(57)【要約】【課題】簡易な構成で太陽光の照射環境を検知し、この検知結果に基づいて適切な散水を行うことのできる散水システムを提案する。【解決手段】本発明は、屋根２に設置された太陽電池パネル４に散水を行う散水システムである。この散水システムは、屋根２上の給水経路１４への給水を制御する制御部１２と、太陽電池パネル４の裏面の温度を測定する第一温度センサ１６と、外気温度を測定する第二温度センサ１８とを具備する。制御部１２は、第一温度センサ１６で測定される裏面の温度と、第二温度センサ１８で測定される外気温度とに基づいて、給水を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根に設置された太陽電池パネルに散水を行う散水システムであって、
前記屋根に設置される給水経路と、
前記給水経路に形成される散水口と、
前記給水経路への給水を制御する制御部と、
前記太陽電池パネルの裏面の温度を測定する第一温度センサと、
外気温度を測定する第二温度センサと、を具備し、
前記制御部は、
前記第一温度センサで測定される前記裏面の温度と、前記第二温度センサで測定される外気温度とに基づいて、給水を制御するものであることを特徴とする散水システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記第一温度センサで測定される前記裏面の温度と、前記第二温度センサで測定される外気温度との間の温度差を算出し、前記温度差に基づいて給水を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の散水システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記給水経路への給水を停止する停止モードと、前記給水経路への給水を行う散水モードと、所定の閾値とを有し、
前記温度差が前記閾値以下の場合に停止モードを選択し、前記温度差が前記閾値を越える場合に前記散水モードを選択するように設けたものであることを特徴とする請求項２に記載の散水システム。
【請求項４】
前記散水モードは、
周期的にオンオフしながら前記給水経路への給水を行うモードであり、前記温度差が大きくなる程に、オンの時間の割合が大きくなるように設けたものであることを特徴とする請求項３に記載の散水システム。
【請求項５】
前記制御部は、
外気温度を判定するための基準温度を有し、
前記第二温度センサで測定される外気温度が前記基準温度以下の場合には前記停止モードを選択するように設けたものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の散水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルに散水を行う散水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
屋根上に設置された太陽電池パネルに向けて、給水管等を通じて通水を行う散水システムが、従来提案されている（特許文献１等参照）。
【０００３】
太陽電池パネルは、太陽光の照射強度が大きいほど発電量は大きくなるが、その一方で、パネル自体の温度が高くなり過ぎると発電効率が低下するという性質を有する。
【０００４】
これに対して、上記のように太陽電池パネルに散水を行うことで、パネル自体の温度上昇を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−５３５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の散水システムでは、散水の制御をタイマーに基づいて行っており、実際の太陽光の照射環境に基づいて散水を制御するものではなかった。
【０００７】
発電効率の低下を抑え、且つ、そのために使用する散水量を抑えるには、タイマーではなく、実際の太陽光の照射環境に基づいて散水を制御することが好ましい。しかし、太陽光の照射環境を検知するために日照計等を用いたのでは、設備投資が高くなる。
【０００８】
