JP3182692U

JP3182692U - 流体流出装置

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Publication number: JP3182692U
Application number: JP2013000356U
Authority: JP
Inventors: 育亮鷲見
Original assignee: 育亮鷲見
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-04-04
Anticipated expiration: 2023-01-25

Abstract

【課題】行列に整列し列方向に傾斜して配設された複数の発電パネルからなる太陽電池アレイの複数行の発電パネルに散水管を設ける装置において、行間の管が太陽電池アレイの受光面への入光を遮って部分陰とならない流体流出装置を提供する。
【解決手段】上の発電パネル１０ａに流体を流出させる流体流出装置において、下の発電パネル１０ｂにも流出される流体を導く管２ｃＣを設け、上下の発電パネル１０ａ、１０ｂ間に隙間Ｗを設けて管２ｃＣの配設領域Ｅ１、Ｅ２を拡張し、発電素子１０ｇの発電が可能な程太陽の仰角が大きいときに管２ｃＣの太陽の陰が発電素子１０ｇに生じないように拡張された配設領域Ｅ１、Ｅ２に管２ｃＣの少なくとも一部が配設される。
【選択図】図８

Description

本考案は、太陽電池アレイに流体を流す流体流出装置に関するものである。

太陽電池アレイを用いた太陽光発電システムでは、太陽光のエネルギーのすべてが電気エネルギーに変換されるわけではなく、その多くが熱となり太陽電池アレイ自体の温度を上昇させてしまう。更に、夏季では直射日光によって太陽電池アレイの表面温度がかなりの高温（例えば７０℃から８０℃）まで上昇してしまうことが多い。そのため、太陽電池アレイを構成する太陽電池の温度が上昇し、光―電気変換効率が低下することになる。

また、潮風による塩の結晶、鳥の糞、冬場の凍結および積雪、黄砂、埃等の異物が太陽電池アレイの受光面に付着した場合には、部分陰となり発電効率が低下する。

そこで、太陽電池アレイの表面温度が上昇したときや積雪のとき、水などの流体を太陽電池アレイに流して太陽電池アレイを冷却させたり融雪させたり、太陽電池アレイの受光面に付着した異物を除去したりすることが考えられた。

その先行技術として、例えば、特許文献１（特開平８−１９５５０３号公報）の図１や特許文献２（特開２０００−２６１０２１号公報）の図３に記載されている冷却装置には、傾斜した太陽電池アレイの上端から太陽電池アレイの受光面に散水して、水の気化熱により冷却を行うことが記載されている。ところが、特許文献１や特許文献２に記載されている先行技術では、太陽電池アレイの上側から流出された水のみで太陽電池アレイの下側が冷却される構成となっているために、太陽電池アレイの上側と下側とで温度差が生じるという問題があった。なお、特許文献３の図１や図２６には散水口が水平方向に移動されることが記載されているが、これも太陽電池アレイの上側で温められた水のみで太陽電池アレイの下側が冷却される構成となっている。また、特許文献３の図１８には複数の散水口が直線に配設された散水部が一端を軸に回動されることが記載されているが、この冷却方法は円弧領域への水の滴下によって角形領域の冷却を行う方法であるので、角形領域の散水量が不均一となり、特に図１８の角形領域の水平方向の端部と中央部で大きな温度差が生じることとなる。

そこで、特許文献４（特開２００４−２５９７９７号公報）の図４に記載されている冷却装置では、行列に整列し列方向に傾斜して配設された複数の発電パネルからなる太陽電池アレイの各行の発電パネル毎に散水管を設けることが記載されている。この散水管は、ポリエチレン廃材をリサイクル処理したリサイクルポリエチレン製で外形が４０ｍｍ、肉厚が３ｍｍの角形をなし、管の全周にわたって０．０１ｍｍφの孔が管の表面に複数個開けられている。このように傾斜方向に発電パネルの行単位で複数の散水管が設けられるので、下方の発電パネルが上方の発電パネルよりも高温になることを防止することができる。

