(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、
方位角及び仰角のそれぞれについて３６０度の範囲内の任意の角度の姿勢をとり得るよう、前記支持部に支持された集光型太陽光発電パネルと、
前記集光型太陽光発電パネルの姿勢を変える駆動装置と、
発電時には、前記駆動装置により前記集光型太陽光発電パネルを駆動して太陽の光を当てるとともに、一定出力以上の発電が得られない場合には洗浄モードを実行しうる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記洗浄モードを実行するときは、前記集光型太陽光発電パネルが、その受光面への付着物を風、重力を同時に利用することにより除去し易い姿勢になるように、かつ、前記受光面に対して斜めに風が当たる姿勢になるよう前記駆動装置を制御し、所定時間その姿勢を保って前記付着物が除去され重力により自然落下することを促した後、前記集光型太陽光発電パネルを元の姿勢に戻し、
前記集光型太陽光発電パネルは、前記洗浄モードにおいて、斜め下向きにした前記受光面に風が当たる姿勢をとる
太陽光発電システム。
【請求項２】
支持部と、
方位角及び仰角のそれぞれについて３６０度の範囲内の任意の角度の姿勢をとり得るよう、前記支持部に支持された集光型太陽光発電パネルと、
前記集光型太陽光発電パネルの姿勢を変える駆動装置と、
発電時には、前記駆動装置により前記集光型太陽光発電パネルを駆動して太陽の光を当てるとともに、一定出力以上の発電が得られない場合には洗浄モードを実行しうる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記洗浄モードを実行するときは、前記集光型太陽光発電パネルが、その受光面への付着物を雨、風、重力を同時に利用することにより除去し易い姿勢になるように、かつ、前記受光面に対して斜めに風が当たる姿勢になるよう前記駆動装置を制御し、所定時間その姿勢を保って前記付着物が除去され重力により自然落下することを促した後、前記集光型太陽光発電パネルを元の姿勢に戻し、
前記集光型太陽光発電パネルは、前記洗浄モードにおいて、斜め上向きにした前記受光面に降雨及び風を当てる姿勢をとる
太陽光発電システム。
【請求項３】
前記制御装置は、少なくとも雨及び風に関する気象情報を外部の情報源から取得し、前記洗浄モードのスケジューリングを行い、当該スケジューリングに基づいて前記駆動装置を制御する請求項１又は請求項２に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
降雨センサ及び風向風速センサを備え、前記制御装置は、これらのセンサ出力に基づいて前記駆動装置を制御する請求項１又は請求項２に記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
前記受光面には、親水性又は撥水性の層が形成されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
【請求項６】
前記洗浄モードにおいて、前記集光型太陽光発電パネルを微振動させる加振装置が設けられている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
【請求項７】
支持部と、方位角及び仰角のそれぞれについて３６０度の範囲内の任意の角度の姿勢をとり得るよう、前記支持部に支持された集光型太陽光発電パネルと、前記集光型太陽光発電パネルの姿勢を変える駆動装置とを備えた太陽光発電装置についてのパネル洗浄方法であって、
一定出力以上の発電が得られない場合には洗浄モードを実行し
前記洗浄モードを実行するときは、前記駆動装置を制御することにより、前記集光型太陽光発電パネルが、その受光面への付着物を風、重力を同時に利用することにより除去し易い姿勢になるように、かつ、前記受光面に対して斜めに風が当たる姿勢になるよう前記駆動装置を制御し、所定時間その姿勢を保って前記付着物が除去され重力により自然落下することを促した後、前記集光型太陽光発電パネルを元の姿勢に戻し、
前記集光型太陽光発電パネルは、前記洗浄モードにおいて、斜め下向きにした前記受光面に風が当たる姿勢をとる
パネル洗浄方法。
【請求項８】
支持部と、方位角及び仰角のそれぞれについて３６０度の範囲内の任意の角度の姿勢をとり得るよう、前記支持部に支持された集光型太陽光発電パネルと、前記集光型太陽光発電パネルの姿勢を変える駆動装置とを備えた太陽光発電装置についてのパネル洗浄方法であって、
