JP2018188896A - 太陽光発電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽電池モジュールの発電性能を低下させることなく、周辺への光害となる太陽電池モジュールからの反射光を抑制できる太陽光発電システムを得ること。【解決手段】太陽光発電システム100は、傾斜面に設置される太陽光発電システムであって、傾斜面に設置される太陽電池モジュール1と、傾斜面の傾斜方向における太陽電池モジュール1の受光面よりも下側に設けられて、太陽電池モジュール1で反射した反射光を遮蔽する反射光遮光板30と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、防眩機能を有する太陽光発電システムに関する。
現在、再生可能エネルギーへの期待が世界的に高まってきており、太陽電池モジュールを備えた太陽光発電システムの普及が進んでいる。太陽光発電システムは、住宅の屋根または屋外に設置されることが多い。
一方で、太陽光発電システムの設置により引き起こされる環境問題が、認知されてきている。太陽光発電システムの設置により引き起こされる代表的な問題としては、太陽電池モジュールからの反射光による周辺への光害がある。
一般的に、太陽電池モジュールの表面は、保護部材として用いられるガラス板により構成されている。平坦なガラス面に対して垂直に光が入射した場合は、光の反射はほとんど発生しない。しかしながら、平坦なガラス面に対して、垂直に光が入射しない場合にはガラス面で反射した反射光が発生し、その大半は鏡面反射光である。このため、太陽電池モジュールの設置場所または季節によっては、太陽電池モジュールの表面からの反射光は、かなりの大きさになり、近隣への光害を発生させる要因となる。
一方、太陽光発電システムの普及によって、太陽光発電システムの導入コストは低下したが、太陽光発電システムの設置スペースが限られてきている。このため、屋根における北面への太陽光発電システムの設置も、今後は普及していく可能性がある。太陽電池モジュールを北向きに設置した場合には、太陽電池モジュールへの太陽光の入射角度が鈍角になる関係から、太陽電池モジュールのガラスで反射した反射光が、太陽電池モジュールの北側にある隣家へ入射する可能性が大きくなる。
これに対して、特許文献1には、透明絶縁基板の第1の主面に少なくとも1つの太陽電池セルを備え、無機バインダ中に透明な無機微粒子を含有しており、クラックを有していない連続皮膜からなる防眩膜を透明絶縁基板の第2の主面に備える太陽電池モジュールが開示されている。特許文献1に記載の防眩膜は表面凹凸を有している。透明絶縁基板の光入射面側に表面凹凸を有する防眩膜を備えることにより、太陽電池モジュール表面で反射される太陽光は、不特定の方向に乱反射される。乱反射された散乱光は平行光線ではない。このため、太陽電池モジュールによる反射光は、全体としてぼやけた状態となるため、光公害が抑制される。すなわち、特許文献1に記載の太陽電池モジュールは、防眩膜によって反射光を拡散させて、一定方向への反射光量を低減することができる。
しかしながら、上記特許文献1の技術によれば、透明絶縁基板に防眩膜を設けることによって一定方向への反射光量を低減することが可能であるが、基本的には鏡面反射方向へ強い反射光が発生する、という問題があった。
また、特許文献1に記載の太陽電池モジュールは、無機微粒子を含んでなるという防眩膜の構造上、太陽電池モジュールに入射する光が透明絶縁基板上で散乱するため、太陽電池セルに効果的に光を届けることができず、太陽電池モジュールの発電性能が低下する、という問題があった。すなわち、特許文献1に記載の太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールの出力を効果的に維持できないため、発電のロスが大きくなる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池モジュールの発電性能を低下させることなく、周辺への光害となる太陽電池モジュールからの反射光を抑制できる太陽光発電システムを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽光発電システムは、傾斜面に設置される太陽光発電システムであって、傾斜面に設置される太陽電池モジュールと、傾斜面の傾斜方向における太陽電池モジュールの受光面よりも下側に設けられて、太陽電池モジュールで反射した反射光を遮蔽する反射光遮光板と、を備える。
本発明によれば、太陽電池モジュールの発電性能を低下させることなく、周辺への光害となる太陽電池モジュールからの反射光を抑制できる、という効果を奏する。
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽光発電システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる太陽光発電システム100が住宅200の屋根210に設置された状態を示す模式図である。図2は、本発明の実施の形態1にかかる太陽光発電システム100が設置された住宅200の屋根210を模式的に示す上面図である。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる太陽光発電システム100が住宅200の屋根210に設置された状態を示す模式図である。図2は、本発明の実施の形態1にかかる太陽光発電システム100が設置された住宅200の屋根210を模式的に示す上面図である。
図1に示すように、本実施の形態1にかかる太陽光発電システム100は、住宅200の屋根210の傾斜面であり、北側に面して設けられた北側屋根面210Nに設置されている。また、住宅200の屋根210の傾斜面である、東側に面して設けられた東側屋根面210E、西側に面して設けられた西側屋根面210W、および南側に面して設けられた南側屋根面210Sには、太陽電池モジュール1が設置されている。
太陽光発電システム100は、太陽電池モジュール1と反射光遮光板30とを備える。太陽電池モジュール1は、屋根210に固定されて太陽電池モジュール1を保持する太陽電池モジュール架台110に固定されている。反射光遮光板30は、屋根210に固定された遮光板架台120に固定されている。反射光遮光板30は、面方向が鉛直方向に平行とされて、遮光板架台120から鉛直上方に配置されている。なお、以下においては、「太陽電池モジュール」を「モジュール」と略記する場合がある。また、「反射光遮光板」を「遮光板」と略記する場合がある。
図3は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュール1を受光面側から見た平面図である。図4は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュール1を示す要部断面図であり、図3におけるIV−IV断面図である。
太陽電池モジュール1は、複数の結晶系の太陽電池セル3が接続配線14によって電気的に直列に配線接続された太陽電池ストリング2、透光性を有して太陽電池ストリング2の受光面側を保護する受光面側保護部材11、太陽電池ストリング2の裏面側を保護する裏面側保護部材12および太陽電池ストリング2を封止する封止材13を備える。太陽電池ストリング2は、太陽電池モジュール1の受光面側である表面側に配置された受光面側保護部材11と、太陽電池モジュール1の受光面と対向する裏面側に配置された裏面側保護部材12との間に挟持された封止材13の中に封止されている。そして、太陽電池モジュール1の外周縁部は、補強用のフレーム40で周囲が囲まれている。太陽電池モジュール1では、受光面側保護部材11側から太陽光Sが入射する。なお、図3においては、受光面側保護部材11および封止材13を透過して見た状態を示している。
