(57)【要約】【課題】太陽光発電モジュールを透光壁の内側に設ける場合において、横行部材の日陰の影響が少ない位置に取り付けることを可能にする太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法、太陽光発電モジュールの取付方法、及び、太陽光発電モジュールの取付高さ位置を演算するプログラムを提供する。【解決手段】透光壁Ｈの内面に、透光壁Ｈと高さ位置を合わせて太陽光受光面を仮想し、太陽光受光面の高さ方向の位置それぞれについて、横行部材３によって形成される日陰を考慮した年間日射受光量を求める年間日射受光量導出工程と、年間日射受光量導出工程により導出される各高さ方向の位置の年間日射受光量の変化率が高さ方向の位置に関して極大となる位置Ｐｍを導出する好適高さ位置導出工程とを有し、好適高さ位置導出工程により導出される極大となる位置を太陽光発電モジュール５の受光面上端位置Ｙとする。【選択図】図２
2015186386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の壁部材と当該壁部材の上部に設けられる非透光性の横行部材とを備えた透光壁に対し、太陽位置とは反対側となる透光壁内面側に、太陽光発電モジュールを取付ける場合の太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法であって、
前記透光壁の内面に、前記透光壁と高さ位置を合わせて太陽光受光面を仮想するとともに、当該太陽光受光面の高さ方向の位置それぞれについて、前記横行部材によって形成される日陰を考慮した年間日射受光量を求める年間日射受光量導出工程と、
前記年間日射受光量導出工程により導出される各高さ方向の位置の年間日射受光量の変化率が、前記高さ方向の位置に関して、極大となる位置を導出する好適高さ位置導出工程とを有し、
前記好適高さ位置導出工程により導出される極大となる位置を、前記透光壁内面側に取り付ける太陽光発電モジュールの受光面上端位置とする太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法。
【請求項２】
前記年間日射受光量導出工程において、
前記太陽光発電モジュールを設置する予定場所の緯度及び経度から、当該予定場所の各月日・時間の太陽仰角を求めるとともに、当該太陽仰角に基づいて、各月日・時間の前記横行部材によって形成される前記太陽光受光面の各高さ方向の位置における日向時間及び日陰時間を求め、
さらに、前記各月日・時間における日射量と前記日向時間及び日陰時間とに基づいて、積算量として前記年間日射受光量を求める請求項１に記載の太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法。
【請求項３】
前記太陽光受光面の各高さ方向の位置に対する前記年間日射受光量を多項式近似するとともに、
前記多項式近似に基づいて前記極大となる位置を求める請求項１又は２に記載の太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法を使用して求められた前記好適高さ位置導出工程により導出される極大となる位置から前記横行部材の外側下端位置を見込む方向と水平方向とが成す角θが、３１°〜４０°の範囲となる高さ位置を、前記太陽光発電モジュールの受光面上端位置として、前記太陽光発電モジュールを前記透光壁の内面に取り付ける太陽光発電モジュールの取付方法。
【請求項５】
前記透光壁がバルコニーの外端縁部に立設される立設壁であり、
前記横行部材が前記透光壁の上部に設けられる笠木であるとともに、
前記太陽光発電モジュールが、前記透光壁に対して前記バルコニーの内部側に設けられ、前記笠木に設置される取付具により、前記受光面上端位置を調整して前記透光壁に取り付けられる請求項４に記載の太陽光発電モジュールの取付方法。
【請求項６】
透光性の壁部材と当該壁部材の上部に設けられる非透光性の横行部材とを備えた透光壁に対し、太陽位置とは反対側となる透光壁内面側に、太陽光発電モジュールを取付ける場合の太陽光発電モジュールの取付高さ位置を演算するプログラムであって、
前記透光壁の内面に、前記透光壁と高さ位置を合わせて太陽光受光面を仮想するとともに、当該太陽光受光面の高さ方向の位置それぞれについて、前記横行部材によって形成される日陰を考慮した年間日射受光量を求める年間日射受光量導出手段と、
前記年間日射受光量導出工程により導出される各高さ方向の位置の年間日射受光量の変化率が、前記高さ方向の位置に関して、極大となる位置を導出する好適高さ位置導出手段と、
前記好適高さ位置導出工程による導出される極大となる位置を、太陽光発電モジュールの受光面上端位置とする太陽光発電モジュールの取付位置として出力する出力手段とを備え、
前記年間日射受光量導出手段において、
公開データベースを使用して、前記太陽光発電モジュールを設置する予定場所の緯度及び経度から、当該予定場所の各月日・時間の太陽仰角を求めるとともに、当該太陽仰角に基づいて、各月日・時間の前記横行部材によって形成される日陰を考慮して、前記太陽光受光面の各高さ方向の位置における日向時間及び日陰時間を求め、
