JP2006090659A - ソーラーシステム、ソーラーシステムの運転方法、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 太陽電池を冷却する効果を向上させ、発電効率を向上させる。
【解決手段】 太陽電池パネル2と、太陽電池パネル2の裏面に設置された第1の蓄熱部3と、第1の蓄熱部3と連通し、少なくとも第1の蓄熱部3より太陽光の影響を受けにくいように設置されている第2の蓄熱部4と、第1の蓄熱部3から第2の蓄熱部4へ、又は第2の蓄熱部4から前記第1の蓄熱部3へと、蓄熱材を移動させる移動手段5と、太陽電パネル2の発電出力、太陽電池パネル2の温度、及び大気温度から選択される少なくとも1つの値と、蓄熱材の温度とに基づいて、移動手段5の制御を行う制御手段12とを備えた、ソーラーシステム。
【選択図】 図1
【解決手段】 太陽電池パネル2と、太陽電池パネル2の裏面に設置された第1の蓄熱部3と、第1の蓄熱部3と連通し、少なくとも第1の蓄熱部3より太陽光の影響を受けにくいように設置されている第2の蓄熱部4と、第1の蓄熱部3から第2の蓄熱部4へ、又は第2の蓄熱部4から前記第1の蓄熱部3へと、蓄熱材を移動させる移動手段5と、太陽電パネル2の発電出力、太陽電池パネル2の温度、及び大気温度から選択される少なくとも1つの値と、蓄熱材の温度とに基づいて、移動手段5の制御を行う制御手段12とを備えた、ソーラーシステム。
【選択図】 図1
Description
本発明は、太陽電池の発電効率を向上させるソーラーシステムに関する。
従来、この種のソーラーシステムでは、太陽電池パネルの裏面に潜熱蓄熱材を設置する構成とすることにより、太陽電池パネルの温度上昇を抑制しているものがあった(例えば、特許文献1参照)。
図8は、特許文献1に記載されたソーラーシステムの構成図である。図8に示すように、太陽電池パネル20と、その裏面に潜熱蓄熱材が充填された潜熱蓄熱材充填層21が設置されている。
ここで、日中に日射が強くなると、太陽電池パネル、潜熱蓄熱材ともに温度が上昇しはじめるが、潜熱蓄熱材の融点まで達すると、集熱された太陽熱は、潜熱蓄熱材の融解に利用されるため、温度の上昇が抑制される。このため、発電効率を向上させたり、熱による損傷を抑制したりすることができる。
特開平11−108467(例えば、図1)
しかしながら、従来のソーラーシステムでは、深夜に太陽電池パネルからの放射冷却が行われることにより、潜熱蓄熱材は冷却されるが、明け方から発電が開始されるまでの間に大気から吸熱して、潜熱蓄熱材の温度が上がってしまう。このため、太陽電池パネルを冷却する効果が小さくなってしまうという課題があった。
本発明は、上記従来の課題を考慮して、冷却効率がより向上したソーラーシステム、その運転方法、プログラム、及び記録媒体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第1の本発明は、
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの裏面に設置された第1の蓄熱部と、
前記第1の蓄熱部と連通し、少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくいように設置されている第2の蓄熱部と、
前記第1の蓄熱部から前記第2の蓄熱部へ、又は前記第2の蓄熱部から前記第1の蓄熱部へと、蓄熱材を移動させる移動手段と、
前記太陽電池パネルの発電出力、前記太陽電池パネルの温度、及び大気温度から選択される少なくとも1つの値と、前記蓄熱材の温度とに基づいて、前記移動手段の制御を行う制御手段とを備えた、ソーラーシステムである。
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの裏面に設置された第1の蓄熱部と、
前記第1の蓄熱部と連通し、少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくいように設置されている第2の蓄熱部と、
前記第1の蓄熱部から前記第2の蓄熱部へ、又は前記第2の蓄熱部から前記第1の蓄熱部へと、蓄熱材を移動させる移動手段と、
前記太陽電池パネルの発電出力、前記太陽電池パネルの温度、及び大気温度から選択される少なくとも1つの値と、前記蓄熱材の温度とに基づいて、前記移動手段の制御を行う制御手段とを備えた、ソーラーシステムである。
又、第2の本発明は、
前記少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくいように設置されているとは、少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくい位置に設置されていることである、第1の本発明のソーラーシステムである。
