JP2014190669A - Solar light/heat hybrid panel and solar system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電パネルと太陽熱収集器とを備えた太陽光熱ハイブリッドパネル及び該太陽光熱ハイブリッドパネルを用いたソーラーシステムに関する。 The present invention relates to a solar thermal hybrid panel including a solar power generation panel and a solar heat collector, and a solar system using the solar thermal hybrid panel.
従来技術として、例えば特開2004−198093号公報に記載されているように、四角形状の太陽電池パネルと集熱パネルとを重ね合わせた状態で一体化し、太陽光発電及び太陽光からの集熱を実行する構成とした混成型太陽熱集熱パネルが知られている。従来技術では、複数個の細長い集熱部材を組合わせることにより、太陽光発電パネルと同程度の大きさをもつ四角形状の集熱パネルを形成している。 As a conventional technique, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-198093, a rectangular solar cell panel and a heat collection panel are integrated in a superimposed state, and solar power generation and heat collection from sunlight are performed. There is known a hybrid solar heat collecting panel configured to execute the above. In the prior art, a rectangular heat collecting panel having the same size as the photovoltaic power generation panel is formed by combining a plurality of elongated heat collecting members.
詳しく述べると、太陽光発電パネルの四辺のうち互いに直交する二辺の寸法を長さ寸法及び幅寸法と定義した場合に、集熱部材は、太陽光発電パネルと同程度の長さ寸法と、太陽光発電パネルよりも短尺な幅寸法とを有する細長い板材として形成されている。そして、従来技術では、複数個の集熱部材を幅方向の端部が隣接するように平板状に並べた状態で組合わせることにより、1枚の集熱パネルを形成している。 More specifically, when the dimensions of two sides orthogonal to each other among the four sides of the photovoltaic power generation panel are defined as the length dimension and the width dimension, the heat collecting member has the same length dimension as the photovoltaic power generation panel, It is formed as an elongated plate having a width dimension shorter than that of the photovoltaic power generation panel. In the prior art, a single heat collecting panel is formed by combining a plurality of heat collecting members in a state of being arranged in a flat plate shape so that end portions in the width direction are adjacent to each other.
上述した従来技術では、複数個の細長い集熱部材を平板状に並べた状態で組合わせることにより、太陽光発電パネルと同程度の大きさをもつ集熱パネルを形成している。しかしながら、太陽光発電パネルの外形寸法には、例えば1.6m×0.8m程度の一般的な寸法だけでなく、規格外の寸法が存在し得る。また、太陽光発電パネルの形状にも、四角形だけでなく、台形等のような規格外の形状が存在する。このため、従来技術では、太陽光発電パネルの寸法または形状が規格外である場合に、これに合わせて専用の集熱器を製造する必要があり、設計及び製造の効率が低下するという問題がある。 In the prior art described above, a heat collecting panel having a size similar to that of the photovoltaic power generation panel is formed by combining a plurality of elongated heat collecting members in a flat plate shape. However, the outer dimensions of the photovoltaic power generation panel may include not only a general dimension of, for example, about 1.6 m × 0.8 m, but also a non-standard dimension. In addition, the shape of the photovoltaic power generation panel includes not only a quadrangle but also a non-standard shape such as a trapezoid. For this reason, in the prior art, when the size or shape of the photovoltaic power generation panel is out of the standard, it is necessary to manufacture a dedicated heat collector according to this, and there is a problem in that the efficiency of design and manufacturing decreases. is there.
また、従来技術のように、太陽光発電パネルの長さ方向にのみ伸長した複数個の集熱部材を組合わせて集熱パネルを形成すると、集熱パネルが自重により長さ方向に撓み変形し易くなり、太陽光発電パネルと集熱パネルとの間に隙間が生じることがある。この状態を回避するためには、例えば集熱パネルを太陽光発電パネルに押し付けて密着状態に保持する矯正梁等の補強部材が必要となるという問題がある。 Also, as in the prior art, when a heat collection panel is formed by combining a plurality of heat collection members that extend only in the length direction of the photovoltaic power generation panel, the heat collection panel bends and deforms in the length direction due to its own weight. It becomes easy, and a clearance gap may arise between a photovoltaic power generation panel and a heat collecting panel. In order to avoid this state, for example, there is a problem that a reinforcing member such as a straight beam that presses the heat collecting panel against the photovoltaic power generation panel and keeps it in a close contact state is required.
また、集熱パネルは、日照時の温度上昇により熱膨張するが、集熱部材の寸法が一方向にのみ大きいと、集熱パネルの部位によって熱膨張量に偏差が生じ易くなり、パネルの反り、撓み等の変形を誘発するという問題がある。一例を挙げると、集熱部材が長さ1.6m×幅0.2m×厚さ4mm程度のアクリル樹脂板により形成され、長さ方向の両端部のみを支持されている場合には、集熱部材の最大撓み量は50mmに達する。 In addition, the heat collection panel thermally expands due to a rise in temperature during sunshine. However, if the heat collection member has a large dimension in only one direction, the thermal expansion amount tends to vary depending on the heat collection panel area, and the panel warp. There is a problem of inducing deformation such as bending. For example, when the heat collecting member is formed of an acrylic resin plate having a length of about 1.6 m, a width of 0.2 m, and a thickness of about 4 mm, and only the both ends in the length direction are supported, The maximum deflection of the member reaches 50 mm.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、太陽光発電パネルの多様な寸法及び形状に対して容易に適応することができ、また、パネルの変形を抑制して発電及び冷却を効率よく実行することが可能な太陽光熱ハイブリッドパネル及びソーラーシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be easily adapted to various sizes and shapes of the photovoltaic power generation panel, and can generate power by suppressing deformation of the panel. And it aims at providing the solar thermal hybrid panel and solar system which can perform cooling efficiently.
本発明に係る太陽光熱ハイブリッドパネルは、太陽光を受けて発電する複数個の太陽電池セルが表面側に並べて配置された板状の太陽光発電パネルと、太陽光発電パネルの裏面の面積範囲内に収まるように当該裏面側に並べて配置され、太陽光発電パネルの裏面と平行で互いに直交する2方向に沿ってそれぞれ2つ以上並べられた複数個の太陽熱収集器と、複数個の太陽熱収集器にそれぞれ設けられ、熱回収媒体が流通する熱媒体流路と、複数個の太陽熱収集器の熱媒体流路同士を連通する連通管と、を備えている。 The solar thermal hybrid panel according to the present invention includes a plate-shaped photovoltaic power generation panel in which a plurality of photovoltaic cells that generate sunlight and generate power are arranged side by side, and within the area range of the back surface of the photovoltaic power generation panel. A plurality of solar heat collectors arranged side by side on the back surface side so as to fit in, and two or more solar heat collectors arranged in two directions parallel to and orthogonal to the back surface of the photovoltaic power generation panel, and a plurality of solar heat collectors And a heat medium passage through which the heat recovery medium flows, and a communication pipe communicating the heat medium passages of the plurality of solar heat collectors.
