(57)【要約】      （修正有）【課題】両面発電型の太陽電池パネルのパネル表面とパネル裏面の発電阻害要因を除去しながら、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能な太陽光発電装置を提供する。【解決手段】太陽電池パネル１０,１０を間に回転軸２０を挟んで、太陽電池パネル１０の表面と回転軸２０が段差なく面一の形態で接合するようにする。また、設置場所には、太陽光の反射率を増大させる白色シート又は白色系の貝殻等の産業廃棄物７０を敷設する。制御装置６０は、所定時間間隔毎に、モータ５０を駆動して太陽電池パネル１０の傾斜角度を５°ずつ変化させながら、発電電力量が最大値ＰＱmaxを取るときの太陽電池パネル１０の最適角度θ＊を探索し、太陽電池パネル１０の傾斜角度をその最適角度θ＊に設定し、所定時間保持するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の両面発電型の太陽電池パネル（１０）と、該太陽電池パネル（１０）の表面が太陽を指向するように傾斜させる回転軸（２０）を備えた太陽光発電装置であって、
前記複数の太陽電池パネル（１０）は、前記回転軸（２０）に関し対称に且つ該回転軸（２０）を直線状に挟みながら、該回転軸（２０）の長手方向に沿って配設されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光発電装置において、
前記太陽電池パネル（１０）の表面は、前記回転軸（２０）と面一で接合することを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の太陽光発電装置において、
前記太陽光発電装置が設置される場所には、太陽光の反射率を増大させる有色シート又は集合物（７０）が敷設されていることを特徴とする太陽発電装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の太陽光発電装置において、
前記回転軸（２０）を駆動する駆動装置（５０）と、該駆動装置（５０）を制御する制御装置（６０）と、前記太陽電池パネル（１０）の発電電力量（ＰＱ）を計測する電力計測手段（１１）とを備え、
前記制御装置（６０）は、前記太陽電池パネル（１０）の発電電力量を計測して、前記太陽電池パネル（１０）のパネル裏面のみで発電させたときの裏面発電量（Ｂ２、Ｂ３）の情報に基づいて太陽電池パネル（１０）の表面に積雪があると判定する場合、前記太陽電池パネル（１０）の傾斜角度を所定の角度に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽光発電装置において、
前記制御装置（６０）は、前記発電電力量（ＰＱ）が直近の計測値の１０％から１５％を下回る場合は、前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を７０°以上に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の太陽光発電装置において、
前記制御装置（６０）は、日の出からの日没までの日中において、所定の時間間隔毎に、前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を所定の角度刻みで変化させると共に、前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度として、前記発電電力量（ＰＱ）が最大となるときの傾斜角度に設定し、所定の時間だけ保持するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の太陽光発電装置において、
前記制御装置（６０）は、日没から日の出までの夜間において、太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を７０°以上に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項８】
請求項４から７の何れか１項に記載の太陽光発電装置において、
前記制御装置（６０）は、気象庁等の天気予報を取得して、降雪が予測される時間帯に前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を７０°以上に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項９】
