JP3053025U - Solar energy electrical converter - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】太陽の光と熱の双方のエネルギーを無駄なく電
気エネルギーに変換するとともに、太陽光が供給されな
い夜間でも電力を供給できるようにする。
【解決手段】光エネルギーを電気エネルギーに変換して
出力する太陽光発電パネル３の裏面に、傾斜熱電素子５
を配設する。好ましくは、傾斜熱電素子５の外側面に冷
却部材１２を配設する。更に好ましくは、太陽光発電パ
ネル３の裏面に傾斜熱電素子５の間に給熱部材１３を介
装する。
(57) [Summary] (Modifications) [Problem] To convert both energy of light and heat of the sun into electric energy without waste, and to be able to supply power even at night when no sunlight is supplied. An inclined thermoelectric element (5) is provided on a back surface of a photovoltaic panel (3) for converting light energy into electric energy and outputting the converted energy.
Is arranged. Preferably, the cooling member 12 is provided on the outer surface of the inclined thermoelectric element 5. More preferably, a heat supply member 13 is interposed between the inclined thermoelectric elements 5 on the back surface of the solar panel 3.
Description
【０００１】[0001]
本考案は光エネルギーと熱エネルギーを電力に変換して取り出す装置に関し、 特に、太陽の光と熱の双方のエネルギーを電気エネルギーとして取り出す光・熱 エネルギー電気変換システムに関する。 The present invention relates to a device that converts light energy and heat energy into electric power and extracts the same, and more particularly to a light-heat energy electric conversion system that extracts both solar light and heat energy as electric energy.
【０００２】[0002]
パネルの表面に多数の太陽電池を配設し、太陽の光エネルギーを電気エネルギ ーに変換して出力する太陽光発電パネル（ソーラパネル）はすでに実用化され、 広く利用されている。この装置に使用されるパネル本体は屋外に設置されるとこ ろから、真夏の高い温度や四季の風雨に耐え得るように特殊の素材を用い、堅固 に設置されている。 Photovoltaic panels (solar panels), in which a large number of solar cells are arranged on the panel surface and convert the light energy of the sun into electric energy and output, are already in practical use and widely used. Since the panel body used for this device is installed outdoors, it is firmly installed using special materials to withstand high temperatures in midsummer and wind and rain in the four seasons.
【０００３】[0003]
ところが、太陽電池を利用した従来の太陽光発電パネルは太陽の光エネルギー のみを電気エネルギーに変換する装置であるため、太陽エネルギーの電気エネル ギー変換効率が充分でなく、実用的な電力を得るにはきわめて広い面積のパネル が必要になり、コスト高はさけられない。 However, conventional solar panels that use solar cells are devices that convert only solar light energy into electrical energy, so the efficiency of converting solar energy into electrical energy is not sufficient, and it is necessary to obtain practical power. Requires very large panels, and the cost is high.
【０００４】 太陽電池を利用した従来の太陽光発電パネルは例えば、１ｍ2のパネルから得 られる電力は晴天の日でも最高１４０Ｗ／ｈ程度であり、日本での通常の使用状 態では６０〜８０Ｗ／ｈ程度である。従って、一般家庭に必要な３ＫＷ／ｈの電 力を得ようとすると１ｍ2の太陽光発電パネルを最高で約２２枚、通常使用状態 では４４枚位を設置する必要がある。このため、太陽光発電パネルの製作費、設 備費が高くなり、設置場所にも大きな制約がある。In a conventional solar power generation panel using a solar cell, for example, the power obtained from a 1 m 2 panel is about 140 W / h at the maximum even on a sunny day, and is 60 to 80 W in a normal use state in Japan. / H. Therefore, in order to obtain the power of 3 KW / h required for ordinary households, it is necessary to install a maximum of about 22 1 m 2 solar power panels, and about 44 solar panels in normal use. For this reason, the production cost and installation cost of the photovoltaic power generation panel are increased, and the installation location is greatly restricted.
【０００５】 また、従来のソーラーシステムは、夜間は太陽光が供給されないため、電気エ ネルギーを出力することができないという不都合があった。In addition, the conventional solar system has a disadvantage that it cannot output electric energy because sunlight is not supplied at night.
