(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で太陽電池に照射される赤外線の量を抑えることができるとともに太陽電池に生じた熱を効果的に逃がして温度上昇による発電効率の減少を防止することができる光発電装置を提供する。【解決手段】光発電装置１００は、太陽電池パネル１０１上に通気層１２０を介して遮熱シート１３０を備えて構成されている。太陽電池パネル１０１は、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池１０２を複数備えて構成されている。通気層１２０は、遮熱シート１３０と太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａとの間隔からなる高さ方向の幅で形成されるとともに受光面１０２ａ上の四方が開放されて構成されている。遮熱シート１３０は、太陽電池パネル１０１に照射される太陽光ＳＬから赤外線ＩＲの透過を妨げつつこの赤外線ＩＲより波長が短い可視光などの短波長光ＳＷＬを透過させる遮熱機能を有したシート体である。【選択図】図２
2013149748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池と、
前記太陽電池の受光面に面して設けられて同受光面上に周囲の外気が流通可能に形成された通気層と、
前記太陽電池の受光面の上方に同受光面を覆う大きさで前記通気層を介して設けられて前記太陽電池に照射される光のうち赤外線の透過を妨げる遮熱機能を有した遮熱シートとを備えたことを特徴とする光発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載した光発電装置において、
前記遮熱シートは、前記通気層内の空気が流通可能な通気性を有することを特徴とする光発電装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した光発電装置において、
前記遮熱シートは、前記太陽電池の前記受光面に対して平行に配置されていることを特徴とする光発電装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した光発電装置において、
前記遮熱シートは、前記遮熱機能を有する糸、フラットヤーンまたはテープヤーンを編んで構成されていることを特徴とする光発電装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した光発電装置において、
前記遮熱シートは、周縁部が少なくとも前記赤外線よりも波長の短い光を透過させる透光性を有することを特徴とする光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池を備えた光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽光などの光を受けて発電する光発電装置が知られている。光発電装置は、光エネルギを電気エネルギに変換する所謂光起電力効果を有する太陽電池を備えて構成されている。このような光発電装置に用いられる太陽電池は、半導体を構成する材料の種類によって主としてシリコン系と化合物系とに大別される。この場合、シリコン系の太陽電池は、さらに、結晶型とアモルファス型（非結晶型）とに大別される。これらのうち、シリコン系の結晶型太陽電池は、生産コストおよび発電効率（変換効率）の観点から現在最も普及している太陽電池であるが、温度上昇による発電効率の低下が著しいという問題がある。
【０００３】
このため、近時においては、太陽電池の受光面に照射される赤外線量を抑制することができる太陽電池が種々提案されている。例えば、下記特許文献１には、赤外線（熱線）の透過率が赤外線より波長が短い光の透過率よりも低い熱線低透過フィルムを太陽電池における受光面上の表面保護シートに貼り付けることにより、受光面に照射される赤外線量を抑制できる太陽電池ユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３６００号公報
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された太陽電池ユニットにおいては、一旦熱線低透過フィルムよりも内側、すなわち太陽電池側に入射した赤外線がこの熱線低透過フィルムによって熱線低透過フィルムの外側への透過が妨げられるため、結果的に太陽電池の温度上昇を招いて発電効率が低下するという問題がある。また、既に設置されている太陽電池に対して熱線低透過フィルムを施工することは極めて煩雑かつ困難な作業であり現実的ではないため、既設の太陽電池における温度上昇による発電効率の低下が改善できないという問題がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、簡単な構成で太陽電池に照射される赤外線の量を抑えることができるとともに太陽電池に生じた熱を効果的に逃がして温度上昇による発電効率の減少を防止することができる光発電装置を提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の特徴は、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池と、太陽電池の受光面に面して設けられて同受光面上に周囲の外気が流通可能に形成された通気層と、太陽電池の受光面の上方に同受光面を覆う大きさで通気層を介して設けられて太陽電池に照射される光のうち赤外線の透過を妨げる遮熱機能を有した遮熱シートとを備えたことにある。
