JP2005134104A - ソーラーシステム、及びソーラーシステムの運転方法 - Google Patents

ソーラーシステム、及びソーラーシステムの運転方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 従来のソーラーシステムでは、太陽電池パネルを十分低温にすることができず、発電効率があまり大きく向上しないという課題がある。また、従来のソーラーシステムでは、太陽電池パネルを加熱する量が小さく、太陽電池パネルを十分に高温にすることができず、光劣化はあまり回復せず、発電効率はあまり大きく向上しないという課題がある。
【解決手段】 太陽電池パネル1の裏面に設けた第1の熱交換器2と、蓄熱槽に蓄熱させる第2の熱交換器3とを有するヒートポンプ回路と、蓄熱槽5に蓄熱された熱を利用して太陽電池パネル1を加熱する加熱手段とを備えた、ソーラーシステムである。
【選択図】 図1

Description

本発明は、高い発電効率を有するソーラーシステム、及びソーラシステムの運転方法に関する。
図9に従来のソーラーシステムの構成を示す。図9において、1は、裏面に太陽光熱集熱器を配置した太陽電池パネルである。3は、第2の熱交換器である。4は、室内を冷暖房する室内熱交換器である。5は、第2の熱交換器3を介して温水や不凍液等に蓄熱する蓄熱槽である。6は、圧縮器である。7は、第1の膨張弁である。8は、第2の膨張弁である。9は、四方弁である。10は、第1の電磁弁である。11は、第2の電磁弁である。12は、第1の三方弁である。17は、室外熱交換器である。
従来のソーラーシステムでは、図9に示すように太陽電池パネル1の裏面に熱交換器を設置し、給湯、蓄熱および暖房運転時に熱交換器をヒートポンプ回路の蒸発器として動作させることによって、太陽電池パネル1を冷却し、発電効率を向上させている(例えば、特許文献1参照)。
また、図10に従来の太陽電池パネルの構成を示す。図10において、太陽電池パネル1は、透明基板20の裏面に太陽電池層21が形成されており、太陽電池パネル1の裏面に接着材22を介して、潜熱蓄熱材16と断熱材23が順次積層されている。
図10に示すように太陽電池パネル1の裏面に潜熱蓄熱材16を設置し、昼間に太陽熱を潜熱蓄熱材16に蓄熱し、夜間の日射がない時間帯に潜熱蓄熱材16で太陽電池パネル1を加熱することによって、光劣化を回復させて、発電効率を向上させている(例えば、特許文献2参照)。
特開2000-171105号公報(例えば、第1図) 特開平9-283784号公報(例えば、第1図)
しかしながら、特許文献1に記載されたソーラーシステムの構成では、給湯、蓄熱および暖房運転時に太陽電池パネル1の裏面に設置された熱交換器をヒートポンプ回路の蒸発器として動作させており、太陽電池パネルを冷却する量が給湯負荷や昼間の暖房負荷によって制限を受けるため、太陽電池パネルを十分に低温にすることができず、発電効率はあまり大きく向上しない。
すなわち、特許文献1に記載されたソーラーシステムでは、太陽電池パネルを十分に低温にすることができず、発電効率はあまり大きく向上しないという課題がある。
また、特許文献2に記載されたソーラーシステムの構成では、昼間に太陽熱を潜熱蓄熱材に蓄熱し、夜間の日射がない時間帯に潜熱蓄熱材で太陽電池パネルを加熱しているが、太陽電池パネルの面積が大きいことから、夜間までに潜熱蓄熱材に蓄熱した熱が放熱してしまうため、太陽電池パネルを加熱する量は小さく、十分に高温にすることができず、光劣化はあまり回復しない。すなわち、発電効率はあまり大きく向上しない。
すなわち、特許文献2に記載されたソーラーシステムでは、太陽電池パネルを加熱する量が小さく、太陽電池パネルを十分に高温にすることができず、光劣化はあまり回復せず、発電効率はあまり大きく向上しないという課題がある。
本発明は、上記課題を考慮し、発電効率を向上することが出来るソーラーシステム、及びソーラーシステムの運転方法を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決するために、第1の本発明は、太陽電池パネルに設けられた第1の熱交換器と、蓄熱槽に蓄熱させる第2の熱交換器とを有するヒートポンプ回路と、
前記蓄熱槽に蓄熱された熱を利用して前記太陽電池パネルを加熱する加熱手段とを備えた、ソーラーシステムである。
