JP2011181772A - 太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】散水する水の量が多くなるのを抑制しながら、太陽電池パネルが高温になることに起因する発電効率の低下を抑制することが可能な太陽光発電システムを提供する。
【解決手段】この太陽光発電システム１００は、太陽電池パネル４と、太陽電池パネル４の表面上に間欠的に雨水を散水する散水ノズル５ａ〜５ｆと、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が間欠的に散水される際、散水ノズル５ａ〜５ｆから水が散水される時間（１分間）よりも、散水ノズル５ａ〜５ｆから水が散水されない時間（１４分間）の方が長くなるように散水ノズル５ａ〜５ｆを制御するための制御部８とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、太陽光発電システムに関し、特に、太陽電池パネルの表面上に水を散水する散水部を備えた太陽光発電システムに関する。

従来、太陽電池パネルの表面上に水を散水する散水部を備えた太陽光発電システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１には、ソーラーパネル（太陽電池パネル）と、ソーラーパネルの表面上に井戸水を散水するための複数のシャワーノズル（散水部）とを備えた太陽光発電システムが開示されている。特許文献１に記載の太陽光発電システムでは、外気温が２５℃以上になった場合に、ソーラーパネルの表面上の一部とその他の部分とに交互に１５分間ずつ井戸水が散水されるように構成されている。つまり、ソーラーパネルの表面上の一部（その他の部分）では、１５分毎に井戸水が散水される状態と、散水されない状態とが繰り返される。これにより、ソーラーパネルの温度が低下するので、ソーラーパネルが高温になることに起因する発電効率の低下が抑制される。

特開２００８−２８２８３７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された太陽光発電システムでは、外気温が２５℃以上になっている間、常に井戸水が散水される状態になるので、ソーラーパネルの温度を低下させるための井戸水が大量に必要になるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、散水する水の量が多くなるのを抑制しながら、太陽電池パネルが高温になることに起因する発電効率の低下を抑制することが可能な太陽光発電システムを提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における太陽光発電システムは、太陽電池パネルと、太陽電池パネルの表面上に間欠的に水を散水する散水部と、散水部から水が間欠的に散水される際、散水部から水が散水される第１時間よりも、散水部から水が散水されない第２時間の方が長くなるように散水部を制御するための制御部とを備える。

この発明の第１の局面による太陽光発電システムでは、上記のように、制御部が、散水部から水が間欠的に散水される際、散水部から水が散水される第１時間よりも、散水部から水が散水されない第２時間の方が長くなるように散水部を制御する。これにより、散水部から水が散水される第１時間と散水部から水が散水されない第２時間とが略等しい（または、散水部から水が散水される第１時間が散水部から水が散水されない第２時間よりも長い）場合と異なり、散水部から水が散水される第１時間が短くなる分、散水する水の量が多くなるのを抑制することができる。また、散水部から水が散水される第１時間よりも、散水部から水が散水されない第２時間の方が長くなるようにした場合でも、水の気化熱による作用により、太陽電池パネルが高温になることに起因して発電効率が低下するのを抑制できる。この点は、後述する本願発明者の実験により確認済みである。

上記第１の局面による太陽光発電システムにおいて、好ましくは、第２時間は、第１時間の２倍以上長くなるように構成されることが好ましい。このように構成すれば、散水部から水が散水される第１時間よりも、散水部から水が散水されない第２時間の方が確実に長くなるので、散水する水の量が多くなるのを確実に抑制することができる。

上記第１の局面による太陽光発電システムにおいて、好ましくは、制御部は、水を散水する場合と散水しない場合とを繰り返すように散水部を制御するように構成されている。このように構成すれば、水の散水後に太陽電池パネルの温度が上昇した場合でも、繰り返しの散水により太陽電池パネルの温度を低下させることができる。

上記第１の局面による太陽光発電システムにおいて、好ましくは、制御部は、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在しない場合に水を散水し、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在する場合に水を散水しないように散水部を制御するように構成されている。本願の発明では、水の気化熱を利用して太陽電池パネルが高温になることを抑制している。このため、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在する場合には水の気化熱を利用することができ、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在しない場合には水の気化熱を利用することができない。したがって、制御部が、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在しない場合に水を散水し、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在する場合に水を散水しないように散水部を制御することにより、効果的に水の気化熱の作用を利用することができる。