前記少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくいように設置されているとは、少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくい位置に設置されていることである、第1の本発明のソーラーシステムである。
又、第3の本発明は、
前記少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくいように設置されているとは、前記第2の蓄熱部が、大気に対して断熱されていることである、第1の本発明のソーラーシステムである。
前記少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくいように設置されているとは、前記第2の蓄熱部が、大気に対して断熱されていることである、第1の本発明のソーラーシステムである。
又、第4の本発明は、
前記第2の蓄熱部は、前記第1の蓄熱部の、前記太陽電池パネルと反対側に設けられている、第1の本発明のソーラーシステムである。
前記第2の蓄熱部は、前記第1の蓄熱部の、前記太陽電池パネルと反対側に設けられている、第1の本発明のソーラーシステムである。
又、第5の本発明は、
前記制御手段は、
前記太陽電池パネルの発電出力が所定出力以上、且つ前記蓄熱材の温度が前記太陽電池パネルの温度より低いときに、前記蓄熱材を前記第1の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、第1の本発明のソーラーシステムである。
前記制御手段は、
前記太陽電池パネルの発電出力が所定出力以上、且つ前記蓄熱材の温度が前記太陽電池パネルの温度より低いときに、前記蓄熱材を前記第1の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、第1の本発明のソーラーシステムである。
又、第6の本発明は、
前記制御手段は、
前記蓄熱材の温度が前記大気温度よりも高い時に、前記蓄熱材を前記第1の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、第1の本発明のソーラーシステムである。
前記制御手段は、
前記蓄熱材の温度が前記大気温度よりも高い時に、前記蓄熱材を前記第1の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、第1の本発明のソーラーシステムである。
又、第7の本発明は、
前記制御手段は、
前記太陽電池パネルの発電出力が所定出力未満、且つ前記蓄熱材の温度が前記大気温度よりも低いときに、前記蓄熱材を前記第2の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、第1の本発明のソーラーシステムである。
前記制御手段は、
前記太陽電池パネルの発電出力が所定出力未満、且つ前記蓄熱材の温度が前記大気温度よりも低いときに、前記蓄熱材を前記第2の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、第1の本発明のソーラーシステムである。
又、第8の本発明は、
前記蓄熱材は、相変化によって蓄熱する蓄熱物質が液媒体中に分散されたものである、第1の本発明のソーラーシステムである。
前記蓄熱材は、相変化によって蓄熱する蓄熱物質が液媒体中に分散されたものである、第1の本発明のソーラーシステムである。
又、第9の本発明は、
前記制御手段は、
前記大気温度が、前記液媒体の凝固点以下であるときに、前記蓄熱材を前記第2の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、第8の本発明のソーラーシステムである。
前記制御手段は、
前記大気温度が、前記液媒体の凝固点以下であるときに、前記蓄熱材を前記第2の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、第8の本発明のソーラーシステムである。
又、第10の本発明は、
前記第1の蓄熱部及び/又は前記第2の蓄熱部は、容積が可変な容器であり、前記蓄熱材が流入する際には、膨張し、前記蓄熱材が流出する際には、収縮する、第1の本発明のソーラーシステムである。
前記第1の蓄熱部及び/又は前記第2の蓄熱部は、容積が可変な容器であり、前記蓄熱材が流入する際には、膨張し、前記蓄熱材が流出する際には、収縮する、第1の本発明のソーラーシステムである。
又、第11の本発明は、
第1の本発明のソーラーシステムを用いたソーラーシステムの運転方法であって、前記太陽電パネルの発電出力、前記太陽電池パネルの温度、及び大気温度から選ばれる少なくとも1つの値と、前記蓄熱材の温度に基づいて、前記移動手段の制御を行う制御工程を備えた、ソーラーシステムの運転方法である。
