JP2013100931A - Photovoltaic power generation heat collection composite panel, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、太陽光発電集熱複合パネルに関するもので、例えば太陽電池モジュールの裏面側に集熱パネルを取り付けて構成される太陽光発電集熱複合パネル及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a solar power generation / heat collection composite panel, for example, a solar power generation / heat collection composite panel configured by attaching a heat collection panel to the back side of a solar cell module and a method for manufacturing the same.
従来、太陽熱エネルギを有効的に利用するために、太陽電池モジュールの裏面に集熱を行う工夫がなされてきた。 Conventionally, in order to effectively use solar thermal energy, a device for collecting heat on the back surface of the solar cell module has been made.
例えば、太陽電池モジュールの裏面に配設される集熱板と、該集熱板と共働して集熱管を包囲する集熱管接続部材とを具備し、集熱板に形成された一対の集熱管を固定するための引掛けレールに、集熱管を包囲した集熱管接続部材の両端をスライドさせて集熱管を固定する構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。 For example, a heat collecting plate disposed on the back surface of the solar cell module and a heat collecting tube connecting member that cooperates with the heat collecting plate and surrounds the heat collecting tube, and a pair of heat collecting plates formed on the heat collecting plate. There is known a structure in which a heat collecting tube is fixed by sliding both ends of a heat collecting tube connecting member surrounding the heat collecting tube on a hanging rail for fixing the heat tube (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の技術のものは、太陽電池モジュールの裏面に集熱管を固定するための引掛けレール及び集熱管を覆う集熱管接続部材が必要なため、材料の部品点数が多くなると共に、取付作業が面倒である等の懸念があった。また、引掛けレールや接続部材が嵩張るため、集熱管の配置設計自由度が損なわれてしまう問題もあった。
However, the technique described in
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、構成部材の部品点数を少なくでき、集熱管の設計自由度の高い熱交換効率の向上が図れる太陽光発電集熱複合パネル及びその製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the number of components and increase the heat exchange efficiency with a high degree of freedom in designing a heat collecting tube. The issue is to provide.
上記課題を達成するために、この発明に係る太陽光発電集熱複合パネルは、太陽電池モジュールの裏面側に集熱パネルを並置して構成される太陽光発電集熱複合パネルであって、上記各集熱パネルは、上記太陽電池モジュールの裏面に接合される板状フィンと、該板状フィンの非接合面側に板状フィンの長手方向に沿う集熱管とが一体に形成され、上記集熱管の両端部がヘッダー管と接続してなる、ことを特徴とする(請求項1)。 In order to achieve the above object, a solar power generation and heat collection composite panel according to the present invention is a solar power generation and heat collection composite panel configured by juxtaposing a heat collection panel on the back side of a solar cell module, Each heat collection panel is formed by integrally forming a plate-like fin joined to the back surface of the solar cell module and a heat collection tube along the longitudinal direction of the plate-like fin on the non-joint surface side of the plate-like fin. Both ends of the heat pipe are connected to the header pipe (claim 1).
このように構成することにより、板状フィンと集熱管が一体形成された複数の集熱パネルにおける板状フィンを太陽電池モジュールの裏面に接合して、太陽電池モジュールの裏面側に複数の集熱パネルを並置することができる。 By configuring in this way, the plate-like fins in the plurality of heat collecting panels in which the plate-like fins and the heat collecting tubes are integrally formed are joined to the back surface of the solar cell module, and a plurality of heat collecting devices are arranged on the back surface side of the solar cell module. Panels can be juxtaposed.
この発明において、上記太陽電池モジュールの裏面に板状フィンを直接接合させても差し支えないが、好ましくは上記太陽電池モジュールと上記板状フィンとの間に、高熱伝導性の材料からなるシート状の密着部材を介在するのがよい(請求項2)。この場合、上記密着部材は粘着剤のないもの、あるいは表面に粘着剤層を有するもの(請求項3)のいずれであってもよい。粘着剤層を有するものにおいては太陽電池モジュールと板状フィンの接合が容易にできる。一方、集熱パネルの交換を考慮すると、太陽電池モジュールと集熱パネルとの直接接合や、密着部材を介在して太陽電池モジュールと集熱パネルとを接合するいずれの場合においても、粘着剤や接着剤のない接合であるのがよい。 In this invention, a plate-like fin may be directly joined to the back surface of the solar cell module, but preferably a sheet-like material made of a material having high thermal conductivity is provided between the solar cell module and the plate-like fin. It is preferable to interpose a close contact member (claim 2). In this case, the adhesion member may be either one without an adhesive or one having an adhesive layer on the surface (Claim 3). In what has an adhesive layer, a solar cell module and a plate-like fin can be joined easily. On the other hand, in consideration of replacement of the heat collection panel, in either case of direct joining between the solar cell module and the heat collection panel or joining the solar cell module and the heat collection panel via an adhesion member, It should be a bond without adhesive.
