JP3482276B2 - Power generation and heating device using solar cell module - Google Patents
Power generation and heating device using solar cell moduleInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、外装用である太陽電池
モジュールの太陽光等を受ける表面側に積雪や着氷があ
って、発電直流である出力が生じなくなったとき、当該
積雪や着氷を融雪したり融氷し、あるいは、内装意匠材
などとし利用される内装用の太陽電池モジュールパネル
につき、当該室内における暖房などのため、当該太陽電
池モジュールに順方向の電流を供給することで、その太
陽電池モジュールを発熱させることで室温を制御するよ
うにした発電発熱装置の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a case where there is snow or icing on the surface of a solar cell module for exterior use which receives sunlight, etc. By melting or melting ice, or interior solar cell module panels used as interior design materials, by supplying a forward current to the solar cell module for heating in the room, etc. The present invention relates to an improvement of a power generation and heating device in which the room temperature is controlled by heating the solar cell module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】既知の如く、太陽電池モジュールは太陽
光を受けるように屋外に設置されることが多いが、充分
な発電には適正な設置角度（札幌４０°）を保持しなけ
ればならない。しかし、降雪地域では積雪が自然に滑落
してくれるように、当該適正設置角度よりも大きな角度
（約６０°）をもたせるようにしており、この結果可成
りの発電量を犠牲にしなければならないことになる。2. Description of the Related Art As is well known, solar cell modules are often installed outdoors so as to receive sunlight, but an adequate installation angle (40 ° Sapporo) must be maintained for sufficient power generation. However, in the snowfall area, the angle is set to be larger than the proper installation angle (about 60 °) so that the snow can slide naturally, and as a result, a considerable amount of power generation must be sacrificed. become.
【０００３】また、豪雪地域での最大問題は、建物の屋
根から除雪を行わねばならないことであり、これは高所
危険作業を伴うことになり、このために多大な労働力を
必要とし、これを回避する目的から、散水融雪も実施さ
れているが、屋根部に水配管設備を必要とし、当該設備
の建設、運用、維持費等により、高価な出費を余儀なく
されている。また、電気ヒータによる融雪も実施されて
いるものの、その設備の建設費と電気量とが嵩むことに
なり、しかも、特に豪雪地域の公共施設、屋内体育館、
鉄道駅舎などの大規模構造物では、積雪加重に耐えうる
構造のために最大の努力を傾けなければならない。Further, the biggest problem in the heavy snowfall area is that snow must be removed from the roof of the building, which requires dangerous work at high places, which requires a large labor force. In order to avoid this, sprinkling snow melting is also implemented, but water piping equipment is required on the roof part, and construction, operation, maintenance costs, etc. of the equipment are inevitably expensive. In addition, although snow melting with an electric heater is also implemented, the construction cost of the equipment and the amount of electricity will increase, and moreover, public facilities, indoor gymnasiums, especially in heavy snow areas,
For large-scale structures such as railway station buildings, maximum efforts must be made for structures that can withstand the weight of snow.
【０００４】このため、既に上記の如き屋根などに、単
結晶シリコン太陽電池やアモルファスシリコン太陽電池
の直列接続による太陽電池モジュールを設置し、これに
よる発電により蓄電池を充電したり負荷に当該発電力を
供与するだけでなく、上記の蓄電池から供給される逆方
向の電流を太陽電池モジュールに供給することで、当該
太陽電池モジュール自体を発熱体として利用し、これに
より、太陽電池モジュール表面の着雪や着氷を融解しよ
うとする提案（特公平５−７０２５１号、特開昭６２−
２５４６３５号）がなされている。For this reason, a solar cell module having a single crystal silicon solar cell or an amorphous silicon solar cell connected in series has already been installed on the roof or the like as described above, and the storage battery is charged by the power generation by this or the generated power is applied to the load. In addition to supplying the current, the solar cell module itself is used as a heating element by supplying the reverse current supplied from the storage battery to the solar cell module. Proposal to melt ice accretion (Japanese Patent Publication No. 5-70251, JP-A-62-162)
No. 254635).
【０００５】上記提案につき、図１１と図１２によっ
て、これを説示すると、前者にあっては、太陽電池モジ
ュールａが太陽光等を受けることで得られた発電直流ｂ
が、逆流防止ダイオードｃを介して、所要数だけ並接さ
れた蓄電池ｄを充電すると共に、常閉接点ｅを介し負荷
ｆに対して、当該発電電力を供与するのである。ここ
で、上記の逆流防止ダイオードｃは、既知の如く太陽電
池モジュールａが発電していない夜間等にあって、蓄電
池ｄから微弱な放電電流が太陽電池モジュールａに流れ
るのを防ぐためのものである。The above proposal will be explained with reference to FIG. 11 and FIG. 12. In the former case, the generated direct current b obtained by the solar cell module a receiving sunlight or the like.
However, the required number of storage batteries d connected in parallel are charged through the backflow prevention diode c, and the generated power is supplied to the load f through the normally closed contact e. Here, the above-mentioned backflow prevention diode c is for preventing a weak discharge current from the storage battery d from flowing to the solar cell module a at night when the solar cell module a is not generating power as is known. is there.
【０００６】上記の発電状態にあって、別途設けた着雪
などについての検知センサｇから、制御回路部ｈに信号
が入力されると、当該制御回路部ｈは、前記の常閉接点
ｅを開くと共に、バイパス回路ｉを閉成するから、蓄電
池ｄによるバイアス電圧が太陽電池モジュールａに印加
され、当該バイパス回路ｉを介して順方向電流ｊが流れ
ることで、太陽電池モジュールａが発熱体として機能し
得るようにしている。When a signal is input to the control circuit section h from a separately provided sensor for detecting snow accretion in the above-described power generation state, the control circuit section h causes the normally closed contact e to be turned on. Since the bypass circuit i is closed while being opened, the bias voltage by the storage battery d is applied to the solar cell module a, and the forward current j flows through the bypass circuit i, so that the solar cell module a functions as a heating element. I am trying to make it work.
【０００７】ところが、実際上、単結晶シリコン太陽電
池に対して、順方向の電圧（Ｖ）を印加した場合、これ
により流れる順方向電流の電流値（Ａ／ｃｍ２）は、図
９に示す通りであり、当該太陽電池１素子についての発
生電圧は約０．６Ｖであるから、図１１のように太陽電
池モジュールａにより蓄電された蓄電池ｄの電圧を、そ
のまま太陽電池モジュールａに印加するのでは、殆ど発
熱効果は得られないことになり、これでは融雪などへの
実用化はできないのである。However, in practice, when a forward voltage (V) is applied to a single crystal silicon solar cell, the current value (A / cm 2) of the forward current flowing by this is as shown in FIG. Since the generated voltage for one solar cell element is about 0.6 V, it is not possible to directly apply the voltage of the storage battery d stored by the solar cell module a to the solar cell module a as shown in FIG. 11. However, almost no heat generation effect can be obtained, and this cannot be put to practical use for snow melting and the like.
【０００８】そこで、これを改善するため、前掲図１２
の如き提案がなされておりこれによるときは、発電状態
における２個の蓄電池ｄが、図１１の場合と同じく並列
に接続されているものの、発熱状態にあっては検知セン
サｇに基づく制御回路部ｈにより、切換作動部ｋが固定
接点ｋ１側から固定接点ｋ２側に切り換えられることに
より、当該蓄電池ｄが２個直列の接続となり、このこと
で、図１１の場合に比し２倍の蓄電池電圧を印加し得る
ようにしている。Therefore, in order to improve this, FIG.
In this case, although the two storage batteries d in the power generating state are connected in parallel as in the case of FIG. 11, the control circuit unit based on the detection sensor g in the heat generating state is proposed. By switching the switching operation part k from the fixed contact k1 side to the fixed contact k2 side by h, the two storage batteries d are connected in series, and as a result, the storage battery voltage doubled as compared with the case of FIG. Is applied.
【０００９】しかし、上記後者の従来例によるときも、
発電状態にあって、太陽電池モジュールａによる発電直
流により蓄電池ｄを充電する際、太陽電池モジュールａ
の発電能力に対して何Ｖ系の蓄電池を使用したら望まし
い充電効率が得られるかの問題を考慮することなく、単
に蓄電池ｄを２素子直列にすることだけを提案してい
る。However, even in the case of the latter conventional example,
When the storage battery d is charged by the direct current generated by the solar cell module a in the power generation state, the solar cell module a
It is proposed to simply connect the two storage batteries d in series without considering the problem of how many V type storage batteries should be used to obtain the desired charging efficiency with respect to the power generation capacity.
【００１０】ここで、上記の充電効率を向上させようと
すれば、例えば、面積１０ｃｍ２の単結晶シリコン太陽
電池３６枚の太陽電池の直列接続による太陽電池モジュ
ールを基準として、１２Ｖ系蓄電池１個を充電すればよ
いことが知られているのであり、従って、前記の如く太
陽電池ウエハーの発電電圧は０．６Ｖであるため、０．
６×３６≒２２Ｖの発電電圧を、当該太陽電池モジュー
ルは発生することになる。Here, in order to improve the charging efficiency, for example, one 12V-type storage battery is used as a reference, based on a solar cell module formed by serially connecting 36 single crystal silicon solar cells each having an area of 10 cm2. It is known that charging can be performed. Therefore, since the generated voltage of the solar cell wafer is 0.6 V as described above,
The solar cell module generates a power generation voltage of 6 × 36≈22V.
