(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池モジュールの裏面に効率良く反射光を入射させる太陽光発電システムを提供する。【解決手段】角度θで傾斜する第１太陽電池アレイ３Ａと第２太陽電池アレイ３Ｂの長さをＬ、第１太陽電池アレイの太陽電池モジュールと第２太陽電池アレイの太陽電池モジュールから設置面２までをａ、冬至の南中高度をα°、夏至の南中高度をβ°としたとき、第１太陽電池アレイと第２太陽電池アレイの間隔がＬsinθ・tanγ＋Ｌsinθ／tan（α＋γ）で角度γがγ≦９０°−βのときに、拡散反射部材を、第１太陽電池アレイの第２太陽電池アレイ側の端部から鉛直方向の垂線と交わる設置面上の位置Ｐから一方向側に（Ｌsinθ＋ａcosγ）tanγ＋（Ｌsinθ＋ａcosγ）／tan（β＋γ）の位置Ｐ１と、位置Ｐから一方向側に（Ｌsinθ＋ａcosγ）tanγ＋（Ｌsinθ＋ａcosγ）／tan（α＋γ）の位置Ｐ２との間に配置する。【選択図】図８
2014110278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面に対して角度γ（°）を有する設置面に平行な面に対して角度θ（°）（θ＜９０°−γ）で前記設置面から離れて配置された両面受光型の複数の太陽電池モジュールを有しており、一方向に並んで設置された第１太陽電池アレイおよび第２太陽電池アレイと、
前記設置面上に配置された拡散反射部材とを備え、
前記角度θの傾斜方向に沿った前記第１太陽電池アレイの表面および前記第２太陽電池アレイの表面の長さをそれぞれＬ（ｍ）、前記第１太陽電池アレイの前記太陽電池モジュールおよび前記第２太陽電池アレイの前記太陽電池モジュールから前記設置面までの鉛直方向における最短距離をそれぞれａ（ｍ）、冬至の時の太陽の南中高度をα（°）、夏至の時の太陽の南中高度をβ（°）としたとき、前記第１太陽電池アレイと前記第２太陽電池アレイとの間の前記一方向に沿った間隔がＬsinθ・tanγ＋Ｌsinθ／tan（α＋γ）を満たすとともに前記角度γがγ≦９０°−βを満たす場合に、
前記拡散反射部材は、前記第１太陽電池アレイの前記第２太陽電池アレイ側の端部から鉛直方向に沿った垂線と交わる設置面上の位置Ｐから前記一方向側に（Ｌsinθ＋ａcosγ）tanγ＋（Ｌsinθ＋ａcosγ）／tan（β＋γ）の距離だけ離れた位置Ｐ１と、前記位置Ｐから前記一方向側に（Ｌsinθ＋ａcosγ）tanγ＋（Ｌsinθ＋ａcosγ）／tan（α＋γ）の距離だけ離れた位置Ｐ２との間の領域に配置されている、太陽光発電システム。
【請求項２】
前記拡散反射部材は、前記設置面に沿った第１反射面と、水平面に対して角度γよりも大きい角度で傾斜した、前記第１太陽電池アレイの前記複数の太陽電池モジュールの裏面に光を入射する第２反射面とを有する、請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記拡散反射部材は、白色材料からなる、請求項１または請求項２に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
前記第１太陽電池アレイおよび前記第２太陽電池アレイのうち少なくとも一方は、前記設置面の法線方向から平面視したときに前記一方向に沿って並べて配置された、前記設置面に沿って前記一方向と異なる他方向に電気的に直列に接続された前記複数の太陽電池モジュールを有している、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境保護の機運の高まりに伴い、複数の太陽電池アレイを集積して大規模に設置した太陽光発電システムの建設が進められている。太陽光発電システムの中でも出力が１０００ｋＷ以上のものは、メガソーラーと呼ばれる。メガソーラーの発電量を増加させるためには、太陽電池アレイを構成するそれぞれの太陽電池モジュールの発電量を増加させることが有効である。発電量を増加させた太陽電池モジュールの一形態として、表裏両側からの光の入射により発電可能な両面受光型太陽電池モジュールがある。
【０００３】
