JP7621392B2 - 太陽光発電システム - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電システムに関する。

従来、太陽光発電システムとしては、太陽光発電パネルを地面に多数並べ、大規模発電を行うメガソーラーというシステムがある。
このメガソーラーは、下記特許文献１，２に示されるように、広大な敷地に多数の太陽光発電パネルが設置されるものであり、各太陽光発電パネルは、それぞれ所定の角度に傾斜された状態で架台を介して配置されている。

このような多数の太陽光発電パネルにて構成される太陽光発電システムは、屋外の広大な敷地に設置されることから、メンテナンスに多大な労力が必要であり、すなわち発電効率の低下を招くようことがないように、例えば、太陽光発電パネル下の敷地面から生える雑草の発生を抑制する作業等が必要となる。

特開２０１５－２２８７３６号公報 特開２０１５－２１６７６６号公報 特開２０１９－０６８７９５号公報

上記のような、敷地面から生える雑草は、生育が進み伸びることで太陽光発電パネルを覆ってしまう不具合が発生し、すなわち太陽光を遮って発電面への太陽光の入射量が減少してしまう問題があり、これに対して行われる雑草の除去は、人手による排除すなわち抜去作業や、除草剤を撒くことで行われ、すなわち作業者が必要となることから、その施工作業は多大な時間を要する課題を有する。また、雑草は簡単に途絶えることなく再び生えてくることから、何度も除草の作業を行わなければならず、メンテナンス作業として非常に煩雑なものである。さらに、除草剤を用いることは、周辺の自然破壊にもなるおそれがある。そして、このような作業を軽減させるために、除草後に敷地面をコンクリートで覆ってしまう方法や、地面に対して雑草の発育を阻害させる防草シートを敷設する方法なども行われていたが、煩雑な施工作業であり、経費の削減が求められている。

一方、広大な敷地に多数の太陽光発電パネルを設置することは、十分な発電量を確保する上で必要であり、出力が１ＭＷ（１メガワット＝１０００ｋＷ）以上の発電量を持つ大規模発電施設を設置するためには、ひとつの区画で、かつ、平らな敷地面を必要とする。そのため、例えば敷地面積当たりの発電効率の高い設置状態を実現すべく模索されている。このような発電効率の向上のために、上記特許文献３のような反射性マルチシートを地面に敷き、裏面にも発電機能を有する太陽光発電パネルを用いて、地面からの反射光を発電に利用するものもあるが、上記した雑草対策に対しては繁茂することに対し抑制されるものの、太陽光を到達しにくくするのみで雑草の排除や抜去作業は免れないものであり、メンテナンスコストを要することでさらなる改善が望まれていた。また、反射性マルチシートの敷地面側は樹脂フィルムで構成されているため、平坦でない地面に設置する場合にシートの反射面も平坦ではなくなるため、反射率が低下し、太陽光発電パネルの裏面に入射する光が減少するおそれがある。さらに平坦でない地面への設置ではシートが破損するおそれもある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、発電効率を向上させ、敷地面積の削減も可能とし、構築やメンテナンス等のコストを削減しながら発電量を増やすことを可能とする太陽光発電システムを提供することにある。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載の太陽光発電システム１は、架台３を介し上面の発電面６を太陽光入射方向に向けて所定角度に傾斜させて複数設置される太陽光発電パネル２を備える太陽光発電システムであって、
前記太陽光発電パネル２は、前記上面と下面の両面に発電面６，１２を備える両面入射型太陽光発電パネルよりなり、
前記架台３を所定高さに設定して前記両面入射型太陽光発電パネル２の下面発電面１２の下方に光通過空間１３を設け、
前記両面入射型太陽光発電パネル２の下部及びその周囲における敷地面７を覆うように敷設される反射体４を具備し、
該反射体４は、
前記両面入射型太陽光発電パネル２の下面発電面１２に対向する表面側が、太陽光の直射光及び散乱光を前記下面発電面１２に向けて反射させる光反射面を有した樹脂製シート素材よりなる反射層１４とされ、
前記光反射面は、下記条件における暴露試験後において太陽光のうち５００～１０００ｎｍの波長の光反射率が７０％以上であるとともに、５０００～２００００ｎｍの波長の平均光反射率が１５％以下であり、
前記反射体４を構成する前記反射層１４の表面が遮水性を有し、該反射体の遮水係数を１．０×１０^-11 ｍ／ｓｅｃ以下とし、
前記敷地面７に対向し該敷地面７に接する裏面側が、防草シート材よりなる防草層１５とされ、
前記反射層１４と前記防草層１５とが積層一体形成されていることを特徴とする。
・暴露試験条件
試験装置：サンシャインウェザーメーター（スガ試験機Ｓ８０ＢＢＲ）
ブラックパネル温度：６３±３℃
相対湿度：５０±５％
サンプル表面の放射照度：２５５±１０％ｗ／ｍ ² （波長域３００～７００ｎｍ）
水噴霧サイクル：水噴射１８±０．５分、水噴射停止１０２±０．５分
照射時間：３０００時間

この太陽光発電システムでは、太陽光発電パネルを、両面入射型太陽光発電パネル２としたことで、発電量を向上させることが可能となるとともに、下面の発電面１２に対して、光反射率の高いシート材を具備した反射体４にて、太陽光の直射光及び散乱光を反射させて入射させることから、発電効率を向上させることができる。また、反射体４には、防草層１５を備えていることで、敷地面からの雑草の発生を抑制し、これによりメンテナンス作業の削減、及びそのコストを削減する。

また、この太陽光発電システムでは、太陽光のうち可視光～短波長側の近赤外線領域の光を反射させ、遠赤外線領域側の光反射率が低いことから、太陽光発電パネルの温度上昇を防ぐことができ、発電効率を低下させることがない。

さらに、この太陽光発電システムでは、敷地面に敷設される反射体の反射層表面に遮水性を備えることにより、反射体４の表面に雨水が留まらず、反射体の外方へと導くこととなる。これにより反射層１４の表面が汚れにくく、メンテナンスの頻度を抑えることとなる。

本発明の請求項２記載の太陽光発電システムは、請求項１に記載の太陽光発電システムであって、
前記光反射面は、白色であることを特徴とする。

この太陽光発電システムでは、光反射面が白色で構成されることで、太陽光の直射光や散乱光のうち発電に用いられる波長の光を下面発電面１２に良好に反射光として入射させることができ、発電効率を向上させることができる。

本発明の請求項３記載の太陽光発電システムは、請求項１に記載の太陽光発電システムであって、
前記光反射面は、金属層で形成されることを特徴とする。

この太陽光発電システムでは、光反射面が金属層で構成されることで、太陽光の直射光や散乱光を下面発電面１２に良好に反射光として入射させることができ、発電効率を向上させることができる。

本発明の請求項４記載の太陽光発電システムは、請求項１～３のいずれか１つに記載の太陽光発電システムであって、
前記反射層の表面には、紫外線劣化防止層を有することを特徴とする。

この太陽光発電システムでは、紫外線劣化防止層によって、反射層の紫外線劣化を防ぎ、すなわち太陽光に含まれる紫外線領域の光の照射による劣化を防いで反射体の寿命を延ばし、交換間隔、メンテナンス間隔を延ばすことができる。

なお、本発明の太陽光発電システムにおいては、前記反射体４は、透水性を備え、該反射体４の透水係数を１．０×１０^-5～１．０ｍ／ｓｅｃとした構成としてもよい。

この場合、敷地面に敷設される反射体４に透水性を備えることで、雨水を通過させ敷地面へと導き、反射体４の表面に雨水が留まらないようになる。これにより、発電効率を低下させることがない。