本発明によれば、複数個の太陽熱収集器を太陽光発電パネルの裏面に沿って2方向に並べるので、形状または寸法が異なる複数種類の太陽光発電パネルが存在する場合でも、太陽熱収集器の並べ方及び並べる個数等を変更することにより対応することができる。即ち、1種類の太陽熱収集器を共通な部品として、複数種類の太陽光熱ハイブリッドパネルを組立てることができる。従って、太陽光熱ハイブリッドパネルの製品ラインナップ全体において、太陽熱収集器等の部品点数を削減し、製造効率を高めて製造コストを抑制することができる。また、複数個の太陽熱収集器を直交する2方向に沿って並べるので、太陽光発電パネルに生じる反り、撓み等の変形を抑制し、太陽光発電パネルと太陽熱収集器との間の密着度を高めることができる。これにより、太陽電池セルを効率よく冷却し、太陽光発電パネルの発電効率及び発電量を向上させることができる。 According to the present invention, since a plurality of solar collectors are arranged in two directions along the back surface of the photovoltaic power generation panel, even when there are a plurality of types of photovoltaic power generation panels having different shapes or dimensions, This can be dealt with by changing the arrangement method and the number of arrangement items. That is, a plurality of types of solar thermal hybrid panels can be assembled using one type of solar heat collector as a common part. Therefore, in the entire product lineup of solar thermal hybrid panels, the number of parts such as solar heat collectors can be reduced, the manufacturing efficiency can be increased, and the manufacturing cost can be suppressed. In addition, since a plurality of solar heat collectors are arranged along two orthogonal directions, deformations such as warping and bending that occur in the solar power generation panel are suppressed, and the degree of adhesion between the solar power generation panel and the solar heat collector is improved. Can be increased. Thereby, a photovoltaic cell can be cooled efficiently and the power generation efficiency and power generation amount of a solar power generation panel can be improved.
実施の形態1.
以下、図1乃至図9を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。なお、本明細書で使用する各図においては、共通する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。図1は、本発明の実施の形態1による太陽光熱ハイブリッドパネルを表面側からみた構成図を示し、図2は、この太陽光熱ハイブリッドパネルを裏面側からみた構成図を示している。これらの図に示すように、本実施の形態による太陽光熱ハイブリッドパネル1は、太陽光発電パネル2、太陽電池セル3、太陽熱収集器4、連通管10、接続端子13等を備えている。なお、図2では、太陽熱収集器4の内部に設けられた熱媒体流路7を透視状態で示している。本明細書では、実施の形態2以降で用いる図面においても、必要に応じて太陽熱収集器を透視状態で示している。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. In each drawing used in this specification, common elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 1 shows a configuration diagram of a solar thermal hybrid panel according to Embodiment 1 of the present invention as viewed from the front surface side, and FIG. 2 shows a configuration diagram of this solar thermal hybrid panel as viewed from the back surface side. As shown in these drawings, the solar thermal hybrid panel 1 according to the present embodiment includes a photovoltaic
太陽光発電パネル2は、例えば絶縁性を有する樹脂材料により四角形の板状(シート状)に形成されている。太陽光発電パネル2の表面側には、図1に示すように、太陽光を受けて発電する複数個の太陽電池セル3が設けられている。これらの太陽電池セル3は、例えば互いに大きさが等しい四角形状のセルとして形成され、太陽光発電パネル2の四辺のうち互いに直交する二辺に沿って格子状に並べて配置されている。言い換えると、太陽電池セル3は、太陽光発電パネル2の長さ方向及び幅方向(図1の左右方向及び上下方向)に沿ってそれぞれ2個以上並べられている。
The photovoltaic
太陽熱収集器4は、日照により温度が上昇する太陽光発電パネル2の熱を熱交換により収集するもので、図2に示すように、太陽光発電パネル2の裏面側には、複数個の太陽熱収集器4が密着した状態で格子状に並べて配置されている。個々の太陽熱収集器4は、互いに等しい外形状を有する同一の部品により構成され、図3乃至図5に示すような構造を有している。ここで、図3は、本発明の実施の形態1において、太陽熱収集器を太陽光発電パネルの表面と垂直な方向に破断した状態を示す縦断面図である。また、図4は、太陽熱収集器を図3中の矢示A−A方向に沿って破断した状態を示す横断面図である。図5は、太陽熱収集器の蓋板を図3中の矢示A−A方向からみた単体図である。なお、図3乃至図5では、太陽熱収集器4のみを図示し、連通管10等の図示は省略している。
The
太陽熱収集器4は、全体として扁平な四角形の箱形状に形成されており、収集器本体5と蓋板6とを備えている。収集器本体5は、図3及び図4に示すように、両側が開口した四角形の枠状をなす枠状部5Aと、枠状部5Aの片側を閉塞する閉塞板部5Bと、枠状部5Aの内側で閉塞板部5Bから突出する複数のリブ5Cとを備えている。これらの枠状部5A、閉塞板部5B及び各リブ5Cは、高い熱伝導性を有する材料(例えば金属材料、または、熱伝導性が比較的良好な樹脂材料等)により一体成形してもよい。
The
蓋板6は、例えば接着等の手段を用いて収集器本体5の開口部に取付けられ、枠状部5Aを閉塞板部5Bと反対側から閉塞している。この状態で、各リブ5Cは、蓋板6と閉塞板部5Bとの間に形成される空間を仕切るように配置され、この空間内にクランク状に屈曲して延びた熱媒体流路7を形成している。熱媒体流路7には、太陽光発電パネル2から熱を回収するための熱回収媒体が流通される。熱回収媒体としては、例えば水、プロピレングリコール等のブラインが用いられる。
The
また、蓋板6には、図3乃至図5に示すように、熱媒体流路7の両端部のうち一方の端部に開口する熱媒体流入口8と、熱媒体流路7の他方の端部に開口する熱媒体流出口9とが設けられている。熱媒体流入口8と熱媒体流出口9とは、熱媒体流路7に熱回収媒体を流通させるための熱媒体出入口を構成している。
3 to 5, the
なお、太陽熱収集器4のうち太陽光発電パネル2の裏面側と密着する閉塞板部5Bには、熱伝導性が高い材料を用いるのが好ましく、更に、閉塞板部5Bの肉厚は、熱伝導性を高めるために出来るだけ薄くするのが好ましい。また、太陽熱収集器4のうち閉塞板部5B以外の部位には、軽量な材料を用いるのが好ましい。さらに、蓋板6と垂直な方向における太陽熱収集器4の厚さ寸法は、軽量化を図るために出来るだけ薄くするのが好ましい。
In addition, it is preferable to use a material having high thermal conductivity for the
このように構成された太陽熱収集器4は、図2に示すように、太陽光発電パネル2の裏面の面積範囲内に収まるように当該裏面側に格子状(マトリクス状)に並べて配置され、太陽光発電パネル2の長さ方向及び幅方向に沿ってそれぞれ2個以上並べられている。この状態で、各太陽熱収集器4の収集器本体5の閉塞板部5Bと太陽光発電パネル2の裏面とは、例えば熱伝導率が高くて柔らかな熱伝導シート、ゴムシート等のシート材料、または、接着剤、ホットメルト等の材料を用いて密着(面接触)した状態で固定されている。