【０００６】 従って、本考案の第１の目的は、光と熱の双方のエネルギーを電気に変換する ことにより、太陽エネルギーを無駄なく電気エネルギーに変換するとともに、設 置面積を格段に少なくして相対的に低コストで高出力の電力を供給することがで きる光・熱エネルギー電気変換装置を提供することにある。Therefore, a first object of the present invention is to convert solar energy into electric energy without waste by converting both light and heat energy into electricity, and to reduce the installation area significantly. An object of the present invention is to provide a light-to-heat energy electrical converter capable of supplying high-output power at relatively low cost.
【０００７】 本考案の第２の目的は、給熱により、太陽光が供給されない夜間でも電力を供 給できる上記装置を提供することにある。[0007] A second object of the present invention is to provide the above-described device that can supply electric power even at night when sunlight is not supplied by heat supply.
【０００８】[0008]
上記第１の目的を達成するために、本考案の光・熱エネルギー電気変換装置は 、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する太陽光発電パネルの 裏面に、熱エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する傾斜熱電素子を配設 し、光と熱の双方のエネルギーを電気エネルギーとして取り出すことを特徴とす る。 In order to achieve the first object, the light-to-heat energy conversion device of the present invention converts heat energy into electric energy on the back surface of a photovoltaic panel that converts solar light energy into electric energy and outputs the electric energy. It is characterized by providing a gradient thermoelectric element that converts and outputs, and extracts both light and heat energy as electric energy.
【０００９】 前記傾斜熱電素子の外側面に冷却部材を配設することにより、熱エネルギーを より効率よく電気エネルギーに変換することができる。By disposing a cooling member on the outer surface of the inclined thermoelectric element, heat energy can be more efficiently converted to electric energy.
【００１０】 上記第２の目的を達成するために、本考案の光・熱エネルギー電気変換装置は 、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する太陽光発電パネルの 裏面に、熱エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する傾斜熱電素子を、給 熱部材を介して配設したことを特徴とする。この場合も、傾斜熱電素子の外側面 に、冷却部材を配設してもよい。[0010] In order to achieve the second object, the light-to-heat energy electrical conversion device of the present invention converts thermal energy into electrical energy and outputs thermal energy to the rear surface of a solar panel. A gradient thermoelectric element that converts the electric energy into electric energy and outputs the electric energy is disposed via a heat supply member. Also in this case, a cooling member may be provided on the outer surface of the inclined thermoelectric element.
【００１１】[0011]
以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。 図１は本考案による光・熱エネルギー電気変換装置（システム）の概略構成を 示すもので、パネル１の表面に多数の太陽電池２を配設し、太陽光エネルギーを 電気に変換して出力する太陽光発電パネル３が使用されている。この太陽光発電 パネル３自体は従来から実用化されているものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a light-to-heat energy electrical conversion device (system) according to the present invention, in which a large number of solar cells 2 are arranged on the surface of a panel 1, and the solar energy is converted into electricity and output. A photovoltaic panel 3 is used. The photovoltaic power generation panel 3 itself has been practically used.
【００１２】 上記太陽光発電パネル３は太陽電池を配設した面を太陽に向けて設置するもの であるが、本考案はこの太陽光発電パネル３の裏面４側に常温領域（−２０〜１ ００℃）で熱エネルギーを電気エネルギーに変換する任意の形状、寸法の傾斜熱 電素子５を配列し、この傾斜熱電素子５によって、太陽光発電パネル３の裏面４ 側の熱を電気に変換して電力として出力するようにしてある。 従って、本考案の太陽エネルギー電気変換装置からは、光と熱の両エネルギー が電気エネルギーに変換されて出力されることになる。The photovoltaic power generation panel 3 is installed with the surface on which the solar cells are arranged facing the sun. (00 ° C.), an inclined thermoelectric element 5 having an arbitrary shape and dimensions for converting thermal energy into electric energy is arranged, and the inclined thermoelectric element 5 converts heat on the back surface 4 side of the solar power generation panel 3 into electricity. Output as electric power. Therefore, from the solar energy electrical converter of the present invention, both light and heat energy are converted into electrical energy and output.
【００１３】 太陽電池２から出力される電力と傾斜熱電素子５から出力される電力は各々別 々に利用してもよいが、好ましくは、図１のように各々の電気回路６、７で接続 箱８に集め、インバータ９を介して分電盤１０等に送られる。また、余分の電力 は蓄電池１１に蓄えられる。The electric power output from the solar cell 2 and the electric power output from the inclined thermoelectric element 5 may be used separately, but are preferably connected by the electric circuits 6 and 7 as shown in FIG. It is collected in a box 8 and sent to a distribution board 10 and the like via an inverter 9. Excess electric power is stored in the storage battery 11.