さらに、公開データベースを使用して、前記緯度及び経度に基づいて求まる前記各月日・時間における日射量と、求められた前記日向時間及び日陰時間とに基づいて、積算量として前記年間日射受光量を求める太陽光発電モジュールの取付高さ位置を演算するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性の壁部材と当該壁部材の上部に設けられる非透光性の横行部材とを備えた透光壁に対し、太陽位置とは反対側となる透光壁内面側に、太陽光発電モジュールを取付ける場合の太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法、太陽光発電モジュールの取付方法、及び、太陽光発電モジュールの取付高さ位置を演算するプログラムに関する。ここで、太陽光発電モジュールとは、具体的には太陽光を受光することにより発電する太陽電池セルを備えたパネル状のモジュールをいう。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽光発電モジュールの取付方法として、下記の特許文献１には、太陽光発電モジュールをバルコニーに設けられた手摺の外側に取り付ける取付方法が開示されている。この取付方法では、太陽光発電モジュールが手摺り掛けアングル５３によって手摺の外側に取り付けられている。
【０００３】
また、別の従来の太陽光発電モジュールの取付方法として、下記の特許文献２には、太陽光発電モジュールがバルコニーの手摺に組み込まれる取付方法が開示されている。この取付方法では、手摺に形成された開口凹部Ｃに取付枠体２が設けられ、その取付枠体２に太陽光発電モジュールが組み込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８１７６号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の太陽光発電モジュールの取付方法のように、太陽光発電モジュールをバルコニーの手摺の外側に取り付ける場合には、通常、バルコニーの外側で太陽光発電モジュールを人手で支えながら、バルコニーの内側からボルト等の固定具で固定して設置することが必要となる。よって、この取付作業中において、誤って太陽光発電モジュールを手摺の外側に落下させてしまうという危険性があった。特に、マンションの高層階ベランダなどへの設置作業中に太陽光発電モジュールを落下させた場合は、その落下先において大きな被害が発生する虞があった。さらに、取付けが完了した後も、不測の事態により太陽光発電モジュールの確実な支持ができなくなり、モジュールが落下するといった事故発生の虞を完全に払拭できるものではない。
【０００６】
よって、それらの危険性や不測の事態を回避するため、太陽光発電モジュールを、透光性の壁部材と当該壁部材の上部に設けられる非透光性の横行部材とを備えた透光壁に対し、太陽位置とは反対側となる透光壁内面側のバルコニーの内側に設けることが考えられるが、この場合では、壁部材の上部に設けられる横行部材の日陰が、太陽光発電モジュールの受光面上に形成されることとなり、太陽光発電モジュールの発電効率が低下するという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、太陽光発電モジュールを透光壁の内側に設ける場合において、横行部材の日陰の影響が少ない位置に取り付けることを可能にする太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法、太陽光発電モジュールの取付方法、及び、太陽光発電モジュールの取付高さ位置を演算するプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するための本発明に係る太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法は、
透光性の壁部材と当該壁部材の上部に設けられる非透光性の横行部材とを備えた透光壁に対し、太陽位置とは反対側となる透光壁内面側に、太陽光発電モジュールを取付ける場合の太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法であって、その第１特徴構成は、
前記透光壁の内面に、前記透光壁と高さ位置を合わせて太陽光受光面を仮想するとともに、当該太陽光受光面の高さ方向の位置それぞれについて、前記横行部材によって形成される日陰を考慮した年間日射受光量を求める年間日射受光量導出工程と、
前記年間日射受光量導出工程により導出される各高さ方向の位置の年間日射受光量の変化率が、前記高さ方向の位置に関して、極大となる位置を導出する好適高さ位置導出工程とを有し、
前記好適高さ位置導出工程により導出される極大となる位置を、前記透光壁内面側に取り付ける太陽光発電モジュールの受光面上端位置とする点にある。
【０００９】