また、第2の本発明は、(1)前記太陽電池パネルの発電出力が所定値以上の場合には、前記第1の熱交換器は蒸発器として、前記第2の熱交換器は凝縮器として各々動作し、(2)前記太陽電池パネルの発電出力が前記所定値未満の場合には、前記加熱手段は、前記太陽電池パネルを加熱する、第1の本発明のソーラーシステムである。
本構成によって、発電している時に太陽電池パネルは低温になるため、発電効率を向上させることができる。また、発電していない時に太陽電池パネルの温度は高温になるため、蓄熱槽から多量の熱が放熱されることから、蓄熱槽の余裕度が大きくなるため、太陽電池パネルを冷却する量を大きくすることができるとともに、光劣化から回復することができ、高い発電効率が得られる。
また、第3の本発明は、前記ヒートポンプ回路は、室内熱交換器を有し、
前記太陽電池パネルの発電出力が前記所定値未満の場合には、前記室内熱交換器が蒸発器として動作している際、前記第1の熱交換器は、凝縮器として動作する、第2の本発明のソーラーシステムである。
本構成によって、発電している時には太陽電池パネルの温度に影響しないため、高い発電効率を保ったまま、冷房運転時の不快な排熱を抑制することができる。
また、第4の本発明は、前記蓄熱槽に蓄熱された熱を利用して暖房する暖房手段を備え、
前記ヒートポンプ回路は、室内熱交換器を有し、
(1)前記太陽電池パネルの発電出力が前記所定値以上の場合には、前記室内熱交換器は凝縮器として動作し、(2)前記太陽電池パネルの発電出力が前記所定値未満の場合には、前記暖房手段によって暖房する、第2の本発明のソーラーシステムである。
本構成によって、夜間の暖房負荷に相当する量まで太陽電池パネルを冷却することができるため、より発電効率を向上させることができる。
また、第5の本発明は、前記ヒートポンプ回路の冷媒は、二酸化炭素である、第1の本発明のソーラーシステムである。
本構成によって、発電していない時に太陽電池パネルは十分高温まで加熱されるため、光劣化からの回復や蓄熱槽からの放熱が促進され、高い発電効率を得ることができる。
また、第6の本発明は、前記太陽電池パネルは、アモルファス系半導体が用いられている、第1の本発明のソーラーシステムである。
本構成によって、アモルファス系半導体では、光劣化からの回復効果が大きいため、より発電効率を向上させることができる。
また、第7の本発明は、太陽電池パネルに設けられた第1の熱交換器と、蓄熱槽に蓄熱させる第2の熱交換器とを有するヒートポンプ回路と、
前記蓄熱槽に蓄熱された熱を利用して前記太陽電池パネルを加熱する加熱手段とを備えた、ソーラーシステムを運転するソーラーシステムの運転方法であって、
前記太陽電池パネルの発電出力が所定値以上の場合には、前記第1の熱交換器は蒸発器として、前記第2の熱交換器は凝縮器として各々動作させるステップと、
前記太陽電池パネルの発電出力が前記所定値未満の場合には、前記加熱手段により、前記太陽電池パネルを加熱するステップとを備えた、ソーラーシステムの運転方法である。
本発明のソーラーシステム及びソーラーシステムの運転方法では、太陽電池パネルの発電出力が所定値以上のとき、第1の熱交換器を蒸発器として動作させ、第2の熱交換器を凝縮器として動作させて蓄熱槽に蓄熱し、発電出力が所定値未満のとき、蓄熱槽に蓄熱された熱を利用して太陽電池パネルを加熱することによって、発電している時に太陽電池パネルを低温にして発電効率を向上させることができ、発電していない時に太陽電池パネルの温度を高温にして光劣化から回復することができる。
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。ただし、従来から広く採用されている公知の手段については、詳細な説明を省略する。
(実施の形態1)
図1から図6は、本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの空調運転なしの場合(日射、非日射)、冷房運転時(日射、非日射)および暖房運転時(日射、非日射)のヒートポンプ回路図である。また、図7は、本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの四方弁、電磁弁、三方弁の動作図であり、図8は、本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの1日の中での太陽電池パネル温度の変化を表す図である。
図1から図6において、1は太陽電池パネルである。太陽電池パネル1の裏面に設置された2は、第1の熱交換器である。3は、第2の熱交換器である。4は、室内熱交換器である。5は、蓄熱槽である。6は、圧縮機である。7は、第1の膨張弁である。8は、第2の膨張弁である。
