(57)【要約】【課題】センサ類の増加によるコストの増加を防止しながらも、効率的な運転が可能な太陽エネルギー利用システムを提供する。【解決手段】太陽光を利用して発電可能な発電部と、発電部の熱を集熱可能な集熱部と、熱を蓄えることが可能な蓄熱槽と、集熱部と蓄熱槽との間を循環可能な伝熱媒体と、前記伝熱媒体を循環させる集熱ポンプと、発電部における発電量を検出する電力センサと、を具備し、発電部における発電量ＥＰＶの積算値が算出され、当該積算値が所定の閾値Ｎを超えた場合に集熱ポンプが駆動されて蓄熱槽に熱が蓄えられるものとした。【選択図】図２
2015087034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を利用して発電可能な発電部と、
前記発電部の熱を集熱可能な集熱部と、
熱を蓄えることが可能な蓄熱槽と、
前記集熱部と前記蓄熱槽との間を循環可能な伝熱媒体と、
前記伝熱媒体を循環させるポンプと、
前記発電部における発電量を検出する発電量検出手段と、
を具備し、
前記発電部における発電量の積算値が算出され、当該積算値が所定の閾値を超えた場合に前記ポンプが駆動されて前記蓄熱槽に熱が蓄えられる、太陽エネルギー利用システム。
【請求項２】
前記蓄熱槽内の温度を検出する蓄熱槽温度検出手段をさらに具備し、
前記所定の閾値は、
前記発電部が発電を開始した場合に前記ポンプを所定時間駆動させた後の前記蓄熱槽内の温度から推定される前記発電部の温度に基づいて決定される、
請求項１に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項３】
前記所定の閾値は、
推定された前記発電部の温度が低いほど高くなるように決定される、
請求項２に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項４】
前記所定の閾値は、
前記発電部による発電の開始からの経過時間に応じて増加するように更新される、
請求項２又は請求項３に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項５】
前記所定の閾値は、
前記発電部が発電を開始する直前の前記蓄熱槽内の温度が高いほど高くなるように決定される、
請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載の太陽エネルギー利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を利用して発電可能であると共に発電に伴って得られる熱を利用可能な太陽エネルギー利用システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光を利用して発電可能であると共に発電に伴って得られる熱を利用可能な太陽エネルギー利用システム（ハイブリッドシステム）の技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１には、太陽光を利用して発電可能な太陽光発電モジュール（発電部）と、太陽光発電モジュールの熱を集熱可能な太陽熱集熱モジュール（集熱部）と、熱を蓄えることが可能な蓄熱槽と、太陽熱集熱モジュールと蓄熱槽との間で液体熱媒体（伝熱媒体）を循環させる駆動ポンプ（ポンプ）と、蓄熱槽内の温度を検出する温度センサと、伝熱媒体の放熱を促進する放熱促進手段と、を具備する太陽エネルギー利用システムが記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載の太陽エネルギー利用システムにおいては、蓄熱槽内の温度が設定値よりも高くなると、放熱促進手段によって伝熱媒体の放熱が促される。これによって、電熱媒体の過度の温度上昇を防止することができ、発電部の発電効率の低下や損傷等を防止することができる。
【０００５】
しかし、特許文献１においては、集熱部から蓄熱槽へと熱を運ぶ（伝熱媒体を循環させる）ポンプの制御については言及されていない。このため、集熱部（発電部）の温度があまり上がっていない状態でポンプを駆動させて、集熱効率の悪い運転が行われることが懸念される。