上記太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法の第１特徴構成によれば、透光壁の内面に仮想される太陽光受光面の高さ方向の位置それぞれについて、横行部材によって形成される日陰を考慮した年間日射受光量を求め、年間日射受光量の変化率が極大となる高さ方向の位置を、太陽光発電モジュールの受光面上端位置とすることができる。よって、透光壁の内面に仮想される太陽光受光面の高さ方向の位置において、年間を通じて横行部材の日陰が形成される時間が多く、日射量が比較的低くなる位置には太陽光発電モジュールの受光面を設けず、年間を通じて横行部材の日陰が形成される時間が少なく、日射量が比較的高くなる位置、及び、笠木の日陰の影響を受けない位置において太陽光発電モジュールの受光面を設けることができる。よって、太陽光発電モジュールの発電効率を向上することができる。
【００１０】
そして、上述の如く、太陽光発電モジュールの受光面上端位置を求めて、太陽光発電モジュールを透光壁の内面に取り付けるので、透光壁のできるだけ上部に太陽光発電モジュールの受光面が設けられることとなるので、その下方に広がる透光壁において太陽光発電モジュールの受光面を設けることで、有効な受光面をできるだけ大きく設けることができ、太陽光発電モジュールの発電量を大きくすることができる。また、汎用の太陽光発電モジュールを事実上、その上下方向における設置高さの調整だけで使用することができるようになるので、低コストで太陽光発電モジュールの取り付けを実施することができる。
【００１１】
本発明に係る太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記年間日射受光量導出工程において、
前記太陽光発電モジュールを設置する予定場所の緯度及び経度から、当該予定場所の各月日・時間の太陽仰角を求めるとともに、当該太陽仰角に基づいて、各月日・時間の前記横行部材によって形成される前記太陽光受光面の各高さ方向の位置における日向時間及び日陰時間を求め、
さらに、前記各月日・時間における日射量と前記日向時間及び日陰時間とに基づいて、積算量として前記年間日射受光量を求める点にある。
【００１２】
上記太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法の第２特徴構成によれば、太陽光発電モジュールを設置する予定場所の緯度及び経度から、各月日・時間の横行部材によって形成される太陽光受光面の各高さ方向の位置における日向時間及び日陰時間を求め、各月日・時間における日射量とで時間毎の日射量を求めることができ、その時間毎の日射量を積算して年間日射受光量を求めるので、正確に年間日射受光量を求めることができる。
【００１３】
本発明に係る太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法の第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記太陽光受光面の各高さ方向の位置に対する前記年間日射受光量を多項式近似するとともに、
前記多項式近似に基づいて前記極大となる位置を求める点にある。
【００１４】
上記太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法の第３特徴構成によれば、太陽光受光面の高さ方向における複数の位置について年間日射受光量を求めて、その複数の位置における年間日射受光量を多項式近似することで、年間日射受光量の変化率が極大となる位置を求めることができる。よって、太陽光受光面の高さ方向において連続して年間日射受光量を求めなくても、複数の位置について年間日射受光量を求めるだけで、多項式近似により正確且つ容易に年間日射受光量の変化率が極大となる位置を求めることができる。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明に係る太陽光発電モジュールの取付方法の第１特徴構成は、
上記第１乃至第３特徴構成の何れかの太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法を使用して求められた前記好適高さ位置導出工程により導出される極大となる位置から前記横行部材の外側下端位置を見込む方向と水平方向とが成す角θが、３１°〜４０°の範囲となる高さ位置を、太陽光発電モジュールの受光面上端位置として、前記太陽光発電モジュールを前記透光壁の内面に取り付ける点にある。
【００１６】
上記太陽光発電モジュールの取付方法の第１特徴構成によれば、透光壁の内面に仮想される太陽光受光面の高さ位置において、年間日射受光量の変化率が極大となる位置から横行部材の外側下端位置を見込む方向と水平方向とが成す角θが、３１°〜４０°の範囲となる高さ位置を太陽光発電モジュールの受光面上端位置とするので、角θが３１°〜４０°の範囲となる高さ位置よりも上側の高さ位置において、年間を通じて横行部材の日陰が形成されることが比較的多く、角θが３１°〜４０°の範囲となる高さ位置よりも下側の高さ位置において、年間を通じて横行部材の日陰が形成されることが比較的少ない地域（例えば、日本の本州）に太陽光発電モジュールを取り付ける場合に、太陽光発電モジュールの発電効率を向上することができる。
【００１７】