請求項４から８の何れか１項に記載の太陽光発電装置において、
前記制御装置（６０）は、気象庁等の天気予報を取得して、風速が１０ｍ/ｓ以上になると予想される時間帯に前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を１５°以下に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の太陽光発電装置において、
風速センサ（１２）を備え、風速が１０ｍ/ｓ以上になるときに、前記制御装置（６０）は前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を１５°以下に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽光発電装置に関し、より詳細には両面発電型の太陽電池パネルのパネル表面とパネル裏面の発電阻害要因を除去しながら、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能な一軸追尾式太陽光発電装置に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
太陽電池パネル表面の積雪について、パネル表面に数ミリの雪が積もる場合、太陽光は積雪の表面で反射して太陽電池素子に到達することはできなくなる。その結果、太陽電池パネルは全く発電しない状態となる。そのため、降雪量の多い地域に設置される太陽光発電装置については、太陽電池パネルの表面に積雪が有るか否かを検知し、積雪が検知される場合は、積雪を太陽電池パネル表面から滑落させる必要がある。積雪を太陽電池パネル表面から滑落させる機構としては、降雪センサを備え、太陽電池パネル下面に回転軸をパネルに固定し、回転軸の端部にはドリブン歯車を設けると共にモータの回転軸端部にはそのドリブン歯車と協働するドライブ歯車を設け、そのドライブ歯車とドリブン歯車に無端ベルトを巻き付けて、降雪状態を検知すると、モータを駆動して太陽電池パネルを傾斜状態から垂直状態に回転させるように構成された太陽光発電装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、太陽位置、架台傾斜角度および快晴時散乱日射量等から算出される快晴時散乱発電量と、実際の太陽電池パネルの発電出力量とを比較して、発電出力量が快晴時散乱発電量の７０％以下であるとき、パネル面上に積雪があると判定し、架台の傾斜角度を可動架台の最大傾斜角度に設定するように構成された太陽光発電装置の制御方法が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００４】
ところで、太陽電池パネルの発電電力量について、太陽光が太陽電池パネル表面に対し垂直に入射するとき、太陽電池パネルの発電電力量は最大となる。従って、太陽光が太陽電池パネル表面に対し常に垂直に入射するように、太陽の軌道に沿って太陽電池パネルの傾斜角度を可変させるように構成された、いわゆる一軸追尾型太陽光発電装置が知られている（例えば、特許文献２及び３を参照。）
【０００５】
特許文献２に記載の太陽光発電装置では、快晴時直達日射量、快晴時散乱日射量、及び、直達日射率と、太陽方位及び太陽高度とから算出されるパネル面に対する傾斜面日射量が最大となるように、架台傾斜角度（太陽電池パネルの傾斜角度）を設定するように構成されている。
【０００６】
また、特許文献３に記載の太陽光発電装置では、太陽電池パネルとして、パネル両面に太陽電池素子が各々配設された太陽電池パネル（両面パネル）を使用し、その両面パネルを東西方向に沿ってリンク機構を介して複数配置し、そのリンク機構を駆動機構に接続している。従って、両面パネルの傾斜角度は可変に構成されている。この特許文献３に記載の太陽光発電装置では、例えば、日の出から正午までは一方のパネル面を使用する一方、正午から日の入りまでは他方のパネル面を使用することにより、太陽光が太陽電池パネル表面に対し常時垂直に入射するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１９７２５３号公報
