(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜配置された太陽電池パネルの傾斜方向における上流側端部に配置され、前記太陽電池パネルの傾斜方向における上流側端部から前記太陽電池パネルの表面に散水を行う散水管と、
前記太陽電池パネルの表面を流れる水を回収する回収部材と、
前記太陽電池パネルの近傍に配置され、前記回収部材により回収された水を貯留する貯水タンクと、
前記貯水タンクに貯留された水を前記散水管に向けて送り出すポンプと、
前記ポンプの作動制御を行う制御手段と、
を備える太陽電池パネルの散水システムにおいて、
外気温を検出する温度センサと、
太陽光の照射量を検出する日射センサと、
を有し、
前記太陽電池パネルは、
太陽光の入射面側から、強化ガラス層、太陽電池層、保護シート層の順で積層密着され、
前記制御手段は、
散水を行うことによって増加する前記太陽電池パネルの発電量の増加分と前記ポンプの作動における発電量との差分値による散水の要否を、前記外気温、前記太陽光の照射量を指標としてまとめた制御データを有し、
前記温度センサにより検出された外気温及び前記日射センサにより検出された前記太陽光の照射量に基づいて前記ポンプの作動制御を行うにあたり、前記制御データを用いて前記外気温及び前記太陽光の照射量に基づいた散水の要否を判定し、前記判定結果に基づいて前記ポンプの作動制御を行い、
散水を行ったときの前記太陽電池パネルの発電量は、散水を開始してから一定時間経過したときの前記太陽電池パネルの表面である前記強化ガラス層表面の温度を用い、前記太陽電池パネルの前記太陽電池層における熱収支の関係式として、太陽電池層で吸収される日射量と、強化ガラス層への熱伝達と、保護シートを挟んで裏側への熱伝達と、太陽電池層で発電したエネルギーと、前記太陽電池パネルの太陽電池層の温度とを考慮した式に前記強化ガラス層上面の温度を代入して算出されること
を特徴とする太陽電池パネルの散水システム。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池パネルの散水システムにおいて、
前記太陽電池パネルの表面の温度は、前記貯水タンクにおける熱収支の関係式から求めた前記一定時間経過後に行われる散水時の水の温度と、前記太陽電池パネルの表面の熱収支及び前記太陽電池パネルの前記太陽電池層における熱収支の関係式から求めた前記太陽電池パネルの表面の温度に対する関数とに基づいて算出されることを特徴とする太陽電池パネルの散水システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の太陽電池パネルの散水システムにおいて、
前記回収部材は、前記太陽電池パネルの傾斜方向における下流側端部と、前記傾斜方向に直交する両端部に亘って設けられた雨樋であり、
前記回収部材は、前記散水時に前記太陽電池パネルの表面を流れる水を回収する他に、
降雨時に前記太陽電池パネルの表面を流れる雨水を回収し、
前記貯水タンクは、遮光性に優れ、貯留される雨水に対して外気からの熱を断熱できる構造であることを特徴とする太陽電池パネルの散水システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池パネルの散水システムにおいて、
前記制御データは、前記外気温、前記太陽光の照射量の他に、外気における湿度を指標として散水の要否をまとめたデータであることを特徴とする太陽電池パネルの散水システム。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽電池パネルの散水システムにおいて、
前記外気における湿度を検出する湿度センサを有し、
前記制御手段は、前記制御データを用いて前記外気温、前記太陽光の照射量及び前記湿度センサにより検出された外気の湿度に基づいた散水の要否を判定し、前記判定結果に基づいて前記ポンプの作動制御を行うことを特徴とする太陽電池パネルの散水システム。
【請求項６】
傾斜配置された太陽電池パネルの傾斜方向における上流側端部に配置され、前記太陽電池パネルの傾斜方向における上流側端部から前記太陽電池パネルの表面に散水を行う散水管と、
前記太陽電池パネルの表面を流れる水を回収する回収部材と、
前記太陽電池パネルの近傍に配置され、前記回収部材により回収された水を貯留する貯水タンクと、
前記貯水タンクに貯留された水を前記散水管に向けて送り出すポンプと、
前記ポンプの作動制御を行う制御手段と、
を備える太陽電池パネルの散水システムにおいて、
外気温を検出する温度センサと、
太陽光の照射量を検出する日射センサとを有し、
前記制御手段は、
散水を行うことによって増加する前記太陽電池パネルの発電量の増加分と前記ポンプの作動における発電量との差分値による散水の要否を、前記外気温、前記太陽光の照射量を指標としてまとめた制御データを有し、
前記温度センサにより検出された外気温及び前記日射センサにより検出された前記太陽光の照射量に基づいて前記ポンプの作動制御を行うにあたり、前記制御データを用いて前記外気温及び前記太陽光の照射量に基づいた散水の要否を判定し、前記判定結果に基づいて前記ポンプの作動制御を行い、
散水を行ったときの前記太陽電池パネルの発電量は、散水を開始してから一定時間経過したときの前記太陽電池パネルの表面の温度と前記太陽電池パネルの内部における熱収支の関係式とから算出される前記太陽電池パネルの内部の温度を用いて算出され、
前記太陽電池パネルの表面の温度は、前記貯水タンクにおける熱収支の関係式から求めた前記一定時間経過後に行われる散水時の水の温度と、前記太陽電池パネルの表面の熱収支及び前記太陽電池パネルの内部における熱収支の関係式から求めた前記太陽電池パネルの表面の温度に対する関数とに基づいて算出されることを特徴とする太陽電池パネルの散水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルへの散水により太陽電池パネルの発電効率を高める太陽電池パネルの散水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、再生可能なエネルギーである太陽光エネルギーを利用するシステムとして、例えば太陽電池パネルが挙げられる。太陽電池パネルは、結晶系シリコン太陽電池（以下、太陽電池セル）の温度上昇により発電効率が低下することが知られている。太陽電池セルの温度上昇による発電効率の低下を防止する方法として、太陽電池パネルを、太陽電池パネルの施工面（例えば屋根や地面等）から所定の間隔（５〜１０ｃｍ程度）の隙間を空けて配置し、太陽電池パネルと太陽電池パネルの施工面との間に空気を循環させて太陽電池セルの冷却を行うシステムが挙げられる。