また、太陽光発電モジュールの受光面上端位置が、角θが３１°〜４０°の範囲となる透光壁の内面の太陽光受光面の比較的上側の高さ位置が、太陽光発電モジュールの受光面上端位置とされるので、その下方に広がる透光壁の内面において太陽光発電モジュールの受光面を設けることができ、太陽光発電モジュールの発電量を大きくすることができる。
【００１８】
本発明に係る太陽光発電モジュールの取付方法の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記透光壁がバルコニーの外端縁部に立設される立設壁であり、
前記横行部材が前記透光壁の上部に設けられる笠木であるとともに、
前記太陽光発電モジュールが、前記透光壁に対して前記バルコニーの内部側に設けられ、前記笠木に設置される取付具により、前記受光面上端位置を調整して前記透光壁に取り付けられる点にある。
【００１９】
上記太陽光発電モジュールの取付方法の第２特徴構成によれば、透光壁のバルコニー内部側（通常の場合建物側）に太陽光発電モジュールが設けられるので、太陽光発電モジュールの取り付け時、及び、取り付けた状態において、太陽光発電モジュールがバルコニーの外部で落下することを防止することができる。また、立設壁の内面に太陽光発電モジュールを設けるので、立設方向に長く形成された立設壁の内面において、立設方向に長く形成されて受光面が大きい太陽光発電モジュールを設置することができ、発電量を向上させることができる。
さらに、本特徴構成によれば、取付具によって、太陽光発電モジュールの受光面上端位置の調整と太陽光発電モジュールの立設壁への取り付けとの両方が可能とされるので、取付構造及び作業の簡素化を図ることができる。
【００２０】
上記目的を達成するための本発明に係る太陽光発電モジュールの取付高さ位置を演算するプログラムの第１特徴構成は、
透光性の壁部材と当該壁部材の上部に設けられる非透光性の横行部材とを備えた透光壁に対し、太陽位置とは反対側となる透光壁内面側に、太陽光発電モジュールを取付ける場合の太陽光発電モジュールの取付高さ位置を演算するプログラムであって、
前記透光壁の内面に、前記透光壁と高さ位置を合わせて太陽光受光面を仮想するとともに、当該太陽光受光面の高さ方向の位置それぞれについて、前記横行部材によって形成される日陰を考慮した年間日射受光量を求める年間日射受光量導出手段と、
前記年間日射受光量導出工程により導出される各高さ方向の位置の年間日射受光量の変化率が、前記高さ方向の位置に関して、極大となる位置を導出する好適高さ位置導出手段と、
前記好適高さ位置導出工程による導出される極大となる位置を、太陽光発電モジュールの受光面上端位置とする太陽光発電モジュールの取付位置として出力する出力手段とを備え、
前記年間日射受光量導出手段において、
公開データベースを使用して、前記太陽光発電モジュールを設置する予定場所の緯度及び経度から、当該予定場所の各月日・時間の太陽仰角を求めるとともに、当該太陽仰角に基づいて、各月日・時間の前記横行部材によって形成される日陰を考慮して、前記太陽光受光面の各高さ方向の位置における日向時間及び日陰時間を求め、
さらに、公開データベースを使用して、前記緯度及び経度に基づいて求まる前記各月日・時間における日射量と、求められた前記日向時間及び日陰時間とに基づいて、積算量として前記年間日射受光量を求める点にある。
【００２１】
上記太陽光発電モジュールの取付高さ位置を演算するプログラムの第１特徴構成によれば、年間日射受光量導出工程において、公開データベースを使用して日向時間及び日陰時間を求め、その向時間及び日陰時間と公開データベースの月日・時間における日射量とによって年間日射受光量を求めるので、公開データベースのデータを利用して、迅速且つ正確に年間日射受光量を求めることができる。よって、太陽光受光面における年間日射受光量の変化率が極大となる高さ方向の位置を迅速且つ正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る太陽光発電モジュールの取付方法により取り付けられた太陽光発電モジュールの一例を示す概略立面図
【図２】本発明に係る太陽光発電モジュールの取付方法により取り付けられた太陽光発電モジュールの一例を示す概略断面図
【図３】好適高さ位置導出に使用するシステムの構成を示す概略図
【図４】好適高さ位置演算処理の構成を示すフローチャート
【図５】年間日射受光量を求める太陽光受光面の高さ方向の夫々の位置を示す説明図
【図６】太陽光受光面の各高さ方向の位置の日陰開始時間及び日陰終了時間を示す図
【図７】太陽光受光面の所定の高さ位置の時間毎日射量及び日毎日射量を示す例示図
【図８】太陽光受光面の各高さ方向の位置と年間日射受光量との関係を示す図
【図９】太陽光受光面の高さ方向における年間日射受光量の変化率を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法、太陽光発電モジュールの取付方法、及び、太陽光発電モジュールの取付高さ位置を演算するプログラムの実施形態について説明する。
【００２４】
以下、図面に基づいて、本発明の太陽光発電モジュールの取付方法について説明する。
