JP2015183948A - ソーラー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エネルギー損失を招くことなく、より確実にかつより適切に太陽光パネルの発電効率を高め、なおかつ集熱も図り得るソーラー装置を提供する。
【解決手段】 所定周期毎又は所定の発電量低下が生じたときに、貯湯タンク１４の底部温度が熱回収可能な所定の低温状態であることを条件に、三方切換弁１７を切換制御して、貯湯タンク１４の底部から湯水を第２循環路１８に循環供給し、冷却部１９に通水させて太陽光パネル２１を冷却する。パワーコンディショナー２２の発電量計測部２２１により計測される発電量が、第２循環路への循環供給に伴う循環ポンプ１５の消費電力量の増加分より大であれば、太陽光パネル２１側への通水を継続し、小であれば遮断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ソーラー装置に関し、特に太陽熱パネルから太陽熱を集熱するのみならず、集熱媒体を利用して太陽光パネルを冷却して発電効率の低下を回避し得る技術に係る。

特許文献１では、冷凍サイクルを利用したヒートポンプにおいて、集熱の役割を果たす蒸発器を太陽光パネルに設けたものが記載されている。すなわち、圧縮機、凝縮器、膨脹弁及び蒸発器に対し冷媒を循環供給させ、その蒸発器の前後位置からそれぞれ三方切換弁を介して分岐させた第２の蒸発器を太陽電池に設けることにより、その第２の蒸発器で太陽電池から集熱し得るようにされている。そして、第１の蒸発器により大気から集熱するサイクルと、第２の蒸発器により太陽電池から集熱するサイクルとを切換可能とし、その切り換えを、同じ集熱量を集熱する際に、得られる太陽電池の発電量から、その集熱サイクルを稼働させるために必要な供給電力を減じた余剰電力量が大きくなる側の集熱サイクルに切換えるようにすることが提案されている。
又、特許文献２では、燃料電池と、太陽電池と、貯湯タンクとを備え、貯湯タンクの水を燃料電池に循環供給させて燃料電池からの排熱回収により貯湯にして蓄熱する一方、循環経路の切り換えにより貯湯タンクの水を太陽電池に設けた冷却用熱交換器に供給可能とし、太陽電池の表面温度の上昇を抑制することで発電効率を向上させることが提案されている。

特許第４５３１４９０号公報 特開２０１２−１５６０４０号公報

ところで、太陽電池を構成する太陽光パネルは、特に結晶系シリコンにより形成されている場合には太陽光パネルの温度上昇に伴い発電効率が低下してしまうことになる。このため、太陽光パネルを冷却するために、前記特許文献に記載の如く蒸発器を付設したり通水させたりする対策が提案されている。
しかしながら、太陽光パネルに対し通水させるために貯湯タンク側からの配管経路が長く延びる結果、循環ポンプを駆動させるための消費エネルギー（電力消費）が増大することになる。つまり、単に冷却のために通水を行うと、逆にエネルギー損失を招くおそれがある。しかも、貯湯タンクから取り出して通水させるための水（湯水等）は太陽光パネルを冷却可能な温度でなければならず、そのときの貯湯タンク内の貯湯温度の如何によっては、太陽光パネルの冷却自体が不能になるおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エネルギー損失を招くことなく、より確実にかつより適切に太陽光パネルの発電効率を高め、なおかつ集熱も図り得るソーラー装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、貯湯タンクと、太陽熱パネルとを備え、貯湯タンク内の湯水を、貯湯タンクと太陽熱パネルとを接続する循環路に循環させて貯湯を行う太陽熱温水システムを備えたソーラー装置を対象にして、次の特定事項を備えることとした。すなわち、太陽電池を構成する太陽光パネルと、この太陽光パネルの冷却のために前記循環路の途中から分岐して前記貯湯タンク内の湯水を前記太陽光パネル側に循環供給可能とするための第２循環路と、この第２循環路への循環供給に通水流路を切り換えるための流路切換手段と、前記太陽光パネルによる発電量を計測する発電量計測部と、前記第２循環路への循環供給を行うか否かの切換制御を行う制御手段とをさらに備えることとする。そして、前記制御手段として、前記流路切換手段により通水流路が切り換えられて前記貯湯タンク内の湯水が前記第２循環路に循環供給されたとき、前記発電量計測部により計測された発電量が所定量以上増加すれば、前記貯湯タンク内の湯水の前記第２循環路への循環供給を継続させる一方、前記発電量の増加が所定量未満であれば第２循環路への循環供給を遮断するよう前記流路切換手段を切換制御する構成とした（請求項１）。