太陽電池ストリング2は、既定の配列方向に配列された複数の太陽電池セル3と、接続配線14とを有する。複数の太陽電池セル3は、既定の配列方向において既定の距離だけ離間して同一平面上に規則的に配列されている。図3においては、10個の太陽電池セル3が電気的に直列に接続された5本の太陽電池ストリング2が、さらに電気的に直列配線接続されて、1つの長い太陽電池ストリングが構成されている。
太陽電池セル3としては、片面発電型の結晶系太陽電池セルを用いることができる。太陽電池セル3は、光電変換機能を有する太陽電池基板であってpn接合を有する半導体基板21の受光面側に、図示しないシリコン窒化膜よりなる反射防止膜が形成されている。半導体基板21は、p型シリコンからなるp型半導体基板の受光面側に、リン拡散によってn型不純物拡散層が形成されている。p型シリコンは、単結晶シリコンでもよく、また多結晶シリコンでもよい。また、p型半導体基板の代わりにn型半導体基板を用いた半導体基板を用いてもよい。なお、太陽電池モジュール1に用いる太陽電池セル3としては、結晶型に限定されず、種類を問わず薄膜型などの全ての太陽電池セルが使用可能である。
また、半導体基板21の受光面には、受光面電極22が設けられている。受光面電極22としては、半導体基板21から光生成キャリアを集電する長尺細長の受光面グリッド電極と、受光面グリッド電極と導通して該受光面グリッド電極から光生成キャリアを集電する受光面バス電極とが、直交するように設けられている。また、半導体基板21における受光面と対向する裏面には、裏面電極23が設けられている。裏面電極23としては、半導体基板21から光生成キャリアを集電する長尺細長の裏面グリッド電極と、裏面グリッド電極と導通して該裏面グリッド電極から光生成キャリアを集電する裏面バス電極とが、直交するように設けられている。
受光面バス電極と裏面バス電極とは、平行に設けられている。受光面バス電極と裏面バス電極とは、接続配線である接続配線14との接合用の接続電極として用いられる。そして、隣接する2つの太陽電池セル3同士は、一方の太陽電池セル3の受光面バス電極と、一方の太陽電池セル3の裏面バス電極とが接続配線14によって電気的に直列に接続されている。
受光面側保護部材11は、太陽電池セル3の受光面側に配置されて、太陽電池セル3の受光面側を保護する。受光面側保護部材11は、太陽電池ストリング2の受光面側に封止材13を介して封止材13の粘着力により固着されている。本実施の形態1にかかる受光面側保護部材11は、板ガラスが用いられている。板ガラスとしては、たとえば酸化シリコン(SiO2),酸化ナトリウム(NaO),酸化カルシウム(CaO)を主成分とする一般のソーダライムガラスが使用される。受光面側保護部材11の特徴については後述する。
裏面側保護部材12は、太陽電池セル3の裏面側に配置されて、太陽電池セル3の裏側を保護する。裏面側保護部材12は、太陽電池ストリング2の裏面側に封止材13を介して該封止材13の粘着力により固着されている。裏面側保護部材12としては樹脂シートが用いられ、結晶系太陽電池モジュールで一般的に用いられる耐加水分解ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate:PET)樹脂シート、オレフィン系樹脂シート、ポリフッ化ビニル(PVF:Polyvinyl Fluoride)樹脂シート、あるいはこれらを貼り合わせた積層樹脂シートを用いることができる。
封止材13は、透明性すなわち光透過性と絶縁性とに優れた樹脂材料または有機材料からなる透明絶縁膜が用いられる。このような材料としては、たとえばエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA:Ethylene Vinyl Acetate copolymer)樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂およびシリコーンゴムなどの絶縁材料を用いることができる。
なお、意匠性と発電量を確保するため、裏面側保護部材12側に配置された封止材13は白色であることが好ましい。これにより、受光面側保護部材11から入射してきた光が、裏面側保護部材12側に配置された白色の封止材13で反射されて、光路長の損失なく太陽電池セル3に再入射して発電に寄与する。
太陽電池モジュール1の受光面の面方向における外形寸法、すなわち受光面側保護部材11の面方向における外形寸法は、たとえば長辺が1.65m、短辺が1mとされ、短辺が水平方向に平行に設置される。
反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1における反射光による光害が発生しやすい北側屋根面210Nに設置されて太陽光発電システム100を構成する。反射光遮光板30は、住宅の北側から見た場合に太陽電池モジュール1を遮蔽する。反射光遮光板30は、住宅の北側から見た場合に太陽電池モジュール1を遮蔽することで、太陽電池モジュール1の受光面に入射して反射した反射光、すなわち受光面側保護部材11に入射して反射した反射光が、太陽電池モジュール1よりも北側の近隣の領域へ進行することを抑制および防止する。このような反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1からの反射光の、太陽電池モジュール1よりも上方への進行および下方への進行を遮断して、太陽電池モジュール1からの反射光の少なくとも一部を遮光することができる。
本実施の形態1にかかる太陽光発電システム100においては、太陽電池モジュール1の受光面、すなわち受光面側保護部材11のガラス面で反射した反射光が、太陽電池モジュール1の北側にある隣家へ入射することを抑制または防止するために、住宅200の北側から見た場合に、太陽電池モジュール1自体が見えなければ反射光も見えないという観点から、反射光遮光板30が設置されている。反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1が設置された傾斜面である北側屋根面210Nの傾斜方向において、北側屋根面210Nに設置された複数の太陽電池モジュール1のうち最下段に配置された太陽電池モジュール1よりも下側に設置されている。すなわち、太陽光発電システム100においては、北側屋根面210Nの傾斜方向において最下段に配置された太陽電池モジュール1の受光面よりも下側に、反射光遮光板30が設置されている。北側屋根面210Nの傾斜方向における下側は、北側屋根面210Nの軒側に対応する。なお、本実施の形態1では、便宜上、北側屋根面210Nの傾斜方向において1つの太陽電池モジュール1が設置された場合について示している。
反射光遮光板30は、たとえば面内方向における外形形状が矩形形状とされており、矩形形状の長辺が太陽電池モジュール1の短辺と平行な方向、すなわち水平方向に配置されている。少なくとも一部でも太陽電池モジュール1を住宅200の北側から見えなくするために、鉛直方向における反射光遮光板30の上端の高さは、最下段の太陽電池モジュール1の受光面における1番北側の部分、または1番北側のフレーム40の高さよりも高くされる。すなわち、鉛直方向における反射光遮光板30の上端の高さは、最下段の太陽電池モジュール1においてフレーム40から露出した受光面側保護部材11における1番北側の端部の高さよりも高くされる。
反射光遮光板30は、長辺の長さが太陽電池モジュール1の短辺の長さとされ、太陽電池モジュール1の短辺方向において太陽電池モジュール1の短辺と同じ位置に長辺が配置されている。
太陽光発電システム100は、上記の構成を有することにより、住宅200の北側の隣家からは、太陽電池モジュール1の受光面のガラス面自体が見えなくなるか、または見える範囲が低減する。これにより、住宅200の北側の隣家からは、太陽電池モジュール1の受光面のガラス面での反射光も見えなくなるか、または低減される。したがって、太陽光発電システム100は、上記の構成を有することにより、太陽電池モジュール1の受光面における反射光による、住宅200の北側の隣家への光害を防止、または低減することができる。