As shown in FIG. 2, the
また、太陽光発電パネル2の裏面上における太陽熱収集器4の面積は、太陽電池セル3の面積以下に形成されている。より具体的な構成例を述べると、四角形状をなす太陽熱収集器4の大きさ(縦寸法及び横寸法)は、太陽電池セル3の四辺の縦寸法及び横寸法以下の寸法値に設定されている。この構成によれば、個々の太陽熱収集器4の重量を小さくすることができ、太陽熱収集器4の重量による太陽光発電パネル2の反り、撓み等を抑制することができる。
Moreover, the area of the
また、1個の太陽熱収集器4が太陽光発電パネル2に接着される面積を小さくすることができるので、太陽熱収集器4の熱膨張及び熱収縮により接着面の剥離、割れ等が生じるのを抑制し、太陽熱収集器4の接着状態を安定させることができる。しかも、太陽熱収集器4を小型化することにより、その製造時に閉塞板部5B及び蓋板6の平面度を容易に向上させることができる。これにより、太陽熱収集器4と太陽光発電パネル2との密着性を高めることができる。さらに、例えば1個の太陽電池セル3の裏面側に1個の太陽熱収集器4を配置することができるので、各太陽電池セル3を効率よく、かつ、均等に冷却することができ、太陽光発電パネル2の発電効率を向上させることができる。
In addition, since the area where one
また、互いに隣接する太陽熱収集器4の間には、両者間の熱伝導を抑制するのに必要な寸法をもつ断熱構造としての隙間が設けられている。この構成によれば、太陽電池セル3と太陽熱収集器4との間のみで熱交換を行うことができる。即ち、太陽電池セル3から太陽熱収集器4に吸収された熱が隣接する太陽熱収集器4に伝導するのを抑制し、太陽熱収集器4間の熱伝導により太陽電池セル3の冷却効率が低下するのを防止することができる。なお、上記説明では、断熱構造の一例として隙間を例示したが、本発明はこれに限らず、例えば断熱材等を含む各種の断熱構造を各太陽熱収集器4の間に設けてもよい。また、太陽光発電パネル2上の各太陽電池セル3は、互いに接触しないように数ミリ程度の間隔をもって離間している。従って、発電量の増加に寄与する太陽電池セル3においては、これと密着した太陽熱収集器4により当該太陽電池セル3のみを効率的に冷却し、発電量を増加させることができる。
Further, a gap as a heat insulating structure having a dimension necessary for suppressing heat conduction between the
また、互いに異なる太陽熱収集器4の熱媒体流入口8と熱媒体流出口9とは、それぞれ連通管10を介して連通されている。これら複数の連通管10は、太陽光発電パネル2に設けられた各太陽熱収集器4の熱媒体流路7が全体として1つの熱媒体流通経路を構成するように、熱媒体流入口8と熱媒体流出口9とを連通している。そして、全体の熱媒体流通経路の最上流部となる熱媒体流入口8には、太陽光熱ハイブリッドパネル1の外部から各太陽熱収集器4の熱媒体流路7に熱回収媒体を導入する熱媒体導入通路としての熱媒体導入管11が設けられている。また、前記全体の熱媒体流通経路の最下流部となる熱媒体流出口9には、各太陽熱収集器4の熱媒体流路7を流通した熱回収媒体を太陽光熱ハイブリッドパネル1の外部に導出する熱媒体導出通路としての熱媒体導出管12が設けられている。
Further, the
図6及び図7は、本発明の実施の形態1において、太陽熱収集器と連通管等との接続構造の例を示す構成図である。なお、図6(a)及び図7(a)は、太陽熱収集器4等を太陽光発電パネル2の裏面側からみた構成図を示し、図6(b)及び図7(b)は、図6(a)及び図7(a)中の蓋板6、連通管10等を分解した状態で側方からみた構成図を示している。連通管10の端部は、例えば接着等の手段を用いて太陽熱収集器4の熱媒体流入口8と熱媒体流出口9にそれぞれ接続されている。なお、両者の接続部は、ねじ加工等を施すことにより螺着して接続したり、例えばホースニップル等の配管接続器を介して接続する構成としてもよい。また、熱媒体導入管11及び熱媒体導出管12は、連通管10と同様の方法により熱媒体流入口8及び熱媒体流出口9に接続されている。
6 and 7 are configuration diagrams showing an example of a connection structure between the solar heat collector and the communication pipe in the first embodiment of the present invention. 6 (a) and 7 (a) show the configuration of the
一方、太陽光熱ハイブリッドパネル1は、複数個の太陽光発電パネル2を連結した状態で使用されることが多いので、個々の太陽光発電パネル2には、隣接した太陽光発電パネル2同士を電気的に接続するボックス状の接続端子13が設けられている。なお、製品の仕様等により接続端子13の適切な位置が異なる場合には、太陽熱収集器4及び連通管10の配置を適宜変更してもよい。また、太陽光発電パネル2の裏面側には、必ずしも太陽熱収集器4を全面にわたって配置する必要はなく、接続端子13の位置以外にも太陽熱収集器4が配置されていない部位が存在してもよい。
On the other hand, since the solar thermal hybrid panel 1 is often used in a state in which a plurality of photovoltaic
本実施の形態による太陽光熱ハイブリッドパネル1は上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。まず、太陽光熱ハイブリッドパネル1は、太陽光発電及び太陽熱の回収を行うソーラーシステムの一部を構成しており、家屋の屋根等に設置される。そして、太陽光熱ハイブリッドパネル1の熱媒体導入管11及び熱媒体導出管12には、ソーラーシステムの熱媒体循環装置が接続される。熱媒体循環装置は、ポンプ等を用いて太陽光熱ハイブリッドパネル1の各熱媒体流路7(熱媒体流通経路)に熱回収媒体を循環させるものである。
The solar thermal hybrid panel 1 according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next. First, the solar thermal hybrid panel 1 constitutes a part of a solar system that performs solar power generation and solar heat recovery, and is installed on the roof of a house. Then, the heat medium circulation device of the solar system is connected to the heat
太陽光発電パネル2の表面側に太陽光が照射されると、各太陽電池セル3により太陽光発電が実行され、発電された電力は接続端子13を経由して家屋の分電盤等に供給される。このとき、日照等により温度が上昇した太陽電池セル3の熱は、各太陽熱収集器4の熱媒体流路7を流れる熱回収媒体により吸収され、太陽電池セル3は冷却される。熱回収媒体は、熱媒体導入管11から1個の太陽熱収集器4の熱媒体流路7に流入し、各連通管10を経由して全ての太陽熱収集器4の熱媒体流路7を流通した後に、熱媒体導出管12から流出し、熱媒体循環装置に戻される。これにより、熱媒体循環装置は、熱回収媒体を用いて太陽光発電パネル2から熱を回収し、回収された熱は給湯等に利用される。
When sunlight is irradiated on the surface side of the photovoltaic
一方、本実施の形態では、図8に示すように、太陽熱収集器4の並べ方、並べる個数等を変更することにより、他の太陽光熱ハイブリッドパネル21を容易に構成することができる。図8は、本発明の実施の形態1において、規格外の形状または寸法をもつ他の太陽光熱ハイブリッドパネル21を構成した場合を示す構成図である。この図は、太陽光発電パネル22を裏面側からみた状態を示している。図8に示す構成例において、太陽光発電パネル22は、例えば太陽光熱ハイブリッドパネル21の設置場所の形状等に対応して台形状に形成されている。そして、太陽光発電パネル22の裏面側には、複数個の太陽熱収集器4が互いに直交する2方向に沿ってそれぞれ2個以上並べて配置され、全体として略台形状となるように格子状に並べて配置されている。
On the other hand, in this Embodiment, as shown in FIG. 8, the other solar
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、太陽電池セル3以下の大きさに形成した複数個の太陽熱収集器4を、太陽光発電パネル2の裏面側に並べて配置する構成としている。これにより、例えば図2及び図8に示すように、形状または寸法が異なる複数種類の太陽光発電パネル2,22が存在する場合でも、太陽熱収集器4の並べ方及び並べる個数等を変更することにより、太陽光発電パネル2,22の裏面側を太陽熱収集器4によって覆うことができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, a plurality of