【００１１】従って、図１２に提示の従来例にあって
も、上記の如き太陽電池モジュールと蓄電池を採用した
場合には、太陽電池モジュールの発生電圧２２Ｖに対
し、蓄電池から印加されるバイアス電圧は１２×２＝２
４Ｖ程度となって、両者に大差なく、この結果、もちろ
ん太陽電池モジュールからの充分な発熱は期待し得ない
ことになる。Therefore, even in the conventional example shown in FIG. 12, when the solar cell module and the storage battery as described above are adopted, the bias voltage applied from the storage battery is 22 V against the generated voltage of 22 V of the solar cell module. 12 x 2 = 2
The voltage is about 4V, and there is no great difference between the two, and as a result, sufficient heat generation from the solar cell module cannot be expected.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点に鑑み、請求項１にあっては、太陽電池部と蓄
電池部と制御回路部を具備させて発電状態下で蓄電池部
を充電し、発熱状態下にあって太陽電池部を蓄電池によ
り発熱させようとする際には、基準となる単位太陽電池
モジュールに対して、充電効率のよい単位蓄電池の使用
を大前提とし、しかも発電状態で並列接続とした蓄電池
素子を３素子以上設定しておき、当該３素子以上の蓄電
池素子を制御回路からの発熱指示信号により、直列接続
に切り換え得るよう構成し、これにより望ましい充電
と、充分大きな発熱量とを太陽電池モジュールから発生
させようとするのが、その目的である。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems of the prior art, the present invention provides a storage battery unit in a power generating state by providing a solar cell unit, a storage battery unit and a control circuit unit. When charging and attempting to generate heat in the solar cell section by the storage battery under heat generation, it is a major premise to use a unit storage battery with good charging efficiency for the reference unit solar cell module In this state, three or more storage battery elements connected in parallel are set in advance, and the three or more storage battery elements can be switched to series connection by a heat generation instruction signal from the control circuit. The purpose is to generate a large amount of heat from the solar cell module.
【００１３】さらに、請求項２にあっては、請求項１の
ように蓄電池素子につき、これを直列状態となるよう切
り換えるのではなく、単位太陽電池モジュールについ
て、発電状態では直列接続とし、発熱状態としたとき
は、これまた３素子以上の単位太陽電池モジュールを並
列接続に変換してしまうことで、単位太陽電池モジュー
ル当りの印加される蓄電池電圧を３倍以上とし、これに
より請求項１と同等の発熱を得るようにしようとしてい
る。Further, according to claim 2, instead of switching the storage battery elements to be in series as in claim 1, the unit solar cell modules are connected in series in a power generating state to generate heat. In this case, by converting the unit solar cell modules having three or more elements into parallel connection, the applied storage battery voltage per unit solar cell module is tripled or more, which is equivalent to claim 1. Trying to get a fever.
【００１４】以下の請求項３にあっては、何れも上記の
如く蓄電池の充電とその放電を行うのではなく、発電状
態では単位太陽電池モジュールによる発電電力を負荷に
供与するだけであり、制御回路部からの発熱指示信号に
より、発熱状態に切り換えられたときには、商用電源な
どによる交流電源からの交流を、単位太陽電池モジュー
ルに流すことで発熱させるようにして、蓄電池の使用を
排し、しかも、この際における交流電源電圧を、直列接
続の全単位太陽電池モジュールに印加するのではなく、
当該全単位太陽電池を均等に分割した各均等分割部に対
して夫々印加するのであり、かくして、単位太陽電池モ
ジュールの発熱電圧よりも、充分に高い交流電圧を印加
して、所期の発熱量を得ようとしている。In any of the following claims 3 , the storage battery is not charged and discharged as described above, but only the power generated by the unit solar cell module is supplied to the load in the power generation state, and the control is performed. When the heating state is switched to the heating state by the heating instruction signal from the circuit unit, the alternating current from the alternating current power source such as the commercial power source is caused to flow to the unit solar cell module to generate heat, thereby eliminating the use of the storage battery. , Instead of applying the AC power supply voltage at this time to all unit solar cell modules connected in series,
The whole unit solar cell is applied equally to each of the equally divided parts, and thus, an AC voltage sufficiently higher than the heat generation voltage of the unit solar cell module is applied to generate the desired heat generation amount. Trying to get.
【００１５】請求項４にあっては、請求項３と同じく交
流電源により発熱状態を得るようにするのであるが、単
位太陽電池モジュールは所要複数を直列に接続したまま
に保持し、これに対し、その両側端子に交流電圧を印加
するのではなしに、上記の全単位太陽電池モジュールを
２分した各均等分割部に対して、夫々交流電源による発
熱用の交流を逆回流状態となるよう流通させることで、
交番的に、各均等分割部における単位太陽電池モジュー
ルを発熱させるようにして、充分高い交流電圧によって
単位太陽電池モジュールを発熱させ、これによって融雪
や室内の昇温にも役立つ熱エネルギを得ようとするの
が、その目的である。In the fourth aspect of the present invention, as in the third aspect , the heating state is obtained by the AC power source. However, in the unit solar cell module, a plurality of required unit solar cell modules are kept connected in series. , Rather than applying an AC voltage to both terminals thereof, the AC for heat generation by the AC power source is circulated to each of the equally divided parts that divide the above-mentioned all-unit solar cell module into two so as to be in a reverse circulation state. By that,
Alternately, the unit solar cell modules in each of the evenly-divided parts are caused to generate heat, and the unit solar cell modules are caused to generate heat by a sufficiently high AC voltage, so that thermal energy useful for snow melting and indoor temperature rise is obtained. That is the purpose.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
成するため、請求項１では太陽電池部と蓄電池部を具備
し、太陽電池部での発電直流が負荷に供給されると共
に、逆流防止ダイオードを介して蓄電池部に充電され、
検知センサからの入力信号による制御回路部の発熱指示
信号により、前記逆流防止ダイオードのバイパス回路を
介し、上記の蓄電池部より前記の太陽電池部にバイアス
電圧を印加して、これを通電加熱するようにした発電発
熱装置において、この太陽電池部は、太陽電池を所定数
直列に接続した単位太陽電池モジュールが１個か、所定
複数個だけ直列に接続して構成され、前記蓄電池部は、
上記単位太陽電池モジュールによる充電に適合した単位
蓄電池を夫々１個か、単位太陽電池モジュールの数に対
応した所定複数個だけ直列に接続した蓄電池素子を、前
記発電状態では３素子以上だけ並列に接続し、前記発熱
状態にあっては、前記の制御回路部により作動される蓄
電池用切換作動部によって、上記の３素子以上である蓄
電池素子が、直列接続に切換自在であることを特徴とす
る太陽電池モジュールを用いた発電発熱装置を提供しよ
うとしている。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises a solar cell section and a storage cell section in claim 1, and the direct current generated in the solar cell section is supplied to a load. The storage battery is charged via the backflow prevention diode,
By the heat generation instruction signal of the control circuit unit based on the input signal from the detection sensor, a bias voltage is applied to the solar cell unit from the storage battery unit through the bypass circuit of the backflow prevention diode so that the solar cell unit is energized and heated. In this power generation and heating device, the solar cell section is configured by one unit solar cell module in which a predetermined number of solar cells are connected in series, or by connecting a predetermined number in series, and the storage battery section is
One unit storage battery suitable for charging by the unit solar cell module is connected in parallel, or three or more unit storage batteries connected in series corresponding to the number of unit solar cell modules are connected in parallel in the power generation state. However, in the heat generating state, the storage battery switching operation section operated by the control circuit section allows the storage battery elements, which are three or more elements, to be switched in series connection. An attempt is made to provide a power generation and heating device using a battery module.
【００１７】請求項２にあっては、上記請求項１と同じ
発電発熱装置において、太陽電池部は、太陽電池を所定
数直列に接続した単位太陽電池モジュールが１個か、所
定複数個だけ直列に接続した太陽電池素子を、前記発電
状態では３素子以上だけ直列に接続し、前記発熱状態に
あっては、前記の制御回路部により作動される太陽電池
用切換作動部によって、上記の３素子以上である太陽電
池素子が、並列接続に切換自在であり、前記蓄電池部
は、上記単位太陽電池モジュールによる充電に適合した
単位蓄電池を、単位太陽電池モジュールの数に対応した
所定複数個だけ直列に接続の蓄電池素子が、１素子か所
望素子だけ並列に接続されていることを特徴としてい
る。According to a second aspect of the present invention, in the same power-generating and heating device as the first aspect, the solar cell section has one unit solar cell module in which a predetermined number of solar cells are connected in series, or a predetermined plurality of unit solar cell modules are connected in series. In the power generation state, three or more solar cell elements connected in series are connected in series, and in the heat generation state, the above-mentioned three elements are operated by the solar cell switching operation section operated by the control circuit section. The above solar cell elements are switchable in parallel connection, the storage battery unit, a unit storage battery suitable for charging by the unit solar cell module, a predetermined plurality of units corresponding to the number of unit solar cell modules in series One feature of the connected storage battery elements is that only one element or only a desired element is connected in parallel.
【００１８】請求項３にあっては、太陽電池部と電源部
を具備し、太陽電池部での発電直流が負荷に供給され、
検知センサからの入力信号による制御回路部の発熱指示
信号により、上記の電源部から前記の太陽電池部にバイ
アス電圧を印加して、これを通電加熱するようにした発
電発熱装置において、この太陽電池部は、太陽電池を所
要複数直列に接続した単位太陽電池モジュールが、１個
か２個以上直列に接続され太陽電池モジュール均等分割
部を、所要複数だけ直列に接続して構成され、前記電源
部は、前記の発電状態では開成され、発熱状態にあって
は前記制御回路部により閉成される電源用切換作動部に
よりＯＮ−ＯＦＦ制御される交流電源と、単位太陽電池
モジュールにバイパスダイオードが接続されているとき
は、当該交流電源による上記バイパスダイオードへの順
方向電流を阻止する整流素子とからなり、前記の太陽電
池部には上記発熱状態にあって、前記制御回路によって
作動される太陽電池用切換作動部により、前記の直列で
ある各太陽電池モジュール均等分割部が、上記電源部に
対して並列接続に切換自在であり、上記の太陽電池部と
負荷との間には、発電状態では閉成され、発熱状態にあ
っては前記制御回路部により開成される負荷用常閉接点
が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール
を用いた発電発熱装置を提供しようとするものである。According to a third aspect of the present invention, a solar cell unit and a power source unit are provided, and the direct current generated by the solar cell unit is supplied to the load.
In a power generation and heating device in which a bias voltage is applied from the power supply section to the solar cell section in response to a heat generation instruction signal from the control circuit section based on an input signal from the detection sensor, and the solar cell section is electrically heated, The unit is composed of unit solar cell modules in which required plural solar cells are connected in series, and one or more unit solar cell modules are connected in series, and a required plural number of equally divided solar cell modules are connected in series. Is an AC power source that is opened in the power generation state and is turned on and off by a power source switching operation unit that is closed by the control circuit unit in the heat generation state, and a bypass diode is connected to the unit solar cell module. When it is turned on, it is composed of a rectifying element that blocks a forward current to the bypass diode by the AC power source, and the solar cell section has the heat generation. In the state, the solar cell switching operation section operated by the control circuit allows each of the solar cell module equal division sections in series to be switched in parallel connection to the power supply section, A normally closed contact for load, which is closed between the solar cell section and the load in the power generation state and opened by the control circuit section in the heat generation state, is provided. The present invention intends to provide a power generating heat generating device using the.