本発明は、これらの事情に鑑みて発明したもので、簡易な構成で太陽光の照射環境を検知し、この検知結果に基づいて適切な散水を行うことのできる散水システムを提案することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明を、下記構成を具備する散水システムとする。
【００１０】
本発明は、屋根に設置された太陽電池パネルに散水を行う散水システムであって、前記屋根に設置される給水経路と、前記給水経路に形成される散水口と、前記給水経路への給水を制御する制御部と、前記太陽電池パネルの裏面の温度を測定する第一温度センサと、外気温度を測定する第二温度センサとを具備し、前記制御部は、前記第一温度センサで測定される前記裏面の温度と、前記第二温度センサで測定される外気温度とに基づいて、給水を制御するものである。
【００１１】
前記制御部は、前記第一温度センサで測定される前記裏面の温度と、前記第二温度センサで測定される外気温度との間の温度差を算出し、前記温度差に基づいて給水を制御するものであることが好ましい。
【００１２】
前記制御部は、前記給水経路への給水を停止する停止モードと、前記給水経路への給水を行う散水モードと、所定の閾値とを有し、前記温度差が前記閾値以下の場合に停止モードを選択し、前記温度差が前記閾値を越える場合に前記散水モードを選択するように設けたものであることが好ましい。
【００１３】
前記散水モードは、周期的にオンオフしながら前記給水経路への給水を行うモードであり、前記温度差が大きくなる程に、オンの時間の割合が大きくなるように設けたものであることが好ましい。
【００１４】
前記制御部は、外気温度を判定するための基準温度を有し、前記第二温度センサで測定される外気温度が前記基準温度以下の場合には前記停止モードを選択するように設けたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、制御部が、太陽電池パネルの裏面の温度と外気温度とに基づいて、給水を制御するものであるから、簡易な構成で太陽光の照射環境を検知し、この検知結果に基づいて適切な散水を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の散水システムの概略図である。
【図２】同上の散水システムの制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１８】
図１には、本発明の第１実施形態の散水システムを、概略的に示している。図２は、この散水システムによる散水制御のフロー図である。
【００１９】
本実施形態の散水システムは、家屋等の屋根２に設置された太陽電池パネル４に対して散水を行うためのシステムである。
【００２０】
この散水システムは、屋根２上に配置される散水用の配管６と、配管６への給水を制御する電磁弁８と、配管６に形成される散水口１０と、電磁弁８の開閉を制御する制御部１２とを備える。
【００２１】
制御部１２は、電磁弁８の開閉制御を通じて、配管６への給水を制御する。配管６内の経路が、屋根２上に設置される散水用の給水経路１４である。給水経路１４に水が供給されると、散水口１０を通じて、太陽電池パネル４の表面（上面）に対して散水が行われる。
【００２２】
本実施形態では、散水口１０を配管６に直接形成しているが、配管６にノズルを取り付けてこのノズルの吹出口を散水口１０とすることも可能である。
【００２３】
本実施形態の散水システムでは、太陽電池パネル４に対する日照強度を検知するために、太陽電池パネル４の裏面（下面）の温度を測定する第一温度センサ１６と、外気温度を測定する第二温度センサ１８とを備えている。
【００２４】
第一温度センサ１６で測定される太陽電池パネル４の裏面の温度ＰＶｔ［℃］と、第二温度センサ１８で測定される外気温度ｔ［℃］は、制御部１２に入力される。
【００２５】
図１中では第一温度センサ１６を１つだけ記載しているが、鳥獣等の影響を避けるためには、太陽電池パネル４の裏面側の複数個所に第一温度センサ１６を配置し、それぞれの箇所で測定される温度の平均を、裏面の温度ＰＶｔ［℃］とすることが好ましい。
【００２６】
本実施形態の散水システムでは、制御部１２が、第一及び第二温度センサ１６，１８から入力される測定値に基づいて日射強度を間接的に検知し、配管６への給水を制御する。