ここで、複数の太陽電池アレイのうち、一方の太陽電池アレイは、隣り合う他方の太陽電池アレイに影がかからないように、一定の間隔を空けて配置される。この隣り合う太陽電池アレイ間の距離は、冬至の南中高度を基準にして、互いに影がかからないように設定される。一方で、夏至のときは、太陽電池アレイ間の地面等の設置面に直射日光があたりやすくなるため、光の損失が発生している。
【０００４】
そこで、太陽光発電システムの発電量を上げるために、太陽電池アレイの周囲に入射する太陽光を反射部材により両面受光型太陽電池モジュールの裏面に向けて正反射させて発電量を上げる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３３０５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、両面受光型太陽電池モジュールの裏面全体に、太陽光の入射角と反射角とが等しくなるように正反射させる構造であることから、太陽電池アレイの高さが高くなりすぎて施工工数や使用材料が大きくなる場合があった。また、上記技術では、反射部材の配置を十分に検討されていなかったため、１回目の反射ではなく、複数回反射した光が太陽電池モジュールの裏面に入射される可能性が高い。
【０００７】
本発明の１つの目的は、太陽電池モジュールの裏面に効率良く反射光を入射させることによって、発電量を増加させた太陽光発電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムは、水平面に対して角度γ（°）を有する設置面に平行な面に対して角度θ（°）（θ＜９０°−γ）で前記設置面から離れて配置された両面受光型の複数の太陽電池モジュールを有しており、一方向に並んで設置された第１太陽電池アレイおよび第２太陽電池アレイと、前記設置面上に配置された拡散反射部材とを備えている。本実施形態では、前記角度θの傾斜方向に沿った前記第１太陽電池アレイの表面および前記第２太陽電池アレイの表面の長さをそれぞれＬ（ｍ）、前記第１太陽電池アレイの前記太陽電池モジュールおよび前記第２太陽電池アレイの前記太陽電池モジュールから前記設置面までの鉛直方向における最短距離をそれぞれａ（ｍ）、冬至の時の太陽の南中高度をα（°）、夏至の時の太陽の南中高度をβ（°）としたとき、前記第１太陽電池アレイと前記第２太陽電池アレイとの間の前記一方向に沿った間隔がＬsin
θ・tanγ＋Ｌsinθ／tan（α＋γ）を満たすとともに前記角度γがγ≦９０°−βを満
たす場合に、前記拡散反射部材は、前記第１太陽電池アレイの前記第２太陽電池アレイ側の端部から鉛直方向に沿った垂線と交わる設置面上の位置Ｐから前記一方向側に（Ｌsin
θ＋ａcosγ）tanγ＋（Ｌsinθ＋ａcosγ）／tan（β＋γ）の距離だけ離れた位置Ｐ１
と、前記位置Ｐから前記一方向側に（Ｌsinθ＋ａcosγ）tanγ＋（Ｌsinθ＋ａcosγ）
／tan（α＋γ）の距離だけ離れた位置Ｐ２との間の領域に配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
上述の太陽光発電システムによれば、１年間を通して、直射日光が設置面に入射する範囲にのみ拡散反射部材を配置している。これにより、拡散反射部材から太陽電池モジュールの裏面に導かれる光が、反射による減衰の少ないエネルギーを有する１回目の反射光で上記裏面に入射させることができる。その結果、拡散反射部材の面積を小さくしつつ、効率良く発電量を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムを上方から見た平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムのうち第１太陽電池アレイと第２太陽電池アレイと拡散反射部材を拡大して示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムのうち第１太陽電池アレイと第２太陽電池アレイと拡散反射部材を拡大して示す側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムに用いる太陽電池モジュールを示す図であり、（ａ）は表面側から見た平面図を示し、（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図を示す。