本発明に係る請求項１記載の太陽光発電システムによれば、両面入射型太陽光発電パネルの下面の発電面に対して、光反射率の高いシート材を具備した反射体にて、太陽光の直射光及び散乱光を反射させて入射させることから、発電効率を向上させ、発電量を向上させることできる効果がある。そして、発電量の向上により、太陽光発電パネルの設置数を削減でき、敷地面の削減を促進することが可能となる。
また、反射体には、敷地面に接する防草層を備えていることで、敷地面からの雑草の発生を抑制することとなり、これにより雑草の抜去などのメンテナンス作業の削減、及びそのコストを削減することができる。

また、本発明に係る請求項１記載の太陽光発電システムによれば、太陽光のうち可視光～短波長側の近赤外線領域の光を反射させ、遠赤外線領域側の光反射率が低いことから、太陽光発電パネルの温度上昇を防ぐことができ、発電効率を低下させることがない効果を得られる。

さらに、本発明に係る請求項１記載の太陽光発電システムによれば、反射体の表面に遮水性を備えることにより、反射体の表面に雨水が留まらず、反射体の外方へと導くことができ、これにより反射層の表面が汚れにくく、メンテナンスの頻度を抑えることが可能となる。

本発明に係る請求項２記載の太陽光発電システムによれば、光反射面が白色で構成されることで、太陽光の直射光や散乱光のうち、発電に用いられる波長の光を下面発電面に良好に反射光として入射させることができ、発電効率を向上させることができる。

本発明に係る請求項３記載の太陽光発電システムによれば、光反射面が金属層で構成されることで、太陽光の直射光や散乱光を下面発電面に良好に反射光として入射させることができ、発電効率を向上させることができる。

本発明に係る請求項４記載の太陽光発電システムによれば、紫外線劣化防止層によって、反射層の紫外線劣化を防ぎ、すなわち太陽光に含まれる紫外線領域の光の照射による劣化を防ぎ、反射体の寿命を延ばして、交換間隔やメンテナンス間隔を延ばすことができる。

本発明の第一の実施形態に係る太陽光発電システムの概略斜視図である。 本発明の第二の実施形態に係る太陽光発電システムの概略斜視図である。 太陽光発電システムの一部拡大側面図である。 太陽光発電システムの作用を示す一部拡大概略側面図である。 反射シートの一例における分光反射測定の試験結果である波長と光反射率の関係を示すグラフである。

以下、本発明に係る第一の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る太陽光発電システムの概略を示す斜視図である。
本実施形態に係る太陽光発電システム１は、太陽光発電パネル２と、架台３と、反射体４と、を主要な構成として有する。

太陽光発電パネル２は、複数の太陽電池セルを一体化しモジュール化して構成されたもので、本実施形態では、表裏両面に太陽電池セルが設けられ、発電面が両面となる両面入射型太陽光発電パネルよりなる。
図１に示すように、太陽光発電パネル２は縦横に複数並列されるとともに横方向に長尺となって連結され、後述する架台３に載置されることで太陽電池アレイ５を構成し、この太陽電池アレイ５が奥行方向に複数列となって所望の広さの敷地に配置される。この太陽電池アレイ列は、所謂メガソーラー（大規模太陽光発電）を構成し、すなわち、少なくとも１ＭＷ以上の出力を得られる数の太陽光発電パネル群となる。

各太陽電池アレイ５同士は、所定の間隔を空けて配置される。この間隔は、複数列となって設置される各太陽電池アレイ５の太陽光発電パネル２の上面発電面６が互いに太陽光の直射光の影とならないように、且つ、メンテナンスなどの際に作業者が十分に通り抜けられる間隔とされる。

太陽光発電パネル２としては、様々な構成のものがあるが、例えば、ジンコソーラー社製Ｓｗａｎシリーズや、ＪＡソーラー社製ＭＢＢ両面ＰＥＲＣハーフセルダブルガラスモジュール、トリナソーラー社製Ｄｕｏｍａｘ Ｔｗｉｎ、カナディアンソーラー社製ＨｉＫｕ５シリーズ、ロンジソーラー社製ＬＲ４－７２ＨＢＤシリーズ、ハンファＱセルズ社製Ｑ．ＰＥＡＫ ＤＵＯ、ライセンエネルギー社製ダブルガラス両面発電単結晶ＰＥＲＣモジュール、Ｇｏｌｄｅｎ Ｃｏｎｃｏｒｄ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ（ＧＣＬ）製ＧＣＬ－Ｍ６／７２ＧＤなどが好適に用いられ、いずれも裏面である下面発電面１２による発電で１枚あたりの発電量がおよそ２０％増加するものである。

図３は、太陽光発電システムの一部拡大側面図である。
太陽電池アレイ５は、上述した太陽光発電パネル２と、この太陽光電池パネル２を上部に載置する架台３とで構成され、敷地面７に配設される。

架台３は、支柱８と横架材９と連結ブラケット１０等で構成され、それぞれがボルトや溶接などの手段で連結固定される。また、架台３は、地面７に設置される基礎１１によって固定される。

架台３は、太陽光発電パネル２が連結ブラケット１０にて固定され、太陽光発電パネル２の発電面が水平から例えば３０°程度に傾斜して設けられる。この傾斜角度は、設置場所の緯度や環境などの条件により考慮され決定されるが、例えば、日本など北半球の高緯度地域では、上面の発電面６を南に向けて傾斜し、架台３に固定される。
架台３の高さは、敷地面７から、傾斜したパネル２の下端縁２ａまでの高さを０．８ｍ以上となるよう設定され、架台３の下部に十分な空間を確保している。この空間は、太陽光発電パネル２の下面発電面１２のための光通過空間１３となる。

反射体４は、架台３の下部で太陽光発電パネル２の下面の発電面１２に対向して敷地面７に配設される。
反射体４は、シート状であり、上面となる反射層１４と、下面となる防草層１５とで構成され、これら各層が一体化された積層構成となっている。

第一の実施形態においては、反射体４を構成する反射層１４の表面が遮水性を有する。
反射層１４は、太陽光の直射光及び散乱光のうち、発電に用いられる波長の光を反射させる光反射率の高い色のシート素材よりなり、本実施形態では表面を白色で構成した反射シートとされる。この反射シートは、厚みが０．５～３．０ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍや１．５ｍｍの樹脂製シートやゴムシートなど、柔軟な素材よりなり、例えば、樹脂製シートの素材としては、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂などとされる。そして、表面が白色とされ、反射シート自体の素材としての白色、或いは表面を白色の塗膜などとされている。
この遮水性を備えた反射シートは、遮水係数が１．０×１０^-11 ｍ／ｓｅｃ以下とされ、良好に雨水や水滴を表面から外方へ導くことが可能である。ここで「遮水係数」は、日本遮水工協会が定める遮水シートの自主規格における「透水係数」のことであるが、本発明においては後述する透水係数と混同するおそれがあるため、「遮水係数」と記載する。この遮水係数は、ＪＩＳ Ｚ ０２０８「防湿包装材料の透湿度試験方法（カップ法）」に準拠し、透湿度を求めた後、「遮水工技術・管理マニュアル」（日本遮水工協会発行：２０１９年５月版）の「６．４．８ 透水係数の算出」に記載の算出式により得られ、上記した数値によれば透水性が低く、すなわち遮水性が高いことが分かる。

反射シートの表面は、好ましくは撥水性を備えており、撥水性を有することで、雨水を弾き、反射シート表面から水滴を外方へ導き出しやすくなっている。また、反射シートは、耐薬品、耐熱、防火防炎、難燃、耐寒、耐放射線、熱伝導率、摩耗、摩擦、帯電防止などの機能を有していることが好ましい。さらに表面に透明な保護層を設けてもよい。なお、反射シートの表面に撥水性を備える構成は次のとおりである。例えば、一つ目の方法としては、反射シートに撥水剤を含有させる方法がある。二つ目の方法としては、反射シートの表面に撥水剤からなる表面処理剤の塗布を行う方法がある。