そして、太陽電池パネル1、第1の熱交換器2、第2の熱交換器3、室内熱交換器4蓄熱槽5、圧縮機6、第1の膨張弁7、及び第2の膨張弁8は、ヒートポンプ回路を構成している。
また、9は、四方弁である。10、11は、第1、第2の電磁弁である。12から14は、ヒートポンプ回路を切換える第1から第3の三方弁である。さらに、15は、暖房装置である。
なお、本実施の形態では、太陽電池パネル1としてアモルファスシリコンを用いており、ヒートポンプ回路の冷媒として二酸化炭素を用いている。また、太陽電池パネル1の裏面とは、太陽に相対している側と反対側の面を指している。
次に、このような本実施の形態の動作を説明する。
まず、最初に、図1、図7において本実施の形態のソーラーシステムを空調運転しない場合(日射時)の動作について説明する。
すなわち、空調運転を行っていない場合に、太陽電池パネル1の発電出力が所定値(ここでは、0.2kW/m)以上のとき、四方弁9、第1の電磁弁10、第2の電磁弁11、第1の三方弁12、第2の三方弁13、及び第3の三方弁14は、図7に示すように動作する。すなわち、四方弁9は、図1の9Aに示すような導通状態になる。第1の電磁弁10は閉状態になる。第2の電磁弁11は、開状態になる。第1の三方弁12は使用されない。第2の三方弁13は、図1の13Aに示すような導通状態になる。第3の三方弁14は、図1の14Aに示すような導通状態になる。
従って、図1に示すようなヒートポンプ回路が構成される。すなわち、第1の熱交換器2を蒸発器として動作させ、第2の熱交換器3を凝縮器として動作させて蓄熱槽5に蓄熱する。このとき、太陽電池パネル1は、第1の熱交換器2内を流れる冷媒に気化熱を奪われて、大気温度に近い低温になる。また、蓄熱槽5には約90℃のお湯が貯められる。
次に、図2、図7において空調運転しない場合(非日射時)の動作について説明する。
すなわち、空調運転を行っていない場合に、太陽電池パネル1の発電出力が所定値(ここでは、0.2kW/m)未満のとき、四方弁9、第1の電磁弁10、第2の電磁弁11、第1の三方弁12、第2の三方弁13、及び第3の三方弁14は、図7に示すように動作する。すなわち、四方弁9は、使用されない。第1の電磁弁10は、使用されない。第2の電磁弁11は、使用されない。第1の三方弁12は使用されない。第2の三方弁13は、使用されない。第3の三方弁14は、使用されない。
従って、図2に示すようなヒートポンプ回路が構成される。すなわち、図1に示したヒートポンプ回路は動作せず、蓄熱槽5に貯められた約90℃のお湯を第1の熱交換器2に循環させて、太陽電池パネル1はアニール可能温度以上の約80℃の高温に加熱されるとともに、蓄熱槽5の余剰な熱を放熱させることができる。
このように、空調運転しない場合(非日射時)には、蓄熱層5に貯められたお湯を、蓄熱層5と第1の熱交換器2とを接続する専用の配管を経由して、この配管に設けられたポンプによって第1の熱交換器2に循環させる。つまり、空調運転しない場合(非日射時)には、空調運転しない場合(日射時)とは異なった回路が用いられる。つまり、空調運転しない場合(非日射時)には、空調運転しない場合(日射時)とは異なる専用の回路を用いることにより、蓄熱層5に貯められたお湯を第1の熱交換器2に循環させることが出来るので、太陽電池パネル1をアニール可能温度以上の高温に加熱することが出来る。
なお、空調運転しない場合(非日射時)に用いられる場合の蓄熱層5と第1の熱交換器2とを接続する専用の配管及びこの配管の設けられたポンプは、本発明の加熱手段の例である。
次に、図3、図7において冷房運転時(日射時)の動作について説明する。
すなわち、冷房運転時に、太陽電池パネル1の発電出力が所定値以上のとき、四方弁9、第1の電磁弁10、第2の電磁弁11、第1の三方弁12、第2の三方弁13、及び第3の三方弁14は、図7に示すように動作する。すなわち、四方弁9は、図3の9Bに示すような導通状態になる。第1の電磁弁10は、開状態になる。第2の電磁弁11は、閉状態になる。第1の三方弁12は図3の12Bに示すような導通状態になる。第2の三方弁13は、図3の13Bに示すような導通状態になる。第3の三方弁14は、図3の14Bに示すような導通状態になる。
従って、図3に示すようなヒートポンプ回路が構成される。すなわち、第1の熱交換器2と室内熱交換器4とを蒸発器として動作させ、第2の熱交換器3を凝縮器として動作させて蓄熱槽5に蓄熱する。このとき、太陽電池パネル1は、第1の熱交換器2内を流れる冷媒に気化熱を奪われて、大気温度に近い低温になる。また、室内熱交換器4から冷風を吹き出して冷房を行う。さらに、蓄熱槽5には約90℃のお湯が貯められる。