【図５】拡散反射部材に入射した光が拡散して反射するときの、反射光の方向と光度を示すモデル図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムのうち図２と異なる形状の架台を用いた第１太陽電池アレイと第２太陽電池アレイと拡散反射部材を拡大して示す斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムの第１太陽電池アレイと第２太陽電池アレイの間の距離を説明するための側面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムの設置面２に直射日光が入射する位置と、拡散反射部材を配置する位置を説明するための側面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムへの入射光と反射光を示す側面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る太陽光発電システムを示す側面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る太陽光発電システムを示す側面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る太陽光発電システムの電気的な接続を説明する図面であり、（ａ）は太陽光発電システムを示す斜視図であり、（ｂ）は太陽光発電システム中の太陽電池モジュールの電気的接続経路を示すモデル図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る太陽光発電システムに用いる太陽電池モジュールを示す図であり、図４（ｂ）に相当する部位を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係る太陽光発電システムについて図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る太陽光発電システム１は、図１に示すように、用地である設置面２上に複数の太陽電池アレイ３を有する。また、太陽電池アレイ３は、図２に示すように、架台４および該架台４上に固定された両面受光型の太陽電池モジュール２０を有している
。また、太陽光発電システム１は、隣り合う太陽電池アレイ３において、図２および図３に示すように、子午線の方向へ一方向に並んで設置された２台の太陽電池アレイ３の間の設置面２上に配置された拡散反射部材５を有している。次に、太陽光発電システム１を構成する部材について説明する。
【００１３】
＜太陽電池モジュール＞
太陽電池モジュール２０は、表面側および裏面側から入射した光を発電に寄与させることができる両面受光型の太陽電池モジュールである。太陽電池モジュール２０は、例えば、図４に示すように、矩形の太陽電池パネル２１と、太陽電池パネル２１の外周に配置されたフレーム２２とを有している。
【００１４】
太陽電池モジュール２０は、略板状の形状を有し両側の主面から受光した光を光電変換して発電可能であり、太陽電池モジュール表面２０Ａと太陽電池モジュール表面２０Ａの裏面に相当する太陽電池モジュール裏面２０Ｂとを有している。太陽電池パネル２１は、太陽電池モジュール表面２０Ａの側から順に、透光性基板２３、充填材２４、インナーリード２５で接続された複数の太陽電池セル２６、充填材２４、透明裏面保護部材２７および端子ボックス２８を有している。
【００１５】
透光性基板２３は、太陽電池モジュールの基板として機能する。このような透光性基板２３としては、例えば、強化ガラスまたは白板ガラス等が挙げられる。
【００１６】
一対の充填材２４は、太陽電池セル２６を封止するとともに光を透過する機能を有している。このような充填材２４としては、エチレンビニルアセチレートの共重合体などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００１７】
インナーリード２５は、隣り合う太陽電池セル２６同士を電気的に接続する機能を有している。このようなインナーリード２５としては、例えば、太陽電池セル２６と接続させるための半田が被覆された銅箔などが挙げられる。
【００１８】