本発明の場合、貯湯タンク内の湯水を第２循環路へ循環供給させることにより太陽光パネルが冷却され、この冷却により太陽光パネルによる発電量が増加すれば、太陽光パネルは温度上昇に起因して発電効率が低下していたところ、これが冷却により回復してきたことを示すものである。そして、その発電量が所定量以上増加していることで第２循環路への循環供給を継続させることにより、太陽光パネルの発電効率の低下を適切かつ十分に回復させることが可能となる。一方、前記の発電量の増加が所定量未満であれば、太陽光パネルの発電効率が回復し、もはや冷却の必要はなく、第２循環路への循環供給を遮断するようにしているため、第２循環路へ循環供給させるための余分なエネルギー消費を抑制することが可能になる。その上に、貯湯タンク内の湯水を第２循環路へ循環供給させて太陽光パネルの冷却を図ることにより前記湯水が加温されるため、太陽光パネル側からの熱回収をも図ることが併せて可能となる。

ここで、前記所定量として、第２循環路に循環供給させるために増加する消費電力量とすることができる（請求項２）。このようにすることにより、発電量の増加量と、循環供給させるための消費電力量の増加量との対比に基づき、通水を継続するか遮断切換するかの判定を行うことが可能となり、エネルギー損失の発生を招くことなく、あるいは、エネルギー損失の発生を最も抑えた状態で、太陽光パネルの冷却に伴う発電効率の回復や、太陽光パネルからの熱回収を行うことが可能となる。

又、本発明のソーラー装置における制御手段として、発電量計測部により計測される太陽光パネルの発電量が、過去の発電量又は所定の基準発電量と比較して低下していれば、流路切換手段により通水流路を切り換えて貯湯タンク内の湯水を第２循環路に循環供給させる構成とすることができる（請求項３）。現在の太陽光パネルの発電量が、過去の発電量と比較して低下していれば、太陽光パネルの温度上昇に伴う発電効率の低下が生じていると判定して、第２循環路に循環供給して太陽光パネルを冷却するように切り換えることにより、切り換えのタイミングとして、太陽光パネルの温度上昇に伴う発電効率の低下との関係で適切に定めることが可能となり、太陽光パネルの冷却を適切なタイミングで開始させることが可能となる。又、太陽光パネルの発電量が、所定の基準発電量と比較して低下していれば、第２循環路に循環供給して太陽光パネルを冷却するように切り換えることにより、切換制御として最も簡易かつ確実な手法により切り換えタイミングを定めることが可能となる。

本発明のソーラー装置における制御手段として、所定周期毎に、流路切換手段により通水流路を切り換えて貯湯タンク内の湯水を第２循環路に循環供給させる構成とすることができる（請求項４）。このようにすることにより、複雑な成立条件の判定を行うことなく、試しに切り換えを行って発電量に所定の増加があれば、太陽光パネルに温度上昇に伴う発電効率の低下が生じていたのであり、これを簡易に回復させることが可能となる。

さらに、本発明の発電量計測部として、太陽光パネルの発電電力を電力系統に連系させるためのパワーコンディショナーに備えるようにすることができる（請求項５）。このようにすることにより、太陽熱温水システムを太陽光発電システムと組み合わせて、容易かつ確実に本発明による作用が得られるようになる。