【００１９】請求項４の場合には、電源部は、全太陽電
池モジュール均等分割部の中間点と各外側端子間に接続
された交流電源と、前記の発電状態では開成され、発熱
状態にあっては前記制御回路部により閉成されて、当該
交流電源を中間点と前記の各外側端子とに導通させる夫
々主常開接点と第１、第２副常開接点と、単位太陽電池
モジュールにバイパスダイオードが接続されているとき
は、当該交流電源による上記バイパスダイオードへの順
方向電流が阻止される第１、第２整流素子とからなって
いる構成が、請求項３の内容と相違している。In the case of claim 4 , the power source section is an AC power source connected between the middle point of the all-solar cell module uniform division section and each outer terminal, and is open in the above-mentioned power generation state and is in a heat generation state. Are closed by the control circuit unit to connect the AC power source to the intermediate point and the outer terminals, respectively, to the main normally open contact, the first and second sub normally open contacts, and the unit solar cell module. When the bypass diode is connected, the configuration including the first and second rectifying elements for blocking the forward current to the bypass diode by the AC power source is different from the contents of claim 3. There is.
【００２０】[0020]
【作用】請求項１の太陽電池モジュールを用いた発電発
熱装置によるときは、太陽電池部は、単位太陽電池モジ
ュールを１個または複数直列接続で、しかも、その発電
直流で充電されるバッテリも、当該単位太陽電池モジュ
ールの数に対応した単位蓄電池を用いて蓄電池部を構成
してあるので、充電効率が良好であると共に、発電状態
にあって並列であった３素子以上の蓄電池素子は、着雪
や降温を検知した検知センサからの発熱指示信号によ
り、制御回路部を介して作動される蓄電池用切換作業部
により、直列接続状態となるので、上記の単位太陽電池
モジュールに対して、その発電電圧よりも、充分に高い
バイアス電圧を印加でき、太陽電池を発熱体とした充分
な発熱量を確保することができる。According to the power generating and heating device using the solar cell module of claim 1, the solar cell section has one or more unit solar cell modules connected in series, and the battery charged with the generated direct current is also Since the storage battery unit is configured by using the unit storage batteries corresponding to the number of the unit solar cell modules, the charging efficiency is good, and the storage battery elements of three or more elements in parallel in the power generating state are In response to a heat generation instruction signal from a detection sensor that detects snow or falling temperature, the storage battery switching work unit that is operated via the control circuit unit establishes a series connection state. A bias voltage sufficiently higher than the voltage can be applied, and a sufficient amount of heat generated by using the solar cell as a heating element can be secured.
【００２１】請求項２にあっては、請求項１の場合に、
単位蓄電池が並列から直列状態に切り換えられるのに対
し、発電状態から発熱状態となったとき、これまた３素
子以上接続するようにした太陽電池素子について、これ
を直列接続から並列接続状態に切り換えるようにしたの
で、単位太陽電池モジュールの数に見合った数だけ直列
とした単位蓄電池によりバイアス電圧が、並列となった
太陽電池素子の単位太陽電池モジュールに印加され、こ
のため、各単位太陽電池モジュールに充分な発熱量が得
られ、融雪などに必要となる単位太陽電池モジュールの
表面温度を実用可能な温度まで昇温させることができ
る。According to claim 2, in the case of claim 1,
While the unit storage battery can be switched from parallel to series state, when the power generation state changes to the heat generation state, it is possible to switch the series connection from parallel connection state for solar cell elements that are also connected with three or more elements. Therefore, the bias voltage is applied to the unit solar cell modules of the solar cell elements in parallel by the number of unit accumulators connected in series corresponding to the number of the unit solar cell modules. A sufficient amount of heat is obtained, and the surface temperature of the unit solar cell module required for snow melting or the like can be raised to a practical temperature.
【００２２】請求項３にあっては、蓄電池を用いず電源
部として交流電源を採択するので、商用電源などを用い
ることにより、電源としての信頼性が高まり、しかも、
発電状態では直列に接続されていた太陽電池モジュール
均等分割部が、これまた制御回路部によって、作動され
た太陽電池用切換作動部によって、発熱時には並列状態
に切り換えられると共に、それまで開成の電源用切換作
動部が閉成されることで、交流電源が各太陽電池モジュ
ール均等分割部に印加され、かくして、単位太陽電池モ
ジュール当たりの印加電圧が大となる。According to the third aspect of the present invention , since the AC power source is adopted as the power source section without using the storage battery, the reliability of the power source is increased by using the commercial power source and the like.
The solar cell module evenly-divided parts that were connected in series in the power generation state are switched to the parallel state when heat is generated by the control circuit part and the solar cell switching operation part that has been activated. By closing the switching operation unit, the AC power source is applied to each solar cell module equal division unit, and thus the applied voltage per unit solar cell module becomes large.
【００２３】請求項４の発電発熱装置にあっては、請求
項３と同じく交流電源を使用するが、発熱に際して交流
電圧を、直列接続とした太陽電池モジュール均等分割部
の中間点と各側端子間に印加するようにしたので、各太
陽電池モジュール均等分割部毎に、当該交流電源の電圧
が印加され、従って、請求項３に比し、太陽電池用切換
作動部は不要となり、電源部における主常開接点と、第
１、第２副常開接点を制御回路部により制御するだけで
すむことになる。According to a fourth aspect of the present invention, an AC power source is used in the same manner as in the third aspect, but when heat is generated, the AC voltage is connected in series, and the intermediate point of each solar cell module equal division portion and each side terminal are connected. Since the voltage is applied in the interval, the voltage of the AC power source is applied to each of the solar cell module equal division parts, and therefore, the solar cell switching operation part is not necessary as compared with claim 3, and the power supply part Only the main normally open contact and the first and second sub normally open contacts need to be controlled by the control circuit section.
【００２４】[0024]
【実施例】本発明に係る太陽電池モジュールを用いた発
電発熱装置につき、図面を参照して以下詳記すると、請
求項１に係る図１に明示の通り、前記従来例と同じく太
陽電池部１と蓄電池部２を具備し、太陽電池部１の受光
により得られた発電直流１ａは、逆流防止ダイオード３
を介して蓄電池部２を充電すると共に、もちろん負荷４
に発電直流１ａが供給されるよう構成されており、逆流
防止ダイオード３は受光のないときに、蓄電池部２から
太陽電池部１に電流が流れることを阻止している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A power generation and heating device using a solar cell module according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. And a storage battery unit 2, and the generated direct current 1a obtained by receiving light by the solar battery unit 1 is a backflow prevention diode 3
While charging the storage battery unit 2 via the
The backflow prevention diode 3 prevents the current from flowing from the storage battery unit 2 to the solar battery unit 1 when there is no light reception.
【００２５】さらに、これまた従来例と同じく、太陽電
池部１における積雪等を検知した検知センサ５からの入
力信号を制御回路部６が受け、これより発熱指示信号６
ａが発信されることで、逆流防止ダイオード３に係るバ
イパス回路３ａのバイパス常開接点３ｂが閉成されると
共に、蓄電池用切換作動部７が切り換えられるようにな
っている。従って、当該切り換えにより、それまで発電
状態にあって太陽電池部１に対して並列に接続されてい
た蓄電池部２における蓄電池素子２ａが、直列接続状態
となり、これにより蓄電池部２によるバイアス電圧が太
陽電池部１に印加されて、太陽電池部１に対する順方向
電流２ｂが、バイパス回路３ａを介して流れ、太陽電池
部１を発熱体として利用し得る状態となる。Further, similarly to the conventional example, the control circuit section 6 receives an input signal from the detection sensor 5 which has detected snow accumulated in the solar cell section 1, and from this, the heat generation instruction signal 6 is received.
By transmitting a, the bypass normally open contact 3b of the bypass circuit 3a related to the backflow prevention diode 3 is closed, and the storage battery switching operation unit 7 is switched. Therefore, by the switching, the storage battery elements 2a in the storage battery unit 2 which have been in the power generating state and are connected in parallel to the solar battery unit 1 are brought into a series connection state, whereby the bias voltage by the storage battery unit 2 is changed to the solar power. A forward current 2b applied to the cell unit 1 flows to the solar cell unit 1 via the bypass circuit 3a, and the solar cell unit 1 can be used as a heating element.
【００２６】ここで、本発明にあっては、太陽電池部１
として用いられる単位太陽電池モジュール１ｂとして、
例えば、前記の如く３６枚の太陽電池を直列接続し、こ
れにより０．６×３６≒２２Ｖの電圧が受光により発生
するようにしたものを用いるのであり、このような場
合、当該単位太陽電池モジュール１ｂによって最もよい
充電効率を示す１２Ｖ系の単位蓄電池２ｃを採択するの
である。この各蓄電池素子２ａにおける単位蓄電池２ｃ
は、図１（Ａ）のように単位太陽電池モジュール１ｂが
１個であれば、これと同数の１個を用いて充電効率を良
好に保つようにする。従って、図１（Ｂ）の如く太陽電
池部１を、単位太陽電池モジュール１ｂの２個直列によ
り構成したときは、各蓄電池素子２ａにおける単位蓄電
池２ｃの数は２個となる。Here, in the present invention, the solar cell unit 1
As a unit solar cell module 1b used as
For example, as described above, 36 solar cells are connected in series so that a voltage of 0.6 × 36≈22 V is generated by receiving light. In such a case, the unit solar cell module is used. The unit storage battery 2c of 12V system which shows the best charging efficiency by 1b is adopted. The unit storage battery 2c in each storage battery element 2a
If the number of unit solar cell modules 1b is one as shown in FIG. 1 (A), the same number of unit solar cell modules 1b is used to maintain good charging efficiency. Therefore, when the solar cell unit 1 is configured by two unit solar cell modules 1b in series as shown in FIG. 1B, the number of the unit storage batteries 2c in each storage battery element 2a is two.
