JP2008016595A - Solar power generation apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar power generation apparatus capable of achieving the improvement of power generating efficiency by reducing the temperature rise of a solar cell panel. <P>SOLUTION: The solar power generation apparatus 1 is equipped with a light permeable plate member 10, a reflection mirror 20 arranged so as to be opposed to the light permeable plate member 10 through an air layer 2 of a predetermined thickness, and a solar cell panel 30 arranged in the air layer 2 between the light permeable plate member 10 and the reflection mirror 20. The solar cell panel 30 is equipped with a laminated solar cell optically receivable at both surfaces. The reflection mirror 20 is equipped with a concave surface 21 for reflecting solar light (s) transmitted through the light permeable plate member 10, and arrived at the reflection mirror 20 toward the solar cell panel 30. An infrared ray absorbing sheet 22 is laid on the surface of the reflection mirror 20. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽光を電気に変換させて発電を行う太陽光発電装置に関する。   The present invention relates to a solar power generation apparatus that generates power by converting sunlight into electricity.

従来より太陽光を電気に変換させて発電を行う太陽光発電装置が用いられている。太陽光発電装置の発電効率を向上させる具体的な手段としては、(1)太陽電池の材質の改良、(2)多接合太陽電池の開発、(3)太陽光の集光技術の開発などが、挙げられ、現在もこれらの技術の開発が進められている。   2. Description of the Related Art Conventionally, solar power generation devices that generate electricity by converting sunlight into electricity have been used. Specific means for improving the power generation efficiency of the solar power generation device include (1) improvement of the material of the solar cell, (2) development of a multi-junction solar cell, and (3) development of sunlight condensing technology. These technologies are still under development.

(1)の太陽電池の材質については、例えば、高周波プラズマを用いて、ガラス等の基板上にa−Si薄膜を形成し、適切なドーパントを選択して、pin接合を得るなどして、エネルギー変換効率を高めるものが開発されていた。   Regarding the material of the solar cell of (1), for example, by using a high-frequency plasma, an a-Si thin film is formed on a substrate such as glass, an appropriate dopant is selected, and a pin junction is obtained. Something that improves conversion efficiency has been developed.

しかし、太陽電池の理論的なエネルギー交換効率は、20〜30%が限界とされている。これは、太陽光のスペクトルは、紫外線から赤外線の領域にまで広がっているのに対し、各種太陽電池には、それぞれ固有の禁制帯幅に相当するバンドギャップエネルギーが存在するためである。そして、この性質を利用して、太陽光の光子(フォトン)のエネルギーとバンドギャップエネルギーとの差に対応するエネルギーは、熱エネルギーに変換される。   However, the theoretical energy exchange efficiency of solar cells is limited to 20 to 30%. This is because the spectrum of sunlight spreads from the ultraviolet to the infrared region, whereas each solar cell has band gap energy corresponding to its own forbidden bandwidth. And using this property, the energy corresponding to the difference between the photon energy of the sunlight and the band gap energy is converted into thermal energy.

そこで、エネルギー交換効率を高めるために、(2)の多接合系複層型太陽電池が開発されている。この多接合系複層型太陽電池は、エネルギー交換効率を高めるのには非常に有効な手段である。現在、薄膜系ではSi系薄膜、CIGS系においては2接合系積層型太陽電池が開発されており、20%を超えるエネルギー交換効率が得られると期待されている。また、III−V族化合物半導体系の太陽電池では、高いエネルギー交換効率を目指して、4接合系積層型太陽電池の開発が進められている。   Therefore, in order to increase energy exchange efficiency, the multijunction multilayer solar cell (2) has been developed. This multi-junction multilayer solar cell is a very effective means for improving the energy exchange efficiency. Currently, Si-based thin films have been developed for thin film systems, and two-junction stacked solar cells have been developed for CIGS systems, and it is expected that energy exchange efficiency exceeding 20% will be obtained. In addition, in a III-V group compound semiconductor solar cell, a four-junction stacked solar cell is being developed with the aim of high energy exchange efficiency.

しかし、これらの多接合系複層型太陽電池によって、エネルギー交換効率が高められてはいるものの、太陽光発電装置としての電気の製造原価は高く、(3)の太陽電池に多くの太陽光を集める集光技術の開発が重要となってきている。   However, although the energy exchange efficiency is enhanced by these multi-junction multilayer solar cells, the production cost of electricity as a solar power generation device is high, and a large amount of sunlight is supplied to the solar cell of (3). Development of collecting technology to collect has become important.

この集光技術は、太陽電池の開発とは別に開発されており、例えば、レンズ、反射鏡や特殊な機能を有する薄膜などを組み合わせながら、太陽光を集光、分離することによって、太陽電池の発電効率を高めるものがあった。   This condensing technology has been developed separately from the development of solar cells, for example, by concentrating and separating sunlight by combining lenses, reflectors and thin films with special functions, etc. Some of them increased power generation efficiency.

特許文献1には、半導体と少なくとも一方の電極との間に、厚さ5〜100Åのシリサイド形成元素層を設け、電極金属の半導体中への熱拡散を抑制して、非晶質半導体太陽電池の耐熱性を改善した上で、凹面反射鏡を用いた集光型発電装置によって、太陽電池の表裏両面から受光して、発電効率を向上させる技術が開示されている。この技術によれば、表裏両面で受光可能な透明電極タイプの太陽電池を、反射鏡による集光技術と組み合わせることで、高集光比の発電を可能とすることができる。   Patent Document 1 discloses an amorphous semiconductor solar cell in which a silicide-forming element layer having a thickness of 5 to 100 mm is provided between a semiconductor and at least one electrode to suppress thermal diffusion of the electrode metal into the semiconductor. A technology for improving power generation efficiency by receiving light from both front and back surfaces of a solar cell with a concentrating power generation device using a concave reflecting mirror after improving the heat resistance of the solar cell is disclosed. According to this technique, it is possible to generate power with a high concentration ratio by combining a transparent electrode type solar cell capable of receiving light on both the front and back sides with a condensing technique using a reflecting mirror.

ところで、太陽電池の発電出力には、温度依存性があり、Si系太陽電池では、0.5W/℃の割合で、太陽電池の温度上昇とともに発電出力が低下する。そこで、特許文献2のように、太陽電池を冷却する技術が開発されていた。   By the way, the power generation output of the solar cell has temperature dependency, and in the Si solar cell, the power generation output decreases at a rate of 0.5 W / ° C. as the temperature of the solar cell increases. Therefore, as in Patent Document 2, a technique for cooling a solar cell has been developed.

特許文献2には、熱媒管の上部に受光面を上方に向けて第一の太陽電池を取着するとともに、熱媒管の下部に受光面を下方に向けて第二の太陽電池を取着して、透光性ガラス管内に収納し、透光性ガラス管の下方部に、太陽光を第二の太陽電池に向けて反射する反射鏡を設けてなる太陽エネルギー収集装置が開示されている。この技術によれば、太陽電池を冷却でき、発電効率を向上することができる。   In Patent Document 2, the first solar cell is attached to the upper part of the heat transfer tube with the light receiving surface facing upward, and the second solar cell is attached to the lower part of the heat transfer tube with the light receiving surface facing downward. A solar energy collecting device is disclosed in which a reflecting mirror is provided that is housed in a translucent glass tube and that reflects sunlight toward the second solar cell at a lower portion of the translucent glass tube. Yes. According to this technique, the solar cell can be cooled and the power generation efficiency can be improved.

さらに、特許文献3および4には、両面発電型太陽電池セルについての記載がある。この両面発電型太陽電池セルによれば、セル1個当たりの発電出力が増加し、セル数の低減を図ることができる。
特開昭61−174779号公報 特開平3−263549号公報 特開2002−111034号公報 特開2002−111035号公報
Furthermore, Patent Documents 3 and 4 have descriptions about double-sided power generation type solar cells. According to this double-sided power generation type solar cell, the power generation output per cell increases, and the number of cells can be reduced.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-17479 JP-A-3-263549 JP 2002-111034 A JP 2002-111035 A

ところで、近年の省エネルギー化の観念から、さらなる発電効率の向上が望まれている。そのため、従来の太陽光発電装置では、様々な工夫が為されて発電効率を向上させるようになっていた。しかしながら、従来の技術では特許文献2のように太陽電池を冷却しても、太陽電池は太陽光を受光して発電を行うために、太陽光の熱による温度上昇を回避するのは困難であった。   By the way, further improvement in power generation efficiency is desired from the viewpoint of energy saving in recent years. Therefore, in the conventional solar power generation device, various ideas have been made to improve the power generation efficiency. However, in the conventional technology, even if the solar cell is cooled as in Patent Document 2, it is difficult to avoid a temperature increase due to the heat of sunlight because the solar cell receives sunlight and generates power. It was.

そこで、本発明者は、太陽光から赤外線を吸収して太陽電池の温度上昇を低減させることに着目した。そして、本発明は前記の問題を解決するために案出されたものであって、太陽電池パネルの温度上昇を低減することによってさらなる発電効率の向上を達成することができる太陽光発電装置を提供することを課題とする。   Then, this inventor paid attention to absorbing the infrared rays from sunlight, and reducing the temperature rise of a solar cell. The present invention has been devised to solve the above-described problem, and provides a solar power generation device that can achieve further improvement in power generation efficiency by reducing the temperature rise of the solar cell panel. The task is to do.

前記課題を解決するための請求項1に係る発明は、光透過性板材と、この光透過性板材と所定の厚さの空気層を隔てて対向配置された反射鏡と、前記光透過性板材と前記反射鏡の間の空気層内に配置された太陽電池パネルとを備えた太陽光発電装置において、前記太陽電池パネルは、両面受光可能な積層型太陽電池を備えて構成され、前記反射鏡は、前記光透過性板材を透過して前記反射鏡まで到達した太陽光を前記太陽電池パネルに反射させる凹面を備え、前記反射鏡の表面に、赤外線吸収シートが敷設されたことを特徴とする太陽光発電装置である。   The invention according to claim 1 for solving the above-described problems includes a light-transmitting plate, a reflecting mirror disposed opposite to the light-transmitting plate with an air layer having a predetermined thickness, and the light-transmitting plate. And a solar battery panel disposed in an air layer between the reflectors, the solar battery panel is configured to include a stacked solar cell capable of receiving light on both sides, and the reflector Is provided with a concave surface that reflects the sunlight transmitted through the light-transmitting plate material and reaching the reflecting mirror to the solar cell panel, and an infrared absorbing sheet is laid on the surface of the reflecting mirror. It is a solar power generation device.

このような構成によれば、太陽電池パネルの両面で太陽光を受光でき、発電効率を向上させることができるとともに、赤外線吸収シートを反射鏡に敷設したことで、太陽光は、そのスペクトラムのうち、赤外線が吸収され、可視光線および紫外線が反射されるので、発電に必要な太陽光成分は維持しながら太陽光の熱による加熱を低減させることができる。したがって、太陽電池パネルの温度上昇を低減でき、発電効率をさらに向上させることができる。また、反射鏡は凹面を備えているので、光透過性板材を透過した太陽光を太陽電池パネルに向かって反射させることができ、効率的に集光できる。   According to such a configuration, sunlight can be received on both sides of the solar cell panel, power generation efficiency can be improved, and the infrared absorbing sheet is laid on the reflecting mirror, so that sunlight is out of its spectrum. Since infrared rays are absorbed and visible rays and ultraviolet rays are reflected, heating by sunlight heat can be reduced while maintaining a sunlight component necessary for power generation. Therefore, the temperature rise of the solar cell panel can be reduced, and the power generation efficiency can be further improved. Moreover, since the reflecting mirror has a concave surface, the sunlight transmitted through the light-transmitting plate can be reflected toward the solar cell panel, and can be condensed efficiently.

