JP4043100B2 - 太陽電池装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽電池装置に関し、特に、両面入射型太陽電池パネルを用いた太陽電池装置において、光の入射を最適な状態で行える太陽電池装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽電池は、無尽蔵な太陽光をエネルギー源としているため、環境問題等から脚光を浴びている。
【０００３】
ところで、昨今太陽電池素子の光の有効利用を図るべく、光入射側の電極のみならず裏面側の電極まで透明電極の構成にし、太陽電池素子の表裏から光を入射させるように構成した太陽電池が提案されている。
【０００４】
図８に、表裏から光を入射させるように構成した太陽電池素子の一例を示す。
この太陽電池素子は、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコンを挟み、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善した素子である。図８は、ヘテロ接合界面特性を改善した構造（以下、ＨＩＴ構造という。）において、表裏面から光が入射可能にした太陽電池素子を示す模式的断面図である。
【０００５】
図８に示すように、ｎ型単結晶シリコン基板１０上に、真性な非晶質シリコン層１１が形成され、その上にｐ型非晶質シリコン層１２が形成されている。そして、ｐ型非晶質シリコン層１２上の全面にＩＴＯなどからなる受光面側の透明電極１３が設けられ、この受光面側透明電極１３上に銀（Ａｇ）等からなる櫛形集電極１４が形成されている。また、基板１０の裏面には基板１０の裏面に内部電界を導入したいわゆるＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）型構造になっている。即ち、裏面側の基板１０側に真性非晶質シリコン層１５を介してハイドープｎ型非晶質シリコン層１６が設けられている。このハイドープｎ型非晶質シリコン層１６上にＩＴＯなどからなる裏面側透明電極１７が形成され、この上に銀（Ａｇ）等からなる櫛形集電極１８が形成されている。このように、裏面側も結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコンを挟み、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善したＢＳＦ構造になっている。
【０００６】
上記したように、表裏面を同じ透明電極と集電極とからなる電極構成にした太陽電池素子（以下、両面入射型太陽電池素子という。）の場合、表裏面に同じ光量で光を入射させた場合、出力電力が最大２倍程度増加する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の太陽電池装置は、太陽電池パネルの受光面側から太陽光を効率よく入射するために、受光面の法線方向の方位角を真南に向け、緯度にほぼ等しいか若しくは緯度より少し小さい角度で太陽電池パネルが設置されている。しかしながら、このような従来の太陽電池装置においては、裏面側からの光の入射については何等考慮されておらず、太陽電池パネルとして両面入射型太陽電池素子を用いても裏面側からの光を有効に利用することができないという問題があった。
【０００８】
この発明は、裏面側にも光を有効に入射させ、光の有効利用を図った太陽電池装置を提供することを目的とする。
【０００９】
この発明の太陽電池装置は、脚部を介して支持される架台に互いに電気的に接続された両面入射型の太陽電池パネルが取り付けられてなる太陽電池アレイと、設置面に当該設置面と平行に設けられた反射部とを有する太陽電池装置であって、前記太陽電池パネルの設置角度をα、前記太陽電池アレイの設置面の傾斜角度をγ、前記太陽電池パネルの裏面と太陽電池アレイの設置面との間の距離をａ、前記太陽電池アレイの受光面の長さをＬ、夏至の時における南中高度での太陽の入射角をβとしたとき、
ａ≧｜Ｌ（ｃｏｓα×ｔａｎ（β＋γ）−ｓｉｎα）／２｜を満足するように架台の脚部の高さを設定したことを特徴とする。
【００１０】
上記のように、構成することで、太陽光と反射光とを両面入射型太陽電池素子等の太陽電池パネルに有効に入射させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。この実施の形態は、平地又はビルの屋上などの平坦地や勾配を有する屋根などに設置される架台を有する太陽電池装置である。
【００２１】
例えば、図１に示すように、平地又はビルの屋上などの平坦地に、この実施の形態における太陽電池アレイＳＡが複数組設置される。１つの太陽電池アレイＳＡは、図１に示すように、上記した両面入射型太陽電池素子を複数個備えた太陽電池パネル１…が支持架台２に取り付けられている。互いの太陽電池パネル１…は電気的に接続されている。
【００２２】
この支持架台２は、一番下に位置する太陽電池パネル１…の最下部が地上から所定の高さになるように、脚部２１ａ、２１ｂが設けられている。この脚部２１ａ、２１ｂの高さは、後述する太陽光の入射角等の条件により最適な寸法になるように決められる。また、支持架台１の太陽電池パネル１が取り付けられる取り付け部２２は、システム設置地点の緯度、経度、使用目的などに応じて所定の角度（α）になるように、前側脚部２１ａと後側脚部２１ｂとの長さが決められている。
【００２３】
支持架台２の下方部の設置面には、図示はしていないが、太陽電池パネル１…の裏面側に光を反射するための反射部（反射板）が設けられている。
【００２４】
このように構成された太陽電池アレイＳＡ…の各部材の寸法を最適化することで、太陽光と反射光とを両面入射型太陽電池素子に有効に入射させることができる。
【００２５】
次に、各太陽電池装置の設置状態におけるそれぞれの最適寸法の関係を考察する。
【００２６】
まず、反射部（反射板）が設置場所と平行である場合につき説明する。陸置きの太陽電池装置において、太陽電池パネル１…の設置角度を固定した時の太陽電池パネル１の裏面と設置面との間の距離と太陽電池アレイ間距離につき図２に従い説明する。同図において、（ａ）が夏至の時のように、太陽の入射角度βが大きいときの架台高さを示し、（ｂ）が冬至の時のように、太陽の入射角度βが小さいときの架台高さを示している。
【００２７】
太陽電池パネル１の設置角度をα、太陽電池アレイの設置面の傾斜角度をγ、太陽電池パネル１の裏面と設置面との間の距離（以下、架台高さという。）をａ、太陽電池アレイの受光面の長さをＬ、太陽の入射角をβとする。いま、図２に示す実施の形態においては、太陽電池パネル１…の設置角度αは０度、傾斜角度γは０度である。
【００２８】
この時、太陽電池パネル１…の裏面への反射光が太陽電池アレイの太陽電池パネルにより遮られないようにするには、架台高さ、即ち設置面から太陽電池パネル１の裏面までの距離ａを図２から下記の式を満足するように設定すればよい。
【００２９】
ａ≧Ｌｔａｎ（β）／２ …（１）
【００３０】
上記の式を満足するように架台２の脚部２１ａ、２１ｂの高さを設定すれば、太陽電池アレイＳＡにより反射光が遮られることなく、太陽電池パネル１…の裏面に入射する。
【００３１】
また、太陽電池アレイ間隔ｂを他の太陽電池アレイにより反射光が遮られないようにするには下記の式を満足する値に設定すればよい。
【００３２】
ｂ≧２ａ／ｔａｎ（β） …（２）
【００３３】
上記（１）（２）式より、ｂ≒Ｌ以上に設定すれば、他の太陽電池アレイに光が遮られることなく、太陽電池パネル１…の表裏面に光が入射する。
【００３４】
表１は、各太陽光の入射角と架台高さａと太陽電池アレイ間距離ｂをまとめたものである。
【００３５】
【表１】

