JP2005217181A - 太陽光発電装置および太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】
太陽電池パネルを冷却して、発電効率を向上させた太陽光発電システムを提供する。
【解決手段】
外面に太陽電池パネル２を実装した空タンクに対し、その内部に流体を含有して太陽電池パネル２を太陽光に対し所望の方角に設置し得るように成型したタンク１を備え、さらにこの流体によりタンク１の外面を成す部材を通して冷却するように構成した太陽光発電装置である。
【選択図】 図２

Description

本発明は水などの流体を含有するタンクに対し、太陽電池パネルを実装し、そして、この流体によって太陽電池パネルを冷却するように成した太陽光発電装置に関するものである。また、この太陽光発電装置に用いる流体に関して、さらに夜間にて自然冷却した流体でもって、昼間において上記太陽電池パネルに対し冷却するように成した太陽光発電システムに関するものである。

従来、水タンクを用いた太陽光発電装置が提案されている（特許文献１参照）。

この特許文献１によれば、太陽光温水器システムを屋根に設置し、太陽熱を利用し、水をお湯にするシステムにおいて、温水器受光面に太陽電池を貼り付けて、水をお湯に変換すると同時に太陽電池が冷却され、発電効率を高める複合的なシステムである。

そして、この技術によれば、傾斜屋根に設置する温水器システムをベースにして、水をお湯にすることに加え、さらに屋根材として使用するに当り、太陽電池の配線がきれいにでき、水タンクの水が漏れても屋根下地材に浸入しないという特徴が記載されている。

また、特許文献２によれば、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）により造られた容器状の流体収納部を基礎部と成し、この流体収納部に水道水や砂などを注入し、これを太陽電池パネルの架台とする技術である。

すなわち、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）容器に水などを充填して、太陽電池架台の基礎として使用し、そして、屋上平屋などに設置し、さらに太陽電池に傾斜を付け、異物が付着しないようにしている。その上、施工が簡単であり、太陽電池と架台に本容器を取り付け、その後に水を注入するという構成である。また、本架台と屋上平屋の間に断熱材を入れて、建て屋の断熱効果を高めることも記載されている。

また、太陽電池と集熱器を一体として、集熱器のパイプ内に水を通過させることにより太陽電池の冷却を行い、それによって得られた熱で温水を作るエネルギーとする技術も提案されている（特許文献３参照）。

その他、冷却構造を備えた太陽光発電システムとして、下記のごとき特許文献４と特許文献５が提案されている。
特開２００３−１３８６９７号 特開２００３−６９０６２号の第３の実施形態（図８） 特開平４−３０２９５１号 特開平８−１９５５０３号 特開２００２−２０８７２１号

前述した特許文献１によれば、太陽電池パネルを水タンクと隣接することで、太陽電池パネルの熱を放散し冷却できることが記載されているが、太陽光温水器システムを屋根に設置し、太陽熱を利用し、温湯あるいは熱湯にまで加熱された温水を利用する技術であって、水タンクには温水を入れることが目的であり、太陽熱を利用して、温湯あるいは熱湯に生成し、それを取り出して利用するというものである。

また、屋根に設ける太陽光温水器システムであることで、水タンクの容量は制限され、太陽電池パネルに対する冷却効果を高める設計については、なんら記載されておらず、そのために充分なる冷却効果が得られず、所望どおりに発電効率を高めることができなかった。

一方、前述した特許文献２によれば、容器状の流体収納部に水を満タンに充填することで、最大風荷重に対して十分に耐えられる安定性が備えられる基礎部と成しているが、同文献においては、太陽電池パネルに対する冷却については、いっさい記載されていないのである。

