(57)【要約】【課題】遮光物によって受光量が低下した太陽電池セルの受光量を改善する。【解決手段】太陽電池ストリング２は、入射する太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セル１ａ〜１ｆが複数個直列に接続されている。太陽電池ストリング２に入射する太陽光を遮って影を生じさせる遮光物１０に隣接して、受光量改善用レンズ３が配置される。受光量改善用レンズ３は、遮光物１０の近傍を通過する太陽光の一部を影に向けて発散させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セルが複数個直列に接続された太陽電池ストリングと、
前記太陽電池ストリングに入射する太陽光を遮って影を生じさせる遮光物に隣接して配置される受光量改善用レンズと、を有し、
前記受光量改善用レンズは、前記遮光物の近傍を通過する太陽光の一部を前記影に向けて発散させることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
前記受光量改善用レンズは、凹レンズを半分にした形状であり、前記受光量改善用レンズの光軸が通る短尺面側が前記遮光物から離れた側に配置され、長尺面側が前記遮光物に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記受光量改善用レンズは、前記遮光物から前記太陽電池セルまでの距離と前記遮光物によって生じる影の範囲とに基づいて、前記受光量改善用レンズを出射する太陽光が前記影の範囲を包含するように、焦点距離が定められることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
前記受光量改善用レンズは、前記遮光物の両隣に２個配置され、各々が前記遮光物の両隣を通過する太陽光の一部を前記影に向けて発散させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
前記受光量改善用レンズは、前記遮光物の周囲に掛け渡されたバンドに、取り付け具を介して取り付け位置および取り付け角度を調整して取り付けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。
【請求項６】
入射する太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セルが複数個直列に接続された太陽電池ストリングに対して、入射する太陽光を遮って影を生じさせる遮光物に隣接して配置され、前記遮光物の近傍を通過する太陽光の一部を前記影に向けて発散させることを特徴とする太陽光発電システムの受光量改善用レンズ。
【請求項７】
入射する太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セルが複数個直列に接続された太陽電池ストリングに対して、入射する太陽光を遮って影を生じさせる遮光物に受光量改善用レンズを隣接して配置する太陽光発電システムの受光量改善方法であって、
前記遮光物の周囲にバンドを掛け渡し、
前記バンドに対して、取り付け具を介して取り付け位置および角度を調整して、前記受光量改善用レンズを取り付け、
前記受光量改善用レンズによって、前記遮光物の近傍を通過する太陽光の一部を前記影に向けて発散させることを特徴とする、太陽光発電システムの受光量改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、遮光物による発電電流の低下を改善する受光量改善用レンズを備えた太陽光発電システムと、当該受光量改善用レンズによる受光量改善方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の再生可能エネルギーへの注目により、一戸建てやマンション等の一般住宅やオフィスビルなどに太陽光電池を取り付けて太陽光発電を行うことが着目されている。さらには、発電所として、基幹的役割を担うべく、広大な敷地に大量の太陽電池パネルを敷設したメガソーラーシステムも現実味を帯びている。
【０００３】
この太陽光発電システムは、入射する太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換して発電を行う。この太陽光発電システムは、一定の出力電圧を得るために太陽電池セルを直列に接続した太陽電池ストリングからなるものが一般的である。太陽電池セルの出力電流は入射する光の強さに比例し、さらに太陽電池ストリング全体の出力電流は、直列に接続された全ての太陽電池セルのなかで、最小のものの出力電流となる。そのため、例えば、上空にある電線等の遮光物によって太陽電池ストリングの一領域に影が生じると、極端に出力電流が低下してしまい、電力供給源としての安定性を欠くといった問題があった。