次に、図4、図7において冷房運転時(非日射時)の動作について説明する。
すなわち、冷房運転時に、太陽電池パネル1の発電出力が所定値未満のとき、四方弁9、第1の電磁弁10、第2の電磁弁11、第1の三方弁12、第2の三方弁13、及び第3の三方弁14は、図7に示すように動作する。すなわち、四方弁9は、図4の9Bに示すような導通状態になる。第1の電磁弁10は、開状態になる。第2の電磁弁11は、閉状態になる。第1の三方弁12は図4の12Aに示すような導通状態になる。第2の三方弁13は、図4の13Aに示すような導通状態になる。第3の三方弁14は、図4の14Aに示すような導通状態になる。
従って、図4に示すようなヒートポンプ回路が構成される。すなわち、室内熱交換器4を蒸発器として動作させ、第1の熱交換器3を凝縮器として動作させるとともに、蓄熱槽5に貯められた約90℃のお湯を第1の熱交換器2に循環させる。これによって、太陽電池パネル1はアニール可能温度以上の約80℃の高温に加熱されるとともに、蓄熱槽5の余剰な熱を放熱させることができる。また、室内熱交換器4から冷風を吹き出して冷房を行うが、この排熱も太陽電池パネル1から放熱させることができる。
このように、冷房運転時(非日射時)には、蓄熱層5に貯められたお湯を、蓄熱層5と第1の熱交換器2とを接続する専用の配管を経由して、この配管に設けられたポンプによって第1の熱交換器2に循環させるとともに、室内熱交換器4を蒸発器として動作させ、第1の熱交換器3を凝縮器として動作させる。つまり、冷房運転時(非日射時)には、冷房運転時(日射時)とは異なった回路が用いられる。すなわち、冷房運転時(非日射時)には、冷房運転時(日射時)とは異なる専用の回路を用いることにより、蓄熱層5に貯められたお湯を第1の熱交換器2に循環させるとともに、室内熱交換器4を蒸発器として動作させ、第1の熱交換器3を凝縮器として動作させることにより、太陽電池パネル1をアニール可能温度以上の高温に加熱することが出来る。
なお、冷房運転時(非日射時)に用いられる場合の蓄熱層5と第1の熱交換器2とを接続する専用の配管及びこの配管の設けられたポンプは、本発明の加熱手段の例である。
次に、図5、図7において暖房運転時(日射時)の動作について説明する。
すなわち、暖房運転時に、太陽電池パネル1の発電出力が所定値以上のとき、四方弁9、第1の電磁弁10、第2の電磁弁11、第1の三方弁12、第2の三方弁13、及び第3の三方弁14は、図7に示すように動作する。すなわち、四方弁9は、図5の9Aに示すような導通状態になる。第1の電磁弁10は、開状態になる。第2の電磁弁11は、開状態になる。第1の三方弁12は図5の12Aに示すような導通状態になる。第2の三方弁13は、図5の13Aに示すような導通状態なる。第3の三方弁14は、図5の14Aに示すような導通状態になる。
従って、図5に示すようなヒートポンプ回路が構成される。すなわち、第1の熱交換器2を蒸発器として動作させ、室内熱交換器4と第2の熱交換器3とを凝縮器として動作させて蓄熱槽5に蓄熱する。このとき、太陽電池パネル1は、第1の熱交換器2内を流れる冷媒に気化熱を奪われて、大気温度に近い低温になる。また、室内熱交換器4から温風を吹き出して暖房を行う。さらに、蓄熱槽5には約90℃のお湯が貯められる。
最後に、図6、図7において暖房運転時(非日射時)の動作について説明する。
すなわち、暖房運転時に、太陽電池パネル1の発電出力が所定値未満のとき、四方弁9、第1の電磁弁10、第2の電磁弁11、第1の三方弁12、第2の三方弁13、及び第3の三方弁14は、図7に示すように動作する。すなわち、四方弁9は、使用されない。第1の電磁弁10は、使用されない。第2の電磁弁11は、使用されない。第1の三方弁12は、使用されない。第2の三方弁13は、使用されない。第3の三方弁14は、使用されない。
従って、図6に示すようなヒートポンプ回路が構成される。すなわち、ヒートポンプ回路は動作せず、蓄熱槽5に貯められた約90℃のお湯を第1の熱交換器2に循環させて、太陽電池パネル1はアニール可能温度以上の約80℃の高温に加熱されるとともに、蓄熱槽5の余剰な熱を放熱させることができる。また、床暖房等の暖房装置15にも循環させて暖房を行う。