また、この発明において、上記密着部材としては、例えばエチレン・プロピレン・ジエン・メチレンゴム,クロロプレンゴム又はアルミニウム箔のいずれかを使用することができる(請求項4)。 In the present invention, as the contact member, for example, any one of ethylene / propylene / diene / methylene rubber, chloroprene rubber or aluminum foil can be used.
上記のように構成することにより、太陽電池モジュールと集熱パネルの板状フィンとの間に、高熱伝導性の材料からなるシート状の密着部材を介在して接合することにより、太陽電池モジュールと集熱パネルとの密着性の向上が図れると共に、太陽電池モジュールが受光して得られた太陽熱エネルギを効率よく集熱パネルの集熱管に伝熱することができる。なお、密着部材にエチレン・プロピレン・ジエン・メチレンゴムを使用した場合には、太陽電池モジュールと集熱パネルの板状フィンとの間に絶縁性の効果を高めることができる。 By configuring as described above, the solar cell module and the plate-like fins of the heat collecting panel are joined by interposing a sheet-like adhesion member made of a highly heat conductive material, Adhesion with the heat collection panel can be improved, and solar energy obtained by receiving light by the solar cell module can be efficiently transferred to the heat collection tube of the heat collection panel. When ethylene / propylene / diene / methylene rubber is used for the adhesion member, the insulating effect can be enhanced between the solar cell module and the plate-like fins of the heat collecting panel.
また、この発明において、上記板状フィン及び集熱管の露出面を断熱材で被覆する方が好ましい(請求項5)。 In the present invention, it is preferable to cover the exposed surfaces of the plate-like fins and the heat collecting tube with a heat insulating material (claim 5).
このように板状フィン及び集熱管の露出面を断熱材で被覆することにより、太陽電池モジュールを介して得られた太陽熱エネルギが集熱管から放熱されるのを防止することができる。 Thus, by covering the exposed surfaces of the plate-like fins and the heat collecting tubes with the heat insulating material, it is possible to prevent the solar thermal energy obtained through the solar cell module from being radiated from the heat collecting tubes.
また、この発明において、上記板状フィンは、上記太陽電池モジュールの裏面に接合される際に、上記集熱管の長手方向の両端側が上記太陽電池モジュール側から離れる方向に曲げ加工されており、かつ、上記板状フィンの曲げ剛性が上記太陽電池モジュールと同等若しくはそれよりも低く設定されているのが好ましい(請求項6)。 Moreover, in this invention, when the said plate-shaped fin is joined to the back surface of the said solar cell module, the both ends of the longitudinal direction of the said heat collecting tube are bent in the direction away from the said solar cell module side, and The bending rigidity of the plate-like fins is preferably set to be equal to or lower than that of the solar cell module.
このように構成することにより、太陽電池モジュールに集熱パネルを接合する際に、まず集熱パネルの板状フィンの長手方向の中央突出部が太陽電池モジュールの裏面に当接し、集熱パネルを押圧することで板状フィンは徐々に長手方向の端部側に沿って太陽電池モジュールの裏面に当接して、両者間に存在する空気を外部に抜いて、両者間の隙間を無くすことができる。また、板状フィンの曲げ剛性を太陽電池モジュールと同等若しくはそれよりも低く設定することにより、集熱パネルの接合による太陽電池モジュールの変形を抑制することができる。 By configuring in this way, when joining the heat collection panel to the solar cell module, first, the central protrusion in the longitudinal direction of the plate-like fin of the heat collection panel abuts on the back surface of the solar cell module, and the heat collection panel is By pressing, the plate-like fins gradually come into contact with the back surface of the solar cell module along the end in the longitudinal direction, and the air existing between them can be extracted to the outside, eliminating the gap between the two. . In addition, by setting the bending rigidity of the plate-like fins to be equal to or lower than that of the solar cell module, deformation of the solar cell module due to the joining of the heat collecting panels can be suppressed.
また、この発明において、上記集熱管の内周面は円形であってもよいが、好ましくは、内周面は周方向に沿う凹凸部が形成されるのがよい(請求項7)。 Moreover, in this invention, although the internal peripheral surface of the said heat collecting tube may be circular, Preferably, the uneven | corrugated | grooved part along the circumferential direction is good for an internal peripheral surface (Claim 7).
