JP2003314903A - 太陽光発電集熱複合パネルの集熱管保持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池セルと太陽熱集熱体とが併設された
太陽光発電集熱複合パネルにおいて、良好な組立加工性
であって、より効率的に集熱することができる太陽光発
電集熱複合パネルの集熱管保持構造を提供する。 【解決手段】 太陽光発電セル（１）の裏側に太陽熱集
熱体が備えられた太陽光発電集熱複合パネルにおいて、
太陽熱集熱体は、集熱板（２）と、集熱管、並びにその
保持部材（３）を有し、集熱板（２）は太陽光発電セル
（１）の裏側に一体的に配設され、保持部材（３）は集
熱板（２）への配設部（４）と集熱管の挟持部（５）と
を有する断面略Ｌ字型体であって、その配設部（４）で
集熱板（２）に配設され、集熱管が対向する一対の保持
部材（３）の挟持部（５）で挟持されて保持される集熱
管保持構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、太陽光発
電集熱複合パネルの集熱管保持構造に関するものであ
る。さらに詳しくは、この出願の発明は、太陽電池セル
と太陽熱集熱体とが併設された太陽光発電集熱複合パネ
ルにおいて、組み立て加工性が良好であるとともに、よ
り効率的に集熱することができる太陽光発電集熱複合パ
ネルの集熱管保持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】太陽光発電システムにおいては、太陽エ
ネルギーのさらなる有効利用を考慮して、屋根面上に配
設した太陽光発電ユニットによって太陽光エネルギーを
利用するだけでなく、太陽熱エネルギーをも利用するこ
とが検討されている。たとえば、同一屋根面上におい
て、太陽電池を備えた太陽光発電ユニットにより太陽光
発電するとともに、太陽熱集熱装置により太陽熱を温水
として集熱することのできる、電熱ハイブリッド型の太
陽光発電集熱複合パネルの実用化が検討されている。

【０００３】この電熱ハイブリッド型の太陽光発電集熱
複合パネルとしては、たとえば、図６に例示したよう
に、上部にカバーガラス等の透明性基材（イ）を備えた
ケース体（カ）内に太陽電池セル（ア）を配置して、こ
の太陽電池セル（ア）で発電するとともに、この太陽電
池セル（ア）の裏側に熱媒を流通させて集熱するように
した金属製の集熱管（ウ）を備えたものが提案されてい
る。そしてこのような集熱管（ウ）による集熱は、太陽
電池セル（ア）の裏側での間接的な集熱であることか
ら、集熱管（ウ）は、太陽電池セル（ア）と広い面積で
接触可能な集熱板（エ）を介して太陽電池セル（ア）の
裏側に設置されるようにしている。また、ケース体
（カ）との隙間に断熱材（オ）を配設して集熱管（ウ）
による集熱効果を高める工夫なども施されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
とおりの従来の太陽光発電集熱複合パネルでは、太陽光
による熱によって太陽電池セル（ア）に反りが生じ、集
熱管（ウ）および集熱板（エ）を太陽電池セル（ア）に
接着または溶接等により直接に取り付け固定することは
できないため、集熱管（ウ）は安定化のために集熱板
（エ）への溶接等により保持されていた。

【０００５】このように従来の太陽光発電集熱複合パネ
ルでは、集熱管（ウ）および集熱板（エ）と太陽電池セ
ル（ア）とを近密に保持することが容易ではないため、
その集熱効果の向上には大きな制約があった。

【０００６】また、従来の場合には、集熱管（ウ）の集
熱板（エ）への溶接等は大変に面倒であって、組立加工
性に難点があった。

【０００７】そこで、この出願の発明は、以上の通りの
問題点を解消し、太陽電池セルと太陽熱集熱体とが併設
された太陽光発電集熱複合パネルにおいて、より効率的
に集熱することができる太陽光発電集熱複合パネルの集
熱管保持構造を提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、第１には、太陽光発電セ
ルの裏側に太陽熱集熱体が備えられた太陽光発電集熱複
合パネルにおいて、太陽熱集熱体は、集熱板と、集熱
管、並びに集熱管の保持部材を有し、集熱板は太陽光発
電セルの裏側に一体的に配設され、保持部材は集熱板へ
の配設部と集熱管挟持部とを有する断面略Ｌ字型体であ
って、その配設部で集熱板に取り付け配設され、集熱管
が対向する一対の保持部材の挟持部で挟持されているこ
とを特徴とする太陽光発電集熱複合パネルの集熱管保持
構造を提供する。