なお、反射光遮光板30の長辺の長さが太陽電池モジュール1の短辺の長さよりも短い場合でも上記の効果が得られるが、反射光遮光板30の長辺の長さが太陽電池モジュール1の短辺の長さと同じ場合よりも効果は小さくなる。また、太陽の移動による太陽電池モジュール1への太陽光の入射方向の変化を考慮して、反射光遮光板30の長辺の長さは、太陽電池モジュール1の短辺の長さよりも長くされることが好ましい。
また、太陽電池モジュール1の短辺方向において、1つの太陽電池モジュール1に対して1つの反射光遮光板30が設けられてもよく、複数の太陽電池モジュール1に対して、長辺の長さが長い1つの反射光遮光板30が設けられてもよい。
つぎに、反射光遮光板30の他の配置例について図5から図7を参照して説明する。以下に示す図5から図7においては、右側が北側屋根面210Nにおける下側、すなわち軒側である。なお、図5から図7においては、反射光遮光板30が北側屋根面210Nに対して垂直方向に突出して設けられている場合について示している。
図5は、本発明の実施の形態1にかかる反射光遮光板30の配置例を示す側面図であり、太陽電池モジュール1の端部に反射光遮光板30が固定された例を示す図である。図5に示す例では、太陽電池モジュール1の端部に反射光遮光板30が取り付けられるため、遮光板架台120が不要であり部品点数を削減でき、また遮光板架台120を北側屋根面210Nに取り付ける作業が不要である。
図6は、本発明の実施の形態1にかかる反射光遮光板30の配置例を示す側面図であり、太陽電池モジュール1が固定されている太陽電池モジュール架台110に反射光遮光板30が固定された例を示す図である。図6に示す例では、太陽電池モジュール架台110が遮光板架台120を兼ねるため、遮光板架台120が不要であり部品点数を削減でき、また遮光板架台120を北側屋根面210Nに取り付ける作業が不要である。
図7は、本発明の実施の形態1にかかる反射光遮光板30の配置例を示す側面図であり、北側屋根面210Nに反射光遮光板30が固定された例を示す図である。図7に示す例では、図示しない固定部品によって反射光遮光板30が北側屋根面210Nに直接固定されるため、遮光板架台120が不要であり部品点数を削減でき、また遮光板架台120を北側屋根面210Nに取り付ける作業が不要である。また、反射光遮光板30は、北側屋根面210Nよりも北側の地面に固定されてもよい。
図8は、本発明の実施の形態1にかかる反射光遮光板30の配置例を示す上面図であり、北側屋根面210Nの面内における反射光遮光板30の配置例を示す図である。図8に示す例は、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間に隙間が無い配置例である。図8においては、右側が北側屋根面210Nの傾斜方向における下側、すなわち北側屋根面210Nの軒側に対応する。
図9は、本発明の実施の形態1にかかる反射光遮光板30の配置例を示す上面図であり、北側屋根面210Nの面内における反射光遮光板30の配置例を示す図である。図9に示す例は、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間に隙間が設けられている配置例である。図9においては、右側が北側屋根面210Nの傾斜方向における下側、すなわち北側屋根面210Nの軒側に対応する。太陽電池モジュール1の受光面側保護部材11上に雪が載ると太陽電池モジュール1の発電効率が低下する。このため、太陽光発電システム100は、積雪時の受光面側保護部材11上の雪を太陽光で融解する機構を有することが好ましい。
受光面側保護部材11上で解けた雪および水を太陽電池モジュール1の受光面側保護部材11上から除去するために、図9に示すように水平方向において太陽電池モジュール1における傾斜方向の下側の端部と反射光遮光板30との間に隙間210aを設けることが好ましい。また、この隙間210aによって、受光面側保護部材11上に積もって解けていない雪を、排出することができる。これらの機能を有効に活用するためには、水平方向において、太陽電池モジュール1における傾斜方向の下側の端部と反射光遮光板30との間の間隔を1mm以上とすることが好ましい。すなわち、水平方向において、太陽電池モジュール1における傾斜方向の下側の端部と反射光遮光板30における北側屋根面210N側の面との間には、幅1mm以上の隙間210aの隙間を設けることが好ましい。
また、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30の間に隙間210aを設けることで、反射光遮光板30の下部の太陽電池モジュール1上に載った葉っぱおよびゴミといった汚れを太陽電池モジュール1上から太陽電池モジュール1の外部に排出できる。これにより、太陽電池モジュール1上に載った葉っぱおよびゴミといった汚れに起因した太陽電池モジュール1の発電効率の低下を防止できる。
さらに、受光面側保護部材11上の雪を融解するために、反射光遮光板30にヒーターを取り付けることが好ましい。反射光遮光板30は、受光面側保護部材11上の雪が一気に雪崩落ちることを防止する防止柵としても機能する。この場合、反射光遮光板30にヒーターを取り付けることで、反射光遮光板30で塞き止めた雪を溶かすことができる。
なお、受光面側保護部材11上で解けた雪および水を太陽電池モジュール1の受光面側保護部材11上から除去するために、太陽電池モジュール1の周囲に流水経路を設置してもよく、受光面側保護部材11上の雪が反射光遮光板30に開けた孔から除去される構成とされてもよい。
つぎに、反射光遮光板30の表面について説明する。反射光遮光板30における太陽電池モジュール1側を向いた面の表面は、白を基調とした色調とされるか、光沢を有することが好ましい。これにより、反射光遮光板30における太陽電池モジュール1側を向いた面に直接入射した太陽光を拡散反射させて、太陽電池モジュール1に戻すことができ、本来は太陽電池モジュール1に入射しない太陽光を発電に利用することができ、太陽電池モジュール1の発電量が向上する。
ただし、反射光遮光板30における太陽電池モジュール1側を向いた面での反射光による近隣への影響が大きい場合には、反射光遮光板30における太陽電池モジュール1側を向いた面の表面は、黒といった濃い色を基調とした色調とされるか、光沢が低いことが好ましい。
また、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面の色調は、設置環境、景観条例および近隣への影響を考慮して適切な色調を選定することが好ましい。
つぎに、反射光遮光板30の形状について図10から図14を参照して説明する。図10は、本発明の実施の形態1にかかる反射光遮光板30の形状を示す図であり、パンチングメタル形状を有する反射光遮光板30の正面図である。図11は、本発明の実施の形態1にかかる反射光遮光板30の形状を示す図であり、面内にスリットを有する反射光遮光板30の正面図である。図12は、本発明の実施の形態1にかかる反射光遮光板30の形状を示す図であり、ルーバー形状を有する反射光遮光板30の側面図である。図13は、本発明の実施の形態1にかかる反射光遮光板30の形状を示す図であり、ラティス形状を有する反射光遮光板30の正面図である。図14は、本発明の実施の形態1にかかる反射光遮光板30の形状を示す図であり、湾曲形状を有する反射光遮光板30の側面図である。
反射光遮光板30は、図10に示すようなパンチングメタル形状、図11に示すような面内にスリットを有する形状、図12に示すようなルーバー形状、図13に示すようなラティス形状といった、反射光遮光板30を厚み方向における両面を連通する連通領域、すなわち反射光遮光板30において太陽電池モジュール1側を向いた面と北側を向いた面とを連通する連通領域を面内に有する構成とされてもよい。反射光遮光板30に連通領域が形成されることで、反射光遮光板30を通って北側に漏れる反射光量を調整でき、住宅200の北側の領域の明るさを調整できる。