太陽電池セル２６は、表裏両面から入射した光を電気に変換する機能を有している。このような太陽電池セル２６は、例えば、単結晶シリコンや多結晶シリコン等からなる基板と、該基板の表面（上面）および裏面（下面）に設けられた電極とを有している。単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板を有する太陽電池セル２６は、四角形状を成している。このとき、太陽電池セル２６の一辺の大きさは、例えば、１００〜２００ｍｍであればよい。このようなシリコン基板を有する太陽電池セル２６では、例えば、隣接する太陽電池セル２６のうち、一方の太陽電池セル２６の表面に位置する電極と、他方の太陽電池セル２６の裏面に位置する電極とがインナーリード２５で電気的に接続されている。これにより、複数の太陽電池セル２６が直列接続されるように配列される。
【００１９】
なお、太陽電池セル２６の種類は、表裏両面から入射した光を光電変換する機能を有するものであれば、特に制限されない。例えば、薄膜シリコンやアモルファスシリコン、ＣＩＧＳの材料より成る薄膜系の太陽電池セルが採用されてもよい。上述した薄膜系の太陽電池セルは、例えば、ガラス基板上に、アモルファスシリコン層、ＣＩＧＳ層またはＣｄＴｅ層などの光電変換層および透明電極などを適宜積層させたものを利用できる。このような薄膜系の太陽電池セルは、ガラス基板上で光電変換層および透明電極にパターニングを施して集積化することによって得られている。そのため、薄膜系の太陽電池セルでは、インナーリード２５を用いない。なお、薄膜系の太陽電池セルは、帯状を成している。また、薄膜系の太陽電池セルの場合、各素子の面積が同じである必要がある。そのため、例えば、五角形状の第１太陽電池モジュール１に、薄膜系の太陽電池セルを用いる場合、電気的に接続される各太陽電池セルの面積が同じになるように、各太陽電池セルの幅を調整
して用いればよい。さらに、太陽電池セル２６は、単結晶または多結晶シリコン基板上にアモルファスシリコンの薄膜を形成したタイプであってもよい。
【００２０】
透明裏面保護部材２７は、太陽電池モジュールの太陽電池モジュール裏面２０Ｂを保護する機能を有するとともに、太陽電池モジュール裏面２０Ｂから入射された光を太陽電池セル２６へ透過させる機能を有している。透明裏面保護部材２７は、太陽電池モジュール裏面２０Ｂ側に位置する充填材２４と接着している。このような透明裏面保護部材２７としては、強化ガラスや白板ガラスのほかに、透明なＰＥＮフィルム、ＰＥＴフィルムなどを用いることができる。
【００２１】
端子ボックス２８は、太陽電池セル２６で得られた出力を外部に取り出すものである。端子ボックス２８は、裏面から入射せれた光を遮らないために、太陽電池セル２６と相対しない位置に配置することが好ましい。端子ボックス２８は、箱体と、該箱体内に配置されるターミナル板と、箱体の外部へ電力を導出する出力ケーブルとを有している。箱体の材料としては、例えば、変性ポリフェニレンエーテル樹脂（変性ＰＰＥ樹脂）やポリフェニレンオキサイド樹脂（ＰＰＯ樹脂）が挙げられる。
【００２２】
＜架台＞
架台４は、太陽電池モジュール２０を支える架構である。図３に示すように、架台４は、設置面２に対して所望の角度θ（°）で太陽電池モジュール２０を固定できる。架台４の太陽電池モジュール２０を支えるレール材は、拡散反射部材５からの反射光１０をできるだけ遮らない構造であればよい。太陽電池モジュール２０の設置面２に対する角度θは、設置面２の角度がγ（°）のときに、水平面６に対する太陽電池モジュール２０の角度が９０°未満となればよい。すなわち、０°≦θ＜９０°−γの関係を満たしていればよい。
【００２３】
架台４は、図２に示すように四隅をそれぞれ支柱４ａで支持されてもよいが、図６に示すように一本の支柱４ｂで支持される構造のものであってもよい。なお、架台４としては、例えば、アルミニウム合金などの軽金属または融亜鉛メッキで保護した鉄材などを用いることができる。このような架台４は、地面または建物の陸屋根などの設置面２上に設置することができる。
【００２４】
＜拡散反射部材＞