ここで、上述した反射シート表面が光反射率の高い白色である点について、より具体的に述べると、太陽光発電パネル２の発電面は太陽光が照射されることで発電するが、発電面に対して太陽光の全波長域を受光する必要はなく、赤外線域は必要としない。一方、赤外線域の太陽光は、太陽光発電パネル２に対して発熱現象が起き、発電面が５０℃を超えると発電効率を低下させる原因となる。
このことから、反射シートの表面において、太陽光のうち可視光～短波長側の近赤外線領域の光を反射させることが好ましく、例えば、反射シート表面を白色とするとともに、その表面に赤外線除去膜が設けられ、例えば１０００ｎｍ以上の領域の近赤外線、遠赤外線を除去、或いは吸収するフィルターのような膜が設けられて、赤外線領域の光を太陽光発電パネル２へ反射しない構成とする。
また、太陽光に含まれる紫外線により反射シートが劣化しやすくなるため、反射シートの表層に紫外線吸収剤を配合させたり、紫外線劣化防止のコーティングを施して紫外線劣化防止層を設ける構成としてもよい。

なお、上記のような反射シートとして、例えば、太陽光のうち５００～１０００ｎｍの波長の光反射率が７０％以上であり、２３００ｎｍ以上の波長の光反射率が低いとともに、５０００～２００００ｎｍの波長の平均光反射率が１５％以下、好ましくは５０００～２００００ｎｍの波長の平均光反射率が１０％以下と低く、短波長赤外線～中波長赤外線、そして長波長赤外線（熱赤外線）や遠赤外線と言われる帯域の光が反射されない特性を備えたシートが好適であり、また、例えば、反射シート表面を白色とするとともに、その表面に赤外線除去膜が設けられ、好ましくは１０００ｎｍ以上の領域の近赤外線、遠赤外線を除去、或いは吸収するフィルターのような膜が設けられて、赤外線領域の光を太陽光発電パネル２へ反射しない構成としてもよい。

具体的な反射シートとしては、例えば、表面に白色顔料を有する白色層、裏面に黒色顔料を有する黒色層からなるオレフィン系樹脂で構成されるタキロンシーアイ株式会社製ビノンメタロバリアーＳＬＳ（商品名）が好適に用いられる。この場合、反射シート自体も遮光率が９９％程度であり、防草効果も期待できる。

この反射シート（ビノンメタロバリアーＳＬＳ（商品名））によるＪＩＳ Ｒ １６９３－２：２０１２に準拠したフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）による分光反射測定の試験結果を以下に示す。
［試験装置］
・ＦＴＩＲ装置（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ製Ｓｙｓｔｅｍ２０００型）
・積分球：（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ製 ＲＳＡ－ＰＥ－２００－ＩＤ）球内部は金によりコーティング
・積分球入射口径：φ１６ｍｍ
・測定部口径：φ２４ｍｍ
［測定条件］
・測定領域：３７０～７８００ｃｍ^-1（有効範囲４００～６０００ｃｍ^-1）
・積算回数：２００回
・光源：ＭＩＲ
・検出器ＭＩＲ－ＴＧＳ
・分解能：１６ｃｍ^-1
・Ｂｅａｍ ｓｐｌｉｔｔｅｒ：ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ＫＢｒ
・光源から検出器までの光路には、Ｎ₂ ガスを充満させパージを行った。
［条件］
・室温にて反射スペクトルを測定した。
なお、積分球を使用して測定した。
これら測定はＪＩＳ Ｒ １６９３－２：２０１２に準拠する。
［測定結果］
図５に室温での分光反射率スペクトルを波長と光反射率の関係としてグラフにて示す。この図５に示される通り、５０００～２００００ｎｍの波長の平均光反射率が１０％以下と低く、短波長赤外線～中波長赤外線、長波長赤外線（熱赤外線）や遠赤外線と言われる帯域の光が反射されない特性が分かる。

防草層１５は、遮光性の高い防草シートよりなり、例えば不織布が用いられる。
この防草層１５となる防草シートは、熱ストレス、重量ストレス、光合成阻害によるストレス、という環境ストレスを雑草に与えて、雑草の枯死を促進するシート材である。
このような防草シートは、具体的な素材としては、ポリエステル繊維などの長繊維不織布や、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、炭素繊維、ポリウレタン繊維、綿糸、毛糸、絹糸、麻、羊毛、などが素材とされ、これらを単体で、或いは２種以上を組合せて形成されるものとされる。また、防草シートには透水性を有さない樹脂製シートを用いてもよい。反射体４を平坦でない地面へ設置する場合には、地面の凹凸により反射層１４が破損しないようクッション性の高い織布や不織布を用いることがより好ましい。

上記のような防草シートとしては、例えば、不織布であって、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲で１ｎｍ毎に測定した各波長の光透過率が１０％以下、突刺抵抗１０～３０Ｎ、目付量が１００～４００ｇ／ｍ² とされるものが好ましい。
透水性を有さない樹脂製シートとしては厚みが０．５～３．０ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍや１．５ｍｍの樹脂製シートやゴムシートなど、柔軟な素材よりなり、例えば、樹脂製シートの素材としては、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂などとされる。

具体的な防草シートとしては、例えば、不織布としては以下の３つが挙げられる。
＜例１＞
例えば、単位面積あたりの質量が１５０～２６０ｇ／ｍ² 、厚さ０．４～０．６ｍｍ、密度０．４ｇ／ｃｍ³ 、引張強度縦方向２９０～７９０Ｎ／５ｃｍ、引張強度横方向１９０～５００Ｎ／５ｃｍ、伸度縦方向１５～３０％、伸度横方向１５～２５％、引裂強度縦方向８０Ｎ、引裂強度横方向１００Ｎ、透水係数８．０×１０^-5～１．０×１０^-4ｍ／ｓｅｃ、突刺抵抗１７～２０Ｎ、遮光率９５％という特性データを有する東レ株式会社製アクスター・マントル防草シート（商品名）が好適に用いられる。
＜例２＞
また、この防草シートとしては、一般的に太陽光を遮る能力である遮光率が９５％以上とされるシートとされ、例えば、重さ約３１０ｇ／ｍ² 、０．７ｋＰａ押圧時の厚さ約３．８ｍｍ、２ｋＰａ押圧時の厚さ約３．５ｍｍ、引張強さ縦方向約１２００Ｎ／５ｃｍ、引張強さ緯方向約９２０Ｎ／５ｃｍ、縦方向伸び率約７０％、横方向伸び率約８０％、引裂強さ縦方向約２５０Ｎ、引裂強さ横方向約２４０Ｎ、水温１５℃における透水係数４．４×１０^-3ｍ／ｓｅｃ、破裂強さ約３２００ｋＰａとされる不織布よりなる東洋紡株式会社製９３２１Ｎ（商品名）が好適に用いられる。
＜例３＞
目付が２ｋｇ／ｍ² 以上とされて、雑草に対して重量ストレスを与え、波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲で１ｎｍ毎に測定した各波長の光透過率が１０％以下で、太陽光を吸収し除草シートの下の雑草の光合成を抑制する、太陽光を吸収して防草シート自体の温度を上昇させて、防草シートの下の雑草に対して熱ストレスを与えるようなものが好ましい。

そして、反射層１４である反射シートを表面に、防草層１５である防草シートを裏面として、一体化させ、積層構造としてシート状の反射体４を得る。
反射シートと防草シートとの一体化としては、押出成型装置を用いて、両シートを２層一体となるよう共押出成型させる工程で反射体４として得る方法や、反射シートと防草シートとをラミネート装置を用いる熱ラミネートにて積層一体化させる方法などとされる。さらに、反射シートと防草シートとを熱プレス装置にて熱圧着させる方法、或いは反射シートと防草シートとを接着剤などを用いて全面を接着、点状や線状に接着などとして貼り合わせて一体化し、反射体４としてもよい。

このシート状の反射体４は、例えば、幅長１．０～２．５ｍ、長さ１０～１００ｍに形成されて、巻回状態などで製造され保管、そして運搬される。そして、反射体４の敷設時には巻回状態から巻き戻され、敷地面７に展開されて、また幅方向に複数並列されて互いを接続し固定させることで、敷地面７を隙間無く覆うようになっている。

