(57)【要約】【課題】本発明の目的は、太陽電池モジュールアレイを構築する際に太陽電池架台を最適配置することにある。【解決手段】本発明は設置面に所定角度θをもって複数の太陽電池モジュールを配置する太陽電池架台の施工方法であって、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離Ｌ、施工コストＦ＿１、土木工事コストＦ＿２（Ｌ）、土地代Ｆ＿３（Ｌ）、太陽電池アレイの年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）、太陽光発電システムの出力Ｐｍより、太陽電池アレイのトータルコストＴＣ（Ｌ）＝｛Ｆ＿１＋Ｆ＿２（Ｌ）＋Ｆ＿３（Ｌ）｝／｛Ｐｍ（１−Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ））｝を計算し前記トータルコストが最小となるＬｍｉｎを算出する工程、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離がＬｍｉｎとなるよう架台を配置する工程を少なくとも有することを特徴とする太陽電池架台の施工方法である。【選択図】      図１
2004311770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置面に所定角度θをもって複数の太陽電池モジュールを配置する太陽電池架台の施工方法であって、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離Ｌ、施工コストＦ＿１、土木工事コストＦ＿２（Ｌ）、土地代Ｆ＿３（Ｌ）、太陽電池アレイの年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）、太陽光発電システムの出力Ｐｍより、太陽電池アレイのトータルコストＴＣ（Ｌ）＝｛Ｆ＿１＋Ｆ＿２（Ｌ）＋Ｆ＿３（Ｌ）｝／｛Ｐｍ（１−Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ））｝を計算し前記トータルコストが最小となるＬｍｉｎを算出する工程、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離がＬｍｉｎとなるよう架台を配置する工程を少なくとも有することを特徴とする太陽電池架台の施工方法。
【請求項２】
設置面が水平面であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池架台の施工方法。
【請求項３】
施工コストＦ＿１は、少なくとも複数の太陽電池モジュールを架台に設置する際に使用する材料の材料費と、施工に要する人件費を含むことを特徴とする請求項１記載の太陽電池架台の施工方法。
【請求項４】
土木工事コストＦ＿２は、少なくとも複数の太陽電池用架台を設置する面を舗装するための舗装工事コストと、該面周囲のフェンス工事コストを含むことを特徴とする請求項１記載の太陽電池架台の施工方法。
【請求項５】
材料費は、少なくとも太陽電池モジュール費、パワーコンディショナ費、架台費を含むことを特徴とする請求項３記載の太陽電池架台の施工方法。
【請求項６】
複数の太陽電池用架台に固定されている太陽電池モジュール群が太陽電池モジュール設置面の法線の方位に直交する方向に並列接続されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池架台の施工方法。
【請求項７】
前記太陽電池アレイの年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）の算出方法が、太陽高度角γ、太陽光方位角β、太陽電池モジュール設置面の法線の方位角β’を用いて、太陽電池モジュール設置面の法線の方位に変換した太陽高度角αを計算式α＝ｔａｎ−１（ｔａｎγ／ｃｏｓβ×ｃｏｓβ’）によって計算する工程、前記所定角度θ、前記太陽高度角α、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離Ｌ、太陽電池モジュール端−架台上端距離Ｄを用いて、影幅ｄを計算式ｄ＝（Ｄｓｉｎθ−Ｌｔａｎα）／（ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ・ｔａｎα）によって算出する工程、前記影幅ｄ、日射強度Ｉ、（影部の日射強度／日射強度Ｉ）ｃ、太陽電池モジュール幅Ｗを用いて、ある時刻の損失日射強度ｌｏｓｓを、計算式ｌｏｓｓ＝（１−ｃ）・Ｉ・ｄ／Ｗによって算出する工程、前記日射強度Ｉ、損失日射強度ｌｏｓｓをそれぞれ一年分積算し、損失日射強度年間積算値を日射強度年間積算値で除することによって年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）を算出する工程よりなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池架台の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池架台の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題に対する意織の高まりが、世界的な広がりを見せている。中でも、ＣＯ２排出に伴う地球の温暖化現象に対する危倶感は深刻で、クリーンエネルギーヘの希求はますます強まってきている。このような環境の中で、太陽電池はその安全性と扱いやすさから、クリーンエネルギー源として大きく期待されている。太陽電池は光を電気に変換する光電変換層を内部に有し、代表的な材料としては、単結晶シリコン半導体、多結晶シリコン半導体、非晶質シリコン系半導体、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ２族化合物半導体、等が挙げられる。
【０００３】
これらの太陽電池を利用した太陽光発電システムの形態としては、数Ｗから数ＭＷまで種々の規模がある。一般的に住宅や設備の屋根に設置される小規模発電量システム（数ｋＷ程度）のものと、架台に太陽電池モジュールを固定した太陽電池架台を複数列並べた地上設置型太陽電池架台を用いた大規模発電量システム（数ｋＷ〜数ＭＷ）程度のものがある。
【０００４】
太陽電池を住宅等の屋根に設置する場合、設置場所（面積）が制限されている。よって、太陽電池設置可能面積を十分調査した後、設置可能な太陽電池モジュールの枚数を算出し、その後、システム全体を設計することになる。
【０００５】
一方、太陽光発電所など、大規模な地上設置型太陽光発電システムを構築する場合は、そのシステムで必要とする電力量から、太陽光発電システムの出力を決定し、太陽光発電システムを設置するのに必要な設置面積の算出を行う。
【０００６】
このような大規模発電システムを構築する場合、まず、システムの出力Ｐｍを決め、それに基づく太陽電池モジュール数、太陽電池モジュールを固定する架台の設計、直並列数、パワーコンディショナの選定等のシステム設計、架台の配置方法等の配置設計を行う。図２に上記設計のフローチャートを示す。
▲１▼太陽光発電システムの出力Ｐｍ（Ｗ）及び使用する太陽電池モジュールの定格出力から、設置する太陽電池モジュールの枚数が決定し、パワーコンディショナの定格電力から、該太陽電池モジュールの直並列数（１ストリングの直並列数）を決定し、太陽電池モジュール群のストリング数を決定する。
