JP2003014316A - ハイブリット型太陽熱温度変換装置 - Google Patents
ハイブリット型太陽熱温度変換装置Info
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- JP2003014316A JP2003014316A JP2001194207A JP2001194207A JP2003014316A JP 2003014316 A JP2003014316 A JP 2003014316A JP 2001194207 A JP2001194207 A JP 2001194207A JP 2001194207 A JP2001194207 A JP 2001194207A JP 2003014316 A JP2003014316 A JP 2003014316A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽熱温水器で高温の熱を得るととも
に、太陽電池の性能維持を図る。 【解決手段】 太陽電池１０を併設したハイブリット
型の太陽熱集熱器６を減圧した閉じた系５に設置し、作
動流体を媒体にして太陽熱で加熱された太陽電池１０を
作動流体の蒸発で冷却し、得られた低圧の蒸気を圧縮し
て昇温し、昇温した高温を熱利用すると共に、太陽電池
１０の冷却により発電性能向上を図る。
に、太陽電池の性能維持を図る。 【解決手段】 太陽電池１０を併設したハイブリット
型の太陽熱集熱器６を減圧した閉じた系５に設置し、作
動流体を媒体にして太陽熱で加熱された太陽電池１０を
作動流体の蒸発で冷却し、得られた低圧の蒸気を圧縮し
て昇温し、昇温した高温を熱利用すると共に、太陽電池
１０の冷却により発電性能向上を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池を冷却し
て出力を向上させるばかりでなく、冷却で得られた低圧
蒸気から熱を回収し、高温熱利用を可能にする装置に関
する。
て出力を向上させるばかりでなく、冷却で得られた低圧
蒸気から熱を回収し、高温熱利用を可能にする装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の温水器を図１に示す。図１におい
て、１は太陽熱吸収面であり、２は温水タンクである。
この図１が示すように、単に、温水タンク２やパイプ３
等を設け、温水を通過させ、配管により給湯する方法が
主流であった。これは、きわめて簡単であるが、給湯温
度は、その日の日照に左右され、高々６０℃程度の温度
しか得ることができない。
て、１は太陽熱吸収面であり、２は温水タンクである。
この図１が示すように、単に、温水タンク２やパイプ３
等を設け、温水を通過させ、配管により給湯する方法が
主流であった。これは、きわめて簡単であるが、給湯温
度は、その日の日照に左右され、高々６０℃程度の温度
しか得ることができない。
【０００３】また、太陽電池においては、その温度制御
が難しく、素子の温度上昇により、性能の低下を引き起
こす難点があり、従来の空気冷却式をもってしても、日
射条件に合わせた素子の温度を維持することは不可能で
あった。
が難しく、素子の温度上昇により、性能の低下を引き起
こす難点があり、従来の空気冷却式をもってしても、日
射条件に合わせた素子の温度を維持することは不可能で
あった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の温水器で
は、日射が十分でないとき、高温が得られず、利用価値
の低い装置となってしまうが、本発明の課題は、閉ルー
プ内の体積（圧力）調整を行なうことで、日射に左右さ
れず利用価値の高い温水を得るとともに、本体の熱絶縁
を必要としないで効率の良い熱収集が可能とする太陽熱
温度変換装置を実現することである。
は、日射が十分でないとき、高温が得られず、利用価値
の低い装置となってしまうが、本発明の課題は、閉ルー
プ内の体積（圧力）調整を行なうことで、日射に左右さ
れず利用価値の高い温水を得るとともに、本体の熱絶縁
を必要としないで効率の良い熱収集が可能とする太陽熱
温度変換装置を実現することである。
【０００５】さらに、本発明は、太陽電池を冷却し、温
度制御を行うことで、太陽電池の最適性能の温度を維持
すると共に、モジュール化したハイブリット型とするこ
とにより利用拡大を図り、さらに、回収した熱の多目的
利用を可能にし、太陽エネルギーの多用化、省エネルギ
ー化を図ることが可能なハイブリッド型太陽熱温度変換
装置を実現することである。
度制御を行うことで、太陽電池の最適性能の温度を維持
すると共に、モジュール化したハイブリット型とするこ
とにより利用拡大を図り、さらに、回収した熱の多目的
利用を可能にし、太陽エネルギーの多用化、省エネルギ
ー化を図ることが可能なハイブリッド型太陽熱温度変換
