(57)【要約】【課題】太陽光発電において発電量の低下を抑制した太陽光発電管理システムを提供する。【解決手段】太陽光発電管理システムは、太陽光発電を行うための複数の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールのそれぞれに設置され、前記太陽電池モジュールの発電量の情報を取得するセンサと、前記太陽電池モジュールのそれぞれを照射可能に設置された照明と、前記センサ及び前記照明の動作を制御するサーバと、を有し、前記サーバは、前記センサから取得した情報を基に発電量の低下した前記太陽電池モジュールを特定し、当該特定された前記太陽電池モジュールに対して光が照射されるように前記照明に対して点灯の命令を送信する、ことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電を行うための複数の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールのそれぞれに設置され、前記太陽電池モジュールの発電量の情報を取得するセンサと、
前記太陽電池モジュールのそれぞれを照射可能に設置された照明と、
前記センサ及び前記照明の動作を制御するサーバと、を有し、
前記サーバは、前記センサから取得した情報を基に発電量の低下した前記太陽電池モジュールを特定し、当該特定された前記太陽電池モジュールに対して光が照射されるように前記照明に対して点灯の命令を送信する、
ことを特徴とする太陽光発電管理システム。
【請求項２】
前記照明の光を前記太陽電池モジュールに向けて反射させる反射板を備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電管理システム。
【請求項３】
前記サーバは、当該特定された前記太陽電池モジュールに対して光が照射されるように前記照明の向きを変更する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光発電管理システム。
【請求項４】
前記照明は、前記太陽電池モジュールに近い位置から光を照射して、前記太陽電池モジュールから反射した光によって防犯を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の太陽光発電管理システム。
【請求項５】
太陽光発電を行うための複数の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールのそれぞれに設置され、前記太陽電池モジュールの情報を取得してその発電量が最大になるように電流又は電圧を調整するセンサと、
前記太陽電池モジュールに太陽光が反射されるように配置された反射板と、
前記センサの動作を制御するサーバと、を有し、
前記サーバは、前記センサから取得した情報を基に発電量の低下した前記太陽電池モジュールを特定し、当該特定された前記太陽電池モジュールに対して太陽光が反射されるように前記反射板の状態を変更させるための命令を送信する、
ことを特徴とする太陽光発電管理システム。
【請求項６】
前記反射板は、傾斜させた前記太陽電池モジュールの上端に設置される、
ことを特徴とする請求項５に記載の太陽光発電管理システム。
【請求項７】
前記反射板は、湾曲させた反射材を複数並置したものである、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の太陽光発電管理システム。
【請求項８】
前記反射板は、太陽光を受ける面に複数の凹凸を縦横に配列させる、
ことを特徴とする請求項５乃至７の何れか一に記載の太陽光発電管理システム。
【請求項９】
前記反射板は、太陽光を受ける面がハニカム構造である、
ことを特徴とする請求項５乃至８の何れか一に記載の太陽光発電管理システム。
【請求項１０】
前記反射板は、太陽光を受ける面をすりガラス状にして受けた光を乱反射させる、
ことを特徴とする請求項５乃至９の何れか一に記載の太陽光発電管理システム。
【請求項１１】
前記反射板は、傾斜させた前記太陽電池モジュールの下端に樋を介して設置される、
ことを特徴とする請求項５乃至１０の何れか一に記載の太陽光発電管理システム。
【請求項１２】
前記反射板は、雨除けの付いた架台に設置される、
ことを特徴とする請求項５乃至１１の何れか一に記載の太陽光発電管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電において発電量の低下を抑制した太陽光発電管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電を行うソーラーパネルは、複数の太陽電池を縦横に配置したものである。太陽電池は、発電素子であるセルを複数直列に接続してクラスタが構成され、複数のクラスタを直列に接続したモジュール単位でパネルが構成される。そして、複数のモジュールが直列に配置されたストリングが架台に設置される。さらに、複数のストリングが並列に設置されたアレイが接続箱に繋げられる。接続箱に集められた電気は、直流から交流に変換され、売電等される。
【０００３】
太陽光発電は、主に太陽の出ている日中に行われるが、木などの影が掛かったり、雲により一部が遮られたりすることもある。なお、太陽光発電においては、一のパネルの発電量が低下すると、他のパネルの電流が当該一のパネルと同じ量に抑えられてしまう。特許文献１に記載されているように、太陽光発電における各種の発電ロスを監視し異常を検出する監視方法の発明が開示されている。
【０００４】