請求項2に係る発明は、前記太陽電池パネルは、前記積層型太陽電池と、この積層型太陽電池を両面から挟み込む一対の光透過性ガラスと、前記積層型太陽電池および前記光透過性ガラスの外周縁部を覆って支持するフレーム材とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電装置である。   According to a second aspect of the present invention, the solar cell panel includes the laminated solar cell, a pair of light transmissive glasses that sandwich the laminated solar cell from both sides, the laminated solar cell, and the light transmissive glass. The solar power generation device according to claim 1, further comprising a frame member that covers and supports the outer peripheral edge portion.

このような構成によれば、太陽電池パネルの受光面を塞ぐことなく、強固に固定することができる。   According to such a structure, it can fix firmly, without blocking the light-receiving surface of a solar cell panel.

請求項3に係る発明は、前記積層型太陽電池は、バンドギャップエネルギーの異なる複数の光透過型太陽電池層にて構成されており、複数の前記光透過型太陽電池層は、前記反射鏡側から前記光透過性板材側に向かうに連れて、バンドキャップエネルギーが小さくなるように配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の太陽光発電装置である。   According to a third aspect of the present invention, the stacked solar cell is composed of a plurality of light transmissive solar cell layers having different band gap energies, and the plurality of light transmissive solar cell layers are on the reflector side. It is arrange | positioned so that band cap energy may become small as it goes to the said light transmissive board | plate material side from, It is a solar power generation device of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.

このような構成によれば、反射鏡の赤外線吸収シートにより赤外線が吸収された反射光はバンドキャップエネルギーの大きい光透過型太陽電池層に照射でき、一方、光透過性板材を通過して太陽電池パネルに直接受光され赤外線が吸収されていない太陽光はバンドキャップエネルギーの小さい光透過型太陽電池層に照射できるので、効率的な発電を行うことができ、太陽電池パネル全体として発電量が増加する。   According to such a configuration, the light reflected by the infrared absorbing sheet of the reflecting mirror can irradiate the light-transmitting solar cell layer having a large bandcap energy, while passing through the light-transmitting plate material and the solar cell. Sunlight that is directly received by the panel and that does not absorb infrared light can be applied to the light-transmitting solar cell layer with a small bandcap energy, so that efficient power generation can be performed and the power generation amount of the entire solar cell panel increases. .

請求項4に係る発明は、前記太陽電池パネルは、前記反射鏡と対向する面側に無機蛍光体を含有して構成されるカバーを備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の太陽光発電装置である。   The invention according to claim 4 is characterized in that the solar cell panel is provided with a cover configured to contain an inorganic phosphor on the surface facing the reflecting mirror. It is a solar power generation device as described in any one.

このような構成によれば、無機蛍光体によって、反射鏡の赤外線吸収シートにより赤外線が吸収された反射光のうち、紫外領域の光を、可視光領域の光に変換して太陽電池パネルに照射させることができるので、効率的な発電を行うことができ、太陽電池パネル全体として発電量が増加する。   According to such a configuration, of the reflected light in which infrared rays are absorbed by the infrared absorbing sheet of the reflecting mirror, the light in the ultraviolet region is converted into light in the visible light region and irradiated to the solar cell panel by the inorganic phosphor. Therefore, efficient power generation can be performed, and the power generation amount of the entire solar cell panel increases.

請求項5に係る発明は、前記カバーの前記基材は、耐熱衝撃性ガラスにて構成された請求項4に記載の太陽光発電装置である。   The invention according to claim 5 is the solar power generation device according to claim 4, wherein the base material of the cover is made of a thermal shock resistant glass.

反射鏡で反射した反射光は、赤外線吸収シートにより所定の波長領域の赤外線が吸収されてはいるが、反射鏡の凹面による集光比が大きい場合には、カバーが急速加熱されることがある。しかし、このような構成によれば、基材が耐熱衝撃性ガラスで構成されているので、強度が強く、カバーが破損するのを防止できる。   The reflected light reflected by the reflecting mirror is absorbed in infrared rays in a predetermined wavelength region by the infrared absorbing sheet, but the cover may be rapidly heated if the condensing ratio by the concave surface of the reflecting mirror is large. . However, according to such a structure, since the base material is made of the thermal shock resistant glass, the strength is strong and the cover can be prevented from being damaged.

請求項6に係る発明は、前記積層型太陽電池および前記光透過性ガラスは、樹脂基材と熱伝導性を有する絶縁体粉末とで構成された複合材パッキンを介して、前記フレーム材に固定されていることを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか一項に記載の太陽光発電装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, the laminated solar cell and the light transmissive glass are fixed to the frame material via a composite material packing composed of a resin base material and an insulating powder having thermal conductivity. The solar power generation device according to any one of claims 2 to 5, wherein the solar power generation device is provided.

このような構成によれば、積層型太陽電池および光透過性ガラスを柔軟に保持することができ、その破損を防止できるとともに、積層型太陽電池で発生した熱をフレーム材に伝達することができ、太陽電池パネルの温度上昇を有効に防止でき、発電効率を向上することができる。   According to such a configuration, the laminated solar cell and the light transmissive glass can be flexibly held, the damage can be prevented, and the heat generated in the laminated solar cell can be transmitted to the frame material. The temperature rise of the solar cell panel can be effectively prevented, and the power generation efficiency can be improved.

請求項7に係る発明は、前記フレーム材に、冷媒を循環させる循環路を設けたことを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれか一項に記載の太陽光発電装置である。   The invention according to claim 7 is the solar power generation device according to any one of claims 2 to 6, wherein a circulation path for circulating a refrigerant is provided in the frame material.

このような構成によれば、フレーム材に伝達された熱を冷媒によって除去することができるので、太陽電池パネルの温度上昇防止効果が高まり、発電効率を大幅に向上することができる。   According to such a configuration, since the heat transferred to the frame material can be removed by the refrigerant, the effect of preventing the temperature rise of the solar cell panel is increased, and the power generation efficiency can be greatly improved.

請求項8に係る発明は、前記循環路は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の押出管にて構成されていることを特徴とする請求項7に記載の太陽光発電装置である。   The invention according to claim 8 is the solar power generation device according to claim 7, wherein the circulation path is constituted by an extruded tube made of aluminum or aluminum alloy.

このような構成によれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金は熱伝導性が良好であるため、フレーム材に伝達された熱を効率的に冷媒に伝達することができ、冷却効率を高めることができる。   According to such a configuration, since aluminum or aluminum alloy has good thermal conductivity, the heat transmitted to the frame material can be efficiently transmitted to the refrigerant, and the cooling efficiency can be improved.

請求項9に係る発明は、前記反射鏡は、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の太陽光発電装置である。   The invention according to claim 9 is the solar power generation device according to any one of claims 1 to 8, wherein the reflecting mirror is formed of aluminum or an aluminum alloy.

このような構成によれば、反射鏡の軽量化を図ることができるとともに、赤外線吸収シートでの赤外線吸収により発生する熱を、反射鏡の赤外線吸収シートとは反対側の面に効率的に伝達して、放熱効率を向上させることができる。   According to such a configuration, the weight of the reflecting mirror can be reduced, and heat generated by infrared absorption by the infrared absorbing sheet can be efficiently transmitted to the surface of the reflecting mirror opposite to the infrared absorbing sheet. Thus, the heat dissipation efficiency can be improved.

請求項10に係る発明は、前記光透過性板材は、白板ガラスにて構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の太陽光発電装置である。   The invention according to claim 10 is the solar power generation device according to any one of claims 1 to 9, wherein the light-transmitting plate material is made of white plate glass.

このような構成によれば、白板ガラスは、近紫外線(波長:320nm)から近赤外線(波長:2.5μm)の領域の光に対する透過率も高いため、太陽光のエネルギーを電気エネルギーおよび熱エネルギーとして有効に変換して回収利用することが可能となる。   According to such a configuration, the white glass has a high transmittance for light in the near-ultraviolet (wavelength: 320 nm) to near-infrared (wavelength: 2.5 μm) region, so that the solar energy is converted into electric energy and thermal energy. As a result, it can be effectively converted and recovered.

請求項11に係る発明は、前記光透過性板材は、光透過性樹脂にて構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の太陽光発電装置である。   The invention according to claim 11 is the solar power generation device according to any one of claims 1 to 9, wherein the light-transmitting plate member is made of a light-transmitting resin. is there.

このような構成によれば、光透過性板材の軽量化を図ることができる。   According to such a configuration, the light transmissive plate material can be reduced in weight.

請求項12に係る発明は、前記光透過性板材と前記反射鏡との間を通風可能に構成し、前記空気層を通風路として前記太陽電池パネルを冷却するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の太陽光発電装置である。   The invention according to claim 12 is configured to allow ventilation between the light transmissive plate member and the reflecting mirror and to cool the solar cell panel as the air passage. It is a solar power generation device as described in any one of Claim 1 thru | or 11.

このような構成によれば、太陽電池パネルの両面を有効に冷却できるとともに、反射鏡に敷設された赤外線吸収パネルの冷却も有効に行うことができる。さらに、冷却によって加熱された空気を所定の装置に供給すれば、回収された熱エネルギーを再利用することも可能となる。   According to such a configuration, both surfaces of the solar cell panel can be effectively cooled, and the infrared absorption panel laid on the reflecting mirror can be effectively cooled. Furthermore, if the air heated by cooling is supplied to a predetermined device, the recovered thermal energy can be reused.

請求項13に係る発明は、前記反射鏡の前記光透過性板材とは反対側に、前記通風路と連通する第二の通風路を形成したことを特徴とする請求項12に記載の太陽光発電装置である。   The invention according to claim 13 is the solar light according to claim 12, wherein a second ventilation path communicating with the ventilation path is formed on the side of the reflecting mirror opposite to the light-transmitting plate member. It is a power generation device.

このような構成によれば、太陽電池パネルの両面を有効に冷却できるとともに、反射鏡の両面も有効に冷却することができる。さらに、冷却によって加熱された空気を所定の装置に供給すれば、回収された熱エネルギーを再利用することも可能となる。   According to such a configuration, both sides of the solar cell panel can be effectively cooled, and both sides of the reflecting mirror can be effectively cooled. Furthermore, if the air heated by cooling is supplied to a predetermined device, the recovered thermal energy can be reused.

本発明によれば、太陽光から赤外線を吸収することによって、太陽電池パネルの温度上昇を低減することができ、発電効率の向上を達成することができるといった優れた効果を発揮する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the infrared rays are absorbed from sunlight, The temperature rise of a solar cell panel can be reduced and the outstanding effect that the improvement of electric power generation efficiency can be achieved is exhibited.

