太陽光発電装置
【課題】特性の異なる複数の太陽電池セルを備えておき、気象条件に応じて特性の異なる複数の太陽電池セルを使い分けることのできる太陽光発電装置の提供。
【解決手段】太陽光発電装置１０は、水平方向（東西）に伸びる三角柱状の基体１３の１つの面に単結晶シリコン系の太陽電池セル１１を、もう１つの面に多結晶シリコン系の太陽電池セル１２を、それぞれ設けてなる太陽電池モジュール１５を、屋根の斜面に沿って複数備えている。なお、基体１３の更にもう１つの面１３Ａは、太陽電池セルを有さない保護面１３Ａとなっている。別途設けられた気象センサを介して検出した気象条件に応じて基体１３をその軸１６を中心にモータ１９で回転させ、最適な太陽電池セルを露出させることができる。
【解決手段】太陽光発電装置１０は、水平方向（東西）に伸びる三角柱状の基体１３の１つの面に単結晶シリコン系の太陽電池セル１１を、もう１つの面に多結晶シリコン系の太陽電池セル１２を、それぞれ設けてなる太陽電池モジュール１５を、屋根の斜面に沿って複数備えている。なお、基体１３の更にもう１つの面１３Ａは、太陽電池セルを有さない保護面１３Ａとなっている。別途設けられた気象センサを介して検出した気象条件に応じて基体１３をその軸１６を中心にモータ１９で回転させ、最適な太陽電池セルを露出させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池セルを用いて発電を行う太陽光発電装置に関し、詳しくは、特性の異なる複数の太陽電池セルを有する太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の太陽光発電装置は、太陽電池セルを家屋の屋根や発電プラントに固定的に設けたフレームに固定して使用されていたが、近年、太陽電池セルを太陽光の照射方向に追従させる追従装置を備えた太陽光発電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、このようないわゆる追尾型の太陽光発電装置では、太陽電池セルを固定した可動のパネルを反転し、そのパネルの裏面を外側面に露出させることも、若干の設計変更によって容易に実現できる。そこで、前述の特許文献１では、太陽電池セルを固定したパネルの裏面に、蓄光塗料等を用いて構成した表示面を設け、宣伝広告等に利用することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】２０１０−１４７４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来は、太陽電池セルを固定したパネルの裏面は広告宣伝に使う程度のことしか考えられていなかった。一方、太陽電池セルには、多結晶シリコン系，単結晶シリコン系，アモルファスシリコン系，化合物系といった多数の種類があり、それぞれ特性が異なる。例えば、単結晶シリコン系の太陽電池セルは効率がよいため曇りでも発電が可能であるが、多結晶シリコン系の太陽電池セルは効率が悪いため曇りでは発電が困難となる。従来、どの特性の太陽電池セルを使用するかは、太陽光発電装置の設計時に１種類に絞られ、太陽光発電装置の使用中に特性の異なる複数の太陽電池セルを使い分けるといった試みはなされていなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、特性の異なる複数の太陽電池セルを備えておき、気象条件に応じて特性の異なる複数の太陽電池セルを使い分けることのできる太陽光発電装置を提供することを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達するためになされた本発明は、特性の異なる複数の太陽電池セルを有し、駆動されることによって前記複数の太陽電池セルのうち任意のものを特定方向に露出可能に構成された太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールを駆動するアクチュエータと、少なくとも前記特定方向に係る気象条件を検出する気象条件検出手段と、前記気象条件検出手段が検出した気象条件に応じて前記アクチュエータを駆動制御することにより、当該気象条件に応じた太陽電池セルを前記特定方向に露出させるモジュール制御手段と、を備えたことを特徴とする太陽光発電装置を要旨としている。
【０００７】
このように構成された本発明の太陽光発電装置では、太陽電池モジュールは、特性の異なる複数の太陽電池セルを有し、アクチュエータに駆動されることによって、前記複数の太陽電池セルのうち任意のものを特定方向（例えば、南中方向，天頂方向等）に露出可能である。そこで、制御手段は、気象条件検出手段が検出した少なくとも前記特定方向に係る気象条件に応じて、前記アクチュエータを駆動制御することにより、当該気象条件に応じた太陽電池セルを前記特定方向に露出させる。従って、本発明の太陽光発電装置では、気象条件に応じて特性の異なる複数の太陽電池セルを使い分け、そのときの気象条件に最も適した太陽電池セルを用いて発電を行うことができる。
【０００８】
なお、前記太陽電池モジュールは、前記太陽電池セルを保持する面を複数有し、各面に各々異なる特性の前記太陽電池セルを保持し、前記アクチュエータに回動されることによって前記特定方向に前記複数の面のうち任意の面を露出させる基体を、備え、前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動制御して前記基体を回動させることにより、前記気象条件に応じた太陽電池セルを保持した前記基体の面を前記特定方向に露出させてもよい。この場合、アクチュエータに回動される基体の複数の面に各々異なる特性の太陽電池セルが保持されているので、基体を回転させるといった簡単な動作により使用する太陽電池セルを切り換えることができる。従って、前記特定方向に露出される太陽電池セルを切り換える際の消費エネルギも少なくて済む。
【０００９】
そして、この場合更に、前記基体は３つ以上の面を有し、少なくとも１つの面が太陽電池セルを保持せず、前記アクチュエータに回動されることによって、当該１つの面も前記特定方向に露出可能であってもよい。その場合、太陽電池セルを保持していない前記１つの面を前記特定方向に露出させることにより、当該特定方向から小石など太陽電池セルに危害を及ぼすようなものが飛来してくるときでも各太陽電池セルを良好に保護することができる。
【００１０】
また、前記太陽電池モジュールは、領域毎に特性の異なる前記太陽電池セルを保持したベルトと、該ベルトを保持する基体と、該基体に設けられ、前記アクチュエータに駆動されることによって、前記ベルトを前記基体の前記特定方向側の面を通って移動させるローラと、を備え、前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動制御して前記ベルトを移動させることにより、前記気象条件に応じた太陽電池セルを保持した前記ベルトの領域を前記基体の前記特定方向側の面に露出させてもよい。この場合、制御手段がアクチュエータを駆動制御してベルトを移動させることにより、基体の前記特定方向側の面を通って前記ベルトを移動させることができる。そして、気象条件に応じた太陽電池セルを保持した前記ベルトの領域が前記基体の前記特定方向側の面に露出した時点でベルトの移動を止めれば、当該面に保持された太陽電池セルが前記特定方向側の面に露出する。