以上、説明したように、本発明のソーラー装置によれば、貯湯タンク内の湯水を第２循環路へ循環供給させることにより太陽光パネルが冷却され、この冷却により太陽光パネルによる発電量が増加すれば、太陽光パネルは温度上昇に起因して発電効率が低下していたところ、これが冷却により回復してきたことを示すものであり、その発電量が所定量以上増加していることで第２循環路への循環供給を継続させることにより、太陽光パネルの発電効率の低下を適切かつ十分に回復させることができるようになる。一方、前記の発電量の増加が所定量未満であれば、太陽光パネルの発電効率が回復し、もはや冷却の必要はなく、第２循環路への循環供給を遮断するようにしているため、第２循環路へ循環供給させるための余分なエネルギー消費を抑制することができる。その上に、貯湯タンク内の湯水を第２循環路へ循環供給させて太陽光パネルの冷却を図ることにより前記湯水が加温されるため、太陽光パネル側からの熱回収をも併せて図ることができるようになる。

請求項２のソーラー装置によれば、発電量の増加として、第２循環路に循環供給させるために増加する消費電力量以上あれば、第２循環路への循環供給を継続させるようにすることにより、発電量の増加量と、循環供給させるための消費電力量の増加量との対比に基づき、通水を継続するか遮断切換するかの判定を行うことができ、これにより、エネルギー損失の発生を招くことなく、あるいは、エネルギー損失の発生を最も抑えた状態で、太陽光パネルの冷却に伴う発電効率の回復や、太陽光パネルからの熱回収を行うことができるようになる。

又、請求項３のソーラー装置によれば、制御手段として、発電量計測部により計測される太陽光パネルの発電量が、過去の発電量又は所定の基準発電量と比較して低下していれば、流路切換手段により通水流路を切り換えて貯湯タンク内の湯水を第２循環路に循環供給させる構成とすることにより、切り換えのタイミングとして、太陽光パネルの温度上昇に伴う発電効率の低下との関係で適切に、又は、簡易かつ確実に、定めることができ、太陽光パネルの冷却を適切なタイミングで開始させることができる。

請求項４のソーラー装置によれば、制御手段として、所定周期毎に、流路切換手段により通水流路を切り換えて貯湯タンク内の湯水を第２循環路に循環供給させる構成とすることにより、複雑な成立条件の判定を行うことなく、試しに切り換えを行って発電量に所定の増加があれば、太陽光パネルに温度上昇に伴う発電効率の低下が生じていたのであり、これを簡易に回復させることができるようになる。

さらに、請求項５のソーラー装置によれば、発電量計測部として、太陽光パネルの発電電力を電力系統に連系させるためのパワーコンディショナーに備えるようにすることで、太陽熱温水システムを太陽光発電システムと組み合わせて、容易かつ確実に本発明による効果を得ることができるようになる。

本発明の実施形態に係るソーラー装置の模式図である。 第１実施形態の制御フローチャートである。 第２実施形態における太陽光発電側の制御フローチャートである。 第２実施形態における太陽熱側の制御フローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るソーラー装置を示す。同図中の符号１は太陽熱温水システムであり、符号２は太陽光発電システムである。本発明のソーラー装置は、太陽熱温水システムの低温水を太陽光発電システムの太陽光パネルの冷却のために活用するとともに、併せて、太陽熱パネルと太陽光パネルとの双方から集熱して熱回収し得るようにしたものである。

太陽熱温水システム１は、タンクユニット１１と、集熱パネルを構成する太陽熱パネル１２と、これらタンクユニット１１及び太陽熱パネル１２の両者間を結ぶ循環路１３とを備えている。タンクユニット１１は、貯湯タンク１４と、その作動により貯湯タンク１４の底部から取り出した水を太陽熱パネル１２に供給した上で貯湯タンク１４の頂部に戻すための循環ポンプ１５と、太陽熱パネル１２から太陽熱を集熱して貯湯タンク１４に蓄熱するための集熱制御等の作動制御を実行するコントローラ１６とを備えて構成されている。コントローラ１６による集熱制御について簡単に説明すると、太陽熱パネル１２の集熱パネル温度が貯湯タンク１４の底部付近の湯水温度よりも所定の温度差（例えば６℃）以上の高温であるという熱回収可能な条件（集熱制御の開始条件）が成立すれば、循環ポンプ１５が作動されて集熱運転が開始される。これにより、貯湯タンク１４の底部から低温の湯水が循環路１３を通して太陽熱パネル１２に供給され、太陽熱パネル１２との熱交換により太陽熱が回収されて所定の高温になった湯水が貯湯タンク１４の頂部に戻され、貯湯として蓄熱されることになる。そして、前記の温度差が小さくなって所定量の熱回収が困難になれば、循環ポンプ１５の作動が停止されて集熱運転が停止される。貯湯タンク１４に蓄熱された貯湯は図外の給湯栓等での給湯使用のために給湯され、給湯により貯湯タンク１４内の湯水が減ればその分だけ給水を受けるようになっている。