また、前述した各特許文献等によれば、冷却構造を備えた太陽光発電システムを低コストに製造する点で、いまだ十分なる検討が行なわれていないと言える。

したがって、本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努めた結果、太陽電池パネルを太陽光に対し所望の方角に設置し得るように成型した空タンクを用意し、その内部に流体を密閉し、そして、このタンクの外面に太陽電池パネルを実装し、さらにこの流体により上記タンクの外面を成す部材を通して冷却するように成したことで、その簡易な構造でもって冷却が達成され、その上、内部に流体を密閉したタンクを用いたことで、夜間に流体を自然冷却し、その流体を昼間において、太陽電池パネルに対しタンクの構成材から成る部材を通して冷却するように成したことで、昼夜にわたって冷却サイクルが得られ、その結果、優れた搬送性や低コストを図ることができ、高い発電効率を達成し得ることを見出した。

したがって、本発明は上記知見により完成されたものであり、その目的は太陽電池パネルを簡易に冷却し得るようにした太陽光発電装置を提供することにある。

本発明の他の目的は太陽電池パネルを冷却して、発電効率を向上させた太陽光発電装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は移動性に優れた太陽光発電装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、夜間での自然冷却を利用して、太陽電池パネルを簡易に冷却し得るようにした太陽光発電システムを提供することにある。

本発明の他の目的は太陽電池パネルを冷却して、発電効率を向上させた太陽光発電システムを提供することにある。

本発明の太陽光発電装置は、内部に流体を充填し得るタンクの外面に太陽電池パネルを実装して成り、上記太陽電池パネルを太陽光に対し所望の方角に設置するとともに、タンク内部に充填する流体により上記タンクの外面を成す部材を通して太陽電池パネルを冷却するように構成したことを特徴とする。

また、本発明の太陽光発電装置は、前記太陽電池パネルの有効発電領域に対し、前記タンクの外面を成す部材を面状に当接したことを特徴とする。

さらにまた、本発明の太陽光発電装置は、前記太陽電池パネルの有効発電領域に比べて、前記タンクの外面を成す部材の当接面を実質上同じか、もしくは大きくしたことを特徴とする。

本発明のさらに他の太陽光発電装置は、前記太陽電池パネルを、接着剤を介してタンクに固定することを特徴とする。

また、本発明の太陽光発電装置は、前記実装は、太陽電池パネルの少なくとも一部に対し、加圧手段を用いて押圧して、当該太陽電池パネルをタンクの外面を成す部材に当接せしめることであることを特徴とする。

本発明の太陽光発電装置は、前記流体は無機物または有機物から成る液体、あるいは固形粒子から成る集合体から選択することを特徴とする。

本発明の太陽光発電装置は、前記タンクは所望の場所に移動し得るように成したことを特徴とする。

本発明の他の太陽光発電装置は、前記タンクが架台を成すことを特徴とする。

本発明の太陽光発電システムは、本発明の太陽光発電装置に用いる流体をタンクの内部に密閉し、夜間にて自然冷却した流体を用いて、昼間において上記太陽電池パネルに対し冷却するように成したことを特徴とする。

本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記構成のように、外面に太陽電池パネルを実装した空タンクに対し、その内部に流体（無機物または有機物から成る液体、あるいは固形粒子から成る集合体）を含有して、上記太陽電池パネルを太陽光に対し所望の方角に設置し得るように成型したタンクを備え、さらにこの流体により上記タンクの外面を成す部材を通して冷却するように構成したことで、太陽電池の受光率が大きくすることができ、しかも、この流体でもって太陽電池パネルを冷却し、その結果、発電効率を向上させ、総発電電力量が増加する。

また、本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記太陽電池パネルに対し、タンクの構成材から成る部材を通して有効に冷却するように成すべく、たとえば、太陽電池パネルの有効発電領域に対し、前記部材を面状に当接したり、さらには太陽電池パネルの有効発電領域に比べて、前記部材の当接面を実質上同じか、もしくは大きくしたことで、発電効率が向上し、総発電電力量の増加が優位に達成できる。