装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、太陽電池を併設したハイブリット型の太陽
熱集熱器を減圧した閉じた系に設置し、作動流体を媒体
にして太陽熱で加熱された太陽電池を作動流体の蒸発で
冷却し、得られた低圧の蒸気を圧縮して昇温し、昇温し
た高温を熱利用すると共に、太陽電池の冷却により発電
性能向上を行うことを特徴とするハイブリット型太陽熱
温度変換装置を提供する。
するために、太陽電池を併設したハイブリット型の太陽
熱集熱器を減圧した閉じた系に設置し、作動流体を媒体
にして太陽熱で加熱された太陽電池を作動流体の蒸発で
冷却し、得られた低圧の蒸気を圧縮して昇温し、昇温し
た高温を熱利用すると共に、太陽電池の冷却により発電
性能向上を行うことを特徴とするハイブリット型太陽熱
温度変換装置を提供する。
【０００７】さらに、本発明は上記課題を解決するため
に、太陽熱集熱器、圧縮機、熱交換器及び蒸発器を、作
動流体が循環する閉じた系内に設けて成るハイブリット
型太陽熱温度変換装置において、上記太陽熱集熱器は、
その外表面に太陽電池を配設するとともに、作動流体を
通過させることにより、加熱された太陽電池を冷却する
ものであり、上記熱交換器は、上記太陽熱集熱器におい
て加温され、さらに上記圧縮機で圧縮され液体となった
作動流体の熱を利用するものであることを特徴とするハ
イブリット型太陽熱温度変換装置を提供する。
に、太陽熱集熱器、圧縮機、熱交換器及び蒸発器を、作
動流体が循環する閉じた系内に設けて成るハイブリット
型太陽熱温度変換装置において、上記太陽熱集熱器は、
その外表面に太陽電池を配設するとともに、作動流体を
通過させることにより、加熱された太陽電池を冷却する
ものであり、上記熱交換器は、上記太陽熱集熱器におい
て加温され、さらに上記圧縮機で圧縮され液体となった
作動流体の熱を利用するものであることを特徴とするハ
イブリット型太陽熱温度変換装置を提供する。
【０００８】上記太陽熱集熱器は、その入口及び出口に
夫々逆止弁が付設されていることを特徴とする。
夫々逆止弁が付設されていることを特徴とする。
【０００９】上記太陽熱集熱器の出口側にバイパス管を
設け、このバイパス管の開閉により上記閉じられた系内
の体積を変えることによって、上記逆止弁により区切ら
れた上記太陽熱集熱器内の内圧を外気温度より低い温度
の飽和蒸気圧になるように調節することにより、気温の
変化に応じて太陽吸収面の温度を調節可能とすることを
特徴とする。
設け、このバイパス管の開閉により上記閉じられた系内
の体積を変えることによって、上記逆止弁により区切ら
れた上記太陽熱集熱器内の内圧を外気温度より低い温度
の飽和蒸気圧になるように調節することにより、気温の
変化に応じて太陽吸収面の温度を調節可能とすることを
特徴とする。
【００１０】上記圧縮機の動力源は、上記太陽電池の電
力を利用することを特徴とする。
力を利用することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係るハイブリッド型太陽
熱温度変換装置の実施の形態を実施例に基づいて図面を
参照して説明する。本発明は、太陽熱温水器で高温の熱
を得るとともに、太陽電池の性能維持を図るものであ
り、電力供給と温水供給の両方を可能とするハイブリッ
ド型太陽熱温度変換装置である。
熱温度変換装置の実施の形態を実施例に基づいて図面を
参照して説明する。本発明は、太陽熱温水器で高温の熱
を得るとともに、太陽電池の性能維持を図るものであ
り、電力供給と温水供給の両方を可能とするハイブリッ
ド型太陽熱温度変換装置である。
【００１２】即ち、本発明は太陽電池を併用した太陽熱
集熱器において、太陽電池の電力を用いて、太陽熱エネ
ルギーを高い温度領域に変換し、熱エネルギーをより利
用価値の高いものにする。また、太陽熱集熱器は水の蒸
発により太陽電池を冷却し、太陽電池を最適温度に保つ
ことができる。
集熱器において、太陽電池の電力を用いて、太陽熱エネ
ルギーを高い温度領域に変換し、熱エネルギーをより利
用価値の高いものにする。また、太陽熱集熱器は水の蒸
発により太陽電池を冷却し、太陽電池を最適温度に保つ
ことができる。
【００１３】図２は、本発明に係るハイブリッド型太陽
熱温度変換装置の第１の実施例の構成を説明する図であ
る。ハイブリッド型太陽熱温度変換装置４は、作動媒体
が循環する系（閉ループ）５が設けられている。作動媒
体は、本実施例では水を利用する。６は太陽熱集熱器で
あり、入口側、出口側において２つの逆止弁７、８が設
けられている。この太陽熱集熱器６の外表面が太陽熱吸
収面９となって機能し、この太陽熱吸収面９には太陽電
池１０が貼り付けてある。
熱温度変換装置の第１の実施例の構成を説明する図であ
る。ハイブリッド型太陽熱温度変換装置４は、作動媒体
が循環する系（閉ループ）５が設けられている。作動媒
体は、本実施例では水を利用する。６は太陽熱集熱器で