【００１４】 図２は太陽光発電パネル３の裏面４側に傾斜熱電素子５を配設した本考案の一 実施形態を示すもので、この実施例は太陽光発電パネル３の裏面４側に接して傾 斜熱電素子５を取付けたもので、本考案の基本的な構造を示している。 太陽光発電パネル３は太陽の熱で夏日では裏面で７０℃以上に達する。この熱 はパネル１の裏面４まで伝達されるので、裏面４に接する熱電素子５の取付面は これに近い温度の熱をうける。 他方、パネル１の裏側は日陰になり、また、隙間を通して外気が通るので熱電 素子５の外側面はパネル裏面側取付面よりも低温になる。このため、熱電素子５ はパネル裏面４への接触面と外気に当る外側面の温度差により電気を出力する。FIG. 2 shows an embodiment of the present invention in which the inclined thermoelectric element 5 is disposed on the back surface 4 side of the photovoltaic panel 3, and this embodiment is in contact with the back surface 4 side of the photovoltaic panel 3. FIG. 2 shows a basic structure of the present invention in which the tilt thermoelectric element 5 is attached. The solar panel 3 reaches 70 ° C. or more on the back side in summer day due to the heat of the sun. Since this heat is transmitted to the back surface 4 of the panel 1, the mounting surface of the thermoelectric element 5 in contact with the back surface 4 receives heat at a temperature close to this. On the other hand, the back side of the panel 1 is shaded, and the outside air passes through the gap, so that the outer side surface of the thermoelectric element 5 is lower in temperature than the panel back side mounting surface. Therefore, the thermoelectric element 5 outputs electricity due to the temperature difference between the contact surface with the panel back surface 4 and the outside surface exposed to the outside air.
【００１５】 図３は本考案の別の実施形態を示すもので、この実施例は傾斜熱電素子５の外 側面に冷却部材１２を配設し、熱電素子５の外側面を強制的に冷却するようにし ている。傾斜熱電素子５は温度差が大きい程熱の電気変換効率が高いので、この ように熱電素子の外側面を冷却部材１２で冷すことによって、電気出力が一層高 められる。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which a cooling member 12 is provided on the outer side surface of the inclined thermoelectric element 5 to forcibly cool the outer side surface of the thermoelectric element 5. I am doing it. The larger the temperature difference of the inclined thermoelectric element 5, the higher the heat conversion efficiency. Therefore, by cooling the outer surface of the thermoelectric element with the cooling member 12, the electric output can be further increased.
【００１６】 一般に、太陽光発電パネル３は太陽熱で高温になると太陽光エネルギーの電気 変換効率が低下する傾向があるが、本考案のようにパネル裏面に熱電素子５を取 付けることによって、太陽光発電パネルの熱が熱電素子５によって吸収されて温 度が下がるので太陽光発電パネル自体の電気変換効率が向上する。In general, when the temperature of the photovoltaic power generation panel 3 becomes high due to solar heat, the electric conversion efficiency of the solar energy tends to decrease. Since the heat of the power generation panel is absorbed by the thermoelectric elements 5 to lower the temperature, the electric conversion efficiency of the solar power generation panel itself is improved.
【００１７】 冷却部材１２は、内部に冷却水や水道水を通水する中空パネルを使用すること ができる。ただし、これに限定されるものではない。 尚、冷却水を使用する場合は、エアーコンディショナーで生成された冷却水を 通水するようにしてもよい。As the cooling member 12, a hollow panel through which cooling water or tap water flows can be used. However, it is not limited to this. If cooling water is used, the cooling water generated by the air conditioner may be passed.
【００１８】 図４及び図５は本考案のさらに他の実施形態を示すもので、この実施例は太陽 光発電パネル３と熱電素子５の間に給熱部材１３を介装している。 すなわち、図４は図１の装置のパネル３裏面と傾斜熱電素子５の間に給熱部材 １３を介装したものであり、図５は図２の装置のパネル裏面と傾斜熱電素子５の 間に給熱部材１３を介装したものである。 給熱部材１３は水や温水を収納又は通水することが可能な中空パネルを使用す ることができる。また、給熱部材１３に通水する温水は昼間に太陽熱で温められ た温水を使用してもよい。FIGS. 4 and 5 show still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a heat supply member 13 is interposed between the photovoltaic panel 3 and the thermoelectric element 5. That is, FIG. 4 shows that the heat supply member 13 is interposed between the back surface of the panel 3 of the apparatus of FIG. 1 and the inclined thermoelectric element 5, and FIG. And a heat supply member 13 interposed therebetween. As the heat supply member 13, a hollow panel capable of storing or passing water or hot water can be used. In addition, as the hot water passing through the heat supply member 13, hot water heated by solar heat in the daytime may be used.