また、本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記太陽電池パネルに対し、タンクの構成材から成る部材を通して有効に冷却するように成すべく、たとえば、前記部材はタンクの構成材を除く他の部材から構成したり、あるいはこの他の部材として、太陽電池パネルをタンクに固定する接着剤を用いることで、発電効率が向上し、総発電電力量の増加が優位に達成できる。

また、本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記構成のように、前記実装は、太陽電池パネルの少なくとも一部に対し、加圧手段を用いて押圧して、この太陽電池パネルをタンクの外面を成す部材に当接せしめるように構成したことで、太陽電池パネルとタンクとが密着し、これにより、熱伝導率が向上し、その結果、発電効率をあげるという作用効果を奏する。

さらに本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記構成のように、太陽電池パネルを太陽光に対し所望の方角に設置し得るように成型したタンクを用いたことで、このタンクは所望の場所に移動し得るように成り、これによって、適宜、所要の場所に移動し得る利便性や汎用性が得られる。

すなわち、流体を含有しない軽量化した空のタンクであれば、設置場所に容易に移動することができ、現場で流体を注入する施工方法が採れ、部材の現地調達ができ、そして、その設置場所において流体を含有させればよく、輸送、運搬経費の削減ができ、このように移動性に優れた太陽光発電装置や太陽光発電システムが得られる。

また、本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記構成のように、空タンクの内部に流体を含有させたことで重量が増大し、タンク自体が架台を成し、太陽電池パネルを支持する基台となり、太陽電池パネルを重力方向に引き下げるようになっているので、太陽光発電装置としての自重が増加し、風等による負圧加重に対する耐性が向上する。

また、本発明の太陽光発電システムによれば、上記構成のように本発明の太陽光発電装置に用いる流体をタンクの内部に密閉し、夜間にて自然冷却した流体を用いて、昼間において上記太陽電池パネルに対し冷却するように成したことで、そのヒートサイクルを利用して、太陽電池パネルの発電時の昼間において、太陽電池パネルを冷却し、発電効率を向上させることができ、総発電電力量が増加する。

以下、本発明の太陽光発電装置を図により詳述する。

これらの図に示す太陽光発電装置については、接着材を用いて容器に太陽電池パネルを実装する場合である。

（例１）
以下、本発明の太陽光発電装置を図により詳述する。

図１は本発明の太陽光発電装置の正面図、図２は側面図、図３は背面図である。また、図４は図１に示す断面線Ａ−Ａ’による断面図である。図５は図２に示す断面線Ｂ−Ｂ’による断面図である。

これらの図に示す太陽光発電装置については、接着材を用いて容器に太陽電池パネルを実装する場合である。

この太陽光発電装置によれば、１は容器であり、２は太陽電池パネルである。そして、この太陽電池パネル２を、内部に流体を密閉した容器１を、接着材３を介して密着させる。また、４はキャップである。

このように容器１の外面に太陽電池パネル２を実装し、その容器１の内部に流体を密閉し、そして、太陽電池パネル２に対し、容器１の構成材から成る部材を通して冷却するように成している。

そして、本発明によれば、外面に太陽電池パネル２を実装した空タンク（容器１）に対し、その内部に流体を含有し、太陽電池パネル２を太陽光に対し所望の方角に設置し得るように成型したタンク（容器１）と成している。さらにこの流体により上記タンクの外面を成す部材を通して冷却するように構成している。

前記容器１の構成材として、たとえば合成樹脂材、金属材、木材、セラミックス材、サーメット材など、さまざまな材質がある。

この合成樹脂材として、たとえば塩化ビニール、ポリスチレン、ポリプロピレン、アクリル、ＡＢＳ、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＦＲＰ（強化プラスチック）ポリカーボネート、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテートのコポリマーEthylene Vinylacetate Copolymer）などがある。