[第一実施形態]
本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第一の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
[First embodiment]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first best mode for carrying out a photovoltaic power generation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第一の形態を示した破断斜視図、図2は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第一の形態を示した平面図、図3は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第一の形態の太陽電池パネルを示した断面図である。   FIG. 1 is a cutaway perspective view showing the best first mode for carrying out the photovoltaic power generation apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is the best first chart for implementing the photovoltaic power generation apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a solar cell panel of the best first mode for carrying out the photovoltaic power generation apparatus according to the present invention.

まず、本実施の形態に係る太陽光発電装置の構成について説明する。   First, the structure of the solar power generation device according to this embodiment will be described.

かかる太陽光発電装置は、太陽光を有効利用して省エネルギー化に寄与するために案出されたものであり、日当たり状況が良好な場所に設置される。   Such a solar power generation device has been devised in order to effectively use sunlight and contribute to energy saving, and is installed in a place where the sunlight is good.

図1に示すように、かかる太陽光発電装置1は、光透過性板材10と、この光透過性板材10と所定の厚さの空気層2を隔てて対向配置された反射鏡20と、光透過性板材10と反射鏡20の間の空気層2内に所定の高さで配置された太陽電池パネル30とを備えている。なお、本実施の形態では、太陽が位置する側の面を表面として、その逆側の面を裏面として説明する。そして、本発明は、太陽電池パネル30が、両面受光可能な積層型太陽電池31を備えて構成され、反射鏡20が、光透過性板材10を透過して反射鏡20まで到達した太陽光sを太陽電池パネル30に反射させる凹面21を備え、さらに、反射鏡20の表面に、赤外線吸収シート22が敷設されたことを特徴とする。   As shown in FIG. 1, such a solar power generation device 1 includes a light-transmitting plate member 10, a reflecting mirror 20 disposed opposite to the light-transmitting plate member 10 with an air layer 2 having a predetermined thickness, A solar cell panel 30 disposed at a predetermined height in the air layer 2 between the transmissive plate 10 and the reflecting mirror 20 is provided. In the present embodiment, the surface on the side where the sun is located will be described as the front surface, and the opposite surface will be described as the back surface. In the present invention, the solar cell panel 30 includes the laminated solar cell 31 capable of receiving light on both sides, and the reflecting mirror 20 reaches the reflecting mirror 20 through the light transmissive plate 10. The solar cell panel 30 is provided with a concave surface 21, and an infrared absorbing sheet 22 is laid on the surface of the reflecting mirror 20.

(光透過性板材)
図1および図2に示すように、太陽の位置に近い表面側に設けられる光透過性板材10は、複数の太陽電池パネル30を覆うことができる面積を有しており、太陽電池パネル30の表側に配置されている。光透過性板材10は、例えば長方形形状を呈しており、その外周縁部が、矩形形状に組み合わされたフレーム3(図2参照)によって固定・支持されている。なお、フレーム3は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されており、耐候性を有するとともに、太陽光発電装置1の軽量化を図っている。
(Light transmissive plate)
As shown in FIGS. 1 and 2, the light transmissive plate 10 provided on the surface side close to the position of the sun has an area that can cover a plurality of solar cell panels 30. It is arranged on the front side. The light transmissive plate 10 has, for example, a rectangular shape, and its outer peripheral edge is fixed and supported by a frame 3 (see FIG. 2) combined in a rectangular shape. Note that the frame 3 is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy, has weather resistance, and reduces the weight of the solar power generation device 1.

光透過性板材10は、少なくとも太陽光の一部を透過する材質で構成されている。そのような材質としては、例えば、ガラスや樹脂が挙げられる。すなわち、光透過性板材10は、光透過性ガラス板あるいは光透過性樹脂板にて構成されている。   The light transmissive plate 10 is made of a material that transmits at least part of sunlight. Examples of such a material include glass and resin. That is, the light transmissive plate 10 is made of a light transmissive glass plate or a light transmissive resin plate.

光透過性樹脂板は、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂などの材料によって構成される。この中でも、強度性能および耐候性能に優れたポリカーボネート樹脂が好ましい。光透過性樹脂板は、前記の材料で構成された板材を複数貼り合わせて、複層の強化樹脂としてもよい。樹脂板の場合、光の透過性能に大きく影響を及ぼすのは、高分子の有している光吸収の特性である。この吸収特性の一つとして、可視光線・紫外線領域において生じる「電子遷移吸収」がある。この電子遷移吸収は、光のエネルギーが電子を励起状態とするために行われる。その他の吸収特性として、赤外線領域で生じる「分子振動吸収」がある。この分子振動吸収は、光のエネルギーがC−H結合、O−H結合などの回転・振動エネルギーに変換されるのに行われる。幸いにもポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂などの樹脂材料は、可視光線領域の太陽光の大部分を透過するので好ましい。また、光透過性樹脂板を用いれば、光透過性板材10の軽量化を図ることもできる。   The light transmissive resin plate is made of a material such as polycarbonate resin, polystyrene resin, or acrylic resin. Among these, a polycarbonate resin excellent in strength performance and weather resistance performance is preferable. The light-transmitting resin plate may be a reinforced resin having a plurality of layers by laminating a plurality of plate materials made of the above materials. In the case of the resin plate, it is the light absorption property of the polymer that greatly affects the light transmission performance. One of the absorption characteristics is “electron transition absorption” that occurs in the visible light / ultraviolet region. This electronic transition absorption is performed because the energy of light makes the electrons excited. Another absorption characteristic is “molecular vibrational absorption” that occurs in the infrared region. This molecular vibrational absorption is performed when light energy is converted into rotational and vibrational energy such as C—H bonds and O—H bonds. Fortunately, resin materials such as polycarbonate resin, polystyrene resin, and acrylic resin are preferable because they transmit most of sunlight in the visible light region. Further, if a light transmissive resin plate is used, the light transmissive plate material 10 can be reduced in weight.

一方、光透過性ガラス板は、例えば、珪砂、ソーダ灰、石灰石、硼砂、水酸化アルミニウムなどの粉体混合物をガス炉に挿入して1550℃で溶解し、この液体状のガラスをフロートバスという長細い通路で溶けた錫の上に流して冷却して形成されている。ガラスは、石英(SiO)、酸化カルシウム(CaO)および酸化ナトリウム(NaO)が主成分であるため、一般的に太陽光の透過率が高い。ガラス板は、表面を急冷して強化ガラスとすることができる。また、複数のガラス板の間に樹脂シートを挟んで合わせガラスとすることで、複合強化ガラス板とすることもできる。 On the other hand, the light-transmitting glass plate is, for example, a powder mixture such as silica sand, soda ash, limestone, borax, and aluminum hydroxide is inserted into a gas furnace and melted at 1550 ° C., and this liquid glass is called a float bath. It is formed by flowing over tin melted in a long narrow passage and cooling. Since glass is mainly composed of quartz (SiO 2 ), calcium oxide (CaO), and sodium oxide (Na 2 O), the transmittance of sunlight is generally high. The glass plate can be tempered glass by rapidly cooling the surface. Moreover, it can also be set as a composite tempered glass board by putting a resin sheet between several glass plates and using it as a laminated glass.

ガラスの主成分である石英ガラスは、絶縁体であるため、バンド理論における価電子帯と導電帯の間のバンドキャップエネルギーが大きく、「電子遷移吸収」の吸収端が紫外線領域でも短波長側に存在する。さらに、石英ガラスは、アモルファスであり結晶粒界が存在しないため、光の散乱が少なく、「格子振動吸収」の吸収端が赤外線領域の長波長側に存在する。すなわち、石英ガラスは太陽光の大部分を透過する極めて貴重な材料である。したがって、幸いにも殆どのガラス材料は、可視光線領域の太陽光の大部分を透過することとなる。   Because quartz glass, which is the main component of glass, is an insulator, the band cap energy between the valence band and the conduction band in the band theory is large, and the absorption edge of “electron transition absorption” is on the short wavelength side even in the ultraviolet region. Exists. Furthermore, quartz glass is amorphous and has no crystal grain boundaries, so there is little light scattering, and the absorption edge of “lattice vibration absorption” is on the long wavelength side of the infrared region. That is, quartz glass is an extremely valuable material that transmits most of sunlight. Fortunately, most glass materials transmit the majority of sunlight in the visible light region.

本実施の形態では、光透過性板材10は、光透過性ガラス板である白板ガラス11にて構成されている。白板ガラス11は、光透過性ガラス板の中でも特に透明度の高いクラウンガラスであり、太陽電池の外板ガラスなどに広く用いられている。白板ガラス11は、近紫外線(波長:320nm)から近赤外線(波長:2.5μm)の領域の光に対する透過率が高いといった性質を有している。   In the present embodiment, the light transmissive plate material 10 is composed of white plate glass 11 which is a light transmissive glass plate. The white plate glass 11 is a crown glass having a particularly high transparency among the light transmissive glass plates, and is widely used for an outer plate glass of a solar cell. The white plate glass 11 has such a property that it has a high transmittance for light in a region from near ultraviolet (wavelength: 320 nm) to near infrared (wavelength: 2.5 μm).

(太陽電池パネル)
太陽電池パネル30は、太陽光sを半導体に当てることで電子を放出させ、その電子を外部に取り出して回収することで充電する。図1および図3に示すように、本実施の形態における太陽電池パネル30は、積層型太陽電池31と、この積層型太陽電池31を両面から挟み込む一対の光透過性ガラス33,33と、積層型太陽電池31および光透過性ガラス33,33の外周縁部を覆って支持するフレーム材34とを備えている。積層型太陽電池31は、バンドギャップエネルギーの異なる複数の光透過型太陽電池層(後記するa−Si系太陽電池32aおよびa−SiGe系太陽電池32b)にて構成されている。複数の光透過型太陽電池層は、反射鏡20側から光透過性板材10側に向かうに連れて、バンドキャップエネルギーが小さくなるように配置されている
(Solar panel)
The solar battery panel 30 is charged by emitting electrons by applying the sunlight s to a semiconductor, and taking out and collecting the electrons to the outside. As shown in FIGS. 1 and 3, a solar cell panel 30 in the present embodiment includes a laminated solar cell 31, a pair of light-transmissive glasses 33 and 33 that sandwich the laminated solar cell 31 from both sides, and a laminated solar cell 31. And a frame member 34 that covers and supports the outer peripheral edges of the solar cell 31 and the light-transmitting glasses 33 and 33. The stacked solar cell 31 is composed of a plurality of light transmissive solar cell layers (a-Si solar cells 32a and a-SiGe solar cells 32b described later) having different band gap energies. The plurality of light transmissive solar cell layers are arranged such that the band cap energy decreases from the reflecting mirror 20 side toward the light transmissive plate material 10 side.