【００１１】
更に、前記各太陽光発電装置において、前記気象条件に応じた太陽電池セルを前記特定方向に露出させた場合の発電利益の増加量を、予め設定された演算式に基づいて、当該太陽電池セルを前記特定方向に露出させる際に前記アクチュエータが消費するエネルギと対比可能に算出する算出手段を、更に備え、前記制御手段は、前記発電利益の増加量が前記エネルギより大きい場合にのみ、前記アクチュエータを駆動制御してもよい。この場合、アクチュエータを駆動制御して前記特定方向に露出した太陽電池セルを変更する際のエネルギを考慮しても、そのように駆動制御した方が発電利益の増加量が大きい場合にのみ、前記駆動制御がなされるので、太陽光発電装置の効率を一層向上させることができる。
【００１２】
そして、その場合、前記算出手段は、前記気象条件に応じた前記各太陽電池セルの単位時間当たりの発電量に対応した値から、前記気象条件に応じた前記各太陽電池セルの単位時間当たりの損失に対応した値を引いて前記各太陽電池セルの単位時間当たりの発電利益を算出する処理を少なくとも実行してもよい。すなわち、前記発電利益は、単純に発電量であってもよいが、このように損失を差し引いて計算した場合、各太陽電池セルの維持経費等も考慮して、太陽光発電装置の効率（特に経済的な効率）を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用された家の構成を概略的に表す斜視図である。
【図２】その家の屋根に設けられた太陽光発電装置の構成を表す概略図である。
【図３】その家の塀に設けられた太陽光発電装置の構成を表す概略図である。
【図４】各太陽光発電装置の制御系の構成を表すブロック図である。
【図５】前記屋根に設けられた太陽光発電装置の制御を表すフローチャートである。
【図６】その制御で使用されるテーブルの構成を表す説明図である。
【図７】前記塀に設けられた太陽光発電装置の制御を表すフローチャートである。
【図８】太陽光発電装置の変形例の構成を表す概略図である。
【図９】太陽光発電装置の更なる変形例の構成を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（システムの全体構成）
次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された家Ｈの構成を概略的に表す斜視図である。図１に示すように、家Ｈは、南北に斜面を有する切り妻型の屋根Ｒを備えており、周囲を塀Ｆによって囲まれている。そして、屋根Ｒには太陽光発電装置１０が設けられており、塀Ｆには、太陽光発電装置３０が設けられている。
【００１５】
図２は、太陽光発電装置１０の構成を表す概略図である。図２に示すように、太陽光発電装置１０は、水平方向（東西）に伸びる三角柱状の基体１３の１つの面に太陽電池セル１１を、もう１つの面に太陽電池セル１２を、それぞれ設けてなる太陽電池モジュール１５を、屋根Ｒ（図１参照）の斜面に沿って複数備えている。なお、基体１３の更にもう１つの面１３Ａは、太陽電池セルを有さない保護面１３Ａとなっている。
【００１６】
各太陽電池モジュール１５は、基体１３の中心を貫通する軸１６を中心に回動可能に設けられており、その軸１６には、図２に模式的に示したように、その軸１６を中心にして太陽電池モジュール１５を回動させるモータ１９（アクチュエータの一例）がそれぞれ取り付けられている。なお、太陽電池セル１１は、単結晶シリコン系で、効率がよいため曇りなどでも発電が可能であるが、価格が高い。一方、太陽電池セル１２は、多結晶シリコン系で、効率が悪いため曇天では発電が困難となるが、価格は安い。
【００１７】
図３は、太陽光発電装置３０の構成を表す概略図である。図３に示すように、太陽光発電装置３０は、平板状の基体３３の表裏面に、一方の面には単結晶シリコン系の太陽電池セル３１を、もう一方の面には多結晶シリコン系の太陽電池セル３２を、それぞれ設けてなる太陽電池モジュール３５を備えている。各太陽電池モジュール３５は、地面に立てられて基体３３の中心を貫通する軸３６を中心に回動可能に設けられており、その軸３６の内部には、その軸３６を中心にして太陽電池モジュール３５を回動させるモータ３９（アクチュエータの一例）がそれぞれ取り付けられている。
【００１８】
更に、軸３６の上端には、気温，日射量，風向，風速，雨量等の気象条件を検出する気象センサ６０（気象条件検出手段の一例）が設けられており、図１に示すように、屋根Ｒの頂点にも、同様の気象センサ５０が設けられている。なお、気象センサ５０，６０は、必ずしも自身が備えたセンサにより前記気象条件を検出するものでなくてもよく、近隣の地域気象観測システム（いわゆるアメダス）等からインターネット経由で気象条件を取得するものであってもよい。
【００１９】
（太陽光発電装置１０における制御）
次に、図４（Ａ）は、太陽光発電装置１０の制御系の構成を表すブロック図である。図４（Ａ）に示すように、前述の気象センサ５０は、モータ１９と共に制御部５５に接続されている。制御部５５は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータによって構成されており、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて次のような処理を実行する。図５は、制御部５５が実行する処理を表すフローチャートである。
【００２０】
図５に示すように、この処理では、先ず、気象センサ５０を介して現在の気象条件が検出され、続くＳ２にて、各太陽電池セル１１，１２または保護面１３Ａを屋根Ｒの表面（特定方向の一例）に露出させたときの発電利益がそれぞれ算出される。ここで、発電利益とは、当該太陽電池セルを露出させたときの金銭とか発電量の利益（メリット）を指す。本実施の形態では、前記気象条件のうちの日射量に基づいて各太陽電池セル１１，１２の単位時間当たりの発電量を算出するばかりでなく、当該日射量や風速，雨量に応じて各太陽電池セル１１，１２に加わる単位時間当たりの損傷（劣化）に対応する係数α（以下、「損傷係数」という）を、図６に例示するような所定のテーブルにより算出している。
【００２１】
すなわち、図６のテーブルでは、太陽光発電装置１０が設置された屋根Ｒの設置面側（本例では南側）からの風速（ｍ／ｓ）と、１時間当たりの日照時間（ｈ）と、降水量（ｍｍ／ｈ）とに対応して損傷係数αが設定されている。
【００２２】
そして、下記の式（１）に示すように、当該太陽電池セル１１または１２を露出させた場合の単位時間当たりの発電量から、その太陽電池セル１１または１２の価格に損傷係数αを掛けることによって各太陽電池セル１１，１２の単位時間当たりの損失を発電量に換算した値を引いたものが、当該太陽電池セル１１または１２を使用した場合の単位時間当たりの発電利益となる。