従って、同一の外形状を有する1種類の太陽熱収集器4を共通な部品として、複数種類の太陽光熱ハイブリッドパネル1,21を組立てることができる。即ち、種類が異なる太陽光発電パネルに対応して、複数種類の太陽熱収集器4を個別に設計及び製造する必要がないので、太陽光熱ハイブリッドパネルの製品ラインナップ全体において、太陽熱収集器4等の部品点数を削減することができ、製造効率を高めて製造コストを抑制することができる。また、屋根の設置スペース等に対して、太陽光熱ハイブリッドパネル1,21の形状及び寸法を容易に合わせることができるので、太陽光熱ハイブリッドパネル1,21の設置自由度が高いソーラーシステムを実現することができる。
Accordingly, a plurality of types of solar thermal
また、四角形のパネル状に形成した太陽熱収集器4を格子状に並べて連結するので、従来技術のように一方向にのみ細長く延びた集熱部材を用いる場合と比較して、太陽光発電パネル2に生じる反り、撓み等の変形を抑制することができる。これにより、太陽光発電パネル2と太陽熱収集器4との間の密着度及び熱伝導性を高めることができ、各太陽熱収集器4により太陽電池セル3を効率よく冷却することができる。この結果、太陽電池セル3の温度上昇を抑制し、発電効率を向上させることができる。なお、太陽電池セル3は、同一の日射量に対してセルの温度が低いほど発電効率が向上する特性を有しているので、この特性に基いて太陽電池セル3の発電効率及び発電量を向上させることができる。
Further, since the
また、太陽光発電パネル2の裏面側には、複数個の太陽光発電パネル2同士を電気的に接続する接続端子13が設けられている。接続端子13はボックス状の突起物であり、パネル同士の接続に適した位置に取付ける必要がある。これに対し、本実施の形態では、太陽熱収集器4の配置を自由に設定することができる。従って、特別な加工等を施さなくても、接続端子13の配置スペースを確保しつつ、他の位置で太陽光発電パネル2の裏面側を覆うように太陽熱収集器4を容易に並べることができる。
Further, on the back side of the photovoltaic
また、太陽熱収集器4を小型化することにより、太陽光発電パネル2の裏面に沿って延びる熱媒体流路7の総流路面積を増加させることができる。これにより、太陽熱収集器4の冷却性能を向上させ、太陽電池セル3の発電効率を高めることができる。しかも、小型の太陽熱収集器4を用いることにより、例えば熱媒体流路7の高さ寸法(即ち、閉塞板部5Bと蓋板6との離間寸法)を小さく形成し、熱媒体流路7の断面積を容易に減少させることができる。これにより、熱媒体流路7を流れる熱回収媒体の流速を増加させ、その熱伝達性能を高めることができ、太陽熱収集器4の冷却能力を向上させることができる。
Further, by reducing the size of the
なお、実施の形態1では、太陽熱収集器4の収集器本体5の閉塞板部5Bを太陽光発電パネル2の裏面側に密着させる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図9に示すように構成してもよい。図9は、本発明の実施の形態1における変形例を示す図3と同様の縦断面図である。この変形例の太陽光熱ハイブリッドパネル1′においては、太陽熱収集器4′の熱媒体流入口8及び熱媒体流出口9が収集器本体5の閉塞板部5Bに形成されており、蓋板6は、穴が存在しない平板として形成されている。そして、太陽熱収集器4′は、蓋板6が太陽光発電パネル2の裏面側に密着した状態で、太陽光発電パネル2に取付けられている。
In the first embodiment, the
上記変形例によれば、太陽熱収集器4のうち平面度が高く、かつ、薄肉な部位である蓋板6を太陽光発電パネル2の裏面側に密着させることができる。即ち、収集器本体5は、例えば切削加工、金型等を用いた加工等により形成するので、加工成型時に反りが生じたり、閉塞板部5Bの平面度が低下することがあり、また、薄肉化するにも限界がある。これに対し、蓋板6は、平坦な薄板として正確に形成し易いので、太陽光発電パネル2に対する密着度及び熱伝導性を高めることができる。
According to the above modification, the
実施の形態2.
次に、図10乃至図15を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、1個の太陽熱収集器に複数個の熱媒体流路を設けたことを特徴としている。図10は、本発明の実施の形態2による太陽光熱ハイブリッドパネルを裏面側からみた構成図である。本実施の形態の太陽光熱ハイブリッドパネル31は、前記実施の形態1とほぼ同様に、太陽光発電パネル2、太陽電池セル3、連通管10、熱媒体導入管11、熱媒体導出管12、接続端子13等を備えている。また、太陽光発電パネル2の裏面側には、太陽電池セル3以下の大きさに形成された複数個の太陽熱収集器32が格子状に並べて配置されているものの、各太陽熱収集器32は、図11乃至図13に示す構成を有している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is characterized in that a plurality of heat medium flow paths are provided in one solar heat collector. FIG. 10 is a configuration diagram of the solar thermal hybrid panel according to the second embodiment of the present invention as viewed from the back side. The solar
図11は、本発明の実施の形態2による太陽熱収集器を図3と同様位置からみた縦断面図である。図12は、太陽熱収集器を図11中の矢示A−A方向に沿って破断した状態を示す横断面図である。図13は、本発明の実施の形態2において、太陽熱収集器と連通管等との接続構造の一例を示す構成図である。また、図13(a)は、太陽熱収集器32等を太陽光発電パネル2の裏面側からみた構成図を示し、図13(b)は、図13(a)中の蓋板34、連通管10等を分解した状態で側方からみた構成図を示している。
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the solar heat collector according to the second embodiment of the present invention as seen from the same position as in FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which the solar heat collector is broken along the direction of arrows AA in FIG. FIG. 13 is a configuration diagram illustrating an example of a connection structure between a solar heat collector and a communication pipe in the second embodiment of the present invention. Moreover, Fig.13 (a) shows the block diagram which looked at the
太陽熱収集器32は、実施の形態1とほぼ同様に、全体として扁平な四角形の箱形状に形成されており、枠状部33A、閉塞板部33B及び複数のリブ33Cを有する収集器本体33と、収集器本体33の開口部を閉塞する蓋板34とを備えている。収集器本体33と蓋板34との間には、各リブ33Cにより例えば2つの熱媒体流路35,36が形成され、これらの熱媒体流路35,36は、図12に示すように、それぞれクランク状に屈曲して延びている。収集器本体33の内部には、熱媒体流路35,36の間を仕切る隔壁33Dが設けられている。また、蓋板34には、熱媒体流路35,36の両端部にそれぞれ開口する4個の熱媒体出入口37が形成されている。各熱媒体流路35,36にそれぞれ設けられた2個の熱媒体出入口37は、一方が熱媒体流入口となり、他方が熱媒体流出口となるものである。
The
そして、複数個の太陽熱収集器32を並べた状態では、熱媒体流路35,36のうち互いに異なる2つの熱媒体流路の熱媒体出入口37が連通管10を介して接続される。これにより、太陽光発電パネル2に設けられた各太陽熱収集器32の熱媒体流路35,36は、図13に示すように、全体として1つの熱媒体流通経路を構成している。なお、図13は、熱媒体流路35,36の接続を説明するために、2個の太陽熱収集器32を連結した場合を例示したもので、実際には、図10に示すように、3個以上の太陽熱収集器32が連結される。そして、全体の熱媒体流通経路の最上流部となる熱媒体出入口37には、熱媒体導入管11が接続され、全体の熱媒体流通経路の最下流部となる熱媒体出入口37には、熱媒体導出管12が接続されている。
In the state where the plurality of
このように構成される本実施の形態によれば、次のような効果を得ることができる。まず、小型の太陽熱収集器32を用いた場合には、太陽熱収集器32内の流路抵抗が増加したり、熱媒体流路35,36の断面積が小さくなることにより、熱媒体流路の圧力損失が増加し易い。また、熱回収媒体の流量を増やした場合にも、圧力損失が増加し易い。これに対し、本実施の形態では、個々の太陽熱収集器32内に設ける熱媒体流路を、必要に応じて2つ以上の熱媒体流路35,36に分割または分岐させることができる。これにより、例えば太陽熱収集器32の連結個数、熱回収媒体の流量等に応じて、太陽光熱ハイブリッドパネル31全体の熱媒体流通経路の流路抵抗(圧力損失)を適切に調整することができる。従って、太陽光発電パネル2の形状、寸法等に対応して太陽光熱ハイブリッドパネル31の構成を変更した場合でも、熱回収媒体を円滑に流通させることができる。