図１に、本発明に係る太陽光発電モジュールの取付方法によって、太陽光発電モジュール５が取り付けられた住宅のバルコニーを、バルコニー内部側（通常は室側）から見た立面図を示す。図に示すように、例えば透明樹脂製のパネルから成る透光性の側壁２（壁部材の一例）と側壁２の上部に設けられる非透光性の笠木３（横行部材の一例）とを備えた手摺Ｈ（透光壁の一例）の内側に、太陽光発電モジュール５が取付けられている。
【００２５】
この手摺Ｈは、バルコニー１の外端縁部１ａに立設される立設壁であり、外端縁部１ａに立設した支柱９によって側壁２が支持されている。また、その支柱９の上端部によって笠木３が支持されて、笠木３が側壁２の上部に設けられている。
【００２６】
図１及び図２に示すように、太陽光発電モジュール５は、その上端側が笠木３上に載置されるとともに、下端側に太陽光発電モジュール５を上側及びベランダ内部側より支持する取付具４により、手摺Ｈに対してバルコニー内部側に設置されている。この取付具４は、太陽光発電モジュール５の上部の水平横方向の両端部に一対設けられている。
【００２７】
この太陽光発電モジュール５は、公知のものであり、直列に接続された多数の太陽電池セル（図示せず）を、透光性の高い前面カバー部材５１と裏面カバー部材５２との間に配設するとともに、透光性の樹脂を封入して太陽電池パネル５３を構成し、この太陽電池パネル５３の縁部にアルミ製のフレーム５ｂを設けたものである。よって、前面カバー部材５１の表面が、太陽光発電モジュール５の受光面５ａを構成する。
【００２８】
そして、太陽光Ｚが、受光面５ａから太陽光発電モジュール５の内部に入射して太陽電池セルに到達し電力に変換される。この電力は、裏面カバー部材５２に設けられた出力部（図示せず）から外部に取り出されるように構成されている。
【００２９】
取付具４について説明する。取付具４の使用状態における上端側（取付具４の一端側）には、笠木側取付部４０が設けられている。この笠木側取付部４０は、笠木３の上部に当接する上部当接板４１と、上部当接板４１の一端部から笠木３のバルコニー内部側と反対側の太陽光入射側を下方に延出する入射側延出板４２と、上部当接板４１の他端部から笠木３のバルコニー内部側を下方に延出するバルコニー側延出板４３とで、下方に開口部を有する断面コ字状に形成されている。
【００３０】
入射側延出板４２は、笠木側取付部４０を笠木３に取り付けた使用状態で、その下端部４２ａが、笠木３の下端部３ａよりも上方に位置するように設けられている。さらに、入射側延出板４２の太陽光入射側に、下方に向かうにしたがってバルコニー内部側に傾斜する傾斜面４２ｂを、当該傾斜面の水平面に対する角度が南中時における太陽光Ｚの角度である南中高度αよりも大きく形成するように設けられている。
【００３１】
バルコニー側延出板４３は、固定部材４３ａ、移動部材４３ｂ、及び、固定部材４３ａと移動部材４３ｂとを接続する接続部材４３ｃで構成されている。そして、固定部材４３ａの使用状態における上方側部位には、取付具固定部材１０が設けられ、この取付具固定部材１０によって取付具４が笠木３に固定されている。
【００３２】
また、移動部材４３ｂにボルト等で構成された接続部材４３ｃを貫通させる貫通孔４５が設けられている。この貫通孔４５が上下方向に長い形状とされた長穴等で構成されて、バルコニー側延出板４３が上部当接板４１から下方に延出する長さを調整可能に構成されている。
【００３３】
そして、取付具４の使用状態における下端部となる移動部材４３ｂの下方側の端部に、太陽光発電モジュール５が固定されている。
そして、詳しくは後述するが、手摺Ｈと高さ位置を合わせて仮想される太陽光受光面としての仮想受光面Ｆ（図５参照）において、笠木３によって形成される日陰を考慮した年間日射受光量Ｑｙの変化率Ｄが極大となる高さ方向の位置である好適高さ位置Ｐｍを、太陽光発電モジュール５の受光面上端位置Ｙとして取り付けられている。
【００３４】
なお、太陽光発電モジュール５の手摺Ｈの内面への固定は、太陽光発電モジュール５のフレーム５ｂを、移動部材４３ｂによって手摺Ｈの方向に押圧して支柱９に押し当てる状態で、一対の支持具１１によってフレーム５ｂの下部の両端部を支持することで固定されている。
【００３５】
以下、太陽光発電モジュール５の取付高さ位置の導出方法について説明する。
図３に、太陽光発電モジュール５の受光面上端位置Ｙの取付高さ位置となる好適高さ位置Ｐｍを導出するために使用するシステムの一例を示す。この好適高さ位置導出システムＳは、例えば、コンピュータで構成され、太陽光発電モジュール５を設置する予定場所の緯度、経度等の固定条件を入力するためのキーボード等で構成される入力部１０１と、各月日の時間毎の日射量や太陽高度等のデータベースが記憶されたハードディスク等で構成される記憶部１０２と、上記の各固定条件及びデータベースに基づいて好適高さ位置Ｐｍを演算プログラム１０５により演算して求める演算部１０３と、その演算部１０３による演算結果を表示するＣＲＴディスプレイ等で構成される表示部１０４とから主に構成されている。
【００３６】
演算部１０３にインストールされている演算プログラム１０５は、年間日射受光量Ｑｙを求める年間日射受光量導出手段１０６と、年間日射受光量Ｑｙに基づいて好適高さ位置Ｐｍを導出する好適高さ位置導出手段１０７と、好適高さ位置Ｐｍを表示部１０４に出力する好適高さ位置出力手段１０８とで構成されている。