また、金属材として、たとえばアルミニウム、ＳＵＳ、銅、鉛、鉄、鋼、溶融亜鉛メッキ鋼板などがある。

容器１の内部に密閉する流体については、無機物または有機物から成る液体、あるいは固形粒子から成る集合体がある。

たとえば、水（海水、温水、雨水、冷水、氷片なども含む）、塩水、土、泥、砂、コンクリート、油、エンジンオイル、不凍液、グリコール、ガラス片がある。

その他、水と高吸収性ポリマーとの組合せ、たとえば、アイスノン（商品名：白元株式会社製）がある。さらに、スライム、パラベン配合を配合したもの、たとえば、熱さまシート（商品名：小林製薬株式会社製）がある。

他に、熱可塑性ポリウレタン樹脂、オイルの流動点降下剤（鉱油系潤滑油に添加し、低温でロウ分が網目構造に結晶化し、間隙に油を含んで流動性を失うことを妨げ、流動点を低下させる添加剤）がある。この流動点降下剤については、たとえば、ポリアルキルメタクリレート、アルキル化芳香族化合物、フマレート−酢ビ共重合体、もしくはエチレン−酢ビ共重合体を単独で、または組み合わせて使用する。たとえば、ジェル（商品として、クールビロー：モリブン株式会社製がある）などがある。

以上のような無機物または有機物から成る液体、あるいは固形粒子から成る集合体を、それぞれ単独で、もしくは組み合わせて流体として使用すればよい。

また、前記接着材３としては、たとえば下記のごとき種類がある。

（合成ゴム系接着剤）
一般的にゴムを主成分とし、各種配合剤を複雑に組み合わせた混合物から成る接着剤である。溶剤形とラテックス形がある。

溶剤形では、たとえばクロロプレンゴム(ＣＲ)系、ニトリルゴム(ＮＢＲ)系、ウレタンゴム(ＵＲ)系、スチレンブタジエンゴム(ＳＢＲ)系、天然ゴム(ＮＲ)系等がある。ラテックス形については、ＳＢＲラテックス系、ＣＲ系・ＮＢＲ系・ＮＲ系がある。

（弾性接着剤）
主剤にエポキシ樹脂と硬化剤に特殊変性シリコンポリマーを主成分とする２液混合型のものと、特殊シリコン変性ポリマーをベースとする１液湿気硬化型のものがある。

（構造用接着剤）
変性アクリレート系接着剤または第２世代アクリル系接着剤(ＳＧＡ)と呼ばれるものである。

上記構成の太陽光発電装置を用いたシステムによれば、容器１の外面に、接着材３を介して太陽電池パネル２を密着させたことで、その容器１の内部に密閉した流体でもって、太陽電池パネル２に対し、容器１の構成材から成る部材を通して冷却する構造になる。

よって、夜間において流体を自然冷却させ、ついで、この流体でもって、昼間において太陽電池パネル２に対し、容器１の構成材から成る部材を通して冷却することができ、これにより、太陽電池パネル２の発電時の昼間において、太陽電池パネル２を冷却させ、その結果、発電効率を向上させ、総発電電力量を増加させる。

かくして本発明の太陽光発電システムによれば、上記のごとき、夜間と昼間との温度差、そして、その温度変化を利用したヒートサイクルを用いることで、別途、冷却構造を付設することもなくなり、その結果、低コストな太陽光発電システムでもって発電効率を向上させ、総発電電力量を増加させることができた。

また、容器１に対し、あらかじめ太陽電池パネル２を太陽光に対し所望の方角に設置し得るように成型したものを使用することで、太陽電池の受光率が大きくすることができ、しかも、容器１の内部にある流体でもって太陽電池パネル２を冷却し、その結果、発電効率を向上させ、総発電電力量を増加させることができた。

また、本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記太陽電池パネル２に対し、容器１の構成材から成る部材を通して有効に冷却するように成すべく、たとえば、太陽電池パネル２の有効発電領域に対し、前記部材を面状に当接したり、さらには太陽電池パネル２の有効発電領域に比べて、前記部材の当接面を実質上同じか、もしくは大きくしたことで、発電効率が向上し、総発電電力量の増加が優位に達成できる。