特開平８−１９５５０３号公報特開２０００−２６１０２１号公報特開２００６−１９８４６８号公報特開２００４−２５９７９７号公報

しかしながら、特許文献４の図４に記載されている先行技術では、発電パネルの行間に隙間が無く、散水管は太陽電池アレイの受光面に対面して配設されている。このために、散水管が受光面への入光を遮るという問題があった。太陽光パネルは複数の系統ごとに直列に接続されているため、その中の一枚に陰がかかると、陰の部分が電流の流れを妨げる抵抗のような働きをして、一部の陰でもその系列全体に陰響を及ぼすこととなる。このために、陰は面積以上に大きな悪影響となるので、太陽電池アレイ関係ではこれを部分陰と呼ばれ、恐れられている。
特に、太陽電池アレイの温度が高温でないとき（光―電気変換効率が低下しないとき）は、散水が不要な散水管の陰によって、発電が低下することとなる。さらに、太陽電池アレイの自然の風による空冷も散水管によって妨げられて、太陽電池アレイがより高温になる。

また、特許文献４の図４に記載されている先行技術には各散水管からの散水の量については記載されていないが、すべての散水管からの散水の量を同じにすると、下方の発電パネルには上方の発電パネルからの水も流れるために、逆に上方の発電パネルの方が高温になるという問題もあった。

本考案は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本考案の目的は、行列に整列し列方向に傾斜して配設された複数の発電パネルからなる太陽電池アレイの複数行の発電パネルに散水管を設ける装置において、行間の管が太陽電池アレイの受光面への入光を遮って部分陰とならない流体流出装置を提供することにある。また、本考案の目的は傾斜の上下の発電パネルに温度差が生じないように流量の制御をして、冷却効率の高い流体流出装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本考案の流体流出装置は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する発光素子を有する複数の発電パネルが傾斜して傾斜の上下に配設された太陽電池アレイの前記上の発電パネルに流体を流出させる流体流出装置において、前記下の発電パネルにも流出される流体を導く管を設け、前記上下の発電パネル間に隙間を設けて前記管の配設領域を拡張し、前記発電素子の発電が可能な程太陽の仰角が大きいときに前記管の太陽の陰が前記発電素子に生じないように前記拡張された配設領域に前記管の少なくとも一部が配設されることを特徴とする。

また、本考案の流体流出装置は、前記上下の発電パネルが同一の傾斜で支台に支持され、前記発電パネル間の管が前記発電パネルの上面の傾斜面から飛び出ることなく配管されることを特徴とする。

また、本考案の流体流出装置は、前記上下の発電パネルが同一の傾斜で支台に支持され、前記発電パネル間の管が前記発電パネルの上面の傾斜面から飛び出ることなく真っ直ぐ配管されることを阻む凸部が前記支台にあるとき、前記管は前記凸部の下方に迂回して配管されることが好ましい。

また、本考案の流体流出装置は、前記上下の発電パネル間にスペーサを設け、前記流体が前記スペーサを経由して前記上の発電パネルから前記下の発電パネルへ流れることが好ましい。

また、本考案の流体流出装置は、上下少なくとも一方の前記流出口の流量を制御する制御部と、前記上下の発電パネルの温度を検出する温度検出部を設け、前記制御部は前記上下の発電パネルの温度が同一あるいは温度差が小さくなるように流出口の流量を制御することが好ましい。

本考案の請求項１による構成では、傾斜の上下の発電パネル間に隙間を設けて追加される管の配設領域を拡張し、発電素子の発電が可能な程太陽の仰角が大きいときに管の太陽の陰が発電素子に生じないように拡張された配設領域に管の少なくとも一部が配設されるので、追加された管が太陽の陰によって発電素子の発電が低下しないこととなる。したがって、追加された管が太陽電池アレイの受光面への入光を遮って部分陰になるという問題を回避することができる。なお、照度が弱いときは発電できないので、例えば、太陽の仰角が非常に小さいときは管の影によって発電素子の発電が低下することはない。

また、本考案の請求項２による構成では、前記発電パネル間の管が前記発電パネルの上面の傾斜面から飛び出ることなく配管されるので、太陽の仰角がいくら小さくても管が太陽電池アレイの受光面への入光を遮ることはない。

