JP2002147868A - Photothermal hybrid module - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光熱ハイブリッドモ
ジュールに関する。[0001] The present invention relates to a photothermal hybrid module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、太陽電池モジュールの裏面にイン
バータ装置を直接取付け、太陽電池モジュールから出力
される直流出力を交流に変換して出力する装置がある。
この装置では、夏期に70℃程度に高温となる太陽電池モ
ジュールからの熱がインバータ装置へ移動し、太陽電池
の効率低下、インバータ装置の変換効率低下、インバー
タ装置の故障等の不都合があった。このような不都合を
解消するために、特開平9-271179号公報では、インバー
タ装置を太陽電池モジュールの裏面に直付けせず、間隙
を介して取付けるものとし、太陽電池モジュールからイ
ンバータ装置への熱移動を防いでいる。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a device which directly attaches an inverter device to the back surface of a solar cell module, converts DC output from the solar cell module into AC, and outputs the AC.
In this device, heat from the solar cell module, which has a high temperature of about 70 ° C. in the summer, moves to the inverter device, and there are inconveniences such as a reduction in the efficiency of the solar cell, a reduction in the conversion efficiency of the inverter device, and a failure in the inverter device. In order to solve such inconveniences, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-271179 discloses that the inverter device is not directly attached to the back surface of the solar cell module, but is installed through a gap, and the heat from the solar cell module to the inverter device is removed. We prevent movement.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】インバータ装置を太陽
電池モジュールの裏面に隙間を介して取付ける従来技術
には以下の問題点がある。The prior art in which an inverter device is mounted on the back surface of a solar cell module via a gap has the following problems.
【０００４】太陽電池モジュールの裏面に大きなスペ
ースが必要になり、太陽電池モジュールの設置スペース
が大きくなる。[0004] A large space is required on the back surface of the solar cell module, which increases the installation space for the solar cell module.
【０００５】インバータ装置を太陽電池モジュールか
ら離して支持するための支持部材が必要となり、装置の
大型化、コストアップになる。また、従来技術では、イ
ンバータ装置からの発熱を放熱する手段についての考慮
がないし、太陽熱から熱媒に集熱することについての考
慮も全くない。[0005] A support member for supporting the inverter device away from the solar cell module is required, resulting in an increase in size and cost of the device. Further, in the related art, there is no consideration regarding a means for radiating heat generated from the inverter device, and there is no consideration regarding collecting heat from the solar heat into the heat medium.
【０００６】本発明の課題は、太陽電池モジュールにイ
ンバータ装置を接続して交流出力するに際し、太陽電池
やインバータ装置の効率等を向上可能とし、併せて太陽
熱からの集熱も図ることにある。An object of the present invention is to make it possible to improve the efficiency and the like of a solar cell and an inverter device when connecting an inverter device to a solar cell module to output an alternating current, and also to collect heat from solar heat.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、表表
面側から順に太陽電池モジュールと集熱モジュールとを
積層し、これらを一体化した光熱ハイブリッドモジュー
ルであって、光熱ハイブリッドモジュールの裏面側に、
太陽電池モジュールから出力される直流出力を交流に変
換して出力するインバータ装置を取付けるようにしたも
のである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a photothermal hybrid module in which a solar cell module and a heat collecting module are laminated in order from the front surface side, and these are integrated. Beside
An inverter device for converting a DC output output from a solar cell module into an AC and outputting the AC is attached.
【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て更に、前記インバータ装置を集熱モジュールの裏面に
取付けるようにしたものである。According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the inverter device is mounted on a back surface of the heat collecting module.
【０００９】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て更に、前記集熱モジュールが、集熱板と、一端が熱媒
流入口、他端が熱媒流出口とされるとともに、集熱板に
伝熱的に取付けられた集熱管とからなり、前記インバー
タ装置が集熱モジュールにおける集熱管の熱媒流入口の
近傍に取付けられるようにしたものである。According to a third aspect of the present invention, the heat collecting module further comprises a heat collecting plate, a heat medium inlet at one end and a heat medium outlet at the other end. A heat collecting tube is heat-conductively mounted on the plate, and the inverter device is mounted near a heat medium inlet of the heat collecting tube in the heat collecting module.
