(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を受光面に受けて発電する発電体と、太陽光を反射面で反射させる反射体とを備える太陽光発電装置において、
前記発電体の受光面は、南に向けて配置されかつ前記反射体の反射面に対して立てて配置され、
前記反射体の反射面は、前記発電体の受光面に向かって所定の傾斜角で下向きに傾斜しかつ、その長さが前記傾斜角と前記発電体の受光面の高さとを変数として定められ、
各々が前記発電体と前記反射体とを含む複数のモジュールが、東西方向に互いに隣接して並べて配置され、
前記複数のモジュールの各々の前記発電体において、太陽光を受けて発電する複数の太陽電池セルが略同一高さで水平方向に並べられかつ、それらを互いに直列に接続したセル群が高さ方向に隣接して複数配置され、
略同一高さの前記セル群同士が前記複数のモジュールにわたり互いに接続されかつ、その配置高さごとに前記セル群に対してインバータが設置されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記発電体の受光面及び前記反射体の反射面のうち少なくとも一方に入射する長波長領域光を吸収しかつ他の波長領域の光を透過させる透過板を備え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】
太陽光を透過させる透過板が前記反射面を覆うように配置され、前記受光面と前記反射面と前記透過板とに囲まれる空間が形成され、該空間には、液体が貯溜されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記空間に貯留される液体には、長波長領域光を吸収する物質が混入されていることを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記長波長領域光を吸収する物質は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽から照射される光のエネルギーを電力に変換する太陽光発電装置に関し、特に、太陽光を反射させる反射体を備える太陽光発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電装置は、太陽からの光を太陽電池セルの半導体に照射させることで電子を放出させ、その電子を外部回路に取り出して電力を得るもので、火力発電装置のように発電に際して二酸化炭素等の環境に悪い影響を及ぼす物質の排出が無く、環境適合性が高いクリーンな発電装置である。このような理由から、近年多方面への応用が検討され、各種装置の電力源や、住宅用の小型発電装置としての適用も進みつつある。
【０００３】
ところで、太陽電池セルに太陽光を照射して電力を取り出すには、材料となる半導体内部の充満帯中の電子にエネルギーを与えて伝導帯に移動させる必要があり、太陽光の中にある一定の波長の光のみが半導体に吸収されて電子の移動に使用される。具体的には、セルを形成する材料に応じて電子を励起させるためのエネルギーを有した太陽光が必要であり、シリコン系材料から構成される太陽電池セルにおいては、結晶系のもので０．４〜１．１μｍ、また非晶質系のもので０．４〜０．７μｍの波長の光が発電に使用される。地上に照射される太陽光のエネルギー（日射強度が高い状態で約１ｋｗ／ｍ２  ）のうち、結晶系の太陽電池セルによって約１５％、非結晶系のものでは約１０％が電気エネルギーに変換される。
【０００４】
太陽光発電装置では、このような発電特性を持った太陽電池セルが多数直列・並列に接続されて平面上に並べられ、負荷に応じた枚数の太陽電池セルによって所望の電力を得ている。このとき、太陽電池セルは、太陽光を有効的に受光することを目的として、受光面を南方向に向けて一定の仰角（例えば３０°）を持って設置される。なお、太陽電池セルの出力は、電子の移動量、すなわち光の強さに比例するので、太陽光の日射強度が大きくなるほど大きくなる。通常、先に述べた約１ｋｗ／ｍ２  の光が照射された時の出力が太陽電池セルの定格出力となり、この値をベースとして目的とする発電電力を持つシステムが組み立てられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の太陽光発電装置では、太陽電池セルの受光面積がそのまま発電出力に比例する。