(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換により発電する発電機能を有する太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの周囲を保持する保持部と、前記保持部から前記太陽電池パネルの受光面と対向する裏面側に延びて開口を有する側面部とを有する保持フレームと、
前記開口に挿通され、冷却液を前記太陽電池パネルの裏面に散布するための散布口が設けられたホースと、
を備え、
前記太陽電池パネルの裏面に固定された基体部と、前記太陽電池パネルの裏面から離間する方向に前記基体部から突出して設けられた支持部と、を備え、前記ホースが前記支持部に嵌め込まれることにより、対向する前記保持フレーム間において前記ホースを支持する支持部品を、前記太陽電池パネルの裏面に備えること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
太陽電池モジュールであって、
光電変換により発電する発電機能を有する太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの周囲を保持する保持部と、前記保持部から前記太陽電池パネルの受光面と対向する裏面側に延びて開口を有する側面部とを有する保持フレームと、
前記開口に挿通され、冷却液を前記太陽電池パネルの裏面に散布するための散布口が設けられたホースと、
を備え、
前記太陽電池モジュールが設置場所に設置された状態で前記太陽電池モジュールの下部領域に前記冷却液を散布するための他の散布口を備えること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記冷却液が水であること、
を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記ホースは、前記太陽電池パネルの裏面を複数回横切る状態に配置されていること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記太陽電池パネルは、
前記太陽電池パネルの受光面側に配置されて透光性絶縁基板からなる受光面側保護部と、
前記太陽電池パネルの前記受光面と対向する裏面側に配置されて透光性絶縁基板からなる裏面側保護部と、
前記受光面側保護部と前記裏面側保護部との間において前記受光面側保護部の面方向において配列されて封止された複数の太陽電池セルと、
を備え、
前記太陽電池パネルは、透光性を有する窓部を有すること、
を特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記ホースは、前記太陽電池セルの裏面に配置されていること、
を特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールが複数配列され、隣り合う前記太陽電池モジュールの前記ホースが接続ホースで接続されていること、
を特徴とする太陽電池システム。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールの前記ホースに供給する前記冷却液を貯留する冷却液供給部と、
前記冷却液供給部から前記ホースに前記冷却液を搬送するポンプと、
前記ホースと前記冷却液供給部とを接続する搬送ホースと、
を備えることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項９】
前記太陽電池モジュールの発電量を計測する発電量計測部と、
前記ポンプによる前記冷却液の供給を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の太陽電池システム。
【請求項１０】
複数の前記太陽電池モジュールが電気的に接続されて配列され、隣り合う前記太陽電池モジュールの前記ホースが接続ホースで接続され、
前記発電量計測部は、接続された前記太陽電池モジュール全体の発電量を計測すること、
を特徴とする請求項９に記載の太陽電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの冷却機能を備える太陽電池モジュールおよび太陽電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、一般的に、太陽電池モジュール本体である太陽電池パネルと、太陽電池パネルを保持するフレームとを備えて構成される。太陽電池パネルは、電気的に直列または並列に接続された複数の太陽電池セルが、太陽電池セルの受光面側に配置された透明基板および受光面と対向する裏面側に配置された基板と、樹脂とによって封止された構成を有する。フレームは、太陽電池パネルとの接合部に配置された緩衝部材を介して、太陽電池パネルの周囲に配置されている。また、フレームは、太陽電池パネルを保持するとともに、屋根上といった太陽電池モジュールの設置場所に太陽電池モジュールを設置するための施工部材との取付け構造を構成する。
【０００３】
