｅｓ」と判定された場合は、ステップ４ｅに進み、移動制御手段４２により、太陽電池モジュール１を現在位置から適正領域まで移動させる制御が実行される。すなわち、太陽電池モジュール１を「移動先センサ番号」の領域Ａiに移動させる制御を実行する。例えば、太陽電池モジュール１の現在位置に対応する領域番号が「１」で、最も大きな物理量を取得した受光センサ３に対応する領域番号（移動先センサ番号）が「３」である場合には、太陽電池モジュール１を領域Ａ1から領域Ａ3まで移動させる制御が実行される。なお、ステップ４ｅが終了した時点で、動力源２３や受光センサ３への電力供給を休止する。
なお、太陽電池モジュール１は、移動中も太陽光発電を行う。適正領域に移動した太陽電池モジュール１は、インターバル時間が経過するまで（すなわち、今回タームの終了時刻を経過するまで）、適正領域に留まって太陽光発電を行う。
ステップ４ｃまたはステップ４ｄにおいて「Ｎｏ」と判定された場合は、太陽電池モジュール１を移動させる制御を実行することなく、ステップ４ｆに進む。すなわち、太陽電池モジュール１は、現在位置に留まって太陽光発電を行う。
ステップ４ｅが終了したならば、ステップ４ｆに進み、移動制御手段４２により、インターバル時間が経過したか否か（すなわち、今回タームの終了時刻を経過したか否か）が判定される。
インターバル時間が経過したならば、ステップ４ｇに進み、移動制御手段４２により、現在時刻が記憶手段４３に記憶された日没時刻を経過したか否かが判定される。
ステップ４ｇにおいて「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップ４ｂに戻り、ステップ４ｂ〜４ｇを繰り返し、「Ｙｅｓ」と判定された場合には、ステップ４ｈに進み、太陽電池モジュール１を初期位置（領域Ａ1）に戻し、動力源２３や受光センサ３への電力供給を休止する。なお、ステップ４ｂ〜４ｇは、日出から日没までの間に、複数回実行される。
このように、本実施形態に係る太陽光発電システムＳ１および発電方法によれば、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、日陰Ｋを避けるように太陽電池モジュール１が移動するようになるので、太陽電池モジュール１を建物Ｔに固着した場合に比べて、発電量を増大させることが可能になる。すなわち、本実施形態に係る太陽光発電システムＳ１および発電方法によれば、最も高い発電量が得られると期待される領域（適正領域）に太陽電池モジュール１が移動し、その移動先において太陽光発電が行われるようになるので、建物Ｔに付設される太陽電池モジュール１の個数や設置面積を増やさずとも建物Ｔにおいて発電される総電力量を増大させることが可能となる。
また、太陽電池モジュール１が自走することになるので、例えば、太陽電池モジュール１の表面等に広告を付しておけば、移動式の広告を形成することが可能になり、太陽電池モジュール１の裏側に清掃用のブラシ等を取り付けておけば、建物Ｔの外装面を自動的に清掃することが可能になる。
本実施形態では、太陽電池モジュール１で発電された電力を移動機構２の動力源２３および制御装置４に供給するようにしたので、外部からの電力供給量を削減あるいはゼロにすることが可能になり、ひいては、太陽光発電システムＳ１のランニングコストを削減することが可能となる。
また、本実施形態では、太陽電池モジュール１で発電される電力量が動力源２３を作動させるのに必要な電力量を上回ると判定された場合にのみ、太陽電池モジュール１で発電された電力が移動機構２の動力源２３に供給されるので、動力源２３が移動途中で停止してしまうようなことがない。
なお、太陽光発電システムＳ１の構成等は、適宜変更してもよい。
例えば、本実施形態では、一の太陽光発電システムＳ１に一の太陽電池モジュール１を設けた場合を例示したが、一の太陽光発電システムＳ１に複数の太陽電池モジュール１を設けてもよい。
また、本実施形態では、建物Ｔの壁面に太陽光発電システムＳ１を設置した場合（建物Ｔの壁面に沿って太陽電池モジュール１が並進移動する場合）を例示したが、窓面Ｗ（図１参照）や屋根面に太陽光発電システムＳ１を設置しても勿論差し支えない。なお、窓面Ｗに沿って太陽電池モジュール１を並進移動させると、日射の強い領域において日射を遮ることができるので、とりわけ夏季においては、室内の冷房効率を向上させることができる。
本実施形態では、照度センサを受光センサ３とした場合を例示したが、このほか、光エネルギーを電気エネルギーに変換するセル（太陽電池素子）を受光センサ３として利用してもよい。また、本実施形態では、一の領域Ａiに対して一の受光センサ３iを配置した場合を例示したが、一の領域Ａiに対して複数の受光センサ３iを配置してもよい。
本実施形態では、制御装置４を太陽電池モジュール１の裏面側に配置した場合を例示したが、建物Ｔ内などに設置しても差し支えない。
本実施形態では、太陽電池モジュール１で発電された電力を動力源２３および制御装置４に供給する構成を例示したが、外部電力を供給しても勿論差し支えない。