また、ソーラーパネル自体やその送電ケーブルに使用されている銅線の転売を目的とした盗難被害も発生している。盗難を防止するために、夜間に照明を点灯させたり、監視カメラで撮影したりする等の対策を取るケースもある。特許文献２に記載されているように、ソーラーパネルを監視する防犯システムの発明も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５８５６２９４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４５５３２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に記載の技術は、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）方式により、天候などに応じて電圧と電流を調整して、電力が最大になるように制御しているが、天候などの影響自体を除外することはできない。また、防犯のために点灯させた光をさらに発電に利用できれば効率が良くなる。
【０００７】
そこで、本発明は、太陽光発電において発電量の低下を抑制した太陽光発電管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明である第１の太陽光発電管理システムは、太陽光発電を行うための複数の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールのそれぞれに設置され、前記太陽電池モジュールの発電量の情報を取得するセンサと、前記太陽電池モジュールのそれぞれを照射可能に設置された照明と、前記センサ及び前記照明の動作を制御するサーバと、を有し、前記サーバは、前記センサから取得した情報を基に発電量の低下した前記太陽電池モジュールを特定し、当該特定された前記太陽電池モジュールに対して光が照射されるように前記照明に対して点灯の命令を送信する、ことを特徴とする。
【０００９】
前記第１の太陽光発電管理システムにおいて、前記照明の光を前記太陽電池モジュールに向けて反射させる反射板を備えた、ことを特徴とする。
【００１０】
前記第１の太陽光発電管理システムにおいて、前記サーバは、当該特定された前記太陽電池モジュールに対して光が照射されるように前記照明の向きを変更する、ことを特徴とする。
【００１１】
前記第１の太陽光発電管理システムにおいて、前記照明は、前記太陽電池モジュールに近い位置から光を照射して、前記太陽電池モジュールから反射した光によって防犯を行う、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明である第２の太陽光発電管理システムは、太陽光発電を行うための複数の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールのそれぞれに設置され、前記太陽電池モジュールの情報を取得してその発電量が最大になるように電流又は電圧を調整するセンサと、前記太陽電池モジュールに太陽光が反射されるように配置された反射板と、前記センサの動作を制御するサーバと、を有し、前記サーバは、前記センサから取得した情報を基に発電量の低下した前記太陽電池モジュールを特定し、当該特定された前記太陽電池モジュールに対して太陽光が反射されるように前記反射板の状態を変更させるための命令を送信する、ことを特徴とする。
【００１３】
前記第２の太陽光発電管理システムにおいて、前記反射板は、傾斜させた前記太陽電池モジュールの上端に設置される、ことを特徴とする。
【００１４】
前記第２の太陽光発電管理システムにおいて、前記反射板は、湾曲させた反射材を複数並置したものである、ことを特徴とする。
【００１５】
前記第２の太陽光発電管理システムにおいて、前記反射板は、太陽光を受ける面に複数の凹凸を縦横に配列させる、ことを特徴とする。
【００１６】
前記第２の太陽光発電管理システムにおいて、前記反射板は、太陽光を受ける面がハニカム構造である、ことを特徴とする。
【００１７】
前記第２の太陽光発電管理システムにおいて、前記反射板は、太陽光を受ける面をすりガラス状にして受けた光を乱反射させる、ことを特徴とする。
【００１８】
前記第２の太陽光発電管理システムにおいて、前記反射板は、傾斜させた前記太陽電池モジュールの下端に樋を介して設置される、ことを特徴とする。
【００１９】
前記第２の太陽光発電管理システムにおいて、前記反射板は、雨除けの付いた架台に設置される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、天候や障害物などの影響によって一のパネルの発電量が低下しても、他のパネルの発電量が低下するのを軽減することができる。当該一のパネルの発電量が低下した原因を取り除くので、当該一のパネルをバイパスさせる必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明である第１の太陽光発電管理システムを導入した設備の概観を示す図である。
【図２】本発明である第１の太陽光発電管理システムの全体的な装置構成を示す図である。
【図３】本発明である第１の太陽光発電管理システムの太陽電池モジュールごとの構成を示す図である。
【図４】本発明である第１の太陽光発電管理システムの発電量を維持する電圧調整手段について説明する図である。
【図５】本発明である第１の太陽光発電管理システムの発電量の低下を抑制する処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明である第１の太陽光発電管理システムの照明の点灯を制御する処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明である第１の太陽光発電管理システムに反射板を含めた設備の概観を示す図である。