シリコン結晶系太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールは、温度の上昇により発電性能が低下することが一般的に知られている。そこで、特許文献１には、太陽電池モジュールを冷却する技術として、光を受光して発電可能な発電パネルと、発電パネルの外周部に設けられて発電パネルを固定する為のフレーム枠とを有する太陽電池モジュールと、伝熱可能な伝熱シートと、伝熱シートの裏面側に設けられて内部に熱媒体を流通させる為の配管とを有する熱交換パネルとを有する発電熱交換ハイブリッドパネルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１５２２４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、上記従来の技術によれば、熱交換パネルの配管に熱伝導性の良い金属材料を用いる場合は、太陽電池モジュールが重くなる、という問題があった。太陽電池モジュールが重い場合には、太陽電池モジュールの取り付けの負荷が大きくなる。また、熱交換パネルの配管に樹脂材料を用いる場合は、樹脂材料は熱伝導性が高くないため、太陽電池モジュールの冷却効果が低下する、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池モジュールの重量の増加を抑制しつつ、太陽電池モジュールの冷却効果の高い太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュールは、光電変換により発電する発電機能を有する太陽電池パネルと、太陽電池パネルの周囲を保持する保持部と、保持部から太陽電池パネルの受光面と対向する裏面側に延びて開口を有する側面部とを有する保持フレームと、開口に挿通され、冷却液を太陽電池パネルの裏面に散布するための散布口が設けられたホースと、を備える。また、太陽電池モジュールは、太陽電池パネルの裏面に固定された基体部と、太陽電池パネルの裏面から離間する方向に基体部から突出して設けられた支持部と、を備え、ホースが支持部に嵌め込まれることにより、対向する保持フレーム間においてホースを支持する支持部品を、太陽電池パネルの裏面に備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、太陽電池モジュールの重量の増加を抑制しつつ、太陽電池モジュールの冷却効果の高い太陽電池モジュールが得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの構成を示す平面図であり、太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示す図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの構成を示す平面図であり、太陽電池モジュールを受光面と対向する裏面側から見た状態を示す図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの構成を示す要部断面図であり、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った要部断面図
【図４】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの構成を示す要部断面図であり、図２におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った要部断面図
【図５】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池パネルの構造を模式的に示す要部断面図
【図６】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールにおける冷却液の散布状態を模式的に示す要部断面図
【図７】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールに支持部品が設けられた状態を模式的に示す要部断面図
【図８】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールに支持部品が設けられた状態を模式的に示す要部断面図であり、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図
【図９】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの使用例を示す模式図であり、太陽電池モジュールが農地上に設置された例を示す模式図
【図１０】本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールを模式的に示す斜視図
【図１１】本発明の実施の形態３にかかる太陽電池システムの構成を模式的に示す平面図であり、太陽電池システムを裏面側から見た平面図
【図１２】本発明の実施の形態４にかかる太陽電池システムの構成を示す図