【特許文献２】特許第５４３２８４３号明細書
【特許文献３】特開２０１１−１０８７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の降雪センサは、雪の水分量と外気温度の両方を検知することにより降雪状態（雪が降っている状態）を検知することとしている（特許文献１［００６１］を参照。）。従って、上記降雪センサを備えた太陽光発電装置によれば、太陽電池パネル表面に雪が積もらない場合であって、雪が降っていると、太陽電池パネルは強制的に垂直状態に置かれることになる。
【０００９】
従って、上記降雪センサを備えた太陽光発電装置では、降雪状態が検知されると、太陽電池パネルが発電できる状態であっても、太陽光からの入射量が少なくなる垂直状態に置かれる。そのため、太陽電池パネルから最大限の電力を取り出すことが出来ないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の太陽光発電装置では、快晴時散乱発電量（計算値）と発電出力量（実測値）とを比較してパネル表面の積雪状態を判定している。そのため、計算値である快晴時散乱発電量の精度が悪い場合、パネル表面の積雪状態を正しく判定することが出来ないという問題がある。
【００１１】
また、特許文献３に記載の両面発電型の太陽光発電装置では、結果的に、どちらか一方のパネル面（太陽光が垂直に近い角度から入射するパネル面）の発電電力量が最大となるように、両面パネルの傾斜角度は設定される。従って、他方のパネル面の発電効率はあまり考慮されていないため、太陽電池パネルから最大限の発電電力量を取り出すことができないという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は両面発電型の太陽電池パネルのパネル表面とパネル裏面の発電阻害要因を除去しながら、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能な一軸追尾式太陽光発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明に係る太陽光発電装置は、複数の両面発電型の太陽電池パネル（１０）と、該太陽電池パネル（１０）の表面が太陽を指向するように傾斜させる回転軸（２０）とを備えた太陽光発電装置であって、前記複数の太陽電池パネル（１０）は、前記回転軸（２０）に関し対称に且つ該回転軸（２０）を直線状に挟みながら、該回転軸（２０）の軸方向に沿って配設されていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成では、両面発電型の太陽電池パネル（１０）は回転軸（２０）の上下方向に回転軸（２０）を挟みながら取り付けられる。つまり、回転軸（２０）は太陽電池パネル（１０）と太陽電池パネル（１０）との隙間に配置される。これにより、両面発電型の太陽電池パネル（１０）において、回転軸（２０）が太陽電池パネル（１０）の裏面を遮蔽しなくなる。その結果、太陽光電池パネル（１０）の裏面に、地表からの反射光ならびに他の太陽光発電装置からの散乱光が入射し、全体の太陽光発電電力量が増大するようになる。
【００１５】
本発明に係る太陽光発電装置の第２の特徴は、前記太陽電池パネル（１０）の表面は、前記回転軸（２０）と面一で接合することである。
【００１６】
上記構成では、太陽電池パネル（１０）の表面は段差又は凹凸がない状態となる。従って、太陽電池パネル（１０）の表面に積雪が有る場合、太陽電池パネル（１０）を７０°以上に傾斜させることにより、積雪がパネル表面（１０ａ）から容易に滑落するようになる。その結果、太陽光電池パネル（１０）の表面の発電が積雪により阻害されなくなる。
【００１７】
本発明に係る太陽光発電装置の第３の特徴は、前記太陽光発電装置が設置される場所には、太陽光の反射率を増大させる有色シート又は集合物（７０）が敷設されていることである。
【００１８】
上記構成では、太陽光の反射率を増大させる有色シート又は集合物（７０）により、太陽電池パネル（１０）の裏面に入射する地表からの反射光の入射量が増大するようになる。これにより、太陽電池パネル（１０）の裏面発電電力量が増大するようになる。
【００１９】