第1の本発明のソーラーシステムを用いたソーラーシステムの運転方法であって、前記太陽電パネルの発電出力、前記太陽電池パネルの温度、及び大気温度から選ばれる少なくとも1つの値と、前記蓄熱材の温度に基づいて、前記移動手段の制御を行う制御工程を備えた、ソーラーシステムの運転方法である。
又、第12の本発明は、
第11の本発明のソーラーシステムの運転方法の、前記太陽電パネルの発電出力、前記太陽電池パネルの温度、及び大気温度から選ばれる少なくとも1つの値と、前記蓄熱材の温度に基づいて、前記移動手段の制御を行う制御工程をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
第11の本発明のソーラーシステムの運転方法の、前記太陽電パネルの発電出力、前記太陽電池パネルの温度、及び大気温度から選ばれる少なくとも1つの値と、前記蓄熱材の温度に基づいて、前記移動手段の制御を行う制御工程をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
又、第13の本発明は、
第12の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータで処理可能な記録媒体である。
第12の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータで処理可能な記録媒体である。
本発明によれば、冷却効率がより向上したソーラーシステム、その運転方法、プログラム、及び記録媒体を提供することが出来る。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、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は、本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの構成図である。図1に示すように、本実施の形態1のソーラーシステムは、屋根1の上に設置された太陽電池パネル2と、太陽電池パネル2からの熱を集熱するために、屋根1と太陽電池パネル2の間に設置された第1の蓄熱部3とを備えている。又、第1の蓄熱部3に連通した第2の蓄熱部4が地上に設置されている。尚、第2の蓄熱部4は、断熱材によって覆われており、大気に対して断熱されている。
図1は、本発明の実施の形態1におけるソーラーシステムの構成図である。図1に示すように、本実施の形態1のソーラーシステムは、屋根1の上に設置された太陽電池パネル2と、太陽電池パネル2からの熱を集熱するために、屋根1と太陽電池パネル2の間に設置された第1の蓄熱部3とを備えている。又、第1の蓄熱部3に連通した第2の蓄熱部4が地上に設置されている。尚、第2の蓄熱部4は、断熱材によって覆われており、大気に対して断熱されている。
更に、第1の蓄熱部3と第2の蓄熱部4内には、蓄熱材が収納されており、この蓄熱材を第1の蓄熱部3から第2の蓄熱部4へ、又は第2の蓄熱部4から第1の蓄熱部3へと移動させるためのポンプ5が、第1の蓄熱部3と第2の蓄熱部4の間に設置されている。尚、本発明の移動手段の一例は、ポンプ5に相当する。
又、大気の温度を計測するための温度センサー6と、太陽電池パネル2の温度を測るための温度センサー7が設置されており、蓄熱材の温度を測定するために、第1の蓄熱部3及び第2の蓄熱部4に温度センサー8、及び温度センサー9が設置されている。又、第1の蓄熱部3と第2の蓄熱部4には、蓄熱材が流入しているか否かを判別するための液センサー10及び液センサー11が設けられている。これら、温度センサー6、7、8、9及び液センサー10、11と、太陽電池パネル2の発電出力に基づいて、ポンプ5を動作させるための制御手段12が設置されている。
次に、上記構成の本実施の形態1のソーラーシステムの動作について説明するとともに、本発明のソーラーシステムの運転方法の一実施例についても説明する。
最初に、図1に示すソーラーシステムについて、1日中晴天の場合の動作を説明する。
図2は、ソーラーシステムの各部温度、発電出力および蓄熱材の位置を示している。ここで、一点鎖線は温度センサー7による太陽電池パネル2の温度、細い実線は温度センサー8、9による蓄熱材の温度、破線は温度センサー6による大気の温度を示しており、太い実線は太陽電池パネル2の発電出力である。
日射は、午前6時から7時の間ごろから得られるようになる。これに伴い、太陽電池パネル2の温度も上昇し始める。この時点では、蓄熱材は第2の蓄熱部4に収容されており、第2の蓄熱部4は断熱されているため、蓄熱材の温度はわずかに上昇する程度である。
