JP2016111861A - Photovoltaic power generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電装置に関する。 The present invention relates to a solar power generation device.
融雪機能付きの太陽電池モジュールとして、太陽電池セルを含む発電回路と、融雪用の加熱回路とを独立に有するものが開発されている(例えば特許文献1参照)。加熱回路の制御には、例えば降雪センサの検知結果が用いられる。 As a solar cell module with a snow melting function, a solar cell module having a power generation circuit including solar cells and a snow melting heating circuit independently has been developed (see, for example, Patent Document 1). For example, the detection result of a snowfall sensor is used for controlling the heating circuit.
従来、融雪用の加熱回路が無駄に作動していることがあった。 Conventionally, there has been a case where a snow melting heating circuit is operating wastefully.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、融雪用の加熱回路の無駄な作動を抑制できる、太陽光発電装置の提供を主な目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a solar power generation apparatus that can suppress useless operation of a heating circuit for melting snow.
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
太陽電池セルを含む発電回路と、融雪用の加熱回路とを独立に有する太陽電池モジュールと、
前記発電回路の発電状態を検知する発電センサと、
前記加熱回路を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記発電センサによって前記発電回路が発電中であることを検知した場合、前記加熱回路を停止させる、太陽光発電装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
A solar cell module having a power generation circuit including solar cells and a heating circuit for melting snow independently;
A power generation sensor for detecting a power generation state of the power generation circuit;
A controller for controlling the heating circuit,
When the controller detects that the power generation circuit is generating power by the power generation sensor, a solar power generation device is provided that stops the heating circuit.
本発明の一態様によれば、融雪用の加熱回路の無駄な作動を抑制できる、太陽光発電装置が提供される。 According to one embodiment of the present invention, a photovoltaic power generation apparatus that can suppress useless operation of a heating circuit for melting snow is provided.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。本明細書において、数値範囲を表す「〜」はその前後の数値を含む範囲を意味する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same or corresponding reference numerals, and description thereof is omitted. In this specification, “to” representing a numerical range means a range including numerical values before and after the numerical range.
図1は、本発明の一実施形態による太陽光発電装置を示す図である。図1に示すように、太陽光発電装置は、太陽電池モジュール2、降雪センサ50、電力センサ60、温度センサ70、およびコントローラ80などを有する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a photovoltaic power generator according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation apparatus includes a solar cell module 2, a