拡散反射部材５は、設置面２よりも高い反射率と入射光９を拡散して反射する性質を有する部材である。拡散反射部材５は、設置面２上でペグなどを用いて固定することができる。拡散反射部材５からの反射光１０は、図５に示すように、入射角と反射角がほぼ同じとなる正反射成分１０ａと、様々な方向へと拡散して反射する拡散反射成分１０ｂを有する。また、図５では、拡散反射部材５で反射された光によって得られる光度１１を示している。反射光１０の光度１１は、図５に示すように、正反射成分１０ａの近傍における拡散反射成分１０ｂが、正反射成分１０ａよりも離れた位置で反射した拡散反射成分１０ｂよりも大きくなっている。
【００２５】
このような拡散反射部材５は、設置面２よりも反射率の高い部材を用いればよく、例えば反射率が８０〜８５％の酸化アルミニウムの板材、反射率が約７０〜８５％の白色ペイントを塗布した板材または反射率が７５〜８５％のポリエステル織物をポリ塩化ビニル、ゴムなどで被覆した布材などを用いるとよい。また、設置面２は、砂利、コンクリート面または草地などである。なお、砂利、コンクリート面の反射率は１５〜３０％であり、草地の反射率は約１０％である。
【００２６】
次に太陽光発電システム１の構造について図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
太陽光発電システム１は、図２および図３に示すように子午線の方向へ一方向に並んだ２台の太陽電池アレイ３を有する。
【００２８】
以下で太陽光発電システム１が北半球に設置された場合を例にとり、太陽が南中したときに南側に位置する太陽電池アレイ３を第１太陽電池アレイ３Ａと称し、第１太陽電池アレイ３Ａよりも北側に位置する太陽電池アレイ３を第２太陽電池アレイ３Ｂと称する。また、第１太陽電池アレイ３Ａの複数の太陽電池モジュール２０からなる太陽に相対する側の主面を第１表面３Ａ１とし、第１表面３Ａ１の裏側の主面を第１裏面３Ａ２とする。同様に第２太陽電池アレイ３Ｂの太陽と相対する側の複数の太陽電池モジュール２０からなる主面を第２表面３Ｂ１、第２表面３Ｂ１の裏側の主面を第２裏面３Ｂ２とする。
【００２９】
次に、以下の説明で用いる各種数値および位置について説明する。まず、図７に示すように、第１太陽電池アレイ３Ａの第１表面３Ａ１の最大高さの位置（後述する第７位置Ｐ７に相当）から、設置面２に向かって鉛直方向にひいた第１仮想線Ｓ１を配置したときに、第１仮想線Ｓ１と設置面２との交点を位置Ｐとする。なお、第１太陽電池アレイ３Ａを側面から見たとき、第１仮想線Ｓ１は第１太陽電池アレイ３Ａの棟側を支持する支柱４ａとほぼ同じ位置である。また、図８に示すように、第１太陽電池アレイ３Ａの第１表面３Ａ１の最大高さの位置である第７位置Ｐ７から、設置面２に向かって垂線にひいた第２仮想線Ｓ２を配置したときに、第２仮想線Ｓ２と設置面２との交点を位置Ｐ４とする。
【００３０】
また、太陽光発電システム１の各部材の角度、寸法および太陽の南中高度などは、
水平面に対する設置面２の角度：γ（°）
太陽電池モジュール２０の設置面２に対する角度：θ（°）
第１太陽電池アレイの第１表面の長さ：Ｌ
第２太陽電池アレイの第２表面の長さ：Ｌ
第１太陽電池アレイの太陽電池モジュール２０から設置面２までの鉛直方向における最短距離：ａ
第２太陽電池アレイの太陽電池モジュール２０から設置面２までの鉛直方向における最短距離：ａ
冬至の太陽の南中高度：α（°）
夏至の太陽の南中高度：β（°）
で表す。
【００３１】
図７に示すように、第２太陽電池アレイ３Ｂは、第１太陽電池アレイ３Ａの影が第２表面３Ｂ１にかかることによる発電量の低下を避けるために、第１太陽電池アレイ３Ａと離間して配置される。その距離は、設置面２に沿った方向で見たとき距離Ｄに相当する。そして、距離Ｄは、図５に示すように南中高度が低くなり影が長くなる冬至の南中高度αを基準にして定めることができる。距離Ｄは、図７に示すように、距離Ｄ１と距離Ｄ２との合計の距離に相当する。このとき、距離Ｄ１および距離Ｄ２は、それぞれ、距離Ｄ１＝Lsinθ・tanγ、距離Ｄ２＝Ｌsinθ/tan（α+γ）である。それゆえ、距離Ｄは、距離Ｄ＝
第１距離Ｄ１＋第２距離Ｄ２＝Ｌsinθ・tanγ+Ｌsinθ/tan（α+γ）である。
【００３２】