このように構成することにより、集熱管内を流れる熱媒体と集熱管との接触面積を増大させて伝熱効率を高めることができる。 By comprising in this way, the contact area of the heat medium and the heat collection tube which flow through the heat collection tube can be increased, and heat transfer efficiency can be improved.
また、この発明において、上記集熱管の内周面の対向する部位に熱伝導性を有する補助伝熱板を連結するのが好ましい(請求項8)。この場合、上記補助伝熱板をアルミニウム製薄板にて形成するのが好ましい(請求項9)。 Moreover, in this invention, it is preferable to connect the auxiliary | assistant heat exchanger plate which has heat conductivity to the site | part which the internal peripheral surface of the said heat collecting tube opposes. In this case, it is preferable that the auxiliary heat transfer plate is formed of an aluminum thin plate.
このように構成することにより、集熱管内を流れる熱媒体と集熱管及び補助伝熱板との接触面積を増大させて伝熱効率を高めることができる。 By comprising in this way, the contact area of the heat medium which flows through the inside of a heat collection tube, a heat collection tube, and an auxiliary heat exchanger plate can be increased, and heat transfer efficiency can be improved.
加えて、この発明において、上記板状フィンと集熱管は溶接により接合して一体に形成しても差し支えないが、好ましくは、上記板状フィン及び集熱管は、アルミニウム製押出形材にて形成されている方がよい(請求項10)。 In addition, in the present invention, the plate-like fin and the heat collecting tube may be integrally formed by welding, but preferably, the plate-like fin and the heat collecting tube are formed of an aluminum extruded shape. (Claim 10).
このように構成することにより、熱伝導性が高く、かつ、寸法精度の高い集熱パネルを容易に作製することができる。 With this configuration, it is possible to easily produce a heat collection panel having high thermal conductivity and high dimensional accuracy.
また、この発明に係る太陽光発電集熱複合パネルの製造方法は、請求項1ないし4又は6ないし10のいずれかに記載の太陽光発電集熱複合パネルの製造方法であって、上記板状フィンにおける上記集熱管の長手方向の両端側が上記太陽電池モジュール側から離れる方向に曲げ加工する工程と、上記板状フィンの中央部から両端部へ向かって上記太陽電池モジュールと接合する工程と、を具備することを特徴とする(請求項11)。
Moreover, the manufacturing method of the solar power generation heat collection composite panel which concerns on this invention is a manufacturing method of the solar power generation heat collection composite panel in any one of
この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような顕著な効果が得られる。 According to this invention, since it is configured as described above, the following remarkable effects can be obtained.
(1)板状フィンと集熱管が一体形成された複数の集熱パネルにおいて、前記板状フィンを太陽電池モジュールの裏面に接合して、太陽電池モジュールの裏面側に複数の集熱パネルを並置することができるので、構成部材の部品点数を少なくでき、集熱管の設計自由度の高い熱交換効率の向上が図れる。 (1) In a plurality of heat collecting panels in which plate-like fins and heat collecting tubes are integrally formed, the plate-like fins are joined to the back surface of the solar cell module, and the plurality of heat collecting panels are juxtaposed on the back surface side of the solar cell module. Therefore, the number of components of the constituent members can be reduced, and the heat exchange efficiency can be improved with a high degree of freedom in designing the heat collecting tube.
(2)太陽電池モジュールと集熱パネルの板状フィンとの間に、高熱伝導性の材料からなるシート状の密着部材を介在して接合することにより、太陽電池モジュールと集熱パネルとの密着性の向上が図れると共に、太陽電池モジュールが受光して得られた太陽熱エネルギを効率よく集熱パネルの集熱管に伝熱することができる。したがって、上記(1)に加えて、更に熱交換効率の向上が図れる。 (2) Adhesion between the solar cell module and the heat collection panel by joining a sheet-like adhesion member made of a highly heat conductive material between the solar cell module and the plate-like fins of the heat collection panel. As a result, the solar thermal energy obtained by receiving light by the solar cell module can be efficiently transferred to the heat collecting tube of the heat collecting panel. Therefore, in addition to the above (1), the heat exchange efficiency can be further improved.
(3)板状フィン及び集熱管の露出面を断熱材で被覆することにより、上記(1),(2)に加えて、更に太陽電池モジュールを介して得られた太陽熱エネルギが集熱管から放熱されるのを防止することができる。 (3) In addition to the above (1) and (2), solar heat energy obtained through the solar cell module is further dissipated from the heat collecting tube by covering the exposed surfaces of the plate fins and the heat collecting tube with a heat insulating material. Can be prevented.