図2は、図1の太陽電池モジュールを示す断面図である。図2に示すように、太陽電池モジュール2は、太陽電池モジュール本体10、フレーム20、ヒータ30、および断熱部材40などを有する。太陽電池モジュール2は、太陽電池モジュール本体10の受光面10aを上に向けた状態で、建物の屋根などに設置される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the solar cell module of FIG. As shown in FIG. 2, the solar cell module 2 includes a solar
太陽電池モジュール本体10は、受光面10a、受光面10aとは反対側の背面10bを有する。太陽電池モジュール本体10は、受光面板12、太陽電池セル13、および背面板14を受光面10a側から背面10b側に向けてこの順で有する。
The solar
受光面板12は、太陽電池セル13を基準として、受光面10a側に配される板のことである。受光面板12は、太陽光に対して透光性を有する。受光面板12を透過した光が、太陽電池セル13に取り込まれる。受光面板12の受光面には反射防止膜が形成されてもよい。受光面板12における光反射が低減でき、太陽光の取り込み効率が向上できる。
The light
受光面板12は、例えばガラス板および樹脂板のいずれでもよいが、防水性や防火性、耐久性などの観点から、ガラス板であることが好ましい。受光面板12としてのガラス板は、未強化ガラス、強化ガラスのいずれでもよい。
The light receiving
太陽電池セル13は、受光面板12と背面板14との間に配設され、光エネルギーを電気エネルギーに変換する。太陽電池セル13は、シリコン系、化合物系、有機系などのいずれでもよい。太陽電池セル13は1つの太陽電池モジュール本体10に複数備えられてよく、複数の太陽電池セル13は直列や並列に接続され発電回路を形成する。
The
太陽電池セル13は封止材15によって封止される。封止材15は、受光面板12を透過した光が太陽電池セル13に取り込まれるように、透光性を有する。封止材15は、EVA(Ethylene Vinyl Acetate)樹脂などの樹脂により形成される。
The
背面板14は、太陽電池セル13を基準として、背面10b側に配される板のことである。背面板14は、防水性などを有する。背面板14は、透光性を有しても有しなくてもよい。背面板14は、例えばガラス板および樹脂板のいずれでもよいが、軽量性などの観点から、樹脂板や薄板ガラスであることが好ましい。背面板14は、配線用の穴の加工性の観点からは、樹脂板であることが好ましい。
The
フレーム20は、太陽電池モジュール本体10を支持することで、太陽電池モジュール本体10の変形を抑制する。フレーム20は、太陽電池モジュール本体10の外周部を支持するフレーム本体21と、太陽電池モジュール本体10の背面10bを支持する梁22とで構成されてよい。尚、梁22はなくてもよい。
The frame 20 supports the solar
ヒータ30は、太陽電池モジュール本体10を背面10b側から加熱することにより、太陽電池モジュール本体10の受光面10a上の雪を融かす。ヒータ30は、雪の降らない夏場には停止させる。太陽電池セル13の温度が低いほど、太陽電池セル13の発電効率が高いためである。
The
ヒータ30は、作動時に、ヒータ30の温度が設定温度になるように制御可能である。その制御は、フィードバック制御、フィードフォワード制御のいずれでもよい。
The
ヒータ30としては、フィルムヒータなどの一般的な電気ヒータが使用できる。この場合、電気回路で加熱回路が構成される。尚、ヒータ30は温水ヒータなどでもよく、この場合、温水回路で加熱回路が構成される。加熱回路は、発電回路とは独立に設けられる。
As the
断熱部材40は、ヒータ30を基準として太陽電池モジュール本体10とは反対側に配設される。断熱部材40は、ヒータ30の作動時にヒータ30の熱が太陽電池モジュール本体10とは反対側に逃げるのを抑制する。
The
降雪センサ50は、太陽電池モジュール2付近の降雪状態(積雪状態を含む)を検知する。降雪センサ50としては、一般的なものが使用できる。例えば、降雪センサ50は、雪の重量による圧力を検知するもの、雪によって反射される赤外線を検知するもの、雪を融かして水分を検知するものなどがある。水分を検知する場合、外気温に基づいて、雨と雪の判別がなされる。
The
電力センサ60は、太陽電池セル13を含む発電回路の発電電力を測定する。発電電力が基準電力以上か否かで、発電回路が発電中であるか否かが検知できる。発電回路が発電中の場合、発電熱によって太陽電池モジュール2の温度は融雪に十分な温度になる。電力センサ60は、発電回路の発電状態を検知する発電センサとして機能する。
The
温度センサ70は、太陽電池モジュール2の温度を測定する。太陽電池モジュール2の温度が基準温度以上か否かで、発電回路が発電中であるか否かが検知できる。発電回路が発電中の場合、発電熱によって太陽電池モジュール2の温度が基準温度以上になる。基準温度は、試験などにより予め求められ、融雪に十分な温度とされる。温度センサ70は、電力センサ60と同様に、発電センサとして機能する。
The
温度センサ70は、例えば太陽電池モジュール本体10の背面10b側に配設されてよい。天候の変動(例えば外気温の変動、風量の変動)による測定温度の変動が抑制できる。温度センサ70は、例えば背面10bに取り付けられ、背面10bの温度を検知する。
The
コントローラ80は、太陽電池モジュール2が設置される建物の屋内に設置される。コントローラ80は、CPU(Central Processing Unit)および記憶部(例えばメモリ)などで構成され、記憶部に記憶された制御プログラムをCPUに実行させることにより、ヒータ30を制御する。
The
図3は、図1のコントローラの処理を示すフローチャートである。図3のステップS11以降の処理は、例えば外気温が0℃以下の場合に繰り返し行われる。 FIG. 3 is a flowchart showing processing of the controller of FIG. The process after step S11 of FIG. 3 is repeatedly performed, for example, when the outside air temperature is 0 ° C. or lower.