【００２３】
発電利益＝発電量−（太陽電池セルの購入価格）×α……（１）
なお、前記式からも明らかなように、ここでは、発電利益は、Ｗ・ｈ等の仕事量の単位で定義され、太陽電池セル１１，１２の発電量から、当該太陽電池セル１１，１２の損失を発電量に換算した値を引いたものである。ここで、損失とは、会計上の減価償却等に類似した概念であるが、必ずしも減価償却と一致する必要はなく、前述のようにその算出方法が予め設定されていればよい。
【００２４】
そして、その損失を計算するための損傷係数αの設定方法としては種々考えられるが、例えば、次のような設定方法が考えられる。例えば、一般的な太陽電池セル１１，１２が５年程度の使用で発電効率が半減する場合、その５年間平均的な気象条件が続いたと仮定して考えると、０．５／（５×３６５×２４）が１時間（単位時間の一例）当たりの発電効率の低下率（単位なし）となる。その値を、１Ｗ・ｈ当たりの買電価格で割ると、単位が（Ｗ・ｈ／円）の損傷係数αが算出される。この損傷係数αは、平均的な気象条件（風速，日照時間，降水量の平均値）に対する損傷係数αとなる。そして、そうして算出された損傷係数α値を太陽電池セルの価格にかけた損失が、単位時間当たりの発電量（Ｗ・ｈ）と対比可能となる。例えば、前記例で、更に、買電価格をβ（円／Ｗ・ｈ），発電量をγ（Ｗ・ｈ），太陽電池セルの購入価格をδ（円）とすると、発電利益（Ｗ・ｈ）は次の式（２）で表される。
【００２５】
発電利益＝γー０．５δ／４３８００β ……（２）
続くＳ３では、現在露出している太陽電池セル（太陽電池セル１１または太陽電池セル１２または保護面１３Ａ）が、発電利益が最も大きい最適の太陽電池セルであるか否かが判断される。例えば南風で風速１５ｍ／ｓ以上の強風時や３０ｍｍ／ｈ以上の豪雨などでいずれの太陽電池セル１１または１２を露出させた場合も発電利益がマイナスになるのであれば、最適の太陽電池セルは保護面１３Ａとなる。また、例えば、略無風状態（例えば風速の絶対値が５ｍ／ｓ以下）で日照時間が０．８以上の晴天なら、太陽電池セル１２が最適の太陽電池セルとなる場合が多く、略無風状態で日照時間が０．６以下の曇天なら、太陽電池セル１１が最適の太陽電池セルとなる場合が多い。
【００２６】
そして、現在露出している太陽電池セルが最適の太陽電池セルである場合は（Ｓ３：Ｙ）、処理はそのまま前述のＳ１へ移行し、現在露出している太陽電池セルが最適の太陽電池セルでない場合は（Ｓ３：Ｎ）、処理はＳ５へ移行する。Ｓ５では、太陽電池セルを最適のものに変更した場合の前記発電利益の増加量と、そのためにモータ１９を駆動するのに要する消費電力とが比較される。なお、この場合、モータ１９を駆動するのに要する消費電力は、予め設定された値を使用してもよいし、予め設定されたテーブルによりそのときの風速及び雨量に応じて定まる値を使用してもよい。
【００２７】
続くＳ７では、Ｓ５による比較結果が判断され、露出する太陽電池セルを変更した場合の発電利益増加量の方が前記消費電力よりも大きい場合は（Ｓ７：Ｙ）、Ｓ９にてモータ１９が駆動されて露出する太陽電池セルが最適なものに変更され、処理は前述のＳ１へ移行する。一方、露出する太陽電池セルを変更した場合の発電利益増加量が前記消費電力以下の場合は（Ｓ７：Ｎ）、処理はそのまま前述のＳ１へ移行する。
【００２８】
従って、太陽光発電装置１０では、気象条件に応じて特性の異なる複数の太陽電池セル１１，１２を使い分け、そのときの気象条件に最も適した太陽電池セルを用いて発電を行うことができる。しかも、太陽光発電装置１０では、保護面１３Ａを露出させることもでき、強風時などのように、小石など太陽電池セル１１，１２に危害を及ぼすようなものが飛来してくるときでも太陽電池セル１１，１２を良好に保護することができる。更に、太陽光発電装置１０では、モータ１９を駆動して前記露出した太陽電池セルを変更する際のエネルギ（消費電力）を考慮しても、そのように駆動制御した方が発電利益の増加量が大きい場合にのみ（Ｓ７：Ｙ）、モータ１９の駆動がなされるので（Ｓ９）、太陽光発電装置１０の効率を一層向上させることができる。
【００２９】
（太陽光発電装置３０における制御）
次に、図４（Ｂ）は、太陽光発電装置３０の制御系の構成を表すブロック図である。図４（Ｂ）に示すように、太陽光発電装置３０も、太陽光発電装置１０と同様に、気象センサ６０とモータ３９とが接続されたマイクロコンピュータからなる制御部６５を備えている。図７は、制御部６５のＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて実行する処理を表すフローチャートである。なお、図７の処理は、先に説明した図５の処理と共通箇所も多いので、同様の処理については図５で使用した符号を付している。
【００３０】
図７に示すように、Ｓ１では図５の処理と同様に気象センサ６０を介して現在の気象条件が検出され、続くＳ１２では、太陽電池セル３１，３２に対し、日向側（南北の塀Ｆでは南側、東西の塀Ｆでは午前中は東側，午後は西側）または日陰側に向けられた場合のそれぞれの発電利益が、Ｓ２と同様に算出される。なお、太陽電池セル３１，３２の特性が太陽電池セル１１，１２と異なる場合は、損傷係数αを求めるための図６のようなテーブルに規定される数値も異なる。
【００３１】
続くＳ１３では、現在の太陽電池セル３１，３２の向きが、全体として最も発電利益が得られる最適の向きであるか否かが判断され、前記向きが最適の場合は（Ｓ１３：Ｙ）、処理はそのままＳ１へ移行する。一方、前記向きが最適でない場合（Ｓ１３：Ｎ）、すなわち、１８０°裏返した方が発電利益が向上する場合は、Ｓ５にて、その発電利益の増加量と、そのためにモータ３９を駆動するのに要する消費電力とが比較される。なお、この場合も、モータ３９を駆動するのに要する消費電力は、予め設定された値を使用してもよいし、予め設定されたテーブルによりそのときの風速及び雨量に応じて定まる値を使用してもよい。
【００３２】
続くＳ１７では、Ｓ５による比較結果が判断され、太陽電池セル３１，３２の向きを変更した場合の発電利益増加量の方が前記消費電力よりも大きい場合は（Ｓ１７：Ｙ）、Ｓ１９にてモータ３９が駆動されて太陽電池セル３１，３２の向きが１８０°変更され、処理は前述のＳ１へ移行する。一方、前記向きを変更した場合の発電利益増加量が前記消費電力以下の場合は（Ｓ１７：Ｎ）、処理はそのまま前述のＳ１へ移行する。
【００３３】
従って、太陽光発電装置３０でも、気象条件に応じて特性の異なる複数の太陽電池セル３１，３２を使い分け、そのときの気象条件に最も適した太陽電池セルを用いて発電を行うことができる。しかも、太陽光発電装置３０でも、モータ３９を駆動して太陽電池セル３１，３２の向きを変更する際のエネルギ（消費電力）を考慮しても、そのように駆動制御した方が発電利益の増加量が大きい場合にのみ（Ｓ１７：Ｙ）、モータ３９の駆動がなされるので（Ｓ１９）、太陽光発電装置３０の効率を一層向上させることができる。
【００３４】
（本発明の他の実施の形態）