【００２７】さらに、本発明にあっては、上記した発電
状態下で並列接続となる各蓄電池素子２ａの数は、３素
子以上としなければならない。すなわち、前記の如く図
１（Ａ）の実施例では、１個の単位太陽電池モジュール
１ｂによる発電電圧が約２２Ｖであり、これにバイアス
電圧を加えるべき単位蓄電池２ｃが２個であるときは、
その電圧は１２×２＝２４Ｖで、上記の２２Ｖに対して
僅かだけ高いバイアス電圧が印加されるだけであるか
ら、当該単位太陽電池モジュール１ｂによる発電電流
は、前記した図９の図表によって明らかな通り、それほ
ど大きなものとならず、従って高い温度まで昇温させる
ことはできない。尚、図１にあって、７ａは一対の連動
切換スイッチであり、７ｂおよび７ｃと７ｄは、その切
換可動接片と一対の切換固定接点を示し、切換可動接片
７ａが切換固定接点７ｃにあるときは蓄電池素子２ａが
並列、切換固定接点７ｄに切り換えられたときは直列の
接続状態となる。Further, in the present invention, the number of the storage battery elements 2a which are connected in parallel under the above-mentioned power generation state must be three or more. That is, as described above, in the embodiment of FIG. 1 (A), when the generated voltage by one unit solar cell module 1b is about 22V and the number of the unit storage batteries 2c to which the bias voltage is to be applied is two,
The voltage is 12 × 2 = 24V, and since a bias voltage which is slightly higher than the above 22V is applied, the generated current by the unit solar cell module 1b is clear from the chart of FIG. 9 described above. By the way, it is not very large and therefore cannot be heated to high temperatures. In FIG. 1, 7a is a pair of interlocking changeover switches, and 7b, 7c and 7d show the switching movable contact piece and a pair of switching fixed contacts, and the switching movable contact piece 7a is the switching fixed contact 7c. In some cases, the storage battery elements 2a are connected in parallel, and when switched to the switching fixed contact 7d, they are connected in series.
【００２８】しかし、図１（Ａ）の如く、３素子の単位
蓄電池２ｃを直列接続の状態にすれば、１２×３＝３６
Ｖのバイアス電圧を、２２Ｖの単位太陽電池モジュール
１ｂに印加することができることとなり、この結果、可
成りの発熱量を期待することができるようになり、しか
も、前記の如く充電効率をも保証することができる。そ
して、図１（Ｂ）のように単位太陽電池モジュール１ｂ
を２個直列とし、単位蓄電池２ｃを２個直列とした蓄電
池素子２ａにつき、これを３素子並列として発電し、発
熱時には当該３素子を直列として１２Ｖ×６＝７２Ｖの
蓄電池電圧をバイアス電圧とすれば、図１（Ｂ）と同じ
く７２／２＝３６Ｖを、各単位太陽電池モジュール１ｂ
に印加することができ、実効ある発熱量を確保できる。However, if the unit storage batteries 2c of three elements are connected in series as shown in FIG. 1A, 12 × 3 = 36.
A bias voltage of V can be applied to the unit solar cell module 1b of 22V, and as a result, a considerable amount of heat can be expected, and the charging efficiency is guaranteed as described above. be able to. Then, as shown in FIG. 1B, the unit solar cell module 1b
For each storage battery element 2a in which two unit storage batteries 2c are connected in series, three elements are connected in parallel to generate power, and when heat is generated, the three elements are connected in series and a storage battery voltage of 12V × 6 = 72V is used as a bias voltage. For example, as in FIG. 1 (B), 72/2 = 36V is applied to each unit solar cell module 1b.
It is possible to apply a heat generation amount to an effective amount of heat generation.
【００２９】次に、図２によって請求項２に係る発電発
熱装置につき説示すると、図１にあっては蓄電池部２に
おける蓄電池素子２ａを、前記の如く発電直流１ａが流
れる発電状態から発熱状態に変換する際、並列より直列
の接続に切り換えるようにしているのに対し、ここで
は、太陽電池部１における単位太陽電池モジュール１ｂ
を、発電時には直列接続とし、発熱時にあって並列接続
に切り換えるようにした点で相違している。すなわち、
太陽電池部１は前同様にして太陽電池を所定数直列に接
続した単位太陽電池モジュール１ｂを用いるのであり、
これを図示例の如く１個か、２個以上直列に接続するこ
とで太陽電池素子１ｃを形成し、この太陽電池素子１ｃ
を、発電状態では３素子以上直列に接続しておき、検知
センサ５により着雪、降温などの現象を検知して、制御
回路部６から発熱指示信号６ａが送信されることで、太
陽電池用切換作動部８が作動して、これらの太陽電池素
子１ｃは並列接続となる。Next, referring to FIG. 2, the power generating and heating device according to claim 2 will be described. In FIG. 1, the storage battery element 2a in the storage battery unit 2 is changed from the power generating state in which the power generating direct current 1a flows to the heat generating state as described above. At the time of conversion, the connection is switched from parallel connection to series connection, whereas here, the unit solar cell module 1b in the solar cell unit 1 is changed.
Are connected in series during power generation, and switched to parallel connection during heat generation. That is,
The solar cell unit 1 uses the unit solar cell module 1b in which a predetermined number of solar cells are connected in series in the same manner as before,
The solar cell element 1c is formed by connecting one or two or more of these in series as in the illustrated example.
In the power generation state, three or more elements are connected in series, the detection sensor 5 detects a phenomenon such as snow accretion, temperature drop, and the control circuit unit 6 transmits a heat generation instruction signal 6a, so that the solar cell The switching operation unit 8 operates and these solar cell elements 1c are connected in parallel.
【００３０】ここで、図２にあって８ａは一対の連動切
換スイッチであり、８ｂおよび８ｃと８ｄは、その切換
可動接片と一対の切換固定接点を示し、切換可動接片８
ａが切換固定接点８ｃに存するときは、太陽電池素子１
ｃが並列接続状態となり、切換固定接点８ｄに切り換え
られることで直列接続となる。また、図１と同じ逆流防
止ダイオード３とバイパス常開接点３ｂとは、夫々の太
陽電池素子１ｃに接続されている。Here, in FIG. 2, 8a is a pair of interlocking changeover switches, and 8b, 8c and 8d show the changeable movable contact piece and a pair of fixed change contact points, respectively.
When a exists in the fixed switching contact 8c, the solar cell element 1
c is connected in parallel and is switched to the fixed fixed contact 8d to be connected in series. Further, the same backflow prevention diode 3 and bypass normally open contact 3b as in FIG. 1 are connected to the respective solar cell elements 1c.
【００３１】次に、前記の蓄電池部２は、請求項１の場
合と同じく上記単位太陽電池モジュール１ｂの数に対応
した所定複数個、すなわち、図示例では、単位蓄電池２
ｃを３個だけ直列に接続した蓄電池素子２ａが、図示例
の如く１素子か、所望素子だけ並列にして用いられるこ
とになり、これにより、太陽電池部１による蓄電池部２
の充電が効率よく実施できることが保証されるのは、請
求項１の場合と同じである。Next, as in the case of claim 1, the storage battery unit 2 has a predetermined number corresponding to the number of the unit solar cell modules 1b, that is, the unit storage battery 2 in the illustrated example.
The storage battery element 2a in which only three c are connected in series is used as one element as shown in the drawing, or only the desired elements are used in parallel, whereby the storage battery section 2 by the solar cell section 1 is used.
It is the same as the case of claim 1 that the charging can be efficiently performed.
【００３２】従って、図２の如き回路構成によるとき
は、３個直列の単位太陽電池モジュール１ｂにより、３
個直列の単位蓄電池２ｃが上記の如く効率よく充電され
ると共に、負荷４に対する、発電直流の供給がなされ、
発熱状態に際しては３個直列の単位蓄電池２ｃによる１
２×３＝３６Ｖのバイアス電圧が、夫々並列状態となっ
た発電電圧約２２Ｖの各単位太陽電池モジュール１ｂに
対して印加され、発熱体としての効用を果たし得ること
になる。Therefore, in the case of the circuit configuration as shown in FIG. 2, three unit solar cell modules 1b connected in series form three units.
The unit storage batteries 2c in series are efficiently charged as described above, and the power generation DC is supplied to the load 4.
In the case of heat generation, 1 by three unit battery 2c in series
A bias voltage of 2 × 3 = 36V is applied to each unit solar cell module 1b having a power generation voltage of about 22V, which is in a parallel state, so that the effect as a heating element can be achieved.
【００３３】次に図３を参照しながら発電発熱装置の参
考例１を以下詳記します。ここでは、発電直流１ａが流
れる発電状態にあって太陽電池部１の単位太陽電池モジ
ュール１ｂを直列接続とし、蓄電池部２の蓄電池素子２
ａを並列に接続する点で、前記の請求項１、請求項２の
ものと本質的には同じであるが、発熱状態にあっては、
上記蓄電池素子２ａを直列接続とし、しかも単位太陽電
池モジュール１ｂについては、これを適切に並列接続状
態とすることで、発熱に際し、さらに倍増した蓄電池電
圧を、バイアス電圧として各単位太陽電池モジュール１
ｂに印加できるようにしようとする点で相違している。 Next, referring to FIG.
Consideration 1 will be described in detail below. Here, the unit solar cell modules 1b of the solar cell unit 1 are connected in series in a power generation state in which the generated direct current 1a flows, and the storage battery element 2 of the storage battery unit 2 is connected.
It is essentially the same as that of claim 1 and claim 2 in that a is connected in parallel, but in the heat generation state,
When the storage battery elements 2a are connected in series and the unit solar cell modules 1b are appropriately connected in parallel, the storage battery voltage doubled during heat generation is used as a bias voltage for each unit solar cell module 1b.
The difference is that it is intended to be able to apply to b.
【００３４】すなわち、図３（Ａ）では太陽電池部１に
２個の単位太陽電池モジュール１ｂを用い、同図３
（Ｂ）では４個使用の場合を例示しており、この際、本
発明によるときは、既に詳記した単位太陽電池モジュー
ル１ｂを１個宛か、２個以上宛直列に接続してなる太陽
電池モジュール均等分割部１ｄが、所要複数だけ直列に
接続されることで太陽電池部１が構成されるのであり、
図示例では何れも、太陽電池モジュール均等分割部１ｄ
が２個だけ用いられている場合を示している。That is, in FIG. 3A, two unit solar cell modules 1b are used in the solar cell unit 1, and
(B) exemplifies a case where four pieces are used, and in this case, according to the present invention, a solar cell in which the unit solar cell module 1b already described in detail is connected to one piece or to two or more pieces in series The solar cell unit 1 is configured by connecting a required plurality of battery module equal division units 1d in series,
In each of the illustrated examples, the solar cell module equal division part 1d is used.