According to the present embodiment configured as described above, the following effects can be obtained. First, when the small
また、本実施の形態によれば、例えば全体の熱媒体流通経路の流入部、流出部等において、当該熱媒体流路を複数の通路に分岐させることにより、流路抵抗を容易に減少させることができる。これにより、例えば熱回収媒体を熱媒体流路に循環させるポンプの吐出流量を一定とした前提においては、熱回収媒体の流量を増加させることができ、太陽熱収集器32の冷却性能を向上させることができる。また、熱回収媒体の流量を一定とした前提では、ポンプを小型化することができ、太陽光熱ハイブリッドパネル31の軽量化及び省エネルギ化を促進することができる。
Further, according to the present embodiment, for example, the flow path resistance can be easily reduced by branching the heat medium flow path into a plurality of passages in the inflow part, the outflow part, etc. of the entire heat medium flow path. Can do. Thereby, for example, on the assumption that the discharge flow rate of the pump that circulates the heat recovery medium to the heat medium flow path is constant, the flow rate of the heat recovery medium can be increased, and the cooling performance of the
また、本実施の形態でも、前記実施の形態1と同様に、四角形状の太陽光発電パネル2だけでなく、規格外の形状または寸法を有する各種の太陽光発電パネルにも太陽熱収集器32を適用することができる。図14は、本発明の実施の形態2において、規格外の形状または寸法をもつ他の太陽光熱ハイブリッドパネルを構成した場合を示す構成図である。この図において、太陽光熱ハイブリッドパネル41は、台形状の太陽光発電パネル42を備えており、太陽熱収集器32は、略台形状に並べられている。このように、本実施の形態によっても、前記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, not only the rectangular photovoltaic
また、本実施の形態では、例えば図15に示す変形例のように構成してもよい。この変形例の太陽光熱ハイブリッドパネル31′においては、太陽熱収集器32′の熱媒体出入口37が収集器本体33の閉塞板部33Bに形成されており、蓋板34は、穴が存在しない平板として形成されている。そして、太陽熱収集器32′は、蓋板34が太陽光発電パネル2の裏面側に密着した状態で、太陽光発電パネル2に取付けられている。この構成によれば、前記実施の形態1の変形例と同様の効果を得ることができる。
Moreover, in this Embodiment, you may comprise like the modification shown in FIG. 15, for example. In the solar
また、本実施の形態では、1個の太陽熱収集器32に2個の熱媒体流路35,36を設ける場合を例示したが、本発明はこれに限らず、1個の太陽熱収集器に3個以上の熱媒体流路を設ける構成としてもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the two heat
実施の形態3.
次に、図16乃至図19を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態は、1個の太陽熱収集器に互いに並列に接続された複数個の熱媒体流路を設けたことを特徴としている。図16は、本発明の実施の形態3による太陽熱収集器を図3と同様位置からみた縦断面図である。図17は、太陽熱収集器を図16中の矢示A−A方向に沿って破断した状態を示す横断面図である。図18は、太陽熱収集器の蓋板を図16中の矢示A−A方向からみた単体図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that a plurality of heat medium flow paths connected in parallel to each other are provided in one solar heat collector. FIG. 16 is a longitudinal sectional view of the solar heat collector according to the third embodiment of the present invention as viewed from the same position as in FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state in which the solar heat collector is broken along the direction indicated by arrows AA in FIG. 18 is a single view of the cover plate of the solar heat collector as seen from the direction of arrows AA in FIG.
本実施の形態の太陽光熱ハイブリッドパネル51は、前記実施の形態1とほぼ同様に、太陽光発電パネル2、太陽電池セル3、連通管10等を備え、太陽光発電パネル2の裏面側には、太陽電池セル3以下の大きさに形成された複数個の太陽熱収集器52(1個のみ図示)が格子状に並べて配置されている。また、太陽熱収集器52は、実施の形態1とほぼ同様に、全体として扁平な四角形の箱形状に形成されており、枠状部53A、閉塞板部53B及び複数のリブ53Cを有する収集器本体53と、収集器本体53の開口部を閉塞する蓋板54とを備えている。
The solar
収集器本体53と蓋板54との間には、各リブ53Cにより例えば2つの熱媒体流路55,56が形成されている。これらの熱媒体流路55,56は、図17に示すように、クランク状に屈曲しつつ、隔壁53Dを挟んで平行に延びている。隔壁53Dは、収集器本体53の内部に設けられ、クランク状に屈曲しつつ熱媒体流路55,56の間を仕切っている。また、隔壁53Dの両端部と枠状部53Aとの間には、それぞれ隙間53Eが設けられており、これらの隙間53Eは、2つの熱媒体流路55,56を長さ方向の両端側で互いに並列に接続している。
For example, two heat
一方、蓋板54には、各隙間53Eの位置に開口する2個の熱媒体出入口57が設けられている。これらの熱媒体出入口57のうち一方は熱媒体流入口となり、他方は熱媒体流出口となるものである。そして、複数個の太陽熱収集器52を並べた状態では、熱媒体流路55,56のうち互いに異なる2つの熱媒体流路の熱媒体出入口57が連通管10を介して接続される。これにより、太陽光発電パネル2に設けられた各太陽熱収集器52の熱媒体流路55,56は、前記実施の形態2の場合とほぼ同様に、全体として1つの熱媒体流通経路を構成することができる。また、各熱媒体流路55,56は、後述のように、太陽光発電パネル2の裏面側に複数系統の熱媒体流通経路を構成することもできる。
On the other hand, the
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態2とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、1個の太陽熱収集器52に複数の熱媒体流路55,56を設けた場合でも、これらの熱媒体流路55,56に対して、2個の熱媒体出入口57により熱回収媒体を出入りさせることができる。これにより、実施の形態2と同様の効果を奏しつつ、各太陽熱収集器52の間に接続する連通管10の個数を減らすことができる。従って、熱回収媒体を循環させるための配管構造を簡略化し、太陽光熱ハイブリッドパネル51の部品点数を削減することができる。
In the present embodiment configured as described above, substantially the same operational effects as those of the second embodiment can be obtained. In particular, in the present embodiment, even when a plurality of heat
また、本実施の形態では、図19に示す変形例のように構成してもよい。この変形例の太陽光熱ハイブリッドパネル51′においては、太陽熱収集器52′の熱媒体出入口57が収集器本体53の閉塞板部53Bに形成され、蓋板54が太陽光発電パネル2の裏面側に密着した状態で取付けられている。この構成によれば、前記実施の形態2の変形例と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、1個の太陽熱収集器52に互いに並列に接続された3個以上の熱媒体流路を設ける構成としてもよい。
Further, in the present embodiment, it may be configured as a modification shown in FIG. In the solar
実施の形態4.