また、本考案の請求項３による構成では、管が発電パネルの上面の傾斜面から飛び出ることなく真っ直ぐ配管されることを阻む凸部が太陽電池アレイの支台にあるとき、管は凸部の下方に迂回して配管される。このように、上下の発電パネル間に邪魔なねじなどの凸部があっても、管は太陽電池アレイの受光面への入光を遮ることはない。

また、本考案の請求項４による構成では、上下の発電パネル間にスペーサを設け、流体がスペーサを経由して上の発電パネルから下の発電パネルへ流れるので、流体が上下の発電パネルの隙間に入り込みにくくなる。

また、本考案の請求項５による構成では、上下の発電パネルの温度が同一あるいは温度差が小さくなるように流出口の流量を制御する制御部を設けたので、効率の良い冷却を行うことができる。

屋根の太陽電池アレイに取り付けられた本考案の第１実施形態の要部の構成を示す斜視図である。屋根の太陽電池アレイに取り付けられた第１実施形態の要部の構成を示す側面図である。第１実施形態の流体流出装置の要部の構成を示すブロック図である。屋根の太陽電池アレイに取り付けられた第１実施形態の変形例を示す側面図である。第１実施形態の制御部の主要な動作を示すフローチャートである。第２実施形態の要部の構成を示す側面の断面図である。図６のVII−VII線の断面図である。第３実施形態の要部の構成を示す側面の断面図である。

以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。但し、以下に示す実施例は、本考案の技術的思想を具体化するための流体流出装置を例示するものであって本考案の技術的範囲を特定するものでない。本考案の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって定められるものである。
[第１実施形態]
本考案の第１実施形態の流体流出装置は太陽電池アレイへ水を流す装置である。図1〜図３を用いて太陽電池アレイ１０の概要と第１実施形態の流体流出装置１の要部を説明する。

図１に示すように、第１実施形態の流体流出装置１が取り付けられる太陽電池アレイ１０は屋根に設置され、光エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子（図示せず）を備えた太陽電池セル（図示せず）をマトリクス状に複数収納し３行×９列に整列した２７個の発電パネル（太陽電池モジュール）１１（ｉ，ｊ）（ここで、ｉは行番号の１〜３であり、ｊは列番号の１〜９である。）から構成されている。列方向は棟側から下部の庇側に向かって傾斜している。傾斜の最上段となる第１行目の発電パネル群１０ａは９個の発電パネル１１（１，１〜９）からなり、中段となる第２行目の発電パネル１０ｂ群は９個の発電パネル１１（２，１〜９）からなり、最下段となる第３行目の発電パネル群１０ｃは９個の発電パネル１１（３，１〜９）からなる。第１行目の発電パネル群１０ａと第２行目の発電パネル１０ｂ群の間には後述の第２流水管２ｃが入る間隙が設けられており、第２行目の発電パネル群１０ｂと第３行目の発電パネル１０ｃ群の間には後述の第３流水管２ｄが入る間隙が設けられている。第１行目の発電パネル群１０ａ〜第３行目の発電パネル群１０ｃの受光面側の傾斜面は全て同一面となっている。

各発電パネル１１（ｉ，ｊ）の受光面は透明な耐熱ガラスにより覆われている。発電パネルのそれぞれは定められた仕様に基づいて所定数を直列接続、あるいは並列接続し定格電圧、定格電流を得るようにしている。一般的に、太陽電池アレイ１０は家屋の屋根やビル等の屋上、あるいは地上等に設置され、太陽光を最も受光しやすい角度になるよう傾斜して設置されている。

図３に示すように、流体流出装置１は流出部２、制御部３、照度検出部４、積雪検知部５と温度検出部６からなる。

流出部２は複数のノズル２ａと、複数のノズル２ａが直列に装着される３本の第１〜第３流水管２ｂ、２ｃ、２ｄと、水道水をそれぞれの流水管２ｂ、２ｃ、２ｄへ通水する配水管２ｅと、それぞれの流水管２ｂ、２ｃ、２ｄの流水の開放、遮断を行う３つの電磁式の第１〜第３バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈと、２つのスペーサ２ｉからなる。