【００１０】[0010]
【作用】請求項１の発明によれば下記、の作用があ
る。 太陽電池モジュールとインバータ装置の間に集熱モジ
ュールが介在するから、太陽電池モジュールからの熱は
集熱モジュールによって吸収され、インバータ装置へ到
達しない。よって、太陽電池の温度が低くなってその効
率が良くなる。また、インバータ装置への熱の移動がな
いから、インバータ装置の変換効率も向上し、故障も防
止できる。従って、効率良く信頼性の高い交流発電を行
なうことができる。According to the first aspect of the present invention, the following operations are provided. Since the heat collecting module is interposed between the solar cell module and the inverter device, heat from the solar cell module is absorbed by the heat collecting module and does not reach the inverter device. Therefore, the efficiency of the solar cell is improved by lowering the temperature of the solar cell. Further, since there is no transfer of heat to the inverter device, the conversion efficiency of the inverter device is improved, and a failure can be prevented. Therefore, highly reliable AC power generation can be performed efficiently.
【００１１】集熱モジュールにより太陽熱を集熱で
き、温水等を取得できる。請求項２の発明によれば下記
の作用がある。[0011] Solar heat can be collected by the heat collecting module, and hot water and the like can be obtained. According to the second aspect of the invention, the following operation is provided.
【００１２】インバータ装置を集熱モジュールの裏面
に取付けたことにより、集熱モジュールが、(a)太陽電
池モジュールからインバータ装置への熱移動を防ぐ手
段、(b)インバータ装置からの発熱を放熱する手段、(c)
太陽熱からの集熱手段という複数の機能を同時に成立
し、装置構成を簡素にする。By mounting the inverter device on the back surface of the heat collecting module, the heat collecting module can (a) prevent heat transfer from the solar cell module to the inverter device, and (b) radiate heat generated from the inverter device. Means, (c)
A plurality of functions as a means for collecting heat from solar heat are simultaneously established, and the configuration of the device is simplified.
【００１３】請求項３の発明によれば下記の作用があ
る。 インバータ装置を集熱モジュールにおける集熱管の熱
媒流入口の近傍に取付けた。熱媒流入口では熱媒温度が
低いので、インバータ装置からの発熱を効果的に放熱で
きる。According to the third aspect of the invention, the following operation is provided. The inverter device was installed near the heat medium inlet of the heat collection tube in the heat collection module. Since the heat medium temperature is low at the heat medium inlet, heat generated from the inverter device can be effectively radiated.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】図１は光熱ハイブリッドモジュー
ルを示す断面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、
図３は光熱ハイブリッドモジュールの分解斜視図であ
る。1 is a sectional view showing a photothermal hybrid module, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the photothermal hybrid module.
【００１５】光熱ハイブリッドモジュール１０は、図１
〜図３に示す如く、表面側から順に白色ガラス等の透明
板１１と、太陽電池モジュール１２と、集熱モジュール
１３とを積層し、これらを一体化している。The photothermal hybrid module 10 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a transparent plate 11, such as white glass, a solar cell module 12, and a heat collecting module 13 are laminated in this order from the front side, and these are integrated.
【００１６】透明板１１は、ガラスの他、耐光性の良い
透明な合成樹脂であっても良い。透明板１１の上には枠
状スペーサ１４を介してカバーガラス板１５が設けら
れ、透明板１１とガラス板１５の間に空気層又は不活性
ガス等の空間部１６を形成している。The transparent plate 11 may be made of a transparent synthetic resin having good light resistance other than glass. A cover glass plate 15 is provided on the transparent plate 11 with a frame spacer 14 interposed therebetween, and a space 16 such as an air layer or an inert gas is formed between the transparent plate 11 and the glass plate 15.
【００１７】光熱ハイブリッドモジュール１０の周囲
は、ＲＩＭ（リアクション・インジェクション・モール
ディング）で形成されたウレタン樹脂製の枠体１７で水
密に密閉されている。集熱モジュール１３の裏面には断
熱板１８が密着されて設けられている。The periphery of the photothermal hybrid module 10 is hermetically sealed by a urethane resin frame 17 formed by RIM (reaction injection molding). A heat insulating plate 18 is provided on the back surface of the heat collecting module 13 in close contact therewith.