【００３７】
次に、図４のフローチャートに基づいて、演算プログラム１０５によって好適高さ位置Ｐｍを演算する好適高さ位置演算処理について説明する。この好適高さ位置演算処理では、仮想受光面Ｆの高さ方向の位置Ｐそれぞれにおける年間日射受光量Ｑｙを求める年間日射受光量導出工程Ｓ１が年間日射受光量導出手段１０６によって行われる。年間日射受光量Ｑｙが求められると、仮想受光面Ｆの高さ方向に関して、年間日射受光量Ｑｙの変化率Ｄが極大となる好適高さ位置Ｐｍを求める好適高さ位置導出工程Ｓ２が好適高さ位置導出手段１０７によって行われる。そして、求めた好適高さ位置Ｐｍを表示部１０４に出力する好適高さ位置出力工程Ｓ３が好適高さ位置出力手段１０８によって行われる。
【００３８】
年間日射受光量導出工程Ｓ１について詳細に説明する。
年間日射受光量導出工程Ｓ１では、図５に示すように、手摺Ｈの内面に仮想受光面Ｆを仮想し、その仮想受光面Ｆの高さ方向に仮想された複数の位置Ｐの夫々において、笠木３によって形成される日陰を考慮した年間日射受光量Ｑｙを求める。
ここで、年間日射受光量Ｑｙを求める仮想受光面Ｆの高さ方向における夫々の位置Ｐは、夫々の位置Ｐから笠木３の外側下端位置３ｃを見込む方向と水平方向とが成す角度θが、例えば、０°から８０°（図５に角度θ３として示す）までの範囲において５°（図５にθ１として示す）毎に設けられている。図示する例では理解を容易とするため、下側に行くに従って位置Ｐ間を大きくして描いた。ここで、角度θ３は、太陽光発電モジュール５を設置する予定場所の夏至の日の南中高度αよりも大きい角度とする。
【００３９】
なお、夫々の高さ方向の位置Ｐの、笠木３の外側下端位置３ｃからの高さ方向の距離については、図５に示すように、太陽光発電モジュール５を取り付ける手摺Ｈにおいて、笠木３の外側下端位置３ｃから仮想受光面Ｆまでの水平方向長さＡと、太陽光発電モジュール５の受光面上端位置Ｙから笠木３の外側下端位置３ｃを見込む方向と水平方向とが成す角度θとから以下の式（１）によって、仮想受光面Ｆから笠木３の外側下端位置３ｃまでの垂直方向長さＢを求めることができる。図５に示した垂直方向長さＢは、角度θを４０°とした場合の例である。
Ｂ＝Ａ×ｓｉｎθ／ｃｏｓθ・・・（１）
【００４０】
そして、このようにして仮想受光面Ｆに設けられた夫々の位置Ｐに対して、記憶部１０２に記憶された公開データベースを使用して、入力部１０１から入力された太陽光発電モジュール５を設置する予定場所の緯度及び経度から、当該予定場所の各月日・時間の太陽仰角（太陽高度）を求めるとともに、太陽仰角に基づいて、各月日・時間において笠木３によって仮想受光面Ｆに形成される日陰の範囲より、仮想受光面Ｆの各高さ方向の位置Ｐにおける日向時間及び日陰時間を求める。
【００４１】
例えば、緯度３４°４１′及び東経１３５°３１′の地域（大阪市）に太陽光発電モジュール５を設置する予定場所とする場合について説明すると、図６に示すように、夫々の角度θに対応する仮想受光面Ｆの各高さ方向の夫々の位置Ｐが、午前中に太陽の高度が高くなるに伴い、笠木３の日陰に入る時間である日陰開始時間と、午後に太陽の高度が低くなるに伴い、笠木３による日陰から出る時間である日陰終了時間を、５日毎に一年間にわたって求める。なお、図６は、１月から２月における日陰開始時間及び日陰終了時間を示したものである。図中の空白の欄は、その角度θに対応する位置Ｐが日陰とならないことを示す。
【００４２】
図６より、例えば、角度θが４０°（図５に角度θ２として示す）に対応する位置Ｐを例に挙げて説明すると、２月２１日においては、日陰開始時間が１０時４２分であり、日陰終了時間が１３時４２分となる。よって、２月２１日の角度θ２に対応する位置Ｐにおける日陰時間は、１０時４２分から１３時４２分までの時間であり、日向時間は、日出時間から日陰開始時間である１０時４２分までの時間と、日陰終了時間である１３時４２分から日の入りまでの時間となる。
【００４３】
さらに、図７に示すように、上述の如く求められた角度θ２に対応する位置Ｐの笠木３による日向時間及び日陰時間と、角度θ２に対応する位置Ｐの日射量のデータベースにおける時間毎の日射量データとに基づいて、時間毎の日射量である時間毎日射量Ｑｈを求める。ここで、日陰開始時間及び日陰終了時間が含まれる時間帯である、１０時から１１時の時間帯及び１３時から１４時の時間帯の時間毎日射量Ｑｈは、計算を簡略化するためデータベースにおける時間毎の日射量データの半分の日射量として求めている。このようにして求められた時間毎日射量Ｑｈを積算して、２月２１日の角度θ２に対応する位置Ｐの日毎の日射量である日毎日射量Ｑｄが求められる。そして、この日毎日射量Ｑｄを１月から１２月まで積算することで、角度θ２に対応する位置Ｐの年間日射受光量Ｑｙが求められる。
【００４４】
同様に、０°から８０°までの範囲で５°毎の角度θに対応する各位置Ｐにおける日毎日射量Ｑｄを１月から１２月まで積算することで、太陽光発電モジュール５を設置する予定場所における、仮想受光面Ｆの各高さ方向の位置Ｐにおける年間日射受光量Ｑｙが求められる。
【００４５】