太陽電池パネル30に用いられる半導体材料としては、例えば、アモルファス太陽電池に利用されるa−SiC:H薄膜、a−Si:H薄膜、a−SiGe:H薄膜などが挙げられる。ここで、a−Si:H薄膜の製造方法を説明する。水素(H)とシランガス(SiH)を原料として、このガスをプラズマCVD装置内に導入し、高周波電圧を印加する。これによって、シランガスおよび水素が分解した気体、いわゆるプラズマが電極間に発生する。プラズマ中の化学種が基板上に析出してアモルファスシリコンの薄膜が生成される。さらに詳しくは、透明かつ低抵抗なSnOなどで、透明電極を形成させたガラスの基板上に、プラズマCVD法で、アモルファスシリコンのp型半導体層、i型半導体層、n型半導体層を順次堆積させる。原料のシランにジボラン(B)あるいはホスフィン(PH)などを混合しておくと、薄膜中に硼素(B)あるいは燐(P)をドーピングすることができ、それぞれp型、n型のa−Si:H薄膜が得られる。そして最後に、透明且つ低抵抗な酸化錫(SnO)などで、第2の透明電極を形成させる。なお、a−SiC:H薄膜の製造においては、原料ガスとしてさらにメタン(CH)が必要となり、a−SiGe:H薄膜の製造においては、原料ガスとしてさらに水素化ゲルマニウム(GeH)が必要となる。 Examples of the semiconductor material used for the solar cell panel 30 include an a-SiC: H thin film, an a-Si: H thin film, and an a-SiGe: H thin film used for amorphous solar cells. Here, a method for manufacturing the a-Si: H thin film will be described. Using hydrogen (H 2 ) and silane gas (SiH 4 ) as raw materials, this gas is introduced into a plasma CVD apparatus and a high frequency voltage is applied. As a result, a gas in which silane gas and hydrogen are decomposed, so-called plasma, is generated between the electrodes. Chemical species in the plasma are deposited on the substrate to produce an amorphous silicon thin film. More specifically, an amorphous silicon p-type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer are sequentially formed on a glass substrate on which a transparent electrode is formed using SnO 2 that is transparent and low resistance, by plasma CVD. Deposit. When diborane (B 2 H 6 ), phosphine (PH 3 ), or the like is mixed with the raw material silane, boron (B) or phosphorus (P) can be doped into the thin film, and p-type and n-type, respectively. A-Si: H thin film is obtained. Finally, a second transparent electrode is formed of tin oxide (SnO 2 ) that is transparent and has low resistance. In the production of the a-SiC: H thin film, methane (CH 4 ) is further required as a raw material gas, and in the production of the a-SiGe: H thin film, germanium hydride (GeH 4 ) is further required as a raw material gas. It becomes.

本実施の形態では、積層型太陽電池31は、積層型アモルファス太陽電池32が採用されている。積層型アモルファス太陽電池32は、異なるアモルファス太陽電池層を多層重ねたものである。ところで、通常の積層型アモルファス太陽電池は、太陽光を受光する面から、第1層目にa−SiC系太陽電池(Eg(バンドギャップエネルギー):2.0eV)、第2層目にa−Si系太陽電池(Eg:1.7eV)、第3層目にa−SiGe系太陽電池(Eg:1.4eV)というように、バンドギャップエネルギーの大きい太陽電池が、太陽側になるように配置されて積層されている。このような構成によれば、太陽光のうち、高エネルギーの光子をバンドギャップの大きい材料で吸収して発電に利用し、残った低エネルギーの光子をバンドギャップの小さい材料で吸収して発電に利用することができる。   In the present embodiment, the stacked solar cell 31 is a stacked amorphous solar cell 32. The laminated amorphous solar cell 32 is a laminate of different amorphous solar cell layers. By the way, a normal laminated amorphous solar cell has an a-SiC solar cell (Eg (band gap energy): 2.0 eV) in the first layer and an a-in the second layer from the surface receiving sunlight. A solar cell having a large band gap energy is arranged on the solar side, such as a Si solar cell (Eg: 1.7 eV) and an a-SiGe solar cell (Eg: 1.4 eV) in the third layer. Have been stacked. According to such a configuration, in sunlight, high energy photons are absorbed by a material having a large band gap and used for power generation, and remaining low energy photons are absorbed by a material having a small band gap for power generation. Can be used.

しかし、本実施の形態では、図3の(a)に示すように、前記の通常の構成とは逆に、積層型太陽電池31(積層型アモルファス太陽電池32)は、反射鏡20側から光透過性板材10側に向かうに連れて、バンドキャップエネルギーが小さくなるようにアモルファス太陽電池層(光透過型太陽電池層)が配置されている。すなわち、積層型アモルファス太陽電池32は、バンドギャップエネルギーの小さいアモルファス太陽電池層が、表側(太陽が位置する側)になるように配置されている。具体的には、本実施の形態に係る積層型太陽電池31は、例えば、a−Si系太陽電池32a(Eg:1.7eV)とa−SiGe系太陽電池32b(Eg:1.4eV)のタンデム接合型となっており、反射鏡20側となる裏側(太陽が位置する側とは逆側)に、バンドキャップエネルギーが大きいa−Si系太陽電池32aが配置され、表側に、バンドキャップエネルギーが小さいa−SiGe系太陽電池32bが配置されている。   However, in the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the stacked solar cell 31 (laminated amorphous solar cell 32) is light from the reflecting mirror 20 side, contrary to the normal configuration described above. An amorphous solar cell layer (light transmissive solar cell layer) is arranged so that the band cap energy becomes smaller toward the transmissive plate 10 side. That is, the stacked amorphous solar cell 32 is arranged such that the amorphous solar cell layer having a small band gap energy is on the front side (side where the sun is located). Specifically, the stacked solar cell 31 according to the present embodiment includes, for example, an a-Si solar cell 32a (Eg: 1.7 eV) and an a-SiGe solar cell 32b (Eg: 1.4 eV). An a-Si solar cell 32a having a large bandcap energy is arranged on the back side (the side opposite to the side where the sun is located), which is a tandem junction type, and on the front side. An a-SiGe solar cell 32b having a small size is disposed.

積層型太陽電池31を、その表側および裏側から挟み込む光透過性ガラス33は、光透過性板材10を構成する光透過性ガラス板と同等の材質で構成されており、例えば、白板ガラス33aにて構成されている。この光透過性ガラス33は、近紫外線(波長:320nm)から近赤外線(波長:2.5μm)の領域の光を効率的に透過させることができる。   The light transmissive glass 33 sandwiching the stacked solar cell 31 from the front side and the back side is made of a material equivalent to the light transmissive glass plate constituting the light transmissive plate material 10, and is, for example, a white plate glass 33a. It is configured. The light transmissive glass 33 can efficiently transmit light in a region from near ultraviolet (wavelength: 320 nm) to near infrared (wavelength: 2.5 μm).

積層型太陽電池31と光透過性ガラス33,33との間には、接着剤層35が形成されており、積層型太陽電池31と光透過性ガラス33,33とが強固に固定されている。接着剤層35は、例えば、エチレンビニルアセテート(EVA)にて構成されている。   An adhesive layer 35 is formed between the laminated solar cell 31 and the light transmissive glasses 33 and 33, and the laminated solar cell 31 and the light transmissive glasses 33 and 33 are firmly fixed. . The adhesive layer 35 is made of, for example, ethylene vinyl acetate (EVA).

なお、図3の(b)に示すように、積層型太陽電池31と光透過性ガラス33,33との間に接着剤層を形成せずに、フレーム材34で上下から挟持することで、固定するようにしてもよい。このような構成によれば、フレーム材34で、積層型太陽電池31と光透過性ガラス33,33の外周縁を挟持しているので、積層型太陽電池31と光透過性ガラス33,33が確実に固定されるとともに、接着剤層を設けていないので、太陽光の接着剤層の透過による損失をなくすことができる。   In addition, as shown in (b) of FIG. 3, without forming an adhesive layer between the laminated solar cell 31 and the light transmissive glass 33, 33, by sandwiching from above and below by the frame material 34, It may be fixed. According to such a configuration, the frame member 34 sandwiches the outer periphery of the laminated solar cell 31 and the light transmissive glasses 33 and 33, so that the laminated solar cell 31 and the light transmissive glasses 33 and 33 are formed. While being fixed reliably, since the adhesive layer is not provided, the loss by the permeation | transmission of the adhesive layer of sunlight can be eliminated.

図3の(a)および(b)に示すように、積層型太陽電池31と光透過性ガラス33,33とを固定支持するフレーム材34は、内側に向かって開口する断面コ字状に形成されている。フレーム材34は、金属にて構成されており、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて構成されている。フレーム材34は、内側に向かって開口した断面コ字状部分で、積層された積層型太陽電池31と光透過性ガラス33,33を挟み込んで、表裏両方向から挟持するように固定する。一方、図2に示すように、一定方向(図2における紙面上下方向)に隣り合う太陽電池パネル30,30・・のフレーム材34,34・・は、連結ロッド34aにて互いに連結されている。互いに連結されたフレーム材34,34・・のうち、端部の太陽電池パネル30のフレーム材34は、連結ロッド34aを介して太陽光発電装置1のフレーム3の内側面に連結されている。連結ロッド34aもフレーム材34と同様に、金属にて構成されており、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて構成されて、太陽光発電装置1の軽量化を図っている。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the frame member 34 that fixes and supports the laminated solar cell 31 and the light transmissive glasses 33 and 33 is formed in a U-shaped cross section that opens toward the inside. Has been. The frame material 34 is made of metal, for example, aluminum or aluminum alloy. The frame member 34 is a U-shaped section that opens toward the inside, and sandwiches the laminated solar cell 31 and the light transmissive glasses 33 and 33 and fixes them so as to be sandwiched from both the front and back sides. On the other hand, as shown in FIG. 2, the frame members 34, 34... Of the solar cell panels 30, 30... Adjacent to each other in a certain direction (the vertical direction in FIG. 2) are connected to each other by a connecting rod 34 a. . Of the frame members 34, 34,... Connected to each other, the frame member 34 of the solar cell panel 30 at the end is connected to the inner side surface of the frame 3 of the solar power generation device 1 via a connecting rod 34a. Similarly to the frame member 34, the connecting rod 34a is also made of metal, and is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy to reduce the weight of the solar power generation device 1.

(反射鏡)
図1および図2に示すように、反射鏡20は、光透過性板材10と同等の面積を有するように構成されており、光透過性板材10の下方に設けられている。光透過性板材10を透過して反射鏡20まで到達した太陽光sを太陽電池パネル30に反射させる凹面21は、光透過性板材10の表面に形成されている。凹面21は、太陽電池パネル30の設置位置に対応する位置に設けられており、太陽光sを太陽電池パネル30の裏面の受光面に効率的に集光するように、所定の曲率半径で、反射鏡20の表面側から裏面側に向かって凹むように形成されている。本実施の形態の反射鏡20は、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されている。具体的には、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて構成された板材をプレス加工することで、凹面21が形成されている。反射鏡20の表面は、研磨加工によって表面粗さが小さくされている。
(Reflector)
As shown in FIGS. 1 and 2, the reflecting mirror 20 is configured to have an area equivalent to that of the light transmissive plate member 10, and is provided below the light transmissive plate member 10. The concave surface 21 that reflects the sunlight s that has passed through the light transmissive plate 10 and reached the reflecting mirror 20 to the solar cell panel 30 is formed on the surface of the light transmissive plate 10. The concave surface 21 is provided at a position corresponding to the installation position of the solar cell panel 30, and has a predetermined radius of curvature so as to efficiently collect sunlight s on the light receiving surface on the back surface of the solar cell panel 30. The reflecting mirror 20 is formed so as to be recessed from the front surface side toward the back surface side. The reflecting mirror 20 of the present embodiment is made of aluminum or an aluminum alloy. Specifically, the concave surface 21 is formed by pressing a plate material made of aluminum or an aluminum alloy. The surface roughness of the reflecting mirror 20 is reduced by polishing.