上記第１の局面による太陽光発電システムにおいて、好ましくは、太陽電池パネルは、複数の太陽電池モジュールを含み、制御部は、複数の太陽電池モジュールからなる太陽電池パネルの外周部には散水せずに、外周部以外の太陽電池パネルの表面上に散水するように散水部を制御するように構成されている。このように構成すれば、太陽電池セルが存在する場所に対して散水するので、効果的に太陽電池パネルの変換効率を上げることができる。

上記第１の局面による太陽光発電システムにおいて、好ましくは、制御部は、太陽電池パネルの温度が所定の温度以上である場合に、散水部から水が散水される第１時間よりも、散水部から水が散水されない第２時間の方が長くなるように、太陽電池パネルの表面上に間欠的に水を散水する制御を開始するように散水部を制御するように構成されている。このように構成すれば、通常、太陽電池パネルには直接日光が照射されるため、太陽電池パネルが配置される建物内の温度よりも温度が高くなる一方、太陽電池パネルの温度が所定の温度以上である場合に散水を開始することにより、建物内の温度が高くなりすぎる前に太陽電池パネルとともに建物内の温度を低下させることができる。これにより、建物内の空調の消費電力を低減することができる。また、太陽電池パネルの温度にかかわらず散水が行われる場合と異なり、所定の温度未満では散水されなくなるので、散水量が多くなるのをより抑制することができる。

上記第１の局面による太陽光発電システムにおいて、好ましくは、雨水が貯えられる貯水槽をさらに備え、散水部は、貯水槽に貯えられる雨水を太陽電池パネルの表面上に散水するように構成されている。このように構成すれば、たとえば水道水や井戸水を散水する場合では、水道水や井戸水の中に含まれる酸化カルシウムなどが太陽電池パネルの表面上に残存する一方、雨水は、水道水や井戸水と比べて含まれる酸化カルシウムなどの量が少ないので、太陽電池パネルの表面上に酸化カルシウムなどが残存するのを抑制することができる。

この発明の第２の局面における太陽光発電システムは、太陽電池パネルと、太陽電池パネルの表面上に間欠的に水を散水する散水部と、散水部が太陽電池パネルの表面上に散水するための雨水が貯えられる貯水槽と、散水部による散水を制御するための制御部とを備え、制御部は、水道水を太陽電池パネルの表面上に散水した後に、貯水槽に貯えられた雨水を太陽電池パネルの表面上に散水するように散水部を制御するように構成されている。

この発明の第２の局面による太陽光発電システムでは、上記のように、制御部が、水道水を太陽電池パネルの表面上に散水した後に、貯水槽に貯えられた雨水を太陽電池パネルの表面上に散水するように散水部を制御することによって、太陽電池パネルの表面上に残存する水道水の中に含まれる酸化カルシウムなどを雨水によって取り除くことができるので、太陽電池パネルの表面上に酸化カルシウムなどが残存するのを抑制することができる。

本発明の第１実施形態による太陽光発電システムの斜視図である。 本発明の第１実施形態による太陽光発電システムの平面図である。 本発明の第１実施形態による太陽光発電システムの側面図である。 本発明の第１実施形態による太陽光発電システムの散水ノズルの斜視図である。 本発明の第１実施形態による太陽光発電システムの散水ノズルの斜視図である。 本発明の第１実施形態による太陽光発電システムの散水範囲を示す図である。 本発明の第１実施形態による太陽光発電システムの散水動作を説明するためのフロー図である。 本発明の第１実施形態による散水を行った際の太陽電池パネルの温度の変化についての実験結果を示す図である。 本発明の第１実施形態による散水を行った際の太陽電池パネルの発電量の変化についての実験結果を示す図である。 本発明の第２実施形態による太陽光発電システムの斜視図である。 本発明の第２実施形態による太陽光発電システムの散水動作を説明するためのフロー図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１および図２に示すように、第１実施形態による太陽光発電システム１００には、建物１の屋上２に配置される複数の太陽電池モジュール３からなる太陽電池パネル４と、太陽電池パネル４に雨水を散水するための散水ノズル５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅおよび５ｆと、散水ノズル５ａ〜５ｆに雨水を供給するための給水用配管６と、給水用配管６に接続される雨水貯水槽７と、散水を制御するための制御部８とが設けられている。また、給水用配管６には、雨水貯水槽７から雨水をくみ上げるための給水ポンプ９が設けられている。なお、散水ノズル５ａ〜５ｆは、本発明の「散水部」の一例である。また、雨水貯水槽７は、本発明の「貯水槽」の一例である。また、図２に示すように、太陽電池パネル４には、太陽電池パネル４の温度を測定するための温度計１０が設けられているとともに、外気温を測定するための温度計１１が設けられている。なお、温度計１０は、太陽電池パネル４の裏面または表面など、太陽電池パネル４の温度を的確に測定可能な位置に配置されている。また、建物１の外壁面に沿うように、太陽電池パネル４によって発電された電力を蓄積するための蓄電池１２が配置されている。また、太陽電池パネル４によって発電され、蓄電池１２に蓄積された電力は、建物１内の電力消費装置側に出力されるように構成されている。また、建物１内の電力消費装置により消費されずに余った電力は、電力系統に出力されるように構成されている。