また、この他に、太陽電池パネルの表面温度が所定温度以上となる場合に水道水や浄化水を用いた散水を行い、散水された水の蒸発により太陽電池セルの冷却を行うシステムが挙げられる（特許文献１参照）。太陽電池パネルの表面温度が所定の温度以上となるときに散水を行う方法は、太陽電池パネルと太陽電池パネルの施工面との間に空気を循環させる方法に比べて、太陽電池セルを効率良く冷却できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７５５０６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、例えば水道水や浄化水を利用した散水では、使用する水道水や浄化水に費用が掛かり、また水道水の場合には、水道水に含まれるシリカや硬度成分が太陽電池パネルの表面に付着し、太陽電池パネルの発電効率を下げるという問題がある。さらに、太陽電池パネルに対して散水を行う場合にはノズルを用いることが一般的であるが、ノズルを用いた散水では、太陽電池パネルの表面に均一に散水することが難しく、また散水された水が太陽電池パネル外に飛散することが多い。また、散水用の水を貯水タンクに一旦貯留する場合には貯水タンクを地上に設置することが多いことから、貯水タンクから太陽電池パネルまで散水用の水を送り出すポンプに係る発電量が多くなる。これら要因により、散水により消費されるエネルギー量が多くなり、システム全体におけるエネルギー効率が悪い。
【０００５】
近年では、再生可能なエネルギーの発電量で年間を通して消費されるエネルギーの消費量を全て賄うゼロエネルギー化に対する取り組みがなされており、例えば太陽電池パネルの表面温度が所定温度以上となる場合に太陽電池パネルに散水する方法は、エネルギー効率の点で好ましいものではない。
【０００６】
本発明は、太陽電池パネルに散水を行うシステム全体のエネルギー効率を良好に保つことができるようにした太陽電池パネルの散水システム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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の太陽電池パネルの散水システムは、傾斜配置された太陽電池パネルの傾斜方向における上流側端部に配置され、前記太陽電池パネルの傾斜方向における上流側端部から前記太陽電池パネルの表面に散水を行う散水管と、前記太陽電池パネルの表面を流れる水を回収する回収部材と、前記太陽電池パネルの近傍に配置され、前記回収部材により回収された水を貯留する貯水タンクと、前記貯水タンクに貯留された水を前記散水管に向けて送り出すポンプと、前記ポンプの作動制御を行う制御手段と、を備える太陽電池パネルの散水システムにおいて、前記太陽電池パネルの散水システムは、外気温を検出する温度センサと、太陽光の照射量を検出する日射センサと、を有し、前記太陽電池パネルは、太陽光の入射面側から、強化ガラス層、太陽電池層、保護シート層の順で積層密着され、前記制御手段は、散水を行うことによって増加する前記太陽電池パネルの発電量の増加分と前記ポンプの作動における発電量との差分値による散水の要否を、前記外気温、前記太陽光の照射量を指標としてまとめた制御データを有し、前記温度センサにより検出された外気温及び前記日射センサにより検出された前記太陽光の照射量に基づいて前記ポンプの作動制御を行うにあたり、前記制御データを用いて前記外気温及び前記太陽光の照射量に基づいた散水の要否を判定し、前記判定結果に基づいて前記ポンプの作動制御を行い、散水を行ったときの前記太陽電池パネルの発電量は、散水を開始してから一定時間経過したときの前記太陽電池パネルの表面である前記強化ガラス層表面の温度を用い、前記太陽電池パネルの前記太陽電池層における熱収支の関係式として、太陽電池層で吸収される日射量と、強化ガラス層への熱伝達と、保護シートを挟んで裏側への熱伝達と、太陽電池層で発電したエネルギーと、前記太陽電池パネルの太陽電池層の温度とを考慮した式に前記強化ガラス層上面の温度を代入して算出されることを特徴とする。
【０００８】
また、前記太陽電池パネルの表面の温度は、前記貯水タンクにおける熱収支の関係式から求めた前記一定時間経過後に行われる散水時の水の温度と、前記太陽電池パネルの表面の熱収支及び前記太陽電池パネルの前記太陽電池層における熱収支の関係式から求めた前記太陽電池パネルの表面の温度に対する関数とに基づいて算出されることを特徴とする。
また、前記回収部材は、前記太陽電池パネルの傾斜方向における下流側端部と、前記傾斜方向に直交する両端部に亘って設けられた雨樋であり、前記回収部材は、前記散水時に前記太陽電池パネルの表面を流れる水を回収する他に、降雨時に前記太陽電池パネルの表面を流れる雨水を回収し、前記貯水タンクは、遮光性に優れ、貯留される雨水に対して外気からの熱を断熱できる構造であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記制御データは、前記外気温、前記太陽光の照射量の他に、外気における湿度を指標として散水の要否をまとめたデータであることを特徴とする。
【００１０】
この場合、前記外気における湿度を検出する湿度センサを有し、前記制御手段は、前記制御データを用いて前記外気温、前記太陽光の照射量及び前記湿度センサにより検出された外気の湿度に基づいた散水の要否を判定し、前記判定結果に基づいて前記ポンプの作動制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の太陽電池パネルの散水システムは、傾斜配置された太陽電池パネルの傾斜方向における上流側端部に配置され、前記太陽電池パネルの傾斜方向における上流側端部から前記太陽電池パネルの表面に散水を行う散水管と、前記太陽電池パネルの表面を流れる水を回収する回収部材と、前記太陽電池パネルの近傍に配置され、前記回収部材により回収された水を貯留する貯水タンクと、前記貯水タンクに貯留された水を前記散水管に向けて送り出すポンプと、前記ポンプの作動制御を行う制御手段と、を備える太陽電池パネルの散水システムにおいて、外気温を検出する温度センサと、太陽光の照射量を検出する日射センサとを有し、前記制御手段は、散水を行うことによって増加する前記太陽電池パネルの発電量の増加分と前記ポンプの作動における発電量との差分値による散水の要否を、前記外気温、前記太陽光の照射量を指標としてまとめた制御データを有し、前記温度センサにより検出された外気温及び前記日射センサにより検出された前記太陽光の照射量に基づいて前記ポンプの作動制御を行うにあたり、前