(4)太陽電池モジュールに集熱パネルを接合する際に、集熱管の長手方向の両端側が太陽電池モジュール側から離れる方向に曲げ加工されることにより、太陽電池モジュールと集熱パネルの接合部における隙間を無くすことができる。したがって、上記(1)〜(3)に加えて、更に熱交換効率の向上が図れる。また、板状フィンの曲げ剛性を太陽電池モジュールと同等かそれよりも低く設定することにより、集熱パネルの接合による太陽電池モジュールの変形を抑制することができる。 (4) When joining the heat collecting panel to the solar cell module, both ends in the longitudinal direction of the heat collecting tube are bent in a direction away from the solar cell module side, so that the solar cell module and the heat collecting panel are joined at the junction. The gap can be eliminated. Therefore, in addition to the above (1) to (3), the heat exchange efficiency can be further improved. Moreover, by setting the bending rigidity of the plate-like fins to be equal to or lower than that of the solar cell module, deformation of the solar cell module due to the joining of the heat collecting panels can be suppressed.
(5)集熱管の内周面に周方向に沿う凹凸部を形成したり、集熱管内の対向する凹溝内に補助伝熱板を嵌挿することにより、集熱管内を流れる熱媒体と集熱管又は熱媒体と集熱管及び補助伝熱板との接触面積を増大させて伝熱効率を高めることができるので、上記(1)〜(4)に加えて、更に熱交換効率の向上が図れる。 (5) A heat medium that flows in the heat collection tube by forming an uneven portion along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the heat collection tube, or by inserting an auxiliary heat transfer plate into the opposing concave groove in the heat collection tube Since the heat transfer efficiency can be increased by increasing the contact area between the heat collection tube or the heat medium, the heat collection tube and the auxiliary heat transfer plate, the heat exchange efficiency can be further improved in addition to the above (1) to (4). .
(6)板状フィン及び集熱管をアルミニウム製押出形材にて形成することにより、上記(1)〜(5)に加えて、更に熱伝導性が高く、かつ、寸法精度の高い集熱パネルを容易に作製することができる。また、アルミニウム製部材はリサイクル性にも優れているため、老朽化した後も素材を再利用することが可能となり、資源の有効利用が図れる。 (6) In addition to the above (1) to (5), by forming the plate-like fins and the heat collecting tube with an aluminum extruded shape, a heat collecting panel having higher thermal conductivity and higher dimensional accuracy. Can be easily manufactured. In addition, since the aluminum member is also excellent in recyclability, the material can be reused even after aging, and resources can be effectively used.
以下に、この発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る太陽光発電集熱複合パネルの一部を例えば太陽熱集熱器に適用した場合について説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail based on an accompanying drawing. Here, the case where a part of solar power generation heat collecting composite panel which concerns on this invention is applied, for example to a solar heat collector is demonstrated.
この発明に係る太陽光発電集熱複合パネル1(以下に複合パネル1という)は、図1に示すように、太陽電池モジュール2と、この太陽電池モジュール2の裏面側に並置される複数(図面では、5個の場合を示す)の集熱パネル10と、集熱パネル10を構成する集熱管12の端部に接続するヘッダー管3と、を具備する。なお、太陽電池モジュール2の裏面側には、太陽電池モジュール2が太陽光から受光した光エネルギを電気に変換するための端子ボックス2aが配置されている。また、太陽電池モジュール2の表面には必要に応じて防風ガラスが被覆される。防風ガラスを取り付けた場合には、集熱効果の向上が図れる。
As shown in FIG. 1, a photovoltaic power generation and heat collecting composite panel 1 (hereinafter referred to as a composite panel 1) according to the present invention includes a