次に、本発明に係る第二の実施形態について図２を参照して説明する。
図２は、本発明の第二の実施形態に係る太陽光発電システムの概略斜視図である。
第二の実施形態においては、太陽光発電パネル２と、架台３は第一の実施形態と同様のものを用いることが可能である。

第二の実施形態においては、反射体４を構成する反射層１４が透水性を有する。
反射層１４が透水性を有することにより、雨水を敷地面に速やかに浸透させることが可能となる。このような透水機能を有する反射シートには、織布または不織布、或いは遮水性を有する樹脂製シートやゴムシートに多数の穿孔部１６が貫通形成される構成が用いられる。穿孔部１６が形成されることで、反射シートは、その厚み方向に透水性を有した構造となる。穿孔部１６は、通水性の良好な内径よりなる貫通孔とされ、一部または全面に形成される。

反射層１４は、太陽光の直射光及び散乱光のうち、発電に用いられる波長の光を反射させる光反射率の高い色のシート素材よりなる。
具体的な不織布の素材としては、ポリエステル繊維などの長繊維不織布や、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、炭素繊維、ポリウレタン繊維、綿糸、毛糸、絹糸、麻、羊毛、などが素材とされ、これらを単体で、或いは２種以上を組合せて形成されるものとされる。
また、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲で１ｎｍ毎に測定した各波長の光透過率が１０％以下、突刺抵抗１０～３０Ｎ、目付量が１００～４００ｇ／ｍ² とされるものが好ましい。
上述の穿孔部１６を具備する遮水性を有するシートとしては、厚みが０．５～３．０ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍや１．５ｍｍの樹脂製シートやゴムシートなど、柔軟な素材よりなり、例えば、樹脂製シートの素材としては、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂などとされる。

防草層１５は、遮光性の高い防草シートを用いることが好ましい。例えば不織布が用いられる。
具体的な素材としては、ポリエステル繊維などの長繊維不織布や、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、炭素繊維、ポリウレタン繊維、綿糸、毛糸、絹糸、麻、羊毛、などが素材とされ、これらを単体で、或いは２種以上を組合せて形成されるものとされる。
不織布の他にエンボス型立体構造シートやネットなどの立体網状体を排水芯材として、不織布と一体化して用いることもできる。
十分な防草効果を得るには遮光性のため防草層を構成する少なくともひとつの層は黒色などの濃い色で構成されることが好ましい。もっとも、反射層の遮光性が十分である場合には防草シートが遮光性を有する必要はない。

具体的な防草シートとしては、例えば、不織布としては以下の３つが挙げられる。
＜例１＞
例えば、単位面積あたりの質量が１５０～２６０ｇ／ｍ² 、厚さ０．４～０．６ｍｍ、密度０．４ｇ／ｃｍ³ 、引張強度縦方向２９０～７９０Ｎ／５ｃｍ、引張強度横方向１９０～５００Ｎ／５ｃｍ、伸度縦方向１５～３０％、伸度横方向１５～２５％、引裂強度縦方向８０Ｎ、引裂強度横方向１００Ｎ、透水係数８．０×１０^-5～１．０×１０^-4ｍ／ｓｅｃ、突刺抵抗１７～２０Ｎ、遮光率９５％という特性データを有する東レ株式会社製アクスター・マントル防草シート（商品名）が好適に用いられる。
＜例２＞
また、この防草シートとしては、一般的に太陽光を遮る能力である遮光率が９５％以上とされるシートとされ、例えば、重さ約３１０ｇ／ｍ² 、０．７ｋＰａ押圧時の厚さ約３．８ｍｍ、２ｋＰａ押圧時の厚さ約３．５ｍｍ、引張強さ縦方向約１２００Ｎ／５ｃｍ、引張強さ緯方向約９２０Ｎ／５ｃｍ、縦方向伸び率約７０％、横方向伸び率約８０％、引裂強さ縦方向約２５０Ｎ、引裂強さ横方向約２４０Ｎ、水温１５℃における透水係数４．４×１０^-3ｍ／ｓｅｃ、破裂強さ約３２００ｋＰａとされる不織布よりなる東洋紡株式会社製９３２１Ｎ（商品名）が好適に用いられる。
＜例３＞
目付が２ｋｇ／ｍ² 以上とされて、雑草に対して重量ストレスを与え、波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲で１ｎｍ毎に測定した各波長の光透過率が１０％以下で、太陽光を吸収し除草シートの下の雑草の光合成を抑制する、太陽光を吸収して防草シート自体の温度を上昇させて、防草シートの下の雑草に対して熱ストレスを与えるようなものが好ましい。

そして、反射層１４である反射シートを表面に、防草層１５である防草シートを裏面として、一体化させ、積層構造としてシート状の反射体４を得る。
反射シートと防草シートとの一体化としては、反射シートと防草シートとをラミネート装置を用いる熱ラミネートにて積層一体化させる方法、反射シートと防草シートとを熱プレス装置にて熱圧着させる方法、反射シートと防草シートとを接着剤などを用いて全面を接着、点状や線状に接着などとして貼り合わせて一体化する方法、或いはニードルパンチなどによって一体化する方法により反射体４としてもよい。

このシート状の反射体４は、例えば、幅長１．０～２．５ｍ、長さ１０～１００ｍに形成されて、巻回状態などで製造され保管、そして運搬される。そして、反射体４の敷設時には巻回状態から巻き戻され、敷地面７に展開されて、また幅方向に複数並列されて互いを接続し固定させることで、敷地面７を隙間無く覆うようになっている。

本実施形態における反射体４は全体として一定の透水性が必要とされる。反射体４の表面から裏面への透水性を透水係数として表すことができ、１．０×１０^-5～１．０ｍ／ｓｅｃとされ、良好に雨水などをシート下面に導くこととなる。さらに透水係数が５．０×１０^-5～１．０ｍ／ｓｅｃとされるものが好ましい。透水係数が下限値以上であれば、雨水をシート下面に導く効果が高まる。また、透水係数が上限値以下であれば反射体の重量ストレスが十分発揮され、良好な防草効果を得ることができ、さらに地面の凹凸に対するクッション性も得ることができる。この透水係数は、ＪＩＳ Ａ １２１８「土の透水試験方法」に準拠する方法で測定することができる。

この反射体４には、黒色のエンボス型立体構造シートを排水芯材とし、長繊維スパンボンド不織布を保護材として層状に一体に構成した通水性、耐薬品性の優れたシート材、例えばダイプラ株式会社製・ジオフロー（商品名）などのシート材を用いることができる。また、ネットなどの立体網状体を上下から不織布で挟んで構成されたシートを基材として構成してもよい。

次に、本発明に係る第三の実施形態について説明する。
なお、この第三の実施形態において、上述した第一の実施形態で示した部位と同等の部材には同一の符号を付すとともに図１を参照し説明する。
この第三の実施形態は、上述した第一の実施形態と同様に、反射体４は、架台３の下部で太陽光発電パネル２の下面の発電面１２に対向して敷地面７に配設される。
反射体４は、シート状であり、上面となる反射層１４と、下面となる防草層１５とで構成され、これら各層が一体化された積層構成となっている。

反射層１４は、太陽光の直射光及び散乱光のうち、発電に用いられる波長の光を反射させる光反射率の高い白色などの色の素材よりなり、樹脂製シートやゴムシートなど柔軟な素材で構成される反射シートとされる。
また防草層１５は、遮水性、遮光性を備え、例えば黒色の素材よりなり、樹脂製シートやゴムシートなど柔軟な素材で構成される防草シートとされる。
そして、これら反射シートと防草シートとは積層一体化され、１枚のシート材とされ反射体４を構成する。