このように、暖房運転時(非日射時)には、蓄熱層5に貯められたお湯を、蓄熱層5と第1の熱交換器2とを接続する専用の配管を経由して、この配管に設けられたポンプによって第1の熱交換器2に循環させる。つまり、暖房運転時(非日射時)には、暖房運転時(日射時)とは異なった回路が用いられる。すなわち、暖房運転時(非日射時)には、暖房運転時(日射時)とは異なる専用の回路を用いることにより、蓄熱層5に貯められたお湯を第1の熱交換器2に循環させることにより、太陽電池パネル1をアニール可能温度以上の高温に加熱することが出来る。
なお、空調運転しない場合(非日射時)に用いられる場合の蓄熱層5と第1の熱交換器2とを接続する専用の配管及びこの配管の設けられたポンプは、本発明の加熱手段の例である。
以上の動作を1日の中で整理すると図8に示すようになる。すなわち、昼間の太陽電池パネル1の発電量が多い時間帯は、ヒートポンプ回路で冷却されるため、破線で示す従来の太陽電池パネルの温度より低くすることができる。また、夜間の太陽電池パネル1の発電量が少ない時間帯は、蓄熱槽5の熱を利用して加熱されるため、アニール可能温度以上の高温になる。
このように、本実施の形態のソーラーシステムによって、発電している時に太陽電池パネル1は低温になるため、発電効率を向上させることができる。また、発電していない時に太陽電池パネル1の温度は高温になるため、蓄熱槽5から多量の熱が放熱されることから、蓄熱槽5の余裕度が大きくなるため、太陽電池パネル1を冷却する量を大きくすることができるとともに、光劣化から回復することができ、高い発電効率が得られる。また、発電している時には太陽電池パネル1の温度に影響しないため、高い発電効率を保ったまま、冷房運転時の不快な排熱を抑制することができる。また、夜間の暖房負荷に相当する量まで太陽電池パネル1を冷却することができるため、より発電効率を向上させることができる。
また、ヒートポンプ回路の冷媒として二酸化炭素を用いていることから、発電していない時に太陽電池パネル1は十分高温まで高効率で加熱されるため、光劣化からの回復や蓄熱槽5からの放熱が促進され、高い発電効率を得ることができる。
さらに、アモルファス系半導体では、光劣化からの回復効果が大きいため、より発電効率を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、太陽電池パネル1としてアモルファス半導体を用いているが、これに限定されるものではない。結晶シリコン、CIS等の化合物を用いた場合には、発電していないときに高温にすることによる光劣化からの回復効果は得られないが、発電しているときに高温になることによる発電効率の低下は大きいことから、上記と同様の効果が得られるものである。
また、ヒートポンプ回路の冷媒として二酸化炭素を用いているが、これに限定されるものではなく、上記と同様の効果が得られるものである。ただし、光劣化からの回復が可能であるアニール温度以上の高温まで加熱するときのヒートポンプ回路の成績係数は二酸化炭素が優れているため、省エネルギーで上記と同様の効果を得ることができ、より有効なソーラーシステムを実現することができる。
さらに、ヒートポンプ回路を構成する弁の配置や制御方法については、これに限定されるものではなく、上記と同様の動作を行うことができる回路であれば、上記と同様の効果が得られるものである。また、蓄熱、冷房、暖房の機能を全て兼ね備えたソーラーシステムとしているが、このうち1つのみの機能を備えたソーラーシステムとしてもよく、上記と同様の効果が得られるものである。
さらに、本実施の形態では、第1の熱交換器2を太陽電池パネル1の裏面に設置するとして説明したが、これに限らない。第1の熱交換器2を太陽電池パネル1の裏面の一部のみに設けても構わないし、第1の熱交換器2を太陽電池パネル1の裏面及び太陽電池パネル1の側面に設けても構わない。
本発明にかかるソーラーシステムは、高い発電効率を有するという効果を有し、家庭用冷暖房給湯機等や、工業用加熱・冷却装置の用途等のソーラーシステム、及びソーラシステムの運転方法等に有用である。