あり、入口側、出口側において２つの逆止弁７、８が設
けられている。この太陽熱集熱器６の外表面が太陽熱吸
収面９となって機能し、この太陽熱吸収面９には太陽電
池１０が貼り付けてある。
【００１４】１１は圧縮機で、太陽電池１０の電力で駆
動する。１２は熱交換器で外部と熱交換する。太陽熱吸
収面９で加熱された媒体は、圧縮機１１により圧縮さ
れ、熱交換器１２で熱交換により外部に熱を与える。膨
張弁１３乃至膨張部１４において膨張することによって
媒体は蒸気になる。熱交換器１２及び膨張部１４で熱交
換される外部の冷媒（空気、水等）は、熱交換用共通配
管１７から分岐し熱交換用配管１９が、弁１８、１８を
介して、熱交換器１２及び膨張部１４に配設され熱交換
可能としている。
動する。１２は熱交換器で外部と熱交換する。太陽熱吸
収面９で加熱された媒体は、圧縮機１１により圧縮さ
れ、熱交換器１２で熱交換により外部に熱を与える。膨
張弁１３乃至膨張部１４において膨張することによって
媒体は蒸気になる。熱交換器１２及び膨張部１４で熱交
換される外部の冷媒（空気、水等）は、熱交換用共通配
管１７から分岐し熱交換用配管１９が、弁１８、１８を
介して、熱交換器１２及び膨張部１４に配設され熱交換
可能としている。
【００１５】太陽熱集熱器６の出口側には容積調整流路
が設けられている。この容積調整流路は通常の管路１５
を有するとともに、管路１５に対して、開閉弁１６を有
する１又は２以上バイパス管路１５’が設けられてい
る。この開閉弁１６を選択的に開閉することにより系５
内の容積を変え、太陽熱集熱器６の内圧を、外気温度
（周囲温度）より低い温度の飽和蒸気圧になるように調
節し、これによって気温の変化に応じて太陽吸収面の温
度を調節することができる。
が設けられている。この容積調整流路は通常の管路１５
を有するとともに、管路１５に対して、開閉弁１６を有
する１又は２以上バイパス管路１５’が設けられてい
る。この開閉弁１６を選択的に開閉することにより系５
内の容積を変え、太陽熱集熱器６の内圧を、外気温度
（周囲温度）より低い温度の飽和蒸気圧になるように調
節し、これによって気温の変化に応じて太陽吸収面の温
度を調節することができる。
【００１６】このような構成のハイブリッド型太陽熱温
度変換装置の作用を図３のＰ−Ｖ線図により説明する。
○印を付した番号は、図２中の符号の付与された構成に
対応する。圧縮機１１において容積が一定の下で圧縮さ
れ、動力仕事を熱に変えて作動ガスの温度をＴｃから昇
温する。昇温した作動流体は、熱交換器１２において等
圧の下で熱交換を行い温度がＴｈに降下する。この熱交
換器１２において、弁１８及び熱交換用配管１９を選択
的に開閉して、冬季における暖房、給湯等に供せられ
る。
度変換装置の作用を図３のＰ−Ｖ線図により説明する。
○印を付した番号は、図２中の符号の付与された構成に
対応する。圧縮機１１において容積が一定の下で圧縮さ
れ、動力仕事を熱に変えて作動ガスの温度をＴｃから昇
温する。昇温した作動流体は、熱交換器１２において等
圧の下で熱交換を行い温度がＴｈに降下する。この熱交
換器１２において、弁１８及び熱交換用配管１９を選択
的に開閉して、冬季における暖房、給湯等に供せられ
る。
【００１７】作動流体は、熱交換器１２から、膨張弁１
３乃至膨張部１４に流れ、そこで膨張し圧力が下降し、
この際生じた冷熱が夏期の冷房の用に供される。さらに
作動流体は逆止弁７を通り、太陽電池９の貼り付いた太
陽熱集熱器１０において、太陽電池９を冷却し太陽電池
の温度をＴｃに保つようにすることができる。
３乃至膨張部１４に流れ、そこで膨張し圧力が下降し、
この際生じた冷熱が夏期の冷房の用に供される。さらに
作動流体は逆止弁７を通り、太陽電池９の貼り付いた太
陽熱集熱器１０において、太陽電池９を冷却し太陽電池
の温度をＴｃに保つようにすることができる。
【００１８】太陽熱集熱器６の出口側から出た作動流体
は、容積調整流路及び逆止弁８を通り圧縮機１１に再
度、流入する。
は、容積調整流路及び逆止弁８を通り圧縮機１１に再
度、流入する。
【００１９】図４は、第２の実施例を示す図である。こ
の第２の実施例は、図２に示す第１の実施例とほぼ同様
の構成を有し、太陽熱集熱器６、圧縮機１１、熱交換器
１２、膨張弁１３及び膨張部１４が閉ループ５内に設け
られているが、この実施例２では、内部の体積を連続的
に変化させるアキュミュレータ１７が閉ループ内に設け
られている構成を特徴とするものである。
の第２の実施例は、図２に示す第１の実施例とほぼ同様
の構成を有し、太陽熱集熱器６、圧縮機１１、熱交換器
１２、膨張弁１３及び膨張部１４が閉ループ５内に設け
られているが、この実施例２では、内部の体積を連続的
に変化させるアキュミュレータ１７が閉ループ内に設け
られている構成を特徴とするものである。
【００２０】以上第１及び第２の実施例により本発明を
説明したが、これらの実施例に限定されることなく、特
許請求の範囲記載の技術事項の範囲内でいろいろな実施