また、本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記太陽電池パネル２に対し、容器１の構成材から成る部材を通して有効に冷却するように成すべく、たとえば、前記部材はタンクの構成材を除く他の部材から構成したり、あるいはこの他の部材として、太陽電池パネル２を容器１に固定する接着剤を用いることで、発電効率が向上し、総発電電力量の増加が優位に達成できる。

また、本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記構成のように、前記実装は、太陽電池パネル２の少なくとも一部に対し、加圧手段を用いて押圧して、この太陽電池パネルをタンクの外面を成す部材に当接せしめるように構成したことで、太陽電池パネル２と容器１とが密着し、これにより、熱伝導率が向上し、その結果、発電効率をあげるという作用効果を奏する。

さらに本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記構成のように、太陽電池パネル２を太陽光に対し所望の方角に設置し得るように成型した容器１を用いたことで、この容器１は所望の場所に移動し得るように成り、これによって、適宜、所要の場所に移動し得る利便性や汎用性が得られる。

すなわち、流体を含有しない軽量化した空の容器１であれば、設置場所に容易に移動することができ、現場で流体を注入する施工方法が採れ、部材の現地調達ができ、そして、その設置場所において流体を含有させればよく、輸送、運搬経費の削減ができ、このように移動性に優れた太陽光発電装置や太陽光発電システムが得られる。

また、本発明の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、上記構成のように、容器１の内部に流体を含有させたことで重量が増大し、容器１自体が架台を成し、太陽電池パネル２を支持する基台となり、太陽電池パネル２を重力方向に引き下げるようになっているので、太陽光発電装置としての自重が増加し、風等による負圧加重に対する耐性が向上する。

上記構成の太陽光発電装置ならびに太陽光発電システムによれば、太陽電池パネル２に容器１を、接着材３を介して密着させる場合、太陽電池パネル２の非受光面と、容器１との間に設ける接着材３の配設面積を、容器１の特徴に応じて変えてもよい。

たとえば、容器１の構成材の材質と、その構成材の厚みに依存するが、容器１自体が変形し易い袋状になっている場合には、下記のようにすればよい。

非受光面と容器１の密着は、容器１が、たとえばビニール袋のような不定形状のものであれば、太陽電池パネル２の非受光面への密着化もしくは一体化が容易となり、これにより、シリコン系などの熱伝導性の高い接着剤で接着することで、非受光面と一体化した構成にしてもよい。

また、本発明の上記構成の太陽光発電システムにおいては、容器１が成型した箱型（四角形）のタンクのごとく、それ自体の形状や構造を保てるような構成においては、その一部を非受光面と接着してピンポイントで支持するように成し、容器１と非受光面との間に他の物体が介在しないようにして、容器１内の流体への熱伝導効率が低下しないようにしてもよい。そして、太陽電池パネル２の有効発電領域に対し、前記部材を当接させるに際し、その当接部を前記部材に形成した複数個の凸部でもって、スポット状に当ててもよく、あるいは、前記部材に形成した複数個の線状部でもって、線状に当ててもよい。

なお、請求項１において、成型したタンクと記載しているが、このような成形タンクとは、流体を入れない状態で容器１自体が変形し易い袋状になっている場合、あるいは、流体を入れない状態で容器１自体が、すでに箱状に成形した場合との双方を意味する。

本例によれば、前記太陽電池パネル２の有効発電領域に対し、前記部材を面状に当接しており、これにより、その有効発電領域に対し、ほぼ均等に冷却することができる点でよい。なお、この有効発電領域とは、太陽電池パネル２に配列した複数の太陽電池素子において、実質上発電に寄与する太陽電池素子であって、これら素子が占める領域に対応する。