本実施形態では、太陽電池モジュール１の現在位置が適正領域と異なっている場合に、太陽電池モジュール１を適正領域まで移動させる制御を行う場合を例示したが、太陽電池モジュール１を適正領域に移動させたときに得られる発電量が太陽電池モジュール１の現在位置での発電量を上回る場合に、太陽電池モジュール１を適正領域まで移動させる制御を行うようにしてもよい。なお、「太陽電池モジュール１を適正領域に移動させたときに得られる発電量」は、適正領域に対応する受光センサ３で取得した照度に基づいて予測した発電量（今回タームにおける予想発電量）であり、「太陽電池モジュール１の現在位置での発電量」は、太陽電池モジュール１の実際の発電量（前回タームにおける実発電量）である。
また、本実施形態では、太陽電池モジュール１が横方向（水平方向）に移動する場合を例示したが、図６の（ａ）に示すように、上下方向に移動（昇降）するように構成してもよいし、図６の（ｂ）および（ｃ）に示すように、斜めに移動（昇降）するように構成してもよい。なお、図６の（ａ）に示すように、ガイドレールを異なる二方向（例えば、横方向と上下方向）に設けた場合には、太陽電池モジュール１を二方向に移動させてもよい。
なお、図７の（ａ）に示すように、太陽光発電システムＳ１が、窓面Ｗに沿って移動可能な複数の太陽電池モジュール１，１，…を具備する場合には、図７の（ｂ）に示すように、強い日差しが差し込む窓面Ｗに複数の太陽電池モジュール１，１，…を集合させてもよい。このようにすると、広範囲に亘って日射を遮ることができるので、室内の冷房効率を向上させることができる。
強い日差しが窓から差し込んでいるか否か（すなわち、窓から入射した日射による室内の照度が大きいか否か）は、例えば、窓面Ｗを覆う位置に移動した太陽電池モジュール１で得られた発電量または当該発電量に相関する物理量が、予め規定しておいた閾値（以下、「遮蔽基準値」という。）を上回ったか否かで判断することができる。
なお、強い日差しが差し込む領域に複数の太陽電池モジュール１，１，…を集合させるモード（日射遮蔽モード）を図４に示した制御手順に組み入れるためには、窓面Ｗを覆う位置に移動した何れか一つの太陽電池モジュール１で得られた発電量または当該発電量に相関する物理量が遮蔽基準値を上回ったか否かを判定する機能、遮蔽基準値を上回ったと判定された場合に、当該太陽電池モジュール１に隣接する領域に他の太陽電池モジュール１を移動させる制御を行う機能などを移動制御手段４２に具備させればよい。なお、遮蔽基準値を下回った場合には、図４のステップ４ｂ〜４ｇの制御を再開する。
ちなみに、太陽電池モジュール１に照射する太陽光の照度Ｘ（ｌｍ／ｍ2）、太陽電池モジュール１の発電量Ｙ（Ｗ／ｍ2）、太陽電池モジュール１の発電効率Ｚ（ｌｍ／Ｗ）との間には、「Ｘ＝Ｙ×Ｚ」という関係がある。
なお、太陽電池モジュール１が所定の領域まで移動したか否かは、例えば、分離型フォトセンサ（図示略）により検知することができる。この場合には、例えば、太陽電池モジュール１に発光素子を設けるとともに、窓面Ｗに沿って複数の受光素子を設けておき、移動先の領域に設置された受光素子が、発光素子から照射された光を受光した時点で、動力源２３を停止させる制御を行えばよい。このほか、例えば、出没可能なストッパ（図示略）を太陽電池モジュール１の移動ルート上に設けておき、移動先の領域に対応するストッパを突出させることで太陽電池モジュール１を物理的に停止させてもよい。
図８に示すように、太陽電池モジュール１の周縁部に、反射板１１を設けてもよい。反射板１１は、太陽電池モジュール１の表面に向けて太陽光を反射させるものであり、太陽電池モジュール１に臨む面に鏡面（反射面）を具備している。図８に示す反射板１１は、太陽電池モジュール１（または架台）の周縁部に取り付けた格納ボックス１２に格納可能であり、日射角度が小さいときに格納ボックス１２から進出し、日射角度が大きくなったときや強風が吹き荒れたときには格納ボックス１２内に没入する。なお、図示は省略するが、固定式の反射板を設けても勿論差し支えない。
本実施形態では、ガイドレール２１，２１や動力源２３を具備する移動機構２を例示したが、移動機構２の構成を限定する趣旨ではなく、適宜変更しても差し支えない。例えば太陽電池モジュールを上下方向に移動（昇降）させる場合であれば、動力源を建物Ｔに固定するとともに、ワイヤーロープを利用して太陽電池モジュールを吊設し、動力源を用いてワイヤーロープを巻き出し又は巻き取ることで、太陽電池モジュールを移動させてもよい。また、例えば、水平もしくは緩やかに傾斜した地面、建物の屋根面その他の平坦面に沿って太陽電池モジュールを並進移動させる場合であれば、ガイドレール２１，２１を省略してもよい。この場合の移動機構は、例えば、平坦面上を転動する車輪と、当該車輪に回転力を付与する動力源とを備えて構成される。
図９に示すように、太陽電池モジュール１を支持する架台２２に、太陽電池モジュール１を傾倒させる機構を具備させてもよい。すなわち、太陽電池モジュール１と架台２２との間に、油圧や空気圧などを利用して伸縮するジャッキ装置２４を介設しておき、日射角度に応じて太陽電池モジュール１の表面の向きを変更してもよい。
図１０の（ａ）に示すように、太陽電池モジュール１（または架台２２）に車輪２５を付設するとともに、車輪２５を制動するブレーキ機構２６を設けてもよい。ブレーキ機構２６は、第一ブレーキパッド２６ａと、第二ブレーキパッド２６ｂとを具備している。なお、図示は省略するが、車輪２５は、サスペンション機構を介して太陽電池モジュール１に固定されている。