【図８】本発明である第１の太陽光発電管理システムの照明の角度を変えた設備の概観を示す図である。
【図９】本発明である第２の太陽光発電管理システムの仕組みを説明する図である。
【図１０】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板の設置位置を説明する斜視図である。
【図１１】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板を湾曲させた場合を示す斜視図である。
【図１２】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板の表面形状を示す斜視図である。
【図１３】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板の表面に凹凸を付けた場合を示す斜視図である。
【図１４】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板を樋に取り付けた場合を示す斜視図である。
【図１５】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板に形成する凹凸の例を示す斜視図である。
【図１６】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板に形成する凹凸の形状を説明する斜視図である。
【図１７】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板を併用したときの発電量の例を示す図である。
【図１８】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板を屋根に設置した例を示す斜視図である。
【図１９】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板を屋根に設置するときの架台を示す斜視図である。
【図２０】本発明である第２の太陽光発電管理システムの反射板を屋根に設置するときの雨除けを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【実施例１】
【００２３】
まず、本発明である第１の太陽光発電管理システムについて説明する。図１は、第１の太陽光発電管理システムを導入した設備の概観を示す図である。図２は、第１の太陽光発電管理システムの全体的な装置構成を示す図である。図３は、第１の太陽光発電管理システムの太陽電池モジュールごとの構成を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、太陽光発電管理システム１００は、太陽光発電を行う施設の敷地内に複数配置された太陽電池モジュール２００と、太陽電池モジュール２００のそれぞれを照射可能に設置された照明５００と、を有する。なお、複数の太陽電池モジュール２００を直列に接続した太陽電池ストリング２１０、さらに複数の太陽電池ストリング２１０を並列に接続した太陽電池アレイ２２０としても良い。
【００２５】
照明５００は、ＬＥＤ等の発光手段であり、太陽電池モジュール２００等の盗難被害を防止するために設置した防犯灯を利用しても良い。通常、防犯灯は高い位置から広い範囲を照射するが、本実施例における照明５００は、範囲が狭くなっても低い位置から照射して光を強くする。なお、全ての太陽電池モジュール２００に光が当たるように、照明５００を複数設置しても良いし、照明５００の向きを可変にしても良い。また、この場合、太陽電池モジュール２００に近い位置から光が照射されるので、太陽電池モジュール２００から反射した光を利用して防犯灯として機能させれば良い。
【００２６】
図２に示すように、太陽電池アレイ２２０において、各太陽電池モジュール２００で発電した電気は、太陽電池ストリング２１０ごとに送られて接続箱４００に集められる。接続箱４００に収集された電気は直流であるため、インバータの一種であるパワーコンディショナ４１０で交流に変換され、分電盤から売電等するための電力計４２０を介して送電網に送られる。なお、接続箱４００からチャージコントローラを介してバッテリ５１０等の二次電池に蓄電し、照明５００の電源としても良い。
【００２７】
また、複数の太陽電池モジュール２００には、それぞれセンサ３００が設置され、太陽電池モジュール２００の発電量や異常の有無などの各種情報を取得する。なお、センサ３００は、太陽電池モジュール２００の電圧を調整したり（例えば、最大電力点追従方式など）、取得した各種情報を送受信したりするオプティマイザを備える。
【００２８】
オプティマイザは、太陽電池モジュール２００の発電量が最大となるように自動的に電圧を調整したり（直流の電圧を変換するＤＣ−ＤＣコンバータなど）、火災が発生したときに太陽電池モジュール２００が発電しないように自動シャットダウンしたりする。太陽電池モジュール２００ごとにオプティマイザを備えることで、太陽電池モジュール２００ごとに動作制御することが可能である。
【００２９】