また、反射光遮光板30に連通領域が形成されることで、反射光遮光板30の下部の太陽電池モジュール1上に載った葉っぱおよびゴミといった汚れを太陽電池モジュール1上から太陽電池モジュール1の外部に排出できる。これにより、太陽電池モジュール1上に載った葉っぱおよびゴミといった汚れに起因した太陽電池モジュール1の発電効率の低下を防止できる。
また、反射光遮光板30に連通領域が形成されることで、反射光遮光板30の面内に孔が形成されることで、反射光遮光板30への風圧荷重の影響を抑制することができる。
反射光遮光板30は、図14に示すような湾曲形状に構成されてもよい。この場合、反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1から離れる方向に凸とされて湾曲する形状とされる。これにより、反射光遮光板30は、反射光遮光板30において太陽電池モジュール1側を向いた面で反射した反射光を太陽電池モジュール1に集光することができ、本来は太陽電池モジュール1に入射しない反射光を発電に利用することができ、太陽電池モジュール1の発電量が向上する。
また、反射光遮光板30は、屋外環境で使用されるため、光、水および熱に対する耐性の高い、金属、樹脂、セラミックスおよび木材のうちの少なくとも1種の材料により構成されることが好ましい。
なお、太陽電池モジュール1を用いた太陽光発電システムの設置において、例えば住宅用の屋根または壁の傾斜角が0度より大きく90度より小さい瓦、野地板、スレート、木材、コンクリート、ガラス、金属、ゴム、樹脂等の屋根材対して設置する太陽電池モジュール1の施工方法は特に限定されない。また、太陽電池モジュール1を用いた太陽光発電システムの設置において、野立ての際にはコンクリート、アスファルト、土、木、金属といった地面に対して設置する太陽電池モジュール1の施工方法は特に限定されない。
上述したように、本実施の形態1にかかる太陽光発電システム100は、太陽電池の性能を落とすことなく、効果的、効率的に発電を行い、設置環境にて太陽光の反射を効果的に抑制し光害等の眩しさを抑制することが可能となる。
また、反射光遮光板30は、住宅200の北側から見た場合に太陽電池モジュール1の少なくとも一部を目隠しすることによって太陽電池モジュール1からの反射光の少なくとも一部を視認できなくすることができるとともに、上述した種々の構造を設けることによって、反射光の抑制および防止以外の機能を兼ね備えることができる。すなわち、太陽電池モジュールの発電能力を維持し、また反射光遮光板30による反射光によって太陽電池モジュール1の発電能力を高めることができ、防眩性、遮光性を高めることができ、融雪および防汚、耐風圧性を向上することも可能となる。
したがって、本実施の形態1にかかる太陽光発電システム100によれば、太陽電池モジュール1の発電性能を低下させることなく、周辺への光害となる太陽電池モジュール1からの反射光を抑制できる、という効果が得られる。
以下、具体的な評価実験の結果に基づいて本実施の形態1にかかる太陽光発電システム100について説明する。図15は、評価実験に用いたサンプルの構造を示す模式図である。図16は、評価実験におけるサンプル構造の条件および測定結果を示す図である。図16では、評価実験における、反射光遮光板30の有無、太陽電池モジュール1および反射光遮光板30を設置する北側屋根面210Nの屋根傾斜角(度)、反射光遮光板30の高さ(mm)、および光反射率(%)の測定結果を示している。ここで、反射光遮光板30の高さは、反射光遮光板30における太陽電池モジュール1との接触位置からの鉛直方向の高さである。
評価実験では、図16に示す条件で、反射光遮光板30の有無、太陽電池モジュール1および反射光遮光板30を設置する北側屋根面210Nの屋根傾斜角(度)、反射光遮光板30の高さ(mm)を変えて複数種類のサンプル構造を構成し、光反射率(%)を測定した。測定条件は、太陽電池モジュール架台110に設置した際に太陽電池モジュール1の受光面が地面から最も近い部分のモジュール高さH1を5mとして北側屋根面210Nの屋根傾斜角(度)を10度から50度に変化させて、それぞれの条件で反射光遮光板30の高さを0mmから500mmに変更した。反射光遮光板30の高さが0mmの場合は、反射光遮光板30を設けていない場合に対応する。
図16に示す光反射率(%)の測定結果は、既定の測定位置Pにおける太陽電池モジュール1からの反射光量を測定した結果であり、太陽電池モジュール1に照射された光のうちどれだけの光が反射されたかを示している。測定位置Pは、北側屋根面210Nに設置された太陽電池モジュール1における地面から最も高い部分から、北側に離間距離L1=10m離れ、地面からの高さである測定高さH2が1mの高さ位置である。
太陽電池モジュール1への光の照射は、直上からの太陽光Sの照射を想定した。この光の照射の想定は、沖縄地方での真夏の南中時に相当し、北側屋根面210Nに設置された太陽電池モジュール1からの反射光が最も地面に届きやすい、最悪の条件を想定している。モジュール高さH1=5mは、2階建ての屋根の下端の高さに相当する。離間距離L1=10mは、隣家との距離に相当する。測定高さH2=1mは、人間の目線の高さに相当する。すなわち、測定位置Pでの反射光の強さを測定することによって、北側の隣家でのまぶしさを判断する基準とすることができる。
サンプル構造の基本構造となるサンプル構造2について説明する。サンプル構造2では、屋根傾斜角が50度の北側屋根面210Nに固定した太陽電池モジュール架台110に太陽電池モジュール1を設置し、北側屋根面210Nに固定した遮光板架台120に平板状の反射光遮光板30を設置した。反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1における北側屋根面210Nの軒側に面する端面に接するように設置した。すなわち、反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1の上面における北側屋根面210Nの軒側の端部に接するように、北側屋根面210Nの傾斜方向において太陽電池モジュール1の受光面よりも下側に設置されている。反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1との接触位置からの鉛直方向の高さである遮光板高さが10mmであり、表面の色が黒色である。
サンプル構造1では、サンプル構造1の構造において遮光板高さを0mmとした。サンプル構造3では、サンプル構造1の構造において遮光板高さを100mmとした。サンプル構造4では、サンプル構造1の構造において遮光板高さを200mmとした。サンプル構造5では、サンプル構造1の構造において遮光板高さを300mmとした。サンプル構造6では、サンプル構造1の構造において遮光板高さを400mmとした。サンプル構造7では、サンプル構造1の構造において遮光板高さを500mmとした。
サンプル構造11では、サンプル構造1の構造において屋根傾斜角を40度とした。サンプル構造12では、サンプル構造2の構造において屋根傾斜角を40度とした。サンプル構造13では、サンプル構造3の構造において屋根傾斜角を40度とした。サンプル構造14では、サンプル構造4の構造において屋根傾斜角を40度とした。サンプル構造15では、サンプル構造5の構造において屋根傾斜角を40度とした。サンプル構造16では、サンプル構造6の構造において屋根傾斜角を40度とした。サンプル構造17では、サンプル構造7の構造において屋根傾斜角を40度とした。
