JP2013229609A5

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Publication number: JP2013229609A5
Application number: JP2013093501A
Authority: JP
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2033-04-26

Description

本発明の目的は、
透明ガラスフロントカバー、透明封止材料、透明ガラスバックシート及び該透明封止材料により封止された太陽光発電構成部材を含み、そこでは、隣接する太陽光発電構成部材間に光透過を許容するギャップが備えられている太陽電池アセンブリと、
太陽電池アセンブリの透明ガラスバックシートの下方に配置された複数の光ガイドと、
太陽電池アセンブリ及び光ガイドの下方に配置された光反射板であって、そこでは、光反射板、２つの隣接する光ガイド及び透明ガラスバックシートは、光収集キャビティを形成する光反射板と、
光収集キャビティ中に配置された熱交換器と、
を含む、太陽光発電発熱システムを提供することである。

本発明の太陽光発電発熱システムでは、熱交換器内の流体を熱するために、光が太陽電池アセンブリの層を透過し、その底部において光収集キャビティに到達できるように、照射領域の少なくとも１箇所は、光発電構成部材により覆われない。覆われず残る比率は、光発電構成部品の変換効率、太陽光の期間及び強度、熱出力に対する電力の需要のようなその実装の特定の条件に適応するように調整されてもよい。一般的に、覆われる量は、３０％から８０％、好ましくは４０％から６０％であることが望ましい。特定の実施形態では、本発明の太陽光発電発熱システムは、図１に示すような太陽電池アセンブリ及び熱交換器の構成を備えている。

光収集キャビティの主な目的は、入る入射太陽光が光収集キャビティに閉じ込められること、及び、放射熱が熱交換器に集中され、熱交換器内部の流体を加熱するように、散乱及び反射するような機構を通じて、光エネルギーが放射熱に変換されることにある。また、光収集キャビティの温度が熱交換器内の流体の温度よりも高いため、熱エネルギーの一部は、熱伝導により流体へ伝達される。

同様に、光収集キャビティの効率を向上させるために、太陽電池アセンブリのバックシートの裏面は、反射層により覆われていてもよい。しかし、太陽光が光収集キャビティへ入ることができるようにするために、バックシートの裏面上の反射層は、光を選択的に反射可能である必要がある。さらに、入射太陽光は、主に短波長帯であり、一方で、物体を照射した後に反射された太陽光は、長波長帯の光に変換される、そこで、本発明の太陽電池アセンブリのバックシートの裏面は、主に長波長帯の光を反射する反射層で覆われることが最も好ましい。

一般的に、長波長帯の光を反射する層は、主として金属膜及び透明な酸化金属膜で形成される多層化構造であり、以下の型の設計のいずれを採用してもよい。
（１）高反射金属膜層／透明酸化金属膜層／高反射金属膜層；
（２）高反射金属膜層／透明酸化金属膜層（Ａ）／透明酸化金属膜層（Ｂ）／透明酸化金属膜層（Ａ）、ここで、透明酸化金属膜層Ａの光学屈折率は、透明酸化金属膜層Ｂの光学屈折率よりも大きい；
（３）異なる透明金属酸化膜層の交互繰り返しの多層化構造。

Claims

太陽光発電発熱システムであって、
透明ガラスフロントカバー、透明封止材料、透明ガラスバックシート及び前記透明封止材料により封止された複数の太陽光発電構成部材を含む太陽電池アセンブリと、
前記太陽電池アセンブリの前記透明ガラスバックシートの下方に位置する複数の光ガイドと、
前記太陽電池アセンブリ及び前記複数の光ガイドの下方に配置される光反射板と、を備え、
前記光反射板、２つの隣接する光ガイド及び前記透明ガラスバックシートは、複数の光収集キャビティを形成し、
前記光反射板及び前記複数の光ガイドの一方又は両方は、前記光収集キャビティに対向する面上の反射層で覆われ、
前記光収集キャビティのそれぞれには、熱交換器が配置され、前記光収集キャビティに対向する前記透明ガラスバックシートの表面は、入射太陽光の長波長帯を反射する長波長帯光反射層で覆われ、前記長波長帯光反射層は、高反射金属膜／透明金属酸化膜（Ａ）／透明金属酸化膜（Ｂ）／透明金属酸化膜（Ａ）／高反射金属膜の多層化構造であり、前記透明金属酸化膜（Ａ）の光学屈折率は、前記透明金属酸化膜（Ｂ）の光学屈折率よりも大きい、太陽光発電発熱システム。
前記透明ガラスバックシートは、物理強化ガラスである、請求項１に記載の太陽光発電発熱システム。
前記物理強化ガラスは、１２０ＭＰａから３００ＭＰａの範囲の圧縮強度、１２０ＭＰａから３００ＭＰａの範囲の曲げ強度、及び９０ＭＰａから１８０ＭＰａの範囲の引張強度を有する、請求項２に記載の太陽光発電発熱システム。
前記長波長帯光反射層の前記高反射金属膜は、銀膜であり、前記透明金属酸化膜（Ａ）は、酸化ガリウム亜鉛（ＧＺＯ）膜であり、前記透明金属酸化膜（Ｂ）は、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）膜である、請求項１に記載の太陽光発電発熱システム。
前記長波長帯光反射層は、直接堆積により前記透明ガラスバックシートに接合される、請求項１に記載の太陽光発電発熱システム。
前記反射層は、銀、金、アルミニウム若しくはクロムから選択される金属材料、又はＴｉＯ_２、ＢａＳＯ_４若しくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選択される酸化金属若しくは非金属材料である、請求項１に記載の太陽光発電発熱システム。