各センサ３００から取得された各太陽電池モジュール２００の情報は、リピータ等の送受信器６００に集められ、データ転送装置６１０を介してルータ６３０で中継される。太陽電池アレイ２２０が複数ある場合は、太陽電池アレイ２２０ごとに送受信器６００及びデータ転送装置６１０を設ける。なお、データ転送装置６１０の数が増えてルータ６３０の接続端子が不足した場合は、集線用のハブ６２０を設けても良い。ルータ６３０により通信ルートを選択した上で、光回線との間で信号を相互変換するための終端装置６４０を介して、インターネット７１０等のネットワークに接続され、ネットワーク上のサーバ７００に各太陽電池モジュール２００の情報が送られる。
【００３０】
サーバ７００には、インターネット７１０を介して、太陽光発電管理システム１００の管理者等が所持するユーザ端末７２０からアクセス可能である。サーバ７００は、ユーザ端末７２０からの要求信号に応じて、各太陽電池モジュール２００の情報を配信したり、センサ３００や照明５００等に動作命令を送信したりする。
【００３１】
ユーザ端末７２０は、太陽光発電管理システム１００の監視をするためのパーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ等の通信可能なコンピュータ機器であり、サーバ７００から太陽光発電管理システム１００に関する情報を受信し、サーバ７００に対し要求信号を出すなど指示することが可能である。
【００３２】
図３に示すように、サーバ７００は、ＣＰＵ等のプロセッサを備えたコンピュータ等の制御装置７３０であり、センサ３００に対して太陽電池モジュール２００の情報を取得する命令信号を送ったり、照明５００に対して点灯又は消灯の命令信号を送ったり、照明５００の向きを変えるためのアクチュエータ５２０に対して動作指示の命令信号を送ったりする処理を行う。取得した太陽電池モジュール２００の情報は、サーバ７００が備えるデータベース等の記憶装置７４０に記憶される。サーバ７００が行う処理は、外部からの要求信号を受けて実行しても良いし、予め設定されたコンピュータプログラムにより自動的に実行しても良い。
【００３３】
照明５００は、バッテリ５１０又はその他の電源により発光し、太陽電池モジュール２００に向けて光が照射される。なお、照明５００の光のうち太陽電池モジュール２００に当たらず漏れたものを、太陽電池モジュール２００に向けて反射させる反射板５３０を設置しても良い。
【００３４】
ここで、太陽電池モジュール２００ごとに設置されたセンサ３００が有する電圧調整機能について説明する。図４は、第１の太陽光発電管理システムの発電量を維持する電圧調整手段について説明する図である。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、直列に接続された３つのソーラーパネルの電圧がそれぞれ１０Ｖのとき、いずれも異常がなく５０Ｗの電力を発電すれば、それぞれ５Ａの電流が流れ、結果として１５０Ｗの発電量となる。
【００３６】
図４（ｂ）に示すように、直列に接続された３つのソーラーパネルの電圧がそれぞれ１０Ｖのとき、最初のソーラーパネルが１０Ｗの電力しか発電できないと１Ａの電流しか流れない。そのため、後のソーラーパネルが５０Ｗの電力を発電可能だとしても１Ａの電流しか流すことができないため１０Ｗの電力しか発電できず、結果として３０Ｗの発電量となる。
【００３７】
図４（ｃ）に示すように、オプティマイザ（電圧調整手段）がある場合、最初のソーラーパネルが１０Ｗの電力しか発電できないときは、電圧を２Ｖに調整して５Ａの電流が流れるようにする。それにより、後のソーラーパネルにも５Ａの電流が流れて５０Ｗの電力を発電するので、結果として１１０Ｗの発電量となる。
【００３８】
なお、パワーコンディショナ４１０は、所定の発電量に満たない（起動電圧範囲外）と稼働しない。例えば、５０Ｗ以上の発電量で起動する場合は、図４（ｂ）のように発電量が低下した場合はパワーコンディショナ４１０が稼働しないが、図４（ｃ）のように電圧調整により発電量が上がればパワーコンディショナ４１０が稼働する。
【００３９】
電圧調整手段により電圧を調整すると、発電量の低下したソーラーパネル以外の発電量の低下が抑制されるが、発電量の低下した原因が取り除かれた訳ではないので、全体としての発電量の低下は免れない。そのため、本実施例においては、発電量が低下した原因を特定し、それを回避することにより発電量を維持する。その上で、電圧調整手段を併用又は補助的に利用する。
【００４０】
次に、第１の太陽光発電管理システムにおいて、発電量の低下を抑制する方法について説明する。図５は、第１の太陽光発電管理システムの発電量の低下を抑制する処理の流れを示すフローチャートである。図６は、第１の太陽光発電管理システムの照明の点灯を制御する処理の流れを示すフローチャートである。
【００４１】
図５に示すように、太陽光発電管理システム１００では、サーバ７００がセンサ３００等から情報を取得し、照明５００等に動作命令を出す発電量制御処理８００を実行する。発電量制御処理８００は、発電量受信ステップＳ８１０、異常検出ステップＳ８２０、ＬＥＤ点灯指示ステップＳ８３０、発電量確認ステップＳ８４０、及び電圧調整ステップＳ８５０等を有する。なお、一部のステップを省略したり、他のステップを追加したりしても良い。
【００４２】
発電量受信ステップＳ８１０では、サーバ７００の制御装置７３０が全てのセンサ３００にそれぞれ太陽電池モジュール２００から発電量などの各種情報を取得するように命令信号を送り、各センサ３００から受信した情報を記憶装置７４０に記憶する。
【００４３】
異常検出ステップＳ８２０では、制御装置７３０が全てのセンサ３００から受信した発電量について、予め設定しておいた基準値に達しているか否か確認する。発電量が基準値に達していない異常のある太陽電池モジュール２００を検出した場合、その太陽電池モジュール２００の識別番号などを記憶装置７４０に記憶する。