制御部８は、給水ポンプ９と、温度計１０と、温度計１１と、後述するバルブ１９ａ〜１９ｆとに接続されている。そして、制御部８は、太陽電池パネル４の温度の測定と、バルブ１９ａ〜１９ｆの開閉と、給水ポンプ９のオンオフとを制御する機能を有する。ここで、第１実施形態では、制御部８は、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水を間欠的に散水するように制御するとともに、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水を間欠的に散水する際、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水される時間の長さと、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水されない時間の長さとを調整するように構成されている。たとえば、制御部８は、散水ノズル５ａ〜５ｆからの１分間の雨水の散水と、１４分間の散水停止とを交互に繰り返すように制御するように構成されている。つまり、制御部８は、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水される時間よりも、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水されない時間の方が長くなるように制御するように構成する。なお、雨水が散水される１分間は、本発明の「第１時間」の一例である。また、雨水が散水されない１４分間は、本発明の「第２時間」の一例である。なお、太陽電池パネル４の表面上の水滴の蒸発の程度は、外気温によって変化するので、外気温に基づいて散水を停止する時間を変化可能に構成されている。たとえば、外気温が、２７℃以上３０℃未満、３０℃以上３３℃未満、３３℃以上３６℃未満、３６℃以上３９℃未満および３９℃以上の場合に、それぞれ、散水を停止する時間を、１６分、１４分、１２分、１０分および８分に変化するように構成されている。

図２に示すように、複数の太陽電池モジュール３は、マトリクス状（第１実施形態では６行６列）に配置されている。また、複数の太陽電池モジュール３からなる太陽電池パネル４は、屋上２の表面に対して略水平に配置されている。そして、図２および図３に示すように、複数の太陽電池モジュール３は、Ｘ方向に沿って延びるように形成される架台１３上に配置されている。また、太陽電池モジュール３は、Ｙ方向に隣接する２つの架台１３に跨るように配置されている。また、図３に示すように、架台１３は、土台部１４の上面に配置されており、建物１の屋上２の表面上と、太陽電池パネル４とは、所定の間隔を隔てて配置されるように構成されている。

また、図２に示すように、屋上２の表面上に配置される給水用配管６は、太陽電池パネル４の３辺を取り囲むように配置されている。つまり、給水用配管６は、平面的に見て、略Ｕ字形状に形成されている。また、給水用配管６は、架台１３に取り付けられる複数の支持板１５によって支持されるように構成されている。なお、支持板１５の詳細な構造としては、図４に示すように、支持板１５は、略Ｌ字形状に形成されており、一方が架台１３に取り付けられている。そして、２つのネジ１６によって支持板１５に固定されたＵ字形状の金具１７によって給水用配管６が支えられるように構成されている。

また、図２に示すように、散水ノズル５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄは、太陽電池パネル４の角部近傍に配置されており、平面的に見て、略９０°の範囲に水を散水することが可能なように構成されている。また、図４に示すように、散水ノズル５ａ〜５ｄのうち、略Ｕ字形状に形成される給水用配管６の先端部に配置される散水ノズル５ｂは、一部分が矢印Ｚ１方向に沿って延びるように形成された略Ｌ字形状を有する副配管１８ｂによって給水用配管６に接続されている。なお、散水ノズル５ａおよび副配管１８ａも、それぞれ、散水ノズル５ｂおよび副配管１８ｂと同様の構造を有する。また、散水ノズル５ａ〜５ｄのうち、略Ｕ字形状に形成される給水用配管６の角部に配置される散水ノズル５ｃおよび５ｄは、それぞれ、後述する図５に示す副配管１８ｆと同様に、平面的に見てＬ字形状に形成されかつＬ字形状の先端部がさらに矢印Ｚ１方向に沿って延びるように形成された副配管１８ｃおよび１８ｄによって給水用配管６に接続されている。また、副配管１８ａ〜１８ｄには、それぞれ、バルブ１９ａ、１９ｂ、１９ｃおよび１９ｄが設けられており、バルブ１９ａ〜１９ｄを開閉することにより、散水ノズル５ａ〜５ｄから水が散水される状態と、散水されない状態とに切り替えられるように構成されている。