ノズル２ａは円形の流通孔を有し、流出の先端は行方向が広く開口している。これにより、列方向に狭く、行方向に広く散水される。第１流水管２ｂは第１発電パネル群１０ａの上方に配設され、第２流水管２ｃは第１行目の発電パネル群１０ａと第２行目の発電パネル１０ｂ群の間に配設され、第３流水管２ｄは第２行目の発電パネル群１０ｂと第３行目の発電パネル１０ｃ群の間に配設される。第１〜第３流水管２ｂ、２ｃ、２ｄとそれぞれのノズル２ａは発電パネル１１（ｉ，ｊ）の受光面側の表面の傾斜面よりも低く配設されている。このために、第１〜第３流水管２ｂ、２ｃ、２ｄとノズル２ａは太陽電池アレイ１０の受光面への入光を遮ることがない。

第１〜第３バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈは第１〜第３流水管２ｂ、２ｃ、２ｄに配設され、制御部３の制御によりノズル２ａへの流水の開放、遮断を行う。この開放、遮断の制御によって、それぞれの流水管２ｂ、２ｃ、２ｄからの散水量が調整される。シリコンゴムなどの弾性材からなるスペーサ２ｉが第１行目の発電パネル群１０ａと第２行目の発電パネル１０ｂ群の隙間１０ｄおよび第２行目の発電パネル群１０ｂと第３行目の発電パネル１０ｃ群の隙間１０ｄに圧入される。スペーサ２ｉの露出面２ｊは第１行目の発電パネル群１０ａ〜第３行目の発電パネル１０ｃ群の受光面側の表面の傾斜面と同一面になっている。このために、第１行目の発電パネル群１０ａから第２行目の発電パネル１０ｂ群へ、また、第２行目の発電パネル群１０ｂから第３行目の発電パネル１０ｃ群へ水が流れるときに隙間１０ｄに水が入りにくくなる。なお、スペーサ２ｉにはノズル２ａから太陽電池アレイ１０への散水を妨げないように孔が設けられている。

なお、図４の変形例に示すように、ノズル２ａが第１行目の発電パネル群１０ａ〜第３行目の発電パネル１０ｃ群の受光面側の表面の傾斜面から突出してもノズル２ａは発電パネル群１０ａ、１０ｂ、１０ｃから離間しているので、また、ノズル２ａは小さいので受光面への入光を妨げることはほとんど無い。したがって、構造や散水の状況によってはノズル２ａが第１行目の発電パネル群１０ａ〜第３行目の発電パネル１０ｃ群の受光面側の表面の傾斜面から突出してもよい。

制御部３は記憶部３ａを備え、記憶部３ａに記憶されているプログラムによって流出部２の第１〜第３バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈを制御する。記憶部３ａは制御部３が演算を行うための一時的な記憶を行い、また、制御部３が制御を行うために必要なデータが記憶部３ａに記憶されている。この必要なデータとして、たとえば第１〜第３流水管の標準流水量や、太陽電池アレイ１０への照度の閾値（照度の閾値は太陽電池アレイの仕様により異なる。）や、太陽電池アレイ１０の第一の閾値温度（例：４０度）と第二の閾値温度（例：３０度）などがある。

照度検出部４は太陽電池アレイ１０への照度がどの程度のものかを検出して制御部３に出力する。この照度検出部４は、太陽電池アレイ１０の一部の領域を構成している最上部から最下部まで直線的に配置した複数個の発電パネルのうちの一つの発電パネル、あるいは全ての発電パネルに取り付けた照度センサー（後述）から構成しており、検出照度を電気的レベル変化として出力する。この出力信号は太陽電池アレイ１０が発電可能となる照度に達しているか否かを判定するための入力信号となる。なお、図示しないが、照度検出部５への受光が雪で妨げられないような対策が照度検出部４に施されている。たとえば、流水や温風やヒータなどで雪を除去できるようになっている。

積雪検知部５は太陽電池アレイ１０の近傍に配設され、赤外線の反射により、降雪や白くなっているかまたはどこまで積もっているかの積雪を検知する。ここでは、積雪検知部５は太陽電池アレイ１０の積雪が１０ｃｍに達したか否かを検知して制御部３に出力し、また、太陽電池アレイ１０に積雪があるか否かを検知して制御部３に出力する。