【００３６】
上記表１より、太陽電池アレイの受光面の長さ（Ｌ）が５００ｍｍの時、夏至の時を基準とした架台高さａである１２００ｍｍ以上にすると、四季を通じて、太陽電池パネル１…の裏面に反射光を与えることができる。しかし、冬至の時の太陽高度から他の太陽電池アレイにより光を遮られないようにするためには、架台高さａを１２００ｍｍ以上にした場合には、太陽電池アレイ間隔を３９００ｍｍにする必要がある。太陽電池アレイ間隔を大きくすることは、設置面積から考えると、太陽電池アレイの設置数が減少することになる。このため、季節に応じて架台高さａが逐次変更できない場合には、使用目的等を考慮して、架台高さａ及び太陽電池アレイ間隔を決定すればよい。
【００３７】
また、その日の南中高度に合わせて、反射部と太陽電池パネル１の裏面との間隔がａになるように、反射部をその位置におくか、架台の高さをａに合わせて変化させるように構成すれば、年間を通じて効率よく発電させることができる。この時、太陽電池アレイ間は太陽電池アレイの受光部の長さ（Ｌ）以上であればよい。
【００３８】
次に、反射板の反射率と太陽電池パネルの両面に入射する光量をシュミレーションした結果を表２に示す。表２は北緯３５度の地域でのシュミレーションである。
【００３９】
尚、従来品は秋分・春分に合わせた太陽電池パネルの設置角にしたもので、春分・秋分の時が１００であると、夏至、冬至は９１．４程度に光の入射効率が落ちるが、この表では、その時のそれぞれの従来品を１００とし、その値との相対値を比較した。また、この実施の形態における太陽電池パネルの設置角度は０度である。
【００４０】
【表２】