さらに、日射強度が増していき、太陽電池パネル2の発電出力が所定出力(ここでは、一例として0.6kW/m2とする)以上となった時点で、太陽電池パネル2の温度が蓄熱材の温度より高いことから、制御手段12はポンプ5を動作させることにより蓄熱材を第2の蓄熱部4から第1の蓄熱部3へと移動させる。この時点とは、図2の横軸に示されている時刻aに相当する。ここで、液センサー10、11によって、第2の蓄熱部4から第1の蓄熱部3に蓄熱材が移動したことが検知された時点で、ポンプ5の動作を停止するように制御が行われる。又、いうまでもなく、第1の蓄熱部3に蓄熱材がある状態では、太陽電池パネル2の発電出力が所定出力以上、且つ太陽電池パネル2の温度が蓄熱材の温度より高い時であっても、ポンプ5による動作は行われない。
蓄熱材が第1の蓄熱部3に収容されると、太陽電池パネル2から蓄熱材への伝熱が行われ、図2の実線で囲われたb部に示されるように太陽電池パネル2の温度の上昇が緩やかになる。
さらに、蓄熱材の温度が融点に達すると、図2の実線で囲われたc部に示されるように太陽電池パネル2の温度の上昇はより一層緩やかになる。
このように、太陽電池パネル2の発電出力が大きいときに、効果的に温度の上昇を抑制して発電効率を向上させることから、大きい発電量を得ることができる。
なお、本実施の形態1では、太陽電池パネル2の発電出力の所定出力を0.6kW/m2としているが、この値に限定されるものではなく、太陽電池パネル2の発電効率、設置面積や蓄熱材の種類、重量等により最適な値を任意に設定することができる。
さらに時間が経過して、日射強度がピークとなる時間である午後0時から2時ごろを過ぎると、太陽電池パネル2、蓄熱材の温度ともに、大気への対流による放熱や天空への放射により、次第に温度が低下し始め、途中で太陽電池パネル2の温度が蓄熱材の温度よりも低くなる。
さらに、温度が低下して、深夜に蓄熱材の温度が、天空への放射により冷却されて大気の温度より低くなった時点で、制御手段12は蓄熱材を第1の蓄熱部3から第2の蓄熱部4に移動させる。この時点とは、図2の時刻dに相当する。
これにより、太陽電池パネル2が発電を開始する前に、蓄熱材が大気から吸熱することを抑制できることから、蓄熱材でより大きな蓄冷量を確保することができる。
次に、図1に示すソーラーシステムについて、天候の変動がある場合の動作を説明する。図3は、ソーラーシステムの各部温度、発電出力および蓄熱材の位置を示している。なお、線の種類は、図2と同じであるため、説明を省略する。
午前6時から7時の間ごろに日射が得られるようになってから太陽電池パネル2の発電出力が所定出力以上となるまでの動作は、上述した1日中晴天の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
図3の時刻eにおいて、太陽電池パネル2の発電出力が所定出力以上、かつ太陽電池パネル2の温度が蓄熱材の温度より高いことから、蓄熱材は第1の蓄熱部3に収容されている。ここで、天候が晴天から曇天に変化すると、これに伴い日射強度も低下し始める。
さらに日射強度が低下していき、太陽電池パネル2の発電量が所定出力未満になった時点で、蓄熱材の温度が大気の温度より低いことから、制御手段12は、蓄熱材を第1の蓄熱部3から第2の蓄熱部4に移動させる。この時点とは、図3の時刻fに相当する。
これにより、太陽電池パネル2の発電効率向上に寄与することなく、蓄熱材が大気から吸熱して温度が上昇することを抑制することができる。
さらに時間が経過して、天候が曇天から晴天に変化すると、これに伴い再度日射強度が増加し始める。このとき、太陽電池パネル2の発電出力が所定出力以上となった時点で、太陽電池パネル2の温度が蓄熱材の温度より高いことから、制御手段12は、蓄熱材を第2の蓄熱部4から第1の蓄熱部3に移動させる。この時点とは、図3の時刻gに相当する。蓄熱材が第1の蓄熱部3に収容されると、太陽電池パネル2から蓄熱材への伝熱が行われ、図3の実線で囲まれたh部分に示されるように太陽電池パネル2の温度上昇の傾きが緩やかになる。
このように、太陽電池パネル2の発電出力が低いときには、蓄熱材が大気から吸熱しないようにして蓄冷量が減少することを抑制することができることから、天候の変化により、再度太陽電池パネル2の発電出力が増加するような場合にも、蓄熱材を効果的に太陽電池パネル2の冷却に利用することができる。
なお、午後6時以降の日射がなくなってからの動作も、上述した1日中晴天の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
最後に、図1に示すソーラーシステムについて、1日中曇天あるいは雨天の場合の動作を説明する。図4は、ソーラーシステムの各部温度、発電出力および動作状態を示している。なお、線の種類は、図2、3と同じであるため、説明を省略する。
曇天(もしくは雨天)のため、晴天時には日射強度がピークとなる時間である午後0時から2時ごろにおいても、日射強度は上昇しない。このため、太陽電池パネル2の発電出力は極めて小さいので、蓄熱材は第2の蓄熱部4に収容されたままである。