第一ブレーキパッド２６ａは、太陽電池モジュール１の裏面に取り付けられており、図１０の（ｂ）に示すように、建物Ｔ側に向う風によって太陽電池モジュール１が建物Ｔ側に押圧されたときに車輪２５に当接し、車輪２５を転動し難くする。第二ブレーキパッド２６ｂは、太陽電池モジュール１の表面と交差するような向きに取り付けられていて、図１０の（ｃ）に示すように、建物Ｔに沿う方向の風によって太陽電池モジュール１が横方向に押圧されたときに車輪２５に当接し、車輪２５を転動し難くする。なお、第二ブレーキパッド２６ｂは、車輪２５に向けて移動可能なように太陽電池モジュール１に保持されている。
なお、太陽電池モジュール１を制動する際に動力源２３で発電される電力を蓄電池に蓄えるようにすれば、発電量をさらに増加させることが可能となる。
本実施形態では、建物の一面のみに太陽光発電システムＳ１を設置した場合を例示したが、建物の二面以上に太陽光発電システムＳ１を設置しても勿論差し支えない。この場合、各太陽電池モジュール１の移動可能範囲を、建物の一面のみに限定してもよいし、図１１に示すように、二面以上に亘って移動可能なように設定してもよい。太陽電池モジュール１の移動可能範囲を建物の二面以上に亘って設定しておけば、複数の壁面や屋根面のうちで最も日当たりの良い面に太陽電池モジュール１を移動させることが可能となるので、移動可能範囲を建物の一面に制限した場合に比べて、発電量を増大させることが可能となる。
なお、太陽電池モジュール１の移動可能範囲を建物の二面以上に亘って設定する場合には、例えば図１２の（ｂ）に示すような移動機構５を設ければよい。
図１２の（ｂ）に示す移動機構５は、向きの異なる二つの面に亘って太陽電池モジュール１を移動させる機構を具備するものであって、移動方向に延在する一対のメインガイドレール５１，５１と、メインガイドレール５１を走行する駆動輪５２と、駆動輪５２に回転力を付与する動力源５３と、駆動輪５２とともにメインガイドレール５１を走行する補助輪５４と、両メインガイドレール５１，５１に沿って延在する一対のサブガイドレール５５，５５と、サブガイドレール５５を走行する従動輪５６と、を具備している。
メインガイドレール５１は、太陽電池モジュール１の移動可能範囲の全長に亘って配置されていて、直接に若しくはブラケットなどを介して建物Ｔの躯体に固定されている。メインガイドレール５１は、建物Ｔの躯体に固定される支持部５１ａと、表面にラック（歯形）が形成されたレール本体５１ｂとを備えている。レール本体５１ｂの裏面には、送受電用の導電媒体（導電板や導電線など）が設けられている。この導電媒体は、メインガイドレール５１の全長に亘って形成されており、かつ、建物Ｔ内の蓄電池や配電網と接続されている。なお、一対のメインガイドレール５１，５１のうちの一方を、送電用とし、他方を受電用とするとよい。
駆動輪５２は、レール本体５１ｂのラックに歯合する平歯車（ピニオン）からなり、図１２の（ａ）にも示すように、太陽電池モジュール１の幅方向（移動方向）の中央の裏面に配置されている。
動力源５３は、図１２の（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１の裏面に固定されており、動力源５３の出力軸は、駆動輪５２に接続されている。
補助輪５４は、レール本体５１ｂの裏面を走行するものであって、レール本体５１ｂを挟んで駆動輪５２の反対側に位置している。すなわち、補助輪５４は、駆動輪５２と対になるものであり、駆動輪５２とともにレール本体５１ｂを挟持する。また、補助輪５４は、太陽電池モジュール１もしくは太陽電池モジュール１に付設された蓄電池と電気的に接続されており、レール本体５１ｂに設けた導電媒体に接触しつつ走行する。すなわち、図１１に示す形態においては、太陽電池モジュール１で発電された電力（蓄電池に蓄電された電力を含む）が、補助輪５４およびメインガイドレール５１を介して、他の太陽電池モジュール１、建物Ｔ内の蓄電池、配電網などに供給され、動力源５３を作動させるために必要な電力が太陽電池モジュール１で発電されていないような場合においては、他の太陽電池モジュール１、建物Ｔ内の蓄電池、配電網などから得た電力がメインガイドレール５１および補助輪５４を介して太陽電池モジュール１の蓄電池または動力源５３へと供給される。
サブガイドレール５５は、太陽電池モジュール１の移動可能範囲のうち、建物Ｔの角部を除く部分に配置されていて（図１３の（ａ）参照）、直接に若しくはブラケットなどを介して建物Ｔの躯体に固定されている。
従動輪５６は、サブガイドレール５５上を走行するものであって、図１２の（ａ）に示すように、太陽電池モジュール１の四隅の裏面に配置されている。