【００１９】 前記のように晴天の真夏日には１ｍ2の太陽光発電パネルから最高で１４０Ｗ ／ｈの光エネルギー変換電力が得られ、従来の太陽光発電パネルはこれが最大出 力である。 ところが、本考案の太陽エネルギー電気変換装置はこれに熱エネルギーを変換 した電気エネルギーが加わるので同じパネルから従来の３倍以上の電力が得られ る。As described above, on a clear summer day, a maximum of 140 W / h of light energy conversion power is obtained from a 1 m 2 photovoltaic panel, which is the maximum output of a conventional photovoltaic panel. However, the solar energy electricity conversion device of the present invention adds electric energy obtained by converting heat energy to the electricity, so that the same panel can obtain more than three times the power of the conventional panel.
【００２０】 図４、図５の実施例では、給熱部材１３に水を入れておくと、日中は太陽の熱 エネルギーで太陽光発電パネル３が熱せられると給熱部材１３の水の温度が太陽 光発電パネル３と同等の温度まで高められる。従って、給熱部材１３に接する熱 電素子５から前記と同様に電力が発生する。In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, when water is supplied to the heat supply member 13, the temperature of the water of the heat supply member 13 increases when the solar power generation panel 3 is heated by the heat energy of the sun during the day. Is raised to a temperature equivalent to that of the solar panel 3. Therefore, electric power is generated from the thermoelectric element 5 in contact with the heat supply member 13 in the same manner as described above.
【００２１】 他方、夜間など、太陽エネルギーが利用できないときは、給熱部材１３の中空 パネルに蓄熱槽１４からの温水を通水することにより、この温水の熱が電気エネ ルギーに変換されて出力される。従って、夜間は蓄熱槽１４からの温水を通水す るなど、別の熱源に切換えて電力を供給することができる。On the other hand, when solar energy is not available, such as at night, the hot water from the heat storage tank 14 is passed through the hollow panel of the heat supply member 13 so that the heat of the hot water is converted into electric energy and output. Is done. Therefore, it is possible to supply electric power by switching to another heat source such as passing hot water from the heat storage tank 14 at night.
【００２２】[0022]
本考案は光エネルギーと熱エネルギーを同時に電気エネルギーに変換して出力 するので、特に、太陽エネルギーをエネルギー源として使用することによって、 太陽の光と熱のエネルギーをあますところなく電気エネルギーとして取り出すこ とができる。従って、従来の太陽光発電パネルに比較すると太陽エネルギーの電 気変換効率が飛躍的に向上する。 Since the present invention converts light energy and heat energy into electric energy at the same time and outputs the same, in particular, by using solar energy as an energy source, the solar light and heat energy can be fully extracted as electric energy. Can be. Therefore, the power conversion efficiency of solar energy is dramatically improved as compared to conventional solar power generation panels.
【００２３】 また、熱電素子によって太陽光発電パネルの熱が吸収されることにより、太陽 光発電パネルが高温にならないので、太陽光発電パネル自体の電気変換効率が向 上する。In addition, since the heat of the photovoltaic power generation panel is absorbed by the thermoelectric element, the temperature of the photovoltaic power generation panel does not become high, so that the electric conversion efficiency of the photovoltaic power generation panel itself is improved.
【００２４】 特に、従来の太陽光発電パネルをそのまま利用するので熱電素子のためのパネ ルを新たに用意する必要がない。従って、コストが少なくてすみ、同じスペース ですむ。換言すれば、従来と同等の電力を得る場合はコストを大巾に下げ、設置 スペースが小さくてすむ。In particular, since a conventional solar power generation panel is used as it is, there is no need to newly prepare a panel for a thermoelectric element. Therefore, the cost is low and the same space is required. In other words, when obtaining the same power as the conventional one, the cost is greatly reduced and the installation space is small.