【０００８】
このように構成した請求項１に係る発明の特徴によれば、光発電装置は、光を受けて発電する太陽電池の受光面の上方に通気層を介して赤外線の透過を妨げる遮熱機能を有した遮熱シートを配置して構成されている。このため、光発電装置は、遮熱シートによって太陽電池の受光面に照射される赤外線量を減少させることができるとともに受光面に生じた熱が通気層を介して熱交換される。これにより、光発電装置は、太陽電池の温度上昇を抑えて発電効率の低下を抑制することができる。また、この遮熱シートは、太陽電池の受光面の上方に通気層を介して配置されていればよいため、従来技術のように太陽電池の受光面に貼り付ける場合に比べて極めて簡単に設置することができるとともに、雨天時や冬季のように赤外線による温度上昇が小さい場合などには簡単に撤去することができる。すなわち、本発明に係る光発電装置は、簡単な構成で太陽電池に照射される赤外線の量を抑えることができるとともに太陽電池に生じた熱を効果的に逃がして温度上昇による発電効率の減少を防止することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る本発明の他の特徴は、前記光発電装置において、遮熱シートは、通気層内の空気が流通可能な通気性を有することにある。
【００１０】
このように構成した請求項２に係る本発明の他の特徴によれば、光発電装置は、遮熱シートが通気層内の空気が流通可能な通気性を有して構成されている。この場合、遮熱シートの通気性は、遮熱シートに設けた貫通孔や、遮熱シートを構成する材料相互間の隙間の広狭によって確保される。これにより、通気層内の空気の流通がより促進されて通気層内における所謂熱のこもりが防止されることによって太陽電池の受光面の温度上昇をより効果的に抑制することができる。また、遮熱シートが表裏面側からそれぞれ風圧を受けた際においては、遮熱シートが有する通気性によって風圧を緩和することができるため、遮熱シートの変形や損傷を抑えることができるとともにより安定した状態で遮熱シートを配置することができる。
【００１１】
また、請求項３に係る本発明の他の特徴は、前記光発電装置において、遮熱シートは、太陽電池の受光面に対して平行に配置されていることにある。
【００１２】
このように構成した請求項３に係る本発明の他の特徴によれば、光発電装置は、遮熱シートが太陽電池の受光面に対して平行に配置されている。これにより、遮熱シートを水平に設けた場合に比べて遮熱シートの周囲に設けた遮熱シートの支持部材の影が太陽電池の受光面に掛かり難くなるため、遮熱シートの支持部材を太陽電池に近い位置に配置することができ光発電装置をコンパクトに構成できるとともに影による太陽電池の変換効率の低下を防止することができる。
【００１３】
また、請求項４に係る本発明の他の特徴は、前記光発電装置において、遮熱シートは、前記遮熱機能を有する糸、フラットヤーンまたはテープヤーンを編んで構成されていることを特徴とする光発電装置。
【００１４】
このように構成した請求項４に係る本発明の他の特徴によれば、光発電装置は、遮熱シートが遮熱機能を有する糸、フラットヤーンまたはテープヤーンを編んで構成されている。この場合、フラットヤーンとは、幅が約１０ｍｍ以下の扁平な糸であり、テープヤーンとは幅が約１０ｍｍを越える扁平なテープ状の糸である。これによれば、遮熱シートにおける赤外線の遮光率および赤外線より波長が短い光の透過率を任意に調製した遮熱シートを容易に形成することができる。また、遮熱シートが通気性を有する場合には、通気量を任意に調製した遮熱シートを容易に形成することができる。また、糸、フラットヤーンまたはテープヤーンは樹脂で構成されているため、耐久性および耐候性を備えた遮熱シートを軽量かつ安価に構成することができる。
【００１５】
また、請求項５に係る本発明の他の特徴は、前記光発電装置において、遮熱シートは、周縁部が少なくとも赤外線よりも波長の短い光を透過させる透光性を有することにある。
【００１６】