本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの空調運転なしの場合(日射)のヒートポンプ回路図 本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの空調運転なしの場合(非日射)のヒートポンプ回路図 本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの冷房運転時(日射)のヒートポンプ回路図 本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの冷房運転時(非日射)のヒートポンプ回路図 本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの暖房運転時(日射)のヒートポンプ回路図 本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの暖房運転時(非日射)のヒートポンプ回路図 本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの四方弁、電磁弁、三方弁の動作図 本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの1日の中での太陽電池パネル温度、発電量の変化を表す図 従来のソーラーシステム(特許文献1)の構成図 従来のソーラーシステム(特許文献2)の構成図
符号の説明
1 太陽電池パネル
2 第1の熱交換器
3 第2の熱交換器
4 室内熱交換器
5 蓄熱槽
6 圧縮機
7 第1の膨張弁
8 第2の膨張弁
9 四方弁
10 第1の電磁弁
11 第2の電磁弁
12 第1の三方弁
13 第2の三方弁
14 第3の三方弁
15 暖房装置
16 潜熱蓄熱材
17 室外熱交換器

Claims (7)

  1. 太陽電池パネルに設けられた第1の熱交換器と、蓄熱槽に蓄熱させる第2の熱交換器とを有するヒートポンプ回路と、
    前記蓄熱槽に蓄熱された熱を利用して前記太陽電池パネルを加熱する加熱手段とを備えた、ソーラーシステム。
  2. (1)前記太陽電池パネルの発電出力が所定値以上の場合には、前記第1の熱交換器は蒸発器として、前記第2の熱交換器は凝縮器として各々動作し、(2)前記太陽電池パネルの発電出力が前記所定値未満の場合には、前記加熱手段は、前記太陽電池パネルを加熱する、請求項1に記載のソーラーシステム。
  3. 前記ヒートポンプ回路は、室内熱交換器を有し、
    前記太陽電池パネルの発電出力が前記所定値未満の場合には、前記室内熱交換器が蒸発器として動作している際、前記第1の熱交換器は、凝縮器として動作する、請求項2に記載のソーラーシステム。
  4. 前記蓄熱槽に蓄熱された熱を利用して暖房する暖房手段を備え、
    前記ヒートポンプ回路は、室内熱交換器を有し、
    (1)前記太陽電池パネルの発電出力が前記所定値以上の場合には、前記室内熱交換器は凝縮器として動作し、(2)前記太陽電池パネルの発電出力が前記所定値未満の場合には、前記暖房手段によって暖房する、請求項2に記載のソーラーシステム。
  5. 前記ヒートポンプ回路の冷媒は、二酸化炭素である、請求項1記載のソーラーシステム。
  6. 前記太陽電池パネルは、アモルファス系半導体が用いられている、請求項1記載のソーラーシステム。
  7. 太陽電池パネルに設けられた第1の熱交換器と、蓄熱槽に蓄熱させる第2の熱交換器とを有するヒートポンプ回路と、
    前記蓄熱槽に蓄熱された熱を利用して前記太陽電池パネルを加熱する加熱手段とを備えた、ソーラーシステムを運転するソーラーシステムの運転方法であって、
    前記太陽電池パネルの発電出力が所定値以上の場合には、前記第1の熱交換器は蒸発器として、前記第2の熱交換器は凝縮器として各々動作させるステップと、
    前記太陽電池パネルの発電出力が前記所定値未満の場合には、前記加熱手段により、前記太陽電池パネルを加熱するステップとを備えた、ソーラーシステムの運転方法。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010219240A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Panasonic Electric Works Co Ltd 有機太陽電池
JP2011515830A (ja) * 2008-02-29 2011-05-19 オー−フレックス・テクノロジーズ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 熱電発電機
JP2011133123A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Mitsubishi Electric Corp 冷凍サイクル装置