【００４１】
上記シュミレーションから分かるように、この実施の形態においては、夏の発電量は増大するので、真夏の電力ピーク時の消費電力を大幅にカバーすることができる。また、反射板の反射率を８０％以上にすることで、通常のモジュールの設置方法より年間を通じて発電量が増大する。
【００４２】
次に、陸置きの太陽電池装置において、太陽電池パネルの設置角度を冬至の南中高度より小さい角度（α）固定した時の架台高さと太陽電池アレイ間距離につき図３に従い説明する。同図（ａ）が夏至の時のように、太陽の入射角度βが大きいときの架台高さを示し、（ｂ）が冬至の時のように、太陽の入射角度βが小さいときの架台高さを示している。
【００４３】
いま、図３に示す実施の形態においては、太陽電池パネル１の設置角度はα、傾斜角度γは０である。また、架台高さａは太陽電池パネル１の最下部から設置面までの高さである。
【００４４】
この時、太陽電池パネル１の裏面への反射光が太陽電池アレイの太陽電池パネルにより遮られないようにするには、架台高さ、即ち設置面から太陽電池パネル裏面までの距離ａを図３から下記の式を満足するように設定する。
【００４５】
ａ≧Ｌ（ｃｏｓα・ｔａｎβ−ｓｉｎα）／２ …（３）
【００４６】
上記の式を満足するように架台の脚部２１ａ、２１ｂの高さを設定すれば、太陽電池アレイＳＡに反射光が遮られることなく太陽電池パネル１…の裏面に入射する。
【００４７】
また、太陽電池アレイ間隔ｂを他の太陽電池アレイが反射光を遮らないようにするには下記の式を満足する値に設定すればよい。
【００４８】
ｂ≧（２ａ＋Ｌｓｉｎα）／ｔａｎ（β） …（４）
【００４９】
上記（３）（４）式よりｂ≒Ｌｃｏｓα以上に設定すればよい。
【００５０】
表３は、各太陽光の入射角と架台高さと太陽電池アレイ間距離をまとめたものである。尚、太陽電池パネルの設置角αは１１．６度である
【００５１】
【表３】

【００５２】
上記表３より、太陽電池アレイの受光面の長さ（Ｌ）が５００ｍｍの時、夏至の時を基準とした架台高さａである１１５０ｍｍ以上にすると、四季を通じて、太陽電池パネル１…の裏面に反射光を与えることができる。しかし、冬至の時の太陽高度から他の太陽電池アレイにより光を遮られないようにするためには、架台高さａを１１５０ｍｍ以上にした場合には、太陽電池アレイ間隔を３５００ｍｍにする必要がある。前述したように、太陽電池アレイ間隔を大きくすることは、設置面積から考えると、太陽電池アレイの設置数が減少することになる。このため、季節に応じて架台高さａが逐次変更できない場合には、使用目的等を考慮して、架台高さａ及び太陽電池アレイ間隔を決定すればよい。
【００５３】
また、その日の南中高度に合わせて、反射部と太陽電池パネル１の裏面との間隔がａになるように、反射部をその位置におくか、架台の高さをａに合わせて変化させるように構成すれば、年間を通じて効率よく発電させることができる。この時、太陽電池アレイ間はＬｃｏｓα以上であればよい。
【００５４】
次に、反射板の反射率と太陽電池パネルの両面に入射する光量をシュミレーションした結果を表４に示す。表４は北緯３５度の地域でのシュミレーションである。
【００５５】
前述した実施の形態と同じく、従来品は秋分・春分に合わせた設置角にしており、春分・秋分の時が１００であると、夏至、冬至は９１．４程度に光の入射効率が落ちるが、この表では、その時のそれぞれの従来品を１００とし、その値との相対値を比較した。また、この発明の設置角度は１１．６度である。
【００５６】
【表４】