【図１３】本発明の実施の形態４にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールおよび太陽電池システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０の構成を示す平面図であり、太陽電池モジュール１０を受光面側から見た状態を示す図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０の構成を示す平面図であり、太陽電池モジュール１０を受光面と対向する裏面側から見た状態を示す図である。図３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０の構成を示す要部断面図であり、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った要部断面図である。図４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０の構成を示す要部断面図であり、図２におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った要部断面図である。図５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池パネル２０の構造を模式的に示す要部断面図ある。
【００１２】
太陽電池モジュール１０は、受光面２０ａから光を受光して発電する発電機能を有する太陽電池パネル２０と、太陽電池パネル２０の周囲に設けられて太陽電池パネル２０を保持する保持フレーム３０と、冷却液４２の散布用のホース４０と、を備える。
【００１３】
太陽電池パネル２０は、受光面２０ａ側から見た場合に多角形形状となる板状形状を呈する。本実施の形態１では、太陽電池パネル２０は、受光面２０ａ側から見た場合に、すなわち太陽電池パネル２０の面方向において長方形状を呈する。太陽電池パネル２０は、光電変換により太陽光を電力に変換する光電変換部であり格子状に配列された複数の太陽電池セル２１を備える。太陽電池セル２１は、太陽電池セル２１の面方向において長方形状を呈する。なお、図２においては、図を見易くするために太陽電池セル２１の図示を省略している。
【００１４】
太陽電池パネル２０は、太陽電池パネル２０の受光面側に配置された透光性絶縁基板であるガラス基板からなる受光面側保護部２２と、受光面と対向する裏面側に配置された透光性絶縁基板であるガラス基板からなる裏面側保護部２３との間に、電気的に直列または並列に接続された複数の太陽電池セル２１が配置されている。複数の太陽電池セル２１は、離間した状態で裏面側保護部２３の面方向において格子状に規則的に配列されている。そして、複数の太陽電池セル２１は、導電性接続部材であるインターコネクタ２５によって電気的に接続されている。
【００１５】
また、複数の太陽電池セル２１は、受光面側保護部２２と裏面側保護部２３との間に狭持された電気的絶縁材料からなる封止部２４の中に封止されている。電気的絶縁材料には、エチレンビニルアセテート（Ethylene-vinyl  acetate：ＥＶＡ）樹脂またはポリエチレンテレフタレート（Polyethylene  terephthalate：ＰＥＴ）樹脂といった透光性を有する材料が用いられる。太陽電池パネル２０では、受光面側保護部２２側から光Ｌが入射する。
【００１６】
インターコネクタ２５は、導電性材料からなり、１つの太陽電池セル２１の受光面上に形成された受光面電極２１ａと、この太陽電池セル２１に隣接する他の太陽電池セル２１の裏面に形成された裏面電極２１ｂとに半田により接合されている。図５においては、隣接する太陽電池セル２１同士がインターコネクタ２５により電気的に直列に接続されている状態を示している。
【００１７】
保持フレーム３０は、多角形形状を呈する太陽電池パネル２０の各辺に設けられる。図１に示すように、太陽電池パネル２０の１つの辺に対して１本の保持フレーム３０が設けられる。すなわち、保持フレーム３０は、２対のフレーム部材、４つのフレーム部材に分割可能であり、各々のフレーム部材が太陽電池パネル２０の外周部に設けられて太陽電池パネル２０を保持する。
【００１８】
保持フレーム３０は、太陽電池パネル２０の裏面２０ｂとの間に間隔を空けて設けられている下辺部３１を有する。下辺部３１は、裏面２０ｂのうち太陽電池パネル２０の一辺に沿って延びる外周縁部２０ｃと対向する。ここで、図３および図４において、下辺部３１から太陽電池パネル２０に向かう方向を上方向、裏面２０ｂの外周縁部２０ｃから太陽電池パネル２０の一辺側に向かう方向を外側方向とし、外側方向の反対方向を内側方向とする。
【００１９】
保持フレーム３０は、図３および図４に示すように太陽電池パネル２０の裏面２０ｂの外周縁部２０ｃに向けて下辺部３１から延びる側面部である立ち上がり辺部３２を有する。ここで、下辺部３１は、立ち上がり辺部３２を基準として、立ち上がり辺部３２よりも内側に張り出している。なお、下辺部３１は、立ち上がり辺部３２よりも外側方向に張り出す部分を有していてもよい。また、保持フレーム３０は、図４に示すように立ち上がり辺部３２に、ホース４０を挿通する開口３２ａを有する。開口３２ａは、立ち上がり辺部３２の上端と下端との間の途中の領域に、厚み方向に貫通して設けられている。開口３２ａは、保持フレーム３０の長手方向において、１つ、または間隔を空けて複数個が設けられる。
【００２０】
