JP2001296063A - 太陽電池パネルおよび給湯システム - Google Patents
太陽電池パネルおよび給湯システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽光発電におけるエネルギー変換効率の向
上および太陽熱の有効利用を図り得る太陽電池パネルを
提供する。 【解決手段】 光透過性の透明電極部１１ａが表面に配
設されて太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池パ
ネル２において、冷媒ＣＬを通過可能な冷媒通路Ｓを透
明電極部１１ａ側に備えた。
上および太陽熱の有効利用を図り得る太陽電池パネルを
提供する。 【解決手段】 光透過性の透明電極部１１ａが表面に配
設されて太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池パ
ネル２において、冷媒ＣＬを通過可能な冷媒通路Ｓを透
明電極部１１ａ側に備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光を電気エネ
ルギーに変換する太陽電池パネル、およびその太陽電池
パネルを用いた給湯システムに関するものである。
ルギーに変換する太陽電池パネル、およびその太陽電池
パネルを用いた給湯システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の太陽電池パネルは、一般的に、
表面側に透明電極が形成され、その内部に発電用の半導
体素子が封入されて、全体として平板状に形成されてい
る。したがって、この太陽電池パネルを建築物の屋根部
や壁部に設置しておくことで、無尽蔵の太陽光エネルギ
ーを電気エネルギーに変換することができる。また、変
換された電気エネルギーを蓄電し、その直流電圧を交流
電圧に変換することにより、例えば電化製品や温水器の
駆動用電力を生成することができ、これにより、省エネ
ルギー化を図ることができる。
表面側に透明電極が形成され、その内部に発電用の半導
体素子が封入されて、全体として平板状に形成されてい
る。したがって、この太陽電池パネルを建築物の屋根部
や壁部に設置しておくことで、無尽蔵の太陽光エネルギ
ーを電気エネルギーに変換することができる。また、変
換された電気エネルギーを蓄電し、その直流電圧を交流
電圧に変換することにより、例えば電化製品や温水器の
駆動用電力を生成することができ、これにより、省エネ
ルギー化を図ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の太陽
電池パネルには、以下の問題点がある。すなわち、一般
的に、太陽電池パネルでは、太陽光のうちの可視光線を
利用して発電を行っている。その一方、赤外線に代表さ
れる太陽熱自体は、太陽電池パネルの発電に殆ど寄与せ
ず、単に太陽電池パネルに蓄熱されている。この場合、
太陽電池パネルは、太陽熱が過度に蓄積されると、内部
の半導体素子の温度上昇に起因して、そのエネルギー変
換効率が著しく低下する。したがって、従来の太陽電池
パネルには、太陽熱を有効に利用することができないば
かりか、却って太陽熱の蓄熱によってエネルギー変換効
率が低下しているという問題点が存在する。
電池パネルには、以下の問題点がある。すなわち、一般
的に、太陽電池パネルでは、太陽光のうちの可視光線を
利用して発電を行っている。その一方、赤外線に代表さ
れる太陽熱自体は、太陽電池パネルの発電に殆ど寄与せ
ず、単に太陽電池パネルに蓄熱されている。この場合、
太陽電池パネルは、太陽熱が過度に蓄積されると、内部
の半導体素子の温度上昇に起因して、そのエネルギー変
換効率が著しく低下する。したがって、従来の太陽電池
パネルには、太陽熱を有効に利用することができないば
かりか、却って太陽熱の蓄熱によってエネルギー変換効
率が低下しているという問題点が存在する。
【０００４】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、太陽光発電におけるエネルギー変換効率の
向上および太陽熱の有効利用を図り得る太陽電池パネ
ル、並びにその太陽電池パネルを用いて太陽熱の有効利
用を図り得る給湯システムを提供することを主目的とす
る。
ものであり、太陽光発電におけるエネルギー変換効率の
向上および太陽熱の有効利用を図り得る太陽電池パネ
ル、並びにその太陽電池パネルを用いて太陽熱の有効利
用を図り得る給湯システムを提供することを主目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項１記載の太陽電池パネルは、光透過性の透明電極部