先ず、コントローラ80は、降雪センサ50によって降雪状態を監視すると共に、発電センサによって発電状態を監視する(ステップS11)。発電センサとしては、例えば電力センサ60または温度センサ70が用いられ、両方が用いられてもよい。次いで、コントローラ80は、降雪中か否かをチェックする(ステップS12)。
First, the
コントローラ80は、降雪を検知しない場合(ステップS12、NO)、ヒータ30を停止させたまま(ステップS15)、今回の処理を終了する。
When the
一方、コントローラ80は、降雪中の場合(ステップS12、YES)、ヒータ30を作動させる(ステップS13)。太陽電池モジュール本体10の受光面10a上の雪が融ける。その後、コントローラ80は、降雪停止か否かをチェックする(ステップS14)。
On the other hand, if it is snowing (step S12, YES), the
コントローラ80は、降雪停止を検知した場合(ステップS14、YES)、ヒータ30を停止させ(ステップS15)、今回の処理を終了する。
When the
一方、コントローラ80は、降雪停止を検知しない場合(ステップS14、NO)、発電回路が発電中か否かをチェックする(ステップS16)。
On the other hand, if the
コントローラ80は、発電回路が発電停止の場合(ステップS16、NO)、発電熱を融雪に利用できないので、ステップS13に戻り、ステップS13以降の処理を続行する。
When the power generation circuit stops generating power (NO in step S16), the
一方、コントローラ80は、発電回路が発電中の場合(ステップS16、YES)、発電熱を融雪に利用できるので、ヒータ30を停止させ(ステップS15)、今回の処理を終了する。
On the other hand, when the power generation circuit is generating power (step S16, YES), the
雪が降っている場合に、雪が積もらなければ、発電回路が発電でき、発電熱によって受光面10a上の雪が融ける。
If it is snowing and the snow does not accumulate, the power generation circuit can generate electric power, and the snow on the
本実施形態によれば、発電回路が発電中の場合、降雪センサ50の検知結果に関係なく、ヒータ30が停止されるため、ヒータ30の作動無駄が抑制できる。また、降雪センサ50による降雪停止の感度が鈍く、降雪センサ50による降雪停止の検知が実際の降雪停止よりも遅れる場合に、ヒータ30の作動無駄が抑制できる。
According to the present embodiment, when the power generation circuit is generating power, the
尚、コントローラ80の処理は図3に示す処理に限定されない。例えば図3では先ず降雪中か否かを検知するが、先ず発電中か否かを検知してもよい。発電中であれば、発電熱が融雪に利用できるため、ヒータ30が停止される。この場合、降雪中か否かの判断は不要である。
Note that the processing of the
以上、太陽電池モジュールの実施形態などについて説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。 As mentioned above, although the embodiment etc. of the solar cell module were described, the present invention is not limited to the above embodiment etc., and various modifications and improvements are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It is.
例えば、上記実施形態のヒータ30は、太陽電池モジュール本体10と別に設けられるが、太陽電池モジュール本体10の一部として設けられてもよい。つまり、ヒータ30は、太陽電池モジュール本体10に内蔵されてもよい。発電回路と融雪用の加熱回路とが独立に設けられていればよい。
For example, the
2 太陽電池モジュール
10 太陽電池モジュール本体
10a 受光面
10b 背面
12 受光面板
13 太陽電池セル
14 背面板
15 封止材
20 フレーム
30 ヒータ
40 断熱部材
50 降雪センサ
60 電力センサ
70 温度センサ
80 コントローラ
2
Claims (4)
前記発電回路の発電状態を検知する発電センサと、
前記加熱回路を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記発電センサによって前記発電回路が発電中であることを検知した場合、前記加熱回路を停止させる、太陽光発電装置。 A solar cell module having a power generation circuit including solar cells and a heating circuit for melting snow independently;
A power generation sensor for detecting a power generation state of the power generation circuit;
A controller for controlling the heating circuit,
The said controller stops the said heating circuit, when it detects that the said electric power generation circuit is generating electric power with the said electric power generation sensor, The solar power generation device.
前記コントローラは、
前記降雪センサの検知結果と、前記発電センサの検知結果とに基づいて前記加熱回路を制御し、
前記発電センサによって前記発電回路が発電中であることを検知した場合、前記降雪センサの検知結果に関係なく、前記加熱回路を停止させる、請求項1に記載の太陽光発電装置。 A snowfall sensor for detecting a snowfall condition;
The controller is
Control the heating circuit based on the detection result of the snowfall sensor and the detection result of the power generation sensor,
The solar power generation device according to claim 1, wherein when the power generation sensor detects that the power generation circuit is generating power, the heating circuit is stopped regardless of a detection result of the snowfall sensor.
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CN109818565A (en) * | 2019-04-02 | 2019-05-28 | 上海理工大学 | A kind of photovoltaic battery panel removes accumulated snow device and method automatically |
CN111181484A (en) * | 2020-01-07 | 2020-05-19 | 新疆中兴能源有限公司 | Device for heating photovoltaic module with high efficiency |
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2014
- 2014-12-09 JP JP2014248761A patent/JP2016111861A/en active Pending
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