次に、図20を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態は、太陽光発電パネルの裏面側に複数系統の熱媒体流通経路を設けたことを特徴としている。図20は、本発明の実施の形態4による太陽光熱ハイブリッドパネルを裏面側からみた構成図である。この図に示すように、本実施の形態の太陽光熱ハイブリッドパネル61は、前記実施の形態1とほぼ同様に、太陽光発電パネル2、太陽電池セル3、太陽熱収集器4、連通管10、熱媒体導入管11、熱媒体導出管12、接続端子13等を備えている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that a plurality of heat medium flow paths are provided on the back side of the photovoltaic power generation panel. FIG. 20 is a configuration diagram of a solar thermal hybrid panel according to
しかし、本実施の形態では、複数個の太陽熱収集器4を、例えば図20中の左半分に位置する第1のグループと、右半分に位置する第2のグループとに分けている。そして、第1のグループに属する太陽熱収集器4の熱媒体流路7同士を連通管10により接続し、該各熱媒体流路7により図20中に点線で示す第1の熱媒体流通経路Pを構成している。これと同様に、第2のグループに属する各太陽熱収集器4の熱媒体流路7は、連通管10により互いに接続されて第2の熱媒体流通経路Qを構成している。そして、熱媒体流通経路Pの最上流部及び最下流部と、熱媒体流通経路Qの最上流部及び最下流部には、それぞれ熱媒体導入管11及び熱媒体導出管12が設けられている。
However, in the present embodiment, the plurality of
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態1とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態によれば、太陽光発電パネル2の裏面側に複数系統の熱媒体流通経路P,Qを形成し、これらの熱媒体流通経路P,Qにそれぞれ独立して熱回収媒体を流通させることができる。これにより、太陽光発電パネル2の裏面全体を覆うように配置するのが好ましい熱媒体流通経路を、必要に応じて複数系統に分割または分岐させることができる。
In the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the first embodiment. In particular, according to the present embodiment, a plurality of heat medium flow paths P, Q are formed on the back surface side of the photovoltaic
従って、本実施の形態によれば、前記実施の形態2の場合とほぼ同様の作用効果を得ることができる。一例を挙げると、本実施の形態では、熱媒体流通経路を経路数、経路長、熱回収媒体の流量等に応じて、太陽光熱ハイブリッドパネル61全体の熱媒体流通経路の流路抵抗(圧力損失)を適切に調整することができる。これにより、太陽光発電パネル2の形状、寸法等に対応して太陽光熱ハイブリッドパネル61の構成を変更した場合でも、パネル全体に熱回収媒体を円滑に流通させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain substantially the same function and effect as in the second embodiment. For example, in the present embodiment, the flow resistance (pressure loss) of the heat medium distribution path of the entire solar
また、本実施の形態では、前記第1の実施の形態に対して、太陽熱収集器4の構成を変更しないで熱媒体流通経路P,Qの分岐及び分割を行うことができる。これにより、太陽光発電パネル2及び太陽熱収集器4の連結個数、圧力損失、要求される発電容量等に応じて熱媒体流通経路P,Qの経路構造を変更する場合でも、太陽熱収集器4を設計変更せずに共通な部品として使用することができる。従って、太陽光熱ハイブリッドパネル61全体の設計及び製造を効率よく行うことができる。
Further, in the present embodiment, the heat medium flow paths P and Q can be branched and divided without changing the configuration of the
実施の形態5.
次に、図21を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態2で説明した太陽熱収集器を用いて、複数系統の熱媒体流通経路を設けたことを特徴としている。図21は、本発明の実施の形態5による太陽光熱ハイブリッドパネルを裏面側からみた構成図である。この図に示すように、本実施の形態の太陽光熱ハイブリッドパネル71は、太陽光発電パネル2、太陽電池セル3、太陽熱収集器32、連通管10、熱媒体導入管11、熱媒体導出管12、接続端子13等を備えている。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that a plurality of heat medium flow paths are provided using the solar heat collector described in the second embodiment. FIG. 21 is a configuration diagram of a solar thermal hybrid panel according to
しかし、全ての太陽熱収集器32は、熱媒体流路35,36のうち一方の流路が熱媒体流通経路Pを構成し、他方の流路が熱媒体流通経路Qを構成するように、各連通管10を用いて互いに接続されている。これにより、太陽光発電パネル2の裏面側には、図21に示すように、それぞれクランク状に屈曲しつつ、互いに平行に延びた2系統の熱媒体流通経路P,Qが形成されている。そして、熱媒体流通経路Pの最上流部及び最下流部と、熱媒体流通経路Qの最上流部及び最下流部には、それぞれ熱媒体導入管11及び熱媒体導出管12が設けられている。
However, all the
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態4とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、熱媒体流通経路P,Qの両方を太陽光発電パネル2の裏面全体にわたって平行に延在させることができる。これにより、個々の熱媒体流通経路P,Qの流入口及び流出口(熱媒体導入管11及び熱媒体導出管12)を相互に近接させ、配管等のレイアウトを簡略化することができる。
In the present embodiment configured as described above, substantially the same operational effects as those of the fourth embodiment can be obtained. In particular, in the present embodiment, both of the heat medium flow paths P and Q can be extended in parallel over the entire back surface of the photovoltaic
なお、前記実施の形態4及び5は、図22及び図23に示す変形例のように、規格外の形状または寸法をもつ太陽光発電パネルに適用することもできる。ここで、図22は、本発明の実施の形態4における変形例を示す図20と同様の構成図である。太陽光熱ハイブリッドパネル81は、台形状の太陽光発電パネル82の裏面側に複数個の太陽熱収集器4が並べて配置され、各太陽熱収集器4の熱媒体流路7は、図中に点線で示すように、複数系統の熱媒体流通経路P,Qを構成している。また、図23は、本発明の実施の形態5における変形例を示す図21と同様の構成図である。太陽光熱ハイブリッドパネル91は、台形状の太陽光発電パネル92の裏面側に複数個の太陽熱収集器32が並べて配置され、各太陽熱収集器32の熱媒体流路35,36は、図中に点線で示すように、複数系統の熱媒体流通経路P,Qを構成している。
The fourth and fifth embodiments can also be applied to a photovoltaic power generation panel having a nonstandard shape or size as in the modification shown in FIGS. Here, FIG. 22 is a configuration diagram similar to FIG. 20 showing a modification of the fourth embodiment of the present invention. In the solar
上記各変形例によっても、実施の形態4及び5と同様の作用効果を得ることができる。なお、上記実施の形態4,5及びその変形例では、2系統の熱媒体流通経路P,Qを形成する場合を例示したが、本発明はこれに限らず、3系統以上の熱媒体流通経路を形成する構成としてもよい。
Also according to each of the above modifications, it is possible to obtain the same operational effects as in the fourth and fifth embodiments. In addition, in the said
実施の形態6.