が表面に配設されて太陽光を電気エネルギーに変換する
太陽電池パネルにおいて、冷媒を通過可能な冷媒通路を
透明電極部側に備えていることを特徴とする。
求項１記載の太陽電池パネルは、光透過性の透明電極部
が表面に配設されて太陽光を電気エネルギーに変換する
太陽電池パネルにおいて、冷媒を通過可能な冷媒通路を
透明電極部側に備えていることを特徴とする。
【０００６】請求項２記載の給湯システムは、請求項１
記載の太陽電池パネルと、太陽電池パネルにおける冷媒
通路に冷媒を揚水する揚水ポンプとを備え、冷媒通路内
で温められた冷媒を所定の給湯箇所に給湯可能に構成さ
れていることを特徴とする。
記載の太陽電池パネルと、太陽電池パネルにおける冷媒
通路に冷媒を揚水する揚水ポンプとを備え、冷媒通路内
で温められた冷媒を所定の給湯箇所に給湯可能に構成さ
れていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る太陽電池パネルおよび給湯システムを床暖房シ
ステム１に適用した好適な発明の実施の形態について説
明する。
明に係る太陽電池パネルおよび給湯システムを床暖房シ
ステム１に適用した好適な発明の実施の形態について説
明する。
【０００８】最初に、床暖房システム１の構成につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【０００９】床暖房システム１は、図１に示すように、
建築物２０の例えば屋根部ＲＦに設置される太陽電池パ
ネル２、太陽電池パネル２に連結された配管３，４、お
よび揚水ポンプ５を備えている。太陽電池パネル２は、
図２に示すように、上面に透明電極１１ａが形成される
と共に内部に例えばアモルファス型半導体層が形成され
て太陽光を電気エネルギーに変換する太陽発電素子１１
と、同図において下面側が開口し光透過性を有する例え
ばガラスで形成された有底箱状のカバー１２とを備え、
太陽発電素子１１の透明電極１１ａ側をカバー１２で閉
塞することで、透明電極１１ａおよびカバー１２によっ
て冷却水ＣＬ（冷媒）を通過させる冷媒通路Ｓが形成さ
れている。また、カバー１２には、冷却水ＣＬを導入す
るための導入管１２ａと、冷却水ＣＬを排出するための
排出管１２ｂとが形成されている。さらに、太陽発電素
子１１の下面側には、建築物２０の屋根部ＲＦなどに太
陽電池パネル２を設置するための複数のスペーサ６，６
・・が取り付けられている。
建築物２０の例えば屋根部ＲＦに設置される太陽電池パ
ネル２、太陽電池パネル２に連結された配管３，４、お
よび揚水ポンプ５を備えている。太陽電池パネル２は、
図２に示すように、上面に透明電極１１ａが形成される
と共に内部に例えばアモルファス型半導体層が形成され
て太陽光を電気エネルギーに変換する太陽発電素子１１
と、同図において下面側が開口し光透過性を有する例え
ばガラスで形成された有底箱状のカバー１２とを備え、
太陽発電素子１１の透明電極１１ａ側をカバー１２で閉
塞することで、透明電極１１ａおよびカバー１２によっ
て冷却水ＣＬ（冷媒）を通過させる冷媒通路Ｓが形成さ
れている。また、カバー１２には、冷却水ＣＬを導入す
るための導入管１２ａと、冷却水ＣＬを排出するための
排出管１２ｂとが形成されている。さらに、太陽発電素
子１１の下面側には、建築物２０の屋根部ＲＦなどに太
陽電池パネル２を設置するための複数のスペーサ６，６
・・が取り付けられている。
【００１０】配管３は、図１に示すように、建築物２０
における床部ＦＬの下から壁部ＷＬ内を通り、屋根部Ｒ
Ｆに沿ってカバー１２の導入管１２ａまで配管されてい
る。また、配管３の中間部位には、冷却水ＣＬを太陽電
池パネル２に揚水する揚水ポンプ５が配設されている。
一方、配管４は、カバー１２の排出管１２ｂから壁部Ｗ
Ｌ内を通って、床部ＦＬ内まで配管されている。この場
合、配管３，４は、床部ＦＬの図外の部位で連結されて
いる。さらに、床部ＦＬ内の配管４は、その周囲が吸熱
材２１によって覆われている。
における床部ＦＬの下から壁部ＷＬ内を通り、屋根部Ｒ
Ｆに沿ってカバー１２の導入管１２ａまで配管されてい
る。また、配管３の中間部位には、冷却水ＣＬを太陽電
池パネル２に揚水する揚水ポンプ５が配設されている。
一方、配管４は、カバー１２の排出管１２ｂから壁部Ｗ
Ｌ内を通って、床部ＦＬ内まで配管されている。この場
合、配管３，４は、床部ＦＬの図外の部位で連結されて
いる。さらに、床部ＦＬ内の配管４は、その周囲が吸熱
材２１によって覆われている。
【００１１】次に、床暖房システム１の動作原理につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００１２】この床暖房システム１では、屋根部ＲＦに