記制御データを用いて前記外気温及び前記太陽光の照射量に基づいた散水の要否を判定し、前記判定結果に基づいて前記ポンプの作動制御を行い、散水を行ったときの前記太陽電池パネルの発電量は、散水を開始してから一定時間経過したときの前記太陽電池パネルの表面の温度と前記太陽電池パネルの内部における熱収支の関係式とから算出される前記太陽電池パネルの内部の温度を用いて算出され、前記太陽電池パネルの表面の温度は、前記貯水タンクにおける熱収支の関係式から求めた前記一定時間経過後に行われる散水時の水の温度と、前記太陽電池パネルの表面の熱収支及び前記太陽電池パネルの内部における熱収支の関係式から求めた前記太陽電池パネルの表面の温度に対する関数とに基づいて算出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、太陽電池パネルに散水を行うシステム全体のエネルギー効率を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の太陽電池パネルの散水システムの模式図である。
【図２】太陽電池モジュールの断面図である。
【図３】散水による太陽電池パネルの発電量の増加分ΔＰ、散水により作動するポンプの発電量ＱとしたときのΔＰ―Ｑの値を、外気温毎にまとめた表である。
【図４】制御マップの一例を示すグラフである。
【図５】散水システムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、太陽電池パネルの散水システムについて説明する。図１に示すように、太陽電池パネル１０は、複数の太陽電池モジュール１０ａをアレイ状に複数配置した状態で、建物の屋上や家屋の屋根に設置される。図１は、横２枚×縦４枚の計８枚の太陽電池モジュール１０ａを配置した太陽電池パネル１０の一例を示す。太陽電池パネル１０は、太陽電池モジュール１０ａの各々に対して太陽光が垂直に入射するように、太陽電池パネル１０の長手方向において、例えば１０°傾斜して設置される。太陽パネル１０に用いられる太陽電池モジュール１０ａは、一例として、１５５９ｍｍ×７９８ｍｍの大きさで、最大出力は２５０Ｗのものが用いられる。なお、符号１１は、太陽電池パネル１０を傾斜した状態で設置するための架台である。
【００１８】
太陽電池パネル１０の外周部には雨樋１５が設けられる。雨樋１５は、軒樋１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、集水器１７、竪樋１８、呼び樋１９などから構成される。軒樋１６ａ，１６ｂは、太陽電池パネル１０の短手方向の両端部に、太陽電池パネル１０の長手方向に沿って配置される。つまり、軒樋１６ａ，１６ｂは、太陽電池パネル１０と同様に１０°傾斜して配置される。また、軒樋１６ｃは、長手方向の図１中右側端部近傍に取り付けられる集水器１７に向けて傾斜する形状である。この軒樋１６ｃの両端部は、軒樋１６ａ，１６ｂの下流側端部とそれぞれ接続される。したがって、軒樋１６ａ，１６ｂに受容（回収）された雨水は、軒樋１６ａ，１６ｂから軒樋１６ｃに流れる。
【００１９】
これら軒樋１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、降雨時に、雨水を直接受容する他、太陽電池パネル１０の表面に沿って流れ、太陽電池パネル１０の周縁部から流下する雨水を受容する。また、軒樋１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、排水管２２を介して行われる散水時に、太陽電池パネル１０の表面に沿って流れ、太陽電池パネル１０の周縁部から流下する雨水を受容する。集水器１７は、軒樋１６ａ，１６ｂ，１６ｃにより受容された雨水を集水して竪樋１８に流入させる。竪樋１８に流入した雨水は、竪樋１８に接続された呼び樋１９等を介して貯水タンク２０に流入される。
【００２０】
貯水タンク２０は、雨樋１５により受容された雨水を貯留する。貯水タンク２０は、太陽電池パネル１０の側方に設置される。貯水タンク２０は、遮光性に優れたステンレス製であるが、貯留される雨水に対して外気からの熱を断熱できる構造としてもよい。ポンプ２１は、貯水タンク２０に貯留された雨水を散水管２２に送り出すために設けられる。符号２３は、貯水タンク２０とポンプ２１とを接続する配管、また、符号２４はポンプ２１と散水管２２とを接続する配管である。
【００２１】
散水管２２は、太陽電池パネル１０の傾斜方向における上流側端部に設置される。散水管２２の長手方向の幅は、例えば太陽電池パネル１０の傾斜方向と直交する方向の幅と略一致するように設けられる。散水管２２は、例えば所定間隔を隔てて孔が形成されたゴムホース又は多孔質のゴムホース等が用いられる。散水管２２は、ポンプ２１により送り出される雨水を太陽電池パネル１０の傾斜方向における上流側端部から散水する。ここで、本実施形態にて実行される散水は雨水を利用することから、水道水に含まれるシリカや硬度成分が各太陽電池モジュール１０ａの表面に付着、残留することが防止され、これら残留物によって、各太陽電池モジュール１０ａにおける発電効率の低下を防止することができる。
【００２２】
温度センサ２６は、外気温を検出し、検出信号をコントローラ３０に出力する。日射センサ２７は、太陽光の日射量（照射量）を検出し、検出信号をコントローラ３０に出力する。湿度センサ２８は、外気における相対湿度を検出し、検出信号をコントローラ３０に出力する。コントローラ３０は、温度センサ２６、日射センサ２７及び湿度センサ２８からの検出信号から、外気温ｔ０、日射量ＧＴ及び外気における相対湿度ＲＨ０を求め、相対湿度ＲＨ０と外気温ｔ０から外気における絶対湿度ｘ０を演算する。コントローラ３０は、求めた外気温ｔ０、日射量ＧＴ及び外気における相対湿度ＲＨ０と、後述する制御マップ３５とを用いて、散水の要否を判定する。そして、コントローラ３０は散水の要否の判定に基づき、ポンプ２１の作動制御を行う。
【００２３】
コントローラ３０は、制御マップ３５を有している。制御マップ３５は、太陽電池パネル１０に対する散水の要否をマップ化したデータである。詳細には、制御マップ３５は、散水による太陽電池パネル１０の発電量の増加分と、散水を行う際に作動させるポンプ２１に係る発電量との差分値を求め、差分値がプラスの値となる場合に「散水有り」とし、差分値がマイナスとなる場合に「散水なし」としてまとめたデータである。この制御マップ３５は、太陽電池パネル１０、散水管２２及びポンプ２１の仕様に基づいた理論値を算出することで予め作成された後、コントローラ３０に記憶される。なお、太陽電池パネル１０、散水管２２及びポンプ２１の仕様に基づいて算出される理論値から制御マップ３５が作成される構成としているが、例えば実際に太陽電池パネル１０を用いた試験結果から制御マップ３５を作成してもよい。なお、制御マップ３５は、コントローラ３０に予め記憶される他に、コントローラが有する記憶部、又はコントローラと電気的に接続される記憶媒体に記憶されていてもよい。