【００５７】
上記シュミレーションから分かるように、夏の発電量は増大するので、真夏の電力ピーク時の消費電力を大幅にカバーすることができる。また、反射板の反射率を８０％以上にすることで、通常のモジュールの設置方法より年間を通じて発電量が増大する。
【００５８】
次に、陸置きの太陽電池装置において、太陽電池パネルの設置角度を冬至の南中高度より大きく、春分・秋分の南中高度より小さい角度（α）に固定した時の架台高さとアレイ間距離につき図４に従い説明する。同図において、（ａ）が夏至の時のように、太陽の入射角度βが大きいときの架台高さを示し、（ｂ）が冬至の時のように、太陽の入射角度βが小さいときの架台高さを示している。
【００５９】
いま、図４に示す実施の形態においては、太陽電池パネル１の設置角度はα、傾斜角度γは０である。また、架台高さａは太陽電池パネル１の最下部から設置面までの高さである。
【００６０】
この時、太陽電池パネル１の裏面への反射光が太陽電池アレイの太陽電池パネルにより遮られないようにするには、架台高さ、即ち設置面から太陽電池パネル裏面までの距離ａを図３から下記の式を満足するように設定する。
【００６１】
ａ≧Ｌ（ｃｏｓα・ｔａｎβ−ｓｉｎα）／２ …（５）
【００６２】
上記の式を満足するように架台の脚部２１ａ、２１ｂの高さを設定すれば、太陽電池アレイＳＡにより反射光が遮られることなく、太陽電池パネル１…の裏面に入射する。
【００６３】
但し、α＞βの場合には、裏面への反射光はないので、架台高さａは自由である。この図４（ｂ）に示す状態ではａ≒０にしている。そして、反射板から反射光が表側の受光面に入射する。
【００６４】
また、太陽電池アレイ間ｂを他のアレイが反射光を遮らないようにするには下記の式を満足する値に設定すればよい。
【００６５】
α≦βの場合には、
ｂ≧（２ａ＋Ｌｓｉｎα）／ｔａｎ（β） …（６）
【００６６】
α＞βの場合には、
ｂ≧（２ａ＋２Ｌｓｉｎα）／ｔａｎ（β）−Ｌｃｏｓα …（６’）
【００６７】
上記（５）（６）式よりｂ≒Ｌｃｏｓα以上に設定すればよい。
【００６８】
表５は、各太陽光の入射角と架台高さａと太陽電池アレイ間距離ｂをまとめたものである。
【００６９】
【表５】

【００７０】
上記表５より、太陽電池アレイの受光面の長さ（Ｌ）が５００ｍｍの時、夏至の時を基準とした架台高さａである８５０ｍｍ以上にすると、四季を通じて、太陽電池パネル１…の裏面に反射光を与えることができる。しかし、冬至の時の太陽高度から他の太陽電池アレイにより光を遮られないようにするためには、架台高さａを８５０ｍｍ以上にした場合には、太陽電池アレイ間隔を２３１０ｍｍにする必要がある。前述したように、太陽電池アレイ間隔を大きくすることは、設置面積から考えると、太陽電池アレイの設置数が減少することになる。このため、季節に応じて架台高さａが逐次変更できない場合には、使用目的等を考慮して、架台高さａ及び太陽電池アレイ間隔を決定すればよい。
【００７１】
また、その日の南中高度に合わせて、反射部と太陽電池パネル１の裏面との間隔がａになるように、反射部をその位置におくか、架台の高さをａに合わせて変化させるように構成すれば、年間を通じて効率よく発電させることができる。この時、太陽電池アレイ間は５２０ｍｍ以上であればよい。
【００７２】
次に、反射板の反射率と太陽電池パネルの両面に入射する光量をシュミレーションした結果を表６に示す。表６は北緯３５度の地域でのシュミレーションである。
【００７３】
尚、従来品は秋分・春分に合わせた太陽電池パネルの設置角にしており、春分・秋分の時が１００であると、夏至、冬至は９１．４程度に光の入射効率が落ちるが、この表では、その時のそれぞれの従来品を１００とし、その値との相対値を比較した。また、この実施の形態の設置角度は３５度である。
【００７４】
【表６】