▲２▼太陽電池モジュール枚数、直並列数、架台の寸法から、太陽電池架台数とそれらを横方向（東西方向）に何個、縦方向（南北方向）に何列並べるかを計算する。
▲３▼太陽光発電システムを設置する地点の位置データ（緯度、経度）、架台の寸法、傾斜角データから、その地点の冬至の日に架台の落とす影が隣接する列の架台にかからないように、太陽電池架台の前後間隔を決定する。（図３，４）
（▲３▼太陽電池架台の間隔の設計）図３，４  冬至を参考にして
上記架台設置型太陽光発電システムにおいて、架台の配置設計を行う際には、日射によって生ずる隣接する架台の影が太陽電池モジュール面上を覆わないように架台の前後間隔を決定するのが一般的である。図３，４は、架台の前後間隔の決定方法を表す模式図であり、図３は、太陽電池架台の側面図、図４は太陽電池架台の上面図である。図３，４に示すように、架台の太陽電池モジュール下端から架台上端までの高さ３０１をＨ、太陽高度３０２をγ、太陽方位角３０３をβとし、影の長さ３０４をＬｓとすると、Ｌｓは、
Ｌｓ＝Ｈ・ｃｏｔγ・ｃｏｓβ
と計算される。
【０００７】
よって、設置場所の緯度、経度、および最も影Ｌｓの長くなる冬至の日の午前９時もしくは午後３時のときの太陽高度γ、太陽方位角βからＬｓを計算し、架台の前後間隔を決定していた。
【０００８】
例えば、図３、４の架台を北緯３４．７°Ｎ、東経１３５．８°Ｅの地点に設置する場合において、Ｈが１０７．５ｍｍの場合、
冬至午前９時：γ＝１８．４９°、β＝−４２．０９°
冬至午後３時：γ＝１７．２０５°、β＝４３．８４°
より、
冬至午前９時  ：  Ｌｓ＝２３８．５６ｍｍ
冬至午後３時  ：  Ｌｓ＝２５０．４０５ｍｍ
となるので、Ｌｓが２５０ｍｍになるように架台の前後間隔を決定していた。
【０００９】
（設置面の面積の決定）
架台の前後間隔が決定すると、太陽電池架台群が占める面積に、架台の前後間隔をとることによって生ずる面積を加算し、周囲の通路等の面積を加えることによって、太陽電池アレイを設置するのに必要な設置面の面積が求まる。
【００１０】
上記結果を基にして、隣接する架台の上端と太陽電池モジュールの下端の距離Ｌｓが２５０ｍｍ以上になるように太陽電池架台を配置していた。すなわち、年間を通じて架台の影が隣接する架台に影をおとさないように施工するのが通常であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
電力市場用途の太陽光発電システムの最も大きな課題のひとつは、ワット単価の低減である。太陽光発電システムが電力市場へ本格導入される為にはコスト低減は必須であり、本格導入の為には抜本的な低コスト化が必要である。
【００１２】
従来の太陽電池架台の前後間隔の決定方法は「従来の技術」に上述したように、冬至の日に前列の架台の影が、隣接する後列の太陽電池面上を覆わないように架台の前後間隔を決定する方法であった。
【００１３】
すなわち、隣接する架台により発生する影が太陽電池面上を覆うことによって生ずる発電ロスがほぼ０％になるように架台の前後間隔を決定する決定方法であり、設置地点の位置（緯度、経度）、架台の寸法によって一意的に決まる。
【００１４】
このような従来の決め方で太陽電池架台の前後間隔を決定した場合、隣接する架台の影が太陽電池モジュール面上を覆うことによって生ずる発電量損失はないが、太陽電池アレイを設置するのに必要な設置面の面積が大きくなるので、多少発電量損失があっても架台の前後間隔を狭めた場合に算出されるトータルコストに対して、従来の決め方で太陽電池架台の前後間隔を決定した場合に算出されるトータルコストがかえって高くなるケースがあった。
【００１５】
そこで、そのような不都合をなくし、トータルコストが最小となるよう太陽電池架台を配置することが求めらていた。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
太陽電池架台の前後間隔を冬至の日だけで決めず、架台の影が隣接する架台の太陽電池モジュール面にかかることを許容する。そして、トータルコストを算出して、これが最小となる隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離Ｌを計算し、そのＬから太陽電池架台の前後間隔を決定する。トータルコストには、以下の５つの項目を含み、
▲１▼施工コスト  Ｆ＿１
▲２▼土木工事コスト  Ｆ＿２（Ｌ）
▲３▼土地代  Ｆ＿３（Ｌ）
▲４▼太陽電池システムの出力  Ｐｍ
▲５▼隣接する架台の影が太陽電池モジュール面上を覆うことによって生ずる発電量損失率  Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）
トータルコストＴＣ（Ｌ）＝｛Ｆ＿１＋Ｆ＿２（Ｌ）＋Ｆ＿３（Ｌ）｝／｛Ｐｍ（１−Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ））｝
で計算する。上式のとおり、トータルコストは隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌの関数である。
【００１７】
上記、Ｌの関数であるトータルコストＴＣ（Ｌ）が最小となるＬｍｉｎを算出すれば、トータルコストが下がり、システムのワットコストを削減することができる。すなわち、本発明は、
設置面に所定角度θをもって複数の太陽電池モジュールを配置する太陽電池架台の施工方法であって、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離Ｌ、施工コストＦ＿１、土木工事コストＦ＿２（Ｌ）、土地代Ｆ＿３（Ｌ）、太陽電池アレイの年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）、太陽光発電システムの出力Ｐｍより、太陽電池アレイのトータルコストＴＣ（Ｌ）＝｛Ｆ＿１＋Ｆ＿２（Ｌ）＋Ｆ＿３（Ｌ）｝／｛Ｐｍ（１−Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ））を計算し前記トータルコストが最小となるＬｍｉｎを算出する工程、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離がＬｍｉｎとなるよう架台を配置する工程を少なくとも有することを特徴とする太陽電池架台の施工方法。
である。
【００１８】
この方法を使って架台の前後間隔を決定すると、従来の冬至の日のみで架台の前後間隔を決定したときに比べて、架台間隔を狭くすることができるので、土木工事コスト及び土地代の低減ができトータルコストを削減することが可能となる。
【００１９】
前記Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）の算出方法が、