一定出力以上の発電が得られない場合には洗浄モードを実行し
前記洗浄モードを実行するときは、前記駆動装置を制御することにより、前記集光型太陽光発電パネルが、その受光面への付着物を雨、風、重力を同時に利用することにより除去し易い姿勢になるように、かつ、前記受光面に対して斜めに風が当たる姿勢になるよう前記駆動装置を制御し、所定時間その姿勢を保って前記付着物が除去され重力により自然落下することを促した後、前記集光型太陽光発電パネルを元の姿勢に戻し、
前記集光型太陽光発電パネルは、前記洗浄モードにおいて、斜め上向きにした前記受光面に降雨及び風を当てる姿勢をとる
パネル洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽光発電システムに関し、特に、太陽光発電パネルの受光面の洗浄に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電パネルは、自然環境に晒されているため、表面（受光面）が汚れる。汚れは、発電効率の低下に繋がる。特に、集光型で太陽を追尾する太陽光発電装置は、表面が汚れると発電効率が大きく（例えば２０％程度）低下する場合がある。例えば、砂漠地方に設置された太陽光発電装置は、表面に塵埃が堆積し、結露と相まって粘着状態になると自然には取れず、発電効率の低下を招く。
そこで、表面のクリーニング機能を設けた太陽光発電装置が提案されている（例えば、特許文献１の図２，特許文献２の図１，図２参照。）。
これらの先行技術では、いずれも、ブラシが表面を移動してクリーニングを行う構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４９６６７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２４３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ブラシ及びこれを駆動するクリーニング装置を太陽光発電パネル全体に取り付けるのは、構造が複雑化してコストが高くなる。また、故障も生じやすいので、保守点検も頻繁に行わなければならない。
【０００５】
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、複雑なクリーニング装置を設けることなく、簡易に洗浄機能を実現する太陽光発電システム及びパネル洗浄方法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】
【０００６】
本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、特許請求の範囲によって定められるものである。
本発明の太陽光発電システムは、支持部と、方位角及び仰角のそれぞれについて任意の角度の姿勢をとり得るよう、前記支持部に支持された太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルの姿勢を変える駆動装置と、発電時には、前記駆動装置により前記太陽光発電パネルを駆動して太陽の光を当てるとともに、洗浄モードを実行するときは、前記太陽光発電パネルが、その受光面への付着物を雨、風、結露、重力を含む自然現象の少なくとも一部の利用により除去し易い姿勢になるよう前記駆動装置を制御する制御装置と、を備えている。
【０００７】
また、本発明のパネル洗浄方法は、支持部と、方位角及び仰角のそれぞれについて任意の角度の姿勢をとり得るよう、前記支持部に支持された太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルの姿勢を変える駆動装置とを備えた太陽光発電装置についてのパネル洗浄方法であって、洗浄モードを実行するときは、前記駆動装置を制御することにより、前記太陽光発電パネルが、その受光面への付着物を雨、風、結露、重力を含む自然現象の少なくとも一部の利用により除去し易い姿勢にするパネル洗浄方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複雑なクリーニング装置を設けることなく、簡易に洗浄機能を実現する太陽光発電システム及びパネル洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】１基分の、集光型の太陽光発電装置の正面図である。