そのため、大きな出力を得るには、その出力に応じた多数の太陽電池セルを組み合わせて、大面積の受光面を有する発電体（発電モジュール）を構成する必要がある。現在、発電効率を向上させる試みがなされているものの、電力への変換効率は１２％程度であり、実用的なコストに見合う高い発電効率を有するものは実現されていない。そのため、大出力仕様の発電システムを構成しようとすると、発電モジュールが大きくなり、システム価格の大幅な上昇を招いてしまう。さらに、従来より、太陽光を集光して太陽電池セルに照射させることにより、発電モジュールの面積を低減する試みが行われているが、太陽を追尾する装置が必要となるなど、システムが複雑化しやすく低コスト化が図りにくいという問題が有った。
【０００６】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、所定の出力を得るために必要な発電体の受光面の面積を低減し、装置全体の設備コストの低減化を図ることができる太陽光発電装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、太陽光を受光面に受けて発電する発電体と、太陽光を反射面で反射させる反射体とを備える太陽光発電装置において、前記発電体の受光面は、南に向けて配置されかつ前記反射体の反射面に対して立てて配置され、前記反射体の反射面は、前記発電体の受光面に向かって所定の傾斜角で下向きに傾斜しかつ、その長さが前記傾斜角と前記発電体の受光面の高さとを変数として定められ、各々が前記発電体と前記反射体とを含む複数のモジュールが、東西方向に互いに隣接して並べて配置され、前記複数のモジュールの各々の前記発電体において、太陽光を受けて発電する複数の太陽電池セルが略同一高さで水平方向に並べられかつ、それらを互いに直列に接続したセル群が高さ方向に隣接して複数配置され、略同一高さの前記セル群同士が前記複数のモジュールにわたり互いに接続されかつ、その配置高さごとに前記セル群に対してインバータが設置されている技術が採用される。
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の太陽光発電装置において、前記発電体の受光面及び前記反射体の反射面のうち少なくとも一方に入射する長波長領域光を吸収しかつ他の波長領域の光を透過させる透過板を備える技術が採用される。
また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の太陽光発電装置において、太陽光を透過させる透過板が前記反射面を覆うように配置され、前記受光面と前記反射面と前記透過板とに囲まれる空間が形成され、該空間には、液体が貯溜される技術が採用される。
また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の太陽光発電装置において、前記空間に貯留される液体には、長波長領域光を吸収する物質が混入されている技術が採用される。
また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載の太陽光発電装置において、前記長波長領域光を吸収する物質は、二酸化炭素である技術が採用される。
【０００８】
この太陽光発電装置では、反射体の反射面が発電体の受光面に向かって下向きに傾斜しているので、反射体の反射面で反射した反射光を効果的に発電体の受光面に入射させることが可能となる。そのため、太陽光からの直接光と反射光とをともに発電体の受光面に入射させて、発電体の受光面を拡大することなく、発電体の発電電力を増加させることができる。また、反射面の長さは、傾斜角と発電体の受光面の高さとを変数として定められることから、反射体の大きさが発電体の受光面に対して有効な範囲に限定される。したがって、所定の出力を得るために必要な発電体の受光面の面積を低減するとともに、反射体による設備コストの上昇を抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る太陽光発電装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る太陽光発電装置の第１の実施形態を示す構成図であり、（ａ）は外観図、（ｂ）は側面図である。また、符号１０は太陽光を受光面１０ａに受けて発電する発電体（発電モジュール）、１１は反射面１１ａで太陽光を発電モジュール１０の受光面１０ａに向けて反射させる反射体である。なお、図１（ｂ）中には、種々の入射角で反射体に入射する太陽光の反射状況を線種を変えて示している。