【００１８】太陽電池モジュール１２は、単結晶シリコ
ン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、化合物半
導体等でなる太陽電池セル２１と、太陽電池セル２１を
封止するＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、又
はＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等の封止用ホットメ
ルト樹脂２２（例えば上部ＥＶＡ、下部ＥＶＡ）とを備
え、このホットメルト樹脂２２を介して集熱モジュール
１３と積層重合される。尚、太陽電池モジュール１２は
太陽電池セル２１同士をリード線でつなぎ、太陽電池セ
ル２１で光電変換した直流出力を出力線２３で出力可能
とする。The solar cell module 12 includes a solar cell 21 made of single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, a compound semiconductor, or the like, an EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) sealing the solar cell 21, Alternatively, a sealing hot melt resin 22 (e.g., upper EVA, lower EVA) such as PVB (polyvinyl butyral) is provided, and the stacking polymerization is performed with the heat collecting module 13 via the hot melt resin 22. The solar cell module 12 connects the solar cells 21 with lead wires, and enables a DC output photoelectrically converted by the solar cells 21 to be output via an output line 23.
【００１９】集熱モジュール１３は、アルミ等からなる
集熱板３１と、一端が熱媒流入口３２Ａ、他端が熱媒流
出口３２Ｂとされるとともに、集熱板３１に伝熱的にか
しめにて取付けられた銅等からなる集熱管３２とからな
る。集熱管３２の熱媒流入口３２Ａ、熱媒流出口３２Ｂ
には銅等からなるヘッダー管３３、３４が接続されてい
る。集熱管３２の熱媒流入口３２Ａから低温の熱媒（空
気、水、不凍液、フロン等）を入れ、太陽熱を集熱した
集熱板３１の熱を熱媒に移動し、高温になった熱媒を熱
媒流出口３２Ｂから流出する。高温になった熱媒は、水
であればそれ自体を温水として使用できるし、空気、不
凍液、フロン等であればこれらを更に熱交換して温水、
温風を得ることもできる。The heat collecting module 13 has a heat collecting plate 31 made of aluminum or the like, a heat medium inlet 32A at one end and a heat medium outlet 32B at the other end, and heat-transfers to the heat collecting plate 31. And a heat collecting tube 32 made of copper or the like. Heat medium inlet 32A, heat medium outlet 32B of heat collecting tube 32
Are connected to header tubes 33 and 34 made of copper or the like. A low-temperature heat medium (air, water, antifreeze, chlorofluorocarbon, etc.) is introduced from the heat medium inlet 32A of the heat collection tube 32, and the heat of the heat collection plate 31 that has collected solar heat is transferred to the heat medium, so that the heat becomes high. The medium flows out of the heat medium outlet 32B. The heating medium which has become high temperature can be used as hot water itself if it is water, and further exchanges heat with hot water if it is air, antifreeze, Freon, etc.
You can also get hot air.
【００２０】しかるに、光熱ハイブリッドモジュール１
０にあっては、太陽電池モジュール１２から出力される
直流出力を交流に変換して出力するインバータ装置４０
を、該光熱ハイブリッドモジュール１０の裏面側に取付
けてある。インバータ装置４０は、制御回路、電力回路
等をそれぞれＩＣ化し、まとめて１つのユニットにした
インバータユニットを用いることができる。However, the photothermal hybrid module 1
0, an inverter device 40 that converts the DC output output from the solar cell module 12 into an AC and outputs the AC.
Is mounted on the back side of the photothermal hybrid module 10. The inverter device 40 can use an inverter unit in which a control circuit, a power circuit, and the like are each integrated into an IC, and are integrated into one unit.
【００２１】本実施形態では、インバータ装置４０は集
熱モジュール１３の裏面に取付けられ、具体的には、集
熱板３１に接着剤やねじで取付けられる。より具体的に
は、集熱板３１における集熱管３２の熱媒流入口３２Ａ
の近傍に取付けられる。インバータ装置４０は、断熱板
１８に設けた格納開口部１８Ａに納められる。太陽電池
モジュール１２の出力線２３は、集熱板３１に設けた孔
３５を通ってインバータ装置４０に接続される。In the present embodiment, the inverter device 40 is mounted on the back surface of the heat collecting module 13, and specifically, is mounted on the heat collecting plate 31 with an adhesive or a screw. More specifically, the heat medium inlet 32A of the heat collecting tube 32 in the heat collecting plate 31
It is attached near. The inverter device 40 is housed in a storage opening 18A provided in the heat insulating plate 18. The output line 23 of the solar cell module 12 is connected to the inverter device 40 through a hole 35 provided in the heat collecting plate 31.