【０００６】
また、このような問題を解決するために、高効率な制御が可能なシステムを構築しようとすると、センサ類（例えば、発電部（集熱部）の温度を検出する温度センサ等）が多数必要になるなど、コストの増加が懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３７５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、センサ類の増加によるコストの増加を防止しながらも、効率的な運転が可能な太陽エネルギー利用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】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、太陽光を利用して発電可能な発電部と、前記発電部の熱を集熱可能な集熱部と、熱を蓄えることが可能な蓄熱槽と、前記集熱部と前記蓄熱槽との間を循環可能な伝熱媒体と、前記伝熱媒体を循環させるポンプと、前記発電部における発電量を検出する発電量検出手段と、を具備し、前記発電部における発電量の積算値が算出され、当該積算値が所定の閾値を超えた場合に前記ポンプが駆動されて前記蓄熱槽に熱が蓄えられるものである。
【００１１】
請求項２においては、前記蓄熱槽内の温度を検出する蓄熱槽温度検出手段をさらに具備し、前記所定の閾値は、前記発電部が発電を開始した場合に前記ポンプを所定時間駆動させた後の前記蓄熱槽内の温度から推定される前記発電部の温度に基づいて決定されるものである。
【００１２】
請求項３においては、前記所定の閾値は、推定された前記発電部の温度が低いほど高くなるように決定されるものである。
【００１３】
請求項４においては、前記所定の閾値は、前記発電部による発電の開始からの経過時間に応じて増加するように更新されるものである。
【００１４】
請求項５においては、前記所定の閾値は、前記発電部が発電を開始する直前の前記蓄熱槽内の温度が高いほど高くなるように決定されるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
請求項１においては、センサ類の増加によるコストの増加を防止しながらも、効率的な運転が可能となる。すなわち、通常設けられる発電量検出手段を用いて制御を行うため、別途センサ類を設ける必要がない。
【００１７】
請求項２においては、センサ類の増加によるコストの増加を防止しながらも、効率的な運転が可能となる。すなわち、通常設けられる蓄熱槽温度検出手段を用いて制御を行うため、別途センサ類を設ける必要がない。また、集熱部から蓄熱槽へ伝熱媒体が運ばれた後の当該蓄熱槽内の温度に基づいて発電部の温度を推定し、所定の閾値を決定することで、発電部の温度に基づく閾値を設定することができる。
【００１８】
請求項３においては、適切な閾値を決定することができる。すなわち、推定された発電部の温度が低いほどポンプを駆動させるまでの発電量の積算値を多く（すなわち、閾値を高く）することで、発電部の温度を上昇させるための時間をより長く確保することができる。
【００１９】
請求項４においては、閾値を適切な値になるように更新することができる。すなわち、発電量の積算値は同じでも、日射量が低いほど発電部の温度は上昇し難い。よって、そのような日射量が低い場合（すなわち、発電量の積算値の増加具合が遅い場合）には閾値を増加させ、発電部の温度を上昇させるための時間をより長く確保することができる。
【００２０】
請求項５においては、適切な閾値を決定することができる。すなわち、発電部の温度が蓄熱槽内の温度よりもある程度高くないと、伝熱媒体を循環させても当該蓄熱槽に効率的に熱を蓄えることができない。よって、蓄熱槽内の温度に応じて閾値を増減させることで、発電部の温度を適切な温度まで上昇させるための時間を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の一形態に係る太陽エネルギー利用システムの構成を示した模式図。
【図２】同じく、制御態様を示したフローチャート。
【図３】（ａ）暫定初期値と推定された発電部の温度との関係を示した図。（ｂ）加算値と蓄熱槽内の温度との関係を示した図。