温度検出部６は第１行目の発電パネル群１０ａの背面の空部に配設されている第１温度センサー６ａと、第２行目の発電パネル群１０ｂの背面の空部に配設される第２温度センサー６ｂと、第３行目の発電パネル群１０ｃの背面の空部に配設される第３温度センサー６ｃからなる。これらの温度センサー６ａ、６ｂ、６ｃは発電パネル群１０ａ、１０ｂ、１０ｃの背面に配設されるので、温度センサー６ａ、６ｂ、６ｃやその配線が受光面への入光を遮ることはない。これらの温度センサー６ａ、６ｂ、６ｃはそれぞれの発電パネルの検出温度を電気的レベルの変化として制御部３に出力する。この出力信号は太陽電池アレイ１０の温度が十分な能力を発揮できる範囲か否かを判定するための入力信号となる。また、それぞれの発電パネル群１０ａ、１０ｂ、１０ｃ間の温度差を減少させるための入力信号となる。

次に図５のフローチャートを用いて制御部３の主要な動作を説明する。制御部３はあらかじめ変数Ｗを記憶部３ａに記憶させる。変数Ｗ＝０は制御部３が流出部２の全バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈを閉鎖させて止水することを示し、変数Ｗ＝１は制御部３が全バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈを開放させて出水することを示す。制御部３は変数Ｗの初期値を０にする（ステップＳ１）。

制御部３は積雪検知部５からの出力により積雪が１０ｃｍ以上であるか否かを判定し（ステップＳ２）、積雪が１０ｃｍ以上であれば（ステップＳ２のＹｅｓ）ステップＳ１３に処理をジャンプして全バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈを出水させ、変数Ｗを１にし、ステップＳ２に戻る。ステップＳ１３または後述のステップＳ５によって初期に出水されるときの水量はあらかじめ記憶部２ａに記憶されたデータによって、第１温度センサーが検出した温度に対応するそれぞれのバルブ２ｆ、２ｇ、２ｈの標準水量が設定されている。この標準水量は後述のステップＳ７〜ステップＳ１２の処理で補正される。制御部３は積雪が１０ｃｍ以上でなければ（ステップＳ２のＮｏ）、照度検出部４からの信号により照度が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。照度が所定の閾値以上であれば（ステップＳ３のＹｅｓ）、制御部３は第１温度センサー６ａからの信号により第１行目の発電モジュール群１０ａの温度が４０℃―１０℃×変数Ｗ以上か否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ３で照度が所定の閾値以上でなければ（ステップＳ３のＮｏ）、制御部３はステップＳ１４に処理をジャンプして全バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈを止水させ、変数Ｗを０にして、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ４において、「４０℃―１０℃×変数Ｗ以上」は止水状態であれば変数Ｗ＝０であるから温度が４０℃以上となり、出水状態であれば変数Ｗ＝１であるから温度が３０℃以上となる。第１行目の発電モジュール群１０ａの温度が４０℃―１０℃×変数Ｗ以上であれば（ステップＳ４のＹｅｓ）、制御部３は全バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈを出水させて変数Ｗを１にする（ステップＳ５）。太陽電池アレイ１０の温度が４０℃―１０℃×変数Ｗ以上でなければ（ステップＳ４のＮｏ）、制御部３は積雪検知部５の出力から太陽電池アレイ１０に積雪しているか否かを判定する（ステップＳ６）。太陽電池アレイ１０に積雪していれば（ステップＳ６のＹｅｓ）、制御部３はステップＳ１３に進んで全バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈを出水させ、変数Ｗを１にして、ステップＳ２に戻る。太陽電池アレイ１０に積雪していなければ（ステップＳ６のＮｏ）、制御部３はステップＳ１４に進んで全バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈを止水させ、変数Ｗを０にして、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ５の処理が終わると、制御部３は第２行目の発電パネル群１０ｂの温度が第１行目の発電パネル群１０ａの温度より高いか否かを第２温度センサー６ｂと第１温度センサー６ａの温度検出により判定する（ステップＳ７）。第２行目の発電パネル群１０ｂの温度が第１行目の発電パネル群１０ａの温度より高いと（ステップＳ７のＹｅｓ）、制御部３は第２バルブ２ｇの流量を増量させて第２行目の発電パネル群１０ｂの温度を下げさせ（ステップＳ８）、ステップＳ１０に進む。第２行目の発電パネル群１０ｂの温度が第１行目の発電パネル群１０ａの温度以下であると（ステップＳ７のＮｏ）、制御部３は第２バルブ２ｇの流量を減量させて第２行目の発電パネル群１０ｂの温度を上げさせ（ステップＳ９）、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０において、制御部３は第３行目の発電パネル群１０ｃの温度が第１行目の発電パネル群１０ａの温度より高いか否かを第３温度センサー６ｃと第１温度センサー６ａの温度検出により判定する。第３行目の発電パネル群１０ｃの温度が第１行目の発電パネル群１０ａの温度より高いと（ステップＳ１０のＹｅｓ）、制御部３は第３バルブ２ｈの流量を増量させて第３行目の発電パネル群１０ｃの温度を下げさせ（ステップＳ１１）、ステップＳ１３に進む。第３行目の発電パネル群１０ｃの温度が第１行目の発電パネル群１０ａの温度以下であると（ステップＳ１０のＮｏ）、制御部３は第３バルブ２ｈの流量を減量させて第３行目の発電パネル群１０ｂの温度を上げさせ（ステップＳ１２）、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では前述のとおり全バルブ２ｆ、２ｇ、２ｈを出水させ、変数Ｗを１にして、ステップＳ２に戻る。