【図２】１基分の、集光型の太陽光発電装置の側面図である。
【図３】集光型の太陽光発電モジュールの一例を拡大して示す斜視図（一部破断）である。
【図４】１個のフレネルレンズと、セルとの光学的な関係を示す斜視図である。
【図５】自然現象として重力と風とを利用する洗浄モードのパターン１を示す図である。
【図６】自然現象として雨、風、重力を利用する洗浄モードのパターン２を示す図である。
【図７】自然現象として結露、重力を利用する洗浄モードのパターン３を示す図である。
【図８】集光型の太陽光発電装置の姿勢制御に関するシステム部分を含む、太陽光発電システムの一例を示す図である。
【図９】洗浄工程を実行するためのフローチャートである。
【図１０】太陽光発電システムの、システム構成の他の例を示す図である。
【図１１】図８の構成に、加振装置を付加した構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
【００１１】
（１）この太陽光発電システムは、支持部と、方位角及び仰角のそれぞれについて任意の角度の姿勢をとり得るよう、前記支持部に支持された太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルの姿勢を変える駆動装置と、発電時には、前記駆動装置により前記太陽光発電パネルを駆動して太陽の光を当てるとともに、洗浄モードを実行するときは、前記太陽光発電パネルが、その受光面への付着物を雨、風、結露、重力を含む自然現象の少なくとも一部の利用により除去し易い姿勢になるよう前記駆動装置を制御する制御装置と、を備えている。
【００１２】
上記（１）のような太陽光発電システムでは、洗浄モードを実行するとき制御装置が駆動装置を動作させて、太陽光発電パネルは、その受光面への付着物を自然現象の利用により除去し易い姿勢になる。従って、例えば、雨、風、結露、重力等、自然現象を利用した受光面の洗浄を行うことができる。
【００１３】
（２）また、（１）の太陽光発電システムにおいて、前記制御装置は、少なくとも雨及び風に関する気象情報を外部の情報源から取得し、前記洗浄モードのスケジューリングを行い、当該スケジューリングに基づいて前記駆動装置を制御するようにしてもよい。
この場合、外部の情報源から信頼性の高い気象情報を取得することにより、洗浄モードを計画的に行うことができる。また、太陽光発電パネル側には、雨や風に対するセンサ等を設ける必要が無い。
【００１４】
（３）また、（１）の太陽光発電システムにおいて、降雨センサ及び風向風速センサを備え、前記制御装置は、これらのセンサ出力に基づいて前記駆動装置を制御するようにしてもよい。
この場合、太陽光発電パネルが設置されている現場の気象状況に応じて、洗浄モードを臨機応変に行うことができる。
【００１５】
（４）また、（１）〜（３）のいずれかの太陽光発電システムにおいて例えば、前記洗浄モードでは、斜め下向きにした前記受光面に風が当たる姿勢をとることができる。
この場合、斜め下向きにすることで受光面に付着した塵埃等の付着物の自然落下を促進し、さらに、風が当たることで塵埃等を強制的に落下させることができる。
【００１６】
（５）また、（１）〜（３）のいずれかの太陽光発電システムにおいて例えば、前記洗浄モードでは、斜め上向きにした前記受光面に降雨及び風を当てる姿勢をとることができる。
この場合、斜め上向きにした受光面への降雨により、受光面に付着した塵埃等の付着物を洗い流し、さらに風によって、洗い流す効果を高めることができる。
【００１７】
（６）また、（１）〜（３）のいずれかの太陽光発電システムにおいて例えば、前記洗浄モードでは、夜間から明け方まで、前記受光面を真上に向けて水平に保ち、その後前記受光面を立てて結露水を落下させることができる。
この場合、真上を向けた受光面に蓄積する結露水を、受光面を立てることで受光面に付着した塵埃等の付着物とともに洗い流すことができる。
【００１８】
（７）また、（１）〜（６）のいずれかの太陽光発電システムにおいて、前記受光面には、親水性又は撥水性の層が形成されていることが好ましい。
この場合、洗浄モードでの付着物の除去を促進することができる。
【００１９】
（８）また、（１）〜（７）のいずれかの太陽光発電システムにおいて、前記洗浄モードのとき、前記太陽光発電パネルを微振動させる加振装置が設けられていてもよい。