反射鏡20の表面には、赤外線吸収シート22が敷設されている。赤外線吸収シート22は、光透過性能を有している。光透過性板材10を透過してきた太陽光sは、空気層2を通過した後、赤外線吸収シート22を透過して反射鏡20の表面で反射され、さらに、赤外線吸収シート22を透過する。このとき、太陽光sから赤外線が吸収される。本実施の形態では、赤外線吸収シート22は、その吸収光波長領域(吸収端)が、例えば、波長1000nmと設定されており、波長1000nm以上の光を吸収するように構成されている。   An infrared absorption sheet 22 is laid on the surface of the reflecting mirror 20. The infrared absorbing sheet 22 has light transmission performance. After passing through the air layer 2, the sunlight s that has passed through the light transmissive plate 10 is transmitted through the infrared absorbing sheet 22, reflected by the surface of the reflecting mirror 20, and further transmitted through the infrared absorbing sheet 22. At this time, infrared rays are absorbed from sunlight s. In the present embodiment, the infrared absorption sheet 22 has an absorption light wavelength region (absorption edge) set to, for example, a wavelength of 1000 nm, and is configured to absorb light having a wavelength of 1000 nm or more.

近赤外線吸収性の光透過性材料としては、錯体系のコバルト錯体、チオールニッケル錯体、有機系としてアンスラキノン誘導体、ジイモニウム塩系化合物、ナフタロシアニン化合物などが知られている。また、赤外線吸収性能を有する金属としては、酸化錫、ATO(Antimony Tin Oxide)、ITO(Indium Tin Oxide)、酸化バナジウムなどの金属酸化物が挙げられる。これら赤外線吸収機能を有する物質を、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはアクリレートなどの紫外線硬化型樹脂に固定して、皮膜状にすることで、赤外線吸収シート22が形成される。赤外線吸収シート22は、接着剤(図示せず)によって、反射鏡20の表面に固定されている。   Known near-infrared absorbing light transmissive materials include complex cobalt complexes and thiol nickel complexes, and organic anthraquinone derivatives, diimonium salt compounds, naphthalocyanine compounds, and the like. In addition, examples of the metal having infrared absorption performance include metal oxides such as tin oxide, ATO (Antimony Tin Oxide), ITO (Indium Tin Oxide), and vanadium oxide. By fixing these infrared absorbing substances to a thermoplastic resin such as acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, epoxy resin, vinyl resin, or ultraviolet curable resin such as acrylate, to form a film, An infrared absorbing sheet 22 is formed. The infrared absorbing sheet 22 is fixed to the surface of the reflecting mirror 20 with an adhesive (not shown).

次に、前記構成による太陽光発電装置1の作用効果を説明する。   Next, the effect of the solar power generation device 1 by the said structure is demonstrated.

かかる太陽光発電装置1によれば、両面受光可能な積層型太陽電池31を備えた太陽電池パネル30を、光透過性板材10と反射鏡20の間の空気層2内に配置したことで、太陽電池パネル30の両面で太陽光sを受光でき、発電効率を向上させることができる。また、反射鏡20は凹面21を備えているので、光透過性板材10を透過した太陽光sを太陽電池パネル30の裏側の受光面に向かって反射させることができ、効率的に集光できる。   According to the solar power generation device 1, the solar cell panel 30 including the stacked solar cell 31 capable of receiving light on both sides is disposed in the air layer 2 between the light transmissive plate 10 and the reflecting mirror 20. Sunlight s can be received on both sides of the solar cell panel 30, and the power generation efficiency can be improved. Moreover, since the reflecting mirror 20 is provided with the concave surface 21, the sunlight s which permeate | transmitted the light transmissive board | plate material 10 can be reflected toward the light-receiving surface of the back side of the solar cell panel 30, and it can condense efficiently. .

そして、本発明においては、特に、赤外線吸収シート22を反射鏡20の表面に敷設したことで、以下の大きい作用効果が得られる。以下、太陽光sの状態を説明しながらその作用効果を説明する。   And in this invention, the following big effects are obtained by laying the infrared rays absorption sheet 22 on the surface of the reflective mirror 20, especially. Hereinafter, the effect is demonstrated, explaining the state of sunlight s.

図1に示すように、太陽光sはまず、光透過性板材10を透過する。ここで、光透過性板材10は白板ガラス11で構成されているので、太陽光sのスペクトラムのうち、紫外領域、可視光領域、赤外領域の殆どの光を、光透過性板材10を通過させることができ、その太陽光sを太陽電池パネル30の表側の受光面に直接照射させることができる。したがって、発電に必要な太陽光sの成分を低下させることなく、太陽電池パネル30は太陽光sを受光できるので、発電量が低下することはなく、これとともに、太陽電池パネル30が風雨へ曝されるのを防止することができる。   As shown in FIG. 1, the sunlight s first passes through the light transmissive plate 10. Here, since the light-transmitting plate 10 is composed of the white plate glass 11, most light in the ultraviolet region, visible light region, and infrared region of the spectrum of sunlight s passes through the light-transmitting plate 10. The solar light s can be directly irradiated to the light-receiving surface on the front side of the solar cell panel 30. Therefore, since the solar cell panel 30 can receive the sunlight s without reducing the component of the sunlight s necessary for power generation, the power generation amount does not decrease, and the solar cell panel 30 is exposed to wind and rain. Can be prevented.

さらに、太陽電池パネル30の表側の受光面に照射されなかった光透過性板材10を通過した太陽光sの一部は、反射鏡20に照射される。ここで、太陽光sは、赤外線吸収シート22を透過した後、反射鏡20で反射され、さらに、赤外線吸収シート22を透過する。そして、太陽光から赤外線が吸収される。   Furthermore, a part of the sunlight s that has passed through the light-transmitting plate 10 that has not been irradiated on the light-receiving surface on the front side of the solar cell panel 30 is irradiated on the reflecting mirror 20. Here, the sunlight s passes through the infrared absorbing sheet 22, is reflected by the reflecting mirror 20, and further passes through the infrared absorbing sheet 22. And infrared rays are absorbed from sunlight.

このとき、太陽光sは、そのスペクトラムのうち、赤外線吸収シート22によって、赤外線の一部(例えば波長1000nm以上の光)が吸収され、反射鏡20によって、可視光線および紫外線が反射される。反射鏡20の表面では、その極表層部における自由電子、金属イオンが共鳴振動を起こし、その一部のエネルギー(75〜90%)が反射光となる。ここで、反射鏡20は、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されており、その表面は、研磨加工によって表面粗さが小さくされているので、太陽光sの反射率を高めることができ、発電効率を向上させることができる。一方、赤外線吸収シート22によって、赤外線を吸収するようにしたことによって、発電に必要な太陽光成分は維持しながら太陽光sの熱による加熱を低減させることができる。したがって、太陽電池パネル30の温度上昇を低減することができ、発電効率をさらに向上させることができる。   At this time, a part of infrared rays (for example, light having a wavelength of 1000 nm or more) in the spectrum of sunlight s is absorbed by the infrared absorbing sheet 22, and visible light and ultraviolet rays are reflected by the reflecting mirror 20. On the surface of the reflecting mirror 20, free electrons and metal ions in the extreme surface layer part cause resonance vibration, and a part of the energy (75 to 90%) becomes reflected light. Here, the reflecting mirror 20 is made of aluminum or an aluminum alloy, and the surface thereof has a reduced surface roughness by polishing, so that the reflectance of sunlight s can be increased, and the power generation efficiency is increased. Can be improved. On the other hand, since the infrared ray absorbing sheet 22 absorbs infrared rays, heating by the heat of sunlight s can be reduced while maintaining the sunlight component necessary for power generation. Therefore, the temperature rise of the solar cell panel 30 can be reduced, and the power generation efficiency can be further improved.

反射鏡20は、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて構成されているので、反射鏡20の軽量化を図ることができるとともに、赤外線吸収シート22での赤外線吸収により発生する熱を、反射鏡20の裏面(赤外線吸収シート22とは反対側の面)に効率的に伝達して、放熱させることができ、赤外線の吸収効率が低下することはない。   Since the reflecting mirror 20 is made of aluminum or an aluminum alloy, the weight of the reflecting mirror 20 can be reduced, and heat generated by infrared absorption by the infrared absorbing sheet 22 is transferred to the back surface of the reflecting mirror 20 ( It can be efficiently transmitted to the surface opposite to the infrared absorbing sheet 22 to dissipate heat, and the infrared absorption efficiency does not decrease.

反射鏡20で反射された太陽光sは、太陽電池パネル30の裏面に照射される。ここで、積層型太陽電池31は、バンドギャップエネルギーの異なる複数のアモルファス電池層(光透過型太陽電池層)である、a−Si系太陽電池32aおよびa−SiGe系太陽電池32bにて構成されており、複数のアモルファス太陽電池層は、反射鏡20側から光透過性板材10側に向かうに連れて、バンドキャップエネルギーが小さくなるように配置されているので、効率的な発電を行うことができる。すなわち、反射鏡20の赤外線吸収シート22により赤外線が吸収された反射光はバンドキャップエネルギーの大きいアモルファス太陽電池層(a−Si系太陽電池32a)に照射でき、一方、光透過性板材10を通過して太陽電池パネル30に直接受光され赤外線が吸収されない太陽光sはバンドキャップエネルギーの小さいアモルファス太陽電池層(a−SiGe系太陽電池32b)に照射できる。したがって、効率的な発電を行うことができ、太陽電池パネル全体として発電量が増加する。このとき、反射鏡20で反射された太陽光sの可視光線および近紫外線の波長領域(波長:300〜700nm)の光は、まず、太陽電池パネル30の裏面に配置されたバンドキャップエネルギーの大きいa−Si系太陽電池32aによって電気エネルギーに変換される。このa−Si系太陽電池32aを透過した可視光の長波長領域、近赤外線領域の一部(波長:600〜800nm)の光は、バンドキャップエネルギーが小さいa−SiGe系太陽電池32bによって電気エネルギーに変換される。   The sunlight s reflected by the reflecting mirror 20 is applied to the back surface of the solar cell panel 30. Here, the stacked solar cell 31 is composed of a-Si solar cells 32a and a-SiGe solar cells 32b, which are a plurality of amorphous battery layers (light transmission solar cell layers) having different band gap energies. The plurality of amorphous solar cell layers are arranged so that the band cap energy decreases from the reflecting mirror 20 side toward the light transmissive plate member 10 side, so that efficient power generation can be performed. it can. That is, the reflected light of which infrared rays are absorbed by the infrared absorbing sheet 22 of the reflecting mirror 20 can irradiate the amorphous solar cell layer (a-Si solar cell 32a) having a large bandcap energy, while passing through the light-transmitting plate member 10. Then, the sunlight s that is directly received by the solar cell panel 30 and does not absorb infrared rays can be irradiated to the amorphous solar cell layer (a-SiGe solar cell 32b) having a small band cap energy. Therefore, efficient power generation can be performed, and the power generation amount of the entire solar cell panel increases. At this time, the visible light of the sunlight s reflected by the reflecting mirror 20 and the light in the near-ultraviolet wavelength region (wavelength: 300 to 700 nm) first have a large bandcap energy arranged on the back surface of the solar cell panel 30. It is converted into electric energy by the a-Si solar cell 32a. The visible-light long wavelength region and part of the near-infrared region (wavelength: 600 to 800 nm) transmitted through the a-Si solar cell 32a are converted into electrical energy by the a-SiGe solar cell 32b having a small bandcap energy. Is converted to

また、本発明によれば、太陽電池パネル30は、積層型太陽電池31と、この積層型太陽電池31を両面から挟み込む一対の光透過性ガラス33と、積層型太陽電池31および光透過性ガラス33の外周縁部を覆って支持するフレーム材34とを備えて、構成されているので、太陽電池パネル30の受光面を塞ぐことなく、強固に固定することができる。   Further, according to the present invention, the solar cell panel 30 includes the laminated solar cell 31, a pair of light transmissive glasses 33 sandwiching the laminated solar cell 31 from both sides, the laminated solar cell 31 and the light transmissive glass. Since the frame material 34 is provided to cover and support the outer peripheral edge portion 33, the light receiving surface of the solar cell panel 30 can be firmly fixed without blocking.