【００１０】
発電体１０の受光面１０ａは、一定の仰角を持って臨みかつ反射体１１の反射面１１ａに対して立てて配置されている。ここでは、発電体１０の受光面１０ａに向かって反射体１１の反射面１１ａが水平面に対して所定の傾斜角αで下向きに傾斜して配置されており、その反射面１１ａの傾斜した下側の端部において反射面１１ａに対して略垂直に発電体１０の受光面１０ａが配置されている。これにより、発電体１０の受光面１０ａには、太陽光からの直接光と反射体１１の反射面１１ａで反射した太陽光の反射光とがともに入射するようになっている。
【００１１】
また、図２に示すように、受光面１０ａに至るまでの傾斜方向の反射面１１ａの長さＬは、反射面１１ａの傾斜角αと発電体１０の受光面１０ａの高さＨとを変数とする次式（１）に基づいて定められている。
Ｌ＝Ｈ／ｔａｎ（β−α）    …（１）
ここで、βは水平面を基準とした太陽光の入射角である。また、受光面１０ａの高さＨは、反射面１１ａに対して垂直な方向における、反射面１１ａから受光面１０ａの上端までの距離である。
【００１２】
ここで、式（１）は、反射面１１ａで反射した反射光が受光面１０ａに対して有効となる反射面１１ａの最小長さＬを規定するものである。ここで、式（１）に基づいて、種々の太陽光の入射角βごとに、反射面１１ａの長さＬを算出した結果について、反射面１１ａの傾斜角αが０°、２０°、及び３０°のそれぞれに分けて、表１、表２、及び表３に示す。なお、これらの表において、符号θは反射面１１ａに対する太陽光の相対的な入射角（相対入射角θ、θ＝β−α）である。
【００１３】
【表１】
0003558968.tif 000002
【００１４】
【表２】
0003558968.tif 000003
【００１５】
【表３】
0003558968.tif 000004
【００１６】
表１から、反射面１１ａの傾斜角αが０°のとき、太陽光の入射角θが６０°以上になると、式（１）に基づいて算出される反射面１１ａの有効長さＬが、受光面１０ａの高さＨに対して６０％以下となる。この場合、太陽の高度が高くなると、反射体１１の反射面１１ａで反射した反射光を発電体１０の受光面１０ａに入射させる効果が低下すると考えられる。そこで、反射面１１ａに傾斜角αを持たせ（例えばα＝２０°、３０°など）、反射面１１ａに入射する太陽光の入射角を相対的に小さくすることにより、受光面１０ａに対して有効な反射面１１ａの長さＬを十分に確保することが可能となる。これにより、太陽からの直接光に加え、反射面１１ａで反射した反射光が効果的に発電体１０の受光面１０ａに入射するようになる。
【００１７】
すなわち、上記構成の太陽光発電装置によれば、反射体１１の反射面１１ａを、水平面に対して所定の傾斜角αで傾斜して配置することにより、太陽光からの直接光と反射面１１ａからの反射光とをともに発電体１０の受光面１０ａに効果的に入射させ、受光面１０ａが受光する太陽光のエネルギー量を増加させることができる。これにより、太陽光からの直接光のみを用いて発電する従来の装置に比べて発電電力が増加する。つまり、反射体１１からの反射光を利用することにより、発電体１０の受光面１０ａの面積を増した場合と同様の出力増加を得ることが可能となる。
【００１８】
また、この太陽光発電装置では、反射面１１ａの長さＬが反射面１１ａの傾斜角αと受光面１０ａの高さＨとを変数とする式（１）に基づいて定められており、この式（１）は反射面１１ａで反射した反射光が受光面１０ａに対して有効となる反射面１１ａの最小長さＬを規定するものである。そのため、反射体１１の大きさが受光面１０ａに対して有効な範囲に限定される。したがって、反射体１１を設けることによる設置コストの増加が抑制される。なお、表２及び表３から分かるように、反射面１１ａの長さＬは受光面１０ａの高さＨの２〜６倍に規定される。また、後述する実施例で説明するように、北緯３５°地点においては、例えば、反射面１１ａの傾斜角αは２０°あるいは３０°程度とするのが好ましい。