このように構成した請求項５に係る本発明の他の特徴によれば、光発電装置は、遮熱シートの周縁部が少なくとも赤外線より短い波長の光を透過させる透過性を有して構成される。これにより、遮熱シートを支持する遮熱シートの周縁部での光の透過性を確保できるため、遮熱シートの大きさを太陽電池の受光面の大きさに近づけることができ光発電装置をコンパクトに構成できるとともに遮熱シートの周縁部による影によって太陽電池の変換効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る光発電装置の全体構成の概略を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示す光発電装置の全体構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明の変形例に係る光発電装置の全体構成の概略を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明の他の変形例に係る光発電装置の全体構成の概略を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の他の変形例に係る光発電装置の全体構成の概略を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の他の変形例に係る光発電装置の全体構成の概略を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（光発電装置１００の構成）
以下、本発明に係る光発電装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る光発電装置１００の全体構成の概略を模式的に示す平面図である。また、図２は、図１に示す光発電装置１００の全体構成の概略を模式的に示す側面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各図面間および各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この光発電装置１００は、屋外に設置されることにより太陽からの光エネルギを受けて受光した光エネルギに応じた電力を発生させる発電機である。
【００１９】
この光発電装置１００は、太陽電池パネル１０１を備えている。太陽電池パネル１０１は、複数の太陽電池１０２を縦横に並べるとともにこれらの太陽電池１０２を相互に接続してパネル状に構成したものである。本実施形態においては、太陽電池パネル１０１は、２５枚の太陽電池１０２を縦横に５枚ずつ並べて全体として１７０ｃｍ×１７０ｃｍの大きさのパネル状に構成されている。なお、図１においては、太陽電池パネル１０１および後述するパネル支持台１１０を破線で示している。
【００２０】
太陽電池１０２は、太陽光ＳＬなどの光エネルギを受けて電気エネルギに変換する電力機器であり、方形の板状に形成されている。より具体的には、太陽電池１０２は、光源である太陽に対向する側の表面に受光面１０２ａが形成されており、この受光面１０２ａに照射された光量に応じた直流の電力を発生させる。受光面１０２ａは、光エネルギを受けて電気エネルギを生み出す半導体（図示せず）が太陽電池１０２の表面に透明な保護層を介して露出して構成されている。本実施形態においては、太陽電池１０２は、受光面１０２ａを構成する半導体が多結晶のシリコンウェハによって構成された所謂多結晶シリコン型の太陽電池である。すなわち、太陽電池パネル１０１は、現時点において最も普及している多結晶シリコン型の太陽電池で構成された極めて一般的なものである。
【００２１】
この太陽電池パネル１０１は、パネル支持台１１０上に固定されている。パネル支持台１１０は、太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａを光源である太陽に向けた状態で支持するための載置台であり、鋼製のアングル材を組み合わせて構成されている。具体的には、パネル支持台１１０は、太陽電池パネル１０１と略同じ大きさの枠状に形成されて太陽電池パネル１０１が載置されるフレーム部１１１と、このフレーム部１１１を太陽電池パネル１０１を設置する場所の地面上で支持する脚部１１２とで構成されている。この場合、脚部１１２は、太陽電池パネル１０１を光源である太陽に向けて傾斜した状態で設けるために太陽電池パネル１０１の傾斜角度に応じた脚の長さにそれぞれ形成されている。
【００２２】
また、この太陽電池パネル１０１は、各太陽電池１０２が発電した直流の電力を集める集電装置、発電した電力を一時的に貯める蓄電池および直流の電力を交流の電力に変換するＤＣ−ＡＣインバータなどの各種電気設備を介して各種電化製品に接続されるが、これらの各種電気設備については本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。
【００２３】
パネル支持台１１０によって支持された太陽電池パネル１０１の上方には、通気層１２０を介して遮熱シート１３０が設けられている。通気層１２０は、太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａを冷却するための空間であり、太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａ上に対して太陽電池パネル１０１の周囲の外気が流入できるように構成されている。具体的には、通気層１２０は、遮熱シート１３０と太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａとの間隔からなる高さ方向の幅（換言すれば、厚さ）で形成されるとともに受光面１０２ａ上の四方が開放されて構成されている。本実施形態においては、通気層１２０は、高さ方向の厚さが約４０ｃｍに設定されている。すなわち、本実施形態における遮熱シート１３０と太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａとの間隔は約４０ｃｍに設定されている。