立ち上がり辺部３２のうち太陽電池パネル２０側となる端部には、太陽電池パネル２０の一辺を保持する保持部３３が形成されている。なお、保持部３３が形成される立ち上がり辺部３２の端部を上端と称する。保持部３３は、立ち上がり辺部３２の上端から内側方向に張り出す内側張り出し上辺部３３ａと、内側張り出し上辺部３３ａの外側、すなわち立ち上がり辺部３２の上端から上方に向けて延びる上方延出部３３ｂと、上方延出部３３ｂから内側方向に延びて内側張り出し上辺部３３ａとの間に太陽電池パネル２０を挟持する挟持部３３ｃと、を有する。したがって、側面部である立ち上がり辺部３２は、開口３２ａを有し、保持部３３から太陽電池パネル２０の受光面２０ａと対向する裏面２０ｂ側に、太陽電池パネル２０の面内方向と交差する方向に延びている。
【００２１】
本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０は、太陽電池パネル２０の面方向において太陽電池パネル２０を介して対向する保持フレーム３０の立ち上がり辺部３２に設けられた開口３２ａに、冷却液４２の散布用のホース４０が挿通されている。ホース４０は、保持フレーム３０に設けられた開口３２ａに挿通されることにより、支持されている。
【００２２】
図６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０における冷却液４２の散布状態を模式的に示す要部断面図である。ホース４０は、太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに対向する面に、ホース４０内の冷却液４２を太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに向けて散布するための複数の散布口４１が設けられている。そして、ホース４０には、後述する冷却液供給部７１から冷却液４２が供給される。これにより、太陽電池モジュール１０は、冷却液供給部７１から供給された冷却液４２を散布口４１から太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに向けて直接散布することができ、散布口４１から散布した冷却液４２により、太陽電池パネル２０を裏面２０ｂ側から冷却することができる。すなわち、太陽電池モジュール１０は、冷却液４２を太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに向けて直接散布可能な冷却液４２の散布機能を有し、太陽電池パネル２０を冷却する冷却機能を有する。
【００２３】
ホース４０には、ゴムホースまたは塩化ビニル配管といった、ゴムまたは樹脂材料を用いることができる。ホース４０の材料にゴムまたは樹脂材料を用いることにより、金属材料を用いる場合に比べてホース４０の軽量化および低コスト化を図ることができる。また、ホース４０は、図１および図２に示すように太陽電池パネル２０の裏面２０ｂを複数回横切る状態に配置することで、太陽電池パネル２０の裏面２０ｂにおいてホース４０から冷却液４２が散布される領域を広くすることができる。すなわち、ホース４０は、太陽電池パネル２０の裏面２０ｂ側から保持フレーム３０の外側に突出した突出部分が折り返されて、再度保持フレーム３０から太陽電池パネル２０の裏面２０ｂ側に配置されて、太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに対応する領域を往復して配設されることが好ましく、複数回往復して配設されることがより好ましい。これにより、冷却液４２による太陽電池パネル２０の冷却範囲を広げることができ、冷却液４２による太陽電池パネル２０の冷却効果がより向上する。そして、冷却液４２による太陽電池パネル２０の冷却範囲は、太陽電池パネル２０の面内において、太陽電池パネル２０に含まれる全ての太陽電池セル２１の配置領域に及ぶことが好ましい。これにより、冷却液４２による太陽電池パネル２０の冷却効果が、さらに向上する。
【００２４】
冷却液４２には、入手が容易であり、コストが安い水を用いることができる。なお、冷却液４２は水に限定されない。
【００２５】
図７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０に支持部品４３が設けられた状態を模式的に示す要部断面図である。図８は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０に支持部品４３が設けられた状態を模式的に示す要部断面図であり、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。ホース４０は、太陽電池モジュール１０の面方向において太陽電池パネル２０を介して対向する２つの保持フレーム３０の開口３２ａによって支持されているが、図７および図８に示すようにホース４０を支持する支持部品４３を太陽電池パネル２０の裏面２０ｂ側に配置することが好ましい。
【００２６】