第１太陽電池アレイ３Ａと第２太陽電池アレイ３Ｂの間の距離が距離Ｄであるとき、冬至の直射日光は、図７に示すように、冬至の南中の方向７の線に沿って設置面２の第２位置Ｐ２へと入射する。また、図８に示すように、夏至の直射日光は、夏至の南中の方向８の線に沿って、第１範囲８ａを通り第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３の範囲に入射する。また、太陽の高度は、冬至の南中高度α（°）から夏至の南中高度β（°）の範囲で変化する。それゆえ、太陽の南中高度の１年間の変化に伴って、設置面２上に直射日光が入射する領域は第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２の間で動く。
【００３３】
また、図８において、位置Ｐと第４位置Ｐ４の間の距離を第３距離Ｄ３とし、第４位置Ｐ４と第１位置Ｐ１の間の距離を第４距離Ｄ４とし、第４位置Ｐ４と第２位置Ｐ２の間の距離を第５距離Ｄ５としたとき、それぞれの距離は、
第３距離Ｄ３＝（Ｌ・sinθ＋ａ・cosγ）・tanγ
第４距離Ｄ４＝（Ｌ・sinθ＋ａ・cosγ）／tan（β＋γ）
第５距離Ｄ５＝（Ｌ・sinθ＋ａ・cosγ）／tan（α＋γ）
で表すことができる。
【００３４】
ここで、位置Ｐから第１位置Ｐ１までの第６距離Ｄ６は、第３距離Ｄ３と第４距離Ｄ４との合計の距離であり、位置Ｐから第２位置Ｐ２までの第７距離Ｄ７は、第３距離Ｄ３と第５距離Ｄ５との合計の距離であることから、それぞれの距離は、
第６距離Ｄ６＝（Ｌ・sinθ＋ａ・cosγ）・tanγ＋（Ｌ・sinθ＋ａ・cosγ）／tan（β＋γ）
第７距離Ｄ７＝（Ｌ・sinθ＋ａ・cosγ）・tanγ＋（Ｌ・sinθ＋ａ・cosγ）／tan（α＋γ）
で表すことができる。
【００３５】
上式は、設置面２への太陽光の入射角が９０°以下のときに成立する。したがって、水平面に対する設置面の角度γの範囲は、夏至の南中高度βのときに設置面２への太陽光の入射角が９０°以下となる。すなわち、角度γの範囲は、０°≦γ≦９０°−βである。
【００３６】
拡散反射部材５は、１年間を通してみたときに直射日光が入射する領域である第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２の間の領域の設置面２上に配置される。
【００３７】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。一般に反射光は、反射を複数回繰り返すうちに幾何級数的にエネルギーが減衰する。例えば、反射率が７０％の拡散反射部材５を用いた場合、入射時のエネルギーが１００％の直射日光が、一回目の反射で７０％のエネルギーへと減衰し、二回目の反射で４９％のエネルギーへと減衰し、三回目の反射で３４％のエネルギーへと減衰する。このように、二回目以降の反射光は、エネルギーが急速に減衰することから、二回目以降の反射光は、光電変換に寄与しにくく、発電量の増加が小さくなる。
【００３８】
一方で、本実施形態に係る太陽光発電システム１は、１年間を通してみたときに、直射日光が設置面２へ入射する第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２の間の設置面２上に拡散反射部材５を配置している。これにより、図９に示すように、エネルギーが高い一回目の反射光１０を第１太陽電池アレイ３Ａの第１裏面３Ａ２と第２太陽電池アレイの第２裏面３Ｂ２に導きやすくなる。その結果、本実施形態では、拡散反射部材５の設置面積を低減しつつ、発電量を効率的に高めることができる。このように、本実施形態では、夏至ならびに冬至の南中高度を踏まえて、第１太陽電池アレイ３Ａおよび第２太陽電池アレイ３Ｂに対する拡散反射部材５の配置を決定しているため、拡散反射部材５の設置面積を低減しつつも、拡散反射部材５で反射される反射光を効率良く各太陽電池モジュール２０の裏面に入射させることができる。
【００３９】