また、散水ノズル５ｅおよび５ｆは、給水用配管６のＸ方向に沿った部分の中央部近傍に配置されており、平面的に見て、略１８０°の範囲に水を散水することが可能なように構成されている。図５に示すように、散水ノズル５ｆは、平面的に見てＬ字形状に形成されるとともに先端部がさらに矢印Ｚ１方向に沿って延びるように形成された副配管１８ｆによって給水用配管６に接続されている。なお、散水ノズル５ｅおよび副配管１８ｅも、それぞれ、散水ノズル５ｆおよび副配管１８ｆと同様の構造を有する。また、副配管１８ｅおよび１８ｆには、それぞれ、バルブ１９ｅおよび１９ｆが設けられており、バルブ１９ｅおよび１９ｆを開閉することにより、散水ノズル５ｅおよび５ｆから水が散水される状態と、散水されない状態とに切り替えられるように構成されている。

また、散水ノズル５ａ〜５ｆは、図６に示すように、給水ポンプ９をオン状態にした直後では、給水ポンプ９の出力が弱いので、矢印Ｂのように、散水ノズル５ａ〜５ｆから散水された水滴は、散水ノズル５ａ〜５ｆ近傍の太陽電池パネル４の表面上に到達する。そして、時間とともに給水ポンプ９の出力が強くなり、矢印Ａのように、散水ノズル５ａ〜５ｆから散水された水滴は、散水ノズル５ａ〜５ｆから離れた太陽電池パネル４の表面上に到達する。そして、給水ポンプ９をオフ状態にすることにより、散水ノズル５ａ〜５ｆから散水される水滴は、矢印Ｂのように、散水ノズル５ａ〜５ｆから離れた太陽電池パネル４の表面上から徐々に散水ノズル５ａ〜５ｆ側に近づくように到達位置を変化させた後、散水が停止されるように構成されている。なお、散水ノズル５ａ〜５ｆから散水される雨水は、太陽電池パネル４の上面の略全体か、または、太陽電池パネル４の外周部（太陽電池モジュール３のフレーム３ａ近傍、図４および図５参照）以外の全体に散水されるように構成されている。

また、散水ノズル５ａ〜５ｆからたとえば１分間散水された後の状態において、太陽電池パネル４の上面の全面が薄く雨水に覆われるか、または、図６に示すように、太陽電池パネル４の上面に部分的かつ離散的になるように雨水が散水される。なお、太陽電池パネル４の上面の略全体にわたって、水滴が配置される領域が部分的かつ離散的になるように散水される。太陽電池パネル４の上面のうちの雨水によって濡らされる部分の面積は、外気温や太陽電池パネル４の温度などによって変化させることも可能である。また、太陽電池パネル４の上面の水滴は、水滴同士の間隔が略均等になるように散水されるのが好ましい。

また、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水される際、水滴が風によって流されて、水滴が太陽電池パネル４の表面上に到達しないのを抑制するように、水滴の粒径は、霧状の水滴の粒径よりも大きければよく、たとえば雨粒の粒径と略同じである。具体的には、水滴の粒径は、約０．１ｍｍ以上約３．０ｍｍ以下である。また、水滴の粒径は、散水ノズル５ａ〜５ｆの形状や、給水ポンプ９の圧力などにより調整される。そして、太陽電池パネル４の上面に散水された雨水が蒸発する際の気化熱によって、太陽電池パネル４の温度が低下されるように構成されている。

また、図３に示すように、給水用配管６は、給水用配管６の上面が太陽電池パネル４の上面よりも低くなるように配置されている。また、副配管１８ａ〜１８ｆを介して給水用配管６に接続される散水ノズル５ａ〜５ｆの上面は、太陽電池パネル４の上面と略面一になるように構成されている。これにより、太陽電池パネル４の表面上に、給水用配管６、副配管１８ａ〜１８ｆ、および、散水ノズル５ａ〜５ｆの影は生じないので、太陽電池パネル４の発電に影響を与えない。

また、図１に示すように、給水ポンプ９は、散水ノズル５ａ〜５ｆと、雨水貯水槽７との間の給水用配管６上に設けられており、雨水貯水槽７に貯えられた雨水が、給水用配管６、副配管１８ａ（１８ｂ〜１８ｆ）を介して散水ノズル５ａ（５ｂ〜５ｆ）から太陽電池パネル４の上面に散水されるように構成されている。