支持部品４３は、平板状を呈する基体部４０ａから支持部４３ｂが突出して設けられている。基体部４０ａは、太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに固定されている。基体部４０ａの固定方法は特に限定されず、たとえば接着剤を用いることができる。支持部品４３は、太陽電池パネル２０の裏面２０ｂにおいて、対向する保持フレーム３０間の任意の位置に１つまたは複数個が、支持部４３ｂが基体部４０ａの下方に位置する状態に配置される。支持部４３ｂは、ホース４０の断面外面形状に沿った断面内面形状を有し、一部が開口した環状を有する。支持部品４３は、支持部４３ｂにホース４０が嵌め込まれることにより、ホース４０が挿通されて対向する保持フレーム３０間においてホース４０を支持する。
【００２７】
支持部品４３を設けることにより、ホース４０の支持間隔が長くなる場合、すなわちホース４０が挿通されて対向する保持フレーム３０間の距離が長くなる場合でも、ホース４０を撓ませることなく、また、ホース４０を流れる冷却液４２の圧力によるホース４０の移動を抑制して、ホース４０を支持することができる。また、太陽電池パネル２０の裏面２０ｂからの支持部４３ｂの距離を調整することにより、太陽電池パネル２０の裏面２０ｂと散布口４１との距離を調整することができる。
【００２８】
また、保持フレーム３０の立ち上がり辺部３２の上下方向の長さが長い場合には、散布口４１と太陽電池パネル２０の裏面２０ｂとの距離は、保持フレーム３０の製造時に予め立ち上がり辺部３２における開口３２ａの位置を変更することにより調整可能である。また、散布口４１から太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに向けて散布される冷却液４２の勢いは、冷却液供給部７１からホース４０に供給される冷却液圧を調整する、または散布口４１の大きさを調整することにより調整可能である。また、散布口４１の大きさおよび形状を調整することにより、霧状になった冷却液４２を噴霧することが可能である。
【００２９】
図９は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０の使用例を示す模式図であり、太陽電池モジュール１０が農地上に設置された例を示す模式図である。図９に示す例では、実施の形態１に示した複数の太陽電池モジュール１０が設置部品５０を用いて、農地から上方に離間した状態で設置されている状態を示している。
【００３０】
太陽電池モジュール１０は、上述したように冷却液４２の散布機能を有している。このため、太陽電池モジュール１０を図９に示すように農地上に設置し、且つ冷却液４２に水を使用することにより、ホース４０の散布口４１から散布されて太陽電池モジュール１０を冷却した冷却液４２である水が、農地の農作物に降り注ぐ。これにより、太陽電池モジュール１０は、農地の農作物への給水機能を兼ね備えることが可能となる。ここで、ホース４０は、農作物との位置関係により、太陽電池モジュール１０の面内方向における配置を適宜調整することで、さらに農作物への給水機能を高めることができる。
【００３１】
また、太陽電池モジュール１０が設置場所である農地に設置された状態において太陽電池モジュール１０の下部領域である農地の農作物に水を散布するための他の散布口が、ホース４０における太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに対向していない面に設けられてもよい。太陽光は、太陽電池モジュール１０の周囲の領域および太陽電池モジュール１０間の領域から農地の農作物に降り注ぐため、農作物への日射を確保することができる。
【００３２】
上述したように、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０は、散布口４１を有するホース４０を太陽電池パネル２０の裏面２０ｂ側に備えることにより、直接、冷却液４２を太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに散布することができ、冷却液４２が直接太陽電池パネル２０の裏面２０ｂを冷却できる。これにより、太陽電池モジュール１０は、冷却効果の高い冷却機能を有する。このため、太陽電池モジュール１０は、配管の内部に熱媒体を流通させた熱交換パネルを用いて配管越しに太陽電池パネル２０を冷却する場合に比べて高い冷却効果が得られる。
【００３３】
また、太陽電池モジュール１０は、太陽電池モジュール１０の設置時にホース４０を保持フレーム３０の立ち上がり辺部３２における開口３２ａに挿通するだけで容易に冷却液４２の散布機能の取り付けを行うことができ、簡易な構造で冷却液４２の散布機能を実現できる。また、このような太陽電池モジュール１０の冷却機構は、冷却液４２を循環させる必要がないため、冷却液４２の交換および複雑なメンテナンスが不要であり、メンテナンス性に優れる。そして、冷却液４２に水を用いることにより、冷却液４２によるコストの増大を抑制して、安価なランニングコストを実現できる。
【００３４】
また、冷却液４２の搬送路を構成する部材としてゴムまたは樹脂材料からなるホース４０を用いることにより、冷却液４２の搬送路を構成する部材として金属材料を用いる場合に比べて太陽電池モジュール１０の重量の増加を抑制することができ、また太陽電池モジュール１０を安価に実現できる。ホース４０による太陽電池モジュール１０の重量の増加の抑制により、太陽電池モジュール１０の取り付け時の負荷の増大を抑制することができる。
【００３５】