さらに、本実施形態では拡散反射部材５を用いることによって、図９に示すように、反射光１０が正反射以外の方向にも拡散して反射しやすい。これにより、入射光９の正反射の方向に第１太陽電池アレイ３Ａの第１裏面３Ａ２または第２太陽電池アレイ３Ｂの第２裏面３Ｂ２が位置していない場合であっても、減衰の少ない１回目の反射が第１裏面３Ａ２や第２裏面３Ｂ２に入射して、発電量を効率良く高めることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、光を拡散反射させることができる拡散反射部材５を用いているため、入射光９の正反射の方向に位置していない第１裏面３Ａ２および第２裏面３Ｂ２にも拡散反射成分が入射される。これにより、架台４の高さに依存せずに、太陽電池モジュール２０の裏面２０Ｂに反射光１０に導くことができる。その結果、本実施形態では、架台４の支柱４ａの長さを短くして、施工性を向上して工期を短縮できる。加えて、支柱４ａおよび拡散反射部材５の使用材料を低減することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
本実施形態に係る太陽光発電システム１は、図１０および図１１に示すように、設置面２に沿った第１反射面５ａと、水平面に対して角度γ（°）より大きい角度φ（°）で傾斜しており、第１太陽電池アレイ３Ａの太陽電池モジュール２０の第１裏面３Ａ１に光を入射する第２反射面５ｂとを有する拡散反射部材５を用いている点で第１実施形態と相違する。さらに、本実施形態における拡散反射部材５は、第２太陽電池アレイ３Ｂの複数の太陽電池モジュール２０からなる第２表面３Ｂ１に光を入射する第３反射面５ｃを有している。
【００４２】
以下の説明においては、図１１における第２太陽電池アレイ３Ｂの第２表面３Ｂ１を延長した第３仮想線Ｓ３と設置面２とが交差する点を第５位置Ｐ５と称する。
【００４３】
図１１に示すように、第５位置Ｐ５よりも第１太陽電池アレイ３Ａに近い側の拡散反射部材５からの反射光１０は、もう一度いずれかの場所で反射して光の進行方向のベクトルが変化しなければ第２太陽電池アレイ３Ｂの第２裏面３Ｂ２に入射しない。また、図８に示した夏至の時期において、反射光のうちエネルギーの高い正反射成分は、第１太陽電池アレイ３Ａおよび第２太陽電池アレイ３Ｂに入射することなく大気中へ放散する可能性がある。
【００４４】
そこで、本実施形態では、図１１に示すように、第５位置Ｐ５よりも第１太陽電池アレイ３Ａに近い側の拡散反射部材５において、設置面２よりも水平面６に対する角度の大きくすることによって、第１裏面３Ａ１に対向する第２反射面５ｂを設けた。これに伴い、拡散反射部材５には、第１反射面５ａと第２反射面５ｂとの間をつなぐ第３反射面５ｃを設けた。これにより、第２反射面５ｂで反射した反射光１０のうち、上述した夏至の時の正反射成分１０ａが、第１太陽電池アレイ３Ａの第１裏面３Ａ１に入射しやすくなる。加えて、第３反射面５ｃで反射した反射光１０ｃのうちの正反射成分１０ａが、第２太陽電池アレイ３Ｂの第２裏面３Ｂ２に入射しやすくなる。その結果、太陽光発電システム１の発電量がより高まる。
【００４５】
本実施形態において、第２反射面５ｂおよび第３反射面５ｃは、図１１に示すように、第５位置Ｐ５よりも第１太陽電池アレイ３Ａに近い側へ設けるとよいことから第１位置Ｐ１と第５位置Ｐ５の間の領域に設けるとよい。より具体的には、位置Ｐと第１位置Ｐ１の距離はＤ６であるため、第６距離Ｄ６は、第６距離Ｄ６＝（Ｌ・sinθ＋ａ・cosγ）・tanγ＋（Ｌ・sinθ＋ａ・cosγ）／tan（β＋γ）である。
【００４６】
また、位置Ｐと第５位置Ｐ５との間の第９距離Ｄ９は、距離Ｄから第８距離Ｄ８を減じたものであることから以下の式で表すことができる。また、第８距離Ｄ８は、第５位置Ｐ５と第６位置Ｐ６との間の距離である。これに伴い、第８距離Ｄ８は、第８距離Ｄ８＝a
・cosγ/tanθ−a・sinγ、第９距離Ｄ９は、第９距離Ｄ９＝距離Ｄ−第８距離Ｄ８＝L・sinθ・tanγ+L・sinθ/tan（α+γ）−（a・cosγ/tanθ−a・sinγ）となる。
【００４７】
なお、夏至のときに第３傾斜面５ｃから第２太陽電池アレイ３Ｂの第２表面３Ｂ１へ反射光１０の正反射成分１０ａが入射するための第３傾斜面５ｃの角度ψ（°）の条件は、
ψ＞（θ−β）／２である。
【００４８】
（第３実施形態）
次に、本実施形態に係る太陽光発電システム１は、図１２に示すように、設置面２の法線方向から平面視したときに太陽電池モジュールの傾斜方向と直交する方向に電気的に直列に接続された複数の太陽電池モジュール２０を有している。なお、太陽光発電システム１は、図１２（ｂ）に示すように、パワーコンディショナ１２を具備しており、配電線１３を介して負荷１４と接続されている。