例があることは言うまでもない。
説明したが、これらの実施例に限定されることなく、特
許請求の範囲記載の技術事項の範囲内でいろいろな実施
例があることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】本発明に係るハイブリッド型太陽熱温度
変換装置は以上の構成であるから、次のような効果が生
じる。日射量が少ない時は十分な温度が得られず、熱エ
ネルギーとして利用することが難しい。しかし、本発明
によれば、太陽電池の温度制御が可能になるだけでな
く、常時高温度の熱が得られ、本体の熱絶縁を必要とし
ないために効率の良い熱収集が可能であり、太陽熱エネ
ルギーをより利用価値の高いものにできる。
変換装置は以上の構成であるから、次のような効果が生
じる。日射量が少ない時は十分な温度が得られず、熱エ
ネルギーとして利用することが難しい。しかし、本発明
によれば、太陽電池の温度制御が可能になるだけでな
く、常時高温度の熱が得られ、本体の熱絶縁を必要とし
ないために効率の良い熱収集が可能であり、太陽熱エネ
ルギーをより利用価値の高いものにできる。
【００２２】また、太陽電池と一体化したモジュールを
製作することで太陽電池を冷却してそのの性能向上と利
用価値を高めることができる。
製作することで太陽電池を冷却してそのの性能向上と利
用価値を高めることができる。
【図１】従来例を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施例を説明するためのＰ−Ｖ
線図である。
線図である。
【図４】本発明の第２の実施例を説明する図である。
５ 閉じた系（閉ループ）
６ 太陽熱集熱器
７、８ 逆止弁
９ 太陽熱吸収面
１０ 太陽電池
１１ 圧縮機
１２ 熱交換器
１３ 膨張弁
１４ 膨張部
１５ 容積調整路
１５’ バイパス管
１６ 開閉弁
１７ 熱交換用共通配管
１８ 弁
１９ 熱交換用配管
２０ アキュミュレータ
フロントページの続き
(72)発明者 中内 俊作
東京都三鷹市井の頭２−32−23
Claims (5)
- 【請求項１】 太陽電池を併設したハイブリット型の
太陽熱集熱器を減圧した閉じた系に設置し、作動流体を
媒体にして太陽熱で加熱された太陽電池を作動流体の蒸
発で冷却し、得られた低圧の蒸気を圧縮して昇温し、昇
温した高温を熱利用すると共に、太陽電池の冷却により
発電性能向上を行うことを特徴とするハイブリット型太
陽熱温度変換装置。 - 【請求項２】 太陽熱集熱器、圧縮機、熱交換器及び
蒸発器を、作動流体が循環する閉じた系内に設けて成る
ハイブリット型太陽熱温度変換装置において、 上記太陽熱集熱器は、その外表面に太陽電池を配設する
とともに、上記蒸発器で蒸気となった作動流体を通過さ
せることにより、加熱された太陽電池を冷却するもので
あり、 蒸気熱交換器は、上記太陽熱集熱器において加温され、
さらに上記圧縮機で圧縮され液体となった作動流体の熱
を利用するものであることを特徴とする請求項１記載の
ハイブリット型太陽熱温度変換装置 - 【請求項３】 太陽熱集熱器は、その入口及び出口に
夫々逆止弁が付設されていることを特徴とする請求項１
又は２記載のハイブリット型太陽熱温度変換装置。 - 【請求項４】 上記太陽熱集熱器の出口側にバイパス
管を設け、このバイパス管の開閉により上記閉じられた
系内の体積を変えることによって、上記逆止弁により区
切られた上記太陽熱集熱器内の内圧を外気温度より低い
温度の飽和蒸気圧になるように調節することにより、気
温の変化に応じて太陽吸収面の温度を調節可能とするこ
とを特徴とする請求項３記載のハイブリット型太陽熱温
度変換装置。 - 【請求項５】 上記圧縮機の動力源は、上記太陽電池
の電力を利用することを特徴とする請求項２、３又は４
記載のハイブリット型太陽熱温度変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001194207A JP3711382B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | ハイブリット型太陽熱温度変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001194207A JP3711382B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | ハイブリット型太陽熱温度変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014316A true JP2003014316A (ja) | 2003-01-15 |
| JP3711382B2 JP3711382B2 (ja) | 2005-11-02 |
Family