次に、図24及び図25を参照して、本発明の実施の形態6について説明する。本実施の形態は、太陽光熱ハイブリッドパネルの熱媒体流通経路(熱媒体流路)に圧力の異常が生じた場合に、熱回収媒体をバイパスさせる機構を備えたことを特徴としている。図24は、本発明の実施の形態6において、太陽光熱ハイブリッドパネルの一部及びソーラーシステムを示す構成図である。本実施の形態の太陽光熱ハイブリッドパネル101は、図24に示すように、前記実施の形態1とほぼ同様に構成され、太陽光発電パネル2、太陽電池セル3、連通管10、熱媒体導入管11、熱媒体導出管12等を備えている。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that a mechanism for bypassing the heat recovery medium is provided when a pressure abnormality occurs in the heat medium flow path (heat medium flow path) of the solar heat hybrid panel. FIG. 24 is a configuration diagram showing a part of a solar thermal hybrid panel and a solar system in
また、太陽光熱ハイブリッドパネル101は、熱媒体流路7内の圧力が許容範囲から外れた場合に、熱媒体流路7をバイパスして熱回収媒体を熱媒体導入管11から熱媒体導出管12に流通させるためのバイパス機構110を備えている。本実施の形態のバイパス機構110は、熱媒体導入管11と熱媒体導出管12との間に設けられており、三方弁111,112、バイパス通路113、圧力開閉弁114及び逆止弁115を備えている。以下、これらの構成について説明する。
Further, the solar
まず、三方弁111は熱媒体導入管11の途中に設けられ、三方弁112は熱媒体導出管12の途中に設けられている。なお、三方弁111,112は、熱回収媒体の流路を分岐させるためのものであり、本発明では、三方弁111,112に代えて三方継手を用いてもよい。バイパス通路113は、三方弁111,112を介して熱媒体導入管11と熱媒体導出管12とを接続している。
First, the three-
圧力開閉弁114は、熱媒体導入管11側での熱回収媒体の流入圧の変化、及び、熱媒体導出管12側での熱回収媒体の流出圧の変化により開閉するものである。より詳しく述べると、圧力開閉弁114は、熱回収媒体の流入圧と流出圧との圧力差が予め設定された許容範囲から外れた場合に開弁し、圧力差が前記上限判定値以下の場合には閉弁状態に保持されている。また、逆止弁115は、熱媒体導出管12から熱媒体導入管11に向けて熱回収媒体が逆流するのを防止するものである。一方、太陽光熱ハイブリッドパネル101は、太陽光発電及び太陽熱の回収を行うソーラーシステム120の一部を構成している。そして、三方弁111,112及び圧力開閉弁114は、ソーラーシステム120に備えられた制御装置121に接続されている。
The pressure on / off
次に、バイパス機構110の作動について説明する。まず、熱回収媒体の詰まり、漏れ等が生じていない通常の状態では、図24に示すように、圧力開閉弁114が閉弁状態に保持されている。この状態おいて、熱媒体循環装置から供給される熱回収媒体は、熱媒体導入管11から各太陽熱収集器4の熱媒体流路7を経由して熱媒体導出管12に流出する。一方、熱回収媒体の流入圧と流出圧との圧力差が許容範囲から外れた場合には、バイパス機構110が作動し、圧力開閉弁114が開弁する。
Next, the operation of the
ここで、圧力差が許容範囲から外れる場合としては、例えば熱媒体流路7、連通管10等の目詰まり、劣化等により熱回収媒体の流入圧と流出圧との圧力差が予め設定された上限判定値を超える場合、あるいは、前記目詰まり等が原因で連通管10が外れて熱回収媒体の漏れが生じることにより前記圧力差が予め設定された下限判定値よりも小さくなる場合などが想定されている。
Here, as a case where the pressure difference deviates from the allowable range, for example, the pressure difference between the inflow pressure and the outflow pressure of the heat recovery medium is set in advance due to clogging, deterioration, or the like of the heat
図25は、図24中のバイパス機構により熱回収媒体をバイパスさせた状態を示す動作説明図である。この図に示すように、バイパス機構110が作動して圧力開閉弁114が開弁すると、熱媒体導出管12を流れる熱回収媒体は、バイパス通路113等を経由して熱媒体導入管11に流入する。即ち、熱回収媒体は、圧力の異常が生じた太陽光熱ハイブリッドパネル101をバイパスするようになり、この太陽光熱ハイブリッドパネル101の太陽熱収集器4を流れることなく、熱媒体導出管12から熱媒体循環装置(または、他の太陽光熱ハイブリッドパネル)に送られる。
FIG. 25 is an operation explanatory view showing a state in which the heat recovery medium is bypassed by the bypass mechanism in FIG. As shown in this figure, when the
なお、圧力開閉弁114としては、熱回収媒体の流入圧と流出圧との圧力差に応じて開閉する機械式の弁機構を用いてもよく、または、制御装置121により電気的に開閉される電磁駆動式の弁機構を用いてもよい。圧力開閉弁114として電磁駆動式の弁機構を用いる場合には、圧力センサ等により熱回収媒体の流入圧と流出圧との圧力差を検出し、検出した圧力が許容範囲から外れた場合に、圧力開閉弁114を開弁させる構成とすればよい。また、三方弁111,112は、熱回収媒体の圧力が正常な場合に熱媒体導入管11及び熱媒体導出管12を開通した状態に保持し、熱回収媒体の圧力が前記許容範囲から外れた場合には、熱媒体導入管11及び熱媒体導出管12を途中で閉塞してこれらの配管をバイパス通路113に連通させる構成とすればよい。
The pressure on / off
一方、制御装置121は、バイパス機構110が作動して熱回収媒体をバイパスさせた場合に、バイパス機構110の作動情報をソーラーシステム120の使用者、管理者等に通知する構成としてもよい。この構成において、制御装置121は、通知手段の具体例を示している。上記構成によれば、使用者、管理者等は、太陽光熱ハイブリッドパネル101の異常を速やかに把握して対処することができる。また、屋上に登らなくても、ソーラーシステム120を構成する複数の太陽光熱ハイブリッドパネル101のうち何れのパネルで異常が生じたかを判別することができる。従って、本実施の形態によれば、前記実施の形態1の効果に加えて、ソーラーシステム120のメンテナンス性を向上させることができる。
On the other hand, when the
実施の形態7.