[第二実施形態]
図4は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第二の形態を示した断面図、図5は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第二の形態の太陽電池パネルを示した断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second best mode for carrying out the solar power generation apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a second best mode for carrying out the solar power generation apparatus according to the present invention. It is sectional drawing which showed this solar cell panel.

図4および図5に示すように、本実施の形態に係る太陽光発電装置1は、太陽電池パネル30は、裏側(反射鏡20と対向する面側)に無機蛍光体を含有して構成されるカバー36を備えたことを特徴とする。なお、その他の構成については、第一の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して、その説明を省略する。   As shown in FIGS. 4 and 5, in the solar power generation device 1 according to the present embodiment, the solar cell panel 30 is configured to contain an inorganic phosphor on the back side (the surface side facing the reflecting mirror 20). A cover 36 is provided. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

カバー36は、光透過性ガラス板あるいは光透過性樹脂板などの基材にて構成されており、無機蛍光体を含有している。本実施の形態では、基材の材質として、光透過性ガラス板のうち、耐衝撃性に優れた耐熱衝撃性ガラスが採用されている。耐熱衝撃性ガラスは、例えば、硼珪酸ガラスで構成されたものが好ましい。   The cover 36 is made of a base material such as a light transmissive glass plate or a light transmissive resin plate, and contains an inorganic phosphor. In the present embodiment, a thermal shock resistant glass excellent in impact resistance is adopted as the material of the base material among the light transmissive glass plates. The thermal shock resistant glass is preferably made of, for example, borosilicate glass.

無機蛍光体は、紫外線領域の光を可視光線領域の光に変換させるものであって、白色、青色、緑色、赤色などに発光するものがある。例えば、白色発光する無機蛍光体としては、リン酸カルシウム(3Ca(PO・Sb)などが挙げられる。無機蛍光体は、各色発光のものを混合させて、混合蛍光体として使用することもできる。光透過性ガラス板あるいは光透過性樹脂板の原料に無機蛍光体を適量混合させて、成型することでカバー36が形成される。また、光透過性ガラス板の表面に、無機蛍光体と有機バインダーと溶媒の混合物を塗布した後に加熱して、有機バインダーと溶媒のみを分解ガス化して飛ばして、カバー36を形成するようにしてもよい。 Inorganic phosphors convert light in the ultraviolet region into light in the visible light region, and some emit light in white, blue, green, red, and the like. For example, as an inorganic phosphor that emits white light, calcium phosphate (3Ca 3 (PO 4 ) 2 .Sb) and the like can be given. Inorganic phosphors can be used as mixed phosphors by mixing those emitting light of each color. The cover 36 is formed by mixing an appropriate amount of an inorganic phosphor with the raw material of the light-transmitting glass plate or the light-transmitting resin plate, followed by molding. Further, a cover 36 is formed by applying a mixture of an inorganic phosphor, an organic binder and a solvent to the surface of the light-transmitting glass plate and then heating to decompose and gasify only the organic binder and the solvent. Also good.

カバー36は、太陽電池パネル30のフレーム材34の外周面と同等の外周形状を呈しており、太陽電池パネル30の裏面全体を覆うように構成されている。カバー36には、ボルト用貫通孔36aが形成されており、フレーム材34の下面には、ボルト孔(図示せず)が形成されている。そして、カバー36の裏面側からボルト37を挿通させて、螺合させることで、カバー36がフレーム材34に固定されている。なお、カバー36の固定は、ボルトに限られるものではなく、導電性接着剤によってフレーム材34に固定するようにしてもよい。導電性接着剤とは、ベースとなる樹脂系接着剤に導電性の高い銀などの粉末を練りこんだものである。接着剤となる樹脂には、エポキシ樹脂を中心に、ポリイミド、シアノアクリレート、シリコーンなどが使用される。導電性接着剤は硬化する際に体積が収縮するように設計されているため、練りこまれた金属粉末が互いに接触して、導電性が生じるようになっている。このような構成とすることにより、カバー36で発生した熱を、効率的にフレーム材34に伝達することができる。   The cover 36 has an outer peripheral shape equivalent to the outer peripheral surface of the frame member 34 of the solar cell panel 30 and is configured to cover the entire back surface of the solar cell panel 30. A bolt through hole 36 a is formed in the cover 36, and a bolt hole (not shown) is formed in the lower surface of the frame member 34. The cover 36 is fixed to the frame member 34 by inserting bolts 37 from the back side of the cover 36 and screwing them together. The fixing of the cover 36 is not limited to bolts, and the cover 36 may be fixed to the frame material 34 with a conductive adhesive. The conductive adhesive is obtained by kneading a highly conductive powder such as silver in a base resin adhesive. As the resin to be the adhesive, polyimide, cyanoacrylate, silicone, etc. are used mainly with epoxy resin. Since the conductive adhesive is designed to shrink in volume when it is cured, the kneaded metal powders come into contact with each other to produce conductivity. With such a configuration, the heat generated in the cover 36 can be efficiently transmitted to the frame member 34.

本実施の形態では、積層型太陽電池31および光透過性ガラス33は、複合材パッキン38を介して、フレーム材34に固定されている。複合材パッキン38は、樹脂基材と熱伝導性を有する絶縁体粉末とを混ぜ合わせて構成されている。具体的には、複合材パッキン38は、例えば、平均粒度0.1μm未満の微小ダイヤモンド粒子あるいは窒化アルミニウム、窒化硼素、窒化珪素など熱伝導性に優れた絶縁体粉末を、シリコーン樹脂などの高分子バインダー基材中に分散させて構成されている。   In the present embodiment, the stacked solar cell 31 and the light transmissive glass 33 are fixed to the frame material 34 via the composite material packing 38. The composite material packing 38 is configured by mixing a resin base material and an insulating powder having thermal conductivity. Specifically, the composite packing 38 is made of, for example, fine diamond particles having an average particle size of less than 0.1 μm, or insulator powder having excellent thermal conductivity such as aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, or a polymer such as silicone resin. It is configured to be dispersed in a binder base material.

複合材パッキン38は、フレーム材34の凹部の内面に沿って配置されており、積層型太陽電池31および光透過性ガラス33の外周縁部を覆うように構成されている。複合材パッキン38は、圧縮状態で、積層型太陽電池31および光透過性ガラス33とフレーム材34との間に介設されている。   The composite material packing 38 is disposed along the inner surface of the concave portion of the frame material 34, and is configured to cover the outer peripheral edge portions of the laminated solar cell 31 and the light transmissive glass 33. The composite material packing 38 is interposed between the laminated solar cell 31 and the light transmissive glass 33 and the frame material 34 in a compressed state.

積層型太陽電池31と表側(図中、紙面上方向)の光透過性ガラス33との間には、接着剤層35が形成されており、積層型太陽電池31と光透過性ガラス33とが強固に固定されている。接着剤層35は、図4の(a)の接着剤層35と同様に、例えば、エチレンビニルアセテート(EVA)にて構成されている。なお、本実施の形態では、積層型太陽電池31と表側の光透過性ガラス33とが接着剤層35で固定されているが、これに限られるものではなく、積層型太陽電池31と裏側(図中、紙面下方向)の光透過性ガラス33との間に、接着剤層35を形成するようにしてもよい。   An adhesive layer 35 is formed between the stacked solar cell 31 and the light-transmitting glass 33 on the front side (upward in the drawing in the drawing), and the stacked solar cell 31 and the light-transmitting glass 33 are formed. It is firmly fixed. The adhesive layer 35 is made of, for example, ethylene vinyl acetate (EVA) similarly to the adhesive layer 35 in FIG. In the present embodiment, the stacked solar cell 31 and the light transmitting glass 33 on the front side are fixed by the adhesive layer 35. However, the present invention is not limited to this, and the stacked solar cell 31 and the back side ( You may make it form the adhesive bond layer 35 between the transparent glass 33 of the paper surface downward direction in the figure.

以上のような構成の太陽光発電装置1によれば、カバー36の無機蛍光体によって、反射鏡20の赤外線吸収シート22により赤外線が吸収された太陽光s(反射光)のうち、紫外領域の光を、可視光領域の光に変換して太陽電池パネルに照射させることができる。したがって、効率的な発電を行うことができ、太陽電池パネル30全体としての発電量が増加する。   According to the solar power generation device 1 configured as described above, in the ultraviolet region of the sunlight s (reflected light) in which infrared rays are absorbed by the infrared phosphor sheet 22 of the reflecting mirror 20 by the inorganic phosphor of the cover 36. Light can be converted into light in the visible light region and irradiated to the solar cell panel. Therefore, efficient power generation can be performed, and the power generation amount of the solar cell panel 30 as a whole increases.

反射鏡20で反射した太陽光sは、赤外線吸収シート22により所定の波長領域の赤外線が吸収されてはいるが、反射鏡20の凹面21による集光比が大きい場合には、カバーが急速加熱されることがある。しかし、本実施の形態では、カバー36の基材を耐熱衝撃性ガラスで構成しているので、強度が強く、カバー36が破損するのを防止できる。   The sunlight s reflected by the reflecting mirror 20 is absorbed by the infrared absorbing sheet 22 in the infrared of a predetermined wavelength region, but when the condensing ratio by the concave surface 21 of the reflecting mirror 20 is large, the cover is rapidly heated. May be. However, in the present embodiment, since the base material of the cover 36 is made of the thermal shock resistant glass, the strength is high and the cover 36 can be prevented from being damaged.

また、カバー36は、ボルト37を介してフレーム材34に固定されているので、カバー36で発生した熱をフレーム材34に伝達することができ、カバー36の温度上昇を抑えることができる。   Further, since the cover 36 is fixed to the frame material 34 via the bolts 37, the heat generated in the cover 36 can be transmitted to the frame material 34, and the temperature rise of the cover 36 can be suppressed.