【００１９】
ここで、図３は、一の発電体１０と一の反射体１１とからなる上記構成のモジュールを複数並べた様子を示している。ここでは、各モジュールは、発電体１０の受光面１０ａが東西方向に平行になるように、受光面１０ａを南に向けて配置され、東西方向に互いに隣接して配置される。このように複数を配置することにより、この太陽光発電装置では、南中時にモジュール正面から入射する光のみならず、例えば午前・午後の時間帯で太陽が所定の方位角を有する場合にも、隣接する他のモジュールの反射体１１で反射した太陽光を受光面１０ａで受光することが可能となる。そのため、太陽光の集光効率を高めて、より多くの太陽光を受光面１０ａに供給することが可能となる。
【００２０】
また、この太陽光発電装置では、複数のモジュールを並べて使用することにより、太陽光の入射角βまたは方位角が変わっても太陽光を反射体１１で反射させて発電体１０の受光面１０ａで受光することができる。そのため、太陽を追尾するための装置を設ける必要がない。
【００２１】
ところで、例えば反射面１１ａの傾斜角αが３０°のとき、太陽光の入射角βが３０°未満になると、図４に示すように、反射体１１の一部が太陽光を遮るようになり、発電体１０の受光面１０ａに影になる部分が生じることになる。通常、発電体１０は、各々が太陽光を受けて発電する複数の太陽電池セルＧＳを有しており、これらが互いに接続されて平面上に並べられている。そのため、発電体１０の受光面１０ａの一部が影になると、その部分が抵抗となって、発電電力の一部が流れにくくなり、出力が大幅に低下する恐れがある。そこで、複数の太陽電池セルＧＳによって発電体１０を構成するにあたっては、配置高さが略同一のもの同士を互いに直列に接続するのが好ましい。
【００２２】
すなわち、図５に示すように、複数の太陽電池セルＧＳを同一高さで水平方向に並べ、それらを互いに直列に接続したセル群ＳＮ（ＳＮ１〜ＳＮ４）を高さ方向に隣接して複数配置することにより、セル群ＳＮの配置高さごとに発電電力を分けて出力することが可能となる。この構成により、発電体１０の受光面１０ａが各配置高さごとに独立して電力を出力するので、太陽光の入射角が低く、反射体１１の一部が太陽光を遮って、受光面１０ａに影になる部分が生じても、影になっていない他の高さでは良好に電力が流れる。これにより、反射面１１ａを傾斜させたことによる前述した利点を十分に生かすことが可能となるとともに、一日を通して長く発電できるようになる。なお、こうした構成モジュールを複数並べる際には、図６に示すように、同じ高さのセル群同士を接続することで、同様の効果を得ることが可能である。なお、この図６において、符号１５は配置高さが異なるセル群ごとに複数設置されたインバータである。
【００２３】
次に、図７に、本発明に係る太陽光発電装置の第２の実施形態を示す。
本実施形態の太陽光発電装置では、発電体２０の受光面２０ａ及び反射体２１の反射面２１ａのうち少なくとも一方に入射する長波長領域光（太陽電池セルＧＳの温度上昇を招くような波長光、例えば１．１μｍを越える波長の光）を吸収しかつ他の波長領域の光を透過させる透過板２２が設置されている。ここでは、透過版２２として、赤外線を吸収する赤外線吸収板が用いられている。なお、図７（ａ）は、略三角形状の断面の空間を形成するように透過板２２を配置した例、図７（ｂ）は、透過板２２を発電体２０の受光面２０ａを覆うように重ねて配置した例を示している。
【００２４】
一般に、発電体２０の温度が上昇すると、発電効率の低下を招きやすい。そのため、本実施形態のように、透過板２２によって長波長領域の光を吸収させることにより、発電体２０の温度上昇を抑制して、発電効率の低下を抑制することができる。また、透過板２２を通過した短波長側の太陽光は、受光面２０ａに入射して発電に有効に利用される。したがって、この太陽光発電装置では、透過板２２によって太陽光に含まれる赤外線を吸収することにより、発電体２０の温度上昇を抑制して、長期に渡り安定して所望の発電状態を持続させることが可能となる。
【００２５】