【０００４】
そこで、影によって低下した出力電流を改善させるための様々な方法が提案されている。  例えば、レンズ等の光を散乱させる部材を太陽電池ストリングを覆うように配置して、遮光物が存在しても太陽電池ストリングに万遍なく光が照射されるようにする方法が提案されている。しかし、レンズの透過率によっては太陽電池ストリング全体の受光量が低下してしまい、また太陽電池ストリング全体を覆うレンズを設置することは設置コストも増大を招くため、現実的とは言えない。
【０００５】
別の方法としては、太陽電池ストリングの近傍に反射板等を設置して、影の生じた太陽電池セルに反射光を照射して受光量を補償する方法が考えられていた。この方法は、太陽電池ストリングには本来入射しない光を影に向けて反射させるため、太陽電池ストリング全体の受光量を低下させることはないため、有効と言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３０２９２７号公報
【特許文献２】特開平８−１４８７１１号公報
【特許文献３】特開平８−２０４２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、反射板の反射光は、太陽の移動に伴って移動する影とは逆方向に移動してしまう。そのため、反射光を影に正確に追随させることは容易ではない。追随性を確保するためには、反射板を複数備えたり、反射板の角度を太陽の移動に伴って変更する駆動装置を備えたりする必要があり、システムが煩雑となり、設置コストも増大する。それどころか、反射板を設置することにより、反射板の影が太陽電池ストリングに落ちてしまう可能性もある。
【０００８】
本発明の実施形態は、上述の課題を解決するために提案されたものであり、簡易な構成で太陽電池ストリングに落ちた影を追随してその影に光を照射することのできる太陽光発電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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、実施形態の太陽光発電システムは、入射する太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セルが複数個直列に接続された太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングに入射する太陽光を遮って影を生じさせる遮光物に隣接して配置される受光量改善用レンズと、を有する。前記受光量改善用レンズは、入射する太陽光の一部を屈折させて、前記太陽電池ストリングの影が生じた範囲に入射させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す側面図で、太陽の仰角が４５°の状態を示す。
【図３】太陽電池セルに入射する光の強さと出力電流、及び太陽電池ストリング全体の出力電流の測定値を示す表であり、（ａ）は遮光物の影がストリングにかかっていない状態、（ｂ）は遮光物の影が太陽電池ストリングにかかった状態、および（ｃ）は受光量改善用レンズによって屈折された太陽光が遮光物の影に入射した状態での測定値を示す表である。
【図４】（ａ）は、太陽光発電システムにおいて遮光物の影がストリングにかかっていない状態を示す側面図であり、（ｂ）は遮光物の影が太陽電池ストリングにかかった状態を示す側面図である。
【図５】第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す側面図で、太陽の仰角が７５°の状態を示す。
【図６】受光量改善用レンズの具体的構成の例を示す模式図である。
【図７】受光量改善用レンズの遮光物への取付け態様の一例を示す斜視図である。
【図８】受光量改善用レンズの遮光物への取付け態様の一例であり、（ａ）は受光量改善用レンズのみを図示し、（ｂ）は遮光物と受光量改善用レンズとの接続部分を拡大して示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す側面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る太陽光発電システムにおいて、太陽電池セルに入射する光の強さと出力電流、及び太陽電池ストリング全体の出力電流の測定値を示す表である。