次に、図７を参照して、第１実施形態における太陽光発電システム１００の散水動作について説明する。

図７に示すように、ステップＳ１において、温度計１０によって太陽電池パネル４の温度が測定される。そして、ステップＳ２において、太陽電池パネル４の温度が２７℃未満であると制御部８により判断された場合には、ステップＳ２の動作が繰り返される。また、ステップＳ２において、太陽電池パネル４の温度が２７℃以上であると制御部８により判断された場合には、ステップＳ３に進んで、給水ポンプ９がオン状態にされるとともに、バルブ１９ａ〜１９ｆが開いた状態にされる。これにより、雨水貯水槽７に貯えられた雨水が、給水用配管６および副配管１８ａ（１８ｂ〜１８ｆ）を介して散水ノズル５ａ（５ｂ〜５ｆ）から太陽電池パネル４の上面に散水される。なお、太陽電池パネル４の外周部以外（図６参照）の上面の全面が薄く水に覆われるか、または、太陽電池パネル４の上面に散水された雨水の水滴が配置される領域が、部分的かつ離散的になる（図６参照）ように雨水が散水される。そして、太陽電池パネル４の上面に散水された雨水が蒸発する際の気化熱によって、太陽電池パネル４の温度が低下する。

次に、ステップＳ４において、散水ノズル５ａ〜５ｆからの雨水の散水開始から１分が経過したか否かが制御部８により判断される。そして、雨水の散水開始から１分が経過したと制御部８により判断された場合には、ステップＳ５に進んで、給水ポンプ９がオフ状態にされるとともに、バルブ１９ａ〜１９ｆが閉じた状態にされる。これにより、散水ノズル５ａ〜５ｆからの散水が停止される。

次に、ステップＳ６において、雨水の散水停止から１４分が経過したか否かが制御部８により判断される。そして、雨水の散水停止から１４分が経過したと制御部８により判断された場合には、ステップＳ７に進んで、温度計１０によって太陽電池パネル４の温度が測定される。そして、ステップＳ８において、太陽電池パネル４の温度が２７℃以上であると制御部８により判断された場合には、ステップＳ３に戻って、散水ノズル５ａ〜５ｆからの雨水の散水が開始される。また、ステップＳ８において、太陽電池パネル４の温度が２７℃未満であると制御部８により判断された場合には、太陽光発電システム１００の散水動作は終了する。

次に、図８を参照して、第１実施形態における散水を行った際の太陽電池パネル４の温度の変化についての実験について説明する。

図８に示すように、太陽電池パネル４の温度は、温度開始時である７時から徐々に上昇した。そして、１０時頃には、太陽電池パネル４の温度は、約４５℃まで上昇した。そして、散水開始時間として設定された１０時４６分に給水ポンプ９をオン状態にするとともに、バルブ１９ａ〜１９ｆを開くことにより、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水を散水した。なお、雨水を１分間散水させた後（１０時４７分）、雨水の散水を停止した。これにより、図６に示すように、太陽電池パネル４の上面に散水された雨水の水滴が配置される領域が、部分的かつ離散的になるように雨水が散水された。その結果、太陽電池パネル４の温度は、水の気化熱による作用により、約４５℃から約３８．４℃に低下した。そして、雨水の散水を停止してから１４分後の午前１１時０１分に、雨水の１分間の散水を開始した。このように、１分間の雨水の散水と、１４分間の散水の停止とを１２時４７分まで繰り返し行った。そして、雨水の散水と停止とを繰り返した１０時４６分から１２時４７分までの間において、太陽電池パネル４の温度は、約３８．４℃以下に保たれることが判明した。これにより、散水を常時行わなくても、間欠的な散水（１分間の散水と、散水時間よりも長い１４分間の散水停止）によっても、太陽電池パネル４の温度を低下させることができた。

そして、雨水の散水を行わなくなった１２時４７分以降から１３時３０分頃までの間に、太陽電池パネル４の温度は、約４０℃に急激に上昇した。その後、１５時頃まで、太陽電池パネル４の温度は、約４０℃近傍に維持されていた。そして、１５時以降、太陽電池パネル４の温度は、徐々に低下した。