上記集熱パネル10は、図5ないし図7に示すように、太陽電池モジュール2の裏面に接合される板状フィン11と、板状フィン11の非接合面側に板状フィン11の長手方向に沿い、両端部が板状フィン11より外方に突出する集熱管12とが一体に形成されている。この場合、集熱管12は、板状フィン11の表面中央に起立するリブ13を介して板状フィン11と一体に形成されている。これら板状フィン11と集熱管12及びリブ13は、アルミニウム合金製の押出形材にて一体に形成されており、押出成形された後、板状フィン11及びリブ13の長手方向の両端部を切除することにより、集熱管12の両端部が板状フィン11より外方に突出する。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
なお、図6に示すように、集熱管12の内周面に、周方向に沿う凹凸部12aが形成されている。このように集熱管12の内周面に、周方向に沿う凹凸部12aを形成することにより、集熱管12内を流れる熱媒体と集熱管12との接触面積を増大させて伝熱効率を高めることができる。
In addition, as shown in FIG. 6, the uneven | corrugated |
なお、板状フィン11の長手方向に沿う両側縁には非接合側に向かって突出する起立片11aが設けられている。この場合、板状フィン11の厚みは、0.8〜2.0mmである。その理由は、0.8mmより薄いと押出成形が困難となり、また、2.0mmより厚くなると、加工性が低下し、また曲げ剛性が太陽電池モジュール2よりも大きくなる可能性があるからである。
In addition, the standing
上記のように形成される集熱パネル10の板状フィン11の曲げ剛性は太陽電池モジュール2と同等若しくはよりも低く設定されている。
The bending rigidity of the plate-
板状フィン11の曲げ剛性を低く設計していれば、後述する集熱パネル10の曲げ加工を容易に行うことができる。また板状フィン11を太陽電池モジュール2に接着する際に、曲げた両端部を押圧するが、その時押圧する力が太陽電池モジュール2に加わる。板状フィン11の曲げ剛性を太陽電池モジュール2のそれと同等若しくは低く設計していれば、太陽電池モジュール2に変形を来さない程度の小さい力で板状フィン11の両端部を押圧して、板状フィン11と太陽電池モジュール2を接合することが可能になる。
If the bending rigidity of the plate-
また、板状フィン11の曲げ剛性を小さく設計することで、集熱パネル10の曲げ加工時の板状フィン11の曲率をより大きくし、板状フィン11と太陽電池モジュール2との密着度を高めることが可能になる。
In addition, by designing the bending rigidity of the plate-
また、太陽電池モジュール2と板状フィン11との間には、高熱伝導性の材料からなるシート状の密着部材20が介在されている。この場合、密着部材20には、例えば、エチレン・プロピレン・ジエン・メチレンゴム(EPDM),クロロプレンゴム又はアルミニウム箔等を使用することができる。なお、密着部材20にEPDMを使用した場合には、太陽電池モジュール2と集熱パネル10の板状フィン11との間に絶縁性の効果を高めることができる。
Further, between the
また、この場合、図6に示すように、密着部材20の表面には粘着剤層21が形成されており、密着部材20と太陽電池モジュール2及び板状フィン11との接合を強固にしている。なお、この場合、粘着剤を剥離可能な軟粘着剤にて形成することにより、集熱パネル10の交換を容易にすることができる。なお、ここでは密着部材20の表面に粘着剤層21を形成する場合について説明したが、粘着剤を有しない密着部材20を介在して太陽電池モジュール2と集熱パネル10とを接合してもよい。このように粘着剤を有しない密着部材20を介在して太陽電池モジュール2と集熱パネル10とを接合することにより、集熱パネル10の交換が容易となる。
In this case, as shown in FIG. 6, an
一方、集熱管12の長手方向の両端部は、ヘッダー管3に接続されている。この場合、ヘッダー管3は、例えばアルミニウム合金製押出形材にて形成される四角筒状管本体3aの両端開口端にアルミニウム合金製の蓋部材3bを例えば、ろう付け等によって閉塞してなる。このように形成されるヘッダー管3の一側壁に設けられた貫通孔(図示せず)に集熱管12の端部を貫挿して、溶接等によってヘッダー管3と集熱管12とが固定されている。
On the other hand, both end portions of the
なお、上記のようにして複数の集熱パネル10の集熱管12を接続した一対のヘッダー管3の一方には、熱媒体の流入口部4が設けられ、他方には熱媒体の流出口部5が設けられている。
One of the pair of
また、太陽電池モジュール2に並置された集熱パネル10の板状フィン11及び集熱管12の露出面は、断熱材30によって被覆されている。この場合、断熱材30は、例えば発泡ポリウレタン製の矩形板状部材にて形成されており、断熱材30の内方側の表面には、集熱パネル10の集熱管12とリブ13が収容可能な凹溝31と、端子ボックス2aが収容可能な矩形凹状部32が形成されている(図8参照)。
In addition, the exposed surfaces of the plate-
上記のように形成される断熱材30によって、板状フィン11及び集熱管12の露出面を断熱材で被覆することにより、太陽電池モジュール2を介して得られた太陽熱エネルギが集熱管12から放熱されるのを防止することができ、集熱効率の向上を図ることができる。
By covering the exposed surfaces of the
なお、断熱材30の外側の2箇所には、断熱材30を補強するための補強アングル材40が配置されている。
Note that reinforcing
上記のように形成される集熱パネル10を太陽電池モジュール2に接合するには、以下のような手順にて行う。
In order to join the
まず、集熱パネル10を太陽電池モジュール2に取り付ける前に、集熱パネル10を構成する板状フィン11、リブ13及び集熱管12を、集熱管12の長手方向の両端側が接合側すなわち太陽電池モジュール側から離れる方向に曲げ加工する(曲げ加工工程)。この場合、集熱パネル10を曲げ加工する方法として、例えばロールベンダーあるいは4点曲げなどの方法がある。