太陽高度角γ、太陽光方位角β、太陽電池モジュール設置面の法線の方位角β’  を用いて、太陽電池モジュール設置面の法線の方位に変換した太陽高度角αをα＝ｔａｎ−１（ｔａｎγ／ｃｏｓβ×ｃｏｓβ’）によって計算する工程、前記所定角度θ、太陽電池モジュール設置面の法線の方位に変換した太陽高度角α及び隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離Ｌ、太陽電池モジュール端−架台上端距離Ｄから、影幅ｄをｄ＝（Ｄｓｉｎθ−Ｌｔａｎα）／（ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ・ｔａｎα）によって影幅ｄを算出する工程、前記影幅ｄ、日射強度Ｉ、（影部の日射強度／日射強度Ｉ）ｃ、太陽電池モジュール幅Ｗから、ある時刻の損失日射強度ｌｏｓｓを、ｌｏｓｓ＝（１−ｃ）・Ｉ・ｄ／Ｗによって算出する工程、前記日射強度Ｉ、損失日射強度ｌｏｓｓをそれぞれ一年分積算し、損失日射強度年間積算値を日射強度年間積算値で除することによって年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）を算出する工程よりなることが好ましい。
【００２０】
本発明による太陽電池架台の施工方法では、
▲１▼架台の前後間隔の決定に際して、冬至の一日のみのデータで決定した架台の前後間隔よりも架台の前後間隔を短くすることができるので、土木工事コスト及び土地代の低減ができトータルコスト（円／Ｗ）を低減することができる。
▲２▼影の長さｄを計算する際に、太陽高度γを太陽電池設置面の法線の方向に変換した太陽高度αに変換して計算することによって、簡便に一年分の損失日射強度を求めることができる。
【００２１】
隣接する架台による影の太陽電池モジュール面にかかる影の様子を図１７に示す。図１７は、太陽光線の方向にそって太陽電池モジュール面にできる架台による影の形をあらわす図である。図１７（ａ）は横から見た太陽電池架台の図、図１７（ｂ）は、太陽電池モジュール設置面に垂直な方向から見た図である。
【００２２】
１７０１は太陽電池モジュール、１７０２は架台、１７０３は架台傾斜角θ、１７０４は太陽光線、１７０５は非影部、１７０６は影部、１７０７は影幅ｄ、１７０８は太陽電池モジュール幅方向、１７０９は太陽電池モジュール幅方向１７０８に垂直な方向である。
【００２３】
架台によって生ずる太陽電池モジュール幅方向に垂直な方向１７０９の太陽電池モジュール面の影の形は、図１７に示すように、太陽光線の方向にそってできるので、影幅ｄの範囲において、実際には影がかかっていない非影部１７０５がある。この非影部の面積は、時刻によって変化する。とくに朝方、夕方は、太陽電池モジュール設置面の法線方向の方位が真南方向の場合、非影部の面積がおおきくなる。
【００２４】
本発明における年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）の計算においては、影幅ｄ１７０７のみに着目し、太陽電池モジュール幅方向に垂直な方向１７０９は考慮していない。すなわち、非影部１７０５も影部として、見積もっている。
【００２５】
しかし、その時刻においては日射強度が弱いので、年間の発電量損失を考慮した場合、本発明の方法で行っても問題ない。
【００２６】
すなわち本発明では、影の長さｄを計算する際に、太陽高度γを太陽電池設置面方向に変換した太陽高度αに変換して計算することによって、影幅ｄのみの計算によって、年間発電量損失率の計算ができるので、時々刻々と変化する複雑な影の形を計算する必要がないので、影幅の太陽電池幅に占める割合から、損失日射強度を計算することによって、簡単に、太陽電池モジュールの発電量損失を求めることができる。
【００２７】
上記方法によりトータルコストＴＣ（Ｌ）が最小となるＬｍｉｎを算出した後、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離がＬｍｉｎとなるように太陽電池架台を施工し太陽電池モジュールを配置する。これにより、太陽光発電システムのトータルコストを従来より削減することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明は、図１８に示すような太陽光発電システムを構築する際に、トータルコストが最小となるよう太陽電池架台を最適配置する太陽電池架台の施工方法である。
【００２９】
図１８において、図１８（ａ）は太陽光発電システムの全体図の一例、図１８（ｂ）は、太陽電池架台群を拡大した図である。
【００３０】
１８０１は太陽電池架台群、１８０２は太陽電池架台の前後間隔、１８０３は太陽電池架台を設置するための面、１８０４はパワーコンディショナ、１８０５は屋外連系盤、１８０６はフェンス、１８０７は太陽電池架台、１８０８は太陽電池モジュール、１８０９は接続ケーブルである。
【００３１】
このような太陽光発電システムを構築する際の流れは、図１に示すように太陽光発電システムのシステム出力Ｐｍ、太陽電池モジュールの定格出力、パワーコンディショナの定格電力から、太陽電池モジュールの枚数、直並列数が求まる。
【００３２】
上記、太陽電池モジュールの枚数、直並列数が決まったら、太陽電池モジュール架台の数、配列が求まる。
【００３３】
次に、施工コストＦ＿１を算出、
設置地点における年間日射強度データから、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌを関数にして、年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）を算出、
隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌを関数にして、土木工事コストＦ＿２（Ｌ）を算出、
隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌを関数にして、土地代Ｆ＿３（Ｌ）を算出、
上記Ｐｍ、Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）、Ｆ＿２（Ｌ）、Ｆ＿３（Ｌ）、Ｆ＿１から、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌの関数であるトータルコストＴＣ（Ｌ）を計算し、
トータルコストＴＣ（Ｌ）が最小となるＬｍｉｎを算出し、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離がＬｍｉｎとなるよう太陽電池架台を配置する。
【００３４】
以下、本発明の「太陽電池架台の施工方法」の実施の形態について、必要に応じて図面を参照しながら説明する。
【００３５】
（太陽電池モジュール）
本発明に於ける太陽電池モジュールとは、光起電力素子を外囲体により覆ったものをいう。
【００３６】
（太陽電池架台）
本発明で呼んでいる太陽電池架台とは、太陽電池モジュールを何らかの方法で、所定の角度に固定するための部材をいい、太陽電池モジュールは架台上に固定金具やあるいは直接接着固定するなどして固定することができる。架台がコンクリートなどの重量の大きな材質であれば地面に置くだけで架台の配置は完了する。図５に太陽電池架台の一例を示す。５０１は太陽電池モジュール、５０２は、モジュール取り付けアングルフレーム、５０３はアーム、５０４はベース材、５０５はアンカーボルト、５０６は基礎、５０７は横材、５０８は金具である。
【００３７】