【０００９】また、この出願の発明は、第２には、一対
の保持部材は、配設部が挟持部よりも外側になるように
対向配置されていることを特徴とする太陽光発電集熱複
合パネルの集熱管保持構造を提供し、第３には、集熱板
には保持部材装着用の溝部が設けられ、保持部材の配設
部には、前記溝部に嵌め込み可能な装着凸部が設けら
れ、保持部材は装着凸部が集熱板の溝部に嵌め込まれて
いるとともに、装着凸部において太陽光発電セルと接触
していることを特徴とする太陽光発電集熱複合パネルの
集熱管保持構造を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】この出願の発明は、上記の通りの
特徴を持つものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。

【００１１】この出願の発明が提供する太陽光発電集熱
複合パネルの集熱管保持構造の一例を底面斜視図として
例示したものが図１である。たとえば、この図１に例示
したように、この出願の太陽光発電集熱複合パネルで
は、太陽光発電セル（１）の裏側（図１においては上）
に太陽熱集熱体が備えられており、この場合の太陽熱集
熱体は、基本的には、集熱板（２）と、一対の保持部材
（３）、並びに集熱管（８）（図示せず）とを有してい
る。

【００１２】集熱板（２）の素材については特に制限は
ないが、たとえばアルミニウム等の熱伝導性のよい金属
シート等を用いることができ、太陽光発電セル（１）の
裏側に一体的に配設することができる。ここで、集熱板
（２）として金属シートを用いる場合には、その表面を
ＰＥＴ樹脂等で被覆するなどして太陽光発電セル（１）
との絶縁を図ることができる。また、集熱板（２）の太
陽光発電セル（１）への一体的な取付け配設において
は、全面あるいはスポットでの接着もしくは溶接等の各
種の手段を採用することができる。

【００１３】そしてこの出願の発明において特徴的な保
持部材（３）は、一対の、すなわち２部材から構成され
るものであって、その断面形状は略Ｌ字型である。な
お、ここで、この断面のＬ字型の形状とは、この保持部
材（３）の断面形状を厳密にあらわすものではなく、図
１に例示した屈曲形状のように、この出願の発明におい
てはその機能を説明するのに適した形状として用いてい
る。そして、保持部材（３）は、断面略Ｌ字型の一辺が
集熱板（２）への配設部（４）であって、もう一辺が集
熱管（８）の挟持部（５）であって、保持部材（３）は
配設部（４）において、集熱板（２）に取付け配設され
ている。この場合の取付け配設の手段については、全面
あるいはスポットでの接着もしくは溶接等の各種の手段
を採用することができる。また、保持部材（３）の素材
についても特に制限はなく、集熱板（２）と同様に熱伝
導性のよい金属等を用いることができ、集熱板（２）と
同素材とすることもできる。

【００１４】挟持部（５）は、その各々が集熱板（２）
から立上がり、その対向部において、集熱管（８）を挟
持する。挟持部（５）の立ち上がり角度や対向間隔につ
いては適宜に調整することができる。また、対向する挟
持部（５）にバネ性を持たせて集熱管（８）を挟持させ
ることなども可能である。

【００１５】挟持部（５）のより詳細な形状については
様々な形態のものを考慮することができる。たとえば図
２（ａ）は、図１に例示した保持部材（３）の断面図を
例示したものであるが、このように、挟持部（５）は集
熱管（８）を安定して保持するために屈曲あるいは屈折
されていてもよい。挟持部（５）の断面形状をこのよう
に屈曲ないし屈折させた場合には、図３に例示したよう
に、保持部材（３）および集熱板（２）と集熱管（８）
とを５箇所で接触させることができ、集熱管（８）をよ
り安定に保持することができる。集熱管（８）の対向す
る挟持部（５）への嵌入も容易であって、両者のスポッ
ト的接合や溶接も適宜に可能とされ、組立加工性、そし
て構造安定性に優れたものとなる。

【００１６】また、接触点並びに接触の面積は減るもの
の、図２（ｂ）に例示したように、挟持部（５）が平板
状であって、保持部材（３）の断面形状がＬ字型の簡単
なものであってもよい。さらには、図２（ｃ）に例示し
たように、断面Ｌ字型のものに集熱管（８）脱落防止カ
ーバーを設けるようにしてもよい。加えて、図２（ｄ）
に例示したように、挟持部（５）を集熱管（８）に符合
する曲面状とすること等も、組立加工性が良好であっ
て、しかも、より安定にほじすることができて集熱効果
が高められる好ましい例として示すことができる。

【００１７】このようなこの出願の発明の太陽光発電集
熱複合パネルの集熱管（８）保持構造においては、集熱
板（２）は太陽電池セル（１）に一体的に配設されてい
るため、太陽電池セル（１）が反りを生じた場合でも集
熱板（２）と太陽電池セル（１）との間の緊密性に支障
が生じることがなく、太陽電池セル（１）の裏側での間
接的な集熱をより高効率に実現することができる。ま
た、集熱管（８）は一対の保持部材（３）により挟持さ
れ、その組立加工性は良好であって、また、たとえ太陽
電池セル（１）および集熱板（２）が反りを生じた場合
でも、集熱管（８）は安定して集熱板（２）に保持され
ることになる。したがって、集熱板（２）によって集め
られた多量の熱は効率よく集熱管（８）に伝えられ、集
熱管（８）内を流通する熱媒を経て高効率で回収するこ
とができる。