又、循環ポンプの吐出側の循環路１３から流路切換手段である三方切換弁１７を介して第２循環路１８の上流端が分岐され、この第２循環路１８は途中で冷却部１９を通過した上で三方切換弁１７よりも下流側位置の循環路１３に合流されている。前記冷却部１９は、太陽光発電システム２の後述の太陽光パネル２１の例えば裏面に設置され、第２循環路１８を通して循環供給される貯湯タンク１４の水との熱交換により太陽光パネル２１を冷却する熱交換器の役割を果たすように構成されている。冷却部１９としては、例えば太陽光パネル２１の裏面全体に折り返し屈曲させて這わせた細管や、内部を入口から出口に向けて水を流動させる板状の熱交換槽等により構成することができる。前記三方切換弁１７は、コントローラ１６の集熱・通水制御により作動制御されるようになっており、本来の循環路（第１循環路）１３の下流側を遮断して第２循環路１８側に連通した状態（第２循環路連通状態；図１の一点鎖線の矢印参照）に切換制御されて循環ポンプ１５が作動されると、貯湯タンク１４の底部からの湯水が第２循環路１８を通して冷却部１９に循環供給され、冷却部１９で太陽光パネル２１を熱交換により冷却することにより太陽光パネル２１から集熱した湯水は太陽熱パネル１２に通された後に貯湯タンク１４の頂部に戻されることになる。前記の三方切換弁１７は、常時は、第１循環路１３の下流側に連通し第２循環路１８側が遮断された状態（第１循環路連通状態；図１の実線の矢印参照）に切換設定されている。

太陽光発電システム２は、太陽電池パネルにより構成される太陽光パネル２１と、パワーコンディショナー２２とを備えて構成されている。パワーコンディショナー２２は、太陽光パネル２１で発電される直流電力を交流電力に変換して商用電力系統２３に系統連系させるものであり、家庭内負荷（又は構内負荷）に交流電力を供給する一方、余剰電力を商用電力系統２３へ逆潮流させるように構成されている。又、パワーコンディショナー２２は、太陽光パネル２１での発電量を計測する発電量計測部２２１を備える他、太陽熱温水システム１のコントローラ１６と例えば２芯通信線により双方向通信可能に接続されており、発電量計測部２２１で計測された発電量等の情報を送信可能となっている。前記の発電量計測部２２１は、例えばパワーコンディショナー２２に設けられている電圧センサや電流センサによる検出値を用いて計測することができる。