反射体４は、厚さが１．０～２．０ｍｍとされ、好ましくは１．０～１．３ｍｍとされ、その厚みのうちの反射層１４となる厚みが０．４ｍｍ程度が好ましい。
この第三の実施形態においても、反射体４を構成する反射層１４の表面が遮水性を有した構成となり、遮水係数が１．０×１０^-11 ｍ／ｓｅｃ以下とされ、良好に雨水や水滴を表面から外方へ導くことが可能となる。また、反射層１４と防草層１５とは、ともに遮光性を有しており、防草効果を得ることが可能となる。

この第三の実施形態における反射層１４を構成する樹脂素材としては、熱可塑性樹脂とオレフィン系樹脂と白色顔料とを所定の重量％で配合したものである。
熱可塑性樹脂としては、オレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマ、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂などとされ、好ましくは、オレフィン系樹脂であり、より好ましくは、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンである。
オレフィン系樹脂としては、低密度ポリエチレン、チーグラー触媒を使用した直鎖状低密度ポリエチレン、メタロセン触媒を使用した直鎖状低密度ポリエチレン等のエチレン系樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体、ホモポリプロピレン、ランダムプロピレン共重合体等のポリプロピレン樹脂などとされる。特にメタロセン触媒を使用した直鎖状低密度ポリエチレンを少なくとも１種以上用いることが好ましい。
白色顔料としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸バリウム、シリカ、アルミナ、カオリン、クレー、タルク、白土、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、白色中空樹脂エマルジョンなどとされ、好ましくは、酸化チタンとされる。
なお、この反射層１４には、上記樹脂や顔料の他に、耐候剤、例えば紫外線吸収剤や光安定剤が配合される。

防草層１５を構成する樹脂素材としては、熱可塑性樹脂とオレフィン系樹脂と黒色顔料とを所定の重量％で配合したものである。
熱可塑性樹脂及びオレフィン系樹脂については、上記反射層１４を構成する樹脂素材と同等とされる。
黒色顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック類、銅酸化物、鉄酸化物等の金属類、アニリンブラック等の有機顔料などとされ、好ましくは、カーボンブラック類とされる。

そして、反射層１４となる反射シートを表面に、防草層１５となる防草シートを裏面として、一体化させ、積層構造としてシート状の反射体４を得る。一体化された反射体４は、表面が白色であり裏面が黒色のシート材となる。
反射シートと防草シートとの一体化としては、押出成型装置を用いて、両シートを２層一体となるよう共押出成型させる工程で反射体４として得る方法や、反射シートと防草シートとをラミネート装置を用いる熱ラミネートにて積層一体化させる方法などとされる。さらに、反射シートと防草シートとを熱プレス装置にて熱圧着させる方法、或いは反射シートと防草シートとを接着剤などを用いて全面を接着、点状や線状に接着などとして貼り合わせて一体化し、反射体４としてもよい。

このシート状の反射体４は、例えば、幅長１．０～２．５ｍ、長さ１０～１００ｍに形成されて、巻回状態などで製造され保管、そして運搬される。そして、反射体４の敷設時には巻回状態から巻き戻され、敷地面７に展開されて、また幅方向に複数並列されて互いを接続し固定させることで、敷地面７を隙間無く覆うようになっている。

また、防草層１５として、さらに第一の実施形態と同様に不織布を積層する構成としてもよい。その場合、重さ約３１０ｇ／ｍ² 、０．７ｋＰａ押圧時の厚さ約３．８ｍｍ、２ｋＰａ押圧時の厚さ約３．５ｍｍ、引張強さ縦方向約１２００Ｎ／５ｃｍ、引張強さ緯方向約９２０Ｎ／５ｃｍ、縦方向伸び率約７０％、横方向伸び率約８０％、引裂強さ縦方向約２５０Ｎ、引裂強さ横方向約２４０Ｎ、水温１５℃における透水係数４．４×１０^-3ｍ／ｓｅｃ、破裂強さ約３２００ｋＰａとされる不織布が好適に用いられる。この不織布よりなる防草層が構成される場合には、上述した第一の実施形態と同様に、反射層１４を表面に、不織布を裏面として、接合法として、熱プレス法、熱エンボス接着法、ホットメルト接着剤による接着、超音波接着法、高周波接着法などを用いて貼り合わせて一体化させ、積層構造としてシート状の反射体４を得る。

第三の実施形態である反射シートと防草シートとが積層一体化された１枚のシート材である反射体は、以下の物性を有することが好ましい。

反射体は、引裂き強度が６０Ｎ以上３００Ｎ以下であることが好ましく、７０Ｎ以上２５０Ｎ以下であることがより好ましい。また、９０Ｎ以上２００Ｎ以下であることがさらに好ましい。引裂き強度を下限値以上とすることで衝撃によって破れにくい反射体を得ることができる。引裂き強度を上限値以下とすることで反射体が柔軟性を有し、平坦でない地面に設置する場合においても、反射面が平坦或いは平坦に近いなだらかな面となることが可能である。

反射体は上記したように幅方向の端部同士を重ね合わせて溶着接合体として用いられるが、その反射体同士の接合部せん断強度が７０Ｎ／ｃｍ以上４００Ｎ／ｃｍ以下であることが好ましい。さらに１００Ｎ／ｃｍ以上３００Ｎ／ｃｍ以下であることがより好ましい。この接合部せん断強度を下限値以上にすることで、施工時に重ね合わせ部分からシート同士が剥がれることが抑制される。また、接合部せん断強度を上限値以下とすることで、重ね合わせ部分が柔軟性を有し、平坦でない地面に設置する場合においても、反射面が平坦或いは平坦に近いなだらかな面となることが可能である。

反射体は、引張強さが１４０Ｎ／ｃｍ以上１０００Ｎ／ｃｍ以下であることが好ましく、２００Ｎ／ｃｍ以上８００Ｎ／ｃｍ以下であることがより好ましい。引張強さを下限値以上にすることで、反射体は十分な強度を有し、施工性に優れる。また、引張強さを上限値以下にすることで、反射体が柔軟性を有し、平坦でない地面に設置する場合においても、反射面が平坦或いは平坦に近いなだらかな面となることが可能である。
さらに、この反射体を長期間使用した状態、すなわち長期耐候後の引張強さが１００Ｎ／ｃｍ以上１０００Ｎ／ｃｍ以下であることが好ましく、２００Ｎ／ｃｍ以上８００Ｎ／ｃｍ以下であることがより好ましい。長期耐候後の引張強さを上記範囲にすることで反射体が十分な耐候性を有し、長期間にわたり強度と柔軟性のバランスを保つことが可能となり、交換頻度を低減することができる。

反射体は、引張破断時の伸びが３００％以上１０００％以下であることが好ましく、４００％以上９００％以下であることがより好ましい。６００％以上８００％以下であることがさらに好ましい。引張破断時の伸びを下限値以上にすることで、反射体は柔軟性を有し、平坦でない地面に設置する場合においても、反射面が平坦或いは平坦に近いなだらかな面となることが可能である。また、引張強さを上限値以下にすることで、反射体が十分な強度を有し、施工性に優れる。
さらに、この反射体を長期間使用した状態、すなわち長期耐候後の引張破断時の伸びが２５０以上１０００％以下であることが好ましく、４００％以上９００％以下であることがより好ましい。５００％以上８００％以下であることがさらに好ましい。長期耐候後の引張破断時の伸びを上記範囲内にすることで反射体が十分な耐候性を有し、長期間にわたり強度と柔軟性のバランスを保つことが可能となり、交換頻度を低減することができる。

反射体は、長期間使用した状態、すなわち長期耐候後の可視光反射率が５５％以上であることが好ましく、６５％以上であることがより好ましい。７０％以上であることがさらに好ましい。長期耐候後の可視光反射率が上記数値以上とすることで反射体が十分な耐候性を有し、長期間にわたり太陽光発電パネルの下面の発電面に効率よく反射光を入射させることができ、発電効率を維持することができる。

反射体は、使用する前後、すなわち長期耐候状態となる以前と長期耐候後における赤外線反射率が１％以上１５％以下であることが好ましく、３％以上１０％以下であることがより好ましい。長期耐候の前後における赤外線反射率を上記範囲内にすることで赤外線領域の波長の光による太陽光発電パネルが発熱するのを抑制し、発電効率の低下を防ぐことができる。