設置された太陽電池パネル２の太陽発電素子１１が、カ
バー１２を介して入射された太陽光を電気エネルギーに
変換して電力を生成する。この際に、生成された電気エ
ネルギーは、図外の蓄電部に蓄電されると共に交流電圧
に変換され、その変換された交流電圧で揚水ポンプ５が
駆動される。この場合、配管３内の冷却水ＣＬは、揚水
ポンプ５によって揚水されることにより、導入管１２ａ
を介してカバー１２の内側の冷媒通路Ｓ内に導入され
る。この際に、冷却水ＣＬは、透明電極１１ａを介して
太陽発電素子１１内部の熱を奪うことによって太陽発電
素子１１を冷却すると共に自身が加温される。同時に、
冷却水ＣＬは、カバー１２の表面側から入射される太陽
熱によっても加温される。この後、冷媒通路Ｓ内で加温
された冷却水ＣＬは、排出管１２ｂから配管４内に排出
されて壁部ＷＬを通って給湯箇所としての床部ＦＬ内を
通過する。この際には、配管４内の冷却水ＣＬの熱が、
吸熱材２１に吸熱され、これにより、床部ＦＬが暖めら
れる。一方、吸熱材２１によって熱を奪われた冷却水Ｃ
Ｌは、図外の連結部位において配管４から配管３に流れ
込み、揚水ポンプ５によって屋根部ＲＦに揚水されて再
び冷媒通路Ｓ内に導入される。
設置された太陽電池パネル２の太陽発電素子１１が、カ
バー１２を介して入射された太陽光を電気エネルギーに
変換して電力を生成する。この際に、生成された電気エ
ネルギーは、図外の蓄電部に蓄電されると共に交流電圧
に変換され、その変換された交流電圧で揚水ポンプ５が
駆動される。この場合、配管３内の冷却水ＣＬは、揚水
ポンプ５によって揚水されることにより、導入管１２ａ
を介してカバー１２の内側の冷媒通路Ｓ内に導入され
る。この際に、冷却水ＣＬは、透明電極１１ａを介して
太陽発電素子１１内部の熱を奪うことによって太陽発電
素子１１を冷却すると共に自身が加温される。同時に、
冷却水ＣＬは、カバー１２の表面側から入射される太陽
熱によっても加温される。この後、冷媒通路Ｓ内で加温
された冷却水ＣＬは、排出管１２ｂから配管４内に排出
されて壁部ＷＬを通って給湯箇所としての床部ＦＬ内を
通過する。この際には、配管４内の冷却水ＣＬの熱が、
吸熱材２１に吸熱され、これにより、床部ＦＬが暖めら
れる。一方、吸熱材２１によって熱を奪われた冷却水Ｃ
Ｌは、図外の連結部位において配管４から配管３に流れ
込み、揚水ポンプ５によって屋根部ＲＦに揚水されて再
び冷媒通路Ｓ内に導入される。
【００１３】このように、この床暖房システム１によれ
ば、太陽発電素子１１の透明電極１１ａ側にカバー１２
を配設して冷媒通路Ｓを形成したことにより、冷媒通路
Ｓ内を通過する冷却水ＣＬが、太陽発電素子１１内部の
熱を奪って加温される。このため、太陽発電素子１１の
過度の加熱を防止することができる結果、太陽発電素子
１１のエネルギー変換効率を向上させることができる。
同時に、太陽発電素子１１および太陽熱によって加温さ
れた冷却水ＣＬを床暖房に利用できるため、太陽熱を有
効に利用することもできる。
ば、太陽発電素子１１の透明電極１１ａ側にカバー１２
を配設して冷媒通路Ｓを形成したことにより、冷媒通路
Ｓ内を通過する冷却水ＣＬが、太陽発電素子１１内部の
熱を奪って加温される。このため、太陽発電素子１１の
過度の加熱を防止することができる結果、太陽発電素子
１１のエネルギー変換効率を向上させることができる。
同時に、太陽発電素子１１および太陽熱によって加温さ
れた冷却水ＣＬを床暖房に利用できるため、太陽熱を有
効に利用することもできる。
【００１４】なお、本発明は、上記本発明の実施の形態
に示した構成に限定されない。例えば、本発明の実施の
形態では、本発明における給湯システムを冷媒循環型の
床暖房システム１に適用した例について説明したが、本
発明における給湯システムは、これに限定されず、冷媒
通路Ｓ内で加温した冷却水ＣＬを風呂や勝手および洗面
所などに給湯可能に構成することもできる。この場合、
導入管１２ａに上水道を連結し、排出管１２ｂを風呂の
蛇口などに連結すればよい。この構成を採用した場合、
冷水を冷媒通路Ｓに導入することができるため、太陽電
池パネル２の冷却効率をさらに向上させることができ
る。また、配管３，４内の加温された冷却水ＣＬの熱を
他の配管内の水に熱交換する熱交換器を備えることもで
きる。加えて、本発明における冷媒は、冷却水ＣＬに限
らず、各種の液体や気体の冷媒を用いることができる。
に示した構成に限定されない。例えば、本発明の実施の
形態では、本発明における給湯システムを冷媒循環型の
床暖房システム１に適用した例について説明したが、本
発明における給湯システムは、これに限定されず、冷媒
通路Ｓ内で加温した冷却水ＣＬを風呂や勝手および洗面
所などに給湯可能に構成することもできる。この場合、