この場合、加振装置で太陽光発電パネルを微振動させることにより、洗浄モードでの付着物の除去を促進することができる。
【００２０】
（９）一方、パネル洗浄方法としての観点からは、支持部と、方位角及び仰角のそれぞれについて任意の角度の姿勢をとり得るよう、前記支持部に支持された太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルの姿勢を変える駆動装置とを備えた太陽光発電装置についてのパネル洗浄方法であって、洗浄モードを実行するときは、前記駆動装置を制御することにより、前記太陽光発電パネルが、その受光面への付着物を雨、風、結露、重力を含む自然現象の少なくとも一部の利用により除去し易い姿勢にするパネル洗浄方法である。
【００２１】
上記（９）のような洗浄方法によれば、洗浄モードを実行するとき太陽光発電パネルは、その受光面への付着物を自然現象の利用により除去し易い姿勢になる。従って、例えば、雨、風、結露、重力等、自然現象を利用した受光面の洗浄を行うことができる。
【００２２】
［実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
《太陽光発電装置》
図１及び図２はそれぞれ、１基分の、集光型の太陽光発電装置の正面図及び側面図である。図１において、太陽光発電装置１００は、左右２翼に分かれたパネルを備える太陽光発電パネル１と、その支持部２と、支持部２を鉛直に地面に固定する架台３とを備えている。架台３は、地面に固定されている。支持部２の上端の、太陽光発電パネル１の支持点には、二軸ドライブ２ｄが設けられている。この二軸ドライブ２ｄにより、太陽光発電パネル１は、図のＸ軸に平行な軸２ｘを中心とする仰角方向の回動と、Ｚ軸に平行な支持部２を中心とする方位角方向の回動とが可能である。なお、広義の「支持部」は、支持部２のみならず、二軸ドライブ２ｄや架台３も含む。
【００２４】
回動範囲として、軸２ｘを中心とした仰角方向の場合は、太陽光発電パネル１をＺ方向の真上（天頂）に向けた水平な姿勢（０度）から、鉛直姿勢（９０度）を経て、Ｚ方向の真下を向けた水平な姿勢（１８０度）まで、１８０度の回動が、双方向に（つまり３６０度）可能である。支持部２を中心とする回動も、３６０度可能である。このように３６０度の回動が可能となるのは、回動の妨げとならないように、両翼のパネル間の隙間に、支持部２や二軸ドライブ２ｄが設けられているからである。このようにして太陽光発電パネル１は、方位角及び仰角のそれぞれについて任意の角度の姿勢をとり得るように、支持部２に支持されている。
【００２５】
図２は、仰角方向への回動の様子の一例を示している。支持部２には、駆動装置４が設けられている。駆動装置４は、二軸ドライブ２ｄの内蔵モータを駆動するための駆動回路を有している。各軸のモータ（ステッピングモータ）の動作により、太陽光発電パネル１は、方位角、仰角のそれぞれについて任意の角度の姿勢をとることができる。
【００２６】
図１に戻り、太陽光発電パネル１の各翼は、例えば縦９×横１０の太陽光発電モジュール１Ｍをマトリクス状に並べて構成されている。従って、両翼の太陽光発電パネル１で、１８０個の太陽光発電モジュール１Ｍが存在している。
【００２７】
《太陽光発電モジュール》
図３は、集光型の太陽光発電モジュール（以下、単にモジュールとも言う。）１Ｍの一例を拡大して示す斜視図（一部破断）である。図において、モジュール１Ｍは、平底の底面１１ａを有するバット状の筐体１１と、底面１１ａに接して複数列に並べるように配置されたフレキシブルプリント配線板１２と、筐体１１の鍔部１１ｂに、蓋のように取り付けられた集光部１３とを、主要な構成要素として備えている。筐体１１は、金属製である。
【００２８】
フレキシブルプリント配線板１２は、細片フィルム状の絶縁基材に、回路パターンを構成する導電体層を設けたものであり、その上に、セル１２ｃその他の電子部品が実装されている。セル１２ｃとしては、耐熱性を有する発電効率の高い太陽電池が用いられる。
【００２９】
集光部１３は、フレネルレンズアレイであり、太陽光を集光するフレネルレンズ１３ｆがマトリックス状に複数個（例えば縦１６×横１２で、１９２個）並んで形成されている。このような集光部１３は、例えば、ガラス板を基材として、その裏面（内側）にシリコーン樹脂膜を形成したものとすることができる。フレネルレンズ１３ｆは、この樹脂膜に形成される。フレネルレンズ１３ｆの総数及び配置は、セル１２ｃの総数及び配置と同じであり、互いに光軸を一致させるように、一対一に対応している。筐体１１の外面には、モジュール１Ｍの出力を取り出すためのコネクタ１４が設けられている。