以下、第三の実施形態の実施例について説明する。
なお、以下に説明する実施例において、反射層１４と防草層１５とをそれぞれ構成する配合剤について、熱可塑性樹脂をＰＥ１、オレフィン系樹脂をＰＥ２、白色顔料をＷ－ＭＢ、黒色顔料をＢ－ＭＢ、耐候剤をＵＶ－ＭＢと略して説明する。

［配合剤］
実施例に用いた配合剤は以下の通りである。
・ＰＥ１＝融点：９８℃、ＭＦＲ：２．０ｇ／１０ｍｉｎ（ＪＩＳ Ｋ ７２１０－１、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）、密度：０．９０８ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン
・ＰＥ２＝融点：１１１℃、ＭＦＲ：０．３５ｇ／１０ｍｉｎ（ＪＩＳ Ｋ ７２１０－１、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）、密度：０．９２２ｇ／ｃｍ³ の高圧法低密度ポリエチレン、物性項目として、基本物性のＭＦＲが０．３５ｇ／１０ｍｉｎ（ＪＩＳ Ｋ ７２１０－１、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）、密度が９２２ｋｇ／ｍ³ 、機械的性質として、引張破壊応力が２０ＭＰａ、引張破壊伸びが６５０％、引張衝撃強度が４７０ＫＪ／ｍ² 、曲げ剛性率が２２５ＭＰａ、デュロメータ硬さが５５Ｄ、環境応力亀裂抵抗が９Ｈｒ、熱的性質として、ビカット軟化温度が９７℃、融解温度（ＤＳＣ）が１１１℃、とされ、無添加、高強度の特徴を有する
・Ｗ－ＭＢ＝密度：２．５ｇ／ｃｍ³ の二酸化チタン８３ｗｔ％含有ポリエチレンマスターバッチ
・ＵＶ－ＭＢ＝融点：１１０℃、密度：０．９９５ｇ／ｃｍ³ のヒンダードアミン系光安定剤（コハク酸ジメチル・１－（２ヒドロキシエチル）－４－ヒドロキシ－２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジン重縮合物）２０ｗｔ％含有ポリエチレンマスターバッチ
・Ｂ－ＭＢ＝カーボンブラック４０ｗｔ％含有低密度ポリエチレンマスターバッチ

［製造手順］
＜実施例１＞
反射層１４としてＰＥ１を５９重量％、ＰＥ２を２７重量％、Ｗ－ＭＢを９重量％、ＵＶ－ＭＢを５重量％混合し、防草層１５としてＰＥ１を７５重量％、ＰＥ２を１９重量％、Ｂ－ＭＢを６重量％混合した。それぞれ別の押出機に投入し、共押出法にて反射層１４が０．４０ｍｍ、防草層１５が０．７４ｍｍである総厚さ１．１４ｍｍの反射体を製造した。
＜実施例２＞
上記と同様の手順で、ＰＥ１を４５重量％、ＰＥ２を３６重量％、Ｗ－ＭＢを９重量％、ＵＶ－ＭＢを１０重量％として、反射層１４が０．４０ｍｍ、防草層１５が０．７４ｍｍである総厚さ１．１４ｍｍの反射体を製造した。
＜実施例３＞
上記と同様の手順で、反射層１４としてＰＥ１を７３重量％、ＰＥ２を１８重量％、Ｗ－ＭＢを９重量％混合し、ＵＶ－ＭＢは配合しなかった。また、防草層１５としてＰＥ１を７４重量％、ＰＥ２を１８重量％、Ｂ－ＭＢを８重量％混合した。反射層１４が０．３１ｍｍ、防草層１５が１．１９ｍｍである総厚さ１．５ｍｍの反射体を製造した。
これら実施例のそれぞれの配合を表１に示す。

［評価］
上記製造手順にて製造した３つの実施例の反射体を下記項目に従い評価した。その結果を表２に示す。
＜試験項目１：引裂き強度＞
各実施例の反射体を用いて、「遮水工技術・施工管理マニュアル」（日本遮水工協会発行：２０１９年５月版）の「６．合成ゴムおよび剛性樹脂系遮水シート試験方法」に記載の「６．６引裂試験」に準拠して引裂き強度を測定した。

＜試験項目２：シート同士の接合部せん断強度＞
各実施例において製造した反射体をそれぞれ２枚用意し、これら２枚の反射体の端部同士を１２０ｍｍの重ね代幅で重ね、ライスター社製ツイニー型自動溶着機を用いて、５００℃の熱風を当てながらロール（１５ｍｍ×２列の押圧部を有する）で加圧し、溶着接合体を得た。その後、室温まで冷却した。この重ね代の位置で、重ね代を中心に重ね方向に長さ２５０ｍｍ、幅２５ｍｍに裁断し得られた帯状の各実施例ごとのサンプルを用いて、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎの破断時の最大荷重を測定した。
以下の式より引張強さを計算し、シート同士の接合部せん断強度とした。
引張強さ（Ｎ／ｃｍ）＝最大荷重（Ｎ）÷サンプル片の幅（ｃｍ）

＜試験項目３：引張強さ・試験項目４：引張破断時の伸び＞
各実施例の反射体を用いて、「遮水工技術・施工管理マニュアル」（日本遮水工協会発行：２０１９年５月版）の「６．合成ゴムおよび剛性樹脂系遮水シート試験方法」に記載の「６．５引張試験」に準拠して引張強さおよび引張破断時の伸びを測定した。
なお、サンプルは暴露試験（長期耐候試験）の前後で採取し、それぞれ測定をおこなった。暴露試験は以下のとおり。
暴露試験：スガ試験機株式会社製のサンシャインウェザーメーター（型番：サンシャインウェザーメーターＳ８０ＢＢＲ）を用いてＪＩＳ Ａ １４１５－１９９９及びＪＩＳ Ｋ ７３５０－４－１９９６に準拠し、下記条件で試験をおこなった。
・試験条件
ブラックパネル温度：６３±３℃
相対湿度：５０±５％
サンプル表面の放射照度：２５５±１０％ｗ／ｍ² （波長域３００～７００ｎｍ）
水噴霧サイクル：水噴射１８±０．５分、水噴射停止１０２±０．５分
照射時間：３０００時間

＜試験項目５：可視光（３６０～８３０ｎｍ）反射率＞
各実施例の反射体を上記暴露試験したサンプルを２０×２０ｍｍに裁断し得られたサンプルを用いて、日立ハイテクサイエンス製の分光光度計（ＵＨ４１５０）を使用し、積分球を用いて波長１９０～２５００ｎｍの範囲における反射層１４の全反射率を測定した。酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３白板）を標準試料として波長範囲３６０～８３０ｎｍにおける全反射率を平均し、これを可視光反射率とした。測定はＮ＝３で実施した。
（可視光反射率測定の使用装置）
・φ６０ｍｍ積分球使用、内面塗布スペクトラロン
・波長範囲：１９０～２５００ｎｍ
・スキャンスピード：６００ｎｍ／ｍｉｎ
・スリット幅：５ｎｍ
・サンプリング間隔：５ｎｍ
・測定環境：室温（２５℃）、大気中
・使用機器：日立分光光度計：ＵＨ４１５０（日立ハイテクサイエンス製）