Shows the case where only two are used.
【００３５】前記の蓄電池部２は、既知の如く単位太陽
電池モジュール１ｂによる充電に適合した単位蓄電池２
ｃが用いられ、かつ当該単位太陽電池モジュール１ｂの
数、すなわち図示例では２個とか４個だけ直列に接続し
てなる蓄電池素子２ａが、前記の発電状態では、前記太
陽電池モジュール均等分割部１ｄの数だけ並列されてい
るのであり、これまた前記の発熱状態にあっては、検知
センサ５を有する制御回路部６からの発熱指示信号６ａ
によって、上記の並列である蓄電池素子２ａが、蓄電池
用切換作動部７によって直列接続に切換自在となってい
る。The storage battery unit 2 is a unit storage battery 2 suitable for charging by the unit solar cell module 1b as is known.
c is used and the number of the unit solar cell modules 1b, that is, two or four unit solar cell modules 2a connected in series in the illustrated example, is the solar cell module equal division part 1d in the power generation state. In parallel with the above-mentioned heat generation state, the heat generation instruction signal 6a from the control circuit unit 6 having the detection sensor 5 is generated.
Thus, the storage battery elements 2a in parallel can be switched to series connection by the storage battery switching operation unit 7.
【００３６】上記の蓄電池用切換作動部７は、閉成する
ことで２素子の蓄電池素子２ａを、直列とするための蓄
電池直列用常開接点７ｅと、各蓄電池素子２ａに並列と
なるよう接続され、閉成することで当該各蓄電池素子２
ａを並列接続状態とするための各蓄電池並列用常閉接点
７ｆとにより構成されている。The storage battery switching operation section 7 is connected so as to be in parallel with each storage battery element 2a, and a storage battery series normally open contact 7e for connecting the storage battery elements 2a of two elements in series by closing. And each storage battery element 2 is closed by closing.
Each storage battery parallel normally-closed contact 7f for bringing a into a parallel connection state is formed.
【００３７】ここで、図３にあって４ａは負荷４に発電
直流１ａの供与を遮断するため介接した負荷用常閉接点
であり、これまた制御回路部６からの発熱指示信号６ａ
によって開成されるようにしてあり、請求項１、請求項
２の場合と同じく太陽電池部１には、逆流防止ダイオー
ド３とバイパス常開接点３ｂを有するバイパス回路３ａ
が接続され、前説の機能を果たしている。In FIG. 3, reference numeral 4a denotes a load normally-closed contact which is interposed between the load 4 and the load 4 to cut off the supply of the generated direct current 1a, and the heat generation instruction signal 6a from the control circuit section 6 is also provided.
A bypass circuit 3a having a backflow prevention diode 3 and a bypass normally open contact 3b is provided in the solar cell unit 1 as in the case of claims 1 and 2.
Is connected and fulfills the function of the previous article.
【００３８】さらに、本参考例１の場合には、前記発熱
状態にあって、直列接続状態である蓄電池素子２ａによ
る端子電圧が、前記の各太陽電池モジュール均等分割部
１ｄに対して、バイアス電圧として印加されるように、
太陽電池用切換作動部８が設けられており、その作動に
よって当該太陽電池モジュール均等分割部１ｄは、並列
接続状態に切換自在である。Further, in the case of the present reference example 1, the terminal voltage due to the storage battery element 2a in the above-mentioned heat generation state and in the series connection state is the bias voltage with respect to each of the solar cell module equal division parts 1d. To be applied as
A solar cell switching operation section 8 is provided, and the solar cell module uniform division section 1d can be switched to a parallel connection state by its operation.
【００３９】上記太陽電池用切換作動部８として図示さ
れているものは、各太陽電池モジュール均等分割部１ｄ
を、閉成によって直列に接続する太陽電池直列用常閉接
点８ｅと、各太陽電池モジュール均等分割部１ｄと並列
に接続され発電時には開成され、発熱時に制御回路部６
により前記の如く作動される各太陽電池並列用常開接点
８ｆとによって構成されている。What is illustrated as the above-mentioned solar cell switching actuating portion 8 is a solar cell module uniform division portion 1d.
Are connected in parallel to the solar cell series normally closed contacts 8e, which are connected in series by closing, and each solar cell module equal division 1d, which is opened during power generation and is opened during heat generation, and the control circuit unit 6 during heat generation.
And the normally open contacts 8f for parallel connection of the solar cells are operated as described above.
【００４０】従って、図３（Ａ）の参考例によるとき
は、発電時にあって、２個の単位太陽電池モジュール１
ｂによる２２×２＝４４Ｖの発電電圧で、２個直列の単
位蓄電池２ｃ（１２×２＝２４Ｖ）が効率よく充電さ
れ、発熱状態にあっては、単位蓄電池２ｃが４個直列と
なり、１２×４＝４８Ｖのバイアス電圧が、１個の単位
太陽電池モジュール１ｂに対して印加され、発電電圧約
２２Ｖの単位太陽電池モジュール１ｂに、約２倍のバイ
アス電圧を付与することができるから、融雪とか昇温の
ために充分な発熱量を発生させることができる。Therefore, according to the reference example of FIG. 3 (A), the two unit solar cell modules 1 are in power generation.
With the generated voltage of 22 × 2 = 44V by b, the two unit storage batteries 2c (12 × 2 = 24V) in series are efficiently charged, and in the heat generation state, the four unit storage batteries 2c are in series, and 12 × A bias voltage of 4 = 48V is applied to one unit solar cell module 1b, and a bias voltage of about twice can be applied to the unit solar cell module 1b having a power generation voltage of about 22V. A sufficient amount of heat can be generated to raise the temperature.
【００４１】次に、請求項３の発電発熱装置につき、図
４の実施例により説示すると、ここでは発電時に蓄電池
に対する充電を行うことなく、発電直流は負荷４にのみ
供給するようにし、発熱に際しては商用電源等による交
流電源９ａを用いるようにしている。Next, the power generating and heating device of claim 3 will be explained with reference to the embodiment shown in FIG. 4. Here, the generated direct current is supplied only to the load 4 without charging the storage battery at the time of power generation. Uses an AC power source 9a such as a commercial power source.
【００４２】すなわち、太陽電池部１と電源部９とを備
えており、太陽電池部１での発電直流１ａは負荷４に供
給されることで前記の発電状態となり、これまた既述の
如く検知センサ５からの入力信号による−制御回路部６
の発熱指示信号６ａによって、上記した電源部９から太
陽電池部１にバイアス電圧を加えて、通電過熱できるよ
うにしてある。That is, the solar cell unit 1 and the power source unit 9 are provided, and the direct current 1a generated by the solar cell unit 1 is supplied to the load 4 to be in the above-described power generation state, which is also detected as described above. According to an input signal from the sensor 5—control circuit unit 6
By the heat generation instruction signal 6a, a bias voltage is applied to the solar cell unit 1 from the power source unit 9 described above so that energization and overheating can be performed.
【００４３】上記太陽電池部１は、これまた前説の場合
と同じように、太陽電池を所要複数直列に接続した単位
太陽電池モジュール１ｂを用い、これが、１個か２個以
上直列に接続された太陽電池モジュール均等分割部１ｄ
を、所要複数だけ直列に接続して構成されている。As in the case of the previous description, the solar cell unit 1 uses the unit solar cell module 1b in which a plurality of required solar cells are connected in series, and one or more solar cell modules 1b are connected in series. Solar cell module even division 1d
Are connected in series in the required number.
【００４４】さらに、前記の電源部９は、前記の交流電
源９ａと、発電状態にあっては開成されているが、既述
の発熱指示信号６ａにより閉成されることで、当該交流
電源９ａを、太陽電池部１に対してＯＮ−ＯＦＦ制御す
ることになる電源用切換作動部９ｂとにより構成され、
ここで図４に例示の電源用切換作動部９ｂは交流電源９
ａの両側に介接した電源用常開接点９ｃ、９ｄによって
形成されている。Further, the power supply unit 9 is opened with the AC power supply 9a in the power generating state, but is closed by the heat generation instruction signal 6a described above, so that the AC power supply 9a is closed. Is constituted by a power source switching operation unit 9b which is to be ON-OFF controlled with respect to the solar cell unit 1,
Here, the power source switching operation unit 9b illustrated in FIG.
It is formed by normally open contacts 9c and 9d for power supply which are interposed on both sides of a.
【００４５】ここで、図示の実施例では既知の如く、単
位太陽電池モジュール１ｂのホットスポットを防止する
ため、バイパスダイオード１ｅを並接するようにするこ
ともあるが、このような場合にあっては、後述の如く交
流電源９ａによって発熱状態とした場合、交番電流の半
波が、バイパスダイオード１ｅによって短絡されてしま
うことになるので、図示例の如く当該バイパスダイオー
ド１ｅの順方向電流を阻止する整流素子９ｅを、電源部
９に直列となるよう接続する必要がある。Here, as is well known in the illustrated embodiment, the bypass diode 1e may be arranged in parallel to prevent a hot spot of the unit solar cell module 1b, but in such a case, As described later, when the alternating current power supply 9a generates heat, a half wave of the alternating current is short-circuited by the bypass diode 1e. Therefore, as shown in the figure, the rectification for blocking the forward current of the bypass diode 1e. It is necessary to connect the element 9e to the power supply unit 9 in series.
【００４６】さらに、請求項３にあっては、上記した太
陽電池部１にあって、前記の発熱指示信号６ａにより作
動される太陽電池用切換作動部８により、前記の如く直
列となっていた各太陽電池モジュール均等分割部１ｄ
が、上記の電源部９に対して並列接続状態に切り換えら
れるのであり、このため、交流電源９ａによるバイアス
電圧は、直列接続により発電していた状態に比し、２倍
となり、単位太陽電池モジュール１ｂの発熱量を確保す
ることができる。Further, in claim 3 , in the solar cell section 1 described above, the solar cell switching operation section 8 actuated by the heat generation instruction signal 6a is connected in series as described above. Each solar cell module equal division part 1d
However, since the power supply unit 9 is switched to the parallel connection state, the bias voltage by the AC power supply 9a is twice as high as that generated by the series connection, and the unit solar cell module is The heat generation amount of 1b can be secured.