なお、本発明は前記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、太陽電池セルとしては、前述の多結晶シリコン系，単結晶シリコン系の他にも、アモルファスシリコン系，化合物系といった種々の太陽電池セルを使用することができ、保護面１３Ａにも他の種類の太陽電池セルを設けてもよい。
【００３５】
また、特性の異なる太陽電池セルとは、構成する半導体が異なる太陽電池セルに限定されるものではない。例えば、同じ多結晶シリコン系であっても、表面が黒い太陽電池セルは、表面が青い太陽電池セルに比べて効率がよいといわれている。しかしながら、夏季などに屋根Ｒに黒い太陽電池セルが並んでいると、屋根Ｒの低い家Ｈでは室内温度が上昇してしまう可能性がある。従って、その場合は、室温に与える影響も前記発電利益のマイナス要因として予め演算式を設定しておくことが望ましい。逆に、冬季には、前記室温に与える影響が前記発電利益のプラス要因となる場合もある。それらの場合、気温に応じて露出させるべき最適の太陽電池セルが変わる場合がある。
【００３６】
更に、前記各実施の形態では、基体１３，３３を回転させることによって特定方向に露出する太陽電池セルを変更しているが、露出する太陽電池セルを変更する方法は他にも種々考えられる。例えば、図８に示すように、塀Ｆを構成可能な太陽光発電装置１３０は、地面に固定された直方体状の基体１３３の上面角部，表裏面下部，及び内部の各所にローラ１３７を備えており、そのローラ１３７に無端ベルト１３１を架設してなる太陽電池モジュール１３５を備えている。なお、無端ベルト１３１には、その表面を周回方向に３等分することで、単結晶シリコン系の太陽電池セル（図示省略）を表面に保持した領域と、多結晶シリコン系の太陽電池セル（図示省略）を表面に保持した領域と、いずれの太陽電池セルも保持していない領域とが形成されている。
【００３７】
また、ローラ１３７は、無端ベルト１３１の３分の２を基体１３３の内部で回転させ、残りの３分の１を基体１３３の表面に沿って回転させるように配置されている。このため、ローラ１３７を図示省略したモータ（アクチュエータの一例）で駆動することにより、基体１３３の表面に露出する無端ベルト１３１の領域を、単結晶シリコン系の太陽電池セルを保持した領域，多結晶シリコン系の太陽電池セルを保持した領域，いずれの太陽電池セルも保持していない領域の何れかに変更することができる。このような太陽電池モジュール１３５を太陽電池モジュール１１等と同様に制御した場合、太陽光発電装置１０と同様の効果が得られる。
【００３８】
また、図９に示す太陽光発電装置１４０は、無端ベルト１３１の代わりに有端のベルト１４１を使用して、そのベルト１４１をリール状に巻き取るローラ１４７を基体１４３の内部に設けてなる太陽電池モジュール１４５を備えたものである。このような太陽光発電装置１４０でも、ローラ１４７を駆動して基体１４３の表面に露出するベルト１４１の領域を変更することによって、太陽光発電装置１３０と同様の効果が得られる。
【００３９】
また更に、前記各実施の形態では、損傷係数や太陽電池セルの色を参照しているが、あまり明るすぎると却って効率が下がるなど、単純に発電効率を比較しただけでも気象条件によって太陽電池セル同士で優劣関係が変化する場合は、単純に発電効率のみを比較してその気象条件で効率がよい方の太陽電池セルを露出させるように制御すればよい。すなわち、前記発電利益は、単純に発電量または発電効率であってもよい。また、本発明は、家Ｈに付随して設けられる太陽光発電装置に限定されるものではなく、太陽光発電所のような大型のプラントや、船舶，航空機，自動車等に搭載される太陽光発電装置にも適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４０】
１０，３０，１３０，１４０…太陽光発電装置
１１，１２，３１，３２…太陽電池セル
１３，３３，１３３，１４３…基体
１３Ａ…保護面
１５，３５，１３５，１４５…太陽電池モジュール
１９，３９…モータ
５０，６０…気象センサ
５５，６５…制御部
１３１…無端ベルト
１４１…ベルト
１３７，１４７…ローラ
Ｆ…塀
Ｈ…家
Ｒ…屋根
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池セルを用いて発電を行う太陽光発電装置に関し、詳しくは、特性の異なる複数の太陽電池セルを有する太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の太陽光発電装置は、太陽電池セルを家屋の屋根や発電プラントに固定的に設けたフレームに固定して使用されていたが、近年、太陽電池セルを太陽光の照射方向に追従させる追従装置を備えた太陽光発電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、このようないわゆる追尾型の太陽光発電装置では、太陽電池セルを固定した可動のパネルを反転し、そのパネルの裏面を外側面に露出させることも、若干の設計変更によって容易に実現できる。そこで、前述の特許文献１では、太陽電池セルを固定したパネルの裏面に、蓄光塗料等を用いて構成した表示面を設け、宣伝広告等に利用することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】２０１０−１４７４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来は、太陽電池セルを固定したパネルの裏面は広告宣伝に使う程度のことしか考えられていなかった。一方、太陽電池セルには、多結晶シリコン系，単結晶シリコン系，アモルファスシリコン系，化合物系といった多数の種類があり、それぞれ特性が異なる。例えば、単結晶シリコン系の太陽電池セルは効率がよいため曇りでも発電が可能であるが、多結晶シリコン系の太陽電池セルは効率が悪いため曇りでは発電が困難となる。従来、どの特性の太陽電池セルを使用するかは、太陽光発電装置の設計時に１種類に絞られ、太陽光発電装置の使用中に特性の異なる複数の太陽電池セルを使い分けるといった試みはなされていなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、特性の異なる複数の太陽電池セルを備えておき、気象条件に応じて特性の異なる複数の太陽電池セルを使い分けることのできる太陽光発電装置を提供することを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達するためになされた本発明は、特性の異なる複数の太陽電池セルを有し、駆動されることによって前記複数の太陽電池セルのうち任意のものを特定方向に露出可能に構成された太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールを駆動するアクチュエータと、少なくとも前記特定方向に係る気象条件を検出する気象条件検出手段と、前記気象条件検出手段が検出した気象条件に応じて前記アクチュエータを駆動制御することにより、当該気象条件に応じた太陽電池セルを前記特定方向に露出させるモジュール制御手段と、を備えたことを特徴とする太陽光発電装置を要旨としている。