そして、各位置Ｐにおいて年間日射受光量Ｑｙが求められると、好適高さ位置導出工程Ｓ２が実施される。この好適高さ位置導出工程Ｓ２では、上述の年間日射受光量導出工程Ｓ１により導出される仮想受光面Ｆの各高さ方向の位置Ｐの年間日射受光量Ｑｙを用いて、高さ方向の位置Ｐの年間日射受光量Ｑｙの変化率Ｄが、高さ方向の位置Ｐに関して極大（実際はピーク位置は単一となるため最大）となる位置を好適高さ位置Ｐｍとして導出する。
【００４６】
好適高さ位置Ｐｍを導出するにあたり、角度θに対応する仮想受光面Ｆの各高さ方向の位置Ｐに対する年間日射受光量Ｑｙを多項式近似するとともに、多項式近似に基づいて極大となる位置を好適高さ位置Ｐｍとして求める。
具体的には、図８に示すように、角度θに対応する仮想受光面Ｆの各高さ方向の位置Ｐに対する年間日射受光量Ｑｙを、横軸を角度θ及び縦軸を年間日射受光量Ｑｙとするグラフにプロットして、これらのプロットについて最小二乗法により３次多項式で近似して近似曲線を求める。
そして、図９に示すように、求められた近似曲線の変化率Ｄを求め、その変化率Ｄの曲線の極大値Ｄｍとなる角度θ（好適角度θｍと呼ぶ）が３９°となる。この好適角度θｍに対応する仮想受光面Ｆの高さ方向の位置Ｐを好適高さ位置Ｐｍとして求める。
【００４７】
このようにして好適高さ位置導出工程Ｓ２により、好適高さ位置Ｐｍが求められると、好適高さ位置出力工程Ｓ３が実施され、表示部１０４に好適高さ位置Ｐｍが表示される。
【００４８】
また、図８では、仮想受光面Ｆの各高さ方向の位置Ｐと年間日射受光量Ｑｙとの関係について３次多項式で近似したが、４次多項式又は６次多項式で近似してもよく、４次多項式で近似した場合は、好適角度θｍは３３°となり、６次多項式で近似した時の好適角度θｍは３４°となる。
【００４９】
さらに、好適角度θｍは、太陽光発電モジュール５を設置する予定場所を緯度３４°４１′及び東経１３５°３１′の地域（大阪市）として求めたものであるが、例えば、設置予定場所を緯度４１°３１．６′及び東経１４０°５４．７′の地域（青森県大間町）とする場合では、その緯度及び東経において年間日射受光量Ｑｙを求め、年間日射受光量Ｑｙと高さ位置Ｐとの関係を３次多項式で近似した場合は、好適角度θｍは３７°となり、４次多項式で近似した場合は、好適角度θｍは３３°となり、６次多項式で近似した時の好適角度θｍは３２°となる。その他、設置予定場所を緯度３１°１１．９′及び東経１３０°５０．６′の地域（鹿児島）とする場合では、３次多項式で近似した場合は、好適角度θｍは３９°となり、４次多項式で近似した場合は、好適角度θｍは３４°となり、６次多項式で近似した時の好適角度θｍは３４°となる。
【００５０】
よって、太陽光発電モジュール５を設置する予定場所が、緯度３１°〜４２°の範囲に位置する地域（例えば、日本の本州全土）である場合は、３１°〜４０°の好適角度θｍの範囲に対応する好適高さ位置Ｐｍを、緯度に応じて適切に選択して太陽光発電モジュール５の受光面上端位置Ｙとして、太陽光発電モジュール５を取り付けることで、年間を通じて笠木３の日陰が形成される時間が少なく、日射量が比較的高くなる位置、及び、笠木３の日陰の影響を受けない位置において太陽光発電モジュール５の受光面５ａを設けることができ、太陽光発電モジュールの発電効率を向上することができる。
【００５１】
〔別実施形態〕
最後に、本発明の別実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、夫々単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
（Ａ）上記実施形態では、本発明に係る太陽光発電モジュールの取付方法を住宅のバルコニーに太陽光発電モジュール５を取り付ける際に適用したが、これに限らず、住宅のベランダ及びテラス等の手摺や、ビルやマンション等の集合住宅のバルコニー、ベランダ及びテラス等の手摺に太陽光発電モジュール５を取り付ける際に適用してもよい。
【００５２】
（Ｂ）上記実施形態では、移動部材４３ｂに接続部材４３ｃを貫通させる貫通孔４５が長穴で構成され、バルコニー側延出板４３が上部当接板４１から下方に延出する長さを調整可能に構成されたが、これに限らず、バルコニー側延出板４３の高さ方向に複数の貫通孔４５を設けて、接続部材４３ｃを貫通させて固定する貫通孔４５を選択することでバルコニー側延出板４３が下方に延出する長さを調整可能に構成してもよい。
また、バルコニー側延出板４３が下方に延出する長さが異なる取付具４を複数用意して、太陽光発電モジュール５の取付地域において笠木３によって形成される日陰の位置に応じて、複数の取付具４の中から選択して太陽光発電モジュール５を手摺Ｈに取り付けてもよい。
【００５３】
（Ｃ）上記実施形態では説明を容易とするため、太陽光発電モジュールの設置高さ位置を決定する非透光性の部材が笠木３である場合について説明した。しかしながら、笠木３と透光性の壁部材との間に、接続用の非透光性の接続部が設けられている場合もある。このような構造にあっては、接続部の下端が、太陽光発電モジュール５の受光面上端位置Ｙの決定に支配的役割を果たす場合もある。そこで、このような太陽光発電モジュール５の受光面上端位置Ｙの決定に支配的となる横方向に延びる部材を、本願では総称して「横行部材」と呼ぶ。