【００２４】
遮熱シート１３０は、太陽電池パネル１０１に照射される太陽光ＳＬから概ね０.７μｍ〜１ｍｍの範囲の波長の光である赤外線ＩＲの透過を妨げつつこの赤外線ＩＲより波長が短い可視光などの短波長光ＳＷＬを透過させる遮熱機能を有したシート体である。この場合、赤外線ＩＲの透過を妨げる遮熱機能とは、照射された赤外線ＩＲの全部または一部を反射および／または吸収することにより照射された赤外線ＩＲの全部または一部を透過させないことを意味する。この遮熱シート１３０は、前記遮熱機能を有した樹脂製のフラットヤーン（図示せず）をラッセル編みにより太陽電池パネル１０１を覆う大きさの方形状に編んで構成されている。この場合、遮熱シート１３０は、太陽電池パネル１０１における傾斜方向に対応する辺の長さが同太陽電池パネル１０１の傾斜方向に沿う辺の長さよりも十分に長い長さで形成されている。これは、遮熱シート１３０を太陽電池パネル１０１上に配置した際に遮熱シート１３０およびこの遮熱シート１３０を支持する部材の影が太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａに掛からなくするためである。本実施形態においては、遮熱シート１３０は、２００ｃｍ×３００ｃｍの方形状に形成されている。また、前記遮熱機能を有した樹脂製のフラットヤーンは、例えば、ポリエチレン樹脂中に雲母の粒状物を混ぜて溶融紡糸することにより製作することができる。
【００２５】
また、この遮熱シート１３０は、太陽電池パネル１０１側に面する裏面１３１と光源である太陽側に面する表面１３２とで空気の流通が可能な通気性を有するように構成されている。具体的には、遮熱シート１３０は、遮熱シート１３０を構成するフラットヤーン同士間に隙間を設けることにより裏面１３１と表面１３２との間で空気が相互に流通できるように構成されている。本実施形態においては、遮熱シート１３０は、投影面積率が約７９％で構成されている。この場合、投影面積率とは、遮熱シート１３０の一方の面側から光を照射した状態で他方の面側から遮熱シート１３０の投影画像を撮像して得た２値化画像データにおける濃色画素の淡色画素に対する割合である。すなわち、投影面積率が７９％とは、遮熱シート１３０の表裏面の７９％がフラットヤーンで塞がれているとともに残りの２１％が空気の流通が可能な隙間、換言すれば貫通孔になっていることを意味する。
【００２６】
また、遮熱シート１３０の方形状の周縁部のうちこの遮熱シート１３０の支持に用いられる互いに対向する２つの周縁部には、リング状のハトメ金具１３３が前記周縁部に沿って設けられている。このハトメ金具１３３は、遮熱シート１３０を太陽電池パネル１０１上に固定する際に用いられるものである。本実施形態においては、太陽電池パネル１０１の傾斜方向に直交する横方向に沿う遮熱シート１３０の２つの周縁部にそれぞれ３つずつのハトメ金具１３３が設けられている。
【００２７】
この遮熱シート１３０は、太陽電池パネル１０１およびパネル支持台１１０の周囲に設けられた遮熱シート支持台１４０によって支持されている。遮熱シート支持台１４０は、太陽電池パネル１０１上における通気層１２０を介した高さ位置で太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａを覆うことができるように遮熱シート１３０を支持する部材であり、主として、４つの支持柱１４１ａ〜１４１ｄと２つの架設棒１４２ａ〜１４２ｂとで構成されている。これらのうち、４つの支持柱１４１ａ〜１４１ｄは、架設棒１４２ａ〜１４２ｂを支持するための鋼製の棒状部材であり、太陽電池パネル１０１の四隅の外側に起立した状態でそれぞれ設けられている。
【００２８】
この場合、これらの支持柱１４１ａ〜１４１ｄは、太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａ上に配置する遮熱シート１３０の高さに応じた長さで形成されている。すなわち、これらの支持柱１４１ａ〜１４１ｄのうち、太陽電池パネル１０１における傾斜方向の上側に配置された２つの支持柱１４１ａ，１４１ｂと、太陽電池パネル１０１における傾斜方向の下側に配置された２つの支持柱１４１ｃ，１４１ｄとは、太陽電池パネル１０１の傾斜による高低差および通気層１２０の高さ方向の厚さを加味した長さでそれぞれ形成されている。そして、これらの互いに同じ長さで形成された２つの支持柱１４１ａ，１４１ｂ間および２つの支持柱１４１ｃ，１４１ｄ間には、それぞれ架設棒１４２ａ，１４２ｂが架設されている。
【００２９】