図６を用いて、太陽電池架台群の概略図を示す。図６において、６０１は所定角度θ、６０２は隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌ、６０３は太陽電池モジュール幅Ｗ、６０４は太陽電池モジュール端−架台上端距離Ｄ、６０５は太陽電池架台の前後間隔、６０６は支持ポール間の距離、６０７は太陽電池架台、６０８は支持ポール、６０９は太陽電池モジュールである。
【００３８】
（所定角度θ：６０１）
通常の太陽光発電システムでは、太陽電池セル面を傾斜させて設置することが多い。なぜならば、水平面によりも、日射を多く得られるからである。設置地点の緯度、経度によって、日射量を多く得られる設置角はデータからわかっており、本発明でいう所定の角度θとは、太陽電池モジュール面が水平面となす角度のことをいう。
【００３９】
（隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離Ｌ：６０２）
本発明における隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端との距離Ｌ（隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離）は、図６に示すように、隣接する２列の太陽電池架台において、前列の架台の最上部から、隣接する次列の太陽電池モジュール下端までの距離をいう。本発明では、この「隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌ」を影幅ｄの計算に使用する。
【００４０】
（太陽電池モジュール幅Ｗ：６０３）
本発明における「太陽電池モジュール幅Ｗ」は、図６に示すように、太陽電池モジュールの架台流れ方向の長さである。
【００４１】
（太陽電池モジュール端−架台上端距離Ｄ：６０４）
本発明における「太陽電池モジュール端−架台上端距離Ｄ」は、図６に示すように、架台の上端から、太陽電池モジュールの下端までの距離である。
【００４２】
（太陽電池架台の前後間隔：６０５）
本発明において、太陽電池架台の前後間隔は、図６に示すように、前列の架台の上端から、次列の架台の下端までの距離６０５である。本発明によって最終的に計算される距離は、前記「隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌ：６０２」である。その距離が決まれば、太陽電池架台の前後間隔は、計算によって容易に算出できる。太陽電池架台の前後間隔が決まれば、施工に必要な情報である支持ポール６０８間の距離６０６等も計算できる。
【００４３】
（施工コストＦ＿１）
本発明では、施工コストＦ＿１を以下のように定義する。
施工コストは、▲１▼材料費、▲２▼施工工事費（人件費）から構成され、
材料費は、太陽電池モジュール、太陽電池モジュール架台、配線材等の太陽電池アレイを構成する材料費および、パワーコンディショナ、屋外連系盤、受電盤等の太陽電池アレイ以降を構成する材料費が含まれる。
【００４４】
施工工事費は、太陽電池モジュールを固定する太陽電池架台群の設置、太陽電池モジュールの架台への取り付け、直並列作業等が含まれる。
【００４５】
太陽光発電システムのシステム出力が決まれば、太陽電池モジュール数、架台数等が決まり、また、接続するパワーコンディショナの種類、個数等が決まるので、材料費は、システム出力が決まれば、計算することが可能である。
【００４６】
また、太陽電池アレイを構築するために必要な部材の個数が決まれば、それら必要部材を設置するために必要な人件費（施工コスト）が決定される。
【００４７】
よって、本コスト費目は、アレイ設計の最初に決定する太陽光発電システムのシステム出力を決定すれば、計算することができる。
【００４８】
（土木工事コストＦ＿２（Ｌ））
本発明では、土木工事コストＦ＿２（Ｌ）を以下のように定義する。
【００４９】
土木工事コストは、太陽電池架台を設置する設置面を水平にし、コンクリートやアスファルトで舗装するのに要する舗装工事費、太陽電池アレイ設置面の外周を囲うフェンス工事費、その他の工事費（排水ブロック設置、設置面内草刈費等）を含む。
【００５０】
これらの費用は、設置面の面積あたりの単価もしくは、設置面の外周あたりの単価であらわされるので、太陽電池アレイを設置する設置面の面積が大きくなればなるほど、それに比例して大きくなる。
【００５１】
太陽電池アレイの設置面の面積は、システム出力と、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌによって決まる。なぜならば、システム出力から太陽電池モジュール枚数が決定し、それによって架台の配置数が決定し、太陽電池モジュール直並列パターンによって、架台を東西方向に何個、縦方向に何列という設置パターンが決まり、さらに隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌを設けることによって生ずるスペースを加えることによって、太陽電池架台の占有する面積（横何ｍ×縦何ｍ）が決定する。
【００５２】
すなわち、土木工事コストＦ＿２（Ｌ）は、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌに伴って変化するので、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌの関数である。よって、土木工事コストＦ＿２をＦ＿２（Ｌ）とあらわす。
【００５３】
（土地代Ｆ＿３（Ｌ））
本発明では、土地代Ｆ＿３（Ｌ）を以下のように定義する。
【００５４】
土地代は、太陽後発でシステムを構築するための土地を取得する際にかかる費用、又は土地を一定期間（例：２０年間）賃借するのに必要な費用を含む。
土地代は、土地の面積あたりの単価であらわされるので、太陽電池アレイを設置する土地の面積が大きくなればなるほど、それに比例して大きくなる。
【００５５】
したがって、土地代は、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌに伴って変化し、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌの関数としてあらわすことができる。よって、土地代Ｆ＿３をＦ＿３（Ｌ）とあらわす。
なお、本発明においてトータルコストＴＣ（Ｌ）を計算する際、土地代Ｆ＿３（Ｌ）＝０等固定値にしてもよい。これは、大規模な地上設置型太陽光発電システム等においては、荒野などのほとんど土地代を無視しえるケースもあるためである。
【００５６】
（トータルコスト）
トータルコストは、施工コストＦ＿１と土木工事コストＦ＿２（Ｌ）と土地代Ｆ＿３（Ｌ）の和を太陽光発電システムのシステム出力Ｐｍ（Ｗ）×｛１−年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）｝で除したものである。単位は円／Ｗとなる。すなわち、トータルコストＴＣ（Ｌ）は、
ＴＣ（Ｌ）＝｛Ｆ＿１＋Ｆ＿２（Ｌ）＋Ｆ＿３（Ｌ）｝／｛Ｐｍ（１−年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ））｝
と計算され、式からわかるように、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌの関数である。