【図４】閾値と発電開始からの経過時間との関係を示した図。
【図５】（ａ）晴天の日における制御の様子を示した図。（ｂ）曇天の日における制御の様子を示した図。
【図６】雨天の日における制御の様子を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、図１を用いて、本発明に係る太陽エネルギー利用システムの実施の一形態である太陽エネルギー利用システム（以下、単に「システム」と記す）１について説明する。
【００２３】
システム１は、住宅等に設けられるものであり、太陽エネルギー（太陽光や太陽熱）を利用して発電された電力や集熱された熱を当該住宅で使用するためのものである。システム１は、主として発電部１０、集熱部２０、蓄熱槽３０、集熱ポンプ４０、熱交換器５０、出湯ポンプ６０、給湯設備７０及び主制御装置１００を具備する。
【００２４】
発電部１０は、太陽光を利用して発電するものである。発電部１０は、略平板状に形成された太陽電池パネル等により構成される。発電部１０は、例えば住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に設置される。発電部１０は、太陽光の日射量や当該発電部１０の状態（例えば、当該発電部１０の温度）等に応じた量の電力を発電することができる。
【００２５】
また、発電部１０において発電された電力は住宅内の負荷等へ供給される。当該電力の流通経路には、当該電力（発電部１０における発電量）を検出する電力センサ１２が設けられる。電力センサ１２は、本発明に係る発電量検出手段の実施の一形態である。
【００２６】
集熱部２０は、発電部１０の熱を集熱するものである。集熱部２０は、略平板状に形成された透明多孔室断熱材及び選択吸収膜等により構成される。集熱部２０は、発電部１０の裏面と対向して配置され、当該発電部１０と略一体的に形成される。集熱部２０の内部には、不凍液等の伝熱媒体が流通可能な配管（不図示）が配設される。集熱部２０は、前記配管を流通する伝熱媒体により、発電部１０の熱（具体的には、太陽光を受けたことによる太陽熱や、発電により発生した熱）を集熱することができる。
【００２７】
蓄熱槽３０は、熱を蓄えるためのものである。蓄熱槽３０は、伝熱媒体を保温した状態で貯溜することができる。蓄熱槽３０は、集熱配管３１を介して集熱部２０と接続され、伝熱媒体は当該集熱配管３１を介して集熱部２０と蓄熱槽３０との間を循環することができる。
【００２８】
また、蓄熱槽３０には、当該蓄熱槽３０内（蓄熱槽３０に貯溜された伝熱媒体）の温度を検出することが可能な蓄熱槽内温度センサ３２が設けられる。蓄熱槽内温度センサ３２は、蓄熱槽３０の下部に設けられ、特に蓄熱槽３０の下部に貯溜された伝熱媒体（すなわち、蓄熱槽３０内で比較的低温な伝熱媒体）の温度を検出することが可能である。
【００２９】
集熱ポンプ４０は、本発明に係るポンプの実施の一形態である。集熱ポンプ４０は、集熱部２０と蓄熱槽３０との間で伝熱媒体を循環させるためのものである。集熱ポンプ４０は集熱配管３１の中途部に設けられ、集熱配管３１内の伝熱媒体を圧送することによって当該伝熱媒体を集熱部２０と蓄熱槽３０との間で循環させることができる。
【００３０】
熱交換器５０は、伝熱媒体の熱を水へと伝えるためのものである。熱交換器５０は、循環配管５１を介して蓄熱槽３０と接続され、伝熱媒体は当該循環配管５１を介して蓄熱槽３０と熱交換器５０との間を循環することができる。
【００３１】
出湯ポンプ６０は、蓄熱槽３０と熱交換器５０との間で伝熱媒体を循環させるためのものである。出湯ポンプ６０は循環配管５１の中途部に設けられ、循環配管５１内の伝熱媒体を圧送することによって当該伝熱媒体を蓄熱槽３０と熱交換器５０との間で循環させることができる。
【００３２】
給湯設備７０は、住宅（例えば、浴室の浴槽等）に湯を供給するためのものである。給湯設備７０には給湯管７１が接続される。給湯管７１は、上水を給湯設備７０へと案内するものであり、その中途部が熱交換器５０を通過するように配設される。
【００３３】