本発明に係る太陽光発電装置の第４の特徴は、前記回転軸（２０）を駆動する駆動装置（５０）と、該駆動装置（５０）を制御する制御装置（６０）と、前記太陽電池パネル（１０）の発電電力量（ＰＱ）を計測する電力計測手段（１１）とを備え、前記制御装置（６０）は、前記太陽電池パネル（１０）の発電電力量を計測して、前記太陽電池パネル（１０）のパネル裏面のみで発電させたときの裏面発電量（Ｂ２、Ｂ３）の情報に基づいて太陽電池パネル（１０）の表面に積雪があると判定する場合、前記太陽電池パネル（１０）の傾斜角度を所定の角度に設定するように構成されていることである。
【００２０】
上記構成では、実計測される太陽電池パネル（１０）の発電電力量（ＰＱ）と、予め取得しておいた太陽電池パネル（１０）の裏面発電量（Ｂ２、Ｂ３）の情報とを比較することにより、パネル表面（１０ａ）の積雪状態を精度良く検知することが可能となる。また、駆動装置（５０）によって、太陽電池パネル（１０）を所定の傾斜角度に設定することにより、太陽電池パネル（１０）のパネル表面（１０ａ）から積雪を滑落させることが可能となる。これにより、パネル表面（１０ａ）の太陽光発電が積雪によって阻害されなくなる。
【００２１】
本発明に係る太陽光発電装置の第５の特徴は、前記制御装置（６０）は、前記発電電力量（ＰＱ）が直近の計測値の１０％から１５％を下回る場合は、前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を７０°以上に設定するように構成されていることである。
【００２２】
上記構成では、上記閾値によりパネル表面（１０ａ）の積雪状態を精度良く検知することが可能となると共に、太陽電池パネル（１０）のパネル表面（１０ａ）から積雪を好適に滑落させることが可能となる。
【００２３】
本発明に係る太陽光発電装置の第６の特徴は、前記制御装置（６０）は、日の出からの日没までの日中において、所定の時間間隔毎に、前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を所定の角度刻みで変化させると共に、前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度として、前記発電電力量（ＰＱ）が最大となるときの傾斜角度に設定し、所定の時間だけ保持するように構成されていることである。
【００２４】
上記構成では、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池パネル（１０）の発電電力量（ＰＱ）を最大にすることが可能となる。これにより、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能となる。
【００２５】
本発明に係る太陽光発電装置の第７の特徴は、前記制御装置（６０）は、日没から日の出までの夜間において、太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を７０°以上に設定するように構成されていることである。
【００２６】
上記構成では、太陽電池パネル（１０）のパネル表面（１０ａ）に雪が積雪することを好適に防止することが可能となる。
【００２７】
本発明に係る太陽光発電装置の第８の特徴は、前記制御装置（６０）は、気象庁等の天気予報を取得して、降雪が予測される時間帯に前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を７０°以上に設定するように構成されていることである。
【００２８】
上記構成では、太陽電池パネル（１０）の表面に雪が積雪することを好適に防止することが可能となる。
【００２９】
本発明に係る太陽光発電装置の第９の特徴は、前記制御装置（６０）は、気象庁等の天気予報を取得して、風速が１０ｍ/ｓ以上になると予想される時間帯に前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を１５°以下に設定するように構成されていることである。
【００３０】
本発明に係る太陽光発電装置の第１０の特徴は、風速センサ（１２）を備え、風速が１０ｍ/ｓ以上になるときに、前記制御装置（６０）は前記太陽電池パネル（１０）の前記傾斜角度を１５°以下に設定するように構成されていることである。
【００３１】