【００５７】
年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）の計算方法に関しては、後述する。
【００５８】
図７に、本発明の影幅の計算に使用する太陽位置に関するパラメータを示す。
【００５９】
（太陽方位角β：７０１）
太陽方位角β７０１は、太陽像の中心の方位をあらわすパラメータで、真南（０度）方向となす角度であらわす。真南から東方向を（−）、真南から西方向を（＋）であらわすことにする。
【００６０】
（太陽電池モジュール設置面の法線の方位角β’：７０２）
太陽電池モジュール設置面の法線の方位角β’を図１９を用いて説明する。太陽電池モジュール設置面の法線の方位角β’は、太陽電池モジュール設置面の方位をあらわすパラメータで、太陽電池モジュール設置面１９０１に立てた法線ベクトル１９０２の水平面に投影した線１９０３と水平面にある真南（０度）方向ベクトル１９０４のなす角度１９０５であらわす。真南から東方向を（−）、真南から西方向を（＋）であらわすことにする。
【００６１】
１９０６は、太陽電池モジュール設置面の法線と直交する方向である。たとえば、太陽電池モジュール設置面の法線の方位角が真南（β’＝０°）のとき、太陽電池モジュール設置面の法線と直交する方向１９０６は東西方向になる。
【００６２】
通常、太陽電池モジュール設置面の法線の方位角β’は、設置地点が北半球の場合、β’＝０°、即ち、太陽電池モジュール設置面は真南を向いて設置される。なぜならば、最も日射量を得られるからである。
【００６３】
本発明において、β’は−９０°以上９０°以下である。
【００６４】
（太陽高度γ：７０３）
太陽高度γは、水平面と太陽像中心７０５とのなす角度である。
【００６５】
（太陽電池モジュール設置面の法線の方位に変換した太陽高度α：７０４）
本パラメータは、図７に示すように、実際の太陽方位角β、太陽高度γの位置にある太陽を、太陽電池モジュール設置面の方位角β’の位置に、投影したときの太陽高度であり、図７に示すように
α＝ｔａｎ−１  （ｔａｎγ÷ｃｏｓβ×ｃｏｓβ’）
で求めることができる。太陽電池モジュールの設置面が真南の時、β’＝０°であるので、
α＝ｔａｎ−１  （ｔａｎγ÷ｃｏｓβ）
で計算することができる。
【００６６】
（隣接する太陽電池架台によって生ずる太陽電池モジュール上の影幅ｄ）図８図８に、影幅ｄを計算する際の説明図を示す。図において、８０１は架台、８０２は太陽電池モジュール、８０３は太陽光線、８０４は太陽電池モジュール端−架台上端間距離Ｄ、８０５は太陽電池架台の傾斜角θ、８０６は隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌ、８０７は太陽電池モジュール設置面の法線の方位に変換した太陽高度αである。８０８は太陽電池モジュール幅Ｗ、８０９は前列の架台による太陽電池面の影幅ｄである。
【００６７】
図において影幅ｄは、
ｄｃｏｓθｔａｎα＋ｄｓｉｎθ＝  Ｄｓｉｎθ−Ｌｔａｎα  より、
ｄ＝（Ｄｓｉｎθ−Ｌｔａｎα）÷（ｃｏｓθｔａｎα＋ｓｉｎθ）
と計算できる。
【００６８】
本計算方法で算出される影幅ｄは、実際の方向βから入射する太陽光線でできる影幅と同じである。
【００６９】
また、式からわかるように影幅ｄは、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌの関数である。
【００７０】
（日射強度Ｉ）
表面の単位面積あたりに、太陽から単位時間に入射するエネルギーで、通常単位は、Ｗ／ｍ２であらわされる。日射強度は、直達日射強度と散乱日射強度の和として表される。
【００７１】
直達日射強度は、直達日射による日射強度で、太陽から直接到達する日射である。
【００７２】
散乱日射強度は、散乱日射による日射強度で、大気中のちりや、雲で散乱して地上に到達する日射である。
【００７３】
（ある時刻の損失日射強度ｌｏｓｓの計算）
ある時刻の損失日射強度ｌｏｓの計算方法を、図９を用いて説明する。
【００７４】
図９において、９０１は太陽電池モジュール、９０２は太陽電池モジュール幅Ｗ〔ｍ〕、９０３は太陽電池モジュール長さＬｅ〔ｍ〕、９０４は影部、９０５は影幅ｄ〔ｍ〕である。
【００７５】
図において、影になっていないところの日射強度をＩ〔Ｗ／ｍ２〕とする。そのときの影部の日射強度をｃＩ〔Ｗ／ｍ２〕とする。ｃは（影部の日射強度／日射強度）で、日射強度に対する影部の日射強度の割合である。このとき、非影部の日射は、
Ｉ×（Ｗ−ｄ）×Ｌｅ  〔Ｗ〕
影部の日射は、
ｃＩ×ｄ×Ｌｅ  〔Ｗ〕
モジュール面に影がない場合の日射は、Ｉ×Ｗ×Ｌｅ  〔Ｗ〕  であるので、
2004311770.tif 000003
よって、損失日射強度〔Ｗ／ｍ２〕は、
損失日射／太陽電池モジュール面積より、
損失日射強度ｌｏｓｓ（Ｗ／ｍ２）＝Ｉ・（１−ｃ）・Ｌｅ・ｄ／Ｗ・Ｌｅ＝Ｉ・（１−ｃ）・ｄ／Ｗ
で計算することができる。
【００７６】
式からわかるように、ある時刻の損失日射強度は、影幅ｄの関数であるので、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌの関数である。
【００７７】
（影部の日射強度／日射強度Ｉ：ｃ）
図９で示される隣接する架台によって発生した太陽電池モジュール面の影になったところの日射強度は、影になっていないところの日射強度（通常の日射強度）にくらべて小さくなる。しかし、０〔Ｗ／ｍ２〕になるわけではない（直達日射強度は０になるが、散乱日射強度はそのまま残る）ので、影の場所でも日射はある。そこで、通常の日射強度に対する影部の日射強度の割合を表すパラメータとして、影部の日射強度／日射強度Ｉ＝ｃを定義して、損失日射強度の計算に用いた。
【００７８】
（年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）の計算）
上記損失日射強度の年間積算値（Ｗ／ｍ２年）すなわち、年間損失日射量を計算し、年間日射量（日射強度の年間積算値（Ｗ／ｍ２年））で除することによって、年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）を算出する。
【００７９】
本項目を計算する場合には、設置地点の年間日射強度データを用いる。
ある時刻の損失日射強度がＩ・（１−ｃ）・ｄ／Ｗで計算されるので、たとえば、１年間の１分毎の設置地点の日射強度データがあれば、
年間日射量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）＝Σ（Ｉ・（１−ｃ）・ｄ／Ｗ）／ΣＩ
（Σは１分データの１年分の積算）
で計算することができる。
【００８０】
日射強度と太陽電池モジュールの電流値は比例関係あり、一方、太陽電池モジュールの電圧は、ほとんど変動しない。出力は電流×電圧で表されるので、日射強度と出力は、比例関係である。すなわち、年間日射量損失率を計算することによって、その値を年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）とすることができる。
【００８１】