このような形態の移動機構５を太陽光発電システムＳ１に具備させれば、図１３の（ａ）〜（ｅ）に示すように、太陽電池モジュール１が、建物Ｔの二面以上に亘って移動可能となる。すなわち、建物Ｔの壁面Ｗ１に沿って移動していた太陽電池モジュール１が、建物Ｔの角部に差し掛かると、図１３の（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１の四隅に設けた従動輪５６，５６，…がサブガイドレール５５から離脱し、図１３の（ｃ）および（ｄ）に示すように、駆動輪５２および補助輪５４がメインガイドレール５１の曲り部に沿って移動すると、太陽電池モジュール１が建物Ｔの角部を旋回するようになる。太陽電池モジュール１が建物Ｔの角部を曲がり終えると、図１３の（ｅ）に示すように、他の壁面Ｗ２に設けたサブガイドレール５５に従動輪５６，５６，…が係合し、以後は、他の壁面Ｗ２に沿って移動するようになる。
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、太陽電池モジュール１の移動可能範囲に沿って複数の受光センサ３，３，…を設けた場合を例示したが、第二の実施形態に係る太陽光発電システムのように、一の太陽電池モジュールに複数の受光センサを設けてもよい。
図１４の（ａ）に示すように、第二の実施形態に係る太陽光発電システムＳ２は、並進移動する太陽電池モジュール１１を利用して太陽光発電を行うものであり、太陽電池モジュール１１と、移動機構（図示略）と、複数の受光センサ１３，１３，…と、制御装置（図示略）と、を具備している。なお、移動機構の構成は、第一の実施形態のものと同様であるので、詳細な説明を省略する。
太陽電池モジュール１１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するセルＣ，Ｃ，…の集合体であり、図示は省略するが、セルＣ群の表面を覆うフロントカバー、セルＣ群の裏面を覆うバックカバー、両カバーを取り囲む外枠フレーム、セルで発電された電力の取出し口となる端子ボックスなどを備えている。太陽電池モジュール１１で発電された電力は、その裏側に設置された図示せぬ蓄電池に貯蔵されるとともに、建物に設置されたパワーコンディショナや分電盤などを介して建物内の蓄電池や配電網または外部の配電網へ供給される。
太陽電池モジュール１１は、ガイドレール２１に沿って横方向（図面において左右方向）に移動する。
なお、本実施形態においては、太陽電池モジュール１１の移動方向のうち、図面右側を「前側」、図面左側を「後側」と定義する。また、太陽電池モジュール１１の移動方向前側の縁部１ａを含む領域（太陽電池モジュール１１の前半分の領域）を「第一領域１Ａ」と称し、移動方向後側の縁部１ｂを含む領域（太陽電池モジュール１１の後半分の領域）を「第二領域１Ｂ」と称する。念のため付言するが、「前」「後」は、移動方向を基準として便宜的に定義したものであり、図面左側を「前側」とし、図面右側を「後側」と定義しても差し支えないし、太陽電池モジュール１１が上下方向に移動する場合であれば、例えば上側を「前側」とし、下側を「後側」と定義すればよい。
受光センサ１３は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するセル（太陽電池素子）からなり、太陽電池モジュール１１に内蔵されている。すなわち、本実施形態の受光センサ１３は、光エネルギーの大小に相関する物理量として電流値、電圧値または電力値を取得し、得られた物理量を制御装置に出力する。なお、受光センサ１３として利用するセルは、発電ストリングから除外し、発電を目的として配置する他のセルＣから独立させる。
複数の受光センサ１３，１３，…の個数や設置位置は、限定されるものではないが、本実施形態では、太陽電池モジュール１１の四隅のそれぞれに配置している。なお、以下の説明では、第一領域１Ａに配置された受光センサ１３を「前側受光センサ」と称し、第二領域１Ｂに配置された受光センサ１３を「後側受光センサ」と称する。
制御装置（図示略）は、移動機構（図示略）を制御する移動制御手段（図示略）を備えている。制御装置は、太陽電池モジュール１１の裏側に取り付けられている。
移動制御手段は、第一領域１Ａに設けられた前側受光センサ１３で取得された物理量（電流値、電圧値または電力値）が第二領域１Ｂに設けられた後側受光センサ１３で取得された物理量よりも大きい場合には、太陽電池モジュール１１を前方に向けて移動させる制御を行い、後側受光センサ１３で取得された物理量が前側受光センサ１３で取得された物理量よりも大きい場合には、太陽電池モジュール１１を後方に向けて移動させる制御を行う。また、移動制御手段は、前側受光センサ１３と後側受光センサ１３との差がゼロにった場合か、もしくは、両者の差の絶対値が予め設定した閾値以下になった場合に、太陽電池モジュール１１を停止させる制御を行う。
本実施形態では、前側受光センサ１３，１３で取得された物理量の合計値と、後側受光センサ１３，１３で取得された物理量の合計値とを比較し、前側受光センサ１３，１３で取得された物理量の合計値が後側受光センサ１３，１３で取得された物理量の合計値よりも大きい場合には、太陽電池モジュール１１を前方に向けて移動させる制御を行い、後側受光センサ１３，１３で取得された物理量の合計値が前側受光センサ１３，１３で取得された物理量の合計値よりも大きい場合には、太陽電池モジュール１１を後方に向けて移動させる制御を行う。なお、例えば、複数の前側受光センサ１３，１３で取得された物理量の平均値と、複数の後側受光センサ１３，１３で取得された物理量の平均とを比較してもよい。