【００３０】
図４は、１個のフレネルレンズ１３ｆと、セル１２ｃとの光学的な関係を示す斜視図である。フレネルレンズ１３ｆの光軸Ａｘは、セル１２ｃの中心と交差する。フレネルレンズ１３ｆに対して太陽光が入射角０度で入射すると、フレネルレンズ１３ｆで収束させられた光は、セル１２ｃに集まり、セル１２ｃが発電する。日中、太陽光発電パネル１（図１）が太陽を正確に追尾すれば、常にこのような光学的関係となり、効率よく発電が行われる。
【００３１】
《洗浄モード》
次に、発電とは別に実行される洗浄モードについて説明する。洗浄モードを実行するときは、駆動装置４により、太陽光発電パネル１が、受光面への付着物を自然現象の利用により除去し易い姿勢になるようにする。駆動装置４を制御するのは、制御装置であり、これについては後述する。自然現象とは、主に、雨、風、結露、重力である。
洗浄モードは、基本的には、発電しない夜間に実行される。但し、日中でも、例えば、雲が深く垂れ込めて十分な発電ができず、かつ、雨が降っているか又は所定の強さ以上の風が吹いているときには実行することができる。
【００３２】
《洗浄モードのパターン１》
図５は、自然現象として重力と風とを利用する洗浄モードのパターン１を示す図である。この場合、太陽光発電パネル１の受光面１ａは、斜め下を向いている。また、単に斜め下というだけではなく、風（横風）が受光面１ａに当たるように、斜め下を向いている。斜め下に向けることで、受光面１ａに堆積した塵埃等の付着物が自然落下するのを促進することができる。また、風を受けることにより、風が受光面１ａに沿って図の矢印に示すように流れるので、受光面１ａに付着した塵埃等を強制的に落下させることができる。
【００３３】
例えば砂漠のような、雨が少なく砂ぼこりの多い地域に設置した太陽光発電パネル１では、このような洗浄モードの実行が有効である。この場合、風は、所定の風速が必要であり、また、風が吹いてくる方向・時間の情報が必要である。なお、「斜め下」の角度範囲は、受光面１ａが真下を向いて水平である状態（１８０度）と、受光面１ａが鉛直に立っている状態（９０度）の間の範囲である。受光面１ａが水平に近いほど塵埃等は自然落下しやすいが、風圧を受けにくいので塵埃等を除去する（剥がす）効果が少なくなる。逆に、受光面１ａが鉛直に近づくほど風圧を強く受けるが、風が受光面１ａに沿って流れにくいので、塵埃等を除去する効果が薄れる。
【００３４】
なお、図５と類似するパターンとしては、受光面１ａをほぼ鉛直に立てて、受光面１ａに対して斜め方向から風を受けることも可能である。
【００３５】
《洗浄モードのパターン２》
図６は、自然現象として雨、風、重力を利用する洗浄モードのパターン２を示す図である。この場合、太陽光発電パネル１の受光面１ａは、斜め上を向いている。また、単に斜め上というだけではなく、風（横風）が受光面１ａに斜めから当たるような方位を向いている。なお、風は、受光面１ａが向いている方位から当たってもよいが、斜めから当たることが好ましい。
【００３６】
まず、受光面１ａを斜め上に向けることで、降雨により、受光面１ａの塵埃等の付着物は洗い流され、落下する。また、風を受けることにより、風が受光面１ａに沿って流れ、水流の撹拌効果を与えるので、受光面１ａに付着した塵埃等を洗い流す効果を高めることができる。
【００３７】
この場合、降雨の時間を捉えて、このような姿勢をとる必要がある。また、所定の風速の風があれば、風が吹いてくる方向・時間の情報が必要である。なお、「斜め上」の角度範囲は、受光面１ａが真上を向いて水平である状態（０度）と、受光面１ａが鉛直になっている状態（９０度）の間の範囲である。受光面１ａが水平に近いほど受ける雨の総量が多くなるが、流速が出ないので、塵埃等を洗い流す効果が薄れる。また、風は通りやすいが、風圧を受けにくいので風による撹拌効果が少なくなる。逆に、受光面１ａが鉛直に近づくほど雨の流速が早くなり、塵埃等除去効果は得られるが、受ける雨の総量が少なくなる。風による撹拌効果も出にくくなる。なお、雨のみでも一定の塵埃等除去効果は得られるので、洗浄モードのパターン２は、風が無いか又は風が弱い場合でも、適用可能である。
【００３８】
《洗浄モードのパターン３》