年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）は、式から判るように影幅ｄが含まれており、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌの関数であるので、Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）とする。
【００８２】
本発明は、上記の各パラメータの算出から、トータルコストＴＣ（Ｌ）が最小となるＬｍｉｎを算出した後、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離がＬｍｉｎとなるように太陽電池架台の施工を行う。
【００８３】
【実施例】
（実施例１）
本実施例は、空洞コンクリートブロックを太陽電池架台として用い、太陽電池モジュールを設置した例である。以下に詳細を詳しく述べる。
【００８４】
（アレイ設計の流れ）
本実施例におけるアレイ設計の流れを図１に示す。
【００８５】
2004311770.tif 000004
【００８６】
以下に、本実施例の施工方法及び本実施例で使用する材料を記載する。
【００８７】
（太陽電池モジュール）
図１０に、本実施例で使用する太陽電池モジュールを示す。図１０（ａ）は上面図、図１０（ｂ）は、Ａ−Ａ断面図である。
【００８８】
本実施例における太陽電池モジュールは光起電力素子１００１を２直列したものを樹脂封止したものを使用している。
【００８９】
光起電力素子１００１は、裏面電極でもある金属製基板１００６に形成された半導体光活性層１００７を有し、半導体光活性層１００７にて発生した電流を収集するための集電電極１００５が受光面側に配されている。金属製基板は１００６としては、ここでは０．１５ｍｍ厚のステンレス鋼を用い、半導体光活性層１００７としては、アモルファスシリコンと微結晶シリコンのタンデム構造を、さらに集電電極１００５としては、１００μｍφの銅線を導電性ペーストを用いて光起電力層１００７上に固定している。
【００９０】
また、集電電極１００５は１００μｍ厚の銅製の正極タブ１００２に接続される。また、正極タブ１００２と、金属製基板１００６とを確実に接続するために、ポリエステル製の絶縁部材１００４が配されている。
【００９１】
更に集電電極１００５の上から、耐候性を持たせるために、アクリルシリコン系の耐候性塗料１００８を形成している。
【００９２】
光起電力素子を２直列にし、両端の受光面側の両端正極タブ１００２、裏面側の両端負極タブ１００３、計４箇所に、φ０．８ｍｍの裸銅線１００９を鉛フリーはんだで半田付けした。
【００９３】
その後、受光面側にＥＴＦＥ１０１０／ＥＶＡ１０１１フィルムを、裏面側にＥＶＡ／ＰＥＴ１０１７／ＥＶＡフィルムを積層し、真空ラミネーターで樹脂封止した。
【００９４】
最後に、φ１．６ｍｍの裸銅単線１０１２を略コの字形状に加工して、正極タブ１００２、負極タブ１００３にリングスリーブ１０１４で圧着して、電気的に接続している。
本発明の太陽電池の寸法は、幅３６０．６ｍｍ（１０１６）×長さ５０３．６ｍｍ（１０１５）である。また、本太陽電池モジュールのＩｐｍは９．２１Ａ、Ｖｐｍは２．２８Ｖ、出力は２１Ｗである。
【００９５】
（パワーコンディショナ）
本実施例で使用するパワーコンディショナは、容量１０ｋＷのパワーコンディショナである。本パワーコンディショナの定格直流電圧３００Ｖのものを使用した。
【００９６】
（架台）
図１１は、本実施例に使用することができる空洞コンクリートブロックである。本実施例では、（ａ）を太陽電池モジュールを貼り付けるブロック、（ｂ）を太陽電池モジュールを貼り付けるブロック（ａ）を支持して、傾斜をつけるブロックにする。
【００９７】
本太陽電池モジュール１２０１は、コンクリートブロック架台１２０２に接着剤で、接着固定する。そして、端子をリングスリーブ１２０３によって電気接続することによって、東西方向に直列接続している。同様に、１モジュール毎に南北方向に並列接続用電線１２１１を接続していくことによって、並列接続し、バイパスダイオード１２０４を接続する。
【００９８】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）を横からみた図であり、１２０５を傾斜角θ＝１６°、１２０６を隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌ、１２０７を太陽電池モジュール幅Ｗ＝３６０．６ｍｍ、１２０８を太陽電池モジュール端−架台上端距離Ｄ＝３６０．６ｍｍ、１２０９を太陽電池架台の前後間隔、１２１０を支持ブロックピッチとした。１２１１は並列接続用ケーブルである。
【００９９】
本実施例における太陽電池架台の前後間隔と隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌの関係は、
Ｌ＋２８．３〔ｍｍ〕＝太陽電池架台の前後間隔
である。
【０１００】
本実施例におけるアレイの設計手順を図１に示す。
１）太陽電池モジュール数、直並列数の決定
本実施例で使用するパワーコンディショナのＤＣ入力電圧が３００Ｖなので、１ストリング中の直列数を１４０枚とする。このときの出力電圧は、１４０×２．２８＝３１９．２
Ｖとなり、出力の合計を１０ｋＷにするために、１４０直列したものを４並列する。このときの電流値は、９．２１×４＝３６．８Ａになり、ストリングの出力は、１１．７６ｋＷとなる。
【０１０１】
本実施例で使用するパワーコンディショナは、この１ストリングに一台接続して使用する。
【０１０２】
アレイ出力を１ＭＷ程度にするために、本システムでは、この１ストリングを１００個ならべて、アレイ合計出力を１．１７６ＭＷとする。総太陽電池枚数は、１４０×４×１００＝５６，０００枚となる。
【０１０３】
また、パワーコンディショナは、ストリングにつき一台必要なので、計１００台必要になる。
２）架台数、架台の配置の決定
太陽電池モジュールの直並列数、太陽電池アレイのストリング数が決定したので、架台に使用するブロック数、および１００ストリングをどのように配置するか決定する。まず、１ストリングあたり使用するブロック（ａ）、（ｂ）の個数を計算する。太陽電池モジュール同士を間隔なしで１４０直列／一列する。太陽電池ストリングの長さは、
５０３．６〔ｍｍ〕×１４０〔直列〕＝７０，５０４〔ｍｍ〕
傾斜ブロック（ａ）の幅は、１９０ｍｍなので、
７０５０４／１９０＝３７１．０７
より、３７２個となる。これが４並列分あるので、ブロック（ａ）は、１４８８個／１ストリングとなる。このときの傾斜ブロックの長さは、７０６８０〔ｍｍ〕である。
支持ブロック（ｂ）の長さは、３９０ｍｍなので、
７０６８０／３９０＝１８１．２３
より、１８２個になる。これが４並列分あるので、ブロック数は、７２８個／１ストリングとなる。
【０１０４】
図１３に太陽光発電システムの概略図を示す。１ストリングを南北方向に５０、東西方向に２とし、計１００ストリングを形成することにした。
【０１０５】
また、ストリングの東西間の間隔１３０３を１ｍ、ストリングの前後の間隔１３０６を７０ｃｍ、ストリング端からフェンスまでの距離１３０４を３ｍ（南端１３０５は２ｍ）とした。
【０１０６】
各ストリング１３０８と東西フェンス１３０９の間にパワーコンディショナ１３０１を配置し、北端の通路に屋外連系盤１３０２を配置した。