このほか、例えば、総ての受光センサ１３，１３，…の中から、最大値を出力した受光センサ１３を抽出し、抽出された受光センサ１３が第一領域１Ａに存在している場合には、太陽電池モジュール１１を前方に向けて移動させる制御を行い、第二領域１Ｂに存在している場合には、太陽電池モジュール１１を後方に向けて移動させる制御を行ってもよい。
このような構成の太陽光発電システムＳ２では、図１４の（ｂ）に示すように、例えば、太陽電池モジュール１１の第二領域１Ｂの一部が日陰に入り、前側受光センサ１３，１３で取得された物理量の合計値が後側受光センサ１３，１３で取得された物理量の合計値よりも大きくなると、太陽電池モジュール１１が太陽光発電を行いつつ前方に向けて移動し、前側受光センサ１３で取得された物理量と後側受光センサ１３で取得された物理量との差がゼロになるか、もしくは、両者の差の絶対値が予め設定した閾値以下になったところで停止する。
このように、太陽光発電システムＳ２によれば、太陽電池モジュール１１の一部分が日陰に入ってしまった場合であっても、太陽電池モジュール１１が日向側に移動し、移動先において太陽光発電が行われるようになるので、太陽電池モジュール１１を建物等に固着した場合に比べて、発電量を増大させることが可能になる。
なお、本実施形態では、太陽電池モジュール１１内のセル（太陽電池素子）を受光センサ１３として利用した場合を例示したが、図１５の（ａ）に示すように、例えば、照度センサなどからなる受光センサ１３を太陽電池モジュール１１の四隅に配置してもよい。
また、太陽電池モジュール１１が図面左右方向のみならず、図面上下方向にも移動可能である場合には、図１５の（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１１の各縁辺の中央部に受光センサ１３を設ければよい。
なお、本実施形態においては、第一の実施形態の受光センサ３を省略することもできるが、太陽電池モジュール１１に設けた受光センサ１３と併用してもよい。
図１６の（ａ）に示すように、単独で移動していた一の太陽電池モジュール１１が他の太陽電池モジュール１１の隣に移動してきた場合や複数の太陽電池モジュール１１，１１，…を移動方向に連結した場合には、一列に連なった複数の太陽電池モジュール１１，１１，…（以下、「モジュール列１００」と称する場合がある。）を一括して同方向に移動させることが望ましい。
具体的には、モジュール列１００の最前列（図面右端）の太陽電池モジュール１１に設けられた受光センサ１３で取得された物理量が、最後列の太陽電池モジュール１１に設けられた受光センサ１３で取得された物理量よりも大きい場合には、モジュール列１００を前方に向けて移動させたうえで太陽光発電を行い、最後列の太陽電池モジュール１１に設けられた受光センサ１３で取得された物理量が、最前列の太陽電池モジュール１１に設けられた受光センサ１３で取得された物理量よりも大きい場合には、モジュール列１００を後方に向けて移動させたうえで太陽光発電を行えばよい。なお、最前列の太陽電池モジュール１１と最後列の太陽電池モジュール１１との間で差がゼロになった場合か、もしくは、両者の差の絶対値が予め設定した閾値以下になった場合には、各太陽電池モジュール１１を停止させる制御を行えばよい。
このようにすると、図１６の（ｂ）に示すように、複数の太陽電池モジュール１１，１１，…の一部が日陰に入ってしまった場合であっても、複数の太陽電池モジュール１１，１１，…が日向側（図１６の（ｂ）では右側）に移動し、その移動先において太陽光発電が行われるようになるので、複数の太陽電池モジュール１１，１１，…を建物等に固着した場合に比べて、発電量を増大させることが可能になる。
なお、一の太陽電池モジュール１１に複数の受光センサ１３，１３，…が配置されている場合には、最前列の太陽電池モジュール１１および最後列の太陽電池モジュール１１のそれぞれにおいて、複数の受光センサ１３，１３で取得された物理量の合計値、平均値または最大値を算出し、いずれかの値を利用して大小を判定すればよい。
また、太陽電池モジュール１１自身（すなわち、太陽電池モジュール１１を構成する総てのセル）を一の受光センサとして利用してもよい。この場合、「受光センサで取得される光エネルギーの大小に相関する物理量」は、太陽電池モジュール１１で発電される発電量となり、モジュール列１００の最前列の太陽電池モジュール１１の発電量が、最後列の太陽電池モジュール１１の発電量よりも大きい場合には、モジュール列１００が前方に向けて移動したうえで太陽光発電が行われ、最後列の太陽電池モジュール１１の発電量が、最前列の太陽電池モジュール１１の発電量よりも大きい場合には、モジュール列１００が後方に向けて移動したうえで太陽光発電が行われる。
（第三の実施形態）
第二の実施形態では、個々の太陽電池モジュール１１もしくはモジュール列１００が太陽光発電に適した領域を探索するように構成した太陽光発電システムを例示したが、第三の実施形態に係る太陽光発電システムのように、高い発電量が期待される領域に複数の太陽電池モジュールを集合させるように構成してもよい。