【００２７】
具体的には、制御部１２は、太陽電池パネル４の裏面と外気との温度差ΔＴ（＝Ｐｖｔ−ｔ）［℃］に基づき、この温度差ΔＴが所定の閾値ｔ１を越えるか否かによって、散水開始のタイミングを判断する。
【００２８】
閾値ｔ１は、本実施形態では８［℃］に設定している（図２参照）。制御部１２は、太陽電池パネル４の裏面の温度ＰＶｔが、外気温度ｔよりも８［℃］を超えて高い温度となる場合に、日射が強く散水が必要と判断し、電磁弁８を開いて配管６に通水を行う。
【００２９】
換言すれば、制御部１２は、電磁弁８を閉じて配管６への給水を停止する停止モードと、電磁弁８を開いて配管６に給水する散水モードとを有し、温度差ΔＴが８［℃］以下の場合に停止モードを選択し、温度差ΔＴが８［℃］を越える場合に散水モードを選択する。
【００３０】
制御部１２は、散水モード時において、電磁弁８の開閉を周期的に切り替えながら配管６への通水を行う。最初の通水では、配管６内の給水経路１４全体に水を満たすため、最も長い時間（１０秒間）の通水を行う。１０秒間の通水オンの後、３０秒間通水をオフにし、その後は、２秒間の通水オンを周期的に行う。
【００３１】
本実施形態の制御部１２では、温度差ΔＴが大きくなるほどに通水オフの時間が短くなるように、散水モードを更に複数段階に設定している。具体的には、制御部１２は、温度差ΔＴが８［℃］より大きく且つ１４［℃］未満である場合には、２秒間の通水オンと９０秒間の通水オフを交互に行わせる。
【００３２】
制御部１２は、温度差ΔＴが１４［℃］以上であり且つ１９［℃］未満である場合には、２秒間の通水オンと３０秒間の通水オフを交互に行わせる。制御部１２は、温度差ΔＴが１９［℃］以上である場合には、２秒間の通水オンと１０秒間の通水オフを交互に行わせる。
【００３３】
つまり、制御部１２は、温度差ΔＴが大きくなる程に、散水モード中に電磁弁８を開いて給水をオンにする時間の割合が大きくなるように、散水モードを段階的に設定している。
【００３４】
温度差ΔＴの閾値ｔ１＝８［℃］は、環境等に応じて別の値が設定可能である。１４［℃］、１９［℃］の他の閾値についても、環境等に応じて別の値が設定可能である。
【００３５】
制御部１２は、温度差ΔＴが閾値ｔ１（＝８［℃］）以下になることを条件として、散水モードから停止モードへの切り替えを行う。本実施形態では、ヒステリシス制御を行わせるため、前記条件に加えて、温度差ΔＴが別の閾値ｔ２以下になることを条件として、散水モードから停止モードへの切り替えを行う。別の閾値ｔ２は、閾値ｔ１よりも小さな値であり、本実施形態では７［℃］に設定している。
【００３６】
つまり、本実施形態の制御部１２は、温度差ΔＴが７［℃］以下となったときに、散水モードを終了して停止モードに切り替える。温度差ΔＴが８［℃］以下であり且つ７［℃］より大きい場合には、２秒間の通水オンと９０秒間の通水オフを交互に行わせる。
【００３７】
まとめると、本実施形態においては、測定される温度差ΔＴが８［℃］を超えたときに散水モードを開始させ、最初の１回だけ１０秒オン、３０秒オフで散水を行う。２回目以降は、７［℃］＜ΔＴ＜１４［℃］の条件下では２秒オン、９０秒オフで散水を行い、１４［℃］≦ΔＴ＜１９［℃］の条件下では２秒オン、３０秒オフで散水を行い、１９［℃］≦ΔＴの条件下では２秒オン、１０秒オフで散水を行う。そして、温度差ΔＴが７［℃］以下となった時点で、散水モードから停止モードに移行する。
【００３８】
なお、図２に示すような上述の散水モードと、他の設定の散水モードを、切り替え可能に設けることも好適である。例えば、制御部１２が有するカレンダー上の所定の日付までは、温度差ΔＴが閾値ｔ１＝１４［℃］を超えたときに２秒オン、９０秒オフでの周期的な散水を開始し、温度差ΔＴが閾値ｔ２＝１３［℃］以下となったときにこの周期的な散水を終了させるという、シンプルな設定の散水モードを選択する。そして、前記日付を過ぎれば、図２に示すフローでの散水モードに自動的に変更させる。これによれば、季節に適した散水モードを自動的に選択することができる。
【００３９】