図７は、自然現象として結露、重力を利用する洗浄モードのパターン３を示す図である。この場合、まず夜間には（ａ）に示すように、太陽光発電パネル１の受光面１ａは、真上を向いて水平である（夜間の通常姿勢）。この状態で、気温が下がると、受光面１ａに多量の結露が生じる。水平であるため、結露水は表面張力で受光面１ａに溜まっている。溜まった状態の結露水は、受光面１ａの表面にこびりついた汚れを柔らかくして取れやすくする。次に、朝が近づくと、（ｂ）に示すように受光面１ａを斜め上向きにする。これにより、結露水が塵埃等の付着物とともに流れ落ちる。結露水が流れ落ち、日が昇ると、（ｃ）に示すように太陽を追尾する通常の発電状態とする。
【００３９】
《受光面のコーティング》
上記のような洗浄モード１〜３の実行による洗浄効果をより高めるためには、塵埃等の汚れが受光面１ａから取れやすくするための低摩擦コーティングを施すことが好ましい。
コーティング剤として超親水性塗膜（例えば、ＳｉＯ２）を形成すると、結露水や降雨により汚れを洗い流す効果が高められる。また、超撥水性塗膜（フッ素系塗膜や微細な凹凸のある塗膜）を形成すると、汚れの付着を減らす効果が得られる。
このような親水性又は撥水性の層により、洗浄モードでの付着物の除去を促進することができる。
【００４０】
《洗浄モードの制御を含む太陽光発電システム》
次に、上に例示した洗浄モードの制御を実行することができる太陽光発電システムについて説明する。
図８は、集光型の太陽光発電装置１００の姿勢制御に関するシステム部分を含む、太陽光発電システム２００の一例を示す図である。図において、集光型の太陽光発電装置１００は、前述のように、太陽の追尾動作のための駆動装置４を備えている。駆動装置４は、仰角（elevation）方向への駆動用のステッピングモータ４ｅ、方位角（azimuth）方向への駆動用のステッピングモータ４ａと、これらを駆動する駆動回路４ｄとを備えている。これらのステッピングモータ４ｅ，４ａは、二軸ドライブ２ｄに内蔵されている。
なお、ステッピングモータは一例に過ぎず、他の動力源でもよい。
【００４１】
太陽光発電装置１００には、太陽光発電パネル１の空きスペース等を利用するか又はその近傍に、追尾センサ５及び日射計６が設けられている。日射計６の出力信号は、制御装置８の制御部８１に入力される。また、太陽光発電パネル１の発電電力は、電力計７で検知することができ、制御部８１には検知した電力を示す信号が入力される。駆動装置４は、太陽光発電パネル１の設置場所の緯度、経度を記憶し、また、時計機能を有している。駆動装置４は、追尾センサ５の出力信号と、緯度・経度・時刻から演算される太陽の位置とに基づいて、太陽光発電パネル１が常に太陽に向くよう、追尾動作を行う。但し、追尾センサ５は設けない場合もある。その場合には、緯度・経度・時刻から演算される太陽の位置にのみ基づいて追尾動作が行われる。
【００４２】
制御装置８は、通常、太陽光発電装置１００から離れて設けられる。制御装置８内には、制御部８１の他、気象情報格納部８２、及び、洗浄工程スケジュール部８３が存在する。制御装置８は、コンピュータ、メモリ、補助記憶装置等を用いて機能的に各部（８１〜８３）を構成することができる。気象情報格納部８２には、外部データソース９から、太陽光発電装置１００が設置されている場所の、局所的な気象情報が提供される。制御装置８と外部データソース９とは、例えばインターネットを介して接続される。外部データソース９とは、設置する国や地域によって異なるが、例えば国・地方公共団体の機関又は民間気象情報会社が提供する気象予報データソースである。
【００４３】
洗浄工程スケジュール部８３は、気象情報格納部８２に格納された情報に基づいて洗浄工程をスケジューリングする。制御部８１は、洗浄工程スケジュール部８３が用意した洗浄工程のスケジュールに基づいて、駆動装置４を駆動し、太陽光発電装置１００に洗浄モードを実行させる。
【００４４】
図９は、洗浄工程を実行するためのフローチャートの一例である。このフローチャートの処理は、定期的に実行される。フローチャートの実行主体は、制御装置８である。
まず、ステップＳ１において制御装置８は、外部データソース９から最新の気象情報を取得し、気象情報格納部８２に格納する。次に制御装置８は、取得した気象情報に基づいて洗浄工程のスケジューリングを行う（ステップＳ２）。なお、洗浄工程を実行するのは一般には夜間であるが、まれに日中でも可能であるため、ここでは、夜間のみならず日中も含めたスケジューリングを行う例について説明する。