図８に、本発明に係る太陽光発電装置の第３の実施形態を示す。
本実施形態の太陽光発電装置では、第１の実施形態と同様に受光面３０ａ及び反射面３１ａが配置されるとともに、反射面３１ａを覆うように太陽光を透過させる透過板３２が配置されている。この透過板３２は、前述した長波長領域光を吸収する部材でもよいし、光透過度が高い通常の透過部材を用いてもよい。また、この太陽光発電装置では、受光面３０ａと反射面３１ａと透過板３２とに囲まれる空間として、略三角形状の断面形状を有する密閉された空間３３が形成され、その空間３３には液体が封入されている。
【００２６】
空間３３内に液体が貯留されることにより、この太陽光発電装置では、太陽光の屈折率が高まり、透過板３２の内側で全反射が生じやすくなる。そのため、反射面３１ａで反射した光が透過板３２から外に逃げにくく、透過板３２で反射するようになる。これにより、透過板３２を通過して液体中に一度入射した太陽光は、反射板３１ａと透過板３２との間で反射を繰り返しながら受光面３０ａに導かれる。したがって、太陽光をさらに効果的に集光して発電効率を向上させることが可能となる。
【００２７】
なお、空間３２に貯留される液体に、長波長領域光を吸収する物質を混入しておくとよい。長波長領域光を吸収する物質としては、例えば赤外線吸収剤である二酸化炭素を用い、液体中に溶解しておく。これにより、太陽光が液中を進行する際に、受光面３０ａの温度上昇の原因になって発電効率の低下を招きやすい太陽光に含まれる赤外線が除去される。
【００２８】
図９に、本発明に係る太陽光発電装置の第４の実施形態を示す。
本実施形態の太陽光発電装置は、第３の実施形態と同様に、受光面４０ａ、反射面４１ａ、及び透過板４２を備え、それらに囲まれる空間４３に液体が貯留されている。また、第３の実施形態と異なり、透過板４２が水平面に対して傾斜して配置されている。すなわち、この太陽光発電装置では、反射面４１ａを覆うように配設される透過板４２が反射面４１ａとは逆向きに傾斜しているために、反射面４１ａで反射した太陽光の反射光が、より受光面４０ａに向かって進行しやすくなる。したがって、受光面４０ａへの太陽光の集光の効率化をさらに図ることが可能となる。
【００２９】
なお、上述した各実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、太陽電池セルとしては、結晶系シリコンセル、非結晶系シリコン、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳなど、これらいずれの場合にも本発明を適用することが可能である。さらに、銅、インジウム、およびセレンのうち１つを主成分に用いたセルを用いても良い。なお、本発明は、赤外線の照射による温度上昇によって特性が低下するような種類のセルに対して特に有利である。
【００３０】
次に、本発明の実施例について説明する。
ここでは、大きさが１２ｃｍ×１２ｃｍのシリコン多結晶系の太陽電池セル６枚を用いて発電体を構成し、図１に示したような太陽光発電装置（モジュール）を組み立てた。発電体の受光面の大きさは、幅４０ｃｍ、高さ３０ｃｍとした。また、反射体には反射率９５％の鏡を用い、前記関係式（１）に基づいて、反射面の大きさを幅５０ｃｍ、長さ１８００ｃｍとした。このような太陽光発電装置を反射面の傾斜角を２０゜として設置するとともに、太陽光シミュレータによって、光強度１０００Ｗ／ｍ２  の太陽光を装置正面から種々の入射角で照射し、そのときの発電特性を実験により求めた。その結果を表４に示す。なお、太陽光の入射角は、水平面基準である。
【００３１】
【表４】
0003558968.tif 000005
【００３２】
この表４から明らかなように、発電体への入射光は、直進光のみならず、反射体で反射した反射光が加わるために、直進光だけの場合のほぼ倍のエネルギー量を得られることが分かる。ここで、上記装置の特性と比較するため、従来装置のモデルとして、発電体だけを仰角３０°で設置するとともに、太陽光シミュレータによって入射角を変化させながら太陽光を照射し、そのときの発電特性を求めた。その結果を表５に示す。
【００３３】
【表５】
0003558968.tif 000006
【００３４】