次に、図９を参照して、第１実施形態における散水を行った際の太陽電池パネル４の発電量の変化についての実験について説明する。なお、雨水の散水は、１０時４６分に開始しており、１０時４６分から１２時４７分までの間、１分間の散水と１４分間の散水停止とを交互に繰り返した。

図９に示すように、太陽電池パネル４の上面に散水を行った場合（実線）では、１１時には、約３．２ｋＷ３０ｍｉｎの発電量になった。そして、時間とともに徐々に発電量は増加して、１２時に約３．３ｋＷ３０ｍｉｎの最高値の発電量になった。その後、徐々に発電量は低下して、１３時には約２．９ｋＷ３０ｍｉｎの発電量になった。一方、太陽電池パネル４の上面に散水を行わなかった場合（点線）では、１１時には、約３．０ｋＷ３０ｍｉｎの発電量になった。そして、時間とともに徐々に発電量は増加して、１２時に約３．１ｋＷ３０ｍｉｎの最高値の発電量になった。その後、徐々に発電量は低下して、１３時には約２．９ｋＷ３０ｍｉｎの発電量になった。そして、１１時から１３時までの発電量の積算は、太陽電池パネル４の上面に散水を行った場合では、約１３．１ｋＷｈであり、太陽電池パネル４の上面に散水を行わなかった場合では、約１２．１ｋＷｈであった。これにより、太陽電池パネル４の上面に散水を行った場合は、散水を行わなかった場合に比べて約１．０ｋＷｈ発電量が大きくなることが判明した。つまり、約８％（（１３．１−１２．１）／１２．１×１００）発電量が大きくなることが判明した。

第１実施形態では、上記のように、制御部８が、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が間欠的に散水される際、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水される時間（１分間）よりも、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水されない時間（１４分間）の方が長くなるように制御することによって、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水される時間と散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水されない時間とが略等しい（または、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水される時間が散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水されない時間よりも長い）場合と異なり、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水される時間が短くなる分、散水する雨水の量が多くなるのを抑制することができる。また、太陽電池パネル４の上面に雨水を散水することにより、太陽電池パネル４が高温になることに起因する発電効率の低下を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水されない時間（１４分間）を、散水ノズル５ａ〜５ｆから雨水が散水される時間（１分間）の２倍以上（１４倍）長くなるように構成したため、第１実施形態と、所定時間当たり同量の水が常時散水される場合を比較して、散水する雨水の量が多くなるのを確実に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部８を、雨水を散水する場合と散水しない場合とを繰り返すように散水ノズル５ａ〜５ｆを制御するように構成した。これにより、雨水の散水後に太陽電池パネル４の温度が上昇した場合でも、繰り返しの散水により太陽電池パネル４の温度を低下させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部８を、複数の太陽電池モジュール３からなる太陽電池パネル４の外周部には散水せずに、外周部以外の太陽電池パネル４の上面に散水するように散水ノズル５ａ〜５ｆを制御するように構成した。これにより、太陽電池セルが存在する場所に対して散水するので、効果的に太陽電池パネル４の効率を上げることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部８を、太陽電池パネル４の温度が２７℃以上である場合に、雨水が散水される時間よりも雨水が散水されない時間の方が長くなるように、太陽電池パネル４の上面に間欠的に雨水を散水する制御を開始するように散水ノズル５ａ〜５ｆを制御するように構成した。これにより、通常、太陽電池パネル４には直接日光が照射されるため、太陽電池パネル４が配置される建物１内の温度よりも温度が高くなる一方、太陽電池パネル４の温度が所定の温度以上である場合に散水を開始することにより、建物１内の温度が高くなりすぎる前に太陽電池パネル４とともに建物１内の温度を低下させることができる。その結果、建物１内の空調の消費電力を低減することができる。また、太陽電池パネル４の温度にかかわらず散水が行われる場合と異なり、所定の温度未満では散水されなくなるので、散水量が多くなるのをより抑制することができる。

また、図８に示すように、散水を行うと太陽電池パネル４を設置した建物１内の温度の低下が認められる。したがって、散水によって、太陽電池パネル４を冷却することによる発電効率の低下の抑制のみならず、建物１内の空調の省エネルギー化を図ることができる。なお、建物１内の温度は、散水されない時間であっても、大幅な変化は見られない。よって、定常的に散水を行わなくても、建物１内の温度が低下した状態を維持することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、雨水が貯えられる雨水貯水槽７を設けて、散水ノズル５ａ〜５ｆを、雨水貯水槽７に貯えられる雨水を太陽電池パネル４の上面に散水するように構成した。これにより、雨水は、水道水や井戸水と比べて含まれる酸化カルシウムや酸化マグネシウムなどの量が少ないので、太陽電池パネル４の上面に酸化カルシウムなどが残存するのを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図１０を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、太陽電池パネル４に雨水が散水されていた上記第１実施形態と異なり、太陽電池パネル４に雨水と水道水とが散水される例について説明する。