【００２４】
図２に示すように、太陽電池モジュール１０ａは、太陽光の入射面側から強化ガラス層３６、太陽電池層（ＰＶ層）３７、保護シート層３８の順で積層された構造である。詳細は省略するが、太陽電池層３７は、例えば単結晶シリコンからなる複数の太陽電池セルが二次元状に複数配列され、これら太陽電池セルがインターコネクタ等により接続された構造を有している。上述したように、本実施形態では、ポンプ２１を作動させて貯水タンク２０に貯留された雨水を、散水管２２を介して太陽電池パネル１０の傾斜方向における上流側端部から散水する。雨水を散水すると、雨水は各太陽電池モジュール１０ａの表面を流れ、散水による雨水の層４０を生成する。太陽電池パネル１０に散水された雨水は、太陽電池モジュール１０ａの表面を流れる過程で一部が蒸発し、雨水が蒸発することで太陽電池モジュール１０ａを冷却する。なお、太陽電池モジュール１０ａの表面を流れる際に蒸発しない雨水は、戻り水として貯水タンク２０に回収される。
【００２５】
上述したように、制御マップ３５は、太陽電池パネル１０、散水管２２及びポンプ２１の仕様に基づいた理論値を算出することで作成される。まず、太陽電池パネル１０の発電量の理論値は、太陽電池パネル１０における熱収支を考慮することで求められる。太陽電池パネル１０における熱収支は、太陽電池モジュール１０ａの表面（強化ガラス層３７の表面）Ｓ１における熱収支、太陽電池層３７における熱収支が挙げられる。
【００２６】
強化ガラス層３６の表面Ｓ１では、太陽光の照射（図２中、日射）による熱や、強化ガラス層３６から太陽電池層３７に流出する熱が発生する。また、太陽電池モジュール１０ａに散水を行う場合には、強化ガラス層３６の表面Ｓ１を流れる雨水が蒸発するときの熱や、強化ガラス層３６の表面Ｓ１を流れる雨水及び外気間の対流熱が発生する。したがって、太陽電池モジュール１０ａの表面Ｓ１における熱収支は、強化ガラス３６で吸収される日射熱と、太陽電池３７からの熱伝達（下記（１）式の第１項と第６項）と、太陽電池パネル１０のパネル表面の水温ｔ１と外気温度ｔ０の温度差による対流熱伝達と、水面からの放射熱伝達と、水面から空気中への物質の移動（水分の蒸発）に伴う熱伝達（下記（１）式の第２項と第３項）と、散水の顕熱と戻り水の顕熱の差として表される太陽電池パネル１０のパネル表面と水の間の熱移動（下記（１）式の第４項と第５項）とを考慮した以下の（１）式で表わされる。
【００２７】
【数１】
0006667245.tif 000002
ｔ０：外気温
ｘ０：外気の絶対湿度
ｉ０：外気のエンタルピー
ｔ１：強化ガラス層３６の表面Ｓ１の温度
ｘ１：強化ガラス層３６の表面Ｓ１における飽和絶対湿度
ｉ１：強化ガラス層３６の表面Ｓ１のエンタルピー
ａ１：強化ガラスにおける日射吸収率
ｋ１：強化ガラス層３６の表面Ｓ１におけるエンタルピーの基準総括熱伝達率
ＧＴ：日射量
αｒｏ：強化ガラス層３６の表面Ｓ１における熱対流熱伝達率
Ｃｐｗ：水の比熱
ＬＳ：散水量
ＬＥ：戻り水量
Ｋ１２：強化ガラスにおける熱コンダクタンス
【００２８】
次に、太陽電池層３７における熱収支を考慮する。太陽電池層３７には、強化ガラス層３６から流入する熱、強化ガラス層３６を透過し太陽電池層３７に到達した太陽光による熱、保護シート層３８に放射される熱が発生する。また、太陽電池セルにおける発電量を考慮する必要がある。したがって、太陽電池層３７における熱収支は、太陽電池３７で吸収される日射熱と、強化ガラス３６への熱伝達と（下記（２）式の第１項と第３項）、保護シート３８をはさんで裏側への熱伝達と（下記（２）式の第２項）、太陽電池３７で発電したエネルギーと（下記（２）式の第４項）を考慮した以下の（２）式で表わされる。
【００２９】
【数２】
0006667245.tif 000003
ｔ２：太陽電池層３７の温度
Ｋ２３：保護シートにおける熱コンダクタンス
αｃｏ’：保護シート層３８の裏面Ｓ２における対流熱伝達率
αｒｏ’：太陽電池モジュール１０ａの裏面Ｓ２における放射熱伝達率
ａ２：太陽電池セルの日射吸収率
τ１：強化ガラス層３６の日射吸収率
Ｐ：太陽電池セルにおける発電量
【００３０】
上述した（１）式及び（２）式において、強化ガラス層３６の日射吸収率ａ１、水の比熱Ｃｐｗ、強化ガラスにおける熱コンダクタンスＫ１２、保護シートにおける熱コンダクタンスＫ２３、太陽電池モジュール１０ａの裏面Ｓ２における放射熱伝達率αｒｏ’、太陽電池層３７における日射吸収率ａ２、強化ガラス層３６における日射吸収率τ１、散水量ＬＳは、既知の値である。
【００３１】
ａ１＝０．０５
Ｃｐｗ＝４１７７Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
Ｋ１２＝２３６．２５Ｗ／（ｍ２・Ｋ）
Ｋ２３＝３．０Ｗ／（ｍ２・Ｋ）
αｒｏ’＝４．６５Ｗ／（ｍ２・Ｋ）
ａ２＝０．８５
τ１＝０．９
ＬＳ＝０．００５ｋｇ／（ｍ２・ｓ）
【００３２】
ここで、太陽電池モジュール１０ａの裏面Ｓ２の対流熱伝達率αｃｏ’は、太陽電池モジュール１０ａの表面Ｓ１における熱対流熱伝達率αｒｏと同一であると考える。その結果、上述した（１）式及び（２）式において、未知な値は、太陽電池モジュール１０ａの表面Ｓ１におけるエンタルピーの基準総括熱伝達率ｋ１、戻り水量ＬＥ、太陽電池モジュール１０ａの表面Ｓ１における熱対流熱伝達率αｒｏ、太陽電池セルにおける発電量Ｐ、散水される雨水の水温ｔｗとなる。
【００３３】
上述した未知の値のうち、太陽電池モジュール１０ａの表面Ｓ１におけるエンタルピーの基準総括熱伝達率ｋ１は、以下の（３）式で表わされる。
【００３４】
【数３】
0006667245.tif 000004
Ｃｐａ：外気の定圧比熱
Ｃｐｖ：水蒸気の定圧比熱
ｕ：外気の風速
【００３５】
外気の定圧比熱Ｃｐａ、水蒸気の定圧比熱Ｃｐｖ、外気の風速ｕは、以下に示すように、既知の値である。
【００３６】
Ｃｐａ＝１００６Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
Ｃｐｖ＝１８０５Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
ｕ＝３ｍ／ｓ
【００３７】