このとき、第2の蓄熱部4は断熱されているものの、収容されている間に蓄熱材の温度はわずかに上昇していく。一方、大気の温度は深夜に向かって低下していき、途中の段階で蓄熱材の温度が大気の温度より高くなる。このときが図4の時刻iに相当する。この時点で、制御手段12は蓄熱材を第2の蓄熱部4から第1の蓄熱部3に移動させる。
そして、深夜に、蓄熱材の温度が天空への放射により冷却されて大気の温度より低くなった時点で、制御手段12は蓄熱材を第1の蓄熱部3から第2の蓄熱部4へと移動させる。この時点とは、図4の時刻jに相当する。
このように、深夜に蓄熱材の温度が、天空への放射により冷却されて大気の温度より低くなるまで、蓄熱材を第1の蓄熱部3に収容することにより、より大きい蓄冷量を確保することができる。
なお、本実施の形態1では、蓄熱材として、酢酸ナトリウムや硫酸ナトリウム等の水和塩、及びn−オクタデカン等のパラフィンのように相変化して蓄熱する蓄熱物質を液媒体中に分散させたものを用いている。このため、蓄熱材の蓄冷量を確保しつつ、第1の蓄熱部3と第2の蓄熱部4との間の蓄熱材の移動を容易に行うことができる。
また、本実施の形態1では上記液媒体として、水を用いている。そのため、本実施の形態1のソーラーシステムは、特に冬場等に大気の温度が水の凝固点以下になったときには、蓄熱材を第1の蓄熱部3から第2の蓄熱部4へと移動させるように制御を行う。この様に制御を行うことにより、蓄熱材の体積変化による太陽電池パネル2の損傷を防止することが可能となる。なお、液媒体は水に限らなくてもよく、要するに、液媒体の凝固点以下になったときに蓄熱材を第1の蓄熱部3から第2の蓄熱部4へと移動させるように制御を行えばよい。
以上のように、太陽電池パネル2の発電出力が所定出力以上、且つ太陽電池パネル2の温度が蓄熱材の温度より高いときである図2の時刻a、図3の時刻e、gに、制御手段12はポンプ5を動作させることにより蓄熱材を第2の蓄熱部4から第1の蓄熱部へと移動させる。この制御により、太陽電池パネルの発電出力が大きいときに、発電効率を向上させることができる。
又、太陽電池パネルの発電出力が所定出力未満、且つ蓄熱材の温度が大気の温度より低いときである図2の時刻d、図3の時刻f、図4の時刻j等に、制御手段12は蓄熱材を第1の蓄熱部3から第2の蓄熱部4に移動させる。この制御によって、蓄熱材が大気や太陽電池パネルから吸熱して、蓄冷量が減少することを抑制することができる。
又、蓄熱材の温度が大気の温度より高いときである図4の時刻iに、制御手段12は、蓄熱材を第2の蓄熱部4から第1の蓄熱部3に移動させる。この制御により、大気への放射によって蓄熱材の蓄冷量を増加させることができる。
尚、本実施の形態1では、液センサー10、11を設け、2つの電極間の抵抗値等を測定することによって、蓄熱材が充填されているか否かの検知を行っているが、圧力センサーなどであってもよい。又、液センサー等を設けずに、所定時間だけポンプ5を動作させるようにしてもよい。この場合、蓄熱材が第1の蓄熱部3へと移動したにもかかわらず、上記条件を満たすことにより、再度蓄熱材を第1の蓄熱材3へと移動させるためにポンプ5が動作しないようにするために、制御手段12は、ポンプ5の動作方向、すなわち蓄熱材が第1の蓄熱部3又は第2の蓄熱部4のどちらに移動したかを記憶しておく必要がある。
又、本実施の形態1では、第2の蓄熱部4を大気に対して断熱され、地上に設置されているが、大気に対して断熱されているのであれば、設置場所は地上に限らない。反対に、断熱されていない場合であれば、本発明の少なくとも第1の蓄熱部よりも太陽光の影響を受けにくい位置の一例として、第1の蓄熱部3よりも日照時間が短い場所や、温度影響を受けにくい場所や、家の中等に第2の蓄熱部4は設置した方が好ましい。要するに、第2の蓄熱部4は、第1の蓄熱部3よりも太陽光の影響を受けにくいように設置されていればよい。
(実施の形態2)
図5及び図6は、本発明の実施の形態2におけるソーラーシステムの構成図である。本実施の形態2のソーラーシステムは、基本的構成は実施の形態1と同じであるが、第1の蓄熱部と第2の蓄熱部が袋状であり、第2の蓄熱部の位置が屋根上である点が異なる。そのため本相違点を中心に説明する。尚、実施の形態1と同一の構成要素については、同一の符号を付している。又、制御手段や温度センサー等は省略している。
図5及び図6は、本発明の実施の形態2におけるソーラーシステムの構成図である。本実施の形態2のソーラーシステムは、基本的構成は実施の形態1と同じであるが、第1の蓄熱部と第2の蓄熱部が袋状であり、第2の蓄熱部の位置が屋根上である点が異なる。そのため本相違点を中心に説明する。尚、実施の形態1と同一の構成要素については、同一の符号を付している。又、制御手段や温度センサー等は省略している。