主制御装置１００は、システム１の運転を制御するためのものである。主制御装置１００は、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶部、ＣＰＵ等の演算処理部等により構成される。
【００３４】
主制御装置１００は電力センサ１２と電気的に接続され、当該電力センサ１２から出力された検出結果を取得することができる。
主制御装置１００は蓄熱槽内温度センサ３２と電気的に接続され、当該蓄熱槽内温度センサ３２から出力された検出結果を取得することができる。
【００３５】
主制御装置１００は集熱ポンプ４０と電気的に接続され、当該集熱ポンプ４０の動作を制御することができる。
主制御装置１００は出湯ポンプ６０と電気的に接続され、当該出湯ポンプ６０の動作を制御することができる。
【００３６】
以下では、上述の如く構成されたシステム１が運転される様子の概略について説明する。
【００３７】
発電部１０に太陽光が照射されると、当該発電部１０において電力が発電され、当該電力は住宅内の負荷等へ供給される。また、発電部１０に太陽光が照射されると、当該太陽光による熱（太陽熱）や発電に伴う熱が発生する。当該熱は集熱部２０に集熱され、さらに集熱ポンプ４０によって循環される伝熱媒体によって蓄熱槽３０へと運ばれる（集熱される）。すなわち、蓄熱槽３０には高温になった伝熱媒体が貯溜されることになる。
【００３８】
さらに出湯ポンプ６０が駆動されると、当該出湯ポンプ６０によって循環される伝熱媒体によって、蓄熱槽３０の熱（高温の伝熱媒体）が熱交換器５０へと運ばれる。当該熱交換器５０において、伝熱媒体の熱が給湯管７１を流通してきた上水へと伝えられ、高温になった上水（湯）が給湯設備７０へと供給されることになる。
【００３９】
熱交換器５０において、上水へと熱を伝えて低温になった伝熱媒体は、蓄熱槽３０へと戻され、さらに集熱配管３１を介して再び集熱部２０へと循環される。このように伝熱媒体を循環させることで、集熱部２０から熱を運び出すことができ、ひいては発電部１０の温度上昇を抑制し、高温による当該発電部１０の発電効率の低下や損傷を防止することができる。
【００４０】
以下では、システム１の運転の制御の概要について説明する。
【００４１】
本実施形態の如く構成されたシステム１においては、発電部１０の熱を集める集熱部２０と蓄熱槽３０との間で伝熱媒体を循環させて当該蓄熱槽３０に熱を蓄える（集熱する）。このため、発電部１０と蓄熱槽３０内の温度にある程度の差（発電部１０の温度が蓄熱槽３０内の温度よりある程度高くなる状態）が生じていないと、伝熱媒体を循環させても効率的に集熱することはできない。すなわち、システム１においては、発電部１０の温度を把握し、当該温度に基づいて（発電部１０の温度が集熱可能な温度であるか否かを判定して）運転を制御することが効率化のために重要である。
【００４２】
一方、発電部１０の温度は日射量に大きく依存する。また、当該発電部１０における発電量も日射量に大きく依存するため、日射量の関数として表すことができる。したがって、発電部１０の温度は、発電部１０における発電量に依存するといえる。
【００４３】
そこで、本実施形態におけるシステム１では、発電部１０の温度と、発電部１０における発電量の積算値（積算発電量）とを関連付け、当該積算発電量に基づいてシステム１の運転を制御する。より具体的には、発電部１０の積算発電量の閾値を設定し、当該積算発電量が閾値を超えた時点で発電部１０がある程度の温度まで上昇した（発電部１０と蓄熱槽３０内の温度にある程度の差が生じた）ものと判断して集熱ポンプ４０を駆動させ、蓄熱槽３０への集熱を開始する。
【００４４】
システム１の運転の制御に用いる閾値は、蓄熱槽３０内の温度、発電部１０における発電開始からの経過時間及び蓄熱槽３０内の温度から推定される発電部１０の温度に基づいて設定する。
【００４５】
このような閾値を用いることにより、発電部１０における発電量を検出する電力センサ１２及び蓄熱槽３０内の温度を検出する蓄熱槽内温度センサ３２による検出結果を用いて制御を行うことができる。この電力センサ１２及び蓄熱槽内温度センサ３２は、制御内容にかかわらず、太陽エネルギー利用システムの状態を確認するために通常設置されると考えられるものである。このため、センサ類を極力増設することなく、本実施形態に係る制御を行うことが可能となる。