【０１０７】
（年間発電量損失率の計算）
前記太陽電池架台の寸法、設置地点（緯度、経度）の２０００年１０月２５日から２００１年１１月２４日までの一分間隔の日射強度データ、及び設置地点の太陽方位、太陽高度に関するデータから、年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）を計算した。本計算では、影部の日射強度／日射強度Ｉ＝ｃ＝０．３として計算した。計算結果を図１４、及び表１に示す。図１４（ａ）は、縦軸にＰ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）、横軸に隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌをとったもの、図１４（ｂ）は、縦軸にＰ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）、横軸に架台の前後間隔をとったものである。Ｌと架台の前後間隔の関係は前述したとおりである。
【０１０８】
（各コストの計算  トータルコストの算出）
（施工コスト  Ｆ＿１）
施工コストＦ＿１は、ストリング工事費とシステム工事費の和で計算され、太陽光発電システムのシステム出力Ｐｍが決まれば一意に決まる。以下にストリング工事費とシステム工事費について説明する。
【０１０９】
（ストリング工事費）
ストリング工事費は、材料費と人件費の総和であらわされ、上記に示すように太陽電池モジュール数、架台数、直並列接続、配置等が決まっているので、一意に決まる。
【０１１０】
本実施例のストリング工事費における材料費として、
▲１▼太陽電池モジュール
▲２▼コンクリートブロック（ａ）、（ｂ）
▲３▼太陽電池モジュール固定用接着剤
▲４▼バイパスダイオード
▲５▼直並列作業に使用する材料（ＩＶ線、リングスリーブ、圧着端子、コネクタ等）
がある。
【０１１１】
バイパスダイオードは、１モジュールあたり１個並列接続するので、１ストリングあたり、１４０個必要になる。モジュールなどが影になった場合、最大４×Ｉｐｍ＝３６．８Ａの電流が流れるので、放熱特性等から、ダイオードの定格を選定する。本実施例では、定格１００Ａのものを選定した。
【０１１２】
また、それらの材料を使用してストリングを構築する際の人件費が発生する。
本実施例においては、ストリング工事コストとして１ストリングあたり８７．５万円と見積もった。
【０１１３】
本例では、１００ストリング設置するので、計８７５０万円／１システムとなる。
【０１１４】
（システム工事費）
本実施例のシステム工事費における材料費として、
▲１▼パワーコンディショナ
▲２▼屋外連系盤
▲３▼受電盤
がある。
【０１１５】
本実施例では、パワーコンディショナは、定格１０ｋＷのものを１００個、屋外連系盤は、２５０ｋＶＡのものを採用し、１個／２５ストリングとなるので、計４個、受電盤は、１個である。
【０１１６】
また、人件費として、パワーコンディショナ設置工事、屋外連携盤設置工事、受電盤設置工事、パワーコンディショナ−屋外連系盤接続工事、屋外連系盤−受電盤接続工事が発生する。
【０１１７】
本実施例においては、上記材料費＋人件費で、２１３百万円／１システムとなる。
【０１１８】
（土木工事コストＦ＿２（Ｌ））
土木工事費は、舗装費、フェンス工事費、雑費（草刈、片付け、重機廻送等）の和として、計算できる。舗装費は１ｍ２あたりのコスト、フェンス費は、１ｍあたりのコストであるので、土木工事費は、アレイフィールドの面積の関数であることがわかる。アレイフィールドの面積は、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌによって決まるので、土木工事費は、隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌの関数（比例関係）であることがわかる。
【０１１９】
図１５に、本実施例におけるＬ−土木工事コストＦ＿２（Ｌ）の関係を表すグラフを示す。
【０１２０】
（土地代Ｆ＿３（Ｌ））
本例では、太陽光発電システムを設置する場所が人里離れた僻地であり、面積あたりの土地単価が極めて安いためトータルコストに影響をほとんど及ぼさない。したがって土地代はＦ＿３（Ｌ）＝０とした。
【０１２１】
（トータルコスト）
Ｆ＿３（Ｌ）＝０であるため、トータルコストは、｛Ｆ＿１＋Ｆ＿２（Ｌ）｝／｛Ｐｍ（１−Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ））で表現されるので、上記コストをこの式に代入することによって、計算できる。計算結果を図１６、表２に示す。図１６は横軸が架台の前後間隔、縦軸がトータルコストである。
【０１２２】
図１６からわかるように、架台の前後間隔約１１０〜１２０ｍｍを境にして、これよりも架台の前後間隔がおおきくなると、トータルコストがおおきくなることがわかる。これは、影による発電量損失は小さくなるが、土木工事費がおおきくなっていくためである。
【０１２３】
一方、架台の前後間隔が１１０〜１２０ｍｍ付近よりも小さくなると、トータルコストがおおきくなるとこともわかる。これは、土木工事費は小さくなっていくが、それ以上に発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ）がおおきくなり、それによるＰｍ（１−Ｐ＿ｌｏｓｓ（Ｌ））の増加分が土木工事費の減少分を上回るからである。
【０１２４】
上記グラフから、架台の前後間隔を１１０〜１２０ｍｍ付近になるようにすれば、トータルコストを最小にできることがわかる。本実施例では、架台の前後間隔を１１５ｍｍに設定した。このときのトータルコストは、約６１８円／Ｗである。
【０１２５】
（実際の施工）
▲１▼架台（ブロックの配置）
上記トータルコストの計算によって、架台の前後間隔が１１０〜１２０ｍｍ付近に設定すればよいことがわかった。そこで、本実施例では、図１２に示す架台の前後間隔１２０９を１１５ｍｍに設定した。このとき、支持ブロックピッチ１２１０は、４７７ｍｍになる。
【０１２６】
そこで４７７ｍｍピッチで、設置面に糸もしくは、墨だし等で線を４本はり、そこにまず支持ブロック１２１０を東西方向に１８２×４個ならべた。次に最端の傾斜ブロック１２０２  １個を支持ブロックに立てかけ、前列の支持ブロックに当接するように配置した。勾配計を使用して、傾斜角が１６°になるよう微調整した。その後、東西方向に３７１個を東西方向に、最端の傾斜角１６°の傾斜ブロックにならうようにして並べていった。同様にして残り３列分も並べた。
【０１２７】
（太陽電池モジュールの貼り付け）
次に設置済みの傾斜ブロック上に太陽電池モジュールを弾性接着剤によって貼り付けた。接着剤は、太陽電池モジュールの裏面金属基板全体に塗布するのではなく、裏面金属基板の四隅と中心、計５点に適当量を盛って押圧し、板状部材に貼り付けた。
【０１２８】
太陽電池の貼り付け位置は図１２に示すように、太陽電池モジュール端と傾斜ブロック上端が面一になるように接着した。
【０１２９】
太陽電池モジュール同士の直並列接続作業は以下に説明する。
【０１３０】
（太陽電池モジュール同士の直並列接続作業）
太陽電池モジュール同士の直並列接続作業を図１２を用いて説明する。