図5に示されているように、本実施の形態2のソーラーシステムでは、屋根1上に第2の蓄熱部14が設置されており、第1の蓄熱部13は、第2の蓄熱部14に対して所定の空間を開けて、実質上並行に設置されている。これら第1の蓄熱部13と第2の蓄熱部14は袋状体の構成となっている。なお、この所定の空間は、第1の蓄熱部13又は第2の蓄熱部14が膨張する事が出来る程度の隙間であればよい。又、第2の蓄熱部14は、第1の蓄熱部13と比較すると日光の影響を受けにくい位置に設置されているが、大気に対して断熱されている方がより好ましい。
上記構成の本実施の形態2のソーラーシステムの動作について、図5及び図6を用いて説明する。図5は、本発明の実施の形態2における第1の蓄熱部13に蓄熱材を収容しているときのソーラーシステムの構成図である。又、図6は本発明の実施の形態2における第2の蓄熱部14に蓄熱材を収容しているときのソーラーシステムの構成図である。
蓄熱材を第1の蓄熱部13から第2の蓄熱部14に移動させるときには、ポンプ5で第1の蓄熱部13から蓄熱材を吸引すると、第1の蓄熱部14が収縮して蓄熱材を放出し、第2の蓄熱部14は蓄熱材が流入することにより膨張する。この状態が、図6に示されている。
逆に、蓄熱材を第2の蓄熱部14から第1の蓄熱部13に移動させるときには、ポンプ5で第2の蓄熱部14から蓄熱材を吸引すると、第2の蓄熱部14が収縮して蓄熱材を放出し、第1の蓄熱部13は蓄熱材が流入することにより膨張する。この状態が図5に示されている。
これにより、いずれかの蓄熱部を真空状態にする必要がないことから、ポンプの消費電力を抑制することができる。
なお、本発明の容積の可変な容器は、本実施の形態2では、袋状体の第1の蓄熱部13、第2の蓄熱部14に相当するが、袋状に限定されるものではなく、第1の蓄熱部13と第2の蓄熱部14との間の所定の空間に可動壁を設けてピストンのように駆動させても良い。この場合のソーラーシステムの構成を図7に示す。図7に示すように、第1の蓄熱部15と第2の蓄熱部16は、太陽電池パネル2の裏面に設置された1つの蓄熱部18が可動壁17によって区切られることにより形成されている。この場合ポンプ5は必要なく、可動壁17が本発明の移動手段の一例に相当する。また、第1の蓄熱部13と第2の蓄熱部14との間に断熱層が設けられているとなお良い。要するに、容積が可変で有りさえすればよく、又、第1の蓄熱部と第2の蓄熱部のどちらか一方の容積だけが可変であってもよい。
また、ポンプ5での吸引により蓄熱部を収縮、膨張させているが、形状記憶合金のように温度等の条件に応じて変形する材料で袋状体を構成して、蓄熱部を収縮、膨張させても良い。この場合、本発明の移動手段の一例は、温度条件に応じて変形する材料で形成された袋状の蓄熱部に相当するが、要するに、本発明の移動手段は、第1の蓄熱部から第2の蓄熱部へ、又は第2の蓄熱部から第1の蓄熱部へと蓄熱材を移動出来さえすればよい。
さらに、第2の蓄熱部14は、第1の蓄熱部13の太陽電池パネル2と反対側に設けられている。このため、地上に別設タンクを設ける必要がなく、設置性を向上させることができる。
尚、本発明のプログラムは、上述した本発明のソーラーヒートポンプの運転方法の制御工程の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
又、本発明の記録媒体は、上述した本発明のソーラーヒートポンプの運転方法の制御工程の全部又は一部の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒体である
又、本発明の上記「工程の動作」とは、前記工程の全部又は一部の動作を意味する。
又、本発明の上記「工程の動作」とは、前記工程の全部又は一部の動作を意味する。
又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
又、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
又、記録媒体としては、ROM等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
又、上述した本発明のコンピュータは、CPU等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、OS、更に周辺機器を含むものであっても良い。
尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
本発明にかかるソーラーシステム、その運転方法、プログラム、及び記録媒体は、冷却効率がより向上する効果を有し、高い発電効率を有する住宅用発電装置として有用であり、地域毎の分散型電源や水電解式の水素ステーション等にも応用できる。
1 屋根
2 太陽電池パネル
3 第1の蓄熱部
4 第2の蓄熱部
5 ポンプ
6、7、8、9 温度センサー
10、11 液センサー
12 制御手段
2 太陽電池パネル
3 第1の蓄熱部