ここで、戻り水量ＬＥは、以下の（４）式で表わされる。この（４）式は、ルイスの関係より、太陽電池パネル１０のパネル表面Ｓ１の飽和絶対湿度ｘ１から外気の絶対湿度ｘ０を引いたものに基準総括熱伝達率を乗じた蒸発量が、散水量から戻り水量を引いた蒸発量と等しくなることによる物質収支の式である。
【００３８】
【数４】
0006667245.tif 000005
Ｍ：蒸発量
太陽電池モジュール１０ａの表面Ｓ１の熱対流熱伝達率αｒｏは、（５）式で表わされる。
【００３９】
【数５】
0006667245.tif 000006
φ：傾斜面に対する形態係数
ε１：太陽電池層３７の放射率
ε０：外気における放射率
δ：ステファンボルツマン係数
Ｔ０：外気の絶対温度
Ｔ１：太陽電池モジュール３７の表面Ｓ１の絶対温度
【００４０】
ここで、傾斜面に対する形態係数φ、太陽電池層３７の放射率ε１、外気における放射率ε０、ステファンボルツマン係数δは、以下に示すように、既知の値である。
φ＝０．９８５
ε１＝０．９
ε０＝１．０
δ＝５．６７×１０−８Ｗ／（ｍ２・Ｋ４）
【００４１】
太陽電池層における発電量Ｐは、以下の（６）式で表わされる。
【００４２】
【数６】
0006667245.tif 000007
Ｐｒｅｆ：最大発電量
Ｒ：温度係数
なお、温度係数Ｒは、Ｒ＝０．４％／℃である。
【００４３】
次に、太陽電池モジュール１０ａの表面Ｓ１の温度ｔ１と、太陽電池モジュール１０ａの表面Ｓ１の飽和絶対湿度ｘ１との関係は、テーテンスの式を用いて、（７）式で求められる。
【００４４】
【数７】
0006667245.tif 000008
【００４５】
したがって、ｘ１’は（８）式で求められる。
【００４６】
【数８】
0006667245.tif 000009
また、太陽電池モジュール１０ａの表面におけるエンタルピーｉ１と太陽電池モジュール１０ａの表面Ｓ１の温度ｔ１との関係は（９）式で求められる。
【００４７】
【数９】
0006667245.tif 000010
【００４８】
したがって、ｉ１’は（１０）式で求められる。
【００４９】
【数１０】
0006667245.tif 000011
【００５０】
ここで、上述した（２）式を変形することにより、太陽電池層３７の表面温度ｔ２と太陽電池モジュール１０ａの表面Ｓ１の温度ｔ１との関係が、（１１）式にて求められる。ここで、Ｋ１２≫βとなるので、Ｋ１２−β≒Ｋ１２であると考慮する。
【００５１】
【数１１】
0006667245.tif 000012
【００５２】
（１）式は、（１１）式を代入することにより（１２）式で表される。
【００５３】
【数１２】
0006667245.tif 000013
【００５４】
本実施形態で示す太陽電池パネル１０に散水を行うシステムにおいては、貯水タンク２０における熱収支を考慮する必要がある。上述したように、貯水タンク２０は、外気からの熱が断熱される構造である。したがって、貯水タンク２０における熱収支は、回収される雨水の水温の変化に基づいたものとなる。貯水タンク２０における熱収支は、（１３）式で表される。
【００５５】
【数１３】
0006667245.tif 000014
Ａ：太陽電池パネル１０の総面積
ｎ：経過時間（秒）
Ｖ＊：ｎ秒後の貯水タンク２０における貯水量
ｔｗ＊：ｎ秒後に散水される雨水の水温
【００５６】
ここで、貯水タンク２０の貯水量が一定であると仮定すると、ｎ秒後に散水される雨水の水温ｔｗ＊は、（１３）式を変形することにより（１４）式で表される。この（１４）式は、ｎ秒間の間に太陽電池パネル１０のパネル表面から流出する戻り水の熱量から太陽電池パネル１０のパネル表面に流入する散水の熱量を差し引いた値が、貯水タンク２０の熱量変化と等しくなることによる貯水タンク２０における熱収支の式である。
【００５７】
【数１４】
0006667245.tif 000015
【００５８】
散水を行ったときの強化ガラス層３７の表面Ｓ１の温度は、戻り水の水温ｔ１と同一の値となる。したがって、戻り水の水温ｔ１を求めることは、散水を行ったときの強化ガラス層３７の表面Ｓ１の温度ｔ１を求めることになる。ここで、散水を行ったときの強化ガラス層３７の表面Ｓ１の温度ｔ１の関数ｆ（ｔ１）は、（１５）式で表される。
【００５９】
【数１５】
0006667245.tif 000016
【００６０】
また、強化ガラス層３７の表面の温度ｔ１の関数ｆ（ｔ１）の微分関数ｆ（ｔ１）’は、（１６）式で表される。
【００６１】
【数１６】
0006667245.tif 000017
【００６２】
したがって、ｎ秒後の戻り水の水温ｔ１＊は、ニュートン法で用いられる（１７）式に（１５）式及び（１６）式を代入することで求めることができる。
【００６３】
【数１７】
0006667245.tif 000018
ｒ：緩和係数
ここで、緩和係数ｒはｒ＝０．５に設定される。
【００６４】
また、ｎ秒経過後に散水される雨水の水温ｔｗ＊は（１４）式から算出される。したがって、ｎ秒経過後の戻り水の水温ｔ１＊と、ｎ秒経過後に散水される雨水の水温ｔｗ＊とをｔｐ＝３６００ｓとなるまで繰り返し算出する。
【００６５】
一般的に、散水される雨水が貯水タンク２０に回収されるときの戻り水の水温ｔ１は散水時の太陽電池パネル１０の表面の温度や環境条件によって変化する。この戻り水の水温ｔ１の変化は、貯水タンク内に貯留される雨水の温度だけでなく、散水管２２から散水される雨水の水温ｔｗに影響する。つまり、散水管２２から散水される雨水の水温ｔｗの変化により、太陽電池パネル１０の表面を流れるときの蒸発量が変化し、結果的に太陽電池パネル１０における発電効率に影響を与えてしまう。
【００６６】
したがって、散水される雨水の水温ｔｗ＊と戻り水の水温ｔ１＊とをｎ＝６００秒毎に求め、例えばｔｐ＝３６００秒経過するまでの、散水される雨水の水温ｔｗ＊と、戻り水の水温ｔ１＊とを求める。その結果、散水される雨水の水温ｔｗ＊と、戻り水の水温ｔ１＊、それぞれ収束しているか否かを判断することができる。また、ｔｐ＝３６００秒経過したときの戻り水の水温ｔ１＊から（１１）式を用いて、太陽電池層の温度ｔ２＊を算出する。算出された太陽電池層の温度ｔ２＊と（６）式とから、散水を行ったときの太陽電池パネル１０の発電量Ｐ１が求められる。したがって、散水される雨水の温度の変化に基づいた太陽電池パネル１０の発電量をより細かく見積もることができる。
【００６７】
また、ｔｐ＝３６００秒としたのは、太陽電池パネル１０に対して散水を実際に行うときに、温度センサ２６による外気温ｔ０の検出、日射センサ２７による日射量ＧＴの検出、湿度センサ２８による外気における相対湿度ＲＨ０の検出を１時間経過する毎に行うからである。しかしながら、ｔｐ＝３６００秒経過する前に散水時の雨水の水温ｔｗ＊の変動幅が所定値以下となる場合も想定されることから、このような場合には、散水時の雨水の水温ｔｗ＊の変動幅が所定値以下となるときの戻り水の水温ｔ１＊を用いて、太陽電池層の温度ｔ２＊や、散水を行ったときの太陽電池パネル１０の発電量Ｐ１を求めればよい。