【図１１】第３の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す斜視図であり、（ａ）は遮光物の影が太陽電池ストリングにかかった状態を示し、（ｂ）は受光量改善用レンズにより受光量が改善された状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る太陽光発電装置システムの実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
［１．第１の実施形態］
［１−１．太陽光発電システムの全体構成］
第１の実施形態に係る太陽光発電システムの全体構成について、図１を参照して説明する。
【００１３】
本実施形態の太陽光発電システムは、入射する太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セル１が複数個直列に接続された太陽電池ストリング２を有する。太陽光発電システムは太陽電池ストリング２の後段に、図示しないＰＣＳ（パワーコンディショナー）を備え、太陽電池ストリング２の出力電力を適切な電力に変換している。例えば、電力系統に逆潮流する場合、出力電圧を電力系統に合わせた交流電圧に変換している。
【００１４】
直列に接続される太陽電池セル１の数は、セル一単体の出力電圧と太陽電池ストリング２が要求される出力電圧を考慮して決定される。本実施形態では例として、太陽電池セル１ａ〜１ｆが直列に接続された状態について説明する。一般家庭に設置される場合、太陽電池ストリング２は、通常は住宅等の南向きの傾斜した屋根に沿って設置される。あるいは、マンション等の屋上に架台等によって床面から斜め方向に立ち上げて設置されることもある。
【００１５】
本実施形態では、太陽電池ストリング２に入射する太陽光を遮る遮光物が存在することを前提としている。一戸建てや低層マンションに設置される太陽光発電システムにおいては、電線や電信柱など、屋根や屋上の周囲に遮光物となるものが上空に存在する可能性が高い。あるいは、太陽光発電システムの導入当時には遮光物が存在しなくても、導入後に周辺環境の変化によって遮光物ができてしまうこともある。本実施形態では、遮光物が太陽光発電システムの上空に掛け渡された電線１０である場合を説明する。図１では、電線１０の、太陽電池ストリング２の上空に位置する部分のみを図示している。
【００１６】
太陽電池ストリング２の中で、影に位置する太陽電池セル１は影の生じていない太陽電池セルより受光量が低下するため、その太陽電池セル１の出力電流も低下する。上述したように、太陽電池セル１が直列に接続された太陽電池ストリング２において、各太陽電池セル１の出力電流のうち、もっとも小さい出力電流が全体の出力電流となる。したがって、電線１０の存在により太陽電池ストリング２全体の出力電流が低下する。
【００１７】
本実施形態の太陽光発電システムは、この低下した受光量を改善するための受光量改善用レンズ３を有する（以降、単にレンズ３とも称する）。レンズ３は、電線１０のうち、太陽電池ストリング２の上空に位置する部分に沿って、電線１０に隣接するように設置されている。
【００１８】
［１−２．受光量改善用レンズの構成及び作用］
受光量改善用レンズ３の構成と作用について、図２〜４を参照して説明する。
【００１９】
レンズ３は、ガラスやプラスチック等の光を透過する材質で構成される。図２に示すように、レンズ３は断面が略台形の角柱部材である。ここで、略台形とは、台形の上底と下底に挟まれる辺が内側に湾曲している状態を意味する。言い換えれば、レンズ３は凹レンズを半分にした形状となっている。具体的には、両凹レンズを、その光軸が通る面で二分割した其の片方の形状である。ここで、「光軸を通る面」とは、両凹レンズの主要点（主点・焦点・節点）を通り、かつ主点において主面と直交する面である。両凹レンズを二分割して半分すると、光軸を通る面が短尺の端部３ａとなり、その反対側の面が長尺の端部３ｂとなる。したがって、レンズ３の短尺の端部３ａ近傍に入射した光は直進するが、それ以外の部分では発散する方向に屈折し、かつ長尺の端部３ｂ近傍ではその屈折の程度が一番大きくなる。
【００２０】
本実施形態の太陽光発電システムにおいて、レンズ３は、そのレンズ面を太陽電池ストリング２の入射面に向けて配置される。さらに、長尺の端部３ｂが電線１０に近接する側に、短尺の端部３ａが電線１０から遠ざかる側に位置するように設置される。
【００２１】
このような太陽光発電システムにおいて、電線１０が、例えば太陽電池セル１ｃに入射すべき太陽光を遮るものであった場合、図２に示すように太陽電池セル１ｃ上に影が生じるため、太陽電池セル１ｃの受光量は影の生じていない太陽電池セルに比べて低下する。電線１０の隣、すなわち近傍を通過する光は、太陽電池セル１ｃに隣接する太陽電池セル１ｂに入射する。ここで、電線１０に隣接してレンズ３を設置すると、レンズ３にはこの電線１０の近傍を通過する光が入射する。上述したように、電線１０から離れた光軸に沿って入射する光は、直進してそのまま太陽電池セル１ｂに向けて出射する。また、レンズ３の短尺の端部３ａ側への入射光は若干屈折するが、依然として太陽電池セル１ｂの範囲に発散する。そして、レンズ３の長尺の端部３ｂ側への入射光は、大きく屈折して、太陽電池セル１ｂを逸脱して太陽電池セル１ｃに向けて発散する。
