(57)【要約】【課題】融雪用の加熱回路の無駄な作動を抑制できる、太陽光発電装置の提供。【解決手段】太陽電池セルを含む発電回路と、融雪用の加熱回路とを独立に有する太陽電池モジュールと、前記発電回路の発電状態を検知する発電センサと、前記加熱回路を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記発電センサによって前記発電回路が発電中であることを検知した場合、前記加熱回路を停止させる、太陽光発電装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルを含む発電回路と、融雪用の加熱回路とを独立に有する太陽電池モジュールと、
前記発電回路の発電状態を検知する発電センサと、
前記加熱回路を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記発電センサによって前記発電回路が発電中であることを検知した場合、前記加熱回路を停止させる、太陽光発電装置。
【請求項２】
降雪状態を検知する降雪センサをさらに備え、
前記コントローラは、
前記降雪センサの検知結果と、前記発電センサの検知結果とに基づいて前記加熱回路を制御し、
前記発電センサによって前記発電回路が発電中であることを検知した場合、前記降雪センサの検知結果に関係なく、前記加熱回路を停止させる、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記発電センサは、前記発電回路の発電電力を測定する電力センサを含む、請求項１または２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記発電センサは、前記太陽電池モジュールの温度を測定する温度センサを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
融雪機能付きの太陽電池モジュールとして、太陽電池セルを含む発電回路と、融雪用の加熱回路とを独立に有するものが開発されている（例えば特許文献１参照）。加熱回路の制御には、例えば降雪センサの検知結果が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０４０７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、融雪用の加熱回路が無駄に作動していることがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、融雪用の加熱回路の無駄な作動を抑制できる、太陽光発電装置の提供を主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
太陽電池セルを含む発電回路と、融雪用の加熱回路とを独立に有する太陽電池モジュールと、
前記発電回路の発電状態を検知する発電センサと、
前記加熱回路を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記発電センサによって前記発電回路が発電中であることを検知した場合、前記加熱回路を停止させる、太陽光発電装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、融雪用の加熱回路の無駄な作動を抑制できる、太陽光発電装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による太陽光発電装置を示す図である。
【図２】図１の太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図３】図１のコントローラの処理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】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。本明細書において、数値範囲を表す「〜」はその前後の数値を含む範囲を意味する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態による太陽光発電装置を示す図である。図１に示すように、太陽光発電装置は、太陽電池モジュール２、降雪センサ５０、電力センサ６０、温度センサ７０、およびコントローラ８０などを有する。
【００１１】
図２は、図１の太陽電池モジュールを示す断面図である。図２に示すように、太陽電池モジュール２は、太陽電池モジュール本体１０、フレーム２０、ヒータ３０、および断熱部材４０などを有する。太陽電池モジュール２は、太陽電池モジュール本体１０の受光面１０ａを上に向けた状態で、建物の屋根などに設置される。