そして、本発明によれば、さらに前記太陽電池パネル２の有効発電領域に比べて、前記部材の当接面を実質上同じか、もしくは大きくすると、有効発電領域に対し、ほぼ均等に冷却するに当り、そのような均等の冷却効果という点で、有利である。

とくに、太陽電池パネルの有効発電領域に比べて、前記部材の当接面を大きくすると、有効発電領域の周辺部に対しても、その内部の有効発電領域部分とほぼ同程度の冷却効果が得られるという点でよい。

以上のような構成の太陽光発電システムによれば、太陽電池パネル２に容器１を、接着材３を介して密着させる場合、下記の５通りの方法があり、いずれの方法を用いてもよい。

（方法１） 流体を入れていない空の容器１を用意し、そして、あらかじめこの空の容器１に接着材３を介して太陽電池パネル２を密着させ、この状態で太陽光発電装置の設置場所にまで搬送し、しかる後に、その場所にて流体を調達し、空の容器１内に注入し、本発明の太陽光発電システムと成す。

（方法２） 流体を入れていない空の容器１を用意するが、この空の容器１には太陽電池パネル２を密着させていない状態にする。そして、この状態で太陽光発電装置の設置場所にまで搬送し、しかる後に、その場所にて流体を調達し、空の容器１内に注入し、その後にこの容器１に接着材３を介して太陽電池パネル２を密着させ、本発明の太陽光発電システムと成す。

（方法３） 流体を入れていない空の容器１を用意するが、この空の容器１には太陽電池パネル２を密着させていない状態にする。そして、この状態で太陽光発電装置の設置場所にまで搬送し、しかる後に、その場所にてこの空の容器１に接着材３を介して太陽電池パネル２を密着させ、その後に、流体を空の容器１内に注入し、本発明の太陽光発電システムと成す。

（方法４） 流体を入れて密閉した容器１を用意し、この容器１には太陽電池パネル２を密着させていない状態にする。そして、この状態で太陽光発電装置の設置場所にまで搬送し、しかる後に、その場所にてこの容器１に接着材３を介して太陽電池パネル２を密着させ、本発明の太陽光発電システムと成す。

（方法５） 流体を入れて密閉した容器１を用意し、そして、あらかじめこの容器１に接着材３を介して太陽電池パネル２を密着させ、この状態で太陽光発電装置の設置場所にまで搬送し、本発明の太陽光発電システムと成す。

（方法１）〜（方法３）のように、流体を入れていない空の容器１を用意して、太陽光発電装置の設置場所にまで搬送し、そして、その場所にて流体を調達するなどして本発明の太陽光発電システムと成した場合であれば、部材の搬送や輸送において、軽量化をはかることができ、その分、輸送コストを低減することができる。

（例２）
本例においては、図６〜図１０に示す太陽光発電装置のように、加圧手段（たとえば取付け器具）を用いて、容器１に太陽電池パネル２を実装する場合である。

図６は本発明の太陽光発電装置の正面図、図７は側面図、図８は背面図である。また、図９は図６に示す断面線Ａ−Ａ’による断面図である。図１０は図７に示す断面線Ｂ−Ｂ’による断面図である。

（例１）の太陽光発電システムにおいては、接着材を用いて太陽電池パネル２を実装したが、これに代えて、太陽電池パネル２の少なくとも一部に対し、加圧手段を用いて押圧して、この太陽電池パネル２を容器１の外面を成す部材に当接した構成である。

このような加圧手段として、たとえば取付け器具を用いて太陽電池パネル２を実装している。なお、その他の構成は（例１）の太陽光発電装置ならびに太陽光発電システムと同じである。

これらの図に示すごとく、取付け器具については、従来周知の取付け方法を用いればよく、たとえば太陽電池パネル２に対し、その周囲の一部もしくは全部を押さえるような構造にすればよい。