【００６８】
次に、散水を行わないときの強化ガラス層３６の表面の温度ｔ１を求める。この場合、散水量や戻り水量は０である。したがって、散水を行わないときの強化ガラス層３６の表面Ｓ１の温度ｔ１の関数ｆ（ｔ１）は、（１８）式で表される。
【００６９】
【数１８】
0006667245.tif 000019
【００７０】
また、強化ガラス層３６の表面Ｓ１の温度ｔ１の関数ｆ（ｔ１）の微分関数ｆ（ｔ１）’は、（１９）式で表される。
【００７１】
【数１９】
0006667245.tif 000020
【００７２】
この場合も、（１７）式を用いて、散水を行わないときの強化ガラス層３６の表面Ｓ１温度ｔ１を求める。強化ガラス層３６の表面Ｓ１の水温ｔ１と（１１）式とから太陽電池層３７の温度ｔ２を求める。また、太陽電池層３７の温度ｔ２と（６）式とから散水をしないときの太陽電池パネル１０の発電量Ｐ２を求める。
【００７３】
なお、散水を行ったときの発電量Ｐ１及び散水を行わないときの太陽電池パネル１０の発電量Ｐ２は、外気における相対湿度ＲＨ０、外気温ｔ０、日射量ＧＴを以下の値として求める。
【００７４】
相対湿度ＲＨ０：２０％ＲＨ、６０％ＲＨ、１００％ＲＨ
外気温ｔ０：４℃、１０℃、２０℃、３０℃、４０℃
日射量ＧＴ：１００，２００，３００・・・，１０００Ｗ／ｍ２
【００７５】
次に、散水することによる太陽電池パネル１０の発電量の増加分ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）が、ポンプ２１の作動に係る発電量Ｑよりも大きいか否かを、各条件で算出する。図３は、発電量の増加分ΔＰと発電量Ｑの差分値を外気の絶対湿度ｘ０と、日射量ＧＴとを指標としてまとめたものである。
【００７６】
以下、散水の要否について説明する。なお、以下では、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨのときのΔＰ−Ｑの値を基準とする。図３に示すように、外気温を４℃に設定すると、外気における相対湿度ＲＨ０が１００％ＲＨで、日射量が０．８ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる。また、外気の相対湿度ＲＨ０が４０％ＲＨ、６０％ＲＨでは、日射量が０．７ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる。ここで、外気温が低い環境下では、日射量がより高くなるほど、太陽電池パネル１０における発電効率が低下する傾向にある。したがって、外気温が４℃に設定したときには、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨのときのΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる日射量０．７ｋＷ／ｍ２ではなく、外気の相対湿度ＲＨ０が１００％ＲＨでΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる日射量が０．８ｋＷ／ｍ２以上となるときに散水を行うことが推奨される。
【００７７】
外気温を１０℃に設定すると、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨ、１００％ＲＨでは、日射量が０．７ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値が０またはプラスの値となる。また、外気の相対湿度ＲＨ０が４０％ＲＨでは、日射量が０．６ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる。上述したように、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨのときのΔＰ−Ｑの値を基準とするので、外気温が１０℃では、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨのときのΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる日射量が０．７ｋＷ／ｍ２以上となるときに散水を行うことが推奨される。
【００７８】
外気温を２０℃に設定すると、外気の相対湿度ＲＨ０が１００％ＲＨでは、日射量が０．７ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる。また、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨでは、日射量が０．６ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる。また、外気の相対湿度ＲＨ０が４０％ＲＨでは、日射量が０．５ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる。上述したように、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨのときのΔＰ−Ｑの値を基準とするので、外気温が２０℃に設定したときには、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨのときのΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる日射量が０．６ｋＷ／ｍ２以上で散水を行うことが推奨される。
【００７９】
外気温を３０℃に設定すると、外気の相対湿度ＲＨ０が１００％ＲＨでは、日射量が０．７ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる。また、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨでは、日射量が０．６ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる。また、外気の相対湿度ＲＨ０が４０％ＲＨでは、日射量が０．４ｋＷ／ｍ２となる場合に、ΔＰ−Ｑの値が０となる。ここで、外気温が高い場合には、日射量が低くても、太陽電池パネル１０の温度が高く、太陽電池パネル１０における発電効率は低下する。したがって、外気温が３０℃に設定したときには、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨのときのΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる日射量０．６ｋＷ／ｍ２ではなく、外気の相対湿度ＲＨ０が４０％ＲＨのときのΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる日射量０．４ｋＷ／ｍ２以上となるときに散水を行うことが推奨される。