【００４６】
以下では、図２を用いて、システム１の運転の制御についてより詳細に説明する。
【００４７】
ステップＳ１０１において、主制御装置１００は、一日のうちで初めて発電部１０における発電量ＥＰＶが発生したか（発電部１０において発電が開始されたか）否かを判定する。
主制御装置１００は、発電量ＥＰＶが発生したと判定した場合、ステップＳ１０２に移行する。
主制御装置１００は、発電量ＥＰＶが発生していないと判定した場合、ステップＳ１０１の処理を再度行う。
【００４８】
ステップＳ１０２において、主制御装置１００は、集熱ポンプ４０を一定時間（例えば、３０（ｓ）程度）だけ駆動させ、集熱部２０の伝熱媒体を蓄熱槽３０内へと圧送する。
主制御装置１００は、ステップＳ１０２の処理を行った後、ステップＳ１０３に移行する。
【００４９】
ステップＳ１０３において、主制御装置１００は、一定時間駆動した集熱ポンプ４０を停止させる。
主制御装置１００は、ステップＳ１０３の処理を行った後、ステップＳ１０４に移行する。
【００５０】
ステップＳ１０４において、主制御装置１００は、集熱ポンプ４０の停止直後の蓄熱槽３０内の温度ＴＴの値を、発電部１０の温度ＴＰと推定する。
主制御装置１００は、ステップＳ１０４の処理を行った後、ステップＳ１０５に移行する。
【００５１】
ステップＳ１０５において、主制御装置１００は、本制御で用いられる発電部１０の積算発電量の閾値Ｎの初期値Ｎ０を算出する。当該初期値Ｎ０の算出には、ステップＳ１０３において推定された発電部１０の温度ＴＰを用いる。
なお、当該初期値Ｎ０の算出方法については後述する。
主制御装置１００は、ステップＳ１０５の処理を行った後、ステップＳ１０６に移行する。
【００５２】
ステップＳ１０６において、主制御装置１００は、初期値Ｎ０及び発電部１０における発電開始からの経過時間ｔに基づいて、閾値Ｎを更新する。
なお、当該閾値Ｎの更新方法については後述する。
主制御装置１００は、ステップＳ１０６の処理を行った後、ステップＳ１０７に移行する。
【００５３】
ステップＳ１０７において、主制御装置１００は、発電部１０における発電量ＥＰＶの積算値が閾値Ｎを超えたか否かを判定する。
主制御装置１００は、発電量ＥＰＶの積算値が閾値Ｎを超えたと判定した場合、ステップＳ１０８に移行する。
主制御装置１００は、発電量ＥＰＶの積算値が閾値Ｎを超えていないと判定した場合、ステップＳ１０６に移行する。
【００５４】
ステップＳ１０８において、主制御装置１００は、集熱ポンプ４０を駆動させ、集熱部２０と蓄熱槽３０との間で伝熱媒体を循環させる。これによって、集熱部２０で集熱された発電部１０の熱が、さらに蓄熱槽３０に集熱される。
主制御装置１００は、ステップＳ１０８の処理を行った後、ステップＳ１０９に移行する。
【００５５】
ステップＳ１０９において、主制御装置１００は、集熱ポンプ４０の駆動中における蓄熱槽３０内の温度変化量（時間差分）ΔＴＴが０以下になったか否かを判定する。すなわち、主制御装置１００は、蓄熱槽３０内の温度ＴＴの変化（上昇）が無くなった、又は低下し始めたか否かを判定する。
主制御装置１００は、蓄熱槽３０内の温度変化量（時間差分）ΔＴＴが０以下になったと判定した場合、ステップＳ１１０に移行する。
主制御装置１００は、蓄熱槽３０内の温度変化量（時間差分）ΔＴＴが０以下になっていないと判定した場合、ステップＳ１０９の処理を再度行う。
【００５６】
ステップＳ１１０において、主制御装置１００は、集熱ポンプ４０の駆動を停止させる。
【００５７】
以上のように、主制御装置１００は、一日のうちで初めて発電量ＥＰＶが発生した時点で（ステップＳ１０１）、集熱ポンプ４０を一定時間駆動させ（ステップＳ１０２）、その後当該集熱ポンプ４０を停止させる。主制御装置１００は、集熱ポンプ４０の停止直後の蓄熱槽３０内の温度ＴＴから、発電部１０の温度ＴＰを推定し（ステップＳ１０３）、当該温度ＴＰを用いて発電部１０の積算発電量の閾値Ｎの初期値Ｎ０を算出する（ステップＳ１０５）。
【００５８】