上記構成では、太陽電池パネル（１０）が風圧によって破壊されることを好適に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る太陽光発電装置によれば、両面発電型の太陽電池パネルのパネル表面とパネル裏面の各発電阻害要因を除去しながら、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】太陽電池パネルの傾斜が設置面に対し水平になった状態を示す説明図である。
【図２】図１（ａ）のＡ矢視を示す説明図である。
【図３】図１（ａ）のＢ矢視を示す説明図である。
【図４】図１（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す説明図である。
【図５】モータを駆動して太陽電池パネルを回転軸に対し７０°傾斜させた状態を示す説明図である。
【図６】本発明に係る太陽電池パネルの回転制御系を示す説明図である。
【図７】本発明に係る太陽電池パネルの日の出から日没までの日中における表面発電量、裏面発電量及び両面発電量をそれぞれ示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３５】
図１から図４は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電装置１００を示す説明図である。なお、図１（ａ）は太陽電池パネル１０の傾斜が設置面に対し水平になった状態を表し、図１（ｂ）は同（ａ）の底面矢視を表している。また、図２は図１（ａ）のＡ矢視を表している。また、図３は図１（ａ）のＢ矢視を表している。また、図４は図１（ａ）のＣ−Ｃ断面を表している。
【００３６】
図１（ａ）に示されるように、この太陽光発電装置１００は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数（本実施形態では６個。）の両面発電型の太陽電池パネル１０と、太陽電池パネル１０を傾斜させる回転軸２０と、回転軸２０を回転可能に支持する複数の軸受け３０と、軸受け３０を支持するスタンド４０と、回転軸２０を回転駆動させるモータ５０と、モータ５０を制御して太陽電池パネル１０の傾斜角度θを最適角に設定する制御装置６０と、を具備して構成される。以下、各構成について説明する。
【００３７】
太陽電池パネル１０は、例えば平面状に電気的に接続された６０個の太陽電池セル１０ａ（以下「セル１０ａ」という。）を、間に透明な封止シート（図示せず）を挟んで上下方向から透明なガラス板１０ｂ,１０ｂで積層した構造を有する。従って、太陽電池パネル１０は、表面だけでなく裏面においても地面からの反射光、他の太陽光発電装置１００からの散乱光を受光して発電することが出来る両面発電型の太陽電池パネルである。
【００３８】
透明なガラス板１０ｂは低反射処理が施されている。封止シート（図示せず）は、絶縁性、耐久性および高い透明度を有するエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）から作られている。この封止シート（図示せず）は、セル１０ａとセル１０ａとの間の絶縁性を保持すると共に、太陽電池パネル１０内部に水分等が侵入することを防止している。
【００３９】
図２に示されるように、太陽電池パネル１０はＸ軸両端部をパネル支持部材２１,２１によって支持されている。このパネル支持部材２１には、太陽電池パネル１０が嵌る段差２１ａが形成されている。従って、パネル支持部材２１は、太陽電池パネル１０のＸ方向移動を規制するＸ方向ストッパーとしても機能している。なお、太陽電池パネル１０のＹ方向の移動は第１規制部材２２によって規制されている。第１規制部材２２はパネル支持部材２１の先端部に弾性体（図示せず）を介してボルト２２ａによって取り付けられている。
【００４０】
太陽電池パネル１０のＺ方向の移動は、一組の第２規制部材２３,２３（Ｘ軸端部では１つの第２規制部材２３）とボルト２３ａ及びナット２３ｂによって両側から挟み込む形態で規制されている。一組の第２規制部材２３,２３は、太陽電池パネル１０内でセル１０ａが設けられていないＸ軸端部を両面から挟みこんで太陽電池パネル１０を固定している。また、第２規制部材２３と太陽電池パネル１０との間には弾性体（例えばラバー）２３ｃが挿入されている。
【００４１】
図１（ａ）に示されるように、一組の第２規制部材２３,２３は、隣り合う太陽電池パネル１０,１０を一体化して、全体として太陽電池パネル１０のモジュールを形成している。