サンプル構造21では、サンプル構造1の構造において屋根傾斜角を30度とした。サンプル構造22では、サンプル構造2の構造において屋根傾斜角を30度とした。サンプル構造23では、サンプル構造3の構造において屋根傾斜角を30度とした。サンプル構造24では、サンプル構造4の構造において屋根傾斜角を30度とした。サンプル構造25では、サンプル構造5の構造において屋根傾斜角を30度とした。サンプル構造26では、サンプル構造6の構造において屋根傾斜角を30度とした。サンプル構造27では、サンプル構造7の構造において屋根傾斜角を30度とした。
サンプル構造31では、サンプル構造1の構造において屋根傾斜角を20度とした。サンプル構造32では、サンプル構造2の構造において屋根傾斜角を20度とした。サンプル構造33では、サンプル構造3の構造において屋根傾斜角を20度とした。サンプル構造34では、サンプル構造4の構造において屋根傾斜角を20度とした。サンプル構造35では、サンプル構造5の構造において屋根傾斜角を20度とした。サンプル構造36では、サンプル構造6の構造において屋根傾斜角を20度とした。サンプル構造37では、サンプル構造7の構造において屋根傾斜角を20度とした。
サンプル構造41では、サンプル構造1の構造において屋根傾斜角を10度とした。サンプル構造42では、サンプル構造2の構造において屋根傾斜角を10度とした。サンプル構造43では、サンプル構造3の構造において屋根傾斜角を10度とした。サンプル構造44では、サンプル構造4の構造において屋根傾斜角を10度とした。サンプル構造45では、サンプル構造5の構造において屋根傾斜角を10度とした。サンプル構造46では、サンプル構造6の構造において屋根傾斜角を10度とした。サンプル構造47では、サンプル構造7の構造において屋根傾斜角を10度とした。
上記のサンプル構造において、サンプル構造1、サンプル構造11、サンプル構造21、サンプル構造31およびサンプル構造41では、反射光遮光板30の高さが0mmであり、反射光遮光板30を設けていない場合に対応する。
図16より、太陽電池モジュール1が設置された北側屋根面210Nの屋根傾斜角が大きく、太陽電池モジュール1の傾斜が大きいサンプル構造1では、太陽電池モジュール1に照射された光のうち52%の光が反射している。サンプル構造1からサンプル構造7の光反射率の結果から、反射光遮光板30を設置することで、太陽電池モジュール1で反射する光量、すなわち太陽電池モジュール1からの反射光量が減少していることが分かる。ここで、サンプル構造1に対して、反射光量を50%以下に抑えることにより、まぶしさを抑制することができる。
屋根傾斜角が50度の北側屋根面210Nでは、サンプル構造5、サンプル構造6およびサンプル構造7で、反射光量をサンプル構造1に対して50%以下に抑えることができる。すなわち、遮光板高さは、300mm以上あればよい。
屋根傾斜角が40度の北側屋根面210Nでは、サンプル構造15、サンプル構造16およびサンプル構造17で、反射光量をサンプル構造11に対して50%以下に抑えることができる。すなわち、遮光板高さは、300mm以上あればよい。
屋根傾斜角が30度の北側屋根面210Nでは、サンプル構造24、サンプル構造25、サンプル構造26およびサンプル構造27で、反射光量をサンプル構造11に対して50%以下に抑えることができる。すなわち、遮光板高さは、200mm以上あればよい。
屋根傾斜角が20度および10度の北側屋根面210Nでは、反射光遮光板30を設けなくても、測定位置Pには反射光は届かない。
以上の結果をまとめると、反射光遮光板30の高さは、300mm以上あれば、屋根傾斜角が50度以下の北側屋根面210Nに対して有用である。日本の家屋の屋根の傾斜角は20度から30度が最も多く、傾斜がきつい屋根であっても50度以下がほとんどである。したがって、屋根傾斜角が50度以下の条件の北側屋根面210Nに対して評価すれば、日本の屋根のほとんどに適用できる。また、本評価は、太陽電池モジュール1の屋根傾斜方向の長さが1650mmの場合であり、太陽電池モジュール1の長さが変化した場合は、比例して反射光遮光板30の高さを変えればよい。すなわち、上記の結果から、反射光遮光板30の高さは、屋根傾斜方向における太陽電池モジュール1の長さの例えば18%以上の寸法とすればよい。
なお、ここでは、1枚の太陽電池モジュール1が北側屋根面210Nに設置されている場合について示しているが、実際には、2枚から5枚程度の複数枚の太陽電池モジュール1が屋根傾斜方向に沿って設置される場合が多い。複数枚の太陽電池モジュール1を太陽光発電システム100として組んで屋根傾斜方向に沿って屋根面に設置した場合には、上述した「屋根傾斜方向における太陽電池モジュール1の長さ」は、「複数枚の太陽電池モジュール1が屋根傾斜方向に連なって敷き詰められている状態での、屋根傾斜方向における最上段の太陽電池モジュール1の上端から最下段の太陽電池モジュール1の下端までの屋根傾斜方向の長さ」と定義される。
すなわち、複数枚の太陽電池モジュール1を太陽光発電システムとして組んで屋根傾斜方向に沿って屋根面に設置した場合には、反射光遮光板30の高さは、「複数枚の太陽電池モジュール1が屋根傾斜方向に連なって敷き詰められている状態での、屋根傾斜方向における最上段の太陽電池モジュール1の上端から最下段の太陽電池モジュール1の下端までの屋根傾斜方向の長さ」の例えば18%以上の寸法とすればよい。
一方、反射光遮光板30の高さを500mmとすれば、屋根傾斜角が50度であっても光反射率を0%とすることができる。反射光遮光板30の高さを必要以上に高くすると、風圧の影響が大きくなるため、適切な高さとすることが好ましい。この観点から、反射光遮光板30の高さは、屋根傾斜方向における太陽電池モジュール1の長さのたとえば30%以下の寸法とすることが好ましい。ただし、屋根傾斜方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間に隙間を設ける場合は、すなわち水平方向において太陽電池モジュール1における受光面の傾斜方向の下側の端部と反射光遮光板30における屋根面側の面との間に隙間が生じる場合は、受光面の傾斜方向における隙間の太陽電池モジュール1の下端からの長さに応じて反射光遮光板30の高さを調整することが好ましい。
なお、太陽電池モジュール1の設置高さよりも高い位置には、太陽電池モジュールから反射した反射光がより多く届くため、反射光遮光板30の高さを高くするか、または太陽電池モジュール1を覆う必要がある。ただし、太陽電池モジュール1を覆うと太陽電池モジュール1での発電ができなくなるため、パンチングメタルのように孔が設けられた板を使用することも可能である。
つぎに、水平方向における太陽電池モジュール1と反射光遮光板30の間の隙間の有無による、太陽電池モジュール1上から雪を除去する能力について評価した。図17は、評価実験におけるサンプル構造の条件および測定結果を示す図である。図17では、サンプル構造2を基準として、水平方向における太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔(mm)、および太陽電池モジュール1上に積もった1kgの雪が太陽電池モジュール1上から除去されるまでの時間(min)の測定結果を示している。
評価実験では、図17に示す条件で、水平方向における太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔(mm)を変化させてサンプル構造52からサンプル構造57のサンプル構造を構成し、太陽電池モジュール1上に積もった1kgの雪が太陽電池モジュール1上から除去されるまでの時間(min)を測定した。また、サンプル構造2を基準として、反射光遮光板30を、曲率がR150mmの図14に示す湾曲形状を有する反射光遮光板に変更し、水平方向における太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔(mm)を変化させてサンプル構造61からサンプル構造67のサンプル構造を構成し、太陽電池モジュール1上に積もった1kgの雪が太陽電池モジュール1上から除去されるまでの時間(min)を測定した。