【０１３１】
図に示すように、太陽電池の正極タブ、負極タブにはんだで接続されている銅単線φ１．６ｍｍ同士を直列方向（東西）方向に、リングスリーブ１２０３を専用圧着工具でかしめていくことによって、直列作業が完了する。リングスリーブはＪＩＳ  Ｃ  ２８０６  銅線用裸圧着スリーブＥ−小を使用した。
【０１３２】
（バイパスダイオードの接続）
バイパスダイオード１２０４は、太陽電池モジュール１枚につき１個並列に接続した。バイパスダイオードは、最大９．２１×４並列＝３６．８４Ａ流れることを考慮して、定格１００Ａのものを選択し、接続した。
【０１３３】
（比較例１）
従来からの発想により、架台の影が冬至の午前９時〜午後３時においても隣接する架台上に固定され太陽電池モジュールにかからないように設計した。
【０１３４】
架台の太陽電池モジュール下端から架台上端までの高さＨ＝１０７．５ｍｍ、太陽高度３０２をγ、太陽方位角３０３をβとし、影の長さ３０４をＬｓとする。
【０１３５】
本実施例では、午後３時（γ＝１７．２０５°、β＝４３．８４）のときに架台の影の長さが最も長くなり、
Ｌｓ＝Ｈ・ｃｏｔγ・ｃｏｓβ＝２５０ｍｍと計算される。これを隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌにすれば、太陽電池架台の前後間隔は、
太陽電池架台の前後間隔  ＝Ｌ−２８．３＝２２１．７ｍｍと計算される
この場合のトータルコストを、実施例１に示す計算式で計算すると、６２３．５円／Ｗとなる。すなわち、実施例１の場合と比較して、５．５円／Ｗも高くなる。
【０１３６】
【表１】
2004311770.tif 000005
【０１３７】
【表２】
2004311770.tif 000006
【０１３８】
【発明の効果】
本発明の太陽電池架台の施工方法によれば、以下の効果が期待できる。
【０１３９】
▲１▼従来は冬至の日の太陽位置データから、隣接する架台の影が太陽電池モジュール面にかからないよう太陽電池架台を配置していた。しかし、本発明の施工方法に従い太陽電池架台を配置することによって、太陽光発電システムのトータルコストを最小にすることができる。すなわち、従来の冬至の日から計算した架台の前後間隔によって計算される太陽光発電システムのトータルコストよりも、コストダウンすることができる。その結果、太陽光発電システムの有効利用ができる。
【０１４０】
また、本発明の施工方法において、年間の日射強度データを用いて年間発電量損失率を計算し、それをトータルコストの算出に利用するので、その設置地点ごとの日射に対して最適な架台の前後間隔を得ることができる。
【０１４１】
また、本発明の年間発電量損失率Ｐ＿ｌｏｓｓの計算方法によれば、影の長さｄを計算する際に、太陽高度γを太陽電池設置面方向に変換した太陽高度αに変換して計算することによって、簡便に一年分の損失日射強度を求めることができる。
【０１４２】
その結果、すばやく架台の最適な前後間隔を得ることができ、現場での施工作業が容易となり、施工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】架台の前後間隔Ｌの決定に関するフローチャート
【図２】従来の太陽発電システム設計フローチャート
【図３】従来の太陽電池架台の前後間隔の決定方法説明図
【図４】従来の太陽電池架台の前後間隔の決定方法説明図
【図５】太陽電池架台例
【図６】太陽電池架台に関するパラメータ説明図
【図７】太陽の位置、日射に関するパラメータ説明図
【図８】影幅の計算説明図
【図９】損失日射強度の計算説明図
【図１０】実施例１における太陽電池モジュール
【図１１】実施例１に使用するコンクリートブロック
【図１２】実施例１における太陽電池架台
【図１３】実施例１のアレイフィールドに架台を並べたときの上面図
【図１４】実施例１における年間発電量損失率グラフ
【図１５】実施例１における土木工事費グラフ
【図１６】実施例１におけるトータルコストグラフ
【図１７】隣接する架台によってできる太陽電池面の影の形
【図１８】太陽光発電システム概念図
【図１９】太陽電池モジュール設置面の法線の方位角β’の説明図
【符号の説明】
３０１  架台の太陽電池モジュール下端から架台上端までの高さ
３０２  太陽高度
３０３  太陽方位角
３０４  影の長さ
３０５  ５０１  ８０２  ９０１  １２０１  １７０１  ６０９太陽電池モジュール
５０２  モジュール取り付けアングルフレーム
５０３  アーム
５０４  ベース材
５０５  アンカーボルト
５０６  基礎
５０７  横材
５０８  金具
６０１  ８０５  １２０５  １７０３  傾斜角
６０２  ８０６  １２０６  隣接する架台の上端と太陽電池モジュール下端の距離Ｌ
６０３  ８０８  ９０２  １２０７  太陽電池モジュール幅
６０４  ８０４  １２０８  太陽電池モジュール端−架台上端距離
６０５  ６０６  １２０９  太陽電池架台の前後間隔
１２１０  支持ブロックピッチ
７０１  太陽方位角
７０２  太陽電池モジュール設置面の方位角
７０３  太陽高度
７０４  ８０７  太陽電池モジュール設置面の方位に変換した太陽高度
７０５  太陽像中心
８０１  １７０２  架台
８０３  １７０３  太陽光線
８０９  ９０５  １７０７  影幅
９０３  太陽電池モジュール長さ
９０４  １７０６  影部
１７０５  非影部
１００６  金属製基板
１００７  半導体光活性層
１００５  集電電極
１００２  正極タブ
１００４  絶縁部材
１００８  耐候性塗料
１００３  負極タブ
１００９  １０１２  裸銅線
１０１０  ＥＴＦＥ
１０１１  ＥＶＡ
１０１４  １２０３リングスリーブ
１０１７  ＰＥＴ
１０１５  太陽電池モジュール長さ
１０１６  太陽電池モジュール幅
１２０２  コンクリートブロック架台
１２０４  バイパスダイオード
１２１１  並列接続用電線
１３０３  ストリングの東西間の間隔
１３０６  ストリングの前後の間隔
１３０４  １３０５  ストリング端からフェンスまでの距離
１３０８  ストリング
１３０９  フェンス
１３０１  １０ｋＷパワーコンディショナ
１３０２  屋外連系盤
１７０８  太陽電池モジュール幅方向
１７０９  太陽電池モジュール幅方向に垂直な方向
１８０１  太陽電池架台群
１８０２  太陽電池架台の前後間隔
１８０３  太陽電池架台を設置するための面
１８０４  パワーコンディショナ
１８０５  屋外連系盤
１８０６  フェンス
１８０７  太陽電池架台
１８０８  太陽電池モジュール
１８０９  接続ケーブル
１８１０    １８１０  太陽電池モジュール設置面
１９０１  太陽電池モジュール設置面
１９０２  太陽電池モジュール設置面に立てた法線ベクトル
１９０３  太陽電池モジュール設置面に立てた法線ベクトルを水平面に投影した線
１９０４  真南方向を表す線
１９０５  太陽電池モジュール設置面の法線の方位角β’
１９０６  太陽電池モジュール設置面の法線と直交する方向
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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