ID=19032380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001194207A Expired - Lifetime JP3711382B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | ハイブリット型太陽熱温度変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3711382B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100760011B1 (ko) | 2006-04-12 | 2007-09-19 | 현대건설주식회사 | 환기 시스템 |
| JP2008517199A (ja) * | 2004-10-15 | 2008-05-22 | アストリウム・エス・エー・エス | レジストジェット |
| JP2010223439A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Tokyo Gas Co Ltd | 太陽熱利用蒸気発生システムとそれを利用した太陽熱利用吸収冷凍機 |
| WO2011004866A1 (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | 株式会社Ihi | 蒸気供給装置 |
| CN112833588A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-05-25 | 深圳市励科机电科技工程有限公司 | 一种基于绿色能源利用的楼宇多联供系统及其控制方法 |
| US11651398B2 (en) | 2012-06-29 | 2023-05-16 | Ebay Inc. | Contextual menus based on image recognition |
| US11694427B2 (en) | 2008-03-05 | 2023-07-04 | Ebay Inc. | Identification of items depicted in images |
| US11727054B2 (en) | 2008-03-05 | 2023-08-15 | Ebay Inc. | Method and apparatus for image recognition services |
-
2001
- 2001-06-27 JP JP2001194207A patent/JP3711382B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008517199A (ja) * | 2004-10-15 | 2008-05-22 | アストリウム・エス・エー・エス | レジストジェット |
| JP4729577B2 (ja) * | 2004-10-15 | 2011-07-20 | アストリウム・エス・エー・エス | レジストジェット |
| KR100760011B1 (ko) | 2006-04-12 | 2007-09-19 | 현대건설주식회사 | 환기 시스템 |
| US11694427B2 (en) | 2008-03-05 | 2023-07-04 | Ebay Inc. | Identification of items depicted in images |
| US11727054B2 (en) | 2008-03-05 | 2023-08-15 | Ebay Inc. | Method and apparatus for image recognition services |
| JP2010223439A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Tokyo Gas Co Ltd | 太陽熱利用蒸気発生システムとそれを利用した太陽熱利用吸収冷凍機 |
| WO2011004866A1 (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | 株式会社Ihi | 蒸気供給装置 |
| US11651398B2 (en) | 2012-06-29 | 2023-05-16 | Ebay Inc. | Contextual menus based on image recognition |
| CN112833588A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-05-25 | 深圳市励科机电科技工程有限公司 | 一种基于绿色能源利用的楼宇多联供系统及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3711382B2 (ja) | 2005-11-02 |
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