【００７５】
上記シュミレーションから分かるように、夏の発電量は増大するので、真夏の電力ピーク時の消費電力を大幅にカバーすることができる。また、設置角度を春分・秋分の南中高度に合わせると従来のモジュール設置方法より常に発電量が増大する。
【００７６】
次に、陸置きの太陽電池装置において、太陽電池パネルの設置角度を春分・秋分の南中高度より大きい角度（α）に固定した時の架台高さとアレイ間距離につき図５に従い説明する。同図において、（ａ）は入射角βが設置角αより大きい場合の架台高さａを示し、（ｂ）は入射角βが設置角αより小さい場合の架台高さａを示している。
【００７７】
いま、図５に示す実施の形態においては、太陽電池パネル１の設置角度はα、傾斜角度γは０である。また、架台長さａは太陽電池パネル１の最下部から設置面までの高さである。
【００７８】
この時、太陽電池パネル１の裏面への反射光が太陽電池アレイの太陽電池パネルにより遮られないようにするには、架台高さ、即ち設置面から太陽電池パネル裏面までの距離ａを図５から下記の式を満足するように設定する。
【００７９】
ａ≧Ｌ（ｃｏｓα・ｔａｎβ−ｓｉｎα）／２ …（７）
【００８０】
上記の式を満足するように架台の脚部２１ａ、２１ｂの高さを設定すれば、太陽電池アレイＳＡにより反射光が遮られることなく、太陽電池パネル１…の裏面に入射する。
【００８１】
但し、α＞βの場合には、裏面への反射光はないので、架台高さａは自由である。この図５（ｂ）に示す状態ではａ≒０にしている。そして、反射板から反射光が表側の受光面に入射する。
【００８２】
また、太陽電池アレイ間ｂを他の太陽電池アレイが反射光を遮らないようにするには下記の式を満足する値に設定すればよい。
【００８３】
α≦βの場合には、
ｂ≧（２ａ＋Ｌｓｉｎα）／ｔａｎ（β） …（８）
【００８４】
α＞βの場合には、
ｂ≧（２ａ＋２Ｌｓｉｎα）／ｔａｎ（β）−Ｌｃｏｓα
【００８５】
上記（７）（８）式よりｂ≒Ｌｃｏｓα以上に設定すればよい。
【００８６】
表７は、各太陽光の入射角と架台高さと太陽電池アレイ間距離をまとめたものである。太陽電池パネルの設置角度αは４９度である。
【００８７】
【表７】

【００８８】
上記表７より、太陽電池アレイの受光面の長さ（Ｌ）が５００ｍｍの時、夏至の時を基準とした架台高さａである６１０ｍｍ以上にすると、四季を通じて、太陽電池パネル１…の裏面に反射光を与えることができる。しかし、冬至の時の太陽高度から他の太陽電池アレイにより光を遮られないようにするためには、架台高さａを８５０ｍｍ以上にした場合には、太陽電池アレイ間隔を１３７０ｍｍにする必要がある。前述したように、太陽電池アレイ間隔を大きくすることは、設置面積から考えると、太陽電池アレイの設置数が減少することになる。このため、季節に応じて架台高さａが逐次変更できない場合には、使用目的等を考慮して、架台高さａ及び太陽電池アレイ間隔を決定すればよい。
【００８９】
また、その日の南中高度に合わせて、反射部と太陽電池パネル１の裏面との間隔がａになるように、反射部をその位置におくか、架台の高さをａに合わせて変化させるように構成すれば、年間を通じて効率よく発電させることができる。この時、太陽電池アレイ間は９００ｍｍ以上であればよい。
【００９０】
次に、反射板の反射率と太陽電池パネルの両面に入射する光量をシュミレーションした結果を表８に示す。表８は北緯３５度の地域でのシュミレーションである。
【００９１】
尚、従来品は秋分・春分に合わせた太陽電池パネルの設置角にしており、春分・秋分の時が１００であると、夏至、冬至は９１．４程度に光の入射効率が落ちるが、この表では、その時のそれぞれの従来品を１００とし、その値との相対値を比較した。また、この実施の形態の太陽電池パネルの設置角度は４９度である。
【００９２】
【表８】