【００４９】
例えば、図１２（ａ）に示すように、第２太陽電池アレイ３Ｂがその傾斜方向に第４太陽電池モジュール２０ｄ、第５太陽電池モジュール２０ｅおよび第６太陽電池モジュール２０ｆの３つの太陽電池モジュール２０を有するとき、第２太陽電池アレイ３Ｂ中で傾斜の下方に位置する第４太陽電池モジュール２０ｄと傾斜の上方に位置する第６太陽電池モジュール２０ｆで、第２裏面３Ｂ２に入射する反射光１０に分布ができる。これにより、第４太陽電池モジュール２０ｄと第６太陽電池モジュール２０ｆとでは、発電による電流量に差が生じる。一方で、第２太陽電池アレイ３Ｂの傾斜方向へ直交する方向に隣接する第４太陽電池モジュール２０ｄ同士、第５太陽電池モジュール２０ｅ同士、第６対応電池モジュール２０ｆ同士は、南中時の反射光１０の経路がほぼ同じとなることから、発電量が近似する。
【００５０】
そこで、本実施形態では、図１２（ｂ）に示すように、第１太陽電池アレイ３Ａおよび第２太陽電池アレイ３Ｂの傾斜方向へ直交する方向に隣接する太陽電池モジュール２０同士を電気的に直列接続している。これにより、略同等の発電量の太陽電池モジュール２０同士を接続することができるようになる。その結果、同じ太陽電池ストリングの中で発電量の低い太陽電池モジュール２０が基準となることによって生じる太陽電池ストリングの発電量の低下が低減される。
【００５１】
（第４実施形態）
本実施形態に係る太陽光発電システム１は、図１３に示すように、第２太陽電池アレイ３Ｂの太陽電池モジュール２０の透明裏面保護部材２７の裏面２０Ｂが凹凸部を有する点で上述した実施形態と相違する。
【００５２】
太陽の南中高度は、季節によって変化し、拡散反射部材５からの反射光１０が透明裏面保護部材２７に大きい角度で入射する場合がある。例えば、空気とガラスとの間の臨界角は約４５°であることから、拡散反射部材５からの反射光１０がガラスに対して４５°よりも大きい角度で入射した場合、その反射光１０は全反射することになる。
【００５３】
一方で本実施形態では、図１３に示すように、透明裏面保護部材２７の太陽電池モジュール裏面２０Ｂ側に凹凸を設けたことによって入射光の全反射を低減できる。これにより、反射光１０が太陽電池セル２６に入射しやすくなり、発電量がより高まる。
【００５４】
このような透明裏面保護部材２７としては、例えば、裏面２０Ｂ側にエンボスを設けた強化ガラスまたは白板ガラスなどを用いるとよい。また、透明裏面保護部材２７には、凹凸を形成したＰＥＮフィルムまたはＰＥＴフィルムなどの透明フィルムを用いてもよい。
【００５５】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。また、本発明は上述した実施形態の種々の組合せを含むものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５６】
１：太陽光発電システム
２：設置面
３：太陽電池アレイ
３Ａ：第１太陽電池アレイ
３Ａ１：第１表面
３Ａ２：第１裏面
３Ｂ：第２太陽電池アレイ
３Ｂ１：第２表面
３Ｂ２：第２裏面
４：架台
４ａ：支柱
４ｂ：支柱
５：拡散反射部材
５ａ：第１反射面
５ｂ：第２反射面
５ｃ：第３反射面
６：水平面
７：冬至の南中の方向
８：夏至の南中の方向
８ａ：第１範囲
９：入射光
１０：反射光
１０ａ：正反射成分
１０ｂ：拡散反射成分
１１：光度
１２：パワーコンディショナ
１３：配電線
１４：負荷
２０：太陽電池モジュール
２０Ａ：太陽電池モジュール表面
２０Ｂ：太陽電池モジュール裏面
２０ａ〜２０ｆ：第１〜第６太陽電池モジュール
２１：太陽電池パネル
２２：フレーム
２３：透光性基板
２４：充填材
２５：インナーリード
２６：太陽電池セル
２７：透明裏面保護部材
２８：端子ボックス
２９：フレーム
Ｓ１〜Ｓ３：第１〜第３仮想線
Ｐ：位置
Ｐ１〜Ｐ７：第１〜第７位置
Ｄ：距離
Ｄ１〜Ｄ９：第１〜第９距離
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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