＜第１実施形態＞
次に特徴部分である太陽光パネル２１に対する集熱・通水制御について、図２を参照しつつ詳細に説明する。この集熱・通水制御は太陽熱温水システム１の側のコントローラ１６により実行される。まず、現在の状況について太陽熱回収中か否かをチェックする（ステップＳ１）。すなわち、前述の如く貯湯タンク１４の底部の湯水温度よりも所定の温度差以上に太陽熱パネル１２が高温の状態になっているか否か、つまり、太陽熱パネル１２からの熱回収が可能か否かについて判定する。太陽熱の熱回収が可能な状態であれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、次に、太陽光パネル２１に対する前回の通水の終了後、所定の待機時間（例えば３０分間）が経過しているか否かをチェックする（ステップＳ２）。これは、前回の通水終了時点では、その通水により太陽光パネル２１は冷却されている一方、太陽光パネル２１から集熱されているため、所定の時間が経過しなければ、太陽光の日射や外気温により温度上昇はしていない筈である。このため、時間経過により太陽光パネル２１の温度が再度上昇するのに必要な最低限の時間として前記の待機時間を定めている。前記の待機時間が経過していれば（ステップＳ２でＹＥＳ）、三方切換弁１７を第１循環路連通状態から第２循環路連通状態に切換制御する（ステップＳ３）。それまでに循環ポンプ１５が作動されて太陽熱パネル１２から熱回収するための集熱運転が開始されていれば、前記の切換制御により貯湯タンク１４からの湯水は第２循環路１８に循環経路が変更されて冷却部１９に循環供給され、その一方、今回のステップＳ１及びＳ２でのチェックにより条件が成立したのであれば、前記の三方切換弁１７の切換制御に併せて循環ポンプ１５の作動もステップＳ３で行うことで貯湯タンク１４の底部の湯水が第２循環路１８を通して冷却部１９に循環供給されることになる。この冷却部１９への通水により太陽光パネル２１は熱交換により冷却される一方、通水された湯水は太陽光パネル２１からの熱回収により加温され、加温された湯水は太陽熱パネル１２に送られ、太陽熱パネル１２での太陽熱回収によりさらに加温された後に、貯湯タンク１４の頂部に戻されることになる。

以後、パワーコンディショナー２２から送信される発電量（発電量計測部２２１で計測された発電量）が通水前後で所定量以上増加すれば（ステップＳ４でＹＥＳ）、前記のステップＳ３の冷却部１９への通水（太陽光パネル２１側への通水）を継続する（ステップＳ５）。逆に、発電量の所定量以上の増加が見込めなければ（ステップＳ４でＮＯ）、温度上昇に起因する発電効率の低下は解消したものと判断、つまり太陽電池パネル２１の冷却をこれ以上続けても効果はない上に太陽電池パネル２１からの集熱も望めないと判断して、三方切換弁１７を元の第１循環路連通状態に戻すよう切換制御し、太陽光パネル２１側への通水を遮断する（ステップＳ６）。なお、前記のステップＳ１やステップＳ２でのチェックの結果、それぞれの判定条件が成立しなければ（ステップＳ１，Ｓ２でＮＯ）、ステップＳ６に進み同様に太陽光パネル２１側への通水を遮断する。

前記のステップＳ４において、通水前後で発電量の所定量以上増加についての判定は、発電量の瞬時値を用いるのではなくて、通水前後で継続して発電量を監視し、例えば所定の単位時間毎の平均値又は所定の経過時間毎の平均値を採用することができる。又、発電量が所定量以上増加するか否かの判定条件の代わりに、発電量の増加量が、太陽電池パネル２１の側に通水するために消費される電力エネルギー損失（循環ポンプ１５の作動に伴う消費電力）よりも大か等しいこと、を判定条件とすることができる。循環ポンプ１５の消費電力は、循環ポンプ１５の回転数や電流値等の検出値から演算又は推測したものを用いることができる他、予め行った実験に基づいて得た平均消費電力値を、第２循環路連通状態での循環ポンプ１５の消費電力の固定値として設定して前記判定に用いるようにすることができる。さらに、この場合、循環ポンプ１５の作動に伴う消費電力の代わりに、第２循環路連通状態での循環ポンプ１５の作動に伴う消費電力から第１循環路連通状態での循環ポンプ１５の作動に伴う消費電力を減じた消費電力増加量を用いるようにすることができる。つまり、第２循環路連通状態での循環経路の配管延長がより長くなる分の循環ポンプ１５の負担増を考慮して比較対象とするものである。