【００４２】
図３に示されるように、回転軸２０は断面が矩形の長軸である。また、回転軸２０を回転可能に支持する軸受け３０は、内部に回転軸２０が貫通する中空部（四角柱）が形成され且つ外表面が球面（部分球面）に形成された、上ベアリング３１及び下ベアリング３２と、上ベアリング３１及び下ベアリング３２を一体化する上ファスナ３３及び下ファスナ３４とから構成される。なお、上ファスナ３３の上ベアリング３１と接合する内周面は、球面（部分球面）に形成されている。下ファスナ３４の下ベアリング３２と接合する内周面についても球面（部分球面）に形成されている。また、上ファスナ３３及び下ファスナ３４は、ボルト３３ａ及びナット３４ａによってスタンド４０の上端プレート４１に固定される。
【００４３】
スタンド４０は、軸受け３０を固定するための上端プレート４１と、太陽電池モジュールを支持するための脚部４２と、太陽電池モジュールを地面に安定に接地させるための下端プレート４２とから構成されている。
【００４４】
図４に示されるように、太陽電池パネル１０,１０は回転軸２０を間に挟んで、太陽電池パネル１０の表面と回転軸２０が段差なく面一の形態で接合している。
【００４５】
図５は、モータ５０を駆動して太陽電池パネル１０を回転軸２０に対し７０°傾斜させた状態を示す説明図である。なお、説明の都合上、一組の第２規制部材２３,２３は省略されている。太陽電池パネル１０の表面と回転軸２０が段差なく面一の形態で接合していることにより、太陽電池パネル１０の表面に有る積雪は、太陽電池パネル１０の表面から滑落して地面に落下するようになる。
【００４６】
また、太陽電池パネル１０,１０が回転軸２０を間に挟んで、回転軸２０の両側に配置されていることにより、両面発電型の太陽電池パネル１０の裏面において、回転軸２０がパネル裏面を遮蔽しなくなる。これにより、太陽電池パネル１０の裏面に反射光および散乱光が好適に入射するようになる。
【００４７】
また、太陽光発電装置１００が設置されている設置面には、反射光および散乱光を増大させる、白色系の貝殻などの産業廃棄物７０がまかれている。なお、貝殻などの産業廃棄物７０に代えて反射率の優れた有色シート（例えば、白色シート）を敷設しても良い。このように、産業廃棄物７０をまいておくことにより、地面からの反射光・散乱光が増大し、裏面からの発電電力量が向上するようになる。
【００４８】
図６は、本発明に係る太陽電池パネル１０の回転制御系を示す説明図である。図６（ａ）は回転制御系のブロック図を表し、同（ｂ）は太陽電池パネル１０の傾斜角度θと発電電力量ＰＱとの相関関係をそれぞれ表している。なお、左記の相関関係は、日の出から日没までの日中において、所定時間間隔（例えば、１５分から３０分。）毎の相関関係である。従って、左記時間間隔が３０分の場合は、日の出から日没までの時間が１２時間として、１２［時間］×６０［分／時間］÷３０［分］＝２４個の相関関係が存在することになる。
【００４９】
図６（ａ）に示されるように、制御装置６０はモータ５０を駆動して、例えば軸受け３０に取り付けられた角度センサ５１（例えば、エンコーダ）から太陽電池パネル１０の回転軸２０回りの傾斜角度θを取得すると同時に、太陽電池パネル１０全体（太陽電池モジュール）の発電電力量ＰＱを電力センサ１１から取得する。
【００５０】
そして、図６（ｂ）に示されるように、制御装置６０はモータ５０を駆動して太陽電池パネル１０の傾斜角度θを５°ずつ変化させながら、電力センサ１１によって発電電力量ＰＱを取得し、発電電力量ＰＱが最大値ＰＱmaxを取るときの太陽電池パネル１０の最適角度θ＊を探索する。制御装置６０は最適角度θ＊を探索すると、太陽電池パネル１０の傾斜角度が所定時間の間（例えば、３０分間。）最適角度θ＊に保持されるように、モータ５０を角度制御する。
【００５１】
制御装置６０は太陽電池パネル１０を所定時間の間最適角度θ＊に保持した後、上記最適角度θ＊の探索プロセスを繰り返し実行して、太陽電池パネル１０の発電電力量ＰＱが最大値ＰＱmaxを取るときの最適角度θ＊に太陽電池パネル１０の傾斜角度を設定する。なお、所定の時間間隔が３０分の場合、上記最適角度θ＊の探索プロセスは、２４回（＝１２［時間］×６０［分／時間］÷３０［分］）繰り返し実行されることになる。このように、制御装置６０は日の出から日没までの日中において太陽電池パネル１０の傾斜角度を太陽電池モジュールの発電電力量ＰＱが最大値ＰＱmaxをとるときの最適角度θ＊に設定することになる。その結果、太陽発電装置１００は、日の出から日没において太陽電池モジュールから最大発電電力量を得ることになる。