サンプル構造52では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を10mmとした。サンプル構造53では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を20mmとした。サンプル構造54では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を50mmとした。サンプル構造55では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を100mmとした。サンプル構造56では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を500mmとした。サンプル構造57では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を1000mmとした。
サンプル構造61では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を0mmとした。サンプル構造62では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を10mmとした。サンプル構造63では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を20mmとした。サンプル構造64では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を50mmとした。サンプル構造65では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を100mmとした。サンプル構造66では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を500mmとした。サンプル構造67では、サンプル構造1の構造において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との間隔を1000mmとした。
図17より、水平方向における太陽電池モジュール1の端部と反射光遮光板30との間隔を大きくすると、雪が流れる隙間ができるため、太陽電池モジュール1から雪を除去する能力が高くなるといえる。これは、反射光遮光板30が平板形状である場合も湾曲形状を有する場合も同じである。なお、太陽電池モジュール1の端部と反射光遮光板30との間隔は、枯葉といった汚れがモジュール上に留まらずに太陽電池モジュール1の外部に落ちるスペース、および雪が溶け落ちるスペースを考慮すると、50mm程度が好ましい。
また、図17に示すように、太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との隙間が50mmを超えたところから、雪が除去される時間が急激に短くなっている。したがって、太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との隙間を50mm程度とすることで、より効果的に太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との距離を、太陽電池モジュール1からの雪の除去に活かすことができる。
また、図17に示すように、太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との隙間が50mmである場合と1000mmである場合とにおいて比べると、隙間が50mmから1000mmに20倍になっても、雪が除去される時間は0.8倍にしか短縮されず、隙間を大幅に延ばしただけの効果は得られない。また、太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との隙間を1000mmにした場合には、隙間に入り込む雪の量が多くなりすぎて、隙間が50mmの場合よりも逆に雪が解け落ちる速度が遅くなる。このため、太陽光発電システム100全体の専有面積を少なくするために、太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との隙間は、50mm程度が好ましい。
さらに、住宅の屋根といった、太陽光発電システムが設置される場所は、太陽光発電システムを設置するスペースが限られている。このため、太陽光発電システムが設置される場所の設置面積にもよるが、太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との隙間をあまり大きく確保できない可能性があるため、太陽光発電システム100全体の専有面積を少なくすることが好ましい。このため、太陽電池モジュール1と反射光遮光板30との隙間は、50mm程度が好ましい。
つぎに、パンチングメタル形状を有する反射光遮光板30を用いた場合の防眩効果について評価した。図18は、評価実験におけるサンプル構造の条件および測定結果を示す図である。図18では、サンプル構造2を基準として、反射光遮光板30のパンチングメタルにおける孔の面積割合(%)、およびパンチングメタルの防眩効果を示す反射光量(%)の測定結果を示している。
サンプル構造71では、屋根傾斜角が50度の北側屋根面210Nに固定した太陽電池モジュール架台110に太陽電池モジュール1を設置し、北側屋根面210Nに固定した遮光板架台120にパンチングメタル形状を有する反射光遮光板30を設置した。反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1における北側屋根面210Nの軒側に面する端面に接するように設置した。すなわち、反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1の上面における北側屋根面210Nの軒側の端部に接するように、北側屋根面210Nの傾斜方向において太陽電池モジュール1の受光面よりも下側に設置されている。反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1との接触位置からの鉛直方向の高さである遮光板高さが500mmであり、表面の色が黒色である。反射光遮光板30におけるパンチングメタルの孔の面積割合は、50%である。
サンプル構造72では、サンプル構造71の構造においてパンチングメタルの孔の面積割合を40%とした。サンプル構造73では、サンプル構造71の構造においてパンチングメタルの孔の面積割合を30%とした。サンプル構造74では、サンプル構造71の構造においてパンチングメタルの孔の面積割合を20%とした。サンプル構造75では、サンプル構造71の構造においてパンチングメタルの孔の面積割合を10%とした。サンプル構造76では、サンプル構造71の構造においてパンチングメタルの孔の面積割合を5%とした。
図18より、反射光遮光板30のパンチングメタルの孔の面積割合を変更すると、孔の面積割合を変更した分量だけ反射光量が減少していることがわかる。これにより、パンチングメタルの孔の面積割合を変更することで、反射光遮光板30を越えて北側に進行する反射光量を調整できることが分かる。
つぎに、サンプル構造1からサンプル構造7の出力向上効果について評価した。図19は、評価実験におけるサンプル構造の条件および測定結果を示す図である。ここでは、サンプル構造1、すなわち反射光遮光板30が設けられていない場合を基準にしている。
図19より、反射光遮光板30を設置した際に、直上から太陽光を照射すると太陽電池モジュール1の出力が反射光遮光板30を使用しない場合よりも向上していることが確認された。これは、反射光遮光板30における太陽電池モジュール1側を向いた面に直接入射した太陽光が反射光遮光板30で拡散反射して太陽電池モジュール1に再入射することによる。
以下、太陽光発電システム100の具体的な実施例について説明する。
実施例1.