架設棒１４２ａ，１４２ｂは、遮熱シート１３０をハトメ金具１３３を介して支持するための鋼製の棒状部材であり、支持柱１４１ａ〜１４１ｄの各上端部に連結固定金具１４３を介してそれぞれ固定されている。これらの各架設棒１４２ａ，１４２ｂは、遮熱シート１３０のハトメ金具１３３に挿通させたワイヤ１４４が縛られて遮熱シート１３０を支持している。これにより、遮熱シート１３０は、通気層１２０を介した太陽電池パネル１０１の上方において太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａに対して平行に張られた状態で遮熱シート支持台１４０によって支持される。
【００３０】
（光発電装置１００の設置）
ここで、遮熱シート１３０の設置について説明する。なお、この遮熱シート１３０の設置の説明においては、この遮熱シート１３０の設置の対象となる太陽電池パネル１０１が既にパネル支持台１１０上に固定的に設置されているものとする。この場合、太陽電池パネル１０１は、光源となる太陽に向けて（例えば、南方に向けて）傾斜した状態で設置されている。
【００３１】
まず、作業者は、遮熱シート支持台１４０、遮熱シート１３０、ワイヤ１４４をそれぞれ用意する。次に、作業者は、遮熱シート１３０を設置する太陽電池パネル１０１の周囲に遮熱シート支持台１４０の支持柱１４１ａ〜１４１ｄを固定的に設置する。この場合、作業者は、太陽電池パネル１０１の傾斜方向下側に配置される支持柱１４１ｃ，１４１ｄを太陽電池パネル１０１の端部から所定量だけ離して設置する。ここで、支持柱１４１ｃ，１４１ｄを太陽電池パネル１０１の端部から離す所定量とは、太陽電池パネル１０１に照射される太陽光ＳＬによる支持柱１４１ｃ，１４１ｄ、架設棒１４２ｂおよびハトメ金具１３３の各影が太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａに掛からない程度の量である。
【００３２】
次に、作業者は、架設棒１４２ａを支持柱１４１ａ，１４１ｂ間に架設して固定するとともに架設棒１４２ｂを支持柱１４１ｃ，１４１ｄ間に架設して固定する。そして、作業者は、架設棒１４２ａと架設棒１４２ｂとの間に遮熱シート１３０を架設する。この場合、作業者は、ワイヤ１４４を遮熱シート１３０のハトメ金具１３３に通した後、架設棒１４２ａ，１４２ｂにそれぞれ縛る。これにより、太陽電池パネル１０１の受光面１０２ａ上から所定の高さに同受光面１０２ａと平行な状態で遮熱シート１３０が設置されるとともに、この遮熱シート１３０の設置によって受光面１０２ａと遮熱シート１３０との間に通気層１２０が形成される。
【００３３】
（光発電装置１００の作動）
次に、上記のように構成した光発電装置１００の作動について説明する。作業者は、遮熱シート１３０が設置された太陽電池パネル１０１（太陽電池１０２）を前記各種電気設備に電気的に接続して発電を開始する。この場合、光発電装置１００には、連続的に太陽光ＳＬが照射されている。
【００３４】
光発電装置１００に照射される太陽光ＳＬは、まず、遮熱シート１３０に照射される。遮熱シート１３０は、太陽光ＳＬに含まれる光のうち赤外線ＩＲの透過を妨げつつこの赤外線ＩＲより波長が短い可視光ＶＲなどの光を透過させる。この場合、遮熱シート１３０は、太陽光ＳＬに含まれる赤外線ＩＲの一部を反射および吸収して太陽電池パネル１０１側への透過を妨げるとともに、他の一部を太陽電池パネル１０１側に透過させる。このため、遮熱シート１３０で覆われた太陽電池パネル１０１における太陽電池１０２には、赤外線ＩＲの量が減じられた短波長光ＳＷＬが照射される。これにより、光発電装置１００は、太陽電池１０２の温度上昇を抑えながら受光量に応じた発電を行なうことができる。
【００３５】
また、遮熱シート１３０を透過した赤外線ＩＲは、その一部が太陽電池１０２内に到達して太陽電池１０２の温度を上昇させる。このため、太陽電池１０２の受光面１０２ａは、太陽電池１０２の温度上昇に伴って加熱される。しかし、この場合、太陽電池１０２の受光面１０２ａには、太陽電池パネル１０１の周囲の外気が流入する通気層１２０が面しているため、受光面１０２ａの熱は通気層１２０の空気と熱交換される。これにより、太陽電池１０２は、受光面１０２ａの冷却を介して温度上昇が抑えられる。
【００３６】
一方、通気層１２０内は、通気層１２０の四方が解放されるとともに遮熱シート１３０が通気性を有しているため、通気層１２０の外側に対して空気の自由な流通が確保されている。したがって、通気層１２０内で太陽電池１０２から受けた熱は、通気層１２０内の空気の流動を介して廃棄される。これにより、通気層１２０内の温度上昇が防止される。
【００３７】
また、遮熱シート１３０を透過して太陽電池１０２の受光面１０２ａによって反射された赤外線ＩＲは、その一部が遮熱シート１３０に反射および吸収されるとともに他の一部が透過する。したがって、遮熱シート１３０や太陽電池１０２は、反射した赤外線ＩＲを吸収することによっても温度上昇するが、前記通気層１２０によってこの温度上昇も抑制される。これらにより、光発電装置１００は、太陽電池１０２の温度上昇による発電効率の低下を抑えながら受光した短波長光ＳＷＬ量に応じた発電を行なうことができる。
【００３８】