図１７の（ａ）に示すように、第三の実施形態に係る太陽光発電システムＳ３は、建物の二面以上に亘って並進移動する複数の太陽電池モジュール１１，１１，…を利用して太陽光発電を行うものであり、前記した各実施形態で説明したものと同様の移動機構（図示略）や各太陽電池モジュール１１の発電状況等を管理する管理装置（図示略）のほか、複数の太陽電池モジュール１１，１１，…のそれぞれに設けられた受光センサ（図示略）や制御装置などを具備している。
管理装置は、複数の太陽電池モジュール１１，１１，…の中から、単位時間当りの発電量が最も大きい太陽電池モジュール１１（以下、「目標太陽電池モジュール１１ａ」と称する場合がある。）を選定する選定機能と、太陽電池モジュール１１に付設された制御装置との間で情報のやり取りを行う通信機能とを具備している。目標太陽電池モジュール１１ａに関する情報（例えば、ＩＤ番号や現在位置など）は、各太陽電池モジュール１１の制御装置に送信される。
太陽電池モジュール１１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数のセルの集合体である。なお、本実施形態では、太陽電池モジュール１１自身（すなわち、セルの集合体）を「受光センサ」として利用する。この場合、「受光センサで取得される光エネルギーの大小に相関する物理量」は、太陽電池モジュール１１で発電される発電量となる。複数のセルのうちの少なくとも一つの受光センサを発電ストリングから除外し、発電ストリングから除外したセルを「受光センサ」として利用してもよい。
太陽電池モジュール１１の現在位置は、例えば、太陽電池モジュール１１に付設したＩＣタグを、ガイドレールや建物の壁面等に付設したタグリーダで読み取るか、あるいは、ガイドレールや建物の壁面等に付設したＩＣタグを、太陽電池モジュール１１に付設したタグリーダで読み取ることで管理する。
制御装置（図示略）は、移動機構（図示略）を制御する移動制御手段（図示略）と、管理装置や他の制御装置との間で情報のやり取りを行う通信手段（図示略）とを備えている。なお、制御装置は、制御対象である太陽電池モジュール１１に取り付けられている。
移動制御手段は、制御対象の太陽電池モジュール１１を目標太陽電池モジュール１１ａの周辺領域まで移動させる制御を行う。本実施形態の移動制御手段は、通信手段を介して目標太陽電池モジュール１１ａに関する情報を取得する機能、取得した情報に基づいて、制御対象の太陽電池モジュール１１が目標太陽電池モジュール１１ａであるか否かを判定する機能、目標太陽電池モジュール１１ａではないと判定された場合に、制御対象の太陽電池モジュール１１を目標太陽電池モジュール１１ａの周辺領域まで移動させる制御を行う機能と、を具備している。なお、本実施形態では、目標太陽電池モジュール１１ａが存在している屋根面または側面の全体を「周辺領域」としている。
このような構成の太陽光発電システムＳ３では、図１７の（ｂ）に示すように、発電量の最も大きい目標太陽電池モジュール１１ａが存在している建物の一面（図１７の（ｂ）においては屋根面）と同一の面に、残りの太陽電池モジュール１１，１１，…が集合するようになるので、各太陽電池モジュール１１を建物等に固着した場合に比べて、発電量を増大させることが可能になる。
なお、本実施形態では、目標太陽電池モジュール１１ａの周囲に残り総ての太陽電池モジュール１１，１１，…が集合する場合を例示したが、図１８に示すように、少なくとも一つの太陽電池モジュール１１（以下、「偵察用太陽電池モジュール１１ｂ」と称する場合がある。）を、目標太陽電池モジュール１１ａの周辺領域以外の領域に位置させてもよい。ちなみに、図１８においては、建物の複数の面（屋根面と複数の側面）のうち、目標太陽電池モジュール１１ａが存在している面（屋根面）とは異なる面（側面）に偵察用太陽電池モジュール１１ｂを位置させている。
このようにすると、現在の集合箇所（図１８においては屋根面）から離れた領域において光エネルギーに相関する物理量が取得されるようになるので、例えば、日射角度や天候の変化によって日当たりの良い領域が現在の集合箇所から離れたところへ移ったとしても、早期に発見することができる。なお、偵察用太陽電池モジュール１１ｂの発電量が現在の目標太陽電池モジュール１１ａおよびその他の太陽電池モジュール１１，１１，…の発電量を上回った場合には、偵察用太陽電池モジュール１１ｂが、次の「目標太陽電池モジュール」となり、残りの太陽電池モジュール１１，１１，…（現在の目標太陽電池モジュール１１ａを含む）が、目標太陽電池モジュールである偵察用太陽電池モジュール１１ｂの周辺領域に移動するようになる。
図１８に示した形態では、目標太陽電池モジュール１１ａが存在している面（屋根面）以外の総ての面（側面）に偵察用太陽電池モジュール１１ｂを位置させているが、偵察用太陽電池モジュール１１ｂの位置を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、一の偵察用太陽電池モジュール１１ｂを建物の二面以上に亘って順次移動させてもよい。
Ｓ１ 太陽光発電システム
１ 太陽電池モジュール
２ 移動機構
２３ 動力源
３ 受光センサ
４ 制御装置
４１ 発電位置選定手段
４２ 移動制御手段
Ｓ２，Ｓ３ 太陽光発電システム
１１ 太陽電池モジュール
１３ 受光センサ
Ｔ 建物

Claims (13)

  1. 光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールと、