また、積層型太陽電池31および光透過性ガラス33は、熱伝導性を有する複合材パッキン38を介して、フレーム材34に固定されているので、積層型太陽電池31および光透過性ガラス33を柔軟に保持することができ、その破損を防止できるとともに、発電時に積層型太陽電池31で発生した熱をフレーム材34に円滑に伝達することができ、太陽電池パネル30の温度上昇を有効に防止でき、発電効率を向上することができる。また、フレーム材34と積層型太陽電池31の電気絶縁性を確保できるので、発電された電力が放電されることなく、電力を確実に回収することができる。   Moreover, since the laminated solar cell 31 and the light transmissive glass 33 are fixed to the frame material 34 through the composite packing 38 having thermal conductivity, the laminated solar cell 31 and the light transmissive glass 33 are attached. It can be held flexibly and can be prevented from being damaged, and heat generated in the stacked solar cell 31 during power generation can be smoothly transferred to the frame member 34, effectively preventing a temperature rise of the solar cell panel 30. And power generation efficiency can be improved. In addition, since the electrical insulation between the frame member 34 and the stacked solar cell 31 can be ensured, the generated power can be reliably recovered without discharging the generated power.

[第三実施形態]
図6は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第三の形態を示した断面図、図7は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第三の形態の太陽電池パネルを示した断面図、図8は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第三の形態の太陽電池パネルを示した斜視図、図9は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第三の形態の太陽電池パネルを示した平面図である。
[Third embodiment]
FIG. 6 is a sectional view showing a third best mode for carrying out the photovoltaic power generation apparatus according to the present invention, and FIG. 7 is a third best mode for carrying out the photovoltaic power generation apparatus according to the present invention. FIG. 8 is a perspective view showing a solar cell panel according to the third preferred embodiment for implementing the solar power generation apparatus according to the present invention, and FIG. 9 is a sun according to the present invention. It is the top view which showed the solar cell panel of the best 3rd form for implementing a photovoltaic device.

図6および図7に示すように、本実施の形態に係る太陽光発電装置1は、太陽電池パネル30のフレーム材34に、冷媒40を循環させる循環路39を設けたことを特徴とする。なお、その他の構成については、第一の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して、その説明を省略する。   As shown in FIGS. 6 and 7, the solar power generation device 1 according to the present embodiment is characterized in that a circulation path 39 for circulating the refrigerant 40 is provided in the frame material 34 of the solar cell panel 30. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

循環路39は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の押出管41にて構成されている。本実施の形態では、押出管41として、Al−Mn系の3003合金が採用されている。この3003合金は、アルミニウム合金の中でも、熱伝導性および加工性に優れており、循環路39を構成する押出管41の材料として好ましい。押出管41は、断面形状がアスペクト比の大きい扁平状に形成されている。押出管41は、フレーム材34の外周面に沿って接着されている(図8および図9参照)。押出管41は、扁平形状の平らな部分をフレーム材34に当接させることで、フレーム材34と面接触することとなる。押出管41は、隣り合う太陽電池パネル30同士を連結するとともに、太陽光発電装置1のフレーム3(図2参照)に接続するための、連結ロッドの役目も果たす。押出管41には、液体あるいは気体からなる冷媒40を循環させるポンプなどの循環装置(図示せず)が接続されており、冷媒40が押出管41内を循環されるように構成されている。   The circulation path 39 is constituted by an extruded tube 41 made of aluminum or aluminum alloy. In the present embodiment, an Al—Mn 3003 alloy is employed as the extruded tube 41. This 3003 alloy is excellent in thermal conductivity and workability among aluminum alloys, and is preferable as a material of the extruded tube 41 constituting the circulation path 39. The extruded tube 41 is formed in a flat shape with a large cross-sectional shape and a high aspect ratio. The extruded tube 41 is bonded along the outer peripheral surface of the frame member 34 (see FIGS. 8 and 9). The extruded tube 41 comes into surface contact with the frame material 34 by bringing a flat portion of the flat shape into contact with the frame material 34. The extruded tube 41 serves as a connecting rod for connecting adjacent solar cell panels 30 to each other and connecting to the frame 3 (see FIG. 2) of the solar power generation device 1. A circulation device (not shown) such as a pump that circulates a refrigerant 40 made of liquid or gas is connected to the extrusion tube 41, and the refrigerant 40 is circulated in the extrusion tube 41.

なお、押出管41は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製に限られるものではなく、他の金属であってもよい。但し、熱伝導性、軽量性を考慮するとアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるのが好ましい。   The extruded tube 41 is not limited to aluminum or an aluminum alloy, and may be another metal. However, in consideration of thermal conductivity and lightness, it is preferable to be made of aluminum or an aluminum alloy.

以上のような構成の太陽光発電装置1によれば、積層型太陽電池31からフレーム材34に伝達された熱を、冷媒40によって効率的に除去することができる。特に、押出管41は、フレーム材34の外周の全周に亘って設けられているので、冷却効率が高い。したがって、太陽電池パネルの温度上昇防止効果が高まり、発電効率を大幅に向上することができる。さらに、冷媒40から熱を回収すれば、熱の有効利用も可能となる。   According to the solar power generation device 1 configured as described above, the heat transferred from the stacked solar cell 31 to the frame member 34 can be efficiently removed by the refrigerant 40. In particular, since the extruded tube 41 is provided over the entire outer periphery of the frame member 34, the cooling efficiency is high. Therefore, the effect of preventing the temperature rise of the solar cell panel is increased, and the power generation efficiency can be greatly improved. Furthermore, if heat is recovered from the refrigerant 40, the heat can be effectively used.

また、押出管41を、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて構成しているので、熱伝導性が良好であり、フレーム材34に伝達された熱を効率的に冷媒に伝達することができ、冷却効率を高めることができる。さらに、アルミニウムまたはアルミニウム合金は、加工性も高く、循環路39を容易に製造することができる。   Further, since the extruded tube 41 is made of aluminum or an aluminum alloy, the heat conductivity is good, the heat transmitted to the frame material 34 can be efficiently transmitted to the refrigerant, and the cooling efficiency is improved. Can be increased. Furthermore, aluminum or aluminum alloy has high workability, and the circulation path 39 can be easily manufactured.

さらに、押出管41は、断面扁平形状に形成されているので、フレーム材34との接触面積が大きく、熱伝導性が良好である。   Furthermore, since the extruded tube 41 is formed in a flat cross-sectional shape, the contact area with the frame material 34 is large and the thermal conductivity is good.

[第四実施形態]
図10は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第四の形態を示した断面図である。
[Fourth embodiment]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a fourth best mode for carrying out the photovoltaic power generation apparatus according to the present invention.

図10に示すように、本実施の形態に係る太陽光発電装置1は、光透過性板材10と反射鏡20との間を通風可能に構成し、空気層2を通風路5として太陽電池パネル30を冷却するように構成したことを特徴とする。具体的には、太陽光発電装置1の外周縁部に設けられているフレーム3に通風口6が形成されており、その通風口6にはファン7が設けられている。ファン7は、少なくとも通風路5の上流端あるいは下流端のいずれかに設けられていればよく、通風路5の上流端および下流端の両方に設けられていてもよい。フレーム3に形成されている通風口6は、配列された太陽電池パネル30の延長線上に対応する位置に配置されている。なお、その他の構成については、第一の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して、その説明を省略する。   As shown in FIG. 10, the solar power generation device 1 according to the present embodiment is configured to allow ventilation between the light transmissive plate member 10 and the reflecting mirror 20, and the solar cell panel as the air layer 2 as the ventilation path 5. 30 is configured to be cooled. Specifically, a ventilation opening 6 is formed in the frame 3 provided at the outer peripheral edge of the solar power generation device 1, and a fan 7 is provided in the ventilation opening 6. The fan 7 may be provided at least at either the upstream end or the downstream end of the ventilation path 5, and may be provided at both the upstream end and the downstream end of the ventilation path 5. The ventilation openings 6 formed in the frame 3 are arranged at positions corresponding to the extended lines of the arranged solar cell panels 30. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

以上のような構成の太陽光発電装置1によれば、太陽電池パネル30の周囲に空気を流通させることができ、太陽電池パネル30の両面を有効に冷却できるとともに、反射鏡20に敷設されている赤外線吸収シート22の冷却も有効に行うことができる。さらに、冷却によって加熱された空気を所定の装置に供給すれば、回収された熱エネルギーを再利用することもできる、ハイブリット型の太陽光発電装置1を提供することが可能となる。   According to the solar power generation device 1 configured as described above, air can be circulated around the solar cell panel 30, both surfaces of the solar cell panel 30 can be effectively cooled, and the solar cell panel 30 is laid on the reflecting mirror 20. Cooling of the infrared absorbing sheet 22 can also be performed effectively. Furthermore, if the air heated by cooling is supplied to a predetermined device, it is possible to provide the hybrid solar power generation device 1 that can reuse the recovered thermal energy.

[第五実施形態]
図11は本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第五の形態を示した断面図である。
[Fifth embodiment]
FIG. 11 is a sectional view showing the fifth best mode for carrying out the photovoltaic power generation apparatus according to the present invention.

図11に示すように、本実施の形態に係る太陽光発電装置1は、光透過性板材10と反射鏡20との間を通風可能に構成し、空気層2を通風路5として太陽電池パネル30を冷却するように構成し、さらに、反射鏡20の裏側(光透過性板材10とは反対側)に、通風路5と連通する第二の通風路8を形成したことを特徴とする。   As shown in FIG. 11, the solar power generation device 1 according to the present embodiment is configured to allow ventilation between the light transmissive plate 10 and the reflecting mirror 20, and the solar cell panel as the air layer 2 as the ventilation path 5. 30 is cooled, and further, a second ventilation path 8 communicating with the ventilation path 5 is formed on the back side of the reflecting mirror 20 (the side opposite to the light-transmitting plate member 10).

本実施の形態では、反射鏡20の裏側(図中、紙面下側)に、反射鏡20と所定の間隔を隔てて板材9が設けられており、反射鏡20と板材9との間に第二の通風路8が形成されている。板材9は、第二の通風路8を外部と区画するために設けられており、光透過性を有するものでも、有さないものでもどちらでもよい。太陽光発電装置1の外周縁部に設けられているフレーム3は、光透過性板材10から、反射鏡20および板材9の外周縁部を覆うように構成されている。フレーム3の内周面には、光透過性板材10、反射鏡20および板材9の外周縁部が挿入され支持される係止溝3a,3a,3aがそれぞれ形成されている。   In the present embodiment, a plate material 9 is provided on the back side of the reflecting mirror 20 (the lower side in the drawing) with a predetermined distance from the reflecting mirror 20, and the plate material 9 is provided between the reflecting mirror 20 and the plate material 9. Two ventilation paths 8 are formed. The plate member 9 is provided to partition the second ventilation path 8 from the outside, and may be either light transmissive or non-light transmissive. The frame 3 provided at the outer peripheral edge of the solar power generation device 1 is configured to cover the outer peripheral edge of the reflecting mirror 20 and the plate 9 from the light transmissive plate 10. On the inner peripheral surface of the frame 3, locking grooves 3a, 3a, 3a are formed, into which the outer peripheral edge portions of the light transmissive plate material 10, the reflecting mirror 20, and the plate material 9 are inserted and supported.