導入管１２ａに上水道を連結し、排出管１２ｂを風呂の
蛇口などに連結すればよい。この構成を採用した場合、
冷水を冷媒通路Ｓに導入することができるため、太陽電
池パネル２の冷却効率をさらに向上させることができ
る。また、配管３，４内の加温された冷却水ＣＬの熱を
他の配管内の水に熱交換する熱交換器を備えることもで
きる。加えて、本発明における冷媒は、冷却水ＣＬに限
らず、各種の液体や気体の冷媒を用いることができる。
【００１５】また、本発明の実施の形態では、カバー１
２を透明ガラスで形成した例について説明したが、例え
ばアクリル樹脂やポリエステル樹脂など、太陽光を透過
可能な各種素材で形成することができる。さらに、本発
明の実施の形態では、太陽電池パネル２で生成された電
力を揚水ポンプ５の駆動用電力として使用する例につい
て説明したが、太陽電池パネル２で生成された電力の使
いみちは、これに限定されず、例えば電化製品用電力と
して用いることもできる。また、床暖房システム１で
は、交流用の揚水ポンプ５を例に挙げて説明したが、直
流用の揚水ポンプを用いることで、直流／交流変換を行
うことなく、太陽電池パネル２で生成された直流電力を
そのまま揚水ポンプに供給することもできる。なお、冷
媒通路Ｓを太陽電池パネル１１の裏面側に設けることも
でき、この場合にも、太陽発電素子１１を冷却すること
が可能である。しかし、この構成の場合、太陽熱を積極
的に利用することができないため、透明電極１１ａ側に
冷媒通路Ｓを設けるのが好ましい。
２を透明ガラスで形成した例について説明したが、例え
ばアクリル樹脂やポリエステル樹脂など、太陽光を透過
可能な各種素材で形成することができる。さらに、本発
明の実施の形態では、太陽電池パネル２で生成された電
力を揚水ポンプ５の駆動用電力として使用する例につい
て説明したが、太陽電池パネル２で生成された電力の使
いみちは、これに限定されず、例えば電化製品用電力と
して用いることもできる。また、床暖房システム１で
は、交流用の揚水ポンプ５を例に挙げて説明したが、直
流用の揚水ポンプを用いることで、直流／交流変換を行
うことなく、太陽電池パネル２で生成された直流電力を
そのまま揚水ポンプに供給することもできる。なお、冷
媒通路Ｓを太陽電池パネル１１の裏面側に設けることも
でき、この場合にも、太陽発電素子１１を冷却すること
が可能である。しかし、この構成の場合、太陽熱を積極
的に利用することができないため、透明電極１１ａ側に
冷媒通路Ｓを設けるのが好ましい。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の太陽電池
パネルによれば、太陽電池パネルの透明電極部側に形成
されている冷媒通路に冷媒を通過させることにより、太
陽電池パネルの過度の加熱を防止することができる結
果、太陽電池パネルのエネルギー変換効率を向上させる
ことができ、かつ、加温された冷却水を利用できるた
め、太陽熱を有効に利用することができる。
パネルによれば、太陽電池パネルの透明電極部側に形成
されている冷媒通路に冷媒を通過させることにより、太
陽電池パネルの過度の加熱を防止することができる結
果、太陽電池パネルのエネルギー変換効率を向上させる
ことができ、かつ、加温された冷却水を利用できるた
め、太陽熱を有効に利用することができる。
【００１７】また、請求項２記載の給湯システムによれ
ば、冷媒通路内の水を給湯箇所に給湯することにより、
加温された冷却水を有効に利用できる。また、新たな冷
水を冷媒通路に導入することで、太陽電池パネルの冷却
効率をさらに向上させることができる。
ば、冷媒通路内の水を給湯箇所に給湯することにより、
加温された冷却水を有効に利用できる。また、新たな冷
水を冷媒通路に導入することで、太陽電池パネルの冷却
効率をさらに向上させることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る床暖房システム１の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネル２の
分解斜視図である。
分解斜視図である。
１ 床暖房システム ２ 太陽電池パネル ３，４ 配管 １１ 太陽発電素子 １１ａ 透明電極 １２ カバー１２ ＣＬ 冷却水 Ｓ 冷媒通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 31/042 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｒ
Claims (2)
- 【請求項１】 光透過性の透明電極部が表面に配設され