【００１２】
太陽電池モジュール本体１０は、受光面１０ａ、受光面１０ａとは反対側の背面１０ｂを有する。太陽電池モジュール本体１０は、受光面板１２、太陽電池セル１３、および背面板１４を受光面１０ａ側から背面１０ｂ側に向けてこの順で有する。
【００１３】
受光面板１２は、太陽電池セル１３を基準として、受光面１０ａ側に配される板のことである。受光面板１２は、太陽光に対して透光性を有する。受光面板１２を透過した光が、太陽電池セル１３に取り込まれる。受光面板１２の受光面には反射防止膜が形成されてもよい。受光面板１２における光反射が低減でき、太陽光の取り込み効率が向上できる。
【００１４】
受光面板１２は、例えばガラス板および樹脂板のいずれでもよいが、防水性や防火性、耐久性などの観点から、ガラス板であることが好ましい。受光面板１２としてのガラス板は、未強化ガラス、強化ガラスのいずれでもよい。
【００１５】
太陽電池セル１３は、受光面板１２と背面板１４との間に配設され、光エネルギーを電気エネルギーに変換する。太陽電池セル１３は、シリコン系、化合物系、有機系などのいずれでもよい。太陽電池セル１３は１つの太陽電池モジュール本体１０に複数備えられてよく、複数の太陽電池セル１３は直列や並列に接続され発電回路を形成する。
【００１６】
太陽電池セル１３は封止材１５によって封止される。封止材１５は、受光面板１２を透過した光が太陽電池セル１３に取り込まれるように、透光性を有する。封止材１５は、ＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate）樹脂などの樹脂により形成される。
【００１７】
背面板１４は、太陽電池セル１３を基準として、背面１０ｂ側に配される板のことである。背面板１４は、防水性などを有する。背面板１４は、透光性を有しても有しなくてもよい。背面板１４は、例えばガラス板および樹脂板のいずれでもよいが、軽量性などの観点から、樹脂板や薄板ガラスであることが好ましい。背面板１４は、配線用の穴の加工性の観点からは、樹脂板であることが好ましい。
【００１８】
フレーム２０は、太陽電池モジュール本体１０を支持することで、太陽電池モジュール本体１０の変形を抑制する。フレーム２０は、太陽電池モジュール本体１０の外周部を支持するフレーム本体２１と、太陽電池モジュール本体１０の背面１０ｂを支持する梁２２とで構成されてよい。尚、梁２２はなくてもよい。
【００１９】
ヒータ３０は、太陽電池モジュール本体１０を背面１０ｂ側から加熱することにより、太陽電池モジュール本体１０の受光面１０ａ上の雪を融かす。ヒータ３０は、雪の降らない夏場には停止させる。太陽電池セル１３の温度が低いほど、太陽電池セル１３の発電効率が高いためである。
【００２０】
ヒータ３０は、作動時に、ヒータ３０の温度が設定温度になるように制御可能である。その制御は、フィードバック制御、フィードフォワード制御のいずれでもよい。
【００２１】
ヒータ３０としては、フィルムヒータなどの一般的な電気ヒータが使用できる。この場合、電気回路で加熱回路が構成される。尚、ヒータ３０は温水ヒータなどでもよく、この場合、温水回路で加熱回路が構成される。加熱回路は、発電回路とは独立に設けられる。
【００２２】
断熱部材４０は、ヒータ３０を基準として太陽電池モジュール本体１０とは反対側に配設される。断熱部材４０は、ヒータ３０の作動時にヒータ３０の熱が太陽電池モジュール本体１０とは反対側に逃げるのを抑制する。
【００２３】
降雪センサ５０は、太陽電池モジュール２付近の降雪状態（積雪状態を含む）を検知する。降雪センサ５０としては、一般的なものが使用できる。例えば、降雪センサ５０は、雪の重量による圧力を検知するもの、雪によって反射される赤外線を検知するもの、雪を融かして水分を検知するものなどがある。水分を検知する場合、外気温に基づいて、雨と雪の判別がなされる。
【００２４】
電力センサ６０は、太陽電池セル１３を含む発電回路の発電電力を測定する。発電電力が基準電力以上か否かで、発電回路が発電中であるか否かが検知できる。発電回路が発電中の場合、発電熱によって太陽電池モジュール２の温度は融雪に十分な温度になる。電力センサ６０は、発電回路の発電状態を検知する発電センサとして機能する。
【００２５】
温度センサ７０は、太陽電池モジュール２の温度を測定する。太陽電池モジュール２の温度が基準温度以上か否かで、発電回路が発電中であるか否かが検知できる。発電回路が発電中の場合、発電熱によって太陽電池モジュール２の温度が基準温度以上になる。基準温度は、試験などにより予め求められ、融雪に十分な温度とされる。温度センサ７０は、電力センサ６０と同様に、発電センサとして機能する。