【００４４】
ＬＥＤ点灯指示ステップＳ８３０では、制御装置７３０が異常のある太陽電池モジュール２００に光が照射されるように、照明５００に動作命令を出す。照明５００が複数ある場合は、全ての太陽電池モジュール２００についてどの照明５００が対応するか、またその太陽電池モジュール２００を照射するためにどの方向に動かすかなどを予め設定しておけば良い。
【００４５】
発電量確認ステップＳ８４０では、制御装置７３０が光の照射された太陽電池モジュール２００の発電量などの情報を取得するようにセンサ３００に命令信号を送り、そのセンサ３００から受信した発電量が基準値に達するようになったか確認する。
【００４６】
電圧調整ステップＳ８５０では、制御装置７３０が光の照射によっても太陽電池モジュール２００の発電量が基準値に満たない場合に、異常のある太陽電池モジュール２００によって全体の発電量が低下するのを抑制するために、太陽電池モジュール２００ごとに電圧の調整を行う。なお、太陽電池モジュール２００の故障等により発電量が維持できない場合は、バイパス回路により異常のある太陽電池モジュール２００を迂回するようにしても良い。
【００４７】
図６に示すように、太陽光発電管理システム１００では、照明５００等に動作に関して、発電量制御処理８００とは別に照射制御処理９００を実行する。照射制御処理９００は、点灯指示確認ステップＳ９１０、照射位置決定ステップＳ９２０、ＬＥＤ点灯ステップＳ９３０、時間確認ステップＳ９４０、明るさ確認ステップＳ９５０、充電量確認ステップＳ９６０、及びＬＥＤ消灯ステップＳ９７０等を有する。なお、一部のステップを省略したり、他のステップを追加したりしても良い。
【００４８】
点灯指示確認ステップＳ９１０では、発電量制御処理８００のＬＥＤ点灯指示ステップＳ８３０において、照明５００の動作命令があった場合は、制御装置７３０が点灯指示のあったことを示すフラグを立て、記憶装置７４０に記憶する等すれば良い。
【００４９】
照射位置決定ステップＳ９２０では、点灯指示があった場合に、制御装置７３０が光を照射する太陽電池モジュール２００を特定し、点灯させる照明５００と、照明５００の方向を決定する。なお、記憶装置７４０に識別番号などを記憶していた場合は、それを参照することで太陽電池モジュール２００を特定すれば良い。
【００５０】
ＬＥＤ点灯ステップＳ９３０では、制御装置７３０が照明５００に対して点灯するように動作命令を出す。なお、照明５００の方向を変更する場合は、制御装置７３０がアクチュエータ５２０に対して動作命令を出せば良い。
【００５１】
時間確認ステップＳ９４０では、点灯指示がない場合に、制御装置７３０がタイマ等で時間を確認する。夜の時間帯であれば照明５００を点灯するか否か判断し、昼の時間帯であれば照明５００を消灯すれば良い。
【００５２】
明るさ確認ステップＳ９５０では、夜の時間帯の場合に、制御装置７３０が明るさセンサ等で明るさを確認する。周囲（太陽光発電施設の敷地内）の明るさが予め設定した照度以下で暗ければ照明５００を点灯するか否か判断し、季節により明るいとき又は他の発光手段により明るいときは照明５００を消灯すれば良い。
【００５３】
充電量確認ステップＳ９６０では、周囲が暗い場合に、制御装置７３０がバッテリ５１０の充電量を確認する。充電量が予め設定した充分な量があれば照明５００を点灯させ、充電量が不足していれば照明５００を消灯すれば良い。
【００５４】
ＬＥＤ消灯ステップＳ９７０では、制御装置７３０が照明５００に対して消灯するように動作命令を出す。照明５００を点灯する条件が揃っていても、点灯する場合と点灯しない場合があり、太陽電池モジュール２００等を盗難しようとする者に対し、予測のしづらい防犯灯として照明５００を機能させることが可能となる。
【実施例２】
【００５５】
次に、第１の太陽光発電管理システムを効率良く実施するための配置について説明する。図７は、第１の太陽光発電管理システムに反射板を含めた設備の概観を示す図である。図８は、第１の太陽光発電管理システムの照明の角度を変えた設備の概観を示す図である。
【００５６】
図７に示すように、照明５００の数を増やして光量を上げても良いが、照明５００と反射板５３０を組み合わせて無駄を省いても良い。太陽電池モジュール２００に当たらず漏れた光を、反射板５３０で太陽電池モジュール２００に向けて反射させれば、効率良く太陽電池モジュール２００で発電させることが可能になる。なお、無駄を少なくして照明５００の数を減らせば、照明５００に必要な電力も節約される。
【００５７】
反射板５３０は、例えば、鏡面状にした金属板などを凹状に湾曲させたものを複数並べて配置すれば良い。また、光の当たる面をのこぎり状のフレネルレンズにして集光効率を上げても良い。なお、照明５００と同様に、反射板５３０の向きを可変にしても良い。
【００５８】
照明５００と反射板５３０は、照明５００の光の漏れが少なくなるように配置すれば良い。例えば、照明５００と反射板５３０を対向するように配置したり、交互に配置したりしても良い。また、照明５００を上方に配置して周りを反射板５３０で囲むようにしても良い。
【００５９】
図８に示すように、照明５００の光が太陽電池モジュール２００に垂直に照射されるように照明５００を配置しても良い。照明５００と太陽電池モジュール２００の距離が近いほど光が強く当たり、効率は良くなる。照明５００の光は、太陽電池モジュール２００に対して照射されているが、太陽電池モジュール２００から反射した光により周囲が照らされるので、防犯灯として機能させることが可能である。