以上の場合、太陽光パネル２１の側への通水が、太陽熱回収が可能なこと、つまり貯湯タンク１４の底部から循環供給される湯水により冷却可能な温度条件になっていること、及び、前回通水から所定の待機時間が経過していること、の条件成立により実行されることになる。このため、冷却部１９に循環供給される湯水温度が高すぎて太陽光パネル２１の冷却が効果的に行えないという不都合発生を防止して、確実に太陽光パネル２１を冷却することができるようになる。そして、パワーコンディショナー２２から送信される発電量情報に基づいて、前記の通水を継続するか遮断切換するかが太陽熱温水システム１側のコントローラ１５によって制御されることになる。このため、冷却により太陽光パネル２１の発電効率が回復し、安定すれば、もはや冷却の必要はなく、循環ポンプ１５の余分な電力消費を抑制するためにも太陽光パネル２１側への通水を遮断することができる。その一方、発電量が増加しており、冷却がまだ必要であれば、通水が継続されて十分な発電効率の回復を図ることができる。その際に、発電量の増加量と、循環ポンプ１５の消費電力量又は消費電力量の増加量との対比に基づき、通水を継続するか遮断切換するかの判定を行うことにより、太陽光パネル２１の側への通水をエネルギー損失の発生を招くことなく、あるいは、エネルギー損失の発生を最も抑えた状態で、太陽光パネル２１の発電効率の回復及び太陽光パネル２１からの集熱を行うことができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る集熱・通水制御について、図３及び図４を参照しつつ詳細に説明する。この集熱・通水制御は、太陽光発電システム２のパワーコンディショナー２２によるメイン制御（図３参照）に基づき、太陽熱温水システム１の側のコントローラ１６によるサブ制御（図４参照）を介して実行される。メイン制御では、まず、発電量の計測・監視を行い（ステップＳ１１）、太陽光パネル２１の温度上昇による発電量低下が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定は、次のようにして行う。すなわち、パワーコンディショナー２２では、過去の発電量最大値に係るデータ、例えば過去１年間の時刻又は時間帯と、そのときの発電量最大値との関係に係るデータを記憶・更新するようになっており、現在の時刻又は時間帯における発電量最大値と、この時刻又は時間帯に対応する過去の時刻又は時間帯の発電量最大値との対比に基づき、その差分が所定量以上大きければ温度上昇に起因する発電効率の低下が生じているものと推定（判定）する。なお、時刻又は時間帯はコントローラ１６に設けたタイマやカレンダ機能を利用して特定することができるが、これらを省略して時刻又は時間帯の代わりに、貯湯タンク１４への給水温度の高低を利用して現在の季節は何かの判定を行い、季節毎の発電量最大値の記憶データとの対比を行うようにすることができる。又、時刻や時間帯により判定する場合には、太陽光パネル２１の温度上昇が生じない夜間か昼間かを区別して判定に用いるようにすることができる。さらに、最も簡易かつ確実な手法としては、温度上昇による発電効率が低下しているか否かの判定発電量として、昼間の発電量最大値を基準にして予め基準発電量を定め、この基準発電量よりも低下していれば太陽光パネル２１に温度上昇に起因する発電効率の低下が発生していると判定することができる。

ステップＳ１２で発電量低下が生じていると判定されれば（ステップＳ１２でＹＥＳ）、太陽光パネル２１側へ通水（冷却部１９へ通水）するための切換制御を行うよう太陽熱温水システム１のコントローラ１６に通水指令ａを送信する（ステップＳ１３）。この通水指令ａを受けたコントローラ１６により後述の如く切換制御が実行されてその旨の情報ｃの出力を受けて太陽光パネル２１側への通水が確認されれば（ステップＳ１４でＹＥＳ）、次に、この通水により発電量が所定量以上増加したか否かについて判定する（ステップＳ１５）。その判定は第１実施形態のステップＳ４において説明したと同様の手法で行えばよい。すなわち、通水前後で発電量の所定量以上増加についての判定は、発電量の瞬時値を用いるのではなくて、通水前後で継続して発電量を監視し、例えば所定の単位時間毎の平均値又は所定の経過時間毎の平均値を用いる。又、発電量が所定量以上増加するか否かの判定条件の代わりに、発電量の増加量が、太陽電池パネル２１の側に通水するために消費される電力エネルギー損失（循環ポンプ１５の作動に伴う消費電力）よりも大か等しいこと、を判定条件とすることができる。この場合の循環ポンプ１５の消費電力は、循環ポンプ１５の回転数や電流値等の検出値から演算又は推測したものを用いることができる他、予め行った実験に基づいて得た平均消費電力値を、第２循環路連通状態での循環ポンプ１５の消費電力の固定値として設定して前記判定に用いるようにすることができる。さらに、この場合、循環ポンプ１５の作動に伴う消費電力の代わりに、第２循環路連通状態での循環ポンプ１５の作動に伴う消費電力から第１循環路連通状態での循環ポンプ１５の作動に伴う消費電力を減じた消費電力増加量を用いるようにすることができる。つまり、第２循環路連通状態での循環経路の配管延長がより長くなる分の循環ポンプ１５の負担増を考慮して比較対象とするものである。これらの消費電力や消費電力増加量は予め実験等により定めて、固定値としてパワーコンディショナー２２に記憶させたものを用いることができる。