【００２６】
温度センサ７０は、例えば太陽電池モジュール本体１０の背面１０ｂ側に配設されてよい。天候の変動（例えば外気温の変動、風量の変動）による測定温度の変動が抑制できる。温度センサ７０は、例えば背面１０ｂに取り付けられ、背面１０ｂの温度を検知する。
【００２７】
コントローラ８０は、太陽電池モジュール２が設置される建物の屋内に設置される。コントローラ８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および記憶部（例えばメモリ）などで構成され、記憶部に記憶された制御プログラムをＣＰＵに実行させることにより、ヒータ３０を制御する。
【００２８】
図３は、図１のコントローラの処理を示すフローチャートである。図３のステップＳ１１以降の処理は、例えば外気温が０℃以下の場合に繰り返し行われる。
【００２９】
先ず、コントローラ８０は、降雪センサ５０によって降雪状態を監視すると共に、発電センサによって発電状態を監視する（ステップＳ１１）。発電センサとしては、例えば電力センサ６０または温度センサ７０が用いられ、両方が用いられてもよい。次いで、コントローラ８０は、降雪中か否かをチェックする（ステップＳ１２）。
【００３０】
コントローラ８０は、降雪を検知しない場合（ステップＳ１２、ＮＯ）、ヒータ３０を停止させたまま（ステップＳ１５）、今回の処理を終了する。
【００３１】
一方、コントローラ８０は、降雪中の場合（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、ヒータ３０を作動させる（ステップＳ１３）。太陽電池モジュール本体１０の受光面１０ａ上の雪が融ける。その後、コントローラ８０は、降雪停止か否かをチェックする（ステップＳ１４）。
【００３２】
コントローラ８０は、降雪停止を検知した場合（ステップＳ１４、ＹＥＳ）、ヒータ３０を停止させ（ステップＳ１５）、今回の処理を終了する。
【００３３】
一方、コントローラ８０は、降雪停止を検知しない場合（ステップＳ１４、ＮＯ）、発電回路が発電中か否かをチェックする（ステップＳ１６）。
【００３４】
コントローラ８０は、発電回路が発電停止の場合（ステップＳ１６、ＮＯ）、発電熱を融雪に利用できないので、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３以降の処理を続行する。
【００３５】
一方、コントローラ８０は、発電回路が発電中の場合（ステップＳ１６、ＹＥＳ）、発電熱を融雪に利用できるので、ヒータ３０を停止させ（ステップＳ１５）、今回の処理を終了する。
【００３６】
雪が降っている場合に、雪が積もらなければ、発電回路が発電でき、発電熱によって受光面１０ａ上の雪が融ける。
【００３７】
本実施形態によれば、発電回路が発電中の場合、降雪センサ５０の検知結果に関係なく、ヒータ３０が停止されるため、ヒータ３０の作動無駄が抑制できる。また、降雪センサ５０による降雪停止の感度が鈍く、降雪センサ５０による降雪停止の検知が実際の降雪停止よりも遅れる場合に、ヒータ３０の作動無駄が抑制できる。
【００３８】
尚、コントローラ８０の処理は図３に示す処理に限定されない。例えば図３では先ず降雪中か否かを検知するが、先ず発電中か否かを検知してもよい。発電中であれば、発電熱が融雪に利用できるため、ヒータ３０が停止される。この場合、降雪中か否かの判断は不要である。
【００３９】
以上、太陽電池モジュールの実施形態などについて説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
【００４０】
例えば、上記実施形態のヒータ３０は、太陽電池モジュール本体１０と別に設けられるが、太陽電池モジュール本体１０の一部として設けられてもよい。つまり、ヒータ３０は、太陽電池モジュール本体１０に内蔵されてもよい。発電回路と融雪用の加熱回路とが独立に設けられていればよい。
【符号の説明】
【００４１】
２    太陽電池モジュール
１０  太陽電池モジュール本体
１０ａ  受光面
１０ｂ  背面
１２  受光面板
１３  太陽電池セル
１４  背面板
１５  封止材
２０  フレーム
３０  ヒータ
４０  断熱部材
５０  降雪センサ
６０  電力センサ
７０  温度センサ
８０  コントローラ
【図１】
2016111861.tif 000003
【図２】
2016111861.tif 000004
【図３】
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