【００９３】
上記シュミレーションから分かるように、夏及び冬の発電量は増大するので、真夏及び真冬の電力ピーク時の消費電力を大幅にカバーすることができる。
【００９４】
次に、傾斜がある屋根に設置する太陽電池装置において、太陽電池パネルの設置角度を冬至の南中高度より小さい角度（α）固定した時の架台高さとアレイ間距離につき図６に従い説明する。同図において、（ａ）が夏至の時のように、太陽の入射角度βが大きいときの架台高さを示し、（ｂ）が冬至の時のように、太陽の入射角度βが小さいときの架台高さを示している。
【００９５】
いま、図６に示す実施の形態においては、太陽電池パネル１の設置角度はα、傾斜角度γは屋根の勾配である。また、架台高さａは太陽電池パネル１の最下部から設置面までの高さである。
【００９６】
この時、太陽電池パネル１の裏面への反射光が太陽電池アレイの太陽電池パネルにより遮られないようにするには、架台高さ、即ち設置面から太陽電池パネル裏面までの距離ａを図６から下記の式を満足するように設定する。
【００９７】
ａ≧｜Ｌ（ｃｏｓα・ｔａｎ（β＋γ）−ｓｉｎα）／２｜…（９）
【００９８】
上記の式を満足するように架台の脚部２１ａ、２１ｂの高さを設定すれば、太陽電池アレイＳＡにより反射光が遮られることなく、太陽電池パネル１…の裏面に入射する。
【００９９】
太陽電池アレイ間ｂを他の太陽電池アレイが反射光を遮らないようにするには下記の式を満足する値に設定すればよい。
【０１００】
ｂ≧｜（２ａ＋Ｌｓｉｎα）／ｔａｎ（β＋γ）｜…（１０）
【０１０１】
上記（９）（１０）式よりｂ≒Ｌｃｏｓα以上に設定すればよい。
【０１０２】
表９は、各太陽光の入射角と架台長さとアレイ間距離をまとめたものである。屋根勾配は一般的な４寸５分（２４．１度）として算出した。
【０１０３】
【表９】

【０１０４】
上記表９より、太陽電池アレイの受光面の長さ（Ｌ）が５００ｍｍの時、夏至の時を基準とした架台高さａである１１５０ｍｍ以上にすると、四季を通じて、太陽電池パネル１…の裏面に反射光を与えることができる。しかし、冬至の時の太陽高度から他の太陽電池アレイにより光を遮られないようにするためには、架台高さａを１１５０ｍｍ以上にした場合には、太陽電池アレイ間隔を１５００ｍｍにする必要がある。前述したように、太陽電池アレイ間隔を大きくすることは、設置面積から考えると、太陽電池アレイの設置数が減少することになる。このため、季節に応じて架台高さａが逐次変更できない場合には、使用目的等を考慮して、架台高さａ及び太陽電池アレイ間隔を決定すればよい。
【０１０５】
また、その日の南中高度に合わせて、反射部と太陽電池パネル１の裏面との間隔がａになるように、反射部をその位置におくか、架台の高さをａに合わせて変化させるように構成すれば、年間を通じて効率よく発電させることができる。この時、太陽電池アレイ間はＬｃｏｓα以上であればよい。
【０１０６】
次に、反射板の反射率と太陽電池パネルの両面に入射する光量をシュミレーションした結果を表１０に示す。表１０は北緯３５度の地域でのシュミレーションである。
次に、反射板の反射率と効果をシュミレーションした結果を表１０に示す。表１０は北緯３５度の地域でのシュミレーションである。
【０１０７】
尚、従来品は秋分・春分に合わせた設置角にしており、春分・秋分の時が１００であると、夏至、冬至は９１．４程度に光の入射効率が落ちるが、この表では、その時のそれぞれの従来品を１００とし、その値との相対値を比較した。また、この発明の設置角度は１１．６度である。
【０１０８】
【表１０】