ステップＳ１５での判定に基づき、発電量が増加していれば、そのまま太陽光パネル２１側への通水を継続し（ステップＳ１５でＹＥＳ）、発電量の所定量以上の増加が見込めなければ（ステップＳ１５でＮＯ）、温度上昇に起因する発電効率の低下は解消したものと判断、つまり太陽電池パネル２１の冷却をこれ以上続けても効果はない上に太陽電池パネル２１からの集熱も望めないと判断して、前記コントローラ１６に対し、太陽光パネル２１側への通水（冷却部１９への通水）を遮断切換するよう通水停止指令ｂを送信する（ステップＳ１６）。

太陽熱温水システム１側のサブ制御（図４参照）では、まず、太陽光パネル２１側への通水が必要か否かについてパワーコンディショナー２２から送信される通水指令ａ（図３のステップＳ１３参照）の有無に基づいて判定する（ステップＳ２１）。通水指令ａの出力があれば（ステップＳ２１でＹＥＳ）、次に、現在の太陽熱回収に係る温度状況について判定する（ステップＳ２２）。すなわち、第１実施形態と同様に、貯湯タンク１４の底部の湯水温度よりも所定の温度差以上に太陽熱パネル１２が高温の状態になっているか否か、つまり、太陽熱パネル１２からの熱回収が可能か否かについて判定する。太陽熱の熱回収が可能な状態であれば（ステップＳ２２でＹＥＳ）、次に、通水停止指令ｂの出力がなされていないことを確認した上で（ステップＳ２３でＹＥＳ）、太陽光パネル２１側への通水切換を行う（ステップＳ２４）。すなわち、三方切換弁１７を第１循環路連通状態から第２循環路連通状態に切換制御し（ステップＳ２４）、第１実施形態の場合と同様に、それまでに循環ポンプ１５が作動されていればそのままとし、作動されていなければ併せて循環ポンプ１５を作動させる。これにより、貯湯タンク１４の底部の湯水が第２循環路１８を通して冷却部１９に循環供給されることになる。そして、太陽光パネル２１側へ通水中である旨の情報ｃをパワーコンディショナー２２に送信してリターンする（ステップＳ２５）。

一方、ステップＳ２１で通水指令ａが送信されていない場合、ステップＳ２２で太陽熱回収に係る温度条件が非成立の場合、あるいは、ステップＳ２３で通水停止指令ｂが出力されている場合には、ステップＳ２６に進み、太陽光パネル２１側への通水を遮断状態に切換制御するか又は遮断状態に維持する（ステップＳ２６）。そして、太陽光パネル２１側への通水は遮断中である旨の情報ｄをパワーコンディショナー２２に送信する（ステップＳ２７）。