【００４７】ここで、上記太陽電池用切換作動部８とし
て図４（Ａ）に例示したものは、２個の太陽電池モジュ
ール均等分割部１ｄを、夫々２個直列の単位太陽電池モ
ジュール１ｂ（計４個）により形成した場合のものであ
り、従って、これに用いられている太陽電池用切換作動
部８は、両太陽電池モジュール均等分割部１ｄを直列に
接続するための太陽電池直列用交流常閉接点８ｇ１個
と、各太陽電池モジュール均等分割部１ｄおよび太陽電
池直列用交流常閉接点８ｇとによる直列回路に、並列に
て接続された太陽電池並列用交流常開接点８ｈ２個とに
より構成されたものである。Here, as the solar cell switching operation section 8 illustrated in FIG. 4A, two solar cell module equal division sections 1d are connected in series to each two unit solar cell modules 1b (total). Therefore, the solar cell switching actuating portion 8 used for this is a solar cell series AC constant for connecting both solar cell module equal division parts 1 d in series. It is composed of one closed contact 8g, and a solar cell parallel AC normally open contact 8h2 connected in parallel to a series circuit composed of each solar cell module equal division 1d and a solar cell series AC normally closed contact 8g. It is a thing.
【００４８】これに対して、図４（Ｂ）の実施例では、
３個の太陽電池モジュール均等分割部１ｄを、夫々２個
直列の単位太陽電池モジュール１ｂ（計６個）により形
成した場合のもので、これに用いられる太陽電池用切換
作動部８には、図４（Ａ）の説示により理解される通
り、太陽電池直列用交流常閉接点８ｇが２個と、太陽電
池並列用交流常開接点８ｈが４個用いられることとな
る。On the other hand, in the embodiment shown in FIG.
The three solar cell module equal division parts 1d are each formed by two unit solar cell modules 1b in series (six pieces in total), and the solar cell switching operation part 8 used for this is shown in FIG. As understood from the explanation of 4 (A), two alternating-current normally closed contacts 8g for solar cell series and four alternating-current normally open contacts 8h for solar cell parallel are used.
【００４９】さらに、図４の通り負荷４に対する発電直
流１ａの供給を遮断し得るようにした負荷用常閉接点４
ａが介接されており、これも制御回路部６からの発熱指
示信号６ａによって開成されるようにしてあり、これに
より負荷４への太陽電池部１による直流電力の供給が止
むと共に、前記の如く太陽電池部１に対する交流電源９
ａからの電流供与により発熱状態となるのである。Further, as shown in FIG. 4, the load normally-closed contact 4 is adapted to cut off the supply of the generated DC 1a to the load 4.
a is interposed, and this is also opened by the heat generation instruction signal 6a from the control circuit unit 6, whereby the supply of DC power to the load 4 by the solar cell unit 1 is stopped, and AC power supply 9 for solar cell unit 1
The heat is supplied by supplying the electric current from a.
【００５０】請求項４によるときは、これまた太陽電池
部１と電源部９とを有し、電源部９には交流電源９ａが
採択される点で、請求項３の構成と相通ずるが、以下詳
記する通り、交流電源９ａの太陽電池部１に対する印加
手段につき改善を加えることによって、太陽電池部１に
請求項３の如く太陽電池用切換作動部８を付接すること
なしに、太陽電池部１による発熱量を充分に確保し得る
ようにしたところに相違がある。According to claim 4 , the solar cell unit 1 and the power source unit 9 are also provided, and the AC power source 9a is adopted as the power source unit 9, which is similar to the configuration of Claim 3 . As will be described in detail below, by improving the means for applying the AC power supply 9a to the solar cell unit 1, the solar cell unit 1 can be connected to the solar cell switching actuating unit 8 as described in claim 3 without adding the solar cell switching operation unit 8. There is a difference in that the amount of heat generated by the section 1 can be sufficiently secured.
【００５１】図５に示されている通り、太陽電池部１は
前記の如く太陽電池を所要複数直列に接続した単位太陽
電池モジュール１ｂが１個か２個以上直列に接続した太
陽電池モジュール均等分割部１ｄを、図示例の如く２個
とするなど所要複数だけ直列に接続して構成されてい
る。これに対し電源部９は、全太陽電池モジュール均等
分割部１ｄ（図示例では４個の単位太陽電池モジュール
１ｂ）の中間点１ｆ（図示例では太陽電池部１を２個宛
の単位太陽電池モジュール１ｂに分割する点）と外側端
子１ｇ、１ｈとの間に接続された交流電源９ａと、主常
開接点９ｆそして第１副常開接点９ｇおよび第２副常開
接点９ｈとによって構成されている。As shown in FIG. 5, the solar cell unit 1 includes one or more unit solar cell modules 1b in which required plural solar cells are connected in series as described above, and the solar cell module 1 is equally divided. A required plurality of parts 1d are connected in series such as two as shown in the figure. On the other hand, the power supply unit 9 includes a unit solar cell module 1d (4 solar cell modules 1b in the illustrated example), which is an intermediate point 1f (4 solar cell modules 1b in the illustrated example). 1b) and the outer terminals 1g, 1h, an AC power supply 9a, a main normally open contact 9f, a first sub normally open contact 9g and a second sub normally open contact 9h. There is.
【００５２】ここで、上記主常開接点９ｆと第１、第２
副常開接点９ｇ、９ｈは、何れも、前記の発電状態にあ
って開成され、発熱状態にあっては、検知センサ５と制
御回路部６とにより得られた発熱指示信号６ａにより閉
成されるのであり、これにより主常開接点９ｆは交流電
源９ａを中間点１ｆに導通させ、第１、第２副常開接点
９ｇ、９ｈは、当該交流電源９ａを夫々外側端子１ｇ、
１ｈに導通させる接続構成となっている。Here, the main normally open contact 9f and the first and second contacts
The sub-normally open contacts 9g and 9h are both opened in the above-mentioned power generation state, and in the heat generation state are closed by the heat generation instruction signal 6a obtained by the detection sensor 5 and the control circuit unit 6. As a result, the main normally open contact 9f makes the AC power supply 9a conduct to the intermediate point 1f, and the first and second sub normally open contacts 9g, 9h connect the AC power supply 9a to the outer terminal 1g, respectively.
The connection configuration is such that it conducts for 1 h.
【００５３】このようにすることで、発熱状態下にあっ
ては当該交流電源９ａによって、各太陽電池モジュール
均等分割部１ｄに流れる交番電流ＡＣ１、ＡＣ２により
交互に発熱状態となり、この際交流電源９ａの電圧は、
単位太陽電池モジュール１ｂに印加されるのではなく、
１個の太陽電池モジュール均等分割部１ｄ毎に印加され
ることとなるから、太陽電池部１による充分な発熱を期
待することができる。By doing so, in the heat-generating state, the AC power supply 9a causes the alternating currents AC1 and AC2 flowing in the respective solar cell module equal divisions 1d to alternately generate heat. At this time, the AC power supply 9a The voltage of
Instead of being applied to the unit solar cell module 1b,
Since the voltage is applied to each of the solar cell module equal division parts 1d, sufficient heat generation by the solar cell part 1 can be expected.
【００５４】ここで、図５（Ａ）に示す通り単位太陽電
池モジュール１ｂに並列接続の前記したバイパスダイオ
ード１ｅが採択されているときは、当該交流電源９ａに
よる前記の交番電流ＡＣ１、ＡＣ２と逆方向の逆交番電
流ＡＣ３、ＡＣ４が図５（Ｂ）の如くバイパスダイオー
ド１ｅを通過して、交流電源９ａを短絡することになる
から、これを阻止するため、当該交流電源９ａと外側端
子１ｇ、１ｈとの間に、前記第１、第２副常開接点９
ｇ、９ｈと直列接続の夫々第１、第２整流素子９ｉ、９
ｊが介接されている。従って、図５（Ｃ）のようにバイ
パスダイオード１ｅのない場合には、電源部９に第１、
第２整流素子９ｉ、９ｊを接続する必要のないこと当然
である。Here, when the above-mentioned bypass diode 1e connected in parallel to the unit solar cell module 1b is adopted as shown in FIG. 5 (A), the alternating currents AC1 and AC2 generated by the AC power supply 9a are reversed. The reverse alternating currents AC3 and AC4 in the direction pass through the bypass diode 1e as shown in FIG. 5B and short-circuit the AC power supply 9a. Therefore, in order to prevent this, the AC power supply 9a and the outer terminal 1g, 1 h, the first and second sub normally open contacts 9
g and 9h, and the first and second rectifying elements 9i and 9 connected in series, respectively.
j is intervened. Therefore, when the bypass diode 1e is not provided as shown in FIG.
Of course, it is not necessary to connect the second rectifying elements 9i and 9j.
【００５５】さらに、図５にあっても、前記図４の場合
と同じく負荷用常閉接点４ａが接続されており、これに
より、前同様にして発電状態では負荷に発電直流１ａが
供与され、発熱時には当該供与が遮断されるように、制
御回路部６からの発熱指示信号６ａによって開成される
ことになる。Further, also in FIG. 5, the normally closed contact for load 4a is connected in the same manner as in the case of FIG. 4, so that the power generation DC 1a is supplied to the load in the power generation state as before. When the heat is generated, the heat generation instruction signal 6a from the control circuit unit 6 is opened so that the supply is cut off.
【００５６】次に図６を参照しながら発電発熱装置の参
考例２を以下詳記します。ここでは、太陽電池部１と電
源部９を具備し、太陽電池部１の単位太陽電池モジュー
ル１ｂ、太陽電池モジュール均等分割部１ｄそしてバイ
パスダイオード１ｅに係る構成は、図５の場合と全く同
じである。これに対し電源部９の構成では、以下の如く
図５のそれと相違しており、太陽電池部１の外側端子１
ｇ、１ｈ間にあって、発電状態で開成され、発熱状態で
は、前記の制御回路部６による発熱指示信号６ａにより
閉成される第１、第２副常開接点９ｇ、９ｈにより、Ｏ
Ｎ−ＯＦＦ制御される交流電源９ａが直列に接続された
もので、これまた前説の如くバイパスダイオード１ｅが
並接されている場合には、電源部９に整流素子９ｉが直
列に付加される。 Next, with reference to FIG. 6, refer to FIG.