    前記太陽電池モジュールを並進移動させる移動機構と、
    光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサと、
    前記太陽電池モジュールの移動可能範囲の中から太陽光発電に適した適正領域を選定する発電位置選定手段と、
    前記移動機構を制御する移動制御手段と、を具備し、
    複数の前記受光センサは、前記太陽電池モジュールの移動可能範囲に沿って配置されており、
    前記発電位置選定手段は、最も大きな物理量を取得した前記受光センサに対応する領域を前記適正領域として選定し、
    前記移動制御手段は、前記太陽電池モジュールの現在位置が前記適正領域と異なっている場合に、前記太陽電池モジュールを前記適正領域まで移動させる制御を行う、ことを特徴とする太陽光発電システム。
  2. 光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールと、
    前記太陽電池モジュールを並進移動させる移動機構と、
    光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサと、
    前記太陽電池モジュールの移動可能範囲の中から太陽光発電に適した適正領域を選定する発電位置選定手段と、
    前記移動機構を制御する移動制御手段と、を具備し、
    複数の前記受光センサは、前記太陽電池モジュールの移動可能範囲に沿って配置されており、
    前記発電位置選定手段は、最も大きな物理量を取得した前記受光センサに対応する領域を前記適正領域として選定し、
    前記移動制御手段は、前記太陽電池モジュールを前記適正領域に移動させたときに得られる発電量が前記太陽電池モジュールの現在位置での発電量を上回る場合に、前記太陽電池モジュールを前記適正領域まで移動させる制御を行う、ことを特徴とする太陽光発電システム。
  3. 光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールと、
    前記太陽電池モジュールを並進移動させる移動機構と、
    光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサと、
    前記移動機構を制御する移動制御手段と、を具備し、
    前記太陽電池モジュールを、その移動方向前側の縁部を含む第一領域と移動方向後側の縁部を含む第二領域とに区分けし、前記第一領域および前記第二領域のそれぞれに前記受光センサを設け、
    前記移動制御手段は、前記第一領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量が前記第二領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記太陽電池モジュールを前方に向けて移動させる制御を行い、前記第二領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量が前記第一領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記太陽電池モジュールを後方に向けて移動させる制御を行う、ことを特徴とする太陽光発電システム。
  4. 光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数の太陽電池モジュールと、
    前記各太陽電池モジュールを並進移動させる移動機構と、
    光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサと、
    前記移動機構を制御する移動制御手段と、を具備し、
    複数の太陽電池モジュールは、その移動方向に連設されており、
    前記受光センサは、複数の前記太陽電池モジュールのそれぞれに設けられており、
    前記移動制御手段は、最前列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量が最後列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記各太陽電池モジュールを前方に向けて移動させる制御を行い、最後列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量が最前列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記各太陽電池モジュールを後方に向けて移動させる制御を行う、ことを特徴とする太陽光発電システム。
  5. 光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数の太陽電池モジュールと、
    前記各太陽電池モジュールを並進移動させる移動機構と、
    光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサと、
    前記移動機構を制御する移動制御手段と、を具備し、
    前記受光センサは、複数の前記太陽電池モジュールのそれぞれに設けられており、