このように、主制御装置１００は、蓄熱槽３０内の温度（蓄熱槽内温度センサ３２の検出結果）に基づいて、発電部１０の温度ＴＰを推定することができる。これによって、発電部１０の温度ＴＰを検出するためのセンサを別途設ける必要がなくなるため、コストの増加を防止することができる。
【００５９】
また主制御装置１００は、発電部１０における発電量ＥＰＶの積算値が閾値Ｎを超えるまで、所定時間毎（例えば、１分毎等）に当該閾値Ｎを更新し続ける（ステップＳ１０６）。そして、発電量ＥＰＶの積算値が閾値Ｎを超えた場合には、発電部１０の温度がある程度上昇した（発電部１０の温度が集熱可能な温度になった）と判断し、集熱ポンプ４０を駆動させ（ステップＳ１０８）、蓄熱槽３０に熱を蓄える。
【００６０】
そして、主制御装置１００は、集熱ポンプ４０の駆動中における蓄熱槽３０内の温度変化量（時間差分）ΔＴＴが０以下になった場合（ステップＳ１０９）、発電部１０（集熱部２０）の熱が十分に蓄熱槽３０へと蓄えられたものと判断し、集熱ポンプ４０の駆動を停止させる（ステップＳ１１０）。
【００６１】
次に、ステップＳ１０５における閾値Ｎの初期値Ｎ０の算出方法について説明する。
【００６２】
初期値Ｎ０は、以下の数１を用いて算出される。
【００６３】
【数１】
2015087034.tif 000003
【００６４】
ここで、ＮＴは暫定的に決定される閾値の初期値（暫定初期値）、ＮＰは初期値Ｎ０に蓄熱槽３０内の温度を考慮するための加算値である。
【００６５】
上記数１の暫定初期値ＮＴは以下の数２を用いて算出される。
【００６６】
【数２】
2015087034.tif 000004
【００６７】
ここで、ａ、ｂ及びｃは正の定数、Ｔａは所定の基準値である。この暫定初期値ＮＴをグラフに表したものを、図３（ａ）に示す。
【００６８】
暫定初期値ＮＴは集熱ポンプ４０を一定時間駆動させて算出（推定）された発電部１０の温度ＴＰに基づいて決定される。この発電部１０の温度ＴＰは外気温度によって左右されるため、季節毎の気温の差異を考慮した閾値Ｎの算出が可能になる。
【００６９】
発電開始時の発電部１０の温度ＴＰが低いほど、発電部１０の温度が集熱可能な温度になる（発電部１０の温度が上昇して、蓄熱槽３０内の温度よりある程度高くなる）までに必要な太陽エネルギーは大きくなる。そこで図３（ａ）に示すように、暫定初期値ＮＴの値は、発電部１０の温度ＴＰが低いほど大きくなるように設定される。これによって、発電部１０の温度ＴＰが低いほど、集熱ポンプ４０が駆動されるまでに必要な発電量ＥＰＶの積算値（ステップＳ１０７参照）は大きくなる。
【００７０】
なお、発電部１０の温度ＴＰが基準値Ｔａを超える場合には、暫定初期値ＮＴを一定の値（ｃ）とし、最低限の閾値Ｎ（発電量ＥＰＶの積算値）を確保するものとする。
【００７１】
また、上記数１の加算値ＮＰは以下の数３を用いて算出される。
【００７２】
【数３】
2015087034.tif 000005
【００７３】
ここで、ｄ及びｅは正の定数である。この加算値ＮＰをグラフに表したものを、図３（ｂ）に示す。
【００７４】
加算値ＮＰは集熱ポンプ４０の駆動直前の蓄熱槽３０内の温度ＴＴに基づいて決定される。
【００７５】
蓄熱槽３０へと熱を集める場合、蓄熱槽３０内の温度ＴＴが高くなると、それ以上に発電部１０の温度を高くする必要があるため、閾値Ｎも大きい値に設定する必要がある。
反対に、蓄熱槽３０内の温度ＴＴが低い場合、閾値Ｎを小さい値に設定することで、早い段階で蓄熱槽３０へと熱を集めることができる。
【００７６】
そこで図３（ｂ）に示すように、加算値ＮＰの値は、蓄熱槽３０内の温度ＴＴが高いほど大きくなり、蓄熱槽３０内の温度ＴＴが低いほど小さくなる（負の値になる）ように設定される。このように設定された加算値ＮＰを暫定初期値ＮＴに加算して初期値Ｎ０を算出することで（数１参照）、初期値Ｎ０に蓄熱槽３０内の温度を考慮することができる。
【００７７】
但し、上述の如く加算値ＮＰは負の値を取り得るため、上記数１で暫定初期値ＮＴに加算値ＮＰを加算した際に、初期値Ｎ０が負の値や、正の値であっても極端に小さい値を取るおそれがある。そこで、上記数１で暫定初期値ＮＴに加算値ＮＰを加算した際に、初期値Ｎ０が所定の下限値を下回らないように予め設定される。