【０１０９】
上記シュミレーションから分かるように、夏の発電量は増大するので、真夏の電力ピーク時の消費電力を大幅にカバーすることができる。また、反射板の反射率を２０％以上にすることで、通常のモジュールの設置方法より年間を通じて発電量が増大する。但し、設置面に垂直に光があたる場合には、表面側のみの発電となる。
【０１１０】
図７に設置面に配置する反射板の形状を変化させ、季節に関係なく裏面側へ反射光を与えるようにした構造の太陽電池装置を示す。図７に示すように、太陽電池アレイＳＡの下部に湾曲した反射板４を設け、反射板４の北側の角度を夏至の南中高度以上、反射板の南側の角度が冬至の南中高度以下にする。架台２の高さは例えば、春分・秋分の時季に適した高さとする。
【０１１１】
このような反射板４を設けることにより、架台の高さを変化させずに、四季を通じて反射光を有効に利用して発電が行える。
【０１１２】
上記実施の形態においては、北半球に太陽電池装置を設置する場合について説明しているが、南半球の場合には、北半球とは南北が逆の状態で、本発明を適用すればよい。
【０１１３】
また、上記では、両面入射型太陽電池素子として、ＨＩＴ構造の太陽電池素子を例に挙げたが、他の結晶系太陽電池素子、非晶質系太陽電池素子で両面入射型太陽電池装置を構成してもこの発明は適用できる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、有効に裏面側にも光を与えることが可能となり、両面入射型太陽電池装置の出力増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる太陽電池装置の設置状況を示す斜視図である。
【図２】この発明の太陽電池装置における太陽の入射光と架台高さ、太陽電池アレイ間隔との関係を示す模式図であり、（ａ）は夏至の時のように、太陽の入射角度βが大きいときの架台高さを示し、（ｂ）は冬至の時のように、太陽の入射角度βが小さいときの架台高さを示している。
【図３】この発明の太陽電池装置における太陽の入射光と架台高さ、太陽電池アレイ間隔との関係を示す模式図であり、（ａ）は夏至の時のように、太陽の入射角度βが大きいときの架台高さを示し、（ｂ）は冬至の時のように、太陽の入射角度βが小さいときの架台高さを示している。
【図４】この発明の太陽電池装置における太陽の入射光と架台高さ、太陽電池アレイ間隔との関係を示す模式図であり、（ａ）は夏至の時のように、太陽の入射角度βが大きいときの架台高さを示し、（ｂ）は冬至の時のように、太陽の入射角度βが小さいときの架台高さを示している。
【図５】この発明の太陽電池装置における太陽の入射光と架台高さ、太陽電池アレイ間隔との関係を示す模式図であり、（ａ）は夏至の時のように、太陽の入射角度βが大きいときの架台高さを示し、（ｂ）は冬至の時のように、太陽の入射角度βが小さいときの架台高さを示している。
【図６】この発明の太陽電池装置における太陽の入射光と架台高さ、太陽電池アレイ間隔との関係を示す模式図であり、（ａ）は夏至の時のように、太陽の入射角度βが大きいときの架台高さを示し、（ｂ）は冬至の時のように、太陽の入射角度βが小さいときの架台高さを示している。
【図７】この発明の太陽電池装置の他の実施の形態を示す模式図である。
【図８】ヘテロ接合界面特性を改善した構造（以下、ＨＩＴ構造という。）において、表裏面から光が入射可能にした太陽電池素子を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 太陽電池パネル
２ 架台

Claims (1)

1. 脚部を介して支持される架台に互いに電気的に接続された両面入射型の太陽電池パネルが取り付けられてなる太陽電池アレイと、設置面に当該設置面と平行に設けられた反射部とを有する太陽電池装置であって、前記太陽電池パネルの設置角度をα、前記太陽電池アレイの設置面の傾斜角度をγ、前記太陽電池パネルの裏面と太陽電池アレイの設置面との間の距離をａ、前記太陽電池アレイの受光面の長さをＬ、夏至の時における南中高度での太陽の入射角をβとしたとき、
   ａ≧｜Ｌ（ｃｏｓα×ｔａｎ（β＋γ）−ｓｉｎα）／２｜を満足するように架台の脚部の高さを設定したことを特徴とする太陽電池装置。

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