【００５４】
（Ｄ）上記実施形態では、年間日射受光量導出工程Ｓ１において、太陽仰角を公開データベースのものを使用したが、これに限らず、周知の標準天球三角法から太陽仰角を算出してもよい。地表面と太陽軌道のなす角度である太陽仰角βは次式で求められる。
sinβ = sinΨ・sinδ+cosΨ・cosδ・cosη
ここで、Ψは緯度、δは太陽の赤緯、ηは時角を示す。
【００５５】
（Ｅ）上記実施形態では、年間日射受光量導出工程Ｓ１において、日射量のデータベースの各年月日及び時間毎の日射量データを使用して、年間日射受光量Ｑｙを求めたが、これに限らず、太陽定数、地心太陽距離等から仮想受光面Ｆへの各年月日及び時間毎の日射量を算出して、年間日射受光量Ｑｙを求めてもよい。
【００５６】
（Ｆ）上記実施形態では、好適高さ位置導出システムＳの入力部１０１において、太陽光発電モジュール５を設置する予定場所の緯度、経度を入力するように構成されたが、これに限らず、入力部１０１において、緯度、経度に加えて方位角を入力可能に構成し、年間日射受光量導出工程Ｓ１において、仮想受光面Ｆの方位角に対応する日射量データを日射量のデータベースから選択して、年間日射受光量Ｑｙを求めてもよい。
【００５７】
（Ｇ）上記実施形態では、角度θが５°毎に対応する仮想受光面Ｆにおける夫々の位置Ｐの年間日射受光量Ｑｙを演算したが、これに限らず、年間日射受光量Ｑｙを演算する夫々の位置Ｐを、角度θが５°より小さい角度毎に対応する位置Ｐとしてもよいし、角度θが５°より大きい角度毎に対応する位置Ｐとしてもよい。また、仮想受光面Ｆの上下方向において連続的に日射量を求めてもよい。
【００５８】
（Ｈ）上記実施形態では、年間日射受光量Ｑｙを求める位置Ｐを、角度θが０°から８０°の範囲に設けたが、これに限らず、位置Ｐを、角度θが０°から９０°の範囲に設けたてもよく、太陽光発電モジュール５を設置する予定場所の南中高度αや、手摺Ｈに設置する太陽光発電モジュール５の高さ寸法等に応じて適宜変更することができる。
【００５９】
（Ｉ）上記実施形態では、好適高さ位置導出工程Ｓ２において、好適高さ位置Ｐｍを求めるために年間日射受光量Ｑｙと高さ位置Ｐとの関係を、３次、４次又は６次多項式で近似したが、これに限らず、５次多項式又は７次以上の多項式で近似してもよい。
【００６０】
（Ｊ）上記実施形態では、演算プログラム１０５がインストールされた好適高さ位置導出システムＳによって、好適角度θｍを求めて好適高さ位置Ｐｍを求め、その好適高さ位置Ｐｍを太陽光発電モジュール５の受光面上端位置Ｙとして、太陽光発電モジュール５を手摺Ｈの内面に取り付けたが、これに限らず、演算プログラム１０５がインストールされた好適高さ位置導出システムＳを使用せずに、角度θが、３１°〜４０°の範囲となる高さ位置Ｐを太陽光発電モジュール５の受光面上端位置Ｙとして、太陽光発電モジュール５を手摺Ｈの内面に取り付けてもよい。この場合、太陽光発電モジュール５を設置する予定場所の地域に対応する好適角度θｍが記載されたマップ等を作成して、このマップ等に基づいて、太陽光発電モジュール５を手摺Ｈの内面に取り付けてもよい。
【００６１】
（Ｋ）上記実施形態では、演算プログラム１０５がコンピュータで構成された好適高さ位置導出システムＳにインストールされたが、これに限らず、演算プログラム１０５がコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。記録媒体は、例えば、光ディスクや半導体メモリ等の媒体で構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上説明したように、太陽光発電モジュールを透光壁の内側に設ける場合において、横行部材の日陰の影響が少ない位置に取り付けることを可能にする太陽光発電モジュールの取付高さ位置の導出方法、太陽光発電モジュールの取付方法、及び、太陽光発電モジュールの取付高さ位置を演算するプログラムを提供することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１        バルコニー
１ａ      外端縁部
２        側壁（壁部材）
３        笠木（横行部材）
３ａ      下端部
３ｃ      外側下端位置
４        取付具
５        太陽光発電モジュール
１０５    演算プログラム（プログラム）
１０６    年間日射受光量導出手段
１０７    好適高さ位置導出手段
１０８    好適高さ位置出力手段（出力手段）
Ｄ        変化率
Ｆ        太陽光受光面
Ｈ        立設壁、透光壁
Ｐ        位置
Ｐｍ      好適高さ位置（位置）
Ｑｙ      年間日射受光量
Ｓ１      年間日射受光量導出工程
Ｓ２      好適高さ位置導出工程
Ｙ        受光面上端位置
β        太陽仰角
θ        角度（角）
【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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