(57)【要約】【課題】発電効率を確実に向上させることのできる太陽光発電パネル散水システムを提供する。【解決手段】受光面が傾斜して設置された太陽光発電パネル２と、太陽光発電パネル２の上端部に配置され、側面に設けられた複数の散水孔３Ａ〜３Ｄから太陽光発電パネル２の受光面に散水をする円形パイプ３とを備えた太陽光発電パネル散水システム１であって、複数の散水孔３Ａ〜３Ｄの向きを太陽光発電パネル２の受光面に対して各々変化させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面が傾斜して設置された太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルの受光面に散水することにより、レンズ効果を発現させるための水滴を当該受光面上に形成する散水部とを備えたことを特徴とする太陽光発電パネル散水システム。
【請求項２】
受光面が傾斜して設置された太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルの上端部に配置され、側面に設けられた複数の散水孔又はノズルから当該太陽光発電パネルの受光面に散水をする散水部とを備えた太陽光発電パネル散水システムであって、
前記複数の散水孔又はノズルの向きを前記太陽光発電パネルの受光面に対して各々変化させたことを特徴とする太陽光発電パネル散水システム。
【請求項３】
前記複数の散水孔又はノズルの軸と前記太陽光発電パネルの受光面との角度を５〜８０度の範囲に設定したことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電パネル散水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電パネルに散水することにより太陽光発電パネルを冷却し、発電効率向上を図った太陽光発電パネル散水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電においては、太陽光の受光量が多い程、太陽光発電パネルでの発電量が大きくなるが、真夏等に太陽光が強すぎて太陽光発電パネル自体の温度が大きく上昇すると、図９に示すように、太陽光発電パネルの発電効率が低下してしまうことが知られている。
【０００３】
そこで、従来より、太陽光発電パネルに散水することにより太陽光発電パネルを冷却し、太陽光発電パネルの発電効率を向上させた太陽光発電システムが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２又は特許文献３参照）。
【０００４】
また、太陽光発電パネルに液体を噴霧して太陽光発電パネルを冷却する太陽光発電システムも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
さらに、太陽光発電パネル表面に凹凸溝を形成し、太陽光がパネル表面で屈折して発電素子に垂直に照射されるようにして、発電効率の向上を図った太陽光発電システムも提案されている（例えば、特許文献５又は特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平８−１９５５０３号公報
【特許文献２】特開２００２−８８９９４号公報
【特許文献３】特開２００３−５６１３５号公報
【特許文献４】特開２００３−１９９３７７号公報
【特許文献５】特開２００１−７３７１号公報
【特許文献６】特開２００３−１８８３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術のうち特許文献１〜４では、散水又は液体噴霧で太陽光発電パネルを冷却させるだけであるので、発電効率の向上に限界がある。例えば、１℃冷却させても、発電効率が０.５％改善するにすぎない。
【０００７】
また、特許文献５・６では、発電効率を１０％位向上させることはできるが、太陽光発電パネルは屋外に設置されるため、凹凸溝に汚れが付着しやすく、凹凸溝が汚れた場合には発電効率が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明の課題は、発電効率を確実に向上させることのできる太陽光発電パネル散水システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、受光面が傾斜して設置された太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルの受光面に散水することにより、レンズ効果を発現させるための水滴を当該受光面上に形成する散水部とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、太陽光発電パネルの受光面上に形成された水滴に太陽光が当たると、太陽光は前記水滴におけるレンズ効果によって太陽光発電素子上に集光され、これにより、発電効率を高めることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、受光面が傾斜して設置された太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルの上端部に配置され、側面に設けられた複数の散水孔又はノズルから当該太陽光発電パネルの受光面に散水をする散水部とを備えた太陽光発電パネル散水システムであって、前記複数の散水孔又はノズルの向きを前記太陽光発電パネルの受光面に対して各々変化させたことを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、複数の散水孔又はノズルの向きを太陽光発電パネルの受光面に対して各々変化させたので、太陽光発電パネル上において、散水部に近い位置、散水部から遠い位置、及びそれらの中間位置等に色々な位置に散水され、太陽光発電パネル全体を均一に冷却することができる。特に、太陽光発電パネル上において、散水部から遠い位置に散水された場合は、水が周囲に飛散して水滴となるため、この水滴がレンズ効果を発現し、発電効率を高めることができる。