【００２２】
このように、レンズ３によって発散された光の一部が、太陽電池セル１ｃへの入射光となることによって、電線１０の影によって低下した電池セル１ｃの受光量が改善される。
【００２３】
受光量改善の具体的態様を、図３に示した、太陽電池セルに入射する光の強さと出力電流、及び太陽電池ストリング２全体の出力電流の測定値を用いて説明する。図３（ａ）は遮光物である電線１０が存在しない状態、すなわち図４（ａ）に示す状態での測定値を示す。図３（ｂ）は電線１０によって太陽電池セル１ｃに影がかかった状態、すなわち図４（ｂ）に示す状態での測定値を示す。図３（ｃ）は電線１０に隣接して受光量改善用レンズ３を設置した状態、すなわち図１に示す状態での測定値を示す。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、遮光物が存在しない状態では、すべての太陽電池セル１ａ〜１ｆにおいて、受光した光の強さは１０００Ｗ／ｍ２となり、同じ受光量を得ている。そのため、出力電流も全ての太陽電池セル１において２．０Ａとなり、太陽電池ストリング２の出力電流も２．０Ａとなる。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、電線１０が太陽電池セル１ｃに入射すべき太陽光を遮って影を生じさせた場合、太陽電池セル１ｃに入射する光の強さは、１００Ｗ／ｍ２に低下する。そのため、太陽電池セル１ｃの出力電流は０．２Ａに低下する。この結果、他の太陽電池セルは、１０００Ｗ／ｍ２を受光したときの２．０Ａを出力できず、太陽電池セル１ｃの出力電流に引きずられる。結果として、太陽電池ストリング２全体としても０．２Ａの電流しか出力することができない。
【００２６】
一方、図３（ｃ）に示すように、受光量改善用レンズ３を遮光物である電線１０に隣接配置した場合、太陽電池セル１ｂについては、入射すべき太陽光の一部が発散されるため、入射する光の強さは１０００Ｗ／ｍ２から５００Ｗ／ｍ２まで低下する。そのため、その出力電流も２．０Ａから１．０Ａまで低下する。しかし、太陽電池セル１ｃに入射する光の強さは、レンズ３によって発散された光が入射することにより、１００Ｗ／ｍ２から２００Ｗ／ｍ２まで改善される。そのため、電線１０の影によって０．２Ａまで低下していた出力電流は０．４Ａまで回復する。したがって、太陽電池セル２全体として出力電流も０．４Ａまで改善する。
【００２７】
太陽の光を遮って生じる影は太陽の移動に伴って移動するものである、このレンズ３はこの移動する影に追随して、光を発散させる範囲を移動させるように作用する。図２では太陽が仰角４５°の場合を示していたが、図５は太陽が移動して仰角７５°になった場合を示している。仰角が変化することによって太陽電池ストリング２への太陽光の入射角も変化するため、電線１０による影は太陽電池セル１ｃから１ｂ上に移動する。電線１０の隣、すなわち近傍を通過する光も電線１０による影と同様に移動するため、太陽電池セル１ｂから太陽電池セル１ａ上に移動する。ここで、レンズ３を電線１０に隣接配置し、電線１０の近傍を通過する光を入射させる。すると、仰角４５°の場合と同様に、電線１０から離れた光軸に沿った入射光は、直進してそのまま太陽電池セル１ａに向けて出射する。また、レンズ３の短尺の端部３ａ側への入射光は若干屈折するが、依然として太陽電池セル１ａの範囲に発散する。そして、レンズ３の長尺の端部３ｂ側への入射光は大きく屈折して、太陽電池セル１ａを逸脱して太陽電池セル１ｂに向けて発散する。
【００２８】
このように、受光量改善用レンズ３を電線１０に隣接して配置して電線１０の近傍を通過する光を発散させ、さらに受光量改善用レンズ３を、電線１０に隣接する側に入射した光が影に向かって発散されるような形状としたことで、レンズ３によって発散された光を太陽の移動に伴って移動する影に追随させて入射させることができる。
【００２９】
［１−３．受光量改善用レンズの構成例］
レンズ３の曲率や焦点距離等の具体的形状は、実際に使用する太陽電池セル１の大きさや遮光物との距離等によって適宜選択される。ここで、一例として、図６を用いてレンズ３の具体的構成例を挙げる。
【００３０】
レンズ３は、入射した光を、レンズ３がない場合に太陽電池ストリング２上へ入射すべきであった幅に加えて隣接する影の外縁まで発散させるように構成することが望ましい。つまり、レンズ３は、所望とする太陽電池ストリング２への入射幅に従って、焦点距離が決定される。