【００２２】光熱ハイブリットモジュール１０は以下の
如く使用される。 (1)太陽電池モジュール１２に直射日光があたることに
より、光電変換が行なわれ、10％程度の発電効率で直流
電力が発電される。太陽電池モジュール１２は太陽熱が
あたることにより昇温する。The photothermal hybrid module 10 is used as follows. (1) When the solar cell module 12 is exposed to direct sunlight, photoelectric conversion is performed, and DC power is generated with a power generation efficiency of about 10%. The temperature of the solar cell module 12 rises due to solar heat.
【００２３】(2)インバータ装置４０が、太陽電池モジ
ュール１２で発電された直流電力を交流電力に変換す
る。インバータ装置４０では変換の際に損失があり、発
熱することもある。インバータ装置４０の動作において
は、周辺温度が30℃以下程度であることが好ましく、80
℃以上の動作温度は変換効率を悪化せしめるから好まし
くない。(2) The inverter device 40 converts the DC power generated by the solar cell module 12 into AC power. The inverter device 40 has a loss at the time of conversion and may generate heat. In the operation of the inverter device 40, the ambient temperature is preferably about 30 ° C. or less.
An operating temperature of not less than ° C. is not preferable because it deteriorates the conversion efficiency.
【００２４】(3)集熱モジュール１３が太陽熱を集熱す
る。このとき、集熱モジュール１３は太陽電池モジュー
ル１２からの熱を吸熱して太陽電池モジュール１２を降
温させ、同時にインバータ装置４０の発熱も吸熱してイ
ンバータ装置４０を降温させる。(3) The heat collecting module 13 collects solar heat. At this time, the heat collecting module 13 absorbs the heat from the solar cell module 12 to lower the temperature of the solar cell module 12, and at the same time, also absorbs the heat generated by the inverter device 40 to lower the temperature of the inverter device 40.
【００２５】本実施形態によれば、以下の作用がある。 太陽電池モジュール１２とインバータ装置４０の間に
集熱モジュール１３が介在するから、太陽電池モジュー
ル１２からの熱は集熱モジュール１３によって吸収さ
れ、インバータ装置４０へ到達しない。よって、太陽電
池の温度が低くなってその効率が良くなる。また、イン
バータ装置４０への熱の移動がないから、インバータ装
置４０の変換効率も向上し、故障も防止できる。従っ
て、効率良く信頼性の高い交流発電を行なうことができ
る。According to the present embodiment, the following operations are provided. Since the heat collection module 13 is interposed between the solar cell module 12 and the inverter device 40, heat from the solar cell module 12 is absorbed by the heat collection module 13 and does not reach the inverter device 40. Therefore, the efficiency of the solar cell is improved by lowering the temperature of the solar cell. In addition, since there is no heat transfer to the inverter device 40, the conversion efficiency of the inverter device 40 is improved, and a failure can be prevented. Therefore, highly reliable AC power generation can be performed efficiently.
【００２６】集熱モジュール１３により太陽熱を集熱
でき、温水等を取得できる。The heat collecting module 13 can collect solar heat and obtain hot water and the like.
【００２７】インバータ装置４０を集熱モジュール１
３の裏面に取付けたことにより、集熱モジュール１３
が、(a)太陽電池モジュール１２からインバータ装置４
０への熱移動を防ぐ手段、(b)インバータ装置４０から
の発熱を放熱する手段、(c)太陽熱からの集熱手段とい
う複数の機能を同時に成立し、装置構成を簡素にする。The inverter device 40 is connected to the heat collecting module 1
3, the heat collection module 13
(A) from the solar cell module 12 to the inverter device 4
A plurality of functions, that is, means for preventing heat transfer to zero, (b) means for radiating heat generated from the inverter device 40, and (c) means for collecting heat from solar heat, are simultaneously established, thereby simplifying the device configuration.
【００２８】インバータ装置４０を集熱モジュール１
３における集熱管３２の熱媒流入口３２Ａの近傍に取付
けた。熱媒流入口３２Ａでは熱媒温度が低いので、イン
バータ装置４０からの発熱を効果的に放熱できる。The inverter device 40 is connected to the heat collecting module 1
3 was attached near the heat medium inlet 32A of the heat collection tube 32. Since the heat medium temperature is low at the heat medium inlet 32A, heat generated from the inverter device 40 can be effectively radiated.