実施例1では、図1に示す形態と同様に、太陽光発電システム100を設置した。すなわち、太陽電池モジュール1を住宅200における、屋根傾斜角が40度の屋根210である、東側屋根面210E、西側屋根面210W、南側屋根面210Sおよび北側屋根面210Nに設置した。また、北側屋根面210Nに設置した太陽電池モジュール1の屋根の軒側に面する端面を遮蔽して太陽電池モジュール1からの反射光を遮光する平板形状の反射光遮光板30を、太陽電池モジュール1の傾斜方向における下側の端部に接触した状態で、北側屋根面210Nに設置した。反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1との接触位置からの鉛直方向の高さである遮光板高さが10mmであり、表面の色が黒色である。このように構成された太陽光発電システム100は、住宅200の屋根よりも北側に位置して住宅200の屋根よりも高い建物と住宅200の屋根よりも低い建物への、太陽電池モジュール1からの反射光の進行を抑制することが可能である。
実施例1では、図1に示す形態と同様に、太陽光発電システム100を設置した。すなわち、太陽電池モジュール1を住宅200における、屋根傾斜角が40度の屋根210である、東側屋根面210E、西側屋根面210W、南側屋根面210Sおよび北側屋根面210Nに設置した。また、北側屋根面210Nに設置した太陽電池モジュール1の屋根の軒側に面する端面を遮蔽して太陽電池モジュール1からの反射光を遮光する平板形状の反射光遮光板30を、太陽電池モジュール1の傾斜方向における下側の端部に接触した状態で、北側屋根面210Nに設置した。反射光遮光板30は、太陽電池モジュール1との接触位置からの鉛直方向の高さである遮光板高さが10mmであり、表面の色が黒色である。このように構成された太陽光発電システム100は、住宅200の屋根よりも北側に位置して住宅200の屋根よりも高い建物と住宅200の屋根よりも低い建物への、太陽電池モジュール1からの反射光の進行を抑制することが可能である。
実施例2.
実施例2では、反射光遮光板30の色を屋根の色に合わせたオレンジ色としたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例2では、反射光遮光板30の色を屋根の色に合わせたオレンジ色としたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例3.
実施例3では、反射光遮光板30の遮光板高さを300mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例3では、反射光遮光板30の遮光板高さを300mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例4.
実施例4では、反射光遮光板30の遮光板高さを500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例4では、反射光遮光板30の遮光板高さを500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例5.
実施例5では、金属光沢を有する反射光遮光板30を使用し、反射光遮光板30の遮光板高さを500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例5では、金属光沢を有する反射光遮光板30を使用し、反射光遮光板30の遮光板高さを500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例6.
実施例6では、金属光沢を有して太陽電池モジュール1から離れる方向に湾曲する形状の反射光遮光板30を使用し、反射光遮光板30の遮光板高さを500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。また、反射光遮光板30において太陽電池モジュール1側を向いた面で反射した反射光を太陽電池モジュール1に集光することができ、太陽電池モジュール1の発電量が向上し、且つ太陽電池モジュール1上に載った雪の融雪性を向上させることができる。
実施例6では、金属光沢を有して太陽電池モジュール1から離れる方向に湾曲する形状の反射光遮光板30を使用し、反射光遮光板30の遮光板高さを500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。また、反射光遮光板30において太陽電池モジュール1側を向いた面で反射した反射光を太陽電池モジュール1に集光することができ、太陽電池モジュール1の発電量が向上し、且つ太陽電池モジュール1上に載った雪の融雪性を向上させることができる。
実施例7.
実施例7では、住宅200の屋根210の屋根傾斜角が30度であり、反射光遮光板30の遮光板高さを500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例7では、住宅200の屋根210の屋根傾斜角が30度であり、反射光遮光板30の遮光板高さを500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例8.
実施例8では、住宅200の屋根210の屋根傾斜角が20度であり、反射光遮光板30の遮光板高さを500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例8では、住宅200の屋根210の屋根傾斜角が20度であり、反射光遮光板30の遮光板高さを500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
実施例9.
実施例9では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmである反射光遮光板30を用いたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。また、反射光遮光板30における太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であるため、反射光遮光板30における太陽電池モジュール1側を向いた面に直接入射した太陽光を拡散反射させて、太陽電池モジュール1に戻すことができ、太陽電池モジュール1の発電量が向上し、且つ太陽電池モジュール1上に載った雪の融雪性を向上させることができる。
実施例9では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmである反射光遮光板30を用いたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。また、反射光遮光板30における太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であるため、反射光遮光板30における太陽電池モジュール1側を向いた面に直接入射した太陽光を拡散反射させて、太陽電池モジュール1に戻すことができ、太陽電池モジュール1の発電量が向上し、且つ太陽電池モジュール1上に載った雪の融雪性を向上させることができる。
実施例10.
実施例10では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さを500mmであり、面内の面積に対して50%分の孔の開いたパンチングメタル形状を有する反射光遮光板30を用いたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。また、反射光遮光板30がパンチングメタル形状を有するため、反射光遮光板30を通って北側に漏れる反射光量を調整でき、住宅200の北側の領域の明るさを調整できる。また、反射光遮光板30の耐風圧性が向上する。
実施例10では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さを500mmであり、面内の面積に対して50%分の孔の開いたパンチングメタル形状を有する反射光遮光板30を用いたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。また、反射光遮光板30がパンチングメタル形状を有するため、反射光遮光板30を通って北側に漏れる反射光量を調整でき、住宅200の北側の領域の明るさを調整できる。また、反射光遮光板30の耐風圧性が向上する。
実施例11.