First, before attaching the
ロールベンダーとは、3本のロールを三角形に配置し、その間を通過する集熱パネル10にロールを圧下、回転させることで連続的に曲げを与える方法である。一方、4点曲げ法とは、まず板状フィン11の表裏に4点の支点を設けて押圧し、長さ方向における両端部を集熱管側へ反らして曲げを与える方法である。
The roll bender is a method in which three rolls are arranged in a triangular shape, and the rolls are continuously bent by rotating and rolling the
上記のようにして曲げ加工された集熱パネル10を太陽電池モジュール2に接合するには、図9(a)に示すように、太陽電池モジュール2と集熱パネル10との間に密着部材20を介在させて配置し、図9(b)に示すように、太陽電池モジュール2の裏面に密着部材20を介して集熱パネル10を押圧する(接合工程)。すると、まず集熱パネル10の板状フィン11の長手方向の中央突出部が密着部材20を介して太陽電池モジュール2の裏面に当接し、集熱パネル10を押圧することで板状フィン11は徐々に長手方向の端部側に沿って太陽電池モジュール2の裏面に当接して、両者間に存在する空気を外部に抜いて、両者間の隙間を無くす。なお、密着部材20にアルミニウム箔を使用する場合には、隙間を確実に無くすために、アルミニウム箔に無数の皺を形成したものを使用する方がよい。
In order to join the
上記のようにして、密着部材20を介在して太陽電池モジュール2と集熱パネル10の板状フィン11とを接合することにより、太陽電池モジュール2と集熱パネル10との密着性の向上が図れると共に、太陽電池モジュール2が受光して得られた太陽熱エネルギを効率よく集熱パネル10の集熱管12に伝熱することができ、熱交換効率の向上を図かることができる。
As described above, by joining the
また、板状フィン11の曲げ剛性を太陽電池モジュール2よりも低く設定することにより、集熱パネル10の接合による太陽電池モジュール2の変形を抑制することができる。
In addition, by setting the bending rigidity of the plate-
上記のようにして構成された複合パネル1は、例えば建物の屋上に設置される架台(図示せず)によって傾斜状に取り付けられて使用される。例えば、図1に示すように、傾斜下方側のヘッダー管3の流入口部4に一端が接続する熱媒体流入管6に供給ポンプPと開閉弁Vaを介設すると共に、他端を熱媒体供給源7に接続する。また、傾斜上方側のヘッダー管3の流出口部5に一端が接続する熱媒体流出管8に開閉弁Vbを介設すると共に、他端を温調部9に接続して、太陽熱利用の温水器や冷暖房システムとして使用することができる。この場合、上記供給ポンプP、開閉弁Va及びVbを、図示しないコントローラに電気的に接続し、コントローラからの信号に基づいて熱媒体の供給・停止や供給量を制御するようにしてもよい。
The
なお、この場合、熱媒体として、一般に水を使用することができる。水以外の熱媒体として、例えば、エチレングリコールやプロピレングリコール、エチルアルコール等の不凍液としての性質を有するものや真空中の水蒸気を吸収する臭化リチウム水溶液等を使用することができる。 In this case, water can generally be used as the heat medium. As a heat medium other than water, for example, an antifreeze such as ethylene glycol, propylene glycol, or ethyl alcohol, an aqueous lithium bromide solution that absorbs water vapor in a vacuum, or the like can be used.
また、防食剤として「インヒビター」を混合すると、アルミニウム等の金属の防食を抑制することができる。この場合、無機系インヒビターには、各種のクロム酸塩,亜硝酸塩,ケイ酸塩,ポリリン酸塩などがある。また、有機材料に用いる有機系インヒビターには、オレイン酸,タイマー酸,ナフテン酸などのカルボン酸,カルボン酸金属石鹸(ラノリンCa,ナフテン酸Zn,酸化ワックスCa,Ba酸など),スルフォン酸塩(Na,Ca,Baスルフォネート),アミン酸,エステル(高級脂肪酸のグリセリンエステル,ソルビタンモノイソステアレート,ソルビタンモノオレートなど),などもある。これらのインヒビターはいずれも吸着力が高く、また、多重吸着膜を形成するなどしてさびの発生を防止する。 Further, when an “inhibitor” is mixed as an anticorrosive agent, the anticorrosion of a metal such as aluminum can be suppressed. In this case, inorganic inhibitors include various chromates, nitrites, silicates, polyphosphates, and the like. Organic inhibitors used for organic materials include carboxylic acids such as oleic acid, timer acid, naphthenic acid, carboxylic acid metal soaps (lanolin Ca, naphthenic acid Zn, oxidized wax Ca, Ba acid, etc.), sulfonates ( Na, Ca, Ba sulfonate), aminic acid, and esters (such as glycerin esters of higher fatty acids, sorbitan monoisostearate, sorbitan monooleate). All of these inhibitors have high adsorptive power, and prevent the occurrence of rust by forming multiple adsorption films.