【００１８】さらにこの出願の発明が提供する太陽光発
電集熱複合パネルの集熱管（８）保持構造では、上記の
集熱管（８）保持構造において、保持部材（３）は、集
熱板（２）への配設部（４）が集熱管（８）の挟持部
（５）よりも外側になるように対向して配設されている
ものとすることができる。このような構造とすること
で、配設部（４）の面積を大きくとることができ、集熱
板（２）から集熱管（８）への熱の伝導をより効率よく
行なうことができる。

【００１９】加えてこの出願の発明が提供する太陽光発
電集熱複合パネルの集熱管（８）保持構造では、図４に
例示したように、集熱板（２）には保持部材（３）装着
用の溝部（６）が設けられており、また保持部材（３）
の配設部（５）には、この溝部（６）に嵌め込み可能な
装着凸部（７）が設けられているものとすることができ
る。保持部材（３）の装着凸部（７）は集熱板（２）の
溝部（６）に嵌め込まれているとともに、太陽光発電セ
ル（１）と接触させることができる。この場合の保持部
材（３）の装着凸部（７）は、太陽光発電セル（１）に
全面で、あるいはスポットで接着あるいは溶接されてい
てもよいし、溝部（６）との強固な嵌め込みのみにより
保持されていてもよい。

【００２０】このような構造とすることで、集熱板
（２）への保持部材（３）の接着、溶接等の配設作業が
不要となり、より簡便に太陽光発電集熱複合パネルの集
熱管（８）保持構造を実現することができる。また、図
５に例示したように、集熱管（８）を保持している保持
部材（３）は集熱板（２）と接触するとともに、太陽光
発電セル（１）とも直接接触することができるため、太
陽熱を太陽電池セル（１）の裏側から集熱板（２）を介
して集熱することに加え、直接に集熱することができ、
より高効率な集熱を実現することができる。

【００２１】もちろん、この発明は以上の例に限定され
るものではなく、細部については様々な実施の形態が可
能であることは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この出願の発
明によって、太陽電池セルと太陽熱集熱体とが併設され
た太陽光発電集熱複合パネルにおいて、組立加工性が良
好であって、構造安定性にも優れ、より効率的に集熱す
ることができる太陽光発電集熱複合パネルの集熱管保持
構造が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の太陽光発電集熱複合パネルの
集熱管保持構造を例示した底面斜視図である。

【図２】この出願の発明における保持部材の断面形状を
例示した模式図である。

【図３】この出願の発明の太陽光発電集熱複合パネルの
集熱管保持構造を例示した断面図である。

【図４】この出願の発明の太陽光発電集熱複合パネルの
集熱管保持構造を例示した底面斜視図である。

【図５】この出願の発明の太陽光発電集熱複合パネルの
集熱管保持構造を例示した断面図である。

【図６】従来の電熱ハイブリッド型の太陽光発電集熱複
合パネルの構造を例示した断面図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池セル ２ 集熱板 ３ 保持部材 ４ 配設部 ５ 挟持部 ６ 溝部 ７ 装着凸部 ８ 集熱管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 享 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 Ｆターム(参考） 5F051 BA11 JA09 JA18

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽光発電セルの裏側に太陽熱集熱体が
   備えられた太陽光発電集熱複合パネルにおいて、太陽熱
   集熱体は、集熱板と、集熱管、並びに集熱管の保持部材
   を有し、集熱板は太陽光発電セルの裏側に一体的に配設
   され、保持部材は集熱板への配設部と集熱管挟持部とを
   有する断面略Ｌ字型体であって、その配設部で集熱板に
   取り付け配設され、集熱管が対向する一対の保持部材の
   挟持部で挟持されていることを特徴とする太陽光発電集
   熱複合パネルの集熱管保持構造。
2. 【請求項２】 一対の保持部材は、配設部が挟持部より
   も外側になるように対向配置されていることを特徴とす
   る請求項１記載の太陽光発電集熱複合パネルの集熱管保
   持構造。
3. 【請求項３】 集熱板には保持部材装着用の溝部が設け
   られ、保持部材の配設部には、前記溝部に嵌め込み可能
   な装着凸部が設けられ、保持部材は装着凸部が集熱板の
   溝部に嵌め込まれているとともに、装着凸部において太
   陽光発電セルと接触していることを特徴とする請求項１
   または２記載の太陽光発電集熱複合パネルの集熱管保持
   構造。