【００６０】
このように、天候や障害物などの影響によって一のパネルの発電量が低下しても、他のパネルの発電量が低下するのを軽減することができる。防犯用の照明を利用して当該一のパネルの発電量が低下した原因を取り除くので、当該一のパネルをバイパスさせる必要もなくなる。
【００６１】
所定の発電量に満たないとパワーコンディショナを動作させることができないが、パワーコンディショナで変換するのに必要な電力を維持することができる。パネルごとにセンサを設置しているので、火災等が発生しても各パネルで発電を制御することができる。
【実施例３】
【００６２】
まず、本発明である第２の太陽光発電管理システムについて説明する。第２の太陽光発電管理システムは、反射板を利用してセンサが太陽電池モジュールの発電量を向上させるのをサポートする。図９は、第２の太陽光発電管理システムの仕組みを説明する図である。なお、図９（ｃ）は、図４（ｃ）に示す電圧を調整した状態であり、図９（ｄ）は、反射板により発電量が向上した場合を示す。
【００６３】
太陽光発電管理システム１００ａは、太陽光発電を行うための複数の太陽電池モジュール２００、太陽電池モジュール２００のそれぞれに設置され太陽電池モジュール２００の情報を取得すると共に、その発電量が最大になるように電流又は電圧を調整する手段を備えたセンサ３００、太陽電池モジュール２００に太陽光が反射されるように配置された反射板５３０ａ、及びセンサ３００の動作を制御するサーバ７００等を有する。
【００６４】
なお、サーバ７００は、センサ３００から取得した情報を基に発電量の低下した太陽電池モジュール２００を特定し、当該特定された太陽電池モジュール２００に対して太陽光が反射されるように反射板５３０ａの状態を変更させるための命令を送信する。なお、反射板５３０ａの状態は、向きや表面構造であり、サーバ７００の命令により反射板５３０ａの駆動機構を動作させて状態を変更させても良いし、サーバ７００の命令に基づき画面表示又は音声出力したものを作業者が確認して手作業で状態を変更しても良い。
【００６５】
図９（ｃ）に示すように、ソーラーパネルに影が掛かるなどして一の太陽電池モジュール２００が１０Ｗの電力しか発電できないときは、それに設置されたセンサ３００のオプティマイザがその太陽電池モジュール２００の電圧を２Ｖに調整して５Ａの電流が流れるようにしている。
【００６６】
図９（ｄ）に示すように、反射板５３０ａで太陽光をソーラーパネルに向けて反射させることにより受光量を補い、３０Ｗの電力を発電できるようになった場合、オプティマイザが太陽電池モジュール２００の電圧を６Ｖに調整する。電圧調整手段を備えたソーラーパネルに、抑制された受光量を補うための反射板５３０ａを組み合わせることで、それぞれの太陽電池モジュール２００の発電量を向上させる。
【００６７】
サーバ７００は、センサ３００を介して太陽電池モジュール２００の状態を監視し、発電量の低下を検知したら、モニタ等に表示することにより、太陽電池モジュール２００や反射板５３０ａの故障などが把握される。
【００６８】
次に、第２の太陽光発電管理システムの反射板について説明する。図１０は、反射板の設置位置を説明する斜視図である。図１１は、反射板を湾曲させた場合を示す斜視図である。図１２は、反射板の表面形状を示す斜視図である。図１３は、反射板の表面に凹凸を付けた場合を示す斜視図である。図１４は、反射板を樋に取り付けた場合を示す斜視図である。
【００６９】
図１０（ａ）に示すように、反射板５３０ａは、傾斜させた太陽電池モジュール２００の上端に設置されるのが好ましい。太陽電池モジュール２００は、太陽の方向に向けて傾斜させて設置されることから、上端となる北側に反射板５３０ａを取り付ける。反射板５３０ａの影は、北側に伸びることになる。反射板５３０ａで反射した太陽光を太陽電池モジュール２００に当てると共に、反射板５３０ａの影が太陽電池モジュール２００に当たらないようにする。
【００７０】
図１０（ｂ）に示すように、複数の太陽電池モジュール２００が並置されている場合は、太陽電池モジュール２００ごとに反射板５３０ａを取り付けるのではなく、それら全体の北側に反射板５３０ａを設置すれば良い。さらに、南側にも反射板５３０ａを設置しても良いが、太陽が低い位置にあると反射板５３０ａの影が長く伸びることから、太陽電池モジュール２００に当たらない位置まで離すことになる。
【００７１】
住宅の屋根など傾斜はあるが設置スペースは狭い場合、傾斜に沿って太陽電池モジュール２００を設置し、反射板５３０ａで太陽の位置による受光量のばらつきを補填する。また、工場の屋根や地面など平坦で設置スペースは広いが設置角度は低い場合、架台を介して傾斜させた上で太陽電池モジュール２００を複数設置し、反射板５３０ａで光が全体に行き渡るように補填する。
【００７２】
図１１（ａ）に示すように、反射板５３０ａは、１枚でも良いし、複数の反射材５４０を並設しても良い。例えば、縦長の反射材５４０を複数用い、反射材５４０の左右両側が手前に来るように横に湾曲させて、それらを横に並べても良い。反射材５４０のサイズや枚数は任意であり、反射材５４０の角度を個別に変更可能である。
【００７３】
また、図１１（ｂ）に示すように、横長の反射材５４０ａの上下両側が手前に来るように縦に湾曲させても良い。反射材５４０ａを湾曲させることにより、表面積が大きくなり、太陽光が集光される。朝夕の太陽光を集光するために、縦横に湾曲させたりフレネルレンズ状にしたりしても良い。
【００７４】