上記実施形態の複合パネル1によれば、板状フィン11と集熱管12が一体形成された複数の集熱パネル10を、板状フィン11を太陽電池モジュール2の裏面に接合して、太陽電池モジュール2の裏面側に複数の集熱パネルを並置することができるので、構成部材の部品点数を少なくでき、集熱管12の設計自由度の高い熱交換効率の向上が図れる。
According to the
また、太陽電池モジュール2と集熱パネル10の板状フィン11との間に、高熱伝導性の材料からなるシート状の密着部材20を介在して接合することにより、太陽電池モジュール2と集熱パネル10との密着性の向上が図れると共に、太陽電池モジュール2が受光して得られた太陽熱エネルギを効率よく集熱管12に伝熱することができる。
In addition, the
また、板状フィン11及び集熱管12の露出面を断熱材30で被覆することにより、更に太陽電池モジュール2を介して得られた太陽熱エネルギが集熱管12から放熱されるのを防止することができる。
Further, by covering the exposed surfaces of the plate-
更に、板状フィン11及び集熱管12をアルミニウム製押出形材にて形成することにより、熱伝導性が高く、かつ、寸法精度の高い集熱パネルを容易に作製することができる。また、アルミニウム製部材はリサイクル性にも優れているため、老朽化した後も素材を再利用することが可能となり、資源の有効利用が図れる。
Furthermore, by forming the plate-
なお、上記実施形態では、集熱管12の内周面に、周方向に沿う凹凸部12aを形成した場合について説明したが、集熱管12の内周面の対向する部位に熱伝導性を有する材料例えばアルミニウム製薄板からなる補助伝熱板14を連結してもよい。補助伝熱板14の連結形態としては、例えば図10及び図11に示すように、集熱管12の内周面の対向する部位に一対の凹溝12bを長手通しに形成し、両凹溝12b内に補助伝熱板14を嵌挿してもよい。この場合、補助伝熱板14を集熱管12の全長に渡って嵌挿してもよく、あるいは、集熱管12の両端から所定の長さを嵌挿してもよい。また、補助伝熱板14の嵌挿に代えて押出成形によって集熱管12と補助伝熱板14を一体に形成してもよい。
In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the uneven | corrugated |
このように構成することにより、集熱管12内を流れる熱媒体と集熱管12及び補助伝熱板14との接触面積を増大させて伝熱効率を高めることができる。
By comprising in this way, the heat transfer efficiency can be improved by increasing the contact area between the heat medium flowing in the
なお、この発明における集熱パネル10は、上記集熱管12に代えて、図12(a)に示すように、円形状の集熱管12Aとしてもよく、あるいは、例えば図12(b)に示すように、集熱管12Aの内周面の対向する部位に一対の凹溝12bを長手通しに形成し、両凹溝12b内に熱伝導性を有する材料例えばアルミニウム製薄板からなる補助伝熱板14を集熱管12Aの全長又は両端部の所定の長さ嵌挿してもよい。なお、嵌挿に代えて押出成形によって集熱管12と補助伝熱板14を一体に形成してもよい。
The
なお、上記実施形態では、太陽電池モジュール2と集熱パネル10の板状フィン11との間に密着部材20を介在させた場合について説明したが、密着部材20を介在させずに、太陽電池モジュール2と集熱パネル10の板状フィン11とを直接接合してもよい。この場合、接着剤や粘着剤を介して太陽電池モジュール2と集熱パネル10の板状フィン11とを接合するか、あるいは、接着剤や粘着剤を用いずに太陽電池モジュール2と集熱パネル10の板状フィン11とを接合してもよい。
In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the contact |
接着剤や粘着剤を用いないで、太陽電池モジュール2と集熱パネル10の板状フィン11とを接合する方法としては、例えば接着シートを用いて太陽電池モジュール2と集熱パネル10の板状フィン11とを接合するか、あるいは、枠材を用いて太陽電池モジュール2と集熱パネル10の板状フィン11と固定して接合する方法などがある。
As a method of joining the
2 太陽電池モジュール
3 ヘッダー管
10 集熱パネル
11 板状フィン
12,12A 集熱管
12a 凹凸部
12b 凹溝
14 補助伝熱板
20 密着部材
21 粘着剤層
30 断熱材
2
Claims (11)
上記各集熱パネルは、上記太陽電池モジュールの裏面に接合される板状フィンと、該板状フィンの非接合面側に板状フィンの長手方向に沿う集熱管とが一体に形成され、上記集熱管の両端部がヘッダー管と接続してなる、
ことを特徴とする太陽光発電集熱複合パネル。 It is a solar heat collection composite panel configured by juxtaposing a heat collection panel on the back side of the solar cell module,
Each of the heat collection panels is integrally formed with a plate-like fin joined to the back surface of the solar cell module and a heat collection tube along the longitudinal direction of the plate-like fin on the non-joint surface side of the plate-like fin, Both ends of the heat collection tube are connected to the header tube.