＜試験項目６：赤外線（３．２～１９．８μｍ）反射率
各実施例の反射体を２０×２０ｍｍに裁断し得られたサンプルを用いて、パーキンエルマージャパン製のフーリエ変換赤外分光分析装置（Ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ４００）を用い、金ミラーを標準とした相対反射率を測定することにより、波長１．３～２０．０μｍの範囲における反射層の正反射率を測定した。赤外線領域３．２～１９．８μｍにおける正反射率を平均し、これを赤外線反射率とした。測定はＮ＝３で実施した。なお、サンプルは上記暴露試験前後で採取し、それぞれ測定をおこなった。
（赤外線反射率の使用装置）
・金ミラーを標準とした相対反射率測定（正反射率測定）
・入射角度：２３度
・スキャン回数：６４回
・波長範囲：１．３～２０．０μｍ（７８００～５００ｃｍ^-1）
・光源：ＭＩＲ
・検出器：ＭＣＴ
・ビームスプリッタ：ＯｐｔＫＢｒ
・サンプリング間隔：２ｃｍ^-1
・測定環境：室温（２０℃）、大気中
・使用機器：ＦＴ－ＩＲ Ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ４００（パーキンエルマー製）

＜試験項目７：反射層の外観＞
各実施例の反射体を上記暴露試験したサンプルとして用い、反射層１４をマイクロスコープにより倍率５０倍で観測し、クラックの発生および剥離の発生具合を評価した。
◎：クラックの発生が見られない
○：クラックは発生するが反射層の剥離は生じない
×：クラックが多数発生し、反射層の剥離が生じる

各実施例の反射体の上記した各評価結果を表２に示す。

暴露後の結果として、耐候剤（ＵＶ－ＭＢ）の配合が無い実施例３に比べ、耐候剤が配合されている実施例１及び実施例２の反射体の引張り強さ、引っ張り破断時の伸び、可視光反射率、赤外線反射率がそれぞれ低下せず、耐候性に優れていることがわかる。また、可視光反射率において、３０００時間後の劣化促進状況を拡大写真にて確認したところ、実施例３では表面の状態としてクラックの発生が確認されたが、反射層１４の剥離は生じず、いずれの反射体でも使用には問題がない。
一方、実施例１及び実施例２では顕著なクラックの出現が無く、このことから耐候剤の配合により劣化が抑止され、光反射率の低下を抑えられることが知見できた。すなわち、太陽光発電システムに用いる反射体４として好適である結果を得られた。

なお、上述の反射体の構成では、表面となる反射層を構成する反射シートの表面を白色とした例で説明したが、この反射シートを構成する太陽光の直射光及び散乱光を反射させる光反射率の高い色のシート素材として、金属層を表面に形成してもよい。この金属層付反射シートは、表面が金属層による金属光沢色とされる。

例えば、アルミ箔などの金属箔を表面に形成した金属箔付反射シートとして構成してもよい。この金属箔付反射シートでは、その基材として、例えば、上述した樹脂製シートとされ、この基材である樹脂製シートの一方の面となる表面に、厚さ０．５～１．０ｍｍの金属箔を形成して構成される。
なお、金属箔とした場合に、太陽光を全反射してしまうことから、上述のように赤外線領域の光も反射することから熱対策が必要となる。このことから、光沢すなわち鏡面のような正反射とならないように艶消しコーティングを施したり、表面をシボ加工などの粗面として形成したり、上記同様に赤外線を除去、或いは吸収するフィルターやコーティングを備えることが好ましい。

また、金属箔の他に、金属被膜を樹脂シートに成膜させる構成としても良く、蒸着や塗装、メッキなどの手段で反射面を形成することとしてもよい。
さらに、上記のアルミニウム以外に、酸化チタン、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、シリカ、マイカ粉、粉末ガラス、粉末ニッケル、粉末アルミニウムなどの粉末から選ばれる少なくとも１種の光反射剤を膜状に形成し、シルバー色から白色に近い色合いで構成してもよい。
また、上記した金属層等の表面に透明な保護膜をコーティングにより形成してもよい。この保護膜は、例えば、樹脂素材、例えばポリエチレン樹脂などよりなり、塗膜などとされ、撥水性や防汚性を備えるためにも好ましい構成となる。

次に、上述した太陽光発電システム１の設置手順を説明する。
なお、以下に説明する手順は、既に旧来の太陽光発電システムが構築されており、これを本発明の太陽光発電システム１に置き換え、その敷地及び架台を再利用する、所謂リフォームの手順となる。

先ず、敷地内の除草が行われる。敷地内では、太陽光発電パネルの下部、架台の下部に雑草が生えている場合があることから、これを刈り取るなどして除去作業が行われる。
次に、雑草の根を除去する。雑草は、根から再び生え伸びる可能性があるため、できるだけ土中の根を除去すべきである。また、ここで除草剤を撒くこととしてもよい。

次に、架台３下への反射体４の敷設を行う。
架台３を構成する基礎１１が地中に埋設状態であれば、その基礎１１の部分に対応してシート状の反射体４をくり抜き、基礎１１を避けながら敷地面７に敷設を行う。このときの反射体４は、防草層１５を下向きに、反射層１４を上向きにして、出来るだけ密着するように敷地面７を覆う。また、反射体４は、架台３が設置されている部分、及びその最外周よりもさらに外側へ約２ｍ幅で敷きつめられる。反射体４は、所定の間隔でピン状の留め具１７を貫通させて地面に固定される。なお、上記したように反射体４が巻回状態であれば、巻き戻しながら敷きつめ、幅方向には互いが接合されるように接着や溶着により固定を行う。

次に、既存の太陽光発電パネルの撤去を行う。
架台３に接続され固定されている既存の太陽光発電パネルを架台３から取り外し、全て撤去を行う。このとき電気的に接続されている部分も抜去する。

次に本実施形態の太陽光発電パネルである両面入射型太陽光発電パネル２を取り付ける。既に架台３は組み立てられていることから、架台３に対して新たな太陽光発電パネル２を載置し連結固定を順次行う。このとき、傾斜角度を改める必要があれば、その角度を調整し、固定する。
その後、各太陽光発電パネル２の電気的接続などを行い、完成となる。

次に、上記した構成の作用を説明する。
本実施形態に係る太陽光発電システム１では、既存の片面のみの太陽光発電パネルを、両面入射型発電パネル２に置き換え、敷地面７に太陽光の直射光や散乱光を反射させる反射体４を敷設させることで、発電量を増やすことが可能となる。

すなわち、既存の太陽光発電システムの太陽光発電パネルが、発電面が片面のみであり発電量が１枚あたり２５０Ｗである場合に、１０００ｋＷ（１ＭＷ）を得るためには４０００枚が必要であるが、本実施形態の場合、１枚あたり両面で３２０Ｗの発電量が得られる両面入射型太陽光発電パネル２であれば、同じ４０００枚を設置することで、１２８０ｋＷの発電量を得ることができ、定格出力発電量での比較であるが１．２８倍の発電量の増加となる。

このことから、置き換え以前と同様に１０００ｋＷの発電量を得るには、本実施形態での太陽光発電システム１の場合には上記の太陽光発電パネル２では３１２５枚で得ることが可能となり、つまり、太陽光発電パネル２の１枚あたりの大きさ（サイズ）はほぼ同じ寸法であることから、太陽光発電パネル２全体の合計面積として約２２％減少させることが可能となる。
すなわち、再構築時に、設置面積、及び太陽光発電パネル２の枚数を減らして以前と同じ発電量を構成することができることとなり、以前の敷地を狭め縮小させて同程度の発電量を得ることが可能な太陽光発電システム１を構築することが可能となる。

太陽光発電パネルは、実際に照射された太陽光エネルギーを電力エネルギーへどの程度変換できるか、その割合を変換効率として表す。
例えば、既存の片面発電型の太陽光発電パネルとして、ＳＡＮＩＸ社製ＳＲＭ２９６Ｐ－７２Ｎ（以下パネルＡと称す）では定格出力が２９６Ｗで変換効率が１５．２％であり、両面発電型の太陽光発電パネルとして、トリナソーラー社製ＴＳＭ－４４０ＤＥＧ１７Ｍ（以下パネルＢと称す）では定格出力が４４０Ｗで変換効率が１９．９％である。このことから、パネルＡに比べパネルＢのほうが変換効率が向上しており、単位面積ｍ² あたりの発電量が多く、単体でみても省スペース化が図れることが判り、すなわち構築のためのコストを抑え削減することが可能となる。