【００３１】
ここで、レンズ３の焦点距離をFとし、レンズ幅をWlensとし、レンズ３から太陽電池ストリング２までの距離をLcellとし、レンズ３から出射して太陽電池ストリング２に入射する光の幅をWcellとする。
レンズ３の焦点距離Fと、太陽電池ストリング２への太陽光の入射幅Wcellの関係は、以下の式１で表される。
（式１）
F :Wlens = ( F + Lcell ) : Wcell
これより、所望の入射幅Wcellに光を入射させるレンズ３は、以下の式２で表すことのできる焦点距離Fを有する光学的構造とすればよい。
（式２）
F=Lcell×Wlens/(Wcell-Wlens)
【００３２】
なお、上述のように、レンズ３は太陽電池セル１ｃに落ちる影の外縁まで発散させるように構成することが望ましいが、影の一部にのみ発散させても太陽電池セル１ｃの受光量をある程度改善させることできる。また、レンズ３による光の発散により、低下した太陽電池セル１ｂの受光量と改善した太陽電池セル１ｃの受光量とが、一致するように焦点距離Fおよびレンズの透過率を調整することが最適である。
【００３３】
［１−４．施工方法］
本実施形態において、受光量改善用レンズ３を遮光物に隣接させて配置するための取付け態様や方法は様々なものが考えられるが、その一例を、図７および図８を用いて説明する。
【００３４】
図７に示すように、遮光物である電線１０にバンド４が取り付けられている。さらに、バンド４にはＵ字形状の取り付け具６が取り付けられている。一方、レンズ３には、長尺の端部３ｂの縁を取り囲むようにしてフレーム５が嵌め込まれている。図８（ａ）に示すように、フレーム５はＬ字断面の部材で、長辺に嵌め込まれた横フレーム５ａと短辺に嵌め込まれた縦フレーム５ｂから構成される。縦フレーム５ｂには、逆Ｕ字形状の取り付け具７が取り付けられている。
【００３５】
取り付け具６および７の中心部には、円孔が設けられており、これらの円孔を介して取り付け具６および７同士がボルト締結されることによって、レンズ３は電線１０に隣接するように取り付けられる。
【００３６】
レンズ３の電線１０に対する取り付け位置や取り付け角度の調整は、例えば以下の方法で行う。まず、レーザポインタ等で、レンズ３によって発散された光が太陽電池ストリング２に入射する範囲を確認しながら、Ｕ字形状の取り付け具６のバンド４への取付け位置を調整して決定する。そして、取り付け具６を、縦フレーム５ｂの逆Ｕ字形状の取り付け具７とボルト締結する。ボルト締結の際に、再びレーザポインタ等で太陽電池ストリング２への入射角度を確認しながら、取り付け具６および７の締結角度を調整して決定する。このように、取り付け位置および角度を調整しながらレンズ３を電線１０に隣接するように取り付ける。
【００３７】
［１−５．効果］
（１）上述したように、本実施形態において、太陽光発電システムは、入射する太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セル１が複数個直列に接続された太陽電池ストリング２を有する。そして、太陽電池セルに入射する太陽光の少なくとも一部を遮る遮光物である電線１０が存在し、これが太陽電池セル１に影を生じさせて受光量を低下させる。これに対して、受光量改善用レンズ３を電線１０に隣接して配置し、電線１０の近傍を通過する太陽光の一部を影に向けて発散させる。
【００３８】
このように、レンズ３を遮光物である電線１０に隣接配置した。レンズ３が発散させる光は電線１０の隣、すなわち近傍を通過して太陽電池ストリング２に入射するものであるため、電線１０の影とほぼ同様の移動をする。これによって、レンズ３は特別な調整機構を必要とすることなく、時間に応じて移動する電線１０の影を追随して光を照射させることができる。すなわち、電線１０の影の動きを追随するための駆動装置や複雑な制御プログラムを必要とせず、部品点数や設置コストを削減することができる。
【００３９】
（２）受光量改善用レンズ３を、凹レンズを半分にした形状とした。そして受光量改善用レンズの光軸が通る短尺面側を電線１０から離れた側に配置し、長尺面側を電線１０に隣接して配置した。これによって、レンズ３に入射する光の一部のみが、影に向かって発散されるため、レンズ３を通過する光がもともと入射すべきであった太陽電池セルの受光量を過度に低下させることがない。
【００４０】
（３）さらに、レンズ３は、電線１０から太陽電池ストリング２までの距離と電線１０によって生じる影の範囲とに基づいて、レンズ３を出射した太陽光が影の範囲まで延びるように、焦点距離を決定した。これによって、太陽電池セル１間の受光量を平滑化し、太陽電池ストリング２全体の出力電流をさらに底上げすることができる。