て太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池パネルに
おいて、 冷媒を通過可能な冷媒通路を前記透明電極部側に備えて
いることを特徴とする太陽電池パネル。 - 【請求項２】 請求項１記載の太陽電池パネルと、当該
太陽電池パネルにおける前記冷媒通路に前記冷媒を揚水
する揚水ポンプとを備え、前記冷媒通路内で温められた
前記冷媒を所定の給湯箇所に給湯可能に構成されている
ことを特徴とする給湯システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000112147A JP2001296063A (ja) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | 太陽電池パネルおよび給湯システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000112147A JP2001296063A (ja) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | 太陽電池パネルおよび給湯システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001296063A true JP2001296063A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18624363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000112147A Pending JP2001296063A (ja) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | 太陽電池パネルおよび給湯システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001296063A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010529395A (ja) * | 2007-05-21 | 2010-08-26 | ジーエムゼット・エナジー・インコーポレイテッド | 太陽熱電及び熱コジェネレーション |
| JP2011222824A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Lden Co Ltd | 太陽電池モジュールの排熱回収方法とその排熱回収装置 |
| CN101304055B (zh) * | 2007-05-09 | 2012-05-16 | 昆山太得隆机械有限公司 | 太阳能聚光型高效发电制热器 |
| CN102635210A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-15 | 浙江东南网架股份有限公司 | 太阳能光伏建筑金属屋面系统的连接节点及安装方法 |
| JP2012528297A (ja) * | 2009-05-28 | 2012-11-12 | ジーエムゼット・エナジー・インコーポレイテッド | 熱電システム及びその操作方法 |
-
2000
- 2000-04-13 JP JP2000112147A patent/JP2001296063A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101304055B (zh) * | 2007-05-09 | 2012-05-16 | 昆山太得隆机械有限公司 | 太阳能聚光型高效发电制热器 |
| JP2010529395A (ja) * | 2007-05-21 | 2010-08-26 | ジーエムゼット・エナジー・インコーポレイテッド | 太陽熱電及び熱コジェネレーション |
| JP2012528297A (ja) * | 2009-05-28 | 2012-11-12 | ジーエムゼット・エナジー・インコーポレイテッド | 熱電システム及びその操作方法 |
| JP2011222824A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Lden Co Ltd | 太陽電池モジュールの排熱回収方法とその排熱回収装置 |
| CN102635210A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-15 | 浙江东南网架股份有限公司 | 太阳能光伏建筑金属屋面系统的连接节点及安装方法 |
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