反射板５３０ａの表面構造としては、球面上に複数の凹凸を配列させたり、太陽光を受ける面をすりガラス状にして受けた光を乱反射させたりする等、太陽光を一点に集光させるよりも、反射した太陽光が太陽電池モジュール２００の全体に行き渡るようにすることが好ましい。
【００７５】
反射板５３０ａの表面が平坦な場合、太陽光の入射角度と反射角度は同じになるが、反射板５３０ａの表面に凹凸を付けることで、太陽光の反射方向が変わる。反射板５３０ａの表面構造が複雑になれば、太陽光の反射方向も不規則になる。太陽の位置に応じて、反射光が太陽電池モジュール２００に多く当たるような構造にすることが好ましい。
【００７６】
ソーラーパネルでは、太陽光の一部が表面で反射され、全部が太陽電池モジュール２００の発電素子に到達する訳ではないので、反射板５３０ａを併用することにより、全体的に満遍なく受光量が底上げされる。
【００７７】
図１２（ａ）に示すように、反射板５３０ａの表面構造を、ハニカム５５０にしても良い。図１２（ｂ）に示すように、ハニカム５５０は、ハチの巣状に複数の六角形の部屋に分割したような構造にすることにより、太陽光を受ける表面積を増やし、枠の部分も壊れにくくしたものである。
【００７８】
図１３（ａ）に示すように、ハニカム５５０は、内部が中空で六角形の枠部５５０ａの天井が空いた状態であるが、底面を突出させて凸部５５０ｂを設けても良い。また、図１３（ｂ）に示すように、底面を陥没させた凹部５５０ｃを設けても良い。凸部５５０ｂ若しくは凹部５５０ｃは、例えば、六角錐状でも良いし、球面状でも良い。ハニカム５５０の底面を平坦以外の形状にすることにより、表面積が増え、枠部５５０ａでも反射するので、太陽光が拡散又は集光される。
【００７９】
図１４に示すように、太陽電池モジュール２００が傾斜して設置されている場合、雨水などが太陽電池モジュール２００の表面を流れて下端から滴り落ちないように取り付けた樋５６０の先端に反射板５３０ｂを設置しても良い。樋５６０を介して反射板５３０ｂを取り付けることで、樋５６０を超えた雨水や樋５６０から溢れた雨水などが流れ落ちることも防止される。
【実施例４】
【００８０】
次に、第２の太陽光発電管理システムを導入したときの実験データを示す。図１５は、反射板に形成する凹凸の例を示す斜視図である。図１６は、反射板に形成する凹凸の形状を説明する斜視図である。図１７は、反射板を併用したときの発電量の例を示す図である。
【００８１】
ソーラーパネルとしては、例えば、複数の太陽電池モジュール２００を縦１２個×横６列のように配列しても、それらは直列に連結する。従来においては、列ごとにバイパス回路を設けることで、発電量が低下した列を迂回して全体の発電量の低下を回避していたが、本発明では、太陽電池モジュール２００にセンサ３００を設けることで、太陽電池モジュール２００ごとに電流又は電圧を調整して発電量を上げている。
【００８２】
太陽電池モジュール２００は、太陽光とできるだけ垂直になるように傾斜されるが、反射板５３０ａは、太陽電池モジュール２００に影が掛からないように、太陽電池モジュール２００に対して垂直から前後に５度程度だけ傾斜させれば良い。
【００８３】
反射板５３０ａから近い位置は放射照度が高く、反射板５３０ａから離れると放射照度が低くなることから、反射板５３０ａに近い太陽電池モジュール２００は発電量の増加も大きく、反射板５３０ａから遠い太陽電池モジュール２００は発電量の増加は小さくなる。なお、放射照度（Ｗ／ｍ２）は、単位面積あたりの放射束の量とする。
【００８４】
図１５に示すように、反射板５３０ａは、太陽光をできるだけ遠くまで反射するような形状及び表面構造にする。例えば、複数の凹凸を縦横に配列させる。反射板５３０ａにより太陽光の反射方向を変え、さらに散乱光も拾うことで放射照度を上げる。放射照度を部分的にでも上げることにより、太陽電池モジュール２００の電流又は電圧を調整する手段により発電量が向上する。
【００８５】
例えば、図１５（ａ）のように球面上に陥没させて底面を平坦にした形状、図１５（ｂ）のようにハニカム構造にして底面が盛り上がるように湾曲させた形状、図１５（ｃ）のようにハニカム構造にして底面を球面状に陥没させた形状、図１５（ｄ）のようにハニカム構造にして底面を球面状に突出させた形状などがある。なお、凹凸の１つの直径は、小さい場合で２〜５ｍｍ、大きい場合で１０〜３０ｍｍ、凹凸の高さ又は深さは、１〜３ｍｍ程度にすれば良い。
【００８６】
例えば、図１６（ａ）に示すように、皿状に凹むように湾曲させた場合、１つの凹部５５０ｃの半径を２．５ｍｍ、深さを１ｍｍとする等である。なお、円形の凹部５５０ｃを複数配列すると斜めに隣接するものとの間に隙間（平坦な部分）が生じる。なお、隣の列を半ピッチずらして配置したとしても僅かな隙間が生じる。
【００８７】
そのため、図１６（ｂ）に示すように、六角形をテーパ状に先細るように凹ませた凹部５５０ｄにしても良い。図１６（ｃ）に示すように、凹部５５０ｄを複数配列すれば、隣接するものとの間の隙間が埋まる。平坦な部分が少なくなることで、太陽光の反射方向が変化する割合が増える。
【００８８】
また、太陽電池モジュール２００は、温度が上がると発電電圧が上がり、温度が下がると発電電圧が上がる。放射照度が一定であれば、太陽電池モジュール２００の発電量は、温度に反比例する。
【００８９】
季節や時間帯によっては、全体の発電量が落ちる。例えば、日出後及び日没前の数時間は、太陽の位置が低いので、温度は低いが放射照度も低い。また、夏は日出が早く日没が遅いので発電可能な時間帯が広く、冬は発電可能な時間帯が狭い上に太陽の位置も低くなる。
【００９０】