したがって、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０は、太陽電池モジュール１０の重量およびコストの増加を抑制しつつ、冷却効果の高い冷却機能を有する太陽電池モジュールを実現できる。
【００３６】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュール１１を模式的に示す斜視図である。本実施の形態２における太陽電池モジュール１１は、実施の形態１に示した太陽電池モジュール１０の変形例であり、太陽電池パネル２０において太陽電池セル２１が部分的に取り除かれた構成を有する。すなわち、太陽電池パネル２０は、太陽電池パネル２０の面内において、太陽電池セル２１が配置されておらず、太陽電池パネル２０の受光面２０ａから入射した光を太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに透過させる、透光性を有する窓部を有する。窓部は、太陽電池セル２１が配置されていないため、受光面側保護部２２と裏面側保護部２３との間に封止部２４が積層された構成を有する。
【００３７】
太陽電池モジュール１１においては、太陽電池セル２１が図１に示したように格子状に配置された状態から、部分的に取り除かれて窓部が構成されている。すなわち、太陽電池セル２１は、太陽電池セル２１の配列形状である格子状の一部には配置されていない。これにより、太陽電池モジュール１１は、図９に示すように農地から上方に離間した状態で設置されて使用される場合に、農作物への日射量を調整することができる。太陽電池モジュール１１のホース４０からの散水は、発電素子である太陽電池セル２１を冷却できればよい。したがって、ホース４０は、裏面側保護部２３の面内方向において、すなわち太陽電池モジュール１１の面内方向において、太陽電池セル２１が配置されている領域だけに配置されれば十分である。ただし、太陽電池モジュール１１の面内方向において太陽電池セル２１が配置されていない領域に配置されていてもよい。
【００３８】
ここで、太陽電池パネル２０において受光面側に配置された受光面側保護部２２および裏面側に配置された裏面側保護部２３は、透光性を有するガラス基板である。このため、太陽電池モジュール１１においては、太陽電池セル２１が配置されていない領域である窓部では、太陽光が受光面側保護部２２および裏面側保護部２３を透過して農作物へ降り注ぐ。これにより、農作物への日射量を、より多くすることができる。
【００３９】
上述したように、本実施の形態２では、太陽電池モジュール１１を農地上に設置し、且つ冷却液４２に水を使用することにより、太陽電池モジュール１１を冷却するとともに農地の農作物へ給水することが可能である。また、太陽電池パネル２０において太陽電池セル２１が部分的に取り除かれた構成を有する太陽電池モジュール１１を農地上に設置することにより、農作物への日射量を、より多くすることができる。
【００４０】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池システム６０の構成を模式的に示す平面図であり、太陽電池システム６０を裏面側から見た平面図である。本実施の形態３にかかる太陽電池システム６０は、構成は同一である複数の太陽電池モジュール１０が、各太陽電池モジュール１０の長手方向を同方向に揃えて、且つ短手方向を同方向に揃えて、同一平面上において格子状に配置されている。太陽電池システム６０は、複数の太陽電池モジュール１０である太陽電池モジュール１０１、太陽電池モジュール１０２、太陽電池モジュール１０３・・・が格子状に配列され、各太陽電池モジュール１０のホース４０が直列に接続されている。なお、図１１においては、図を見易くするために太陽電池セル２１の図示を省略している。太陽電池モジュール１０１は、ホース４０が直列に接続された複数の太陽電池モジュール１０のうち一端側に位置する。
【００４１】
太陽電池モジュール１０１の保持フレーム３０に保持されたホース４０であるホース４０１の一端は、図示しない冷却液供給部７１に接続されている。太陽電池モジュール１０１の保持フレーム３０に保持されたホース４０１の他端と、太陽電池モジュール１０１に隣り合う太陽電池モジュール１０２の保持フレーム３０に保持されたホース４０であるホース４０２の一端とは、太陽電池モジュール１０１の面方向において太陽電池モジュール１０１と太陽電池モジュール１０２とに重複しない領域において、接続ホース４４により接続されている。
【００４２】
同様に、太陽電池モジュール１０２の保持フレーム３０に保持されたホース４０であるホース４０２の他端と、太陽電池モジュール１０２に隣り合う太陽電池モジュール１０３の保持フレーム３０に保持されたホース４０であるホース４０３の一端とは、太陽電池モジュール１０２の面方向における太陽電池モジュール１０２と太陽電池モジュール１０３とに重複しない領域において、接続ホース４４により接続されている。同様に、他の太陽電池モジュール１０のホース４０の他端と、隣り合う太陽電池モジュール１０のホース４０の一端とが接続ホース４４によって接続されることにより、複数の太陽電池モジュール１０のホース４０が直列に接続されている。ホース４０が直列に接続された複数の太陽電池モジュール１０のうち他端側に位置する太陽電池モジュール１０のホース４０の他端は、封止されている。接続ホース４４の上部には太陽電池モジュール１０は無いので、接続ホース４４には散布口４１は設けられていない。