次に、図26乃至図28を参照して、本発明の実施の形態7について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態6で用いたバイパス機構を2つの連通管の間に設けたことを特徴としている。図26は、本発明の実施の形態7による太陽光熱ハイブリッドパネルの一部を拡大して示す部分拡大図である。この図は、太陽光熱ハイブリッドパネルの一部の太陽熱収集器4を裏面側からみた状態を示している。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that the bypass mechanism used in the sixth embodiment is provided between two communication pipes. FIG. 26 is a partially enlarged view showing a part of the solar thermal hybrid panel according to the seventh embodiment of the present invention. This figure has shown the state which looked at the
本実施の形態の太陽光熱ハイブリッドパネル131は、2つの連通管10の間に設けられたバイパス機構141を備えている。バイパス機構141が設けられた2つの連通管10は、1つの熱媒体流通経路を構成すると共に、互いに異なる太陽熱収集器4に接続されている。以下の説明では、このような2つの連通管10を「1組の連通管10」と表記するものとする。
The solar thermal
バイパス機構141は、熱媒体流通経路を構成する一部の熱媒体流路7内の圧力が許容範囲から外れた場合に、当該熱媒体流路7をバイパスして熱回収媒体を流通させるもので、前記実施の形態6とほぼ同様に、三方弁142,142、バイパス通路143、圧力開閉弁144及び逆止弁145を備えている。ここで、三方弁142は、1組の連通管10の途中にそれぞれ設けられ、バイパス通路143は、これらの三方弁142を介して1組の連通管10を接続している。
The
圧力開閉弁144は、バイパス通路143の途中に設けられ、バイパス通路143等を介して1組の連通管10にそれぞれ接続されている。そして、圧力開閉弁144は、1組の連通管10を流れる熱回収媒体の圧力差に応じて開閉するように構成されている。詳しく述べると、圧力開閉弁144は、熱回収媒体の圧力差が予め設定された許容範囲内である場合に閉弁状態に保持され、熱回収媒体の圧力差が前記許容範囲から外れた場合に開弁する。一方、逆止弁145は、バイパス通路143の途中に設けられ、下流側の連通管10から上流側の連通管10に向けて熱回収媒体が逆流するのを防止している。
The pressure on-off
また、本実施の形態では、2個のバイパス機構141を備えた太陽光熱ハイブリッドパネル131を例示している。2個のバイパス機構141は、それぞれ異なる1組の連通管10の間に設けられている。なお、太陽光熱ハイブリッドパネル131に設けるバイパス機構141は、1個であってもよいし、3個以上の複数個であってもよい。
Moreover, in this Embodiment, the solar thermal
次に、図27及び図28を参照して、バイパス機構141の作動について説明する。図27及び図28は、図26中のバイパス機構により熱回収媒体をバイパスさせた状態を示す動作説明図である。まず、熱回収媒体の詰まり、漏れ等が生じていない通常について説明すると、この状態では、図26に示すように、圧力開閉弁144が閉弁状態に保持されている。この状態おいて、熱媒体導入管11から上流側の太陽熱収集器4に流入した熱回収媒体は、互いに隣接する各太陽熱収集器4の熱媒体流路7を順次流通した後に、下流側の太陽熱収集器4に到達し、熱媒体導出管12から外部に流出する。
Next, the operation of the
一方、例えば図27中の下側に位置するバイパス機構141において、前述の理由等により熱回収媒体の圧力差が許容範囲から外れた場合には、このバイパス機構141が作動し、圧力開閉弁144が開弁する。これにより、熱回収媒体は、上流側の太陽熱収集器4からバイパス通路143を経由して下流側の太陽熱収集器4に流通し、連通管10と熱媒体流路7とからなる熱媒体流通経路のうち、圧力の異常が発生した一部の経路をバイパスするようになる。また、図28中の上側に位置するバイパス機構141が作動した場合には、熱回収媒体が熱媒体流通経路の他の一部をバイパスする。
On the other hand, for example, in the
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態6とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、太陽光熱ハイブリッドパネル131を構成する複数個の太陽熱収集器4のうち、圧力の異常が生じた太陽熱収集器4のみをバイパスして、他の正常な太陽熱収集器4に熱回収媒体を流通させることができる。従って、太陽熱収集器4の故障等に対して冗長性が高い太陽光熱ハイブリッドパネル131を実現することができ、ソーラーシステムの信頼性を向上させることができる。
In the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the sixth embodiment. And especially in this Embodiment, it bypasses only the solar-
また、本実施の形態では、前記実施の形態6の場合と同様に、作動したバイパス機構141(開弁した圧力開閉弁144)の情報を制御装置121によりシステムの使用者、管理者等に通知する構成としてもよい。この構成によれば、システムの使用者、管理者等は、制御装置121から得られる情報に基いて、太陽光熱ハイブリッドパネル131の異常を速やかに把握して対処することができる。また、屋上に登らなくても、異常が生じた太陽光熱ハイブリッドパネル131及び当該パネルのうちで異常が生じた太陽熱収集器4の位置を判別することができる。従って、太陽光熱ハイブリッドパネル131及びソーラーシステムのメンテナンス性を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, as in the case of the sixth embodiment, information on the operated bypass mechanism 141 (the opened pressure on-off valve 144) is notified to the system user, administrator, and the like by the
なお、前記実施の形態1乃至7では、それぞれ異なる構成を個別に説明したが、本発明はこれら個別の構成に限定されるものでない。即ち、本発明では、実施の形態1乃至7のうちで組合わせることが可能な2つ以上の構成を組合わせることにより、1つのシステムを実現してもよい。 In Embodiments 1 to 7, different configurations have been described individually, but the present invention is not limited to these individual configurations. That is, in the present invention, one system may be realized by combining two or more configurations that can be combined in the first to seventh embodiments.
1,1′,21,31,31′,41,51,51′,61,71,81,91,101,131 太陽光熱ハイブリッドパネル,2,22,42,82,92 太陽光発電パネル,3 太陽電池セル,4,4′,32,32′,52,52′ 太陽熱収集器,5,33,53 収集器本体,5A,33A,53A 枠状部,5B,33B,53B 閉塞板部,5C,33C,53C リブ,6,34,54 蓋板,7,35,36,55,56 熱媒体流路,8 熱媒体流入口,9 熱媒体流出口,10 連通管,11 熱媒体導入管(熱媒体導入通路),12 熱媒体導出管(熱媒体導出通路),13 接続端子,33D,53D 隔壁,37,57 熱媒体出入口,53E 隙間,110,141 バイパス機構,111,112,142 三方弁,113,143 バイパス通路,114,144 圧力開閉弁,115,145 逆止弁,120 ソーラーシステム,121 制御装置(通知手段),P,Q 熱媒体流通経路
1, 1 ', 21, 31, 31', 41, 51, 51 ', 61, 71, 81, 91, 101, 131 Solar thermal hybrid panel, 2, 22, 42, 82, 92 Solar power generation panel, 3 Solar cell, 4, 4 ', 32, 32', 52, 52 'Solar collector, 5, 33, 53 Collector body, 5A, 33A, 53A Frame, 5B, 33B, 53B Blocking plate,
Claims (9)
前記太陽光発電パネルの裏面の面積範囲内に収まるように当該裏面側に並べて配置され、前記太陽光発電パネルの裏面と平行で互いに直交する2方向に沿ってそれぞれ2つ以上並べられた複数個の太陽熱収集器と、
前記複数個の太陽熱収集器にそれぞれ設けられ、熱回収媒体が流通する熱媒体流路と、
前記複数個の太陽熱収集器の熱媒体流路同士を連通する連通管と、
を備えた太陽光熱ハイブリッドパネル。 A plate-shaped photovoltaic power generation panel in which a plurality of solar cells that generate power by receiving sunlight are arranged on the surface side;
A plurality of two or more arranged in two directions that are arranged side by side on the back surface side so as to be within the area of the back surface of the photovoltaic panel and are parallel to the back surface of the photovoltaic panel and perpendicular to each other Solar collectors,
A heat medium passage provided in each of the plurality of solar heat collectors, through which a heat recovery medium flows;
A communication pipe communicating the heat medium flow paths of the plurality of solar heat collectors;
Solar thermal hybrid panel equipped with.
前記太陽光熱ハイブリッドパネルの前記熱媒体流路に前記熱回収媒体を循環させる熱媒体循環装置と
を備えたソーラーシステム。 A solar thermal hybrid panel according to any one of claims 1 to 7,
A solar system comprising: a heat medium circulation device that circulates the heat recovery medium in the heat medium flow path of the solar heat hybrid panel.
前記太陽光熱ハイブリッドパネルの前記バイパス機構が作動して前記熱回収媒体をバイパスさせた場合に、前記バイパス機構の作動情報を通知する通知手段と、
を備えたソーラーシステム。 A solar thermal hybrid panel according to claim 7,
When the bypass mechanism of the solar thermal hybrid panel is activated to bypass the heat recovery medium, notification means for notifying operation information of the bypass mechanism;
With solar system.
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