【００１３】
複数の散水孔又はノズルの軸と太陽光発電パネルの受光面との角度は、請求項３のように、５度〜８０度の範囲に設定することが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発電効率を確実に向上させることが可能な太陽光発電パネル散水システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明に係る太陽光発電パネル散水システムを示しており、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）の右側側面図である。この太陽光発電パネル散水システム１は、受光面が傾斜して設置された太陽光発電パネル２と、太陽光発電パネル２の上端部に配置され、側面の複数の散水孔３Ａ〜３Ｄから太陽光発電パネル２の受光面に散水をする散水部としての円形パイプ３とを備えている。
【００１７】
図２は円形パイプ３を示しており、（ａ）はその正面図、（ｂ）は散水孔３Ａ〜３Ｄの位置を概略的に示した図である。また、図３は図２（ｂ）の拡大図である。円形パイプ３には、図２及び図３に示すように、その側面に複数の散水孔３Ａ〜３Ｄが形成されている。
【００１８】
散水孔３Ａ〜３Ｄのうち、散水孔３Ａは基準となる方向（ここでは水平方向）に向けて開口している。散水孔３Ｂは散水孔３Ａよりも上方に形成され、散水孔３Ａ，３Ｂ間の角度は１０度に設定されている。また、散水孔３Ｃは散水孔３Ｂよりも上方に形成され、散水孔３Ｂ，３Ｃ間の角度も１０度に設定されている。さらに、散水孔３Ｄは散水孔３Ｃよりも上方に形成され、散水孔３Ｃ，３Ｄ間の角度も１０度に設定されている。
【００１９】
円形パイプ３の側面には、上記のような散水孔３Ａ〜３Ｄを一組とすれば、この一組の散水孔３Ａ〜３Ｄが円形パイプ３の軸方向に沿って複数組形成されている。そして、本実施例では、図１において、散水孔３Ａの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が５度に、散水孔３Ｂの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が１５度に、散水孔３Ｃの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が２５度に、散水孔３Ｄの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が３５度にそれぞれなるよう円形パイプ３が配設されている。
【００２０】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００２１】
例えば、図示していないポンプによって円形パイプ３内に送水すると、円形パイプ３側面の複数の散水孔３Ａ〜３Ｄから、太陽光発電パネル２上に散水される。このとき、散水孔３Ａはその散水角度が５度と比較的小さいため、散水孔３Ａからの散水は円形パイプ３に近い位置に落下し、また、散水孔３Ｄは散水角度が３５度と比較的大きいため、散水孔３Ｄからの散水は円形パイプ３から遠い位置に落下する。さらに、散水孔３Ｂ，３Ｃは散水角度がそれぞれ１５度と２５度で中間的であるから、散水孔３Ｂ，３Ｃからの散水は中間位置に落下する。これにより、太陽光発電パネル２全体を均一に冷却でき、発電効率を向上させることが可能となる。なお、発電効率とは、太陽光発電パネル２を１℃冷却したときの発電量向上率をいい、単位は[％／℃]である。
【００２２】
また、太陽光発電パネル２上において、円形パイプ３から遠い位置に落下した場合、水が周囲に飛散して水滴となるため、この水滴に太陽光が当たると、太陽光は水滴で屈折し、いわゆるレンズ効果によって太陽光は太陽光発電パネル２上に集光され、かつ太陽光発電パネル２の発電素子にほぼ垂直に照射されるようになって、太陽光発電パネル２全体を均一に冷却できる場合と相俟って、発電効率をより一層向上させることができる。
【００２３】
図４は、本実施例の変形例である。この変形例では、図１の場合に比べて、散水孔３Ａ〜３Ｄをより上方に向けて円形パイプ３が配設されている。つまり、この変形例では、散水孔３Ａの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が５０度に、散水孔３Ｂの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が６０度に、散水孔３Ｃの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が７０度に、散水孔３Ｄの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が８０度にそれぞれなるように円形パイプ３が配設されている。
【００２４】
この変形例によれば、図４に示すように、散水孔３Ｄはその散水角度が８０度と大きいため、散水孔３Ｄからの散水は高く上がって円形パイプ３に近い位置に落下し、また、散水孔３Ａは散水角度が５０度と８０度に比べれば小さいため、散水孔３Ａからの散水はあまり高く上がることなく円形パイプ３から遠い位置に落下する。さらに、散水孔３Ｂ，３Ｃは散水角度がそれぞれ６０度と７０度で中間的であるから、散水孔３Ｂ，３Ｃからの散水は中間位置に落下する。これにより、太陽光発電パネル２全体を均一に冷却でき、発電効率を向上させることが可能となる。