この表５から明らかなように、発電体への入射光は、直進光のみであり、そのエネルギー量の約１０％が電力に変換され、いずれの入射角に対しても約１０Ｗ程度の電力が得られることが分かる。また、表４及び表５に示した発電特性を比較することにより、反射体の設置によって発電出力が向上していることが分かる。すなわち、図１に示したような本発明に係る構成とすることにより、単位面積あたりの発電電力の向上を図ることができる。
【００３５】
次に、上述した実験結果より、従来装置及び本願発明に係る装置について、所定の出力を得るために必要な設備コストについて検討した。
まず、表６に上記実験に使用した本願発明に係る装置及び従来装置の比較条件を示す。
【００３６】
【表６】
0003558968.tif 000007
【００３７】
この比較条件から得られた試算結果を表７に示す。
【００３８】
【表７】
0003558968.tif 000008
【００３９】
さらに、表７から得られた結果に基づいて出力１ｋＷあたりの設備概要を試算した。その結果を表８に示す。
【００４０】
【表８】
0003558968.tif 000009
【００４１】
この表８から次のことが分かる。すなわち、本願発明に係る太陽光発電装置では、単位面積あたりの発電電力が増加することにより、所定の出力を得るために必要な受光面の面積（発電部の正味面積）が従来に比べて約１／２となる。太陽発電装置を用いたシステムでは、その設備コストの大部分を高価な太陽電池セルのコストが占めることから、受光面の必要面積を小さくすることができれば、設備コストの大幅な低減化を図ることが可能である。なお、従来に比べて設備の設置面積が１．６倍となることから、設置場所の自由度が大きい条件において、より有利である。
【００４２】
次に、反射面の傾斜角αを１０°〜３０°の間で変化させたときの発電特性を表９に示す。
【００４３】
【表９】
0003558968.tif 000010
【００４４】
この表９から明らかなように、太陽光の入射角が変化する（３０°→８０°）と、各傾斜角（１０°，２０°，３０°）における発電電力がそれぞれ変化し、入射角が小さいときは浅い傾斜角ほど発電電力が大きく、逆に入射角が大きいときは深い傾斜角ほど発電電力が大きくなることが分かる。つまり、反射体の傾斜角は、装置が設置される地点の太陽高度を考慮して定めるのが好ましい。
【００４５】
ここで、図１０に、北緯３５°地点における年間の太陽の方位及び高度を示す。この図１０から明らかなように、北緯３５地点における南中時の太陽位置は３０〜８０゜の範囲内である。また、年間を通してみると、太陽高度が７０゜以上になる時期は、５月と６月の２ヶ月のみで、しかも、時間帯としては１１：００〜１３：００の２時間に限られる。また、この２ヶ月においても、先の時間帯以外での太陽高度は低く、さらに、この２ヶ月以外の季節と時間帯においては太陽高度は７０゜以下になる。このように太陽高度が年間を通して比較的小さい地域においては、反射体の傾斜角としては、表９より、２０〜３０゜程度が好ましいと考えられる。
【００４６】
次に、反射体の上部に赤外線吸収板（長波長領域波長を吸収する透過板）を配置したケースについて検討した。
装置は前述した実施例と同様のものとし、これに赤外線吸収板を反射面を覆うように取りつけた。赤外線吸収板は、いわゆる熱線反射ガラスであり、ここでは、ソーラーコントロールガラスを使用した。このガラスの使用によって、赤外線の透過量が削減され、発電体の温度上昇を約１０゜減少させることができた。使用した発電体はシリコン多結晶系の太陽電池セルからなり、温度上昇は発電効率の低下をもたらすことが分かっている。発電効率は通常２５℃基準で表示され、赤外線吸収板を用いなかった場合、約１２％であったものが、使用中に温度が６０℃にも達すると４％程度低下した。これに対して、赤外線吸収板を用いた場合では、モジュールの温度上昇が充分に抑制された結果、１１％程度の発電効率を得ることができた。
【００４７】
続いて、発電体と反射体とに囲まれる空間内に赤外線吸収剤を含んだ液体を貯留したケースについて検討した。