【００７８】
次に、ステップＳ１０６における閾値Ｎの更新方法について説明する。
【００７９】
閾値Ｎは、以下の数４を用いて更新される。
【００８０】
【数４】
2015087034.tif 000006
【００８１】
ここで、ｔ（分）は発電部１０における発電開始からの経過時間、ｔｂは所定の基準値である。また、ｆは正の定数である。この閾値Ｎをグラフに表したものを、図４に示す。
【００８２】
発電部１０の温度は、同じ発電量ＥＰＶの積算値が得られたとしても、日射量が高いほど上昇し易い。例えば、同じ発電量ＥＰＶの積算値が得られたとしても、晴天の日の方が曇天の日よりも発電部１０の温度が高くなる。この天候による差異を閾値Ｎに反映するために、当該閾値Ｎを経過時間ｔによって変化させる。
【００８３】
具体的には、発電部１０における発電開始からｔｂ（分）経過するまでは、閾値Ｎは初期値Ｎ０のまま一定とする。ここで、基準値ｔｂとしては、晴天の日において発電部１０の温度が集熱可能な温度まで上昇するのに必要な時間が設定される。当該時間（基準値ｔｂ）は、実験や数値解析等によって予め定められる。
【００８４】
一方、発電部１０における発電開始からｔｂ（分）経過した後は、毎分初期値Ｎ０のｆ（％）ずつ閾値Ｎを増加させていく。これによって、曇天の日など日射量が低い場合の、発電部１０の温度上昇の鈍化傾向を考慮することができる。
【００８５】
以下では、図５及び図６を用いて、晴天の日、曇天の日及び雨天の日のそれぞれにおける、システム１の制御の具体例について説明する。
なお、図５及び図６において示した発電部１０の温度ＴＰは、システム１の制御の様子を確認するために実際に測定された値（実測値）を示しているが、上述したように当該システム１の制御に発電部１０の温度ＴＰを実際に測定する必要はない。
【００８６】
図５（ａ）には、晴天の日においてシステム１を制御した場合の具体例を示している。晴天の日には、発電部１０における発電開始からｔｂ分程度経過した時点で、発電量ＥＰＶの積算値が閾値Ｎを超え、その時点から集熱ポンプ４０の駆動（蓄熱槽３０への集熱）が開始される。
【００８７】
この場合、発電部１０の温度ＴＰに着目すると、発電量ＥＰＶの積算値が閾値Ｎを超えた時点で、発電部１０の温度ＴＰが集熱可能な温度（蓄熱槽３０内の温度ＴＴとの差（ΔＴＰＴ）がある程度大きくなる温度）まで十分に上昇している。
【００８８】
図５（ｂ）には、曇天の日においてシステム１を制御した場合の具体例を示している。曇天の日には、発電部１０における発電開始からｔｂ分程度経過した時点では、まだ発電量ＥＰＶの積算値が閾値Ｎを超えていない。また、この時点では、発電部１０の温度ＴＰが集熱可能な温度まで上昇していない（蓄熱槽３０内の温度ＴＴとの差が小さい）。
【００８９】
曇天の日には、発電部１０における発電開始からｔｂ分以上経過した時点で、発電量ＥＰＶの積算値が閾値Ｎを超え、その時点から集熱ポンプ４０の駆動（蓄熱槽３０への集熱）が開始される。この時点では、発電部１０の温度ＴＰが集熱可能な温度（蓄熱槽３０内の温度ＴＴとの差（ΔＴＰＴ）がある程度大きくなる温度）まで十分に上昇している。
【００９０】
図６には、雨天の日においてシステム１を制御した場合の具体例を示している。雨天の日には、発電部１０における発電量ＥＰＶが少ないため、その積算値が閾値Ｎを超えることがない。すなわち、雨天の日においては、集熱ポンプ４０が駆動される（蓄熱槽３０への集熱が行われる）ことがない。
【００９１】
この場合、発電部１０の温度ＴＰに着目すると、発電部１０の温度ＴＰが集熱可能な温度（蓄熱槽３０内の温度ＴＴとの差がある程度大きくなる温度）まで上昇していない。すなわちこの場合は、非効率的な集熱ポンプ４０の駆動を防止することができる。
【００９２】
以上の如く、本実施形態に係るシステム１（太陽エネルギー利用システム）は、
太陽光を利用して発電可能な発電部１０と、
発電部１０の熱を集熱可能な集熱部２０と、
熱を蓄えることが可能な蓄熱槽３０と、
集熱部２０と蓄熱槽３０との間を循環可能な伝熱媒体と、
前記伝熱媒体を循環させる集熱ポンプ４０（ポンプ）と、