【００２５】
また、この変形例では、太陽光発電パネル２上において、円形パイプ３から遠い位置に落下した場合だけでなく、近くに落下した場合も、さらには中間位置に落下した場合も、散水された水は周囲に飛散して水滴となる。そして、この水滴に太陽光が当たると、いわゆるレンズ効果によって太陽光は太陽光発電パネル２上に集光され、かつ太陽光発電パネル２の発電素子に垂直に照射されるようになる。これによって、太陽光発電パネル２全体を均一に冷却できる場合という上記効果に加えて、発電効率を相乗的に向上させることができる。
【実施例２】
【００２６】
図５及び図６は実施例２を示している。本実施例では、図５に示すように、円形パイプ３の側面に散水孔３Ｅ〜３Ｈが円形パイプ３の軸方向に沿った水平な直線上に多数形成されている。散水孔３Ｅ〜３Ｈのうち、散水孔３Ｅは、図６（ａ）に示すように、その中心軸が基準となる方向（ここでは水平方向）に向けて、散水孔３Ｆは、同図（ｂ）に示すように、その中心軸が水平方向より１０度上方に向けて、散水孔３Ｇは、同図（ｃ）に示すように、その中心軸が水平方向より２０度上方に向けて、散水孔３Ｈは、同図（ｄ）に示すように、その中心軸が水平方向より３０度上方に向けてそれぞれ形成されている。
【００２７】
そして、本実施例では、図５において、散水孔３Ｅの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が５度に、散水孔３Ｆの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が１５度に、散水孔３Ｇの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が２５度に、散水孔３Ｈの中心軸と太陽光発電パネル２の受光面との角度（散水角度）が３５度にそれぞれなるよう円形パイプ３が配設されている。
【００２８】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００２９】
散水孔３Ｅはその散水角度が５度と比較的小さいため、散水孔３Ｅからの散水は円形パイプ３に近い位置に落下し、また、散水孔３Ｈは散水角度が３５度と比較的大きいため、散水孔３Ｈからの散水は円形パイプ３から遠い位置に落下する。さらに、散水孔３Ｆ，３Ｇは散水角度がそれぞれ１５度と２５度で中間的であるから、散水孔３Ｆ，３Ｇからの散水は中間位置に落下する。これにより、太陽光発電パネル２全体を均一に冷却でき、発電効率を向上させることが可能となる。
【００３０】
また、太陽光発電パネル２上において、円形パイプ３から遠い位置に落下した場合、水が周囲に飛散して水滴となるため、この水滴に太陽光が当たると、いわゆるレンズ効果によって太陽光は太陽光発電パネル２上に集光され、かつ太陽光発電パネル２の発電素子に垂直に照射されるようになる。これにより、太陽光発電パネル２全体を均一に冷却できる場合と相俟って、発電効率をより一層向上させることができる。
【００３１】
次に、図１に示した太陽光発電パネル散水システム１を用いて、発電量及び発電効率についての実験を行った。そのときの実験条件は、外径１３ｍｍの塩化ビニール管に直径０.５ｍｍの散水孔３Ａ〜３Ｄを形成し、散水角度は散水孔３Ａが５度、散水孔３Ｂが１５度、散水孔３Ｃが２５度、散水孔３Ｄが３５度に設定するととも、散水量を１リットル／ｍｉｎ・ｍで、１.５散水−７Ｓ止水の間欠散水とした。また、太陽光発電パネル２の傾斜角度を１０度に設定した。
【００３２】
図７はその実験結果であり、発電量の変化を朝方から夕方まで時系列的に示したものである。なお、図中、実線は散水を行った場合であり、破線は散水を行わなかった場合（非散水）である。
【００３３】
図８は、発電効率の変化を朝方から夕方まで時系列的に示したものである。図中、朝方に発電効率が高いのは、太陽高度が低いため、よりレンズ効果が強く現れた結果であると推測できる。
【００３４】
なお、上記実施例１及び実施例２では、円形パイプ３の側面に散水孔を形成した例を示したが、散水孔の代わりに、ノズルを設けてもよい。また、散水部としては、円形パイプに限らず角形パイプであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１による太陽光発電パネル散水システムを示しており、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）の右側側面図である。
【図２】円形パイプを示しており、（ａ）はその正面図、（ｂ）は散水孔の位置を概略的に示した図である。
【図３】図２（ｂ）の拡大図である。
【図４】実施例１の変形例であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）の右側側面図である。
【図５】実施例２による太陽光発電パネル散水システムの斜視図である。
【図６】（ａ）は散水孔の角度が０度の場合を示す図、（ｂ）は散水孔の角度が１０度の場合を示す図、（ｃ）は散水孔の角度が２０度の場合を示す図、（ｄ）は散水孔の角度が３０度の場合を示す図である。
【図７】発電量の変化を時系列的に示した図である。
【図８】発電効率の変化を時系列的に示した図である。
【図９】発電効率と日射強度との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  太陽光発電パネル散水システム
２  太陽光発電パネル
３  円形パイプ（散水部）
３Ａ〜３Ｈ  散水孔
【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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