【００２５】 熱電素子の外側面に冷却部材を配設して内側面との温度差を大きくすることに よって、熱エネルギーの電気変換効率を向上させ、全体の電気出力を増大させる ことができる。By arranging a cooling member on the outer surface of the thermoelectric element to increase the temperature difference from the inner surface, the efficiency of heat energy conversion can be improved and the overall electric output can be increased.
【００２６】 太陽光発電パネルと熱電素子の間に給熱パネルを介装することにより、夜間で も電力を供給することができる。Power can be supplied even at night by interposing a heat supply panel between the solar power generation panel and the thermoelectric element.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】 本考案による光・熱エネルギー電気変換シス
テムの概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light-to-heat energy electrical conversion system according to the present invention.
【図２】 本考案の一実施例による光・熱エネルギー電
気変換装置の側面図FIG. 2 is a side view of the light-to-heat energy electrical converter according to one embodiment of the present invention;
【図３】 本考案の他の実施例による光・熱エネルギー
電気変換装置の側面図FIG. 3 is a side view of a light-to-heat energy electrical converter according to another embodiment of the present invention.
【図４】 本考案の他の実施例による光・熱エネルギー
電気変換装置の側面図FIG. 4 is a side view of another embodiment of the present invention.
【図５】 本考案の他の実施例による光・熱エネルギー
電気変換装置の側面図FIG. 5 is a side view of another embodiment of the present invention;
１…パネル ２…太陽電池 ３…太陽光発電パネル ４…パネル裏面 ５…傾斜熱電素子 ６、７…電気回路 ８…接続箱 ９…インバータ １０…分電盤 １１…蓄電池 １２…冷却部材 １３…給熱部材 １４…蓄熱槽 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Panel 2 ... Solar cell 3 ... Solar power generation panel 4 ... Panel back surface 5 ... Inclined thermoelectric element 6, 7 ... Electric circuit 8 ... Connection box 9 ... Inverter 10 ... Distribution board 11 ... Storage battery 12 ... Cooling member 13 ... Supply Heating member 14: Thermal storage tank
Claims (4)
換して出力する太陽光発電パネルの裏面に、熱エネルギ
ーを電気エネルギーに変換して出力する傾斜熱電素子を
配設し、光と熱の双方のエネルギーを電気エネルギーと
して取り出すことを特徴とする光・熱エネルギー電気変
換装置An inclined thermoelectric element for converting heat energy into electric energy and outputting the converted energy is disposed on a back surface of a solar power generation panel that converts light energy of the sun into electric energy and outputs the same. Light-to-heat energy electrical converter characterized by extracting the energy of light as electrical energy
換して出力する太陽光発電パネルの裏面に、熱エネルギ
ーを電気エネルギーに変換して出力する傾斜熱電素子を
配設するとともに、傾斜熱電素子の外側面に冷却部材を
配設したことを特徴とする光・熱エネルギー電気変換装
置2. An inclined thermoelectric element for converting heat energy to electric energy and outputting the same on a back surface of a solar power generation panel for converting light energy of the sun into electric energy for output. A light-to-heat energy electrical conversion device characterized in that a cooling member is provided on the outer surface.
換して出力する太陽光発電パネルの裏面に、熱エネルギ
ーを電気エネルギーに変換して出力する傾斜熱電素子
を、給熱部材を介して配設したことを特徴とする光・熱
エネルギー電気変換装置3. An inclined thermoelectric element, which converts heat energy into electric energy and outputs the converted energy, is provided on a back surface of a solar power generation panel which converts light energy of the sun into electric energy and outputs the same. Light-to-heat energy converter
換して出力する太陽光発電パネルの裏面に、熱エネルギ
ーを電気エネルギーに変換して出力する傾斜熱電素子
を、給熱部材を介して配設し、傾斜熱電素子の外側面に
冷却部材を配設したことを特徴とする光・熱エネルギー
電気変換装置4. An inclined thermoelectric element, which converts heat energy into electric energy and outputs the converted energy, is disposed on a back surface of a solar power generation panel that converts light energy of the sun into electric energy and outputs the same. And a cooling member provided on the outer surface of the inclined thermoelectric element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1998002671U JP3053025U (en) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | Solar energy electrical converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1998002671U JP3053025U (en) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | Solar energy electrical converter |
Publications (1)
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| JP3053025U true JP3053025U (en) | 1998-10-13 |
Family
ID=43187126
Family Applications (1)
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| JP1998002671U Expired - Lifetime JP3053025U (en) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | Solar energy electrical converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3053025U (en) |
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