実施例11では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さを500mmであり、面内の面積に対して20%分の孔の開いたパンチングメタル形状を有する反射光遮光板30を用いたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例10の場合と同様の効果が得られる。
実施例11では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さを500mmであり、面内の面積に対して20%分の孔の開いたパンチングメタル形状を有する反射光遮光板30を用いたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例10の場合と同様の効果が得られる。
実施例12.
実施例12では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さを500mmであり、面内の面積に対して20%分の孔の開いたパンチングメタル形状を有する反射光遮光板30を用いたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例10の場合と同様の効果が得られる。
実施例12では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さを500mmであり、面内の面積に対して20%分の孔の開いたパンチングメタル形状を有する反射光遮光板30を用いたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例10の場合と同様の効果が得られる。
実施例13.
実施例13では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmである反射光遮光板30を用いて、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30の間に10mmの隙間を設けたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。また、反射光遮光板30の下部の太陽電池モジュール1上に載った葉っぱおよびゴミといった汚れを太陽電池モジュール1上から太陽電池モジュール1の外部に排出できる。また、受光面側保護部材11上に積もって解けていない雪を排出することができる。
実施例13では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmである反射光遮光板30を用いて、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30の間に10mmの隙間を設けたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られる。また、反射光遮光板30の下部の太陽電池モジュール1上に載った葉っぱおよびゴミといった汚れを太陽電池モジュール1上から太陽電池モジュール1の外部に排出できる。また、受光面側保護部材11上に積もって解けていない雪を排出することができる。
実施例14.
実施例14では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmである反射光遮光板30を用いて、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30の間に20mmの隙間を設けたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例13の場合と同様の効果が得られる。
実施例14では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmである反射光遮光板30を用いて、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30の間に20mmの隙間を設けたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例13の場合と同様の効果が得られる。
実施例15.
実施例15では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmであり、厚み方向に貫通する貫通領域を面内に有する反射光遮光板30を用いて、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30の間に20mmの隙間を設けたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例13の場合と同様の効果が得られ、さらに雪の除去性能がより向上する。また、反射光遮光板30の耐風圧性が向上する。
実施例15では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmであり、厚み方向に貫通する貫通領域を面内に有する反射光遮光板30を用いて、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30の間に20mmの隙間を設けたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例13の場合と同様の効果が得られ、さらに雪の除去性能がより向上する。また、反射光遮光板30の耐風圧性が向上する。
実施例16.
実施例16では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmであり、厚み方向に貫通する貫通領域を面内に有する反射光遮光板30を用いたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例13の場合と同様の効果が得られる。
実施例16では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmであり、厚み方向に貫通する貫通領域を面内に有する反射光遮光板30を用いたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例13の場合と同様の効果が得られる。
実施例17.
実施例17では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmであり、厚み方向に貫通する貫通領域を面内に有する反射光遮光板30を用いて、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30の間に20mmの隙間を設け、さらに反射光遮光板30にヒーターを取り付けたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例13の場合と同様の効果が得られ、さらに雪の除去性能がより向上する。
実施例17では、太陽電池モジュール1側を向いた面の表面が白色であり、反射光遮光板30における北側を向いた面の表面が黒色であり、遮光板高さが500mmであり、厚み方向に貫通する貫通領域を面内に有する反射光遮光板30を用いて、水平方向において太陽電池モジュール1と反射光遮光板30の間に20mmの隙間を設け、さらに反射光遮光板30にヒーターを取り付けたこと以外は、実施例1と同様にして太陽光発電システム100を設置した。このように構成された太陽光発電システム100は、実施例1の場合と同様の効果が得られ、また、実施例13の場合と同様の効果が得られ、さらに雪の除去性能がより向上する。
上述したように、本実施の形態1にかかる太陽光発電システム100によれば、太陽電池モジュール1の発電性能を低下させることなく、周辺への光害となる太陽電池モジュール1からの反射光を抑制できる、太陽電池モジュールの発電能力を維持し、また反射光遮光板30による反射光によって太陽電池モジュール1の発電能力を高めることができ、防眩性、遮光性を高めることができ、融雪や防汚、耐風圧性を向上することも可能となる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1 太陽電池モジュール、2 太陽電池ストリング、3 太陽電池セル、11 受光面側保護部材、12 裏面側保護部材、13 封止材、14 接続配線、21 半導体基板、22 受光面電極、23 裏面電極、30 反射光遮光板、40 フレーム、100 太陽光発電システム、110 太陽電池モジュール架台、120 遮光板架台、200 住宅、210 屋根。
Claims (10)
- 傾斜面に設置される太陽光発電システムであって、
傾斜面に設置される太陽電池モジュールと、
前記傾斜面の傾斜方向における前記太陽電池モジュールの受光面よりも下側に設けられて、前記太陽電池モジュールで反射した反射光を遮蔽する反射光遮光板と、
を備えることを特徴とする太陽光発電システム。 - 前記反射光遮光板は、前記太陽電池モジュールにおける受光面の前記傾斜方向の下側の端部からの鉛直方向の高さが、前記太陽電池モジュールの傾斜方向の長さの18%以上、30%以下の寸法で設けられること、
を特徴とする請求項1に記載の太陽光発電システム。 - 前記太陽電池モジュールは、北面側の屋根に設置されること、
を特徴とする請求項1または2に記載の太陽光発電システム。 - 前記反射光遮光板が、前記太陽電池モジュールにおける前記傾斜方向の下側の端部に設けられていること、
を特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の太陽光発電システム。 - 前記反射光遮光板が、前記傾斜面に設けられて前記太陽電池モジュールを保持する太陽電池モジュール架台に設置されていること、
を特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の太陽光発電システム。 - 前記反射光遮光板は、金属、樹脂、セラミックスおよび木材のうちの少なくとも1種からなること、
を特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の太陽光発電システム。 - 前記反射光遮光板は、厚み方向における両面を連通する連通領域を面内に有すること、
を特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の太陽光発電システム。 - 前記反射光遮光板は、パンチングメタル形状、ルーバー形状またはラティス形状を有すること、
を特徴とする請求項7に記載の太陽光発電システム。 - 前記反射光遮光板と前記太陽電池モジュールにおける前記傾斜方向の下側の端部との間に幅1mm以上の隙間を有すること、
を特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の太陽光発電システム。 - 前記反射光遮光板は、前記太陽電池モジュールから離れる方向に凸とされて湾曲した湾曲形状を有すること、
を特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の太陽光発電システム。
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---|---|---|---|
JP2017093309A JP2018188896A (ja) | 2017-05-09 | 2017-05-09 | 太陽光発電システム |
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KR20210052194A (ko) | 2019-10-30 | 2021-05-10 | 한국철도공사 | 철도시설물의 광해 저감 시스템 |
-
2017
- 2017-05-09 JP JP2017093309A patent/JP2018188896A/ja active Pending
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