また、凍結防止を図るために、気温が低い場合には散水を行わないように設定することも可能である。この場合、外気温度を判定するための基準温度ｔ０を設け、第二温度センサ１８で測定される外気温度ｔが基準温度ｔ０以下の場合には、温度差ΔＴに関わらず強制的に停止モードを選択するように設定する。基準温度ｔ０は例えば１０［℃］であるが、環境等に応じて他の値に設定することも可能である。
【００４０】
以上、説明したように、本実施形態の散水システムは、屋根２に設置された太陽電池パネル４に散水を行う散水システムである。この散水システムは、屋根２に設置される給水経路１４と、給水経路１４に形成される散水口１０と、給水経路１４への給水を制御する制御部１２とを具備する。更に、この散水システムは、太陽電池パネル４の裏面の温度を測定する第一温度センサ１６と、外気温度を測定する第二温度センサ１８とを具備する。制御部１２は、第一温度センサ１６で測定される裏面の温度ＰＶｔと、第二温度センサ１８で測定される外気温度ｔとに基づいて、給水を制御する。
【００４１】
本実施形態の散水システムによれば、日照計のような高価な設備を用いずとも、温度センサを用いた簡易な構成で照射環境を検知し、この検知結果に基づいて適切なタイミングで散水を行い、発電効率を高めることができる。例えば、外気温度ｔだけに基づいて散水のタイミングを制御した場合には、日照のない真夏の夜間、曇天時等でも散水を行ってしまうが、裏面の温度ＰＶｔにも基づいて散水のタイミングを制御することで、不要な散水を抑えることができる。なお、太陽電池パネル４の表面側でなく裏面側の温度を測定するように第一温度センサ１６を配するので、散水の影響で測定値が急変することが抑えられる。
【００４２】
制御部１２は、第一温度センサ１６で測定される裏面の温度ＰＶｔと、第二温度センサ１８で測定される外気温度ｔとの間の温度差ΔＴを算出し、温度差ΔＴに基づいて給水を制御するものであることが好ましい。
【００４３】
これにより、太陽電池パネル４の裏面の温度ＰＶｔと外気温度ｔとの温度差ΔＴの値を、狙いの値に近づけやすくなる。発電効率の点で好ましい温度差ΔＴは１４［℃］付近であるため、温度差ΔＴが例えば１４［℃］付近で極力維持されるように、温度差ΔＴに基づいて散水のタイミングを制御すればよい。
【００４４】
更に制御部１２は、給水経路１４への給水を停止する停止モードと、給水経路１４への給水を行う散水モードと、所定の閾値ｔ１とを有することが好ましい。このとき、温度差ΔＴが閾値ｔ１以下の場合に停止モードを選択し、温度差ΔＴが閾値ｔ１を越える場合に散水モードを選択するように設ける。
【００４５】
これにより、不要時には散水を停止させて水の使用量を抑えながら、必要なタイミングで散水を開始して、温度差ΔＴが狙いの温度差（例えば１４［℃］）に近づくように太陽電池パネル４の温度を制御することができる。
【００４６】
更に、前記散水モードは、周期的にオンオフしながら給水経路１４への給水を行うモードであり、温度差ΔＴが大きくなる程に、オンの時間の割合が大きくなるように設けたものであることが好ましい。
【００４７】
これにより、水の使用量を抑えながら、温度差ΔＴが狙いの温度差（例えば１４［℃］）に近づくように、太陽電池パネル４の温度をより高精度に制御することができる。
【００４８】
更に、制御部１２は、外気温度を判定するための基準温度ｔ０を有し、第二温度センサ１８で測定される外気温度ｔが基準温度ｔ０以下の場合には停止モードを選択するように設けたものであることが好ましい。
【００４９】
これにより、温度が低い冬場等には、仮に日照が強い環境下であっても散水を禁止させることができ、散水による凍結の発生を抑えることができる。
【００５０】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
２  屋根
４  太陽電池パネル
１０  散水口
１２  制御部
１４  給水経路
１６  第一温度センサ
１８  第二温度センサ
ＰＶｔ  裏面温度
ｔ  外気温度
ΔＴ  温度差
ｔ１  閾値
ｔ０  基準温度
【図１】
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【図２】
2015015303.tif 000004