フレーム3の一側(図中、紙面右側)面には、通風路5に開口する通風口6と、第二の通風路8に開口する通風口12が形成されている。通風口6および通風口12は、それぞれ複数形成されており、配列された太陽電池パネル30の延長線上に対応する位置に配置されている。通風口6および通風口12にはファン7がそれぞれ設けられている。なお、ファン7は、通風口6または通風口12のいずれか一方に設けてもよい。反射鏡20には、通風路5と第二の通風路8とを連通させる連通口13が形成されている。連通口13は、フレーム3の通風口6,12が設けられた側(図中、紙面右側)とは逆側(図中、紙面左側)に形成されている。連通口13は、複数形成されており、配列された太陽電池パネル30の延長線上に対応する位置に配置されている。なお、空気の流通方向は、通風路5から第二の通風路8へ流れる方向であってもよいし、その逆に、第二の通風路8から通風路5へ流れる方向であってもよい。   On one side (right side of the drawing in the drawing) of the frame 3, a ventilation opening 6 that opens to the ventilation path 5 and a ventilation opening 12 that opens to the second ventilation path 8 are formed. A plurality of ventilation openings 6 and ventilation openings 12 are formed, and are arranged at positions corresponding to the extended lines of the arranged solar cell panels 30. A fan 7 is provided at each of the ventilation openings 6 and 12. The fan 7 may be provided at either the ventilation port 6 or the ventilation port 12. The reflecting mirror 20 is formed with a communication port 13 that allows the ventilation path 5 and the second ventilation path 8 to communicate with each other. The communication port 13 is formed on the opposite side (the left side of the drawing in the drawing) to the side of the frame 3 where the ventilation ports 6 and 12 are provided (the right side of the drawing in the drawing). A plurality of communication ports 13 are formed, and are arranged at positions corresponding to the extended lines of the arranged solar cell panels 30. Note that the air flow direction may be a direction from the ventilation path 5 to the second ventilation path 8, or vice versa, a flow direction from the second ventilation path 8 to the ventilation path 5. .

以上のような構成の太陽光発電装置1によれば、ファン7を適宜作動させて、空気を通風口6、通風路5、連通口13、第二の通風路8、通風口12の順で循環させることで、太陽電池パネル30の周囲に空気を流通させることができ、太陽電池パネル30の両面を有効に冷却できる。さらに、通風路5を流通する空気によって、反射鏡20に敷設されている赤外線吸収シート22を冷却することができるとともに、第二の通風路8を流通する空気によって反射鏡20の裏面を冷却することができる。さらに、冷却によって加熱された空気を所定の装置に供給すれば、回収された熱エネルギーを再利用することもできる、ハイブリット型の太陽光発電装置1を提供することが可能となる。特に、本実施の形態では、空気を反射鏡20の裏面にも流通させているので、太陽光発電装置1の冷却効率が高いとともに、より多くの熱エネルギーを回収することができる。   According to the solar power generation device 1 configured as described above, the fan 7 is operated as appropriate, and the air vent 6, the vent 5, the communication 13, the second vent 8, and the vent 12 are arranged in this order. By circulating, air can be circulated around the solar cell panel 30, and both surfaces of the solar cell panel 30 can be effectively cooled. Furthermore, the infrared ray absorbing sheet 22 laid on the reflecting mirror 20 can be cooled by the air flowing through the ventilation path 5, and the back surface of the reflecting mirror 20 is cooled by the air flowing through the second ventilation path 8. be able to. Furthermore, if the air heated by cooling is supplied to a predetermined device, it is possible to provide the hybrid solar power generation device 1 that can reuse the recovered thermal energy. In particular, in the present embodiment, since air is also circulated on the back surface of the reflecting mirror 20, the cooling efficiency of the solar power generation device 1 is high and more heat energy can be recovered.

以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記の実施の形態では、反射鏡20をアルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成しているが、これに限られるものではなく、反射鏡は、ガラス板に銀を析出させた従来型のものであってもよい。   The best mode for carrying out the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed in design without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the reflecting mirror 20 is formed of aluminum or an aluminum alloy. However, the present invention is not limited to this, and the reflecting mirror is a conventional type in which silver is deposited on a glass plate. There may be.

また、前記の実施の形態では、太陽電池パネル30は、連結ロッド34aを介してフレーム3に固定されているが、その固定位置および固定方法はこれに限られるものではない。図示しないが、例えば、太陽電池パネルを光透過性板材の裏面に、ボルト・ナットあるいは接着剤などによって直接固定してもよい。また、反射鏡から、固定用の脚部アーム(図示せず)を延出させて太陽電池パネルを空気層中で支持するようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the solar cell panel 30 is being fixed to the flame | frame 3 via the connection rod 34a, the fixing position and fixing method are not restricted to this. Although not shown, for example, the solar cell panel may be directly fixed to the back surface of the light-transmitting plate member with a bolt / nut or an adhesive. Further, a fixing leg arm (not shown) may be extended from the reflecting mirror to support the solar cell panel in the air layer.

本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第一の形態を示した破断斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the fracture | rupture perspective view which showed the best 1st form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention. 本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第一の形態を示した平面図である。It is the top view which showed the best 1st form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention. 本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第一の形態であって、(a)は太陽電池パネルの一例を示した断面図、(b)は太陽電池パネルの他の例を示した断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is 1st best form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention, Comprising: (a) is sectional drawing which showed an example of the solar cell panel, (b) is another example of a solar cell panel. It is sectional drawing shown. 本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第二の形態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the best 2nd form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention. 本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第二の形態の太陽電池パネルを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the solar cell panel of the best 2nd form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention. 本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第三の形態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the best 3rd form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention. 本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第三の形態の太陽電池パネルを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the solar cell panel of the best 3rd form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention. 本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第三の形態の太陽電池パネルを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the solar cell panel of the best 3rd form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention. 本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第三の形態の太陽電池パネルを示した平面図である。It is the top view which showed the solar cell panel of the best 3rd form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention. 本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第四の形態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the best 4th form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention. 本発明に係る太陽光発電装置を実施するための最良の第五の形態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the best 5th form for implementing the solar power generation device which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 太陽光発電装置
2 空気層
5 通風路
8 第二の通風路
10 光透過性板材
11 白板ガラス
20 反射鏡
22 赤外線吸収シート
30 太陽電池パネル
31 積層型太陽電池
32 光透過型太陽電池層
33 光透過性ガラス
34 フレーム材
36 カバー
38 複合材パッキン
39 循環路
40 冷媒
41 押出管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photovoltaic power generation device 2 Air layer 5 Ventilation path 8 Second ventilation path 10 Light transmission board | plate material 11 White plate glass 20 Reflector 22 Infrared absorption sheet 30 Solar cell panel 31 Stacked solar cell 32 Light transmission type solar cell layer 33 Light Permeable glass 34 Frame material 36 Cover 38 Composite packing 39 Circulation path 40 Refrigerant 41 Extrusion tube

Claims (13)

光透過性板材と、この光透過性板材と所定の厚さの空気層を隔てて対向配置された反射鏡と、前記光透過性板材と前記反射鏡の間の空気層内に配置された太陽電池パネルとを備えた太陽光発電装置において、
前記太陽電池パネルは、両面受光可能な積層型太陽電池を備えて構成され、
前記反射鏡は、前記光透過性板材を透過して前記反射鏡まで到達した太陽光を前記太陽電池パネルに反射させる凹面を備え、
前記反射鏡の表面に、赤外線吸収シートが敷設された
ことを特徴とする太陽光発電装置。
A light-transmitting plate, a reflecting mirror disposed opposite to the light-transmitting plate with an air layer having a predetermined thickness, and a sun disposed in an air layer between the light-transmitting plate and the reflecting mirror In a solar power generation device equipped with a battery panel,
The solar cell panel is configured to include a laminated solar cell capable of receiving both sides,
The reflecting mirror includes a concave surface that reflects sunlight that has passed through the light-transmitting plate material and reached the reflecting mirror to the solar cell panel,
An infrared ray absorbing sheet is laid on the surface of the reflecting mirror.
前記太陽電池パネルは、前記積層型太陽電池と、この積層型太陽電池を両面から挟み込む一対の光透過性ガラスと、前記積層型太陽電池および前記光透過性ガラスの外周縁部を覆って支持するフレーム材とを備えた
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電装置。
The solar cell panel covers and supports the laminated solar cell, a pair of light transmissive glasses that sandwich the laminated solar cell from both sides, and outer peripheral edges of the laminated solar cell and the light transmissive glass. The solar power generation device according to claim 1, further comprising a frame material.
前記積層型太陽電池は、バンドギャップエネルギーの異なる複数の光透過型太陽電池層にて構成されており、
複数の前記光透過型太陽電池層は、前記反射鏡側から前記光透過性板材側に向かうに連れて、バンドキャップエネルギーが小さくなるように配置されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の太陽光発電装置。
The stacked solar cell is composed of a plurality of light transmissive solar cell layers having different band gap energy,
The plurality of light transmissive solar cell layers are arranged such that band cap energy decreases from the reflecting mirror side toward the light transmissive plate material side. Item 3. The solar power generation device according to Item 2.
前記太陽電池パネルは、前記反射鏡と対向する面側に無機蛍光体を含有して構成されるカバーを備えた
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。
The said solar cell panel was equipped with the cover comprised including an inorganic fluorescent substance in the surface side facing the said reflective mirror. The sun as described in any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Photovoltaic generator.
前記カバーの前記基材は、耐熱衝撃性ガラスにて構成された
請求項4に記載の太陽光発電装置。
The solar power generation device according to claim 4, wherein the base material of the cover is made of thermal shock resistant glass.
前記積層型太陽電池および前記光透過性ガラスは、樹脂基材と熱伝導性を有する絶縁体粉末とで構成された複合材パッキンを介して、前記フレーム材に固定されている
ことを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。
The laminated solar cell and the light-transmitting glass are fixed to the frame material via a composite material packing composed of a resin base material and an insulating powder having thermal conductivity. The solar power generation device according to any one of claims 2 to 5.
前記フレーム材に、冷媒を循環させる循環路を設けた
ことを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。
The solar power generation device according to any one of claims 2 to 6, wherein a circulation path for circulating a refrigerant is provided in the frame material.
前記循環路は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の押出管にて構成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の太陽光発電装置。
The solar power generation apparatus according to claim 7, wherein the circulation path is configured by an extruded tube made of aluminum or an aluminum alloy.
前記反射鏡は、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。
The solar power generation device according to any one of claims 1 to 8, wherein the reflecting mirror is formed of aluminum or an aluminum alloy.
前記光透過性板材は、白板ガラスにて構成されている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。
The solar power generation device according to any one of claims 1 to 9, wherein the light-transmitting plate material is configured by white plate glass.
前記光透過性板材は、光透過性樹脂にて構成されている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。
The photovoltaic power generator according to any one of claims 1 to 9, wherein the light transmissive plate member is made of a light transmissive resin.
前記光透過性板材と前記反射鏡との間を通風可能に構成し、前記空気層を通風路として前記太陽電池パネルを冷却するようにした
ことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。
12. The solar cell panel according to claim 1, wherein the solar cell panel is cooled by using the air layer as a ventilation path so as to allow ventilation between the light-transmitting plate member and the reflecting mirror. The solar power generation device according to claim 1.
前記反射鏡の前記光透過性板材とは反対側に、前記通風路と連通する第二の通風路を形成した
ことを特徴とする請求項12に記載の太陽光発電装置。
The solar power generation device according to claim 12, wherein a second ventilation path communicating with the ventilation path is formed on a side of the reflecting mirror opposite to the light-transmitting plate member.
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