ここで、本発明者らが行なった実験結果について説明する。本発明者らは、上記実施形態における太陽電池パネル１０１に遮熱シート１３０を設けない従来の光発電装置に対する太陽電池パネル１０１に遮熱シート１３０を設けた本発明に係る光発電装置１００における太陽電池１０２の受光面１０２ａの温度の変化および発電量の変化をそれぞれ調査した。この実験において用いた遮熱シート１３０は、遮光率が約４６％（光透過率が約５４％）、投影面積率約７９％、赤外線ＩＲの反射率が波長に応じて約２０〜２５％である。
【００３９】
この実験の結果、最高気温が２８〜３０℃の快晴時において、本発明に係る光発電装置１００は、従来の光発電装置に対して太陽電池１０２の受光面１０２ａの温度が最高で約１５℃低くなることを確認した。また、この場合における光発電装置１００の出力電流値は、従来の光発電装置の出力電流値に対して約４０％の低下に留まった。これは、遮熱シート１３０の遮光率が約４６％であることを鑑みれば、約６％の発電効率の低下を抑制したものと言える。
【００４０】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、光発電装置１００は、太陽光ＳＬを受けて発電する太陽電池１０２の受光面１０２ａの上方に通気層１２０を介して赤外線ＩＲの透過を妨げる遮熱機能を有した遮熱シート１３０を配置して構成されている。このため、光発電装置１００は、遮熱シート１３０によって太陽電池１０２の受光面１０２ａに照射される赤外線ＩＲの量を減少させることができるとともに受光面１０２ａに生じた熱が通気層１２０を介して熱交換される。これにより、光発電装置１００は、太陽電池１０２の温度上昇を抑えて発電効率の低下を抑制することができる。また、この遮熱シート１１０は、太陽電池１０２の受光面１０２ａの上方に通気層１２０を介して配置されていればよいため、従来技術のように太陽電池の受光面に貼り付ける場合に比べて極めて簡単に設置することができるとともに、雨天時や冬季のように赤外線による温度上昇が小さい場合などには簡単に撤去することができる。すなわち、本発明に係る光発電装置１００は、簡単な構成で太陽電池１０２に照射される赤外線ＩＲの量を抑えることができるとともに太陽電池１０２に生じた熱を効果的に逃がして温度上昇による発電効率の減少を防止することができる。
【００４１】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記各変形例の説明に使用する図面においては、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００４２】
例えば、上記実施形態においては、遮熱シート１３０をフラットヤーンをラッセル編みした編物で構成した。しかし、遮熱シート１３０は、太陽電池１０２に照射される光のうちの赤外線ＩＲの透過を妨げる遮熱機能を有して構成されていれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではい。例えば、遮熱シート１３０は、断面形状が円形の糸やスプリットヤーン、フラットヤーンよりも幅広のテープヤーンをラッセル編みや平編みなどによる編物で構成することもできる。なお、これらの糸状の材料を平織りまたはカラミ織りなどによる織物として構成しても同様である。これらの場合、遮熱シート１３０における投影面積率は、光発電装置１００の使用や使用環境に応じて適宜設定される。また、遮熱シート１３０をフラットヤーンまたはテープヤーンからなる編物または織物で構成した場合、編物または織物を構成するフラットヤーンまたはテープヤーンの傾斜角や密度を適宜調整して編物または織物を製作することにより、遮熱シート１３０の遮熱機能や通気性を任意に調節することができる。また、これらの場合、遮熱シート１３０を構成する糸、スプリットヤーン、フラットヤーンおよびテープヤーンなどの糸状の材料として、断面形状がリング状に形成された中空糸を用いることにより、中空部分の断熱性能によってより効果的に遮熱機能を発揮させることができる。
【００４３】
また、例えば、遮熱シート１３０は、前記遮熱機能を有する１枚のフィルム状のシート体で構成することもできる。この場合、遮熱シート１３０は、遮熱性能（例えば、屈折率、反射率または吸収率）や可視光の透過性能（例えば、屈折率、反射率または吸収率）が互いに異なる複数のフィルム状のシート体を互いに接触した状態でまたは互いに離隔した状態で配置して構成することもできる。これによれば、赤外線ＩＲの遮光性や可視光の透過性をより正確に規定した遮熱シート１３０を構成することができる。
【００４４】
また、例えば、図３に示すように、前記遮熱機能を有する帯状の小遮熱シート１３０ａを同一平面内に複数（図３においては５枚）並べることにより１つの遮熱シート１３０として構成することもできる。この場合、遮熱シート１３０は、互いに隣接する各小遮熱シート１３０ａ間で配置する高さを異ならせた所謂千鳥配置によって構成することもできる。これによれば、通気層１２０内の通気性をより促進させて所謂熱のこもりを抑制することができる。また、各小遮熱シート１３０ａをブラインド状に傾斜させて設けることもできる。これによれば、赤外線ＩＲの反射率を調節することができるとともに通気層１２０内の熱気を逃がし易くすることができる。また、この場合においても、遮熱シート１３０は、２枚以上の小遮熱シート１３０ａや各小遮熱シート１３０ａを覆う大きさの遮熱シート１３０を重ねて配置することにより構成することもできる。