【００４１】
（４）レンズ３は、電線１０の周囲に掛け渡したバンドに、取り付け具６および７を介して取り付ける。その際、取り付け具６の取り付け位置や、取り付け具６および７の取り付け角度を調整することによって、レンズ３の電線１０に対する取り付け位置及び角度を簡便に調整することができる。また、電線１０に直接取り付けるのではなく、バンドを掛け渡して取り付けるため、電線１０に与える影響をできるだけ少なくすることができる。
【００４２】
［２．第２の実施形態］
第２の実施形態に係る太陽光発電システムを、図９を参照して説明する。
なお、この第２の実施形態では、前述の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４３】
第１の実施形態において、１つの受光量改善用レンズ３が電線１０の片側に隣接して配置されていたが、第２の実施形態では、受光量改善用レンズ３に加えて、もう１つの受光量改善用レンズ８（以下、単にレンズ８ともいう）が、受光量改善用レンズ３とは反対側に、電線１０に隣接して配置されている。すなわち、第２の実施形態においては、電線１０の両隣に受光量改善用レンズ３および８が配置されている。レンズ８はレンズ３と同一形状であり、電線１０を挟んでレンズ３と線対称となるように配置されている。
【００４４】
図９には、第１の実施形態と同様に、電線１０によって太陽電池セル１ｃに入射する太陽光が遮られ、影が生じた状態を示している。また、第１の実施形態と同様に、レンズ３によって、太陽電池セル１ｂに入射する太陽光の一部が発散されて太陽電池セル１ｃに入射している。
【００４５】
ここで、第２の受光量改善用レンズ８には、太陽電池セル１ｃに隣接するもう一方のセルである太陽電池セル１ｄに入射すべき太陽光が入射している。レンズ３と同様に、レンズ８の、電線１０から離れた光軸に沿って入射する光は、直進してそのまま太陽電池セル１ｄに向けて出射する。また、レンズ８の短尺の端部８ａ側への入射光は若干屈折するが、依然として太陽電池セル１ｄの範囲に発散する。そして、レンズ８の長尺の端部８ｂ側への入射光は、大きく屈折して、太陽電池セル１ｄを逸脱して太陽電池セル１ｃに向けて発散する。
【００４６】
このため、電線１０によって影が生じた太陽電池セル１ｃ上には、レンズ３によって発散された光に加え、レンズ８によって発散された光も入射する。これによって、太陽電池セル１ｃの受光量はさらに改善する。
【００４７】
図１０に、電線１０の両隣に受光量改善用レンズ３および８を配置した場合の、各太陽電池セル１ａ〜１ｆに入射する光の強さと出力電流、及び太陽電池ストリング２全体の出力電流の測定値を示している。
【００４８】
太陽電池セル１ｂに加え、太陽電池セル１ｄについても、入射すべき太陽光の一部が発散されるため、入射する光の強さは１０００Ｗ／ｍ２から５００Ｗ／ｍ２まで低下する。そのため、その出力電流も２．０Ａから１．０Ａまで低下する。しかし、太陽電池セル１ｃに入射する光の強さは、２つのレンズ３および８によって発散された光が入射することにより、１００Ｗ／ｍ２から３００Ｗ／ｍ２まで改善される。これは、電線１０の片側にのみレンズ３を配置した場合より（図３（ｃ）参照）、受光量がさらに改善されていることがわかる。結果として、電線１０の影によって０．２Ａまで低下していた出力電流も０．６Ａまで回復する。したがって、太陽電池セル２全体として出力電流も０．６Ａまで改善する。
【００４９】
このように、遮光物である電線１０の両隣に受光量改善用レンズ３および８を配置することで、遮光物の両隣を通過する光をそれぞれ影に入射させ、受光量が低下した太陽電池セル１ｃの受光量をさらに改善させることができる。
【００５０】
第１の実施形態では、電線１０の片側に受光量改善用レンズ３を隣接配置することで、影の生じた太陽電池セル１ｃの受光量をある程度改善することができる。しかし、さらに改善させる受光量を大きくするために、レンズ３から発散されて影へ向かう光の量を多くすると、太陽電池セル１ｂに入射する光の強さが太陽電池セル１ｃよりも低下してしまうおそれがある。そこで、第２の実施形態のように、遮光物である電線１０の両隣に２つの受光量改善用レンズ３および８を備えることで、電線１０の両隣を通過する光を影に入射させることができるため、太陽電池セル１ｃの両隣の太陽電池セル１ｂおよび１ｄの受光量を過度に低下させることなく、太陽電セル１ｃの受光量をさらに改善することができる。
【００５１】
［３．第３の実施形態］
次に、第３の実施形態に係る太陽光発電システムを、図１１を参照して説明する。