これらの太陽光発電パネル（上記パネルＡとパネルＢ）を、合計の出力数を略同等として比較すると、パネルＡでは１８枚、パネルＢでは１２枚となり、パネルＡによれば５３２８Ｗ、パネルＢによれば５２８０Ｗである。これら数値には４８Ｗの差異があるが、これをパネル出力あたりの発電量を比較するために、パネルＡの実際の発電量２３６１ＷをパネルＢに合わせ換算すると発電量は５２８０÷５３２８×２３６１＝２３３９Ｗとなる。このパネルＡの発電量＝２３３９Ｗと、パネルＢの実際の発電量３３７４Ｗと比較すると３３７４÷２３３９より１４４．２％の向上となることがわかる。
パネルＢでは、裏面も発電する製品であり、本発明の反射体４を含む構成によって、さらに発電効率を向上させていることから、さらに省スペース化を図ることが可能であり、コスト削減の実現となる。

両面入射型太陽光発電パネルは、片面のみ発電の太陽光発電パネルと比べて、両面の発電面によって発電量が３０～５０％程度向上が可能である。
このことから、太陽光発電システム１として、発電電力の売電収入を増額させることができるものである。
例えば、斜面日射量が３．５時間の場合１ＭＷ当たりの年間発電量が、上面の発電面のみで１，２７７，５００ｋｗｈで有る場合に、ＦＩＴ（固定価格買取制度）４０円とすると、５１，１００，０００円の売電収入となることが見込まれる。
そして、本発明の太陽光発電システム１、すなわち両面に発電面６，１２を備え、反射体４を具備するシステムでの発電量３０％増となると、６６，４３０，０００円の売電収入となって、差額１５，３３０，０００円の年間収益増となる。
このシステムにて１５年間の売電期間が残っている場合、約２．３億円の売電増となる。

図４は、太陽光発電システムの作用を示す一部拡大概略側面図である。
このように、本実施形態の太陽光発電システム１では、設置された両面入射型太陽光発電パネル２の上面の発電面６には太陽光の直射光が入射し、下面の発電面１２には反射層１４によって反射する太陽光の直射光及び散乱光の反射光が高反射率で入射して、これら両面の発電面６，１２によって発電となる。反射体４は、架台３の下部の光通過空間１３や、配置された架台３の外側周囲における敷地面７に敷設されていることで、所定の距離空間を介して太陽光発電パネル２の下面発電面１２に対し、反射光が良好に当り、この下面発電面１２による発電を促すこととなる。

これにより本実施形態の太陽光発電システム１によれば、両面入射型太陽光発電パネル２によって、従来よりも発電量を向上させることができ、限られた敷地スペースで可能な限り多くの発電量を得る場合にも有効であり、環境に配慮した太陽光発電システム１を構築することができる。

また、本実施形態の太陽光発電システム１の反射体４によれば、敷地面７の雑草の発生が防草層１５によって抑制され、雑草の除去のために必要であった費用や人件費等、そのメンテナンスのための時間や費用を削減することができ、従来のような雑草による発電面への影響が無くなることで、発電量の低下を起こすことが無く、コストの大幅な削減となる。

なお、上述した本実施形態の反射体４の構成として、単に白色の防草シートのみ単独で用いることとしても、太陽光の直射光や散乱光を良好に反射させることができず、十分な発電量を得ることはできないものである。また、十分な防草効果を得るためには、黒色などの濃い色で構成されなくては、雑草の枯死を促進させることができない。つまり、反射体として防草シートを単層で用いても、有効な量の太陽光を反射させることはできない。よって、単層の防草シートでは、本発明の反射層を兼ねることは不可能である。また、単なる防草シートは防汚性も十分に得られる構成ではなく、メンテナンスを考慮すると本発明のような太陽光発電システムに使用することができないものである。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

例えば上記の構成例では、既存の太陽光発電システム、すなわち、片面型太陽光発電パネルで構成されたシステムを、本発明の構成に置き換える場合を説明したが、この太陽光発電システム１では、新規に設置する場合でも良い。
この場合、敷地面７への反射体４の敷設から施工を始め、架台３の設置、両面入射型太陽光発電パネル２の取り付け、という手順で設置を終わらせることが可能となる。
このとき、設置される敷地７に対し、必要な発電量から算出して、太陽光発電パネル２の枚数を算出すればよく、従来よりも本発明の太陽光発電システム１では発電量が増すことから、敷地面積を少なくして構成させることが可能となる。

また、反射体４の表面を、白色とした例としたが、この反射層１４の色としては、上記の色に限定されることはなく、淡いグレー色、明度の高い色、色彩・色調などでも良く、太陽光の直射光や散乱光を良好に反射させる、すなわち光反射率の高いものとすることができれば良い。例えば、明るい緑色や、緑色をベースとした色、色彩・色調や、迷彩色など模様等があるものとすれば、周囲に木々などのある環境への違和感を減らしながら太陽光の直射光や散乱光を良好に反射することができ、太陽光発電パネル２の下面の発電面１２に対して有効である。

さらに、反射層１４を構成する反射シートを、樹脂シートを基材に、金属層を表面に形成した例について述べたが、光反射が良好であれば良いことから、これに限定することはなく、たとえば、繊維に光沢剤が含浸されている織布や、添加されている織布、経糸や緯糸に光沢のある繊維を絡めて構成させる織布や、そのような繊維を用いた不織布など、シート状に形成されるものであれば良い。

従って、本実施形態に係る太陽光発電システム１によれば、発電量を向上させることができ、敷地面積の削減、縮小を可能として、構築のコストを削減可能となる。また、雑草の抑制が行われることから、メンテナンスコストも削減できる。

１…太陽光発電システム
２…両面入射型太陽光発電パネル（太陽光発電パネル）
３…架台
４…反射体
６…上面発電面
７…敷地面
１２…下面発電面
１３…光通過空間
１４…反射層
１５…防草層
１６…穿孔部

Claims (4)

1. 架台を介し上面の発電面を太陽光入射方向に向けて所定角度に傾斜させて複数設置される太陽光発電パネルを備える太陽光発電システムであって、
   前記太陽光発電パネルは、前記上面と下面の両面に発電面を備える両面入射型太陽光発電パネルよりなり、
   前記架台を所定高さに設定して前記両面入射型太陽光発電パネルの下面発電面の下方に光通過空間を設け、
   前記両面入射型太陽光発電パネルの下部及びその周囲における敷地面を覆うように敷設される反射体を具備し、
   該反射体は、
   前記両面入射型太陽光発電パネルの下面発電面に対向する表面側が、太陽光の直射光及び散乱光を前記下面発電面に向けて反射させる光反射面を有した樹脂製シート素材よりなる反射層とされ、
   前記光反射面は、下記条件における暴露試験後において太陽光のうち５００～１０００ｎｍの波長の光反射率が７０％以上であるとともに、５０００～２００００ｎｍの波長の平均光反射率が１５％以下であり、
   前記反射体を構成する前記反射層の表面が遮水性を有し、該反射体の遮水係数を１．０×１０^-11 ｍ／ｓｅｃ以下とし、
   前記敷地面に対向し該敷地面に接する裏面側が、防草シート材よりなる防草層とされ、
   前記反射層と前記防草層とが積層一体形成されていることを特徴とする太陽光発電システム。
   ・暴露試験条件
   試験装置：サンシャインウェザーメーター（スガ試験機Ｓ８０ＢＢＲ）
   ブラックパネル温度：６３±３℃
   相対湿度：５０±５％
   サンプル表面の放射照度：２５５±１０％ｗ／ｍ ² （波長域３００～７００ｎｍ）
   水噴霧サイクル：水噴射１８±０．５分、水噴射停止１０２±０．５分
   照射時間：３０００時間
2. 前記光反射面は、白色であ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。
3. 前記光反射面は、金属層で形成され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。
4. 前記反射層の表面には、紫外線劣化防止層を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の太陽光発電システム。

Images