【０００７】
このように構成された本発明の太陽光発電装置では、太陽電池モジュールは、特性の異なる複数の太陽電池セルを有し、アクチュエータに駆動されることによって、前記複数の太陽電池セルのうち任意のものを特定方向（例えば、南中方向，天頂方向等）に露出可能である。そこで、制御手段は、気象条件検出手段が検出した少なくとも前記特定方向に係る気象条件に応じて、前記アクチュエータを駆動制御することにより、当該気象条件に応じた太陽電池セルを前記特定方向に露出させる。従って、本発明の太陽光発電装置では、気象条件に応じて特性の異なる複数の太陽電池セルを使い分け、そのときの気象条件に最も適した太陽電池セルを用いて発電を行うことができる。
【０００８】
なお、前記太陽電池モジュールは、前記太陽電池セルを保持する面を複数有し、各面に各々異なる特性の前記太陽電池セルを保持し、前記アクチュエータに回動されることによって前記特定方向に前記複数の面のうち任意の面を露出させる基体を、備え、前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動制御して前記基体を回動させることにより、前記気象条件に応じた太陽電池セルを保持した前記基体の面を前記特定方向に露出させてもよい。この場合、アクチュエータに回動される基体の複数の面に各々異なる特性の太陽電池セルが保持されているので、基体を回転させるといった簡単な動作により使用する太陽電池セルを切り換えることができる。従って、前記特定方向に露出される太陽電池セルを切り換える際の消費エネルギも少なくて済む。
【０００９】
そして、この場合更に、前記基体は３つ以上の面を有し、少なくとも１つの面が太陽電池セルを保持せず、前記アクチュエータに回動されることによって、当該１つの面も前記特定方向に露出可能であってもよい。その場合、太陽電池セルを保持していない前記１つの面を前記特定方向に露出させることにより、当該特定方向から小石など太陽電池セルに危害を及ぼすようなものが飛来してくるときでも各太陽電池セルを良好に保護することができる。
【００１０】
また、前記太陽電池モジュールは、領域毎に特性の異なる前記太陽電池セルを保持したベルトと、該ベルトを保持する基体と、該基体に設けられ、前記アクチュエータに駆動されることによって、前記ベルトを前記基体の前記特定方向側の面を通って移動させるローラと、を備え、前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動制御して前記ベルトを移動させることにより、前記気象条件に応じた太陽電池セルを保持した前記ベルトの領域を前記基体の前記特定方向側の面に露出させてもよい。この場合、制御手段がアクチュエータを駆動制御してベルトを移動させることにより、基体の前記特定方向側の面を通って前記ベルトを移動させることができる。そして、気象条件に応じた太陽電池セルを保持した前記ベルトの領域が前記基体の前記特定方向側の面に露出した時点でベルトの移動を止めれば、当該面に保持された太陽電池セルが前記特定方向側の面に露出する。
【００１１】
更に、前記各太陽光発電装置において、前記気象条件に応じた太陽電池セルを前記特定方向に露出させた場合の発電利益の増加量を、予め設定された演算式に基づいて、当該太陽電池セルを前記特定方向に露出させる際に前記アクチュエータが消費するエネルギと対比可能に算出する算出手段を、更に備え、前記制御手段は、前記発電利益の増加量が前記エネルギより大きい場合にのみ、前記アクチュエータを駆動制御してもよい。この場合、アクチュエータを駆動制御して前記特定方向に露出した太陽電池セルを変更する際のエネルギを考慮しても、そのように駆動制御した方が発電利益の増加量が大きい場合にのみ、前記駆動制御がなされるので、太陽光発電装置の効率を一層向上させることができる。
【００１２】
そして、その場合、前記算出手段は、前記気象条件に応じた前記各太陽電池セルの単位時間当たりの発電量に対応した値から、前記気象条件に応じた前記各太陽電池セルの単位時間当たりの損失に対応した値を引いて前記各太陽電池セルの単位時間当たりの発電利益を算出する処理を少なくとも実行してもよい。すなわち、前記発電利益は、単純に発電量であってもよいが、このように損失を差し引いて計算した場合、各太陽電池セルの維持経費等も考慮して、太陽光発電装置の効率（特に経済的な効率）を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用された家の構成を概略的に表す斜視図である。
【図２】その家の屋根に設けられた太陽光発電装置の構成を表す概略図である。
【図３】その家の塀に設けられた太陽光発電装置の構成を表す概略図である。
【図４】各太陽光発電装置の制御系の構成を表すブロック図である。
【図５】前記屋根に設けられた太陽光発電装置の制御を表すフローチャートである。
【図６】その制御で使用されるテーブルの構成を表す説明図である。
【図７】前記塀に設けられた太陽光発電装置の制御を表すフローチャートである。
【図８】太陽光発電装置の変形例の構成を表す概略図である。
【図９】太陽光発電装置の更なる変形例の構成を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（システムの全体構成）
次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された家Ｈの構成を概略的に表す斜視図である。図１に示すように、家Ｈは、南北に斜面を有する切り妻型の屋根Ｒを備えており、周囲を塀Ｆによって囲まれている。そして、屋根Ｒには太陽光発電装置１０が設けられており、塀Ｆには、太陽光発電装置３０が設けられている。
【００１５】
図２は、太陽光発電装置１０の構成を表す概略図である。図２に示すように、太陽光発電装置１０は、水平方向（東西）に伸びる三角柱状の基体１３の１つの面に太陽電池セル１１を、もう１つの面に太陽電池セル１２を、それぞれ設けてなる太陽電池モジュール１５を、屋根Ｒ（図１参照）の斜面に沿って複数備えている。なお、基体１３の更にもう１つの面１３Ａは、太陽電池セルを有さない保護面１３Ａとなっている。
【００１６】
各太陽電池モジュール１５は、基体１３の中心を貫通する軸１６を中心に回動可能に設けられており、その軸１６には、図２に模式的に示したように、その軸１６を中心にして太陽電池モジュール１５を回動させるモータ１９（アクチュエータの一例）がそれぞれ取り付けられている。なお、太陽電池セル１１は、単結晶シリコン系で、効率がよいため曇りなどでも発電が可能であるが、価格が高い。一方、太陽電池セル１２は、多結晶シリコン系で、効率が悪いため曇天では発電が困難となるが、価格は安い。
【００１７】
図３は、太陽光発電装置３０の構成を表す概略図である。図３に示すように、太陽光発電装置３０は、平板状の基体３３の表裏面に、一方の面には単結晶シリコン系の太陽電池セル３１を、もう一方の面には多結晶シリコン系の太陽電池セル３２を、それぞれ設けてなる太陽電池モジュール３５を備えている。各太陽電池モジュール３５は、地面に立てられて基体３３の中心を貫通する軸３６を中心に回動可能に設けられており、その軸３６の内部には、その軸３６を中心にして太陽電池モジュール３５を回動させるモータ３９（アクチュエータの一例）がそれぞれ取り付けられている。