【００４３】
太陽電池モジュール１０１では、図１１において紙面の左下側から右上側にホース４０１が配設されている。一方、太陽電池モジュール１０２では、図１１において紙面の右下側から左上側にホース４０２が配設されている。すなわち、太陽電池モジュール１０１では、図１１の紙面上の、太陽電池モジュール１０１の左下側においてホース４０１の一端が保持フレーム３０から外部に突出しており、太陽電池モジュール１０１の右上側においてホース４０１の他端が保持フレーム３０から外部に突出している。一方、太陽電池モジュール１０２では、図１１の紙面において、太陽電池モジュール１０２の右下側においてホース４０２の一端が保持フレーム３０から外部に突出しており、太陽電池モジュール１０２の左上側においてホース４０２の他端が保持フレーム３０から外部に突出している。したがって、太陽電池モジュール１０１と太陽電池モジュール１０２とは、基本的な構造は同じであるが、ホース４０の配置が異なる。
【００４４】
このように、ホース４０の配置が異なる太陽電池モジュール１０１，１０２は、太陽電池システム６０の太陽電池モジュール１０の短辺方向における、太陽電池モジュール１０１において太陽電池モジュール１０２に対向する長辺と、太陽電池モジュール１０２において太陽電池モジュール１０１に対向する長辺との間の中心線Ｃ１に対して線対称となる位置関係で配置されている。すなわち、太陽電池モジュール１０１と太陽電池モジュール１０２とは、太陽電池モジュール１０１の保持フレーム３０から突出したホース４０１の他端と、太陽電池モジュール１０２の保持フレーム３０から突出したホース４０２の一端とが対向する位置に配置されている。
【００４５】
また、ホース４０の配置が異なる太陽電池モジュール１０２，１０３は、太陽電池システム６０の太陽電池モジュール１０の短辺方向における、太陽電池モジュール１０２において太陽電池モジュール１０３に対向する長辺と、太陽電池モジュール１０３において太陽電池モジュール１０２に対向する長辺との間の中心線Ｃ２に対して線対称となる位置関係で配置されている。すなわち、太陽電池モジュール１０２と太陽電池モジュール１０３とは、太陽電池モジュール１０２の保持フレーム３０から突出したホース４０２の他端と、太陽電池モジュール１０３の保持フレーム３０から突出したホース４０３の一端とが対向する位置に配置されている。
【００４６】
すなわち、ホース４０の接続方向において隣り合う２つの太陽電池モジュール１０は、一方の太陽電池モジュールにおいて他方の太陽電池モジュールに対向する保持フレーム３０から突出したホース４０の他端と、他方の太陽電池モジュールにおいて一方の太陽電池モジュールに対向する保持フレーム３０から突出したホース４０の一端とが、ホース４０が突出した保持フレーム３０の長手方向に沿った位置が同じ位置とされている。
【００４７】
これにより、接続ホース４４の長さを短縮して、隣り合う太陽電池モジュール１０のホース４０間の接続を容易にすることができ、また、ホース４０における接続部分以外の他の部分との干渉を回避することができる。
【００４８】
なお、上記において格子状に配列された複数の太陽電池モジュール１０のホース４０を全て直列に接続する例を示したが、図１１において紙面の縦方向において隣り合う太陽電池モジュール１０のみを直列に接続し、図１１において紙面の横方向において隣り合う、縦方向においてホース４０が直列に接続された複数の太陽電池モジュール１０の列については、ホース４０を並列に接続してもよい。
【００４９】
また、上記においては、太陽電池モジュール１０毎にホース４０が設けられ、隣り合う太陽電池モジュール１０のホース４０間を接続ホース４４により接続する例を示したが、１本のホース４０を隣り合う太陽電池モジュール１０の保持フレーム３０の開口３２ａに順々に通してもよい。この場合は、全ての太陽電池モジュール１０にホース４０を配設した後に、ホース４０における各太陽電池モジュール１０の裏面２０ｂに対向する位置に散布口４１を設ければよい。これにより、各太陽電池モジュール１０におけるホース４０と接続ホース４４とを１本のホースにより一体に構成することができ、接続ホース４４および接続ホース４４の取り付け作業が不要になる。
【００５０】
上述したように、本実施の形態３にかかる太陽電池システム６０は、複数の太陽電池モジュール１０のホース４０間が接続ホース４４によって接続されることにより、重量およびコストの増加を抑制しつつ、冷却効果の高い冷却機能を有する太陽電池システム６０を実現できる。
【００５１】
実施の形態４．
図１２は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池システム７０の構成を示す図である。本実施の形態４にかかる太陽電池システム７０は、太陽電池モジュール１０と、太陽電池モジュール１０のホース４０に供給する冷却液４２を貯留する冷却液供給部７１と、冷却液供給部７１から太陽電池モジュール１０のホース４０に冷却液４２を搬送する動力源であるポンプ７２と、太陽電池モジュール１０のホース４０と冷却液供給部７１とを接続する搬送ホース７３と、太陽電池モジュール１０の発電量を計測する発電量計測部７４と、ポンプ７２による冷却液４２の供給を制御する制御部７５とを備える。ポンプ７２と制御部７５、および発電量計測部７４と制御部７５とは通信可能とされている。