【００２９】尚、光熱ハイブリッドモジュール１０の表
面側に空気層等の空間部１６を形成し、表面側の断熱を
図ったから、表面側からの放熱を防ぎ、集熱効率を向上
できる。また、光熱ハイブリッドモジュール１０の裏面
に断熱板１８を設けたから、裏面側からの放熱を防ぎ、
集熱効率を向上できる。同時に、インバータ装置４０の
損失分の発熱を集熱モジュール１３で効率良く取得で
き、熱効率の向上とインバータ装置４０の信頼性向上を
図ることができる。Since the space 16 such as an air layer is formed on the front side of the photothermal hybrid module 10 to insulate the front side, heat radiation from the front side can be prevented and the heat collection efficiency can be improved. Further, since the heat insulating plate 18 is provided on the back surface of the photothermal hybrid module 10, heat radiation from the back surface side is prevented,
Heat collection efficiency can be improved. At the same time, the heat generated by the loss of the inverter device 40 can be efficiently acquired by the heat collection module 13, so that the thermal efficiency can be improved and the reliability of the inverter device 40 can be improved.
【００３０】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and the design can be changed without departing from the scope of the present invention. The present invention is also included in the present invention.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、太陽電池
モジュールにインバータ装置を接続して交流出力するに
際し、太陽電池やインバータ装置の効率等を向上可能と
し、併せて太陽熱からの集熱も図ることができる。As described above, according to the present invention, when an inverter is connected to a solar cell module to output an alternating current, it is possible to improve the efficiency and the like of the solar cell and the inverter, and to collect heat from solar heat. Can also be achieved.
【図１】図１は光熱ハイブリッドモジュールを示す断面
図である。FIG. 1 is a sectional view showing a photothermal hybrid module.
【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
【図３】図３は光熱ハイブリッドモジュールの分解斜視
図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the photothermal hybrid module.
１０ 光熱ハイブリッドモジュール １２ 太陽電池モジュール １３ 集熱モジュール ３１ 集熱板 ３２ 集熱管 ３２Ａ 熱媒流入口 ３２Ｂ 熱媒流出口 ４０ インバータ装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photothermal hybrid module 12 Solar cell module 13 Heat collecting module 31 Heat collecting plate 32 Heat collecting tube 32A Heat medium inlet 32B Heat medium outlet 40 Inverter device
Claims (3)
熱モジュールとを積層し、これらを一体化した光熱ハイ
ブリッドモジュールであって、 光熱ハイブリッドモジュールの裏面側に、太陽電池モジ
ュールから出力される直流出力を交流に変換して出力す
るインバータ装置を取付けたことを特徴とする光熱ハイ
ブリッドモジュール。1. A photothermal hybrid module in which a solar cell module and a heat collecting module are laminated in this order from the front side and integrated with each other, and a DC output from the solar cell module is provided on the back side of the photothermal hybrid module. A photothermal hybrid module, comprising an inverter device for converting the AC power into AC power and outputting the AC power.
裏面に取付けた請求項１記載の光熱ハイブリッドモジュ
ール。2. The photothermal hybrid module according to claim 1, wherein the inverter device is mounted on a back surface of the heat collecting module.
が熱媒流入口、他端が熱媒流出口とされるとともに、集
熱板に伝熱的に取付けられた集熱管とからなり、 前記インバータ装置が集熱モジュールにおける集熱管の
熱媒流入口の近傍に取付けられる請求項２記載の光熱ハ
イブリッドモジュール。3. The heat collecting module comprises a heat collecting plate and a heat collecting tube, one end of which is a heat medium inlet and the other end of which is a heat medium outlet, and which is heat conductively attached to the heat collecting plate. The photothermal hybrid module according to claim 2, wherein the inverter device is mounted near a heat medium inlet of a heat collection tube in the heat collection module.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000345592A JP2002147868A (en) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | Photothermal hybrid module |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000345592A JP2002147868A (en) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | Photothermal hybrid module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002147868A true JP2002147868A (en) | 2002-05-22 |
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|---|---|---|---|
| JP2000345592A Pending JP2002147868A (en) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | Photothermal hybrid module |
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