【００８０】
外気温を４０℃に設定すると、外気の相対湿度ＲＨ０が１００％ＲＨの場合は、日射量が０．７ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる。また、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨでは、日射量が０．５ｋＷ／ｍ２となる場合に、ΔＰ−Ｑの値が０となる。また、外気の相対湿度ＲＨ０が４０％ＲＨの場合は、日射量が０．４ｋＷ／ｍ２以上となる場合に、ΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる。外気温が３０℃に設定したときと同様に、外気温が高い場合には、日射量が低くても、太陽電池パネル１０の温度が高く、太陽電池パネル１０における発電効率は低下する。したがって、外気温が４０℃に設定したときには、外気の相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨのときのΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる日射量０．５ｋＷ／ｍ２ではなく、外気の相対湿度ＲＨ０が４０％ＲＨのときのΔＰ−Ｑの値がプラスの値となる日射量０．４ｋＷ／ｍ２以上となるときに散水を行うことが推奨される。
【００８１】
なお、太陽電池パネル１０における発電量を稼ぐには、同じ外気温であれば電力収支が０以上でポンプを作動可能な日射量の下限をできるだけ低くすることが好ましい。また、同じ日射量であれば電力収支が０以上でポンプを作動可能な外気の温度ｔ０の下限をできるだけ低くすることが好ましい。
【００８２】
例えば、外気の相対湿度ＲＨ０がＲＨが６０％の場合、電力収支が０となる境界は日射量が０．５と０．７の間であり、０．５が一番低い値になるが０．５のときの電力収支は０であり、しかも外気温が４０℃なので外気温がそのような条件を満たすことはほとんどない。よって、０．６か０．７とする。
【００８３】
また、日射量が０．６のとき、外気温が２０、３０℃のいずれのときも電力収支が０以上となっているので一番低い２０℃が好ましい。
【００８４】
また、日射量が０．７のとき、外気温が４、１０℃のいずれのときも電力収支が０以上となっているので一番低い４℃が好ましい。
【００８５】
したがって、日射量が０．７以上で外気温が４℃以上、日射量が０．６以上で外気温が２０℃以上の２つの候補から地域の外気条件などを考慮して適宜選択する。この場合、例えば、上記２つの条件のうち、太陽電池パネル１０を設置する設置地域の年間平均気温との差が小さい方の外気温となる条件を選択する。
【００８６】
図４は、図３の結果を踏まえた制御マップの一例を示す。図４中、横軸は日射量ＧＴを示し、縦軸は外気温ｔ０を示す。なお、ハッチングで示す領域が「散水あり」を示す領域である。
【００８７】
図４に示すように、外気における相対湿度ＲＨ０が２０％ＲＨ（±２０％ＲＨ）となるときには、二点鎖線よりも右側のハッチング領域であれば、「散水あり」と判定され、ポンプ２１が作動される。また、外気における相対湿度ＲＨ０が６０％ＲＨ（±２０％ＲＨ）となるときには、太線よりも右側のハッチング領域となる場合に、「散水あり」と判定され、ポンプ２１が作動される。さらに、外気における相対湿度ＲＨ０が８０％を超過するときには、細線よりも右側のハッチング領域となれば、「散水あり」と判定され、ポンプ２１が作動される。
【００８８】
次に、雨水を散水する手順について図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００８９】
ステップＳ１０１において、日射センサ２７は、日射量の検出を行う。日射センサ２７により日射量が検出されると、検出信号がコントローラ３０に送信される。コントローラ３０は、日射センサ２７からの検出信号から、太陽光の日射量ＧＴを算出する。
【００９０】
ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、太陽光の日射量ＧＴが０を超過する（ＧＴ＞０）か否かを判定する。夜間であれば太陽は沈んでおり、太陽光の日射量ＧＴは０となる。一方、日中は太陽が上がっているため、太陽光の日射量ＧＴは０を超過する。したがって、ステップＳ１０２の処理を行うことで、日中であるか否かを判定している。例えば太陽光の日射量ＧＴ＞０であると判断した場合には、ステップＳ１０３に進む。一方、太陽光の日射量ＧＴ＝０であると判断した場合には、ステップS１１２に進む。
【００９１】
ステップＳ１０３において、温度センサ２６は、外気温ｔ０の検出を行う。温度センサ２６により外気温が検出されると、検出信号がコントローラ３０に送信される。コントローラ３０は、温度センサ２６からの検出信号から、外気温ｔ０を算出する。
【００９２】
ステップＳ１０４において、湿度センサ２８は、外気の相対湿度ＲＨ０の検出を行う。湿度センサ２８により外気における相対湿度ＲＨ０が検出されると、検出信号がコントローラ３０に送信される。コントローラ３０は、湿度センサ２８からの検出信号から、外気における絶対湿度ｘ０を算出する。
【００９３】
ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、制御マップ３５を読み出す。そして、コントローラ３０は、太陽光の日射量ＧＴ、外気温ｔ０及び外気における絶対湿度ｘ０と、制御マップ３５とを参照して、散水の要否を判定する。
【００９４】
ステップＳ１０６において、散水が必要である場合、コントローラ３０は判定処理の結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０７に進む。一方、散水が必要でない場合、コントローラ３０は判定処理の結果をＮｏとする。この場合、ステップＳ１０９に進む。
【００９５】
ステップＳ１０７において、コントローラ３０は、ポンプが作動中であるか否かを判定する。ポンプ２１が作動中であれば、コントローラ３０は判定結果をＹｅｓとし、ステップＳ１１１に進む。一方、ポンプ２１が作動していない場合には、コントローラ３０は判定結果をＮｏし、ステップＳ１０８に進む。
【００９６】