【００４５】
また、遮熱シート１３０の大きさ、形状および厚さは、遮熱シート１３０の設置対象である太陽電池１０２を覆うことができればよく、上記実施形態に限定されるものではない。また、遮熱シート１３０の材質も前記遮熱機能を有するように構成されていれば、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、遮熱シート１３０は、ポリエチレン樹脂以外の樹脂材料、具体的には、ポリプロピレン樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ナイロン樹脂およびＥＶＡ樹脂などの各種樹脂材料を単体でまたはこれらを適宜組み合わせることによって構成されていてもよい。また、遮熱シート１３０に前記遮熱機能を付加する方法も、上記実施形態のように前記遮熱機能を有する物質を混合させる方法の他に、前記遮熱機能を有する物質をコーティングする方法もある。これらの場合、前記遮熱機能を有する物質には、雲母の他に、錫、インジウム、アルミニウム、マグネシウムおよびクロムなどの金属無機酸化微粒子、希土金属類、希少金属（金、白金および銀なども含む）または硝子などの微粒子がある。そして、これらによる各遮熱シート１３０における光の遮光率（換言すれば、光の透過率）や赤外線ＩＲの透過率は、光発電装置１００の使用や使用環境に応じて適宜設定される。
【００４６】
また、上記実施形態においては、遮熱シート１３０の表裏面方向に通気性を持たせて構成した。これにより、通気層１２０内の空気の流通がより促進されて通気層１２０内における所謂熱のこもりが防止されることによって太陽電池１０２の受光面１０２ａの温度上昇をより効果的に抑制することができる。また、遮熱シート１３０が裏面１３１または表面１３２側からそれぞれ風圧を受けた際においては、遮熱シート１３０が有する通気性によって風圧を緩和することができるため、遮熱シート１３０の変形や損傷を抑えることができるとともにより安定した状態で遮熱シート１３０を配置することができる。
【００４７】
そして、この遮熱シート１３０における通気性は、上記実施形態においては、遮熱シート１３０を構成するフラットヤーン間の隙間によって確保するように構成した。しかし、遮熱シート１３０における通気性の確保は、フラットヤーン間の隙間以外の方法で確保することもできる。
【００４８】
例えば、図４に示した遮熱シート１３０においては、遮熱シート１３０に表裏面に亘って貫通する円形の貫通孔１３４を多数設けることにより通気性を確保している。この場合、貫通孔１３４の直径は適宜決定すればよいが、１ｍｍ程度が好適である。また、例えば、図５に示した遮熱シート１３０においては、遮熱シート１３０に表裏面に亘って貫通する線状の切り込み１３５を多数設けることにより通気性を確保している。この場合、切り込み１３５を遮熱シート１３０を張る方向に沿って形成することにより、遮熱シート１３０を張ることによる切り込み１３５の裂けを防止することができる。
【００４９】
また、前記図３に示したように、遮熱シート１３０を帯状の小遮熱シート１３０ａの集合によって構成した場合においては、互いに隣接する小遮熱シート１３０ａ同士間の隙間や相互の位置ずれによって通気性を確保することもできる。
【００５０】
なお、本発明に係る光発電装置１００は、遮熱シート１３０が通気性を有していなくても実現可能である。すなわち、光発電装置１００は、遮熱シート１３０を孔部などのない１枚の樹脂製シートのみで構成した場合であっても、簡単な構成で太陽電池１０２に照射される赤外線ＩＲの量を抑えることができるとともに太陽電池１０２に生じた熱を効果的に逃がして温度上昇による発電効率の減少を防止することができる。
【００５１】
また、上記実施形態においては、通気層１２０は、約４０ｃｍの厚さで四方が開放されて構成されている。しかし、通気層１２０は、太陽電池１０２の受光面１０２ａに面して設けられて同受光面１０２ａ上に周囲の外気が流通可能に形成されていれば、通気層１２０の厚さや通気の確保の方法は必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。
【００５２】
また、上記実施形態においては、遮熱シート１３０を太陽電池パネル１０１に対して平行に配置した。しかし、遮熱シート１３０は、例えば、傾斜して設けられた太陽電池パネル１０１上に水平に張って設けてもよいし、水平方向に延びて設けられた太陽電池パネル１０１に対して傾斜した状態に張って設けることもできる。遮熱シート１３０を傾斜した状態で設けることにより、遮熱シート１３０上に降った雨水や雪を遮熱シート１３０から容易に除去することができるとともに通気層１２０内の熱気を傾斜した遮熱シート１３０に沿って上方に逃がすことができる。
【００５３】