制御部３は上述のように制御を行うので、積雪が無く、照度が閾値以上あり、且つ、予測の流水費が予測の発電の増加額以下のときは、太陽電池アレイ１０が４０℃と超えると出水を開始し、出水により太陽電池アレイ１０が３０℃まで下がると止水する。そして、止水により再び太陽電池アレイ１０が４０℃と超えると出水を開始する、というように出水と止水を繰り返す。しかしながら、照度が閾値未満になれば止水し、雪が積もれば出水して融雪する。

ステップＳ７〜Ｓ１２に示すように、本考案は、上下の発電パネル群１０ａ、１０ｂ、１０ｃの温度を検出する温度検出部６を設け、制御部３は上下の発電パネル群１０ａ、１０ｂ、１０ｃの温度が同一あるいは温度差小さくなるように第２バルブ２ｇや第３バルブ２ｈを開閉制御して第２流水管２ｃや第３流水管２ｄのノズル２ａからの流量を制御する。これによって効率の良い冷却を行うことができる。なお、上述の実施形態の流出口はノズル２ａの流出口であったが、ノズル２ａを使用せずに、流水管に直接孔を明けて、この孔を流出口にしてもよい。
［第２実施形態］
図６、図７は第２実施形態の流体流出装置１Ｂを示す。第２実施形態の流体流出装置１Ｂは上下の発電パネル群１０ａ、１０ｂ、１０ｃ間に凸部があるために第２流水管２ｃと第３流水管２ｄを発電パネル１１（ｉ，ｊ）の受光面側の表面の傾斜面よりも低くなるように真っ直ぐ配管することができない点が第１実施形態の流体流出装置１と異なる。第２実施形態の流体流出装置１Ｂにおいて、第１実施形態の流体流出装置１と構成が同様の部分については同一の参照符号を付与し、その詳細な説明は省略する。