【００１８】
更に、軸３６の上端には、気温，日射量，風向，風速，雨量等の気象条件を検出する気象センサ６０（気象条件検出手段の一例）が設けられており、図１に示すように、屋根Ｒの頂点にも、同様の気象センサ５０が設けられている。なお、気象センサ５０，６０は、必ずしも自身が備えたセンサにより前記気象条件を検出するものでなくてもよく、近隣の地域気象観測システム（いわゆるアメダス）等からインターネット経由で気象条件を取得するものであってもよい。
【００１９】
（太陽光発電装置１０における制御）
次に、図４（Ａ）は、太陽光発電装置１０の制御系の構成を表すブロック図である。図４（Ａ）に示すように、前述の気象センサ５０は、モータ１９と共に制御部５５に接続されている。制御部５５は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータによって構成されており、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて次のような処理を実行する。図５は、制御部５５が実行する処理を表すフローチャートである。
【００２０】
図５に示すように、この処理では、先ず、気象センサ５０を介して現在の気象条件が検出され、続くＳ２にて、各太陽電池セル１１，１２または保護面１３Ａを屋根Ｒの表面（特定方向の一例）に露出させたときの発電利益がそれぞれ算出される。ここで、発電利益とは、当該太陽電池セルを露出させたときの金銭とか発電量の利益（メリット）を指す。本実施の形態では、前記気象条件のうちの日射量に基づいて各太陽電池セル１１，１２の単位時間当たりの発電量を算出するばかりでなく、当該日射量や風速，雨量に応じて各太陽電池セル１１，１２に加わる単位時間当たりの損傷（劣化）に対応する係数α（以下、「損傷係数」という）を、図６に例示するような所定のテーブルにより算出している。
【００２１】
すなわち、図６のテーブルでは、太陽光発電装置１０が設置された屋根Ｒの設置面側（本例では南側）からの風速（ｍ／ｓ）と、１時間当たりの日照時間（ｈ）と、降水量（ｍｍ／ｈ）とに対応して損傷係数αが設定されている。
【００２２】
そして、下記の式（１）に示すように、当該太陽電池セル１１または１２を露出させた場合の単位時間当たりの発電量から、その太陽電池セル１１または１２の価格に損傷係数αを掛けることによって各太陽電池セル１１，１２の単位時間当たりの損失を発電量に換算した値を引いたものが、当該太陽電池セル１１または１２を使用した場合の単位時間当たりの発電利益となる。
【００２３】
発電利益＝発電量−（太陽電池セルの購入価格）×α……（１）
なお、前記式からも明らかなように、ここでは、発電利益は、Ｗ・ｈ等の仕事量の単位で定義され、太陽電池セル１１，１２の発電量から、当該太陽電池セル１１，１２の損失を発電量に換算した値を引いたものである。ここで、損失とは、会計上の減価償却等に類似した概念であるが、必ずしも減価償却と一致する必要はなく、前述のようにその算出方法が予め設定されていればよい。
【００２４】
そして、その損失を計算するための損傷係数αの設定方法としては種々考えられるが、例えば、次のような設定方法が考えられる。例えば、一般的な太陽電池セル１１，１２が５年程度の使用で発電効率が半減する場合、その５年間平均的な気象条件が続いたと仮定して考えると、０．５／（５×３６５×２４）が１時間（単位時間の一例）当たりの発電効率の低下率（単位なし）となる。その値を、１Ｗ・ｈ当たりの買電価格で割ると、単位が（Ｗ・ｈ／円）の損傷係数αが算出される。この損傷係数αは、平均的な気象条件（風速，日照時間，降水量の平均値）に対する損傷係数αとなる。そして、そうして算出された損傷係数α値を太陽電池セルの価格にかけた損失が、単位時間当たりの発電量（Ｗ・ｈ）と対比可能となる。例えば、前記例で、更に、買電価格をβ（円／Ｗ・ｈ），発電量をγ（Ｗ・ｈ），太陽電池セルの購入価格をδ（円）とすると、発電利益（Ｗ・ｈ）は次の式（２）で表される。
【００２５】
発電利益＝γー０．５δ／４３８００β ……（２）
続くＳ３では、現在露出している太陽電池セル（太陽電池セル１１または太陽電池セル１２または保護面１３Ａ）が、発電利益が最も大きい最適の太陽電池セルであるか否かが判断される。例えば南風で風速１５ｍ／ｓ以上の強風時や３０ｍｍ／ｈ以上の豪雨などでいずれの太陽電池セル１１または１２を露出させた場合も発電利益がマイナスになるのであれば、最適の太陽電池セルは保護面１３Ａとなる。また、例えば、略無風状態（例えば風速の絶対値が５ｍ／ｓ以下）で日照時間が０．８以上の晴天なら、太陽電池セル１２が最適の太陽電池セルとなる場合が多く、略無風状態で日照時間が０．６以下の曇天なら、太陽電池セル１１が最適の太陽電池セルとなる場合が多い。
【００２６】
そして、現在露出している太陽電池セルが最適の太陽電池セルである場合は（Ｓ３：Ｙ）、処理はそのまま前述のＳ１へ移行し、現在露出している太陽電池セルが最適の太陽電池セルでない場合は（Ｓ３：Ｎ）、処理はＳ５へ移行する。Ｓ５では、太陽電池セルを最適のものに変更した場合の前記発電利益の増加量と、そのためにモータ１９を駆動するのに要する消費電力とが比較される。なお、この場合、モータ１９を駆動するのに要する消費電力は、予め設定された値を使用してもよいし、予め設定されたテーブルによりそのときの風速及び雨量に応じて定まる値を使用してもよい。
【００２７】
続くＳ７では、Ｓ５による比較結果が判断され、露出する太陽電池セルを変更した場合の発電利益増加量の方が前記消費電力よりも大きい場合は（Ｓ７：Ｙ）、Ｓ９にてモータ１９が駆動されて露出する太陽電池セルが最適なものに変更され、処理は前述のＳ１へ移行する。一方、露出する太陽電池セルを変更した場合の発電利益増加量が前記消費電力以下の場合は（Ｓ７：Ｎ）、処理はそのまま前述のＳ１へ移行する。
【００２８】
従って、太陽光発電装置１０では、気象条件に応じて特性の異なる複数の太陽電池セル１１，１２を使い分け、そのときの気象条件に最も適した太陽電池セルを用いて発電を行うことができる。しかも、太陽光発電装置１０では、保護面１３Ａを露出させることもでき、強風時などのように、小石など太陽電池セル１１，１２に危害を及ぼすようなものが飛来してくるときでも太陽電池セル１１，１２を良好に保護することができる。更に、太陽光発電装置１０では、モータ１９を駆動して前記露出した太陽電池セルを変更する際のエネルギ（消費電力）を考慮しても、そのように駆動制御した方が発電利益の増加量が大きい場合にのみ（Ｓ７：Ｙ）、モータ１９の駆動がなされるので（Ｓ９）、太陽光発電装置１０の効率を一層向上させることができる。
【００２９】
（太陽光発電装置３０における制御）