【００４５】
例えば所定の強さ以上の風が吹くと予想される時間帯があれば、その時間帯と風向きとに基づくパターン１（図５）の姿勢の洗浄モードを実行する予定を立てる。
また、降雨が予想される場合は、その時間帯にパターン２（図６）の姿勢の洗浄モードを実行する予定を立てる。さらに所定の強さ以上の風も予想される場合は、その風が好適な角度（斜め）から当たるように方位角も考慮した、パターン２の姿勢の洗浄モードを実行する予定を立てる。
また、雨も、所定の強さの風も予想されない場合は、夜間に、パターン３（図７）の洗浄モードを実行する予定を立てる。
【００４６】
次に、制御装置８は、現在、日中か夜間かを判定する（ステップＳ３）。制御装置８は、例えば内蔵する時計機能により、これを判定することができる。また、発電電力や、日射計６の出力によっても、判定可能である。
【００４７】
ステップＳ３での判定結果が「日中」であれば、制御装置８は、一定出力以上で発電中か否かを判定する（ステップＳ８）。この判定結果は、通常は「Ｙｅｓ」となり、処理終了となる。すなわち、この場合には、洗浄モードは実行されない。
【００４８】
一方、ステップＳ３において「夜間」の場合には、制御装置８は、洗浄工程の開始時期か否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、まだ時間的に開始時期ではない場合には、制御装置８は、一旦処理を終了する。そして、次に当該フローチャートを実行するとき、気象情報が同じであれば、同様に、制御装置８はステップＳ４に達する。気象情報は随時変化する可能性があるので、このようにして、最新の気象情報に基づいてスケジューリングした洗浄工程を実行することができる。
【００４９】
洗浄工程の開始時期になった場合は、制御装置８は、洗浄工程を実行し（ステップＳ５）、終了させる（ステップＳ６）。その後、制御装置８は、太陽光発電パネル１の姿勢を元に戻す（ステップＳ７）。夜間であれば、受光面１ａを真上に向けた水平姿勢である。これにより、当該フローチャートの処理終了となる。
【００５０】
なお、日中でもまれに、暗くなって一定出力以上で発電できない場合がある（ステップＳ８の「Ｎｏ」）。このような場合は、制御装置８は、日中の洗浄工程がスケジューリングされているか否かを判定する（ステップＳ９）。すなわち、雨や風によって、パターン１（図５）又はパターン２（図６）の洗浄モードが実行できる場合である。パターン３は夜間専用であるため、日中の洗浄モードにはなり得ない。ステップＳ９で「Ｎｏ」の場合は、処理終了となり、また、「Ｙｅｓ」の場合はステップＳ４〜Ｓ７の処理が実行される。
【００５１】
《まとめ》
以上のように、本実施形態の太陽光発電システムでは、発電時には、駆動装置４により太陽光発電パネル１を駆動して太陽の光を当てるとともに、洗浄モードを実行するときは、太陽光発電パネル１が、その受光面１ａへの付着物を雨、風、結露、重力を含む自然現象の少なくとも一部の利用により除去し易い姿勢になるよう駆動装置４を制御する制御装置８を備えている。
【００５２】
これにより、洗浄モードを実行するとき制御装置８が駆動装置４を動作させて、太陽光発電パネル１は、その受光面１ａへの付着物を、自然現象の利用により除去し易い姿勢になる。従って、雨、風、結露、重力等、自然現象を利用した受光面１ａの洗浄を行うことができる。これにより、複雑なクリーニング装置を設けることなく、簡易に洗浄機能を実現する太陽光発電システムを提供することができる。
このようなシステムは、特に、水道水による洗浄ができないか又は困難な場所、あるいは、水道料金が高い国や地域に設置された太陽光発電パネルの洗浄に好適である。
【００５３】
また、制御装置８は、気象情報を外部の情報源（外部データソース９）から取得し、洗浄モードのスケジューリングを行い、当該スケジューリングに基づいて駆動装置４を制御するが、信頼性の高い気象情報を取得することにより、洗浄モードを計画的に行うことができる。また、太陽光発電パネル側には、雨や風に対するセンサ等を設ける必要が無い。
【００５４】
また、本実施形態は、太陽光発電装置１００についてのパネル洗浄方法でもある。すなわち、洗浄モードを実行するときは、駆動装置４を制御することにより、太陽光発電パネル１が、その受光面１ａへの付着物を雨、風、結露、重力を含む自然現象の少なくとも一部の利用により除去し易い姿勢にするパネル洗浄方法である。