以上の第２実施形態の場合、太陽光発電システム２側のメイン制御と、太陽熱温水システム１側のサブ制御との組み合わせに基づいて、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。その上に、太陽光パネル２１側への通水切換のタイミングを太陽光パネル２１による発電量低下状況に基づいて決定することができ、太陽光パネル２１側への通水切換を適切なタイミングで的確に行うことができるようになる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は前記第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記第１及び第２実施形態では、太陽光パネル２１の冷却のために貯湯タンク１４内の水（湯水）を用いているが、これに限らず、熱媒体（例えば不凍液）を用いるようにしてもよい。例えば、太陽熱パネルや太陽光パネルと、貯湯タンク内に設置した熱交換器との間で熱媒体を循環供給させ、太陽熱パネル等での集熱により加熱された熱媒体を熱交換器に戻すことで、貯湯タンク内の湯水を熱交換加熱するように構成し、熱交換熱により低温になった熱媒体を太陽光パネルの冷却のために循環供給するようにすることもできる。又、流路切換手段として三方切換弁１７以外に複数の開閉弁を組み合わせて構成することができる。さらに、第２循環路１８は、第１循環路１３の途中から三方切換弁１７等の流路切換手段を介して分岐させ、冷却部１９を通した後に直接に貯湯タンク１４の頂部に戻すというように、太陽熱パネル１２に循環供給させる第１循環路とは互いに独立して設けるようにすることもできる。

又、前記第１及び第２実施形態において、三方切換弁１７を第２循環路連通状態に切換制御して太陽光パネル２１側に貯湯タンク１４内の湯水を循環供給させるよう通水切換を実行するタイミングとして、前記第１及び第２実施形態において説明したものに代えて、タイマにより計時される所定周期毎に前記通水切換を実行するようにしてもよい。これにより、複雑な成立条件の判定を行うことなく、試しに通水切換を行って発電量に所定の増加があれば、太陽光パネル２１に温度上昇に伴う発電効率の低下が生じていたのであり、これを簡易に回復させることができるようになる。

１ 太陽熱温水システム
１２ 太陽熱パネル
１３ 循環路
１４ 貯湯タンク
１５ 循環ポンプ
１６ コントローラ（制御手段）
１７ 三方切換弁（流路切換手段）
１８ 第２循環路
２１ 太陽光パネル
２２ パワーコンディショナー（制御手段）
２３ 電力系統
２２１ 発電量計測部

Claims (5)

1. 貯湯タンクと、太陽熱パネルとを備え、貯湯タンク内の湯水を、貯湯タンクと太陽熱パネルとを接続する循環路に循環させて貯湯を行う太陽熱温水システムを備えたソーラー装置であって、
   太陽電池を構成する太陽光パネルと、この太陽光パネルの冷却のために前記循環路の途中から分岐して前記貯湯タンク内の湯水を前記太陽光パネル側に循環供給可能とするための第２循環路と、この第２循環路への循環供給に通水流路を切り換えるための流路切換手段と、前記太陽光パネルによる発電量を計測する発電量計測部と、前記第２循環路への循環供給を行うか否かの切換制御を行う制御手段とをさらに備え、
   前記制御手段は、前記流路切換手段により通水流路が切り換えられて前記貯湯タンク内の湯水が前記第２循環路に循環供給されたとき、前記発電量計測部により計測された発電量が所定量以上増加すれば、前記貯湯タンク内の湯水の前記第２循環路への循環供給を継続させる一方、前記発電量の増加が所定量未満であれば第２循環路への循環供給を遮断するよう前記流路切換手段を切換制御するように構成されている、
   ことを特徴とするソーラー装置。
2. 請求項１に記載のソーラー装置であって、
   前記所定量は、前記第２循環路に循環供給させるために増加する消費電力量である、ソーラー装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のソーラー装置であって、
   前記制御手段は、前記発電量計測部により計測される前記太陽光パネルの発電量が、過去の発電量又は所定の基準発電量と比較して低下していれば、前記流路切換手段により通水流路を切り換えて前記貯湯タンク内の湯水を前記第２循環路に循環供給させるように構成されている、ソーラー装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載のソーラー装置であって、
   前記制御手段は、所定周期毎に、前記流路切換手段により通水流路を切り換えて前記貯湯タンク内の湯水を前記第２循環路に循環供給させるように構成されている、ソーラー装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のソーラー装置であって、
   前記発電量計測部は、前記太陽光パネルの発電電力を電力系統に連系させるためのパワーコンディショナーに備えられている、ソーラー装置。

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