図６、図７を用いて第２実施形態の流体流出装置１Ｂの要部の構成を説明する。第２実施形態の太陽光発電パネル１０は支台２０によって屋根に装着されている。支台２０は複数の傾斜フレーム２１、複数の平行フレーム２２、複数の押え金具２３、複数のボルト２４、複数のナット２５からなる。傾斜フレーム２１は断面がＺ形に似た形状のアルミニウム押し出し材であり、屋根の傾斜方向に延在して屋根に装着されている。図６に示すように、平行フレーム２２はハットの断面に似た形状のアルミニウム押し出し材であり、屋根の平行方向に延在して傾斜フレーム２１にボルト２３とナット２４で装着されている。図６に示すように、発電パネル群１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各発電パネル１１（ｉ，ｊ）の両側壁の裏面側にはＬ字形のフック１０ｅが設けられている。断面形状が逆Ｕ字形の押え金具２５を上下に隣接する発電パネル１１（ｉ，ｊ）のフック１０ｅに同時に係合させ、発電パネル１１（ｉ，ｊ）を挟持した状態で押え金具２５が平行フレーム２２にボルト２３とナット２４で装着されている。図６において、押え金具２５用のナット２４が２つあるが、内側のナット２４は押え金具２５を装着する前のボルト２３を仮止めするためのナット２４である。押え金具２５が湾曲しているのは、強度を上げるためである。このような仮止めするためのナット２４や押え金具２５の湾曲のために、上下の発電パネル１１（ｉ，ｊ）間には高く突出する支台２０の凸部（ここでは、ボルト２３とナット２４と押え金具２５を示す。）が存在する。このために、第２実施形態では第２流水管２ｃＢと第３流水管２ｄＢ（図示せず）を発電パネル１１（ｉ，ｊ）の受光面側の表面の傾斜面よりも低くなるように真っ直ぐ配管することができない。そこで、図７に示すように、平行フレーム２２に孔２２ａを２つ設け、また、発電パネル１１（ｉ，ｊ）のフック１０ｅに４つの切欠き１０ｆを設けて迂回を可能にし、第２流水管２ｃＢと第３流水管２ｄＢを凸部の裏側を通るように迂回路２ｍが形成される。迂回路２ｍは図示せぬ継手を使用して形成してもよく、流水管が弾性材であれば、変形させて形成してもよい。このようにして、第２実施形態の流体流出装置１Ｂは、上下の発電パネル１１（ｉ，ｊ）間に支台２０に邪魔な凸部があったときは、第２流水管２ｃＢと第３流水管２ｄＢに凸部の裏側を通る迂回路２ｍを形成するので、第２実施形態では全ての第２流水管２ｃＢと第３流水管２ｄＢが発電パネル１１（ｉ，ｊ）の受光面側の表面の傾斜面よりも低くなる。これにより、第２流水管２ｃＢと第３流水管２ｄＢが太陽電池アレイ１０の受光面への入光を遮ることはない。
[第３実施形態]
図８は第３実施形態の流体流出装置１Ｃを示す。第３実施形態の流体流出装置１Ｃは第２流水管２ｃＣが発電パネル１１（ｉ，ｊ）の受光面側の表面の傾斜面よりも低くはなっていない点が第１実施形態の流体流出装置１と異なる。第３実施形態の流体流出装置１Ｃにおいて、第１実施形態の流体流出装置１と構成が同様の部分については同一の参照符号を付与し、その詳細な説明は省略する。

図８を用いて第３実施形態の流体流出装置１Ｃの要部の構成を説明する。太陽電池アレイ１０の発光素子１０ｇは発電パネル１１（ｉ，ｊ）の外周から僅か（例えば、１０ｍｍ）内側の位置にあり、表面から透明カバーの厚み分奥に位置する。したがって、外周の一部が陰になっても、発光素子１０ｇが陰にならなければ発電に影響はない。また、照度が弱いときは発電できない。通常、太陽電池アレイ１０の発光素子１０ｇの面は太陽の運航を考慮した方向に向けられているので、太陽光と発光素子１０ｇの面の垂線となす角（入射角）が所定角（Θ）以上であれば（太陽の仰角が所定角以下であれば）、発光素子１０ｇが陰になっても、発光素子１０ｇは発電に影響がない。特許文献４のように上下の発電パネル１１（ｉ，ｊ）間に隙間が無い場合は、図８の縦の破線のハッチングで示す三角形の領域Ｅ１とＥ２のみが、発電に影響を及ぼさない流水管の配設領域となる。このように、三角形の領域Ｅ１とＥ２は狭い領域である。