Case 2 will be described in detail below. Here, the solar cell unit 1 and the power supply unit 9 are provided, and the configuration of the unit solar cell module 1b, the solar cell module equal division unit 1d, and the bypass diode 1e of the solar cell unit 1 is exactly the same as in the case of FIG. is there. On the other hand, the structure of the power supply unit 9 is different from that of FIG.
g, 1 h, the contact is opened in the power generating state, and in the heat generating state, the first and second sub-normally-open contacts 9g, 9h are closed by the heat generation instruction signal 6a by the control circuit unit 6
The AC power supply 9a controlled by N-OFF is connected in series, and when the bypass diode 1e is connected in parallel as described above, the rectifying element 9i is added in series to the power supply unit 9.
【００５７】さらに重要なことは、上記の交流電源９ａ
の構成であって、これには、商用電源などによる主交流
源９ｊを、そのまま採択するのではなく、当該電圧を単
位太陽電池モジュール１ｂが、その各発電電圧よりも高
い所望電圧の印加を受け得るように、変圧器９ｋを介し
てバイアス電圧を付与し、各単位太陽電池モジュール１
ｂが夫々充分に発熱できるようにしたことであり、この
際変圧器９ｋを取り換えたり、可変変圧器を使用するこ
とにより所望発熱量に整合したバイアス電圧の印加が、
労せずして実現されることとなる。More importantly, the above-mentioned AC power source 9a
In this configuration, the main AC source 9j such as a commercial power source is not adopted as it is, but the unit solar cell module 1b receives the desired voltage higher than each generated voltage instead of directly applying the voltage. A bias voltage is applied through the transformer 9k so that each unit solar cell module 1 can be obtained.
b is capable of sufficiently generating heat, and at this time, by replacing the transformer 9k or using a variable transformer, application of a bias voltage matched to a desired heat generation amount can be performed.
It will be realized without effort.
【００５８】また、負荷４に対する負荷用常閉接点４ａ
を介接することで、外側端子１ｇ、１ｈと負荷４との間
を発電状態では閉成し、発熱状態では前記の制御回路部
６により開成することは、図４、図５の場合と同じであ
る。Further, the load normally-closed contact 4a for the load 4
It is the same as in the case of FIG. 4 and FIG. 5 that the outer terminals 1g, 1h and the load 4 are closed in the power generation state and opened by the control circuit section 6 in the heat generation state by interposing. is there.
【００５９】さらに図７を参照しながら発電発熱装置の
参考例３を以下詳記します。図７に示す如く上記の請求
項１乃至請求項４および参考例１，２に示した発電発熱
装置の稼動に際し着雪とか着氷の検知に用いて好適な検
知センサ５を、その重要な構成要素としており、同図に
示されている通り、前記制御回路部６に入力信号を送信
することになる当該検知センサ５は、上下側にあって、
相対向するガラス、合成樹脂等による透光板体１０ａ、
１０ｂ間に、これらの透光板体１０ａ、１０ｂに向けて
受光面１１ａ、１２ａが離間し、かつ、その裏面１１
ｂ、１２ｂ相互が、相対向して、離間配装されること
で、上下一対の太陽電池１１、１２が、透光性をもった
合成樹脂等による電気絶縁層１３の介設により配設され
ている。Further referring to FIG. 7,
Reference example 3 is detailed below. As shown in FIG. 7, a detection sensor 5 suitable for detecting snow accretion or ice accretion at the time of operation of the power generation / heating device according to any one of claims 1 to 4 and Reference Examples 1 and 2 has an important constitution. As shown in the figure, the detection sensor 5 that transmits an input signal to the control circuit unit 6 is on the upper and lower sides,
Translucent plate body 10a made of glass, synthetic resin or the like facing each other,
The light receiving surfaces 11a and 12a are spaced apart from each other between the light transmitting surfaces 10a and 10b, and the back surface 11
b and 12b are arranged so as to face each other and are spaced apart from each other, so that a pair of upper and lower solar cells 11 and 12 are arranged by interposing an electrically insulating layer 13 made of a synthetic resin having a light-transmitting property. ing.
【００６０】さらに、これら上下の各太陽電池１１、１
２からは、夫々の表面電極引出線１１ｃ、１２ｃと裏面
電極引出線１１ｄ、１２ｄとが、前記電気絶縁層１３か
ら導出されており、このようにして形成された検知セン
サ５であるから、既述の制御回路部６にあって、上記の
太陽電池１１、１２における表面電極引出線１１ｃ、１
２ｃと、裏面電極引出線１１ｄ、１２ｄ間の各発電出力
が比較されることになる。Furthermore, the upper and lower solar cells 11, 1
From FIG. 2, the front surface electrode lead lines 11c and 12c and the back surface electrode lead lines 11d and 12d are derived from the electrical insulating layer 13, and are the detection sensors 5 formed in this way. In the control circuit section 6 described above, the surface electrode lead wires 11c, 1 of the solar cells 11, 12 are provided.
2c and each power generation output between the back surface electrode lead lines 11d and 12d are compared.
【００６１】このことにより、上側の透光板体１０ａ上
に積雪があったり着氷があれば、上位の太陽電池１１の
発電出力は零か、極めて小さくなるのに対し、下位の太
陽電池１２の発電出力には大きな変化がないことから、
太陽電池１１の表面電極引出線１１ｃと裏面電極引出線
１１ｄ間に表われる発電電圧と、太陽電池１２の表面電
極引出線１２ｃと裏面電極引出線１２ｄ間に表われる発
電電圧とに可成りの差異が生ずる。従って、制御回路部
６から発熱指示信号６ａが発せられて、太陽電池部１に
おける発熱が開始され、着雪とか着氷を融解除去するこ
とができる。As a result, if there is snow or icing on the upper transparent plate 10a, the power output of the upper solar cell 11 will be zero or extremely small, whereas the lower solar cell 12 will be very small. Since there is no big change in the power generation output of
A considerable difference between the power generation voltage appearing between the front electrode lead wire 11c and the back electrode lead wire 11d of the solar cell 11 and the power generation voltage appearing between the front electrode lead wire 12c and the back electrode lead wire 12d of the solar cell 12. Occurs. Therefore, the heat generation instruction signal 6a is issued from the control circuit unit 6, heat generation in the solar cell unit 1 is started, and snow accretion or ice accretion can be melted and removed.
【００６２】ここで、図８は、上記の如き各種の太陽電
池モジュールを用いた発電発熱装置を、発熱融雪用に供
する場合の一使用態様を示したもので、同図中１４は太
陽電池モジュールを用いた太陽光発電発熱装置で、これ
に前記の検知センサ５が付設されており、その着雪等に
よる発熱指示信号６ａが、前記の如く制御回路部６に入
力されるだけでなく、これには、太陽電池モジュールの
表面温度を検知する表面温度センサ１５からの入力信号
と、外気温センサ１６からの入力信号も導入されるよう
になっており１７は太陽光発電発熱装置１４からの融雪
が滑落して貯溜される雪溜り場を示している。Here, FIG. 8 shows a mode of use in which the power-generating heat-generating device using the above-mentioned various solar cell modules is used for heat-melting snow. Reference numeral 14 in the figure shows a solar cell module. The above-mentioned detection sensor 5 is attached to the photovoltaic power generation device using the above, and the heat generation instruction signal 6a due to snow accretion or the like is not only input to the control circuit unit 6 as described above, but also An input signal from the surface temperature sensor 15 that detects the surface temperature of the solar cell module and an input signal from the outside air temperature sensor 16 are also introduced into the reference numeral 17 for snow melting from the solar power generation device 14. Shows a snow pit where the snowfall is stored.
【００６３】そして、上記の如く表面温度センサ１５と
外気温センサ１６を設置するようにしたのは、太陽電池
モジュールの温度を無益に昇温させ過ぎることのないよ
う制御するためであり、さらに、図１０に示した図表は
１０ｃｍ２の単結晶シリコン太陽電池を３６枚直列接続
で、既知の如くガラスと合成樹脂により封入した単位太
陽電池モジュール（発電電圧０．６×３６≒２２Ｖ）
に、当該発電電圧に略等しい順方向の直流電圧２４Ｖを
印加した場合と、１．５倍の３６Ｖを順方向の直流電圧
として印加した場合の発熱に関する時間的な変化を示し
ている。The surface temperature sensor 15 and the outside air temperature sensor 16 are provided as described above in order to control the temperature of the solar cell module so as not to unnecessarily raise the temperature. The chart shown in FIG. 10 is a unit solar cell module (generation voltage 0.6 × 36≈22V) in which 36 monocrystalline silicon solar cells of 10 cm 2 are connected in series and sealed with glass and synthetic resin as is known.
8 shows the temporal change in heat generation when a forward DC voltage of 24 V, which is substantially equal to the generated voltage, is applied, and when 1.5 times 36 V is applied as a forward DC voltage.
【００６４】この図表から理解される通り、２４Ｖのバ
イアス電圧をかけたときは、その発熱による昇温は１０
℃から２０℃で融雪にしても室温の上昇についても、充
分な発熱効果が発現されなかったのに対し、３６Ｖの場
合には、充分な発熱が得られて５０℃以上の昇温が確認
された。尚、結晶シリコン太陽電池の場合には８０〜９
０℃以下での利用であれば、その性能が損なわれること
はない。As can be seen from this chart, when a bias voltage of 24 V is applied, the temperature rise due to the heat generation is 10
Even if the snow melts at 20 to 20 ° C and the room temperature rises, a sufficient heat generation effect was not exhibited, whereas at 36V, sufficient heat generation was obtained and a temperature rise of 50 ° C or higher was confirmed. It was In the case of a crystalline silicon solar cell, 80-9
If it is used at 0 ° C or lower, its performance will not be impaired.