図１０に示すように、第２実施形態の太陽光発電システム１００ａでは、雨水貯水槽７とともに、水道水供給部２１が給水ポンプ９に接続されている。そして、給水ポンプ９と雨水貯水槽７との間には、選択バルブ２２ａが設けられるとともに、給水ポンプ９と水道水供給部２１との間には、選択バルブ２２ｂが設けられている。なお、選択バルブ２２ａまたは選択バルブ２２ｂの一方が開いている場合には、他方が閉じているように構成されている。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

次に、図１１を参照して、第２実施形態における太陽光発電システム１００ａの散水動作について説明する。

図１１に示すように、ステップＳ２１において、温度計１０によって太陽電池パネル４の温度が測定される。そして、ステップＳ２２において、太陽電池パネル４の温度が２７℃未満であると制御部８により判断された場合には、ステップＳ２２の動作が繰り返される。また、ステップＳ２２において、太陽電池パネル４の温度が２７℃以上であると制御部８により判断された場合には、ステップＳ２３に進んで、選択バルブ２２ｂが開いた状態にされるとともに、選択バルブ２２ａは閉じたままの状態となる。そして、給水ポンプ９がオン状態にされるとともに、バルブ１９ａ〜１９ｆが開いた状態にされる。これにより、水道水が、給水用配管６および副配管１８ａ（１８ｂ〜１８ｆ）を介して散水ノズル５ａ（５ｂ〜５ｆ）から太陽電池パネル４の上面に散水される。

次に、ステップＳ２４において、散水ノズル５ａ〜５ｆからの水道水の散水開始から１分が経過したか否かが制御部８により判断される。そして、水道水の散水開始から１分が経過したと制御部８により判断された場合には、ステップＳ２５に進んで、給水ポンプ９がオフ状態にされるとともに、バルブ１９ａ〜１９ｆが閉じた状態にされる。これにより、散水ノズル５ａ〜５ｆからの散水が停止される。

次に、ステップＳ２６において、水道水の散水停止から１４分が経過したか否かが制御部８により判断される。そして、水道水の散水停止から１４分が経過したと制御部８により判断された場合には、ステップＳ２７に進んで、温度計１０によって太陽電池パネル４の温度が測定される。そして、ステップＳ２８において、太陽電池パネル４の温度が２７℃以上であると制御部８により判断された場合には、ステップＳ２３に戻って、散水ノズル５ａ〜５ｆからの水道水の散水が開始される。そして、第２実施形態では、ステップＳ２８において、太陽電池パネル４の温度が２７℃未満であると制御部８により判断された場合には、ステップＳ２９に進んで、選択バルブ２２ａが開いた状態にされるとともに、選択バルブ２２ｂ（図１０参照）は閉じた状態にされる。そして、給水ポンプ９がオン状態にされるとともに、バルブ１９ａ〜１９ｆが開いた状態にされる。これにより、雨水貯水槽７に貯えられた雨水が、給水用配管６および副配管１８ａ（１８ｂ〜１８ｆ）を介して散水ノズル５ａ（５ｂ〜５ｆ）から太陽電池パネル４の上面にたとえば１分間散水される。その後、雨水の散水が停止される。そして、太陽光発電システム１００ａの散水動作は終了する。