4 第2の蓄熱部
5 ポンプ
6、7、8、9 温度センサー
10、11 液センサー
12 制御手段
Claims (13)
- 太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの裏面に設置された第1の蓄熱部と、
前記第1の蓄熱部と連通し、少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくいように設置されている第2の蓄熱部と、
前記第1の蓄熱部から前記第2の蓄熱部へ、又は前記第2の蓄熱部から前記第1の蓄熱部へと、蓄熱材を移動させる移動手段と、
前記太陽電池パネルの発電出力、前記太陽電池パネルの温度、及び大気温度から選択される少なくとも1つの値と、前記蓄熱材の温度とに基づいて、前記移動手段の制御を行う制御手段とを備えた、ソーラーシステム。 - 前記少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくいように設置されているとは、少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくい位置に設置されていることである、請求項1記載のソーラーシステム。
- 前記少なくとも前記第1の蓄熱部より太陽光の影響を受けにくいように設置されているとは、前記第2の蓄熱部が、大気に対して断熱されていることである、請求項1記載のソーラーシステム。
- 前記第2の蓄熱部は、前記第1の蓄熱部の、前記太陽電池パネルと反対側に設けられている、請求項1記載のソーラーシステム。
- 前記制御手段は、
前記太陽電池パネルの発電出力が所定出力以上、且つ前記蓄熱材の温度が前記太陽電池パネルの温度より低いときに、前記蓄熱材を前記第1の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、請求項1記載のソーラーシステム。 - 前記制御手段は、
前記蓄熱材の温度が前記大気温度よりも高い時に、前記蓄熱材を前記第1の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、請求項1記載のソーラーシステム。 - 前記制御手段は、
前記太陽電池パネルの発電出力が所定出力未満、且つ前記蓄熱材の温度が前記大気温度よりも低いときに、前記蓄熱材を前記第2の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、請求項1記載のソーラーシステム。 - 前記蓄熱材は、相変化によって蓄熱する蓄熱物質が液媒体中に分散されたものである、請求項1記載のソーラーシステム。
- 前記制御手段は、
前記大気温度が、前記液媒体の凝固点以下であるときに、前記蓄熱材を前記第2の蓄熱部へ移動させるように前記移動手段の制御を行う、請求項8記載のソーラーシステム。 - 前記第1の蓄熱部及び/又は前記第2の蓄熱部は、容積が可変な容器であり、前記蓄熱材が流入する際には、膨張し、前記蓄熱材が流出する際には、収縮する、請求項1記載のソーラーシステム。
- 請求項1記載のソーラーシステムを用いたソーラーシステムの運転方法であって、前記太陽電パネルの発電出力、前記太陽電池パネルの温度、及び大気温度から選ばれる少なくとも1つの値と、前記蓄熱材の温度に基づいて、前記移動手段の制御を行う制御工程を備えた、ソーラーシステムの運転方法。
- 請求項11記載のソーラーシステムの運転方法の、前記太陽電パネルの発電出力、前記太陽電池パネルの温度、及び大気温度から選ばれる少なくとも1つの値と、前記蓄熱材の温度に基づいて、前記移動手段の制御を行う制御工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項12記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータで処理可能な記録媒体。
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JP2004277910A JP2006090659A (ja) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | ソーラーシステム、ソーラーシステムの運転方法、プログラム、及び記録媒体 |
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JP2004277910A Withdrawn JP2006090659A (ja) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | ソーラーシステム、ソーラーシステムの運転方法、プログラム、及び記録媒体 |
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