次に、図４（Ｂ）は、太陽光発電装置３０の制御系の構成を表すブロック図である。図４（Ｂ）に示すように、太陽光発電装置３０も、太陽光発電装置１０と同様に、気象センサ６０とモータ３９とが接続されたマイクロコンピュータからなる制御部６５を備えている。図７は、制御部６５のＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて実行する処理を表すフローチャートである。なお、図７の処理は、先に説明した図５の処理と共通箇所も多いので、同様の処理については図５で使用した符号を付している。
【００３０】
図７に示すように、Ｓ１では図５の処理と同様に気象センサ６０を介して現在の気象条件が検出され、続くＳ１２では、太陽電池セル３１，３２に対し、日向側（南北の塀Ｆでは南側、東西の塀Ｆでは午前中は東側，午後は西側）または日陰側に向けられた場合のそれぞれの発電利益が、Ｓ２と同様に算出される。なお、太陽電池セル３１，３２の特性が太陽電池セル１１，１２と異なる場合は、損傷係数αを求めるための図６のようなテーブルに規定される数値も異なる。
【００３１】
続くＳ１３では、現在の太陽電池セル３１，３２の向きが、全体として最も発電利益が得られる最適の向きであるか否かが判断され、前記向きが最適の場合は（Ｓ１３：Ｙ）、処理はそのままＳ１へ移行する。一方、前記向きが最適でない場合（Ｓ１３：Ｎ）、すなわち、１８０°裏返した方が発電利益が向上する場合は、Ｓ５にて、その発電利益の増加量と、そのためにモータ３９を駆動するのに要する消費電力とが比較される。なお、この場合も、モータ３９を駆動するのに要する消費電力は、予め設定された値を使用してもよいし、予め設定されたテーブルによりそのときの風速及び雨量に応じて定まる値を使用してもよい。
【００３２】
続くＳ１７では、Ｓ５による比較結果が判断され、太陽電池セル３１，３２の向きを変更した場合の発電利益増加量の方が前記消費電力よりも大きい場合は（Ｓ１７：Ｙ）、Ｓ１９にてモータ３９が駆動されて太陽電池セル３１，３２の向きが１８０°変更され、処理は前述のＳ１へ移行する。一方、前記向きを変更した場合の発電利益増加量が前記消費電力以下の場合は（Ｓ１７：Ｎ）、処理はそのまま前述のＳ１へ移行する。
【００３３】
従って、太陽光発電装置３０でも、気象条件に応じて特性の異なる複数の太陽電池セル３１，３２を使い分け、そのときの気象条件に最も適した太陽電池セルを用いて発電を行うことができる。しかも、太陽光発電装置３０でも、モータ３９を駆動して太陽電池セル３１，３２の向きを変更する際のエネルギ（消費電力）を考慮しても、そのように駆動制御した方が発電利益の増加量が大きい場合にのみ（Ｓ１７：Ｙ）、モータ３９の駆動がなされるので（Ｓ１９）、太陽光発電装置３０の効率を一層向上させることができる。
【００３４】
（本発明の他の実施の形態）
なお、本発明は前記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、太陽電池セルとしては、前述の多結晶シリコン系，単結晶シリコン系の他にも、アモルファスシリコン系，化合物系といった種々の太陽電池セルを使用することができ、保護面１３Ａにも他の種類の太陽電池セルを設けてもよい。
【００３５】
また、特性の異なる太陽電池セルとは、構成する半導体が異なる太陽電池セルに限定されるものではない。例えば、同じ多結晶シリコン系であっても、表面が黒い太陽電池セルは、表面が青い太陽電池セルに比べて効率がよいといわれている。しかしながら、夏季などに屋根Ｒに黒い太陽電池セルが並んでいると、屋根Ｒの低い家Ｈでは室内温度が上昇してしまう可能性がある。従って、その場合は、室温に与える影響も前記発電利益のマイナス要因として予め演算式を設定しておくことが望ましい。逆に、冬季には、前記室温に与える影響が前記発電利益のプラス要因となる場合もある。それらの場合、気温に応じて露出させるべき最適の太陽電池セルが変わる場合がある。
【００３６】
更に、前記各実施の形態では、基体１３，３３を回転させることによって特定方向に露出する太陽電池セルを変更しているが、露出する太陽電池セルを変更する方法は他にも種々考えられる。例えば、図８に示すように、塀Ｆを構成可能な太陽光発電装置１３０は、地面に固定された直方体状の基体１３３の上面角部，表裏面下部，及び内部の各所にローラ１３７を備えており、そのローラ１３７に無端ベルト１３１を架設してなる太陽電池モジュール１３５を備えている。なお、無端ベルト１３１には、その表面を周回方向に３等分することで、単結晶シリコン系の太陽電池セル（図示省略）を表面に保持した領域と、多結晶シリコン系の太陽電池セル（図示省略）を表面に保持した領域と、いずれの太陽電池セルも保持していない領域とが形成されている。
【００３７】
また、ローラ１３７は、無端ベルト１３１の３分の２を基体１３３の内部で回転させ、残りの３分の１を基体１３３の表面に沿って回転させるように配置されている。このため、ローラ１３７を図示省略したモータ（アクチュエータの一例）で駆動することにより、基体１３３の表面に露出する無端ベルト１３１の領域を、単結晶シリコン系の太陽電池セルを保持した領域，多結晶シリコン系の太陽電池セルを保持した領域，いずれの太陽電池セルも保持していない領域の何れかに変更することができる。このような太陽電池モジュール１３５を太陽電池モジュール１１等と同様に制御した場合、太陽光発電装置１０と同様の効果が得られる。
【００３８】
また、図９に示す太陽光発電装置１４０は、無端ベルト１３１の代わりに有端のベルト１４１を使用して、そのベルト１４１をリール状に巻き取るローラ１４７を基体１４３の内部に設けてなる太陽電池モジュール１４５を備えたものである。このような太陽光発電装置１４０でも、ローラ１４７を駆動して基体１４３の表面に露出するベルト１４１の領域を変更することによって、太陽光発電装置１３０と同様の効果が得られる。
【００３９】
また更に、前記各実施の形態では、損傷係数や太陽電池セルの色を参照しているが、あまり明るすぎると却って効率が下がるなど、単純に発電効率を比較しただけでも気象条件によって太陽電池セル同士で優劣関係が変化する場合は、単純に発電効率のみを比較してその気象条件で効率がよい方の太陽電池セルを露出させるように制御すればよい。すなわち、前記発電利益は、単純に発電量または発電効率であってもよい。また、本発明は、家Ｈに付随して設けられる太陽光発電装置に限定されるものではなく、太陽光発電所のような大型のプラントや、船舶，航空機，自動車等に搭載される太陽光発電装置にも適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４０】
１０，３０，１３０，１４０…太陽光発電装置
１１，１２，３１，３２…太陽電池セル
１３，３３，１３３，１４３…基体
１３Ａ…保護面
１５，３５，１３５，１４５…太陽電池モジュール
１９，３９…モータ
５０，６０…気象センサ
５５，６５…制御部
１３１…無端ベルト
１４１…ベルト
１３７，１４７…ローラ
Ｆ…塀
Ｈ…家
Ｒ…屋根
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特性の異なる複数の太陽電池セルを有し、駆動されることによって前記複数の太陽電池セルのうち任意のものを特定方向に露出可能に構成された太陽電池モジュールと、