日中など放射照度が多い時間帯では、太陽電池モジュール２００の最大発電量を超えて発電することはできないので、放射照度を底上げしても効果は薄いが、朝夕の放射照度の下がった時間帯での底上げは、発電量向上の効果が大きい。
【００９１】
太陽光が大気を通過して地表に到達したときの放射照度の基準を１０００Ｗ／ｍ２とすると、年間で７月から９月以外は８００Ｗ／ｍ２以下になることが多く、特に１０時から１４時以外の時間帯で８００Ｗ／ｍ２以下となる。日中の気温が２５度から４０度になると発電量が約６％低下すると考えられるので、放射照度の低い時間帯において、反射板５３０ａで放射照度の底上げをする。
【００９２】
具体的には、１月から５月及び９月から１２月における日出から１１時及び１４時から１６時の時間帯で放射照度が向上する。放射照度が低くパワーコンディショナを起動するだけの発電量に満たない時間帯でも、放射照度の底上げをしてパワーコンディショナが起動するだけの発電量に上げることも可能となる。
【００９３】
この場合、反射板５３０ａに近い太陽電池モジュール２００に多く反射させるだけでも発電量の増加が見込める。すなわち、全体的に底上げしなくとも、全体の３０〜７０％の太陽電池モジュール２００の放射照度が増えれば、全体としての発電量の向上が期待される。
【００９４】
図１７（ａ）に示すように、例えば、８個の太陽電池モジュール２００を直列に繋いだだけの場合、電流値が一定になるので、全体として１１５Ｗの発電量しか得られない。しかし、図１７（ｂ）に示すように、８個の太陽電池モジュール２００にそれぞれ電流又は電圧を調整する手段を備えたセンサ３００を取り付けた上で直列に繋いだ場合、発電量の低い太陽電池モジュール２００の影響を受けずにそれぞれ発電を行うので、全体として２０９Ｗとなり、５５％も発電量が向上した。
【００９５】
電流又は電圧を調整する手段を備えたセンサ３００と、反射板５３０ａとを併用することにより、センサ３００も反射板５３０も用いない場合と比べて、２０％以上の発電量向上が期待される。
【実施例５】
【００９６】
次に、第２の太陽光発電管理システムの反射板を屋根に設置する場合について説明する。図１８は、反射板を屋根に設置した例を示す斜視図である。図１９は、反射板を屋根に設置するときの架台を示す斜視図である。図２０は、反射板を屋根に設置するときの雨除けを示す斜視図である。
【００９７】
図１８に示すように、太陽光発電管理システム１００ｂにおいて、太陽電池モジュール２００を家屋などの建物の傾斜した屋根に沿って設置し、反射板５３０ａを架台５７０で支持して太陽電池モジュール２００の上方に立てるとする。
【００９８】
図１９に示すように、反射板５３０ａは、太陽電池モジュール２００に対して垂直又はそれに近い角度で立てられることから、屋根の傾斜により反射板５３０ａが倒れないように、架台５７０には支持枠５７０ａを用いる。
【００９９】
反射板５３０ａは、太陽光の角度に近いため、表面が平坦であると太陽電池モジュール２００に反射する光も少ないが、表面に凹凸があることで反射方向が変わり、太陽電池モジュール２００に照射される量も増える。なお、反射板５３０ａの裏面が上方を向くことから、雨や埃が反射板５３０ａの上に掛からないようにしても良い。
【０１００】
図２０（ａ）に示すように、架台５７０の上面に四角錐状の雨除け５８０を載せても良い。また、図２０（ｂ）に示すように、架台５７０の上面に湾曲状の雨除け５８０ａを載せても良い。雨除け５８０、５８０ａは、上方に突出させて、雨水などを四方に拡散するように流せば良い。反射板５３０ａに雨水が当たらなくなるので、雨音を抑制することもできるし、劣化を防止することもできる。また、埃も溜まりにくくなる。
【０１０１】
以上、本発明の実施例を述べたが、これらに限定されるものではない。例えば、夜間に防犯用のＬＥＤを点灯させるだけでなく、ＬＥＤの光をソーラーパネルに照射させて発電を行っても良い。太陽光の明るさは約１０万ルーメンであるが、太陽の角度や天候を考慮すると平均３．５〜４時間の照射である。それに対し、ＬＥＤの明るさは４５００〜５５００ルーメンであるが、一定の照射が確保できる。すなわち、太陽光の不安定さをＬＥＤで補うことで、安定した発電を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１００：太陽光発電管理システム
１００ａ：太陽光発電管理システム
１００ｂ：太陽光発電管理システム
２００：太陽電池モジュール
２１０：太陽電池ストリング
２２０：太陽電池アレイ
３００：センサ
４００：接続箱
４１０：パワーコンディショナ
４２０：電力計
５００：照明
５１０：バッテリ
５２０：アクチュエータ
５３０：反射板
５３０ａ：反射板
５３０ｂ：反射板
５４０：反射材
５４０ａ：反射材
５５０：ハニカム
５５０ａ：枠部
５５０ｂ：凸部
５５０ｃ：凹部
５５０ｄ：凹部
５６０：樋
５７０：架台
５７０ａ：支持枠
５８０：雨除け
５８０ａ：雨除け
６００：送受信器
６１０：データ転送装置
６２０：ハブ
６３０：ルータ
６４０：終端装置
７００：サーバ
７１０：インターネット
７２０：ユーザ端末
７３０：制御装置
７４０：記憶装置
８００：発電量制御処理
９００：照射制御処理
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2018157744.tif 000018
【図１７】
2018157744.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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