This is a solar-power-collecting composite panel.
上記太陽電池モジュールと上記板状フィンとの間に、高熱伝導性の材料からなるシート状の密着部材を介在してなる、ことを特徴とする太陽光発電集熱複合パネル。 In the solar power generation heat collecting composite panel of Claim 1,
A photovoltaic heat collecting composite panel, wherein a sheet-like adhesion member made of a highly heat conductive material is interposed between the solar cell module and the plate fin.
上記密着部材の表面に粘着剤層を有する、ことを特徴とする太陽光発電集熱複合パネル。 In the solar power generation heat collecting composite panel according to claim 2,
A photovoltaic heat collecting composite panel comprising an adhesive layer on a surface of the adhesion member.
上記密着部材が、エチレン・プロピレン・ジエン・メチレンゴム,クロロプレンゴム又はアルミニウム箔のいずれかである、ことを特徴とする太陽光発電集熱複合パネル。 In the solar power generation heat collecting composite panel of Claim 2 or 3,
The solar power generation heat-collecting composite panel, wherein the adhesion member is one of ethylene / propylene / diene / methylene rubber, chloroprene rubber, or aluminum foil.
上記板状フィン及び集熱管の露出面を断熱材で被覆してなる、ことを特徴とする太陽光発電集熱複合パネル。 In the solar power generation heat collection composite panel in any one of Claims 1 thru | or 4,
A photovoltaic heat collecting composite panel, wherein the exposed surfaces of the plate fins and the heat collecting tube are covered with a heat insulating material.
上記板状フィンは、上記太陽電池モジュールの裏面に接合される際に、上記集熱管の長手方向の両端側が上記太陽電池モジュール側から離れる方向に曲げ加工されており、かつ、上記板状フィンの曲げ剛性が上記太陽電池モジュールと同等若しくはそれよりも低く設定されている、ことを特徴とする太陽光発電集熱複合パネル。 In the solar power generation heat collecting composite panel of Claim 1 or 2,
When the plate-like fin is joined to the back surface of the solar cell module, both end sides in the longitudinal direction of the heat collecting tube are bent in a direction away from the solar cell module side, and the plate-like fin is A solar heat collecting composite panel, wherein the bending rigidity is set to be equal to or lower than that of the solar cell module.
上記集熱管の内周面に、周方向に沿う凹凸部を形成してなる、ことを特徴とする太陽光発電集熱複合パネル。 In the solar power generation heat collection composite panel in any one of Claims 1 thru | or 6,
A solar power heat collecting composite panel, wherein an uneven portion along a circumferential direction is formed on an inner peripheral surface of the heat collecting tube.
上記集熱管の内周面の対向する部位に熱伝導性を有する補助伝熱板を連結してなる、ことを特徴とする太陽光発電集熱複合パネル。 In the solar power generation heat collection composite panel in any one of Claims 1 thru | or 7,
A solar heat collecting composite panel, wherein an auxiliary heat transfer plate having thermal conductivity is connected to a portion of the inner peripheral surface of the heat collecting tube facing each other.
上記補助伝熱板がアルミニウム製薄板にて形成されている、ことを特徴とする太陽光発電集熱複合パネル。 In the solar power generation heat collecting composite panel of Claim 8,
The solar heat collecting composite panel, wherein the auxiliary heat transfer plate is formed of an aluminum thin plate.
上記板状フィン及び集熱管は、アルミニウム製押出形材にて形成されている、ことを特徴とする太陽光発電集熱複合パネル。
In the solar power generation heat collection composite panel in any one of Claims 1 thru | or 9,
The plate-shaped fin and the heat collecting tube are formed of an aluminum extruded profile, and the photovoltaic power generation heat collecting composite panel.
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