ここでは、発電体の受光面に重ねて配置した光透過性隔壁、反射体、及び光透過性の透過板により、気密性の高い容器を構成し、その内部に赤外線吸収剤を含んだ水溶液を封じ込めた。赤外線吸収剤としては、ここでは二酸化炭素を選定し、水溶液中に二酸化炭素を飽和させた。これによって、赤外線の透過量が削減され、赤外線吸収板を適用した前記実施例と同様、１１％程度の発電効果を得ることができた。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る太陽光発電装置によれば、以下の効果を得ることができる。
請求項１に係る太陽光発電装置では、太陽光からの直接光と反射体で反射した反射光とを効果的に発電体の受光面に入射させることにより、発電体の受光面を拡大した場合と同様の出力増加を得ることができる。また、反射面の傾斜角と発電体の受光面の高さとを変数として反射面の長さを定めることにより、反射体の大きさが受光面に対して有効な範囲に限定され、反射体による設備コストの増加を抑制することができる。したがって、所定の出力を得るために必要な発電体の受光面の面積を低減し、装置全体の設備コストの低減化を容易に図ることができる。
【００４９】
また、請求項２に係る太陽光発電装置では、発電体を構成する複数の太陽電池セルのうち、配置高さが略同一のもの同士を互いに直列に接続することにより、その高さごとに発電電力を分けて出力することが可能となる。そのため、太陽光の入射角が低く、反射体の一部が太陽光を遮って、受光面に影になる部分が生じるような場合にも、影になっていない他の高さの太陽電池セルから良好に出力を得ることができる。
【００５０】
また、請求項３に係る太陽光発電装置では、長波長領域光を吸収しかつ他の波長領域の光を透過させる透過板を備えることにより、発電体の受光面の温度上昇を抑制して、発電効率の低下を防ぎ、長期に渡り安定して所望の発電状態を持続させることができる。
【００５１】
また、請求項４に係る太陽光発電装置では、反射面を覆うように透過板を配置し、受光面と反射面と透過板とによって囲まれる空間に液体を封入することにより、透過板の内側で全反射を生じやすくさせ、反射板と透過板との間で繰り返し反射させて、太陽光をさらに効果的に集光して発電効率を向上させることができる。
【００５２】
また、請求項５及び請求項６に係る太陽光発電装置では、空間に貯留される液体に長波長領域光を吸収する物質を混入することにより、請求項３と同様に、発電体の受光面の温度上昇を抑制して、発電効率の低下を防ぎ、長期に渡り安定して所望の発電状態を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽光発電装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】図１の太陽光発電装置における反射面の長さを規定する式を説明するためのモデル図である。
【図３】図１の構成からなる複数のモジュールを並べた様子を示す図である。
【図４】太陽光が低入射角時の様子を示す側面図である。
【図５】太陽電池セルが水平方向に接続された様子を示す図である。
【図６】図５の構成からなる複数のモジュールを接続した様子を示す図である。
【図７】本発明に係る太陽光発電装置の第２の実施形態を示しており、（ａ）は透過板を反射面を覆うように配置した例、（ｂ）は透過板を受光面を覆うように重ねて配置した例を示す図である。
【図８】本発明に係る太陽光発電装置の第３の実施形態を示す図である。
【図９】本発明に係る太陽光発電装置の第４の実施形態を示す図である。
【図１０】年間の時刻別太陽高度と方位角度を示すグラフ図である。
【符号の説明】
Ｌ  反射面の長さ
α  反射面の傾斜角
β  太陽光の入射角
θ  相対入射角
Ｈ  受光面の高さ
ＧＳ  太陽電池セル
１０，２０，３０，４０  発電体
１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ａ  受光面
１１，２１，３１，４１  反射体
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ  反射面
２２，３２，４２  透過板
３３，４３  空間
【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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