このような取付け器具を用いることで、容器１が着脱可能となり、これにより、容器１の破損などにより液漏れが生じたときなどにも容易に交換が行うことができ、その結果、メンテナンス性がよくなる。そして、太陽電池パネル２の非受光面に密着された容器１には太陽光等によって熱せられた太陽電池の熱が伝達され、容器１の中の流体が熱を奪い、これによって太陽電池を冷却する。

かくして本発明の太陽光発電装置ならびにこのシステムにおいても、夜間と昼間との温度差、そして、その温度変化を利用したヒートサイクルを用いることで、別途、冷却構造を付設することもなくなり、その結果、低コストな太陽光発電システムでもって発電効率を向上させ、総発電電力量を増加させることができた。

また、本例の太陽光発電装置においても、太陽電池パネル２に容器１を、取付け器具を用いて密着させる場合、容器１が成型した箱型（四角形）のタンクのごとく、それ自体の形状や構造を保てるような構成においては、その一部を非受光面と接着してピンポイントで支持するように成し、容器１と非受光面との間に他の物体が介在しないようにして、容器１内の流体への熱伝導効率が低下しないようにしてもよい。そして、太陽電池パネルの有効発電領域に対し、前記部材を当接させるに際し、その当接部を前記部材に形成した複数個の凸部でもって、スポット状に当ててもよく、あるいは、前記部材に形成した複数個の線状部でもって、線状に当ててもよい。

また、本例においても、前記太陽電池パネルの有効発電領域に対し、前記部材を面状に当接しており、これにより、その有効発電領域に対し、ほぼ均等に冷却することができる。

そして、本発明によれば、さらに前記太陽電池パネルの有効発電領域に比べて、前記部材の当接面を実質上同じか、もしくは大きくすると、有効発電領域に対し、ほぼ均等に冷却するに当り、そのような均等の冷却効果という点で、有利である。

とくに、太陽電池パネルの有効発電領域に比べて、前記部材の当接面を大きくすると、有効発電領域の周辺部に対しても、その内部の有効発電領域部分とほぼ同程度の冷却効果が得られるという点でよい。

（例３）
本例においては、テトラポットのような構造の容器１を用意し、そして、本発明によれば、外面に太陽電池パネル２を実装した空タンク（容器１）に対し、その内部に流体を含有し、太陽電池パネル２を太陽光に対し所望の方角に設置し得るように成型したタンク（容器１）と成している。さらにこの流体により上記タンクの外面を成す部材を通して冷却するように構成している。

その他の構成、とくに太陽電池パネル２に容器１を実装する手段については、前述した（例１）と（例２）に示すとおりである。

（例４）
本例においては、前述した（例１）〜（例３）の太陽光発電システムにおいて、さらに流体を変えることで、より発電効率を高めた太陽光発電システムを示す。

容器１に注入する冷却用の流体の性質を変更することによって、さまざまな特性を得ることができる。

たとえば、流体を不凍液（エチレングリコール、メタノール）などのような、より凍結しにくいものを用いた場合には、外気温が氷点下に低下しても凍ることなく、さらに低温の熱量を取り込むことができ、これにより、冬場などに氷点下以下の外気温によって夜間にて自然冷却した流体を用いて、より発電効率の良い太陽光発電システムとなる。

本発明者が（例１）、（例２）または（例３）の太陽光発電システムにおいて実験した例を述べる。

太陽光発電装置は太陽光を電気に変換し、負荷への電力供給や電力会社への商用電力系統（売電・買電）などに使用されるのであるが、太陽電池は温度が上昇すると発電効率が低下する特性があり、そのために夏場の昼間などのように日射強度が高く、発電が見込める時間帯ほど太陽光によって太陽電池の温度が上昇し発電効率が下がっていた。