第２実施形態では、上記のように、制御部８を、水道水を太陽電池パネル４の上面に散水した後に、雨水貯水槽７に貯えられた雨水を太陽電池パネル４の上面に散水するように散水ノズル５ａ〜５ｆを制御するように構成した。これにより、太陽電池パネル４の上面に残存する水道水の中に含まれる酸化カルシウムなどを雨水によって取り除くことができるので、太陽電池パネル４の上面に酸化カルシウムなどが残存するのを抑制することができる。なお、この際、太陽電池パネル４の上面に残存する酸化カルシウムなどを除去するために、雨水が太陽電池パネル４の外側から流れ落ちる程度の雨水を散水するのが好ましい。また、同様の目的のために、雨水は、太陽電池パネル４の上面の略全体にわたって散水されることが好ましい。これにより、部分的に酸化カルシウムが残存、析出することを抑制することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべ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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、太陽電池パネルの上面への１分間の散水と、１４分間の散水の停止とを交互に繰り返す例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、散水する時間と散水を停止する時間とは、太陽電池パネルの温度、外気温、１日の時間帯（午前、午後）、季節、または、天気などによって変化するようにしてもよい。また、本発明では、天気、風の強さ、または、季節によって、雨水の散水の制御を行ったり停止させたりするようにしてもよい。たとえば、雨の日や、風が強く気温の低い日、または、気温の低い冬において、雨水の散水の制御を停止させてもよい。また、散水する場合と散水を停止する場合とを、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在しない場合に水を散水し、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在する場合に水を散水しないように制御部により制御するように構成してもよい。本願の発明では、水の気化熱を利用して太陽電池パネルが高温になることを抑制している。このため、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在する場合には水の気化熱を利用することができ、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在しない場合には水の気化熱を利用することができない。したがって、制御部が、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在しない場合に水を散水し、太陽電池パネルの表面上に水滴が存在する場合に水を散水しないように散水部を制御することにより、効果的に水の気化熱の作用を利用することができる。

また、上記第１および第２実施形態では、外気温により、散水部から水が散水されない時間の長さを変化させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外気温により、散水部から水が散水される時間の長さを変化させてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、太陽電池パネルの温度が２７℃以上になった場合に、散水を開始する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、太陽電池パネルの温度が２７℃以外の温度以上になった場合に、散水を開始するようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、太陽電池パネルが屋上の表面に対して略水平に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、太陽電池パネルの上面に散水された水滴が流れ落ちない程度であれば、太陽電池パネルを屋上の表面に対して傾くように配置してもよい。

また、上記第２実施形態では、太陽電池パネルの上面に水道水を散水した後に雨水を散水する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、太陽電池パネルの上面に井戸水（地下水）を散水した後に雨水を散水してもよい。

また、上記第２実施形態では、１分間の水道水の散水と１４分間の散水停止とを交互に繰り返した後、最後に雨水を散水する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、１分間の水道水の散水および１４分間の水道水の散水停止と、１分間の雨水の散水および１４分間の雨水の散水停止とを交互に繰り返してもよい。

３ 太陽電池モジュール
４ 太陽電池パネル
５ａ〜５ｆ 散水ノズル（散水部）
７ 雨水貯水槽（貯水槽）
８ 制御部
１００、１００ａ 太陽光発電システム

Claims (7)

1. 太陽電池パネルと、
   前記太陽電池パネルの表面上に間欠的に水を散水する散水部と、
   前記散水部から水が間欠的に散水される際、前記散水部から水が散水される第１時間よりも、前記散水部から水が散水されない第２時間の方が長くなるように前記散水部を制御するための制御部とを備える、太陽光発電システム。
2. 前記制御部は、水を散水する場合と散水しない場合とを繰り返すように前記散水部を制御するように構成されている、請求項１に記載の太陽光発電システム。
3. 前記制御部は、前記太陽電池パネルの表面上に水滴が存在しない場合に水を散水し、前記太陽電池パネルの表面上に水滴が存在する場合に水を散水しないように前記散水部を制御するように構成されている、請求項２に記載の太陽光発電システム。
4. 前記太陽電池パネルは、複数の太陽電池モジュールを含み、
   前記制御部は、前記複数の太陽電池モジュールからなる太陽電池パネルの外周部には散水せずに、外周部以外の前記太陽電池パネルの表面上に散水するように前記散水部を制御するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
5. 前記制御部は、前記太陽電池パネルの温度が所定の温度以上である場合に、前記散水部から水が散水される前記第１時間よりも、前記散水部から水が散水されない前記第２時間の方が長くなるように、前記太陽電池パネルの表面上に間欠的に水を散水する制御を開始するように前記散水部を制御するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
6. 雨水が貯えられる貯水槽をさらに備え、
   前記散水部は、前記貯水槽に貯えられる雨水を前記太陽電池パネルの表面上に散水するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
7. 太陽電池パネルと、
   前記太陽電池パネルの表面上に間欠的に水を散水する散水部と、
   前記散水部が前記太陽電池パネルの表面上に散水するための雨水が貯えられる貯水槽と、
   前記散水部による散水を制御するための制御部とを備え、
   前記制御部は、水道水を前記太陽電池パネルの表面上に散水した後に、前記貯水槽に貯えられた雨水を前記太陽電池パネルの表面上に散水するように前記散水部を制御するように構成されている、太陽光発電システム。

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