発電部１０における発電量を検出する電力センサ１２（発電量検出手段）と、
を具備し、
発電部１０における発電量ＥＰＶの積算値が算出され、当該積算値が所定の閾値Ｎを超えた場合に集熱ポンプ４０が駆動されて蓄熱槽３０に熱が蓄えられるものである。
このように構成することにより、センサ類の増加によるコストの増加を防止しながらも、効率的な運転が可能となる。すなわち、通常設けられる電力センサ１２を用いて制御を行うため、別途センサ類を設ける必要がない。
【００９３】
また、システム１は、
蓄熱槽３０内の温度を検出する蓄熱槽内温度センサ３２（蓄熱槽温度検出手段）をさらに具備し、
所定の閾値Ｎは、
発電部１０が発電を開始した場合に集熱ポンプ４０を所定時間駆動させた後の蓄熱槽３０内の温度ＴＴから推定される発電部１０の温度ＴＰに基づいて決定されるものである。
このように構成することにより、センサ類の増加によるコストの増加を防止しながらも、効率的な運転が可能となる。すなわち、通常設けられる蓄熱槽内温度センサ３２を用いて制御を行うため、別途センサ類を設ける必要がない。また、集熱部２０から蓄熱槽３０へ伝熱媒体が運ばれた後の当該蓄熱槽３０内の温度ＴＴに基づいて発電部１０の温度ＴＰを推定し、所定の閾値Ｎを決定することで、発電部１０の温度ＴＰに基づく閾値Ｎを設定することができる。
【００９４】
また、所定の閾値Ｎは、
推定された発電部１０の温度ＴＰが低いほど高くなるように決定されるものである。
このように構成することにより、適切な閾値Ｎを決定することができる。すなわち、推定された発電部１０の温度ＴＰが低いほど集熱ポンプ４０を駆動させるまでの発電量ＥＰＶの積算値を多く（すなわち、閾値Ｎを高く）することで、発電部１０の温度ＴＰを上昇させるための時間をより長く確保することができる。
【００９５】
また、所定の閾値Ｎは、
発電部１０による発電の開始からの経過時間ｔに応じて増加するように更新されるものである。
このように構成することにより、閾値Ｎを適切な値になるように更新することができる。すなわち、発電量ＥＰＶの積算値は同じでも、日射量が低いほど発電部１０の温度ＴＰは上昇し難い。よって、そのような日射量が低い場合（すなわち、発電量ＥＰＶの積算値の増加具合が遅い場合）には閾値Ｎを増加させ、発電部１０の温度ＴＰを上昇させるための時間をより長く確保することができる。
【００９６】
また、所定の閾値Ｎは、
発電部１０が発電を開始する直前の蓄熱槽３０内の温度ＴＴが高いほど高くなるように決定されるものである。
このように構成することにより、適切な閾値Ｎを決定することができる。すなわち、発電部１０の温度ＴＰが蓄熱槽３０内の温度ＴＴよりもある程度高くないと、伝熱媒体を循環させても当該蓄熱槽３０に効率的に熱を蓄えることができない。よって、蓄熱槽３０内の温度ＴＴに応じて閾値Ｎを増減させることで、発電部１０の温度ＴＰを適切な温度まで上昇させるための時間を確保することができる。
【００９７】
なお、本実施形態において説明したシステム１の構成は一例であり、本発明に係る太陽エネルギー利用システムは任意に構成することが可能である。
【００９８】
また、本実施形態で示した定数（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆ）は、実験や数値解析等によって適切な値を設定することが可能である。
【００９９】
また、本発明に係る太陽エネルギー利用システムは、住宅に限らず、種々の施設（集合住宅、商業施設、実験設備等）に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１      システム（太陽エネルギー利用システム）
１０    発電部
１２    電力センサ（発電量検出手段）
２０    集熱部
３０    蓄熱槽
３２    蓄熱槽内温度センサ（蓄熱槽温度検出手段）
４０    集熱ポンプ（ポンプ）
１００  主制御装置
【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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