【００５２】
搬送ホース７３の材料は特に限定されず、ゴムおよび樹脂材料といった各種材料を使用可能である。
【００５３】
発電量計測部７４は、太陽電池モジュール１０の発電量を計測して、計測結果を制御部７５に送信する。発電量計測部７４は、専用の構成部を設ける他、例えば太陽電池モジュール１０に接続されるパワーコンディショナーから太陽電池モジュール１０の発電量を制御部７５に送信する構成とすることにより実現できる。
【００５４】
制御部７５は、発電量計測部７４において計測された太陽電池モジュール１０の発電量に基づいてポンプ７２の駆動を制御して、冷却液供給部７１から太陽電池モジュール１０のホース４０への冷却液４２の供給のオンまたはオフ、および冷却液４２の供給量を制御する。制御部７５は、予め設定された周期で、太陽電池モジュール１０の現在の発電量と、予め設定された太陽電池モジュール１０の散布基準発電量とを比較する。散布基準発電量は、太陽電池モジュール１０のホース４０への冷却液４２の供給を行うか否かを判定するための基準値であり、予め制御部７５に記憶されている。そして、制御部７５は、太陽電池モジュール１０の現在の発電量が散布基準発電量よりも大きいと判定した場合に、ポンプ７２の駆動を制御して、冷却液供給部７１から太陽電池モジュール１０のホース４０への冷却液４２の供給を制御する。
【００５５】
制御部７５は、例えば、図１３に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。図１３は、本発明の実施の形態４にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図である。制御部７５が図１３に示す処理回路により実現される場合、制御部７５は、例えば、図１３に示すプロセッサ２０１がメモリ２０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、制御部７５の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ２０１およびメモリ２０２を用いて実現するようにしてもよい。
【００５６】
太陽電池モジュール１０、より具体的には太陽電池パネル２０は、日射量が増えると発電量が増加すると同時に、日射により温度が上昇する。すなわち、太陽電池モジュール１０の発電量が増加したときに、ホース４０から太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに冷却液４２を散布することにより、太陽電池パネル２０の温度上昇を抑制して発電効率を向上させることができる。また、発電量が散布基準発電量よりも大きいときのみに冷却液４２を太陽電池パネル２０の裏面２０ｂに散布することにより、冷却液４２の使用量を削減することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態４にかかる太陽電池システム７０に含まれる太陽電池モジュール１０は１つでもよく、また実施の形態３において示したように複数の太陽電池モジュール１０が電気的に接続され、且つホース４０が接続された構成とされていてもよい。複数の太陽電池モジュール１０が接続された構成の場合は、発電量計測部７４は、接続された複数の太陽電池モジュール１０全体の発電量を計測する。
【００５８】
上述したように、本実施の形態４にかかる太陽電池システム７０は、太陽電池モジュール１０と、冷却液供給部７１と、搬送ホース７３と、ポンプ７２と、発電量計測部７４と、制御部７５とを備える。これにより、本実施の形態４にかかる太陽電池システム７０は、自動で太陽電池モジュール１０に冷却液４２を散布することができ、自動で太陽電池モジュール１０を冷却して発電効率を向上させることができる。
【００５９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０，１１，１０１，１０２，１０３  太陽電池モジュール、２０  太陽電池パネル、２０ａ  受光面、２０ｂ  裏面、２０ｃ  外周縁部、２１  太陽電池セル、２２  受光面側保護部、２３  裏面側保護部、２４  封止部、２５  インターコネクタ、３０  保持フレーム、３１  下辺部、３２  立ち上がり辺部、３２ａ  開口、３３  保持部、３３ａ  内側張り出し上辺部、３３ｂ  上方延出部、３３ｃ  挟持部、４０，４０１，４０２，４０３  ホース、４０ａ  基体部、４１  散布口、４２  冷却液、４３  支持部品、４３ｂ  支持部、４４  接続ホース、５０  設置部品、６０，７０  太陽電池システム、７１  冷却液供給部、７２  ポンプ、７３  搬送ホース、７４  発電量計測部、７５  制御部、２０１  プロセッサ、２０２  メモリ、Ｃ１，Ｃ２  中心線。
【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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