CN102589270A (zh) * 2012-02-13 2012-07-18 广州市香港科大霍英东研究院 一种新型太阳能光伏发电为辅助动力的跨临界co2热泵系统
CN103206749A (zh) * 2013-04-02 2013-07-17 东营明汇新能源科技有限公司 采用高效低温太阳能光伏电池装置的电热冷联供系统
CN104034065A (zh) * 2014-07-09 2014-09-10 赵家春 太阳能蓄能式供热方法及其装置
CN104467043A (zh) * 2013-09-22 2015-03-25 蓝鹏 一种太阳能供电储能系统及方法
CN104896567A (zh) * 2015-05-06 2015-09-09 福建农林大学 多能源组合热水系统及控制方法
CN110160282A (zh) * 2019-05-21 2019-08-23 安徽晋煤中能化工股份有限公司 一种基于太阳能的制冷系统及方法
WO2019237296A1 (zh) * 2018-06-13 2019-12-19 江苏蓄能谷实业有限公司 一种太阳能热泵联合供暖系统及控制方法
WO2021002145A1 (ja) * 2019-07-04 2021-01-07 株式会社大気社 太陽光発電システム用の冷却システム
DE102012217500B4 (de) 2011-10-12 2023-03-09 International Business Machines Corporation Photovoltaik-Thermie-System und Verfahren zum Betreiben eines solchen

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011515830A (ja) * 2008-02-29 2011-05-19 オー−フレックス・テクノロジーズ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 熱電発電機
JP2010219240A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Panasonic Electric Works Co Ltd 有機太陽電池
JP2011133123A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Mitsubishi Electric Corp 冷凍サイクル装置
DE102012217500B4 (de) 2011-10-12 2023-03-09 International Business Machines Corporation Photovoltaik-Thermie-System und Verfahren zum Betreiben eines solchen
CN102589270A (zh) * 2012-02-13 2012-07-18 广州市香港科大霍英东研究院 一种新型太阳能光伏发电为辅助动力的跨临界co2热泵系统
CN103206749A (zh) * 2013-04-02 2013-07-17 东营明汇新能源科技有限公司 采用高效低温太阳能光伏电池装置的电热冷联供系统
CN104467043A (zh) * 2013-09-22 2015-03-25 蓝鹏 一种太阳能供电储能系统及方法
CN104034065B (zh) * 2014-07-09 2016-06-01 赵家春 太阳能蓄能式供热方法及其装置
CN104034065A (zh) * 2014-07-09 2014-09-10 赵家春 太阳能蓄能式供热方法及其装置
CN104896567A (zh) * 2015-05-06 2015-09-09 福建农林大学 多能源组合热水系统及控制方法
WO2019237296A1 (zh) * 2018-06-13 2019-12-19 江苏蓄能谷实业有限公司 一种太阳能热泵联合供暖系统及控制方法
CN110160282A (zh) * 2019-05-21 2019-08-23 安徽晋煤中能化工股份有限公司 一种基于太阳能的制冷系统及方法
WO2021002145A1 (ja) * 2019-07-04 2021-01-07 株式会社大気社 太陽光発電システム用の冷却システム
JP2021013228A (ja) * 2019-07-04 2021-02-04 株式会社大気社 太陽光発電システム用の冷却システム

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