本例によれば、流体として水を使用した太陽光発電システムにて説明する。

１０：００〜１５：００の時間にわたる昼間においては、太陽の日射強度が高いが、従来によれば、太陽電池の温度は５０度を超えており、もっとも発電効率は低くなった。

これに対し、本発明の太陽光発電システムにしたことで、容器１内に密閉された流体が夜間に十分冷やされた後、その熱と流体の熱容量、さらには流体の対流による放熱によって、冷却されたモジュール温度のように昼間の太陽電池を最大で１０度以上も冷却し、発電効率を向上させることができた。

また、容器内の流体に蓄積された熱量によって夕刻から夜間に渡っては太陽電池の温度が下がらないといった逆転現象が生じるが、夕刻の発電量は昼間の発電量に較べて少なく、同程度の温度上昇の影響であれば、発電量が小さい方が発電効率の低下による影響が少なく、その結果、総発電量は増加する。

また、夜間は発電しないので発電への影響がなく、しかも、一日に渡っての温度変化が少なくなることで、太陽電池素子とＥＶＡ合成樹脂材（封止材）、太陽電池素子の電極部分などのような異種物質間の熱膨張・収縮による物理的ストレスが緩和されるといった利点もある。

さらにまた、本発明の太陽電池アレイによれば、太陽電池パネル２が流体の密封された容器１が重量物として取り付けられることにより、風の圧力に対する抵抗力を高め、これによって耐負圧加重を大きくすることができ、その結果、太陽電池パネル２に対する基礎が必要ない状態となり、もしくは基礎工事が簡略化できる。

本発明に係る太陽光発電装置の太陽電池の冷却構造を模式的に説明する正面図である。 本発明に係る太陽光発電装置の太陽電池の冷却構造を模式的に説明する側面図である。 本発明に係る太陽光発電装置の太陽電池の冷却構造を模式的に説明する背面図である。 図１に示す断面線Ａ−Ａ’による断面図である。 図２に示す断面線Ｂ−Ｂ’による断面図である。 本発明に係る他の太陽光発電装置の太陽電池の冷却構造を模式的に説明する正面図である。 本発明に係る他の太陽光発電装置の太陽電池の冷却構造を模式的に説明する側面図である。 本発明に係る他の太陽光発電装置の太陽電池の冷却構造を模式的に説明する背面図である。 図６に示す断面線Ａ−Ａ’による断面図である。 図７に示す断面線Ｂ−Ｂ’による断面図である。 本発明に係るさらに他の太陽光発電装置の太陽電池の冷却構造を模式的に説明する斜視図である。

符号の説明

１・・・容器
２・・・太陽電池パネル
３・・・接着材
４・・・キャップ

Claims (9)

1. 内部に流体を充填し得るタンクの外面に太陽電池パネルを実装して成り、上記太陽電池パネルを太陽光に対し所望の方角に設置するとともに、タンク内部に充填する流体により上記タンクの外面を成す部材を通して太陽電池パネルを冷却するように構成したことを特徴とする太陽光発電装置。
2. 前記太陽電池パネルの有効発電領域に対し、前記タンクの外面を成す部材を面状に当接したことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
3. 前記太陽電池パネルの有効発電領域に比べて、前記タンクの外面を成す部材の当接面を実質上同じか、もしくは大きくしたことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電装置。
4. 前記太陽電池パネルを、接着剤を介してタンクに固定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の太陽光発電装置。
5. 前記実装は、太陽電池パネルの少なくとも一部に対し、加圧手段を用いて押圧して、当該太陽電池パネルをタンクの外面を成す部材に当接せしめることであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の太陽光発電装置。
6. 前記流体は無機物または有機物から成る液体、あるいは固形粒子から成る集合体から選択することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の太陽光発電装置。
7. 前記タンクは所望の場所に移動し得るように成したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の太陽光発電装置。
8. 前記タンクが架台を成すことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の太陽光発電装置。
9. 請求項１ないし８の太陽光発電装置に用いる流体をタンクの内部に密閉し、夜間にて自然冷却した流体を用いて、昼間において上記太陽電池パネルに対し冷却するように成したことを特徴とする太陽光発電システム。

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