【００５２】
なお、図６（ａ）に示されるように、制御装置６０は風速センサ１２の計測データを常時取り込み、強風時においては太陽電池パネル１０の傾斜角度θを水平又は１５°以下の傾斜角度に設定するように構成されている。従って、制御装置６０は、太陽電池パネル１０の傾斜角度が最適角度θ＊に保持されている場合であっても、風速センサ１２によって強風（例えば、風速１０ｍ／ｓ以上。）を検知するときは、強制的に太陽電池パネル１０の傾斜角度θを水平又は１５°以下の傾斜角度になるように、モータ５０を角度制御する。
【００５３】
また、制御装置６０が気象庁等の気象予報の情報Ｔを取得し、強風が予測される時間帯に太陽電池パネル１０の傾斜角度θを水平又は１５°以下の傾斜角度になるように、モータ５０を角度制御することも可能である。
【００５４】
また、制御装置６０は、気象庁等の気象予報の情報Ｔを取得し、降雪が予測される時間帯に太陽電池パネル１０の傾斜角度θを６０°〜９０°の傾斜角度になるように、モータ５０を角度制御することも可能である。
【００５５】
図７は、本発明に係る太陽電池パネル１０の日の出から日没までの日中における表面発電量Ｆ、裏面発電量Ｂ及び両面発電量Ｆ＋Ｂをそれぞれ示す説明図である。図７（ａ）はパネル裏面を遮蔽してパネル表面のみで発電させたときの太陽電池パネル１０の発電電力量（表面発電量Ｆ）を表している。図７（ｂ）はパネル表面を遮蔽してパネル裏面のみで発電させたときの太陽電池パネル１０の発電電力量（裏面発電量Ｂ）を表している。図７（ｃ）はパネル両面で発電させたときの太陽電池パネル１０の発電電力量（両面発電量Ｆ＋Ｂ）を表している。なお、実線は晴れのときの発電量を表し、一点鎖線はパネル表面に積雪が有るときの発電量を表している。
【００５６】
図７（ａ）に示されるように、パネル表面に積雪が有る場合、表面発電量Ｆはゼロとなる。また、曇りときの表面発電量Ｆは、晴れた日の発電量の２０〜３０％程度まで低下する。他方、図７（ｂ）に示されるように、裏面発電量Ｂは曇り又は雨の日のときの裏面発電量Ｂ３が最も小さく、晴れた日で雪原状態（雪面）のときの裏面発電量Ｂ１が最も大きくなる。なお、晴れた日で草地状態のときの裏面発電量Ｂ２はその中間の値となる。
【００５７】
従って、図７（ｃ）に示されるように、パネル両面で発電させたときの太陽電池パネル１０の両面発電量Ｆ＋Ｂは、図７（ａ）と図７（ｂ）を合成したものと等しくなる。特に、天気が晴れから雪に変化する時刻Ｔ３において、太陽電池パネル１０の両面発電量Ｆ＋Ｂは急激に低下する。これは、図７（ａ）に示されるように、パネル表面に雪が積もり始めると表面発電量Ｆが急激に低下し最終的にはゼロになるためである。
【００５８】
そして、パネル表面に数ミリの積雪が生じる時刻Ｔ４以降において、表面発電量Ｆがゼロになると同時に、裏面発電量Ｂのみが出力する状態になる。ここで特筆すべきは、両面発電量Ｆ＋Ｂ（裏面発電量Ｂ）は、曇り／雨の日の草地での裏面発電量Ｂ３より大きく、晴れた日の草地での裏面発電量Ｂ２より小さくなることである。すなわち、降雪状態でパネル表面に積雪が有る場合、両面発電量Ｆ＋Ｂは裏面発電量Ｂが支配的になるが、その裏面発電量Ｂは、『晴れた日の草地での裏面発電量Ｂ２』と『曇り／雨の日の草地での裏面発電量Ｂ３』との中間の値を推移することである。これは、雪の日の雪面での反射率は、曇り／雨の日の草地での反射率よりも大きく、晴れた日の草地での反射率より小さいためである。
【００５９】
従って、『晴れた日の雪面での裏面発電量Ｂ１』、『晴れた日の草地での裏面発電量Ｂ２』及び『曇り／雨の日の草地での裏面発電量Ｂ３』に関するデータについて、予めデータベース化して記憶装置（ハードディスク等）に保存することにより、パネル表面に積雪が有るか否かを検知することが可能となる。すなわち、制御装置６０は、日の出から日没までの日中において、電力センサ１１から発電電力量ＰＱを取り込み、発電電力量ＰＱが上記裏面発電量Ｂ３より大きく、上記裏面発電量Ｂ２より小さくなる場合、パネル表面に積雪が有ると判定し、太陽電池パネル１０の傾斜角度θを６０°〜９０°の傾斜角度になるように、モータ５０を角度制御することも可能である。