かかる洗浄方法によれば、洗浄モードを実行するとき太陽光発電パネル１は、その受光面１ａへの付着物を自然現象の利用により除去し易い姿勢になる。従って、例えば、雨、風、結露、重力等、自然現象を利用した受光面１ａの洗浄を行うことができる。これにより、複雑なクリーニング装置を設けることなく、簡易に洗浄機能を実現するパネル洗浄方法を提供することができる。
【００５５】
《システム構成の他の例》
図１０は、太陽光発電システムの、システム構成の他の例を示す図である。図８と異なるのは、気象情報の情報源が外部データソースではなく、自前のセンサ出力に基づく点であり、その他の構成は同様である。すなわち、雨に関しては降雨センサ９１、風向き及び風量に関しては風向風速センサ９２からセンサ出力が制御装置８の気象情報格納部８２に提供される。また、温湿度計９３から温度及び湿度に関するセンサ出力が制御装置８の気象情報格納部８２に提供される。
【００５６】
この場合、雨や風の予報に基づいて予め洗浄工程のスケジューリングを行うことはできない。しかし、制御装置８は、降雨センサ９１及び風向風速センサ９２のセンサ出力に基づいて洗浄モードのパターン１又は２を実行できる状態（夜間又は、日中でも十分に発電できない状態）であれば直ちに実行するスケジューリングを行って、駆動装置４に指令を送り、太陽光発電パネル１は洗浄モードの姿勢をとる。
【００５７】
これにより、受光面１ａの洗浄を行うことができる。また、降雨センサ９１及び風向風速センサ９２のセンサ出力に基づいて、洗浄モードのパターン１又は２のいずれも実行できる状態でなくなった場合は、制御装置８及びその指令を受けた駆動装置４は、太陽光発電パネル１を、元の姿勢に戻す。こうして、太陽光発電パネル１が設置されている現場の気象状況に応じて、洗浄モードを臨機応変に行うことができる。
一方、温湿度計９３からのセンサ出力に基づいて、夜間から朝方にかけて結露が発生することの予測を行うことができる。従って、このような結露が予測される場合は、洗浄モードのパターン３のスケジューリングを行い、実行することができる。なお、夜間から朝方の時間帯に限らず、気温の急変等により結露が発生し易い状況が予測される場合にも、洗浄モードのパターン３を実行することが可能である。
なお、図１０の構成（降雨センサ９１、風向風速センサ９２及び温湿度計９３を設ける。）を、図８の構成に併用することも可能である。
【００５８】
《その他》
なお、上記の実施形態では、集光型の太陽光発電に関して説明したが、上述の洗浄モードの適用は、集光型に限定されない。例えば、集光型でない一般的な太陽光発電装置であっても、図１と同様な回動メカニズムを装備すれば、自然現象を利用した洗浄モードの実行が可能となる。
【００５９】
また、上記の実施形態では自然現象のみを利用した洗浄モードの実行について説明したが、自然現象に加えて、例えば太陽光発電パネル１を微振動させる加振装置を設け、洗浄モードでは加振により、受光面１ａの付着物の除去を促進することができる。このような加振装置は、例えば携帯電話等のバイブレーション機能を実現する構成を少し大型化したものにより、容易に実現することができる。
図１１は、図８の構成に、加振装置２０を付加した構成を示す図である。
【００６０】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６１】
１  太陽光発電パネル
１ａ  受光面
１Ｍ  太陽光発電モジュール
２  支持部
２ｄ  二軸ドライブ
２ｘ  軸
３  架台
４  駆動装置
４ａ、４ｅ  ステッピングモータ
４ｄ  駆動回路
５  追尾センサ
６  日射計
７  電力計
８  制御装置
９  外部データソース
１１  筐体
１１ａ  底面
１１ｂ  鍔部
１２  フレキシブルプリント配線板
１２ｃ  セル
１３  集光部
１３ｆ  フレネルレンズ
１４  コネクタ
２０  加振装置
８１  制御部
８２  気象情報格納部
８３  洗浄工程スケジュール部
９１  降雨センサ
９２  風向風速センサ
９３  温湿度計
１００  太陽光発電装置
２００  太陽光発電システム
【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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