なお、この第３の実施形態でも、上述の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、上述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
本実施形態では、太陽光発電システムに存在する遮光物が縦方向に延びる電信柱１００である場合を説明する。図１１（ａ）に示すように、電信柱１００の一部が太陽電池ストリング２に入射すべき光を遮ることによって、太陽電池ストリング２を縦断するように影が生じている。本実施形態では、太陽電池ストリング２として略正方形の多数の太陽電池セル１が直列に接続されたものを例として示している。影によって受光量が低下する太陽電池セルは一部であるが、これらのセルは直列に接続されているため、太陽電池ストリング全体としての出力電流が低下してしまう。
【００５３】
図１１（ｂ）に示すように、受光量改善用レンズ３は、電信柱１００の高さ方向に沿って電信柱１００に隣接するように取り付けられている。電信柱１００の全長に亘って取り付ける必要はなく、太陽電池ストリング２上に影を生じさせる部分にのみ取り付ければ良い。レンズ３の形状は、第１及び第２の実施形態と同様に、凹レンズを半分にした形状となっている。レンズ３のレンズ面は太陽電池ストリング２の入射面に向けて配置される。さらに、長尺の端部３ｂが電信柱１００に近接する側に、短尺の端部３ａが電信柱１００から遠ざかる側に位置するように設置される。
【００５４】
レンズ３の電信柱１００への取付けとしては、例えば取り付け位置の上下にバンド４を掛け渡し、フレーム５が嵌め込まれたレンズ３を取り付け具を介して取付ける。
【００５５】
電信柱１００に隣接してレンズ３を配置することによって、レンズ３にはこの電線１０の近傍を通過する光が入射する。電信柱１００から離れた、短尺の端部３ａに近い位置に入射する光は、直進するか若干屈折して太陽電池ストリング２に入射する。一方、レンズ３の長尺の端部３ｂ側への入射光は大きく屈折して発散し、太陽電池ストリング２上の影に入射する。このように、レンズ３によって発散された光の一部が、影に入射することによって、影に位置する太陽電池セル１の受光量が改善され、太陽電池ストリング２全体としての出力電流も改善される。
【００５６】
電信柱１００によって生じる影は時間に応じて移動するが、レンズ３は電信柱１００の近傍を通過して太陽電池ストリング２に入射する光を発散させるものであるため、その光は電信柱１００の影とほぼ同様の移動をする。そのため、本実施形態の受光量改善用レンズ３は、縦に延びる遮光物に対しても特別な調整機構を必要とすることなく、電信柱１００の影を追随して光を照射させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、縦に延びる遮光物として電信柱１００を例示したが、これに限られず、避雷針や看板の支柱等、他の縦に延びる遮光物にも同様に取付けすることができる。
【００５８】
［４．その他の実施形態］
上述の実施形態では、受光量改善用レンズとして、両凹レンズを半分にした形状のレンズを使用していた。しかしながら、受光量改善用レンズは入射した太陽光が発散して出射されれば目的を達成するので、入射面に関しては凹面とする必要がない。そのため、両凹レンズに代えて平凹レンズを使用しても良い。
【００５９】
また、上述の実施形態では、電線や電信柱といった遮光物の周囲にバンドを掛け渡し、フレームを嵌め込んだ受光量改善用レンズを、取り付け具を用いて取り付けていた。しかしながら、避雷針等の径の細い遮光物に取り付ける場合は、遮光物にバンドを掛け渡さず、取り付け具を用いてレンズを直接取り付けても良い。
【００６０】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ  太陽電池セル
２  太陽電池ストリング
３，８  受光量改善用レンズ
３ａ，８ａ  短尺の端部
３ｂ，８ｂ  長尺の端部
４  バンド
５  フレーム
５ａ  横フレーム
５ｂ  縦フレーム
６，７  取り付け具
１０  電線（遮光物）
１００  電信柱（遮光物）
【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９】
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【図１０】
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【図１】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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