ステップＳ１０８において、コントローラ３０はポンプ２１を作動させる。ポンプ２１が作動することで、貯水タンク２０に貯留された雨水が太陽電池パネル１０に散水される。雨水が散水されることで、太陽電池パネル１０が冷却される。ステップＳ１０８の処理が行われた後、ステップＳ１１１に進む。
【００９７】
ステップＳ１０６において、散水が必要でないと判定されたときには、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９の処理は、ステップＳ１０７の処理と同一である。ポンプ２１が作動中であれば、コントローラ３０は判定結果をＹｅｓとし、ステップＳ１１０に進む。一方、ポンプ２１が作動していない場合には、コントローラ３０は判定結果をＮｏとし、ステップＳ１１１に進む。
【００９８】
ステップＳ１１０において、コントローラ３０は作動するポンプ２１を停止させる。ポンプ２１を停止させることで、雨水の散水が停止される。ステップＳ１１０の処理が実行されると、ステップＳ１１１に進む。
【００９９】
ステップＳ１１１において、コントローラ３０は一定時間が経過したか否かを判定する。一定時間が経過している場合、コントローラ３０は、判定処理の結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０１に戻る。一方、一定時間が経過していない場合、コントローラ３０は、判定処理の結果をＮｏとする。この場合、ステップＳ１１１の処理が繰り返し実行される。なお、一定時間としては、例えば１時間が挙げられる。
【０１００】
一方、上述したステップＳ１０２において、日射量ＧＴ＞０ではないと判定された場合には、ステップＳ１１２に進む。
【０１０１】
ステップＳ１１２は、ポンプが作動中であるか否かを判定する処理である。このステップＳ１１２の処理は、ステップＳ１０７及びステップＳ１０９と同一の処理である。ポンプ２１が作動中であれば、コントローラ３０は判定結果をＹｅｓとし、ステップＳ１１３に進む。一方、ポンプ２１が作動していない場合には、コントローラ３０は判定結果をＮｏとする。この場合、ステップＳ１０１の処理に戻る。
【０１０２】
ステップＳ１１３において、コントローラ３０は作動するポンプ２１を停止させる。ポンプ２１を停止させることで、雨水の散水が停止される。この処理の後、ステップＳ１０１の処理に戻る。
【０１０３】
このように、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理が実行され、太陽光による日射量ＧＴがＧＴ＞０となる場合に、ステップＳ１０３〜ステップＳ１１１の処理が繰り返し実行される。したがって、朝から夕方までの期間において、雨水を用いた散水が太陽電池パネル１０に対して必要に応じて実行される。また、一定時間毎に日射量や外気温の検出を行うことで、気象条件に対応した散水を太陽電池パネル１０に対して実行することができる。その結果、ポンプ２１を作動させるための発電量を、散水を行うことで上昇する太陽電池パネル１０の発電量の増加分で負担することが可能となり、太陽電池パネル１０及び太陽電池パネル１０の散水システム全体のエネルギー効率を改善することが可能となる。
【０１０４】
また、制御マップを作成する際に、散水温度の時間的変化を考慮して戻り水の温度を算出することができるので、散水による太陽電池パネル１０の発電量の増加分を正確に見積もることができるという利点がある。
【０１０５】
また、本実施形態の散水システムにおいては、太陽電池パネル１０を用いて雨水を貯水タンク２０に貯水し、貯水した雨水を用いて太陽電池パネル１０に散水を行うことで、水道水を用いることで発生するコストを削減することが可能となる。また、水道水はシリカや硬度成分が含まれており、水道水をそのまま用いた場合には、太陽電池パネル１０の表面にシリカや硬度成分が付着、残留してしまう。その結果、太陽電池パネル１０における発電効率が低下する。また、水道水を使用する場合にはシリカや硬度成分を除去（浄化）する装置が必要となる。本実施形態では、貯留した雨水を用いることから、太陽電池パネル１０の表面にシリカや硬度成分が付着、残留する虞はなく、太陽電池パネル１０における発電効率の低下を防ぐことが可能となる。また、シリカや硬度成分を除去（浄化）する装置を必要としないので、散水システムを低コストで提供することが可能となる。
【０１０６】
本実施形態では、制御マップ３５は、日照量ＧＴ及び外気温ｔ０を指標とし、且つ外気における相対湿度ＲＨ０を、ｘ０＝２０％ＲＨ、６０％ＲＨ、１００％ＲＨ毎にまとめた１つのマップとしている。しかしながら、相対湿度ＲＨ０を固定値として制御マップ３５を作成することも可能である。
【０１０７】
上述した太陽電池パネル１０及び太陽電池パネル１０の散水システムを日本の住宅に設置する場合を考慮する。日本における平均湿度は、例えば６０％である。したがって、外気における相対湿度ＲＨ０をＲＨ０＝６０％ＲＨに固定した制御マップとしてもよい。この場合、図１に示す湿度センサ２８の構成は省略することができる。
【０１０８】
また、本実施形態では、制御マップ３５を、日照量ＧＴ及び外気温ｔ０を指標とし、且つ外気における相対湿度ＲＨ０を、ＲＨ０＝２０％ＲＨ、６０％ＲＨ、１００％ＲＨ毎にまとめた１つのマップとしているが、日照量ＧＴ及び外気温ｔ０を指標とした制御マップを、外気における絶対湿度ｘ０毎に作成してもよい。
【０１０９】
本実施形態では、制御マップ３５は、散水を行ったときの太陽電池パネル１０の発電量の増加分が、散水を行う際に作動させるポンプ２１の発電量を超過するか否かを、日照量ＧＴ及び外気温ｘ０を指標とし、且つ外気における相対湿度ＲＨ０を、ＲＨ０＝２０％ＲＨ、６０％ＲＨ、１００％ＲＨ毎にまとめた１つのマップとしているが、図３に示すΔＰ−Ｑの値と、日照量ＧＴ、外気温ｔ０及び外気における相対湿度ＲＨ０とを用いて、多項式の近似曲線又は近似直線の式を求め、求めた式を用いて散水を行うか否かを判定することも可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…太陽電池パネル、１５…雨樋、２０…貯水タンク、２１…ポンプ、２２…散水管、２６…温度センサ、２７…日射センサ、２８…湿度センサ、３０…コントローラ、３５…制御マップ、３６…強化ガラス層、３７…太陽電池層、３８…保護シート層、４０…雨水の層
【図１】
0006667245.tif 000021
【図２】
0006667245.tif 000022
【図３】
0006667245.tif 000023
【図４】
0006667245.tif 000024
【図５】
0006667245.tif 000025