また、上記実施形態においは、遮熱シート１３０は、周縁部を含めて遮熱機能を有するフラットヤーンで構成することにより同周縁部部分にも遮熱機能を備えるように構成した。しかし、遮熱シート１３０の周縁部部分を介した太陽光ＳＬが太陽電池１０２に照射されない場合においては、遮熱シート１３０の周縁部は必ずしも光の透過性および遮熱機能を有する必要はない。したがって、このような場合、遮熱シート１３０は、周縁部が遮熱シート１３０を支持するために適した材料や周縁部の損傷を防止できる材料によって構成することができる。
【００５４】
また、遮熱シート１３０の周縁部部分を介した太陽光ＳＬの一部、または太陽光ＳＬが一時的に太陽電池１０２に照射される場合においては、遮熱シート１３０の周縁部は少なくとも赤外線ＩＲより波長が短い短波長光ＳＷＬを透過させる透化性を有して構成されているとよい。これによれば、遮熱シート１３０を支持する遮熱シート１３０の周縁部での光の透過性を確保できるため、遮熱シート１３０の大きさを太陽電池１０２の受光面１０２ａの大きさに近づけることができ光発電装置１００をコンパクトに構成できるとともに遮熱シート１３０の周縁部による影によって太陽電池１０２の変換効率の低下を防止することができる。
【００５５】
また、上記実施形態においては、太陽電池１０２は、所謂多結晶シリコン型の太陽電池で構成した。しかし、太陽電池１０２は、多結晶シリコン以外の太陽電池、例えば、単結晶シリコン型の太陽電池で構成されていてもよいことは当然である。また、上記実施形態においては、太陽電池１０２を複数枚並べることにより太陽電池パネル１０１を構成した。しかし、太陽電池パネル１０１の大きさや形状は、太陽光発電により必要とする電力量に応じて適宜決定されるものあり、上記実施形態に限定されるものではない。また、光発電装置１００は、太陽電池パネル１０１を構成することなく、太陽電池１０２のみで構成することもできる。
【００５６】
また、上記実施形態においては、遮熱シート１３０は、架設棒１４２ａ，１４２ｂに対してハトメ金具１３３に通したワイヤ１４４を縛ることにより固定した。しかし、遮熱シート１３０の固定方法は、遮熱シート１３０を太陽電池１０２上において通気層１２０を介した位置に固定できれば、上記実施形態限定されるものではない。例えば、遮熱シート１３０は、ワイヤ１４４に代えてコイルスプリングなどの弾性体を介して架設棒１４２ａ，１４２ｂに支持されるように構成することもできる。これによれば、遮熱シート１３０は、架設棒１４２ａ，１４２ｂに対して弾性的に支持されるため、遮熱シート１３０に風圧などの外力が作用した場合であっても前記弾性体の弾性力によって外力が吸収されて破損や架設棒１４２ａ，１４２ｂからの脱落などが防止される。
【００５７】
また、例えば、前記図３に示すように、小遮熱シート１３０ａにおける架設棒１４２ａ，１４２ｂに支持される両端部をそれぞれ折り返して縫合することにより、これらの各両端部に筒状に延びる筒状部１３６を形成することができる。これによれば、小遮熱シート１３０ａは、筒状部１３６に架設棒１４２ａ，１４２ｂがそれぞれ挿通されることにより架設棒１４２ａ，１４２ｂに支持される。これによれば、遮熱シート１３０をより強固に架設棒１４２ａ，１４２ｂに支持することができる。
【００５８】
また、上記実施形態においては、遮熱シート１３０は、太陽電池パネル１０１が設置される設置面から起立する遮熱シート支持台１４０によって支持されている。しかし、遮熱シート１３０は、太陽電池１０２上において通気層１２０を介した位置に固定できれば、上記実施形態限定されるものではない。例えば、遮熱シート支持台１４０における支持柱１４１ａ〜１４１ｄは、パネル支持台１１０から起立して設けられるように構成することもできる。また、例えば、図６に示すように、遮熱シート支持台１４０における支持柱１４１ａ〜１４１ｄは、太陽電池パネル１０２の上方に向って上端部側が外側に傾斜するように起立させることもできる。これによれば、支持柱１４１ａ〜１４１ｄの影が太陽電池１０２の受光面１０２ａに掛かり難くすることができるため、太陽電池１０２の発電効率の低下を防止することができる。
【００５９】
また、上記実施形態においては、光発電装置１００を屋外に設置した。しかし、本発明に係る光発電装置１００は、太陽電池パネル１０１に赤外線ＩＲを含む光が照射される環境下に広く採用できるものである。したがって、本発明に係る光発電装置１００は、屋外に限らず屋内、例えば、屋内に設置したハロゲンライトなどの人工光源下に配置して用いることもできる。
【００６０】
ＳＬ…太陽光、ＩＲ…赤外線、ＳＷＬ…短波長光、
１００…光発電装置、１０１…太陽電池パネル、１０２…太陽電池、１０２ａ…受光面、
１１０…パネル支持台、１１１…フレーム部、１１２…脚部、
１２０…通気層、
１３０…遮熱シート、１３０ａ…小遮熱シート、１３１…裏面、１３２…表面、１３３…ハトメ金具、１３４…貫通孔、１３５…切り込み、１３６…筒状部、
１４０…遮熱シート支持台、１４１ａ〜１４１ｂ…支持柱、１４２ａ，１４２ｂ…架設棒、１４３…連結固定金具、１４４…ワイヤ。
【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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