そこで、第３実施形態の流体流出装置１Ｃは、第１発電パネル群１０ａと第２発電パネル群１０ｂの間および、第２発電パネル群１０ｂと第３パネル群１０ｃの間に間隙Ｗを設ける。これにより、発電に影響を及ぼさない第２流水管２ｃＣと第３流水管２ｄＣ（図示せず）の配設領域が拡張される。図８に示すように、第２流水管２ｃＣの拡張された配設領域は、縦横の破線のハッチングで示すところの発電パネル１１（ｉ，ｊ）の受光面側の表面の傾斜面よりも低い配設領域Ｅ３と、横の破線のハッチングで示すところの傾斜面よりも高い配設領域Ｅ４となる。第３実施形態の第２流水管２ｃＣは拡張されない配設領域Ｅ２と拡張された配設領域Ｅ４にまたがって配設される。図示しないが、第３流水管２ｄＣも第２流水管２ｃＣと同様に従来の配設領域Ｅ２と拡張された配設領域Ｅ４にまたがって配設される。

なお、図８の２点鎖線で示すように、第２流水管２ｃＤは拡張された配設領域Ｅ４のみに配設されてもよく、第２流水管２ｃＥは拡張された配設領域Ｅ３と配設領域Ｅ４にまたがって配設されてもよい。このように、第３実施形態の流体流出装置１Ｃは、第２発電パネル群１０ｂと第３パネル群１０ｃの間に間隙Ｗを設けることによって、発電に影響を及ぼさない配設領域を拡張するので、大きな第２流水管２ｃＣを使用したり、散水の領域や方向などの制限が少なくなったりする。

上述の実施形態の太陽電池アレイは発電パネルが行列の四角形に整列するものであったが、本考案は四角形に整列したものに限定するものではなく、例えば、発電パネルが台形や三角形などに整列した太陽電池アレイにも本考案を適用することができる。また、本考案は流体として水に限定するものはなく、空気のような流体に適応することができる。また、水と空気のように複数種類の流体を同時に流すことも可能である。

１：流体流出装置
２：流出部
２ａ：ノズル
２ｂ：第１流水管
２ｃ：第２流水管
２ｄ：第３流水管
２ｅ：配水管
２ｆ：第１バルブ
２ｇ：第２バルブ
２ｈ：第３バルブ
２ｉ：スペーサ
２ｊ：スペーサの露出面
２ｋ：孔
２ｍ：迂回路
３：制御部
４：照度検出部
６：温度検知部
６ａ：第１温度センサー
６ｂ：第２温度センサー
６ｃ：第３温度センサー
１０：太陽電池アレイ
１０ａ：第１行目の発電パネル群
１０ｂ：第２行目の発電パネル群
１０ｃ：第３行目の発電パネル群
１０ｄ：隙間
１０ｇ：発光素子
１１（ｉ，ｊ）：発電パネル
２１：傾斜フレーム
２２：平行フレーム
２５：押え金具
Ｅ１〜Ｅ４：配設領域
Ｗ：拡張領域

Claims

光エネルギーを電気エネルギーに変換する発光素子を有する複数の発電パネルが傾斜して傾斜の上下に配設された太陽電池アレイの前記上の発電パネルに流体を流出させる流体流出装置において、
前記下の発電パネルにも流出される流体を導く管を設け、前記上下の発電パネル間に隙間を設けて前記管の配設領域を拡張し、前記発電素子の発電が可能な程太陽の仰角が大きいときに前記管の太陽の陰が前記発電素子に生じないように前記拡張された配設領域に前記管の少なくとも一部が配設されることを特徴とする流体流出装置。
前記上下の発電パネルが同一の傾斜で支台に支持され、前記発電パネル間の管が前記発電パネルの上面の傾斜面から飛び出ることなく配管されることを特徴とする請求項１に記載の流体流出装置。
前記上下の発電パネルが同一の傾斜で支台に支持され、前記発電パネル間の管が前記発電パネルの上面の傾斜面から飛び出ることなく真っ直ぐ配管されることを阻む凸部が前記支台にあるとき、前記管は前記凸部の下方に迂回して配管されることを特徴とする請求項２に記載の流体流出装置。
前記上下の発電パネル間にスペーサを設け、前記流体が前記スペーサを経由して前記上の発電パネルから前記下の発電パネルへ流れることを特徴とする請求項１に記載の流体流出装置。
上下少なくとも一方の前記流出口の流量を制御する制御部と、前記上下の発電パネルの温度を検出する温度検出部を設け、前記制御部は前記上下の発電パネルの温度が同一あるいは温度差が小さくなるように流出口の流量を制御することを特徴とする請求項１に記載の流体流出装置。