【００６０】
或いは、図７（ｃ）より、一律に発電電力量が直近の計測値の１０％から１５％（閾値）を下回るまで低下する場合は、パネル表面に積雪が有ると判定することも可能である。この場合、発電量が相対的に高くなる正午から±２時間の時間帯においては直近の計測値の１０％を採用し、それ以外の時間帯では直近の計測値の１５％を採用するように、異なる閾値を設定しても良い。
【００６１】
以上の通り、本実施形態に係る太陽光発電装置１００によれば、両面発電型の太陽電池パネル１０のパネル表面とパネル裏面の各発電阻害要因を除去しながら、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能となる。
【００６２】
より詳細には、両面発電型の太陽電池パネル１０,１０は回転軸２０を間に挟んで、太陽電池パネル１０の表面と回転軸２０が段差なく面一の形態で接合しているため、回転軸２０がパネル裏面を遮蔽しなくなる。その結果、接地面からの反射光・散乱光がパネル裏面に好適に入射し太陽電池モジュール全体の発電電力量が増大するようになる。また、太陽電池パネル１０を７０°以上傾斜させることにより、パネル表面の積雪を容易に滑落させることが可能となる。
【００６３】
また、上記太陽光発電装置１００が設置される場所には、太陽光の反射率を増大させる白色シート又は白色系の貝殻等の産業廃棄物７０が敷設されているため、接地面からパネル裏面に入射する反射光・散乱光が増大し、これにより太陽電池モジュール全体の発電電力量が増大するようになる。
【００６４】
また、太陽光発電装置１００の制御装置６０は、日の出から日没までの日中において、所定時間間隔毎に、太陽電池パネル１０の傾斜角度を太陽電池モジュールの発電電力量ＰＱが最大値ＰＱmaxをとるときの最適角度θ＊に設定するように構成されている。これにより、太陽発電装置１００は、日の出から日没において太陽電池モジュールから最大発電電力量を得ることが可能となる。
【００６５】
また、上記制御装置６０は、風速センサ１２の計測データを常時取り込み、強風時においては太陽電池パネル１０の傾斜角度θを水平又は１５°以下の傾斜角度に設定するように構成されている。これにより、太陽電池パネル１０、回転軸２０、軸受け３０、スタンド４０及びモータ５０などが風圧により破壊されることを事前に防止することが可能となる。
【００６６】
さらに、上記制御装置６０は、気象庁等の気象予報の情報Ｔを取得し、降雪が予測される時間帯に太陽電池パネル１０の傾斜角度θを６０°〜９０°の傾斜角度に設定するように構成されている。これにより、積雪により太陽電池パネル１０の太陽光発電が阻害されることを事前に防止することが可能となる。
【００６７】
さらに、上記制御装置６０は、日の出から日没までの日中において、電力センサ１１から発電電力量ＰＱを取り込み、発電電力量ＰＱが『曇り／雨の日の草地での裏面発電量Ｂ３』より大きく、『晴れた日の草地での裏面発電量Ｂ２』より小さくなる場合、太陽電池パネル１０の傾斜角度θを６０°〜９０°の傾斜角度に設定するように構成されている。これにより、積雪により太陽電池パネル１０の太陽光発電が阻害されることを事前に防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１０      太陽電池パネル
１０ａ    太陽電池セル（セル）
１０ｂ    透明なガラス板
１１      電力センサ
１２      風速センサ
２０      回転軸
２１      パネル支持部材
２２      第１規制部材
２３      第２規制部材
３０      軸受け
３１      上ベアリング
３２      下ベアリング
３３      上ファスナ
３４      下ファスナ
４０      スタンド
４１      上端プレート
４２      脚部
４３      下端プレート
５０      モータ
６０      制御装置
７０      産業廃棄物
θ        傾斜角度
ＰＱ      発電電力量
１００    太陽光発電装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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