    前記移動制御手段は、最も大きな物理量を取得した前記受光センサが設けられた前記太陽電池モジュールの周辺領域まで、残りの前記太陽電池モジュールを移動させる制御を行う、ことを特徴とする太陽光発電システム。
  6. 前記移動機構の動力源は、前記太陽電池モジュールで発電された電力を利用して作動し、
    前記移動制御手段は、前記太陽電池モジュールで得られる発電量または当該発電量に相関する物理量が、予め規定しておいた閾値を上回った場合に、前記太陽電池モジュールを移動させる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。
  7. 並進移動する太陽電池モジュールを利用した発電方法であって、
    光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサを前記太陽電池モジュールの移動可能範囲に沿って配置しておき、
    最も大きな物理量を取得した前記受光センサに対応する領域に前記太陽電池モジュールの現在位置が含まれているか否かを判定し、
    含まれていないと判定された場合には、前記領域まで前記太陽電池モジュールを移動させたうえで太陽光発電を行い、含まれていると判定された場合には、前記太陽電池モジュールを現在位置に留めて太陽光発電を行う、ことを特徴とする発電方法。
  8. 並進移動する太陽電池モジュールを利用した発電方法であって、
    前記太陽電池モジュールの現在位置とは異なる領域に移動させた場合に得られる発電量が前記太陽電池モジュールの現在位置での発電量を上回るか否かを判定し、
    上回ると判定された場合には、前記領域まで前記太陽電池モジュールを移動させたうえで太陽光発電を行い、上回らないと判定された場合には、前記太陽電池モジュールを現在位置に留めて太陽光発電を行う、ことを特徴とする発電方法。
  9. 並進移動する太陽電池モジュールを利用した発電方法であって、
    前記太陽電池モジュールを、その移動方向前側の縁部を含む第一領域と、移動方向後側の縁部を含む第二領域とに区分けするとともに、光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサを、前記第一領域と前記第二領域とに設けておき、
    前記第一領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量が前記第二領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記太陽電池モジュールを前方に向けて移動させたうえで太陽光発電を行い、前記第二領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量が前記第一領域に設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記太陽電池モジュールを後方に向けて移動させたうえで太陽光発電を行う、ことを特徴とする発電方法。
  10. 並進移動する複数の太陽電池モジュールを利用した発電方法であって、
    複数の太陽電池モジュールを、その移動方向に連設するとともに、光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサを、複数の前記太陽電池モジュールのそれぞれに設けておき、
    最前列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量が最後列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記各太陽電池モジュールを前方に向けて移動させたうえで太陽光発電を行い、最後列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量が最前列の前記太陽電池モジュールに設けられた前記受光センサで取得された物理量よりも大きい場合には、前記各太陽電池モジュールを後方に向けて移動させたうえで太陽光発電を行う、ことを特徴とする発電方法。
  11. 並進移動する複数の太陽電池モジュールを利用した発電方法であって、
    光エネルギーの大小に相関する物理量を取得する複数の受光センサを、複数の前記太陽電池モジュールのそれぞれに設けておき、
    最も大きな物理量を取得した前記受光センサが設けられた前記太陽電池モジュールの周辺領域に、残りの前記太陽電池モジュールのうちの少なくとも一つを移動させたうえで太陽光発電を行う、ことを特徴とする発電方法。
  12. 並進移動する複数の太陽電池モジュールを利用した発電方法であって、
    発電量の最も大きな前記太陽電池モジュールの周囲に、残りの前記太陽電池モジュールのうちの少なくとも一つを移動させたうえで太陽光発電を行う、ことを特徴とする発電方法。
  13. 少なくとも一つの太陽電池モジュールを前記周辺領域以外の領域に位置させる、ことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の発電方法。
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