該太陽電池モジュールを駆動するアクチュエータと、
少なくとも前記特定方向に係る気象条件を検出する気象条件検出手段と、
前記気象条件検出手段が検出した気象条件に応じて前記アクチュエータを駆動制御することにより、当該気象条件に応じた太陽電池セルを前記特定方向に露出させるモジュール制御手段と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記太陽電池モジュールは、
前記太陽電池セルを保持する面を複数有し、各面に各々異なる特性の前記太陽電池セルを保持し、前記アクチュエータに回動されることによって前記特定方向に前記複数の面のうち任意の面を露出させる基体を、
備え、
前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動制御して前記基体を回動させることにより、前記気象条件に応じた太陽電池セルを保持した前記基体の面を前記特定方向に露出させることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記基体は３つ以上の面を有し、
少なくとも１つの面が太陽電池セルを保持せず、
前記アクチュエータに回動されることによって、当該１つの面も前記特定方向に露出可能なことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記太陽電池モジュールは、
領域毎に特性の異なる前記太陽電池セルを保持したベルトと、
該ベルトを保持する基体と、
該基体に設けられ、前記アクチュエータに駆動されることによって、前記ベルトを前記基体の前記特定方向側の面を通って移動させるローラと、
を備え、
前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動制御して前記ベルトを移動させることにより、前記気象条件に応じた太陽電池セルを保持した前記ベルトの領域を前記基体の前記特定方向側の面に露出させることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記気象条件に応じた太陽電池セルを前記特定方向に露出させた場合の発電利益の増加量を、予め設定された演算式に基づいて、当該太陽電池セルを前記特定方向に露出させる際に前記アクチュエータが消費するエネルギと対比可能に算出する算出手段を、
更に備え、
前記制御手段は、前記発電利益の増加量が前記エネルギより大きい場合にのみ、前記アクチュエータを駆動制御することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記気象条件に応じた前記各太陽電池セルの単位時間当たりの発電量に対応した値から、前記気象条件に応じた前記各太陽電池セルの単位時間当たりの損失に対応した値を引いて前記各太陽電池セルの単位時間当たりの発電利益を算出する処理を少なくとも実行することを特徴とする請求項５に記載の太陽光発電装置。
【請求項１】
特性の異なる複数の太陽電池セルを有し、駆動されることによって前記複数の太陽電池セルのうち任意のものを特定方向に露出可能に構成された太陽電池モジュールと、
該太陽電池モジュールを駆動するアクチュエータと、
少なくとも前記特定方向に係る気象条件を検出する気象条件検出手段と、
前記気象条件検出手段が検出した気象条件に応じて前記アクチュエータを駆動制御することにより、当該気象条件に応じた太陽電池セルを前記特定方向に露出させるモジュール制御手段と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記太陽電池モジュールは、
前記太陽電池セルを保持する面を複数有し、各面に各々異なる特性の前記太陽電池セルを保持し、前記アクチュエータに回動されることによって前記特定方向に前記複数の面のうち任意の面を露出させる基体を、
備え、
前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動制御して前記基体を回動させることにより、前記気象条件に応じた太陽電池セルを保持した前記基体の面を前記特定方向に露出させることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記基体は３つ以上の面を有し、
少なくとも１つの面が太陽電池セルを保持せず、
前記アクチュエータに回動されることによって、当該１つの面も前記特定方向に露出可能なことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記太陽電池モジュールは、
領域毎に特性の異なる前記太陽電池セルを保持したベルトと、
該ベルトを保持する基体と、
該基体に設けられ、前記アクチュエータに駆動されることによって、前記ベルトを前記基体の前記特定方向側の面を通って移動させるローラと、
を備え、
前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動制御して前記ベルトを移動させることにより、前記気象条件に応じた太陽電池セルを保持した前記ベルトの領域を前記基体の前記特定方向側の面に露出させることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記気象条件に応じた太陽電池セルを前記特定方向に露出させた場合の発電利益の増加量を、予め設定された演算式に基づいて、当該太陽電池セルを前記特定方向に露出させる際に前記アクチュエータが消費するエネルギと対比可能に算出する算出手段を、
更に備え、
前記制御手段は、前記発電利益の増加量が前記エネルギより大きい場合にのみ、前記アクチュエータを駆動制御することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記気象条件に応じた前記各太陽電池セルの単位時間当たりの発電量に対応した値から、前記気象条件に応じた前記各太陽電池セルの単位時間当たりの損失に対応した値を引いて前記各太陽電池セルの単位時間当たりの発電利益を算出する処理を少なくとも実行することを特徴とする請求項５に記載の太陽光発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８９８０８（Ｐ２０１３−８９８０８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９８３２（Ｐ２０１１−２２９８３２）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（３９９０３１８２７）エイディシーテクノロジー株式会社 (163)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（３９９０３１８２７）エイディシーテクノロジー株式会社 (163)
【Ｆターム（参考）】
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