【００６５】[0065]
【発明の効果】本発明は以上のようにして構成されるも
のであるから、請求項１によるときは、単位太陽電池モ
ジュールと、これに対応する単位蓄電池を用いること
で、充電効率を向上できると共に、蓄電池部における蓄
電池素子を３素子以上並列から直列に切り換えて発熱を
行わせるようにしたから、充分な発熱量の確保が可能と
なる。Since the present invention is configured as described above, according to claim 1, the charging efficiency can be improved by using the unit solar cell module and the corresponding unit storage battery. At the same time, since three or more storage battery elements in the storage battery unit are switched from parallel to series to generate heat, it is possible to secure a sufficient amount of heat generation.
【００６６】このため、降雪地域でも発電効率優先の最
適傾斜角でこの種の装置を設置でき、これにより太陽電
池による年間発熱量を１０％以上増加させることがで
き、さらに着雪や着氷による発電機能停止期間を大幅に
短縮することができるから、この種施設の普及をも促進
できる。Therefore, even in a snowfall area, this type of device can be installed at an optimum inclination angle that gives priority to power generation efficiency, and this can increase the annual amount of heat generated by the solar cell by 10% or more. Since the period of power generation outage can be greatly shortened, the spread of this kind of facility can be promoted.
【００６７】また、豪雪地域でも、本発明に係る発電発
熱装置の設置により、除雪作業を省くことも可能とな
り、スーパーマーケット、屋内スポーツ施設、公民館、
駅舎などの特に積雪荷重が大きい平面的大規模建造物に
ついても、その建造費を削減することができ、さらに、
カラー太陽電池を用いた内装意匠材として利用すれば、
単なる意匠材としてだけでなく、発熱を伴うことによ
り、内装用太陽電池パネルヒータとしての効用を発揮さ
せて、室内の温度制御をも行うようにすることができ
る。Further, even in a heavy snowfall area, the installation of the power generation and heating device according to the present invention makes it possible to omit the snow removal work.
It is possible to reduce the construction cost even for large-scale flat structures such as station buildings where the snow load is particularly large.
If it is used as an interior design material that uses color solar cells,
Not only as a mere design material, but also with heat generation, the effect as an interior solar cell panel heater can be exerted, and the temperature inside the room can be controlled.
【００６８】請求項２にあっては、直列の単位太陽電池
モジュールにより、複数直列の単位蓄電池による蓄電池
素子を充電し、発熱時には、この蓄電池素子によるバイ
アス電圧を、並列にした各太陽電池素子に印加するよう
にしたので、この場合も単位太陽電池モジュールを充分
に昇温させることができ、上記請求項１につき記述した
諸効果を発揮させることができる。According to a second aspect of the present invention, a series unit solar cell module charges a storage battery element formed of a plurality of series unit storage batteries, and when heat is generated, a bias voltage generated by the storage battery element is applied to each of the parallel solar cell elements. Since the voltage is applied, the temperature of the unit solar cell module can be sufficiently raised in this case as well, and the effects described in claim 1 can be exerted.
【００６９】請求項３の場合には、蓄電池による充電は
行うことなく、商用電源などによる交流電源を採択する
ようにしたので、装置全体の簡素化と低廉化を図ること
ができると共に、発電時にあって直列接続の太陽電池モ
ジュール均等分割部を、発熱時には並列に切り換えるよ
う構成してあるので、交流電源の電圧よりも大きなバイ
アス電圧を、各単位太陽電池モジュールに印加すること
が可能となり、実用化可能な発熱量の確保により、請求
項１による諸効果と実用的に変らない機能を発揮するこ
とができる。In the third aspect of the present invention, the AC power source such as the commercial power source is adopted without charging by the storage battery, so that the entire apparatus can be simplified and the cost can be reduced, and at the time of power generation. Therefore, the evenly divided solar cell module divisions connected in series are configured to be switched in parallel when heat is generated, so it is possible to apply a bias voltage higher than the voltage of the AC power supply to each unit solar cell module. By securing the heat generation amount that can be realized, it is possible to exert a function that is practically the same as the effects according to claim 1.
【００７０】請求項４では、発電時でも発熱時にあって
も、太陽電池モジュール均等分割部は直列接続のままと
し、電源部における交流電源を発熱時にあって、直列で
ある太陽電池モジュール均等分割部の中間点と、両側端
子間に印加させるよう構成したので、電源部だけに主常
開接点と、第１、第２副常開接点を設けるだけで、各単
位太陽電池モジュールに大きなバイアス電圧を印加で
き、前同様にして請求項１につき記載の効果を発揮する
ことができる。[0070] According to claim 4, even when the heat generation even during power generation, the solar cell module evenly divided unit is left connected in series, there AC power of the power supply during heating, solar cell module evenly divided portions in series Since it is configured to apply the voltage between the intermediate point and both terminals, a large bias voltage can be applied to each unit solar cell module only by providing the main normally open contact and the first and second sub normally open contacts only in the power supply section. It can be applied, and the effect described in claim 1 can be exerted in the same manner as before.
【図１】本発明に係る請求項１の太陽電池モジュールを
用いた発電発熱装置を示し、（Ａ）はその一実施例、
（Ｂ）は他実施例による各電気回路図である。[1] shows a generator-heating device using a solar cell module according to claim 1 according to the present invention, (A) is an embodiment thereof,
(B) is each electric circuit diagram by other example.
【図２】同上請求項２に係る発電発熱装置の一実施例を
示した電気回路図である。FIG. 2 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the power generating and heating device according to claim 2 of the same.
【図３】同上参考例１に係る発電発熱装置を示し、
（Ａ）は一参考例、（Ｂ）は他参考例を示す各電気回路
図である。FIG. 3 shows a power generating and heating device according to Reference Example 1 of the above,
(A) is each electric circuit diagram which shows one reference example and (B) is another reference example.
【図４】同上請求項３に係る発電発熱装置を示し、
（Ａ）は一実施例、（Ｂ）は他実施例の各電気回路図で
ある。FIG. 4 shows a power-generating heat generating device according to claim 3 ,
(A) is an electric circuit diagram of one example, (B) is each electric circuit diagram of another example.
【図５】同上請求項４に係る発電発熱装置を示し、
（Ａ）は一実施例、（Ｂ）は（Ａ）における整流素子が
ない場合の仮想電気回路図、（Ｃ）は（Ａ）のバイパス
ダイオード不採用の場合における電気回路図である。FIG. 5 shows a power generating and heating device according to claim 4 ,
(A) is an embodiment, (B) is a virtual electric circuit diagram when there is no rectifying element in (A), (C) is an electric circuit diagram in the case of not using the bypass diode of (A).
【図６】同上参考例２に係る発電発熱装置の電気回路図
である。FIG. 6 is an electric circuit diagram of the power generating and heating device according to the second reference example .
【図７】同上参考例３における検知センサの一実施例を
示した縦断正面図である。FIG. 7 is a vertical sectional front view showing an embodiment of the detection sensor in Reference Example 3 above.
【図８】本発明に係る同上発電発熱装置を用いて設置さ
れた発熱融雪用の装置例を示した斜視説明図である。FIG. 8 is a perspective explanatory view showing an example of an apparatus for exothermic snow melting, which is installed using the above-described power generation and heating apparatus according to the present invention.
【図９】単結晶シリコン太陽電池に対して順方向電圧を
印加したときの順方向電流の電流値を示した図表であ
る。FIG. 9 is a chart showing a current value of a forward current when a forward voltage is applied to a single crystal silicon solar cell.
【図１０】発電電圧が０．６×３６Ｖである単結晶シリ
コン太陽電池により構成の単位太陽電池モジュールに、
２４Ｖと３６Ｖのバイアス電圧を印加した場合の発熱に
よる当該単位太陽電池モジュールの表面温度変化を示し
た図表である。FIG. 10 shows a unit solar cell module configured by a single crystal silicon solar cell having a power generation voltage of 0.6 × 36 V,
6 is a chart showing changes in surface temperature of the unit solar cell module due to heat generation when a bias voltage of 24 V and 36 V is applied.
【図１１】既知の太陽電池モジュールを用いた発電発熱
装置を示す電気回路図である。FIG. 11 is an electric circuit diagram showing a power generating and heating device using a known solar cell module.
【図１２】図１１のものを改良した従来の同上発電発熱
装置を示す電気回路図である。FIG. 12 is an electric circuit diagram showing a conventional power generating and heating device of the same as that of FIG.
１太陽電池部 １ａ発電直流 １ｂ単位太陽電池モジュール １ｃ太陽電池素子 １ｄ太陽電池モジュール均等分割部 １ｅバイパスダイオード １ｆ中間部 １ｇ外側端子 １ｈ外側端子 ２蓄電池部 ２ａ蓄電池素子 ２ｂ順方向電流 ２ｃ単位蓄電池 ３逆流防止ダイオード ３ａバイパス回路 ４負荷 ４ａ負荷用常閉接点 ５検知センサ ６制御回路部 ６ａ発熱指示信号 ７蓄電池用切換作動部 ８太陽電池用切換作動部 ９電源部 ９ａ交流電源 ９ｂ電源用切換作動部 ９ｅ整流素子 ９ｆ主常開接点 ９ｇ第１副常開接点 ９ｈ第２副常開接点 ９ｉ整流素子 ９ｊ主交流源 ９ｋ変圧器 １０ａ透光板体 １０ｂ透光板体 １１太陽電池 １１ａ受光面 １１ｂ裏面 １１ｃ表面電極引出線 １２太陽電池 １２ａ受光面 １２ｂ裏面 １２ｃ表面電極引出線 １３電気絶縁層 1 solar cell section 1a DC power generation 1b unit solar cell module 1c solar cell element 1d solar cell module equal division part 1e bypass diode 1f middle part 1g outer terminal 1h outer terminal 2 storage battery section 2a storage battery element 2b forward current 2c unit storage battery 3 Backflow prevention diode 3a bypass circuit 4 loads 4a Normally closed contact for load 5 detection sensor 6 control circuit 6a Heat generation instruction signal 7 Battery operation switching unit 8 Solar cell switching operation unit 9 power supply 9a AC power supply 9b Power supply switching operation unit 9e rectifier 9f Main normally open contact 9g 1st sub normally open contact 9h Second sub normally open contact 9i rectifier 9j Main AC source 9k transformer 10a transparent plate 10b translucent plate 11 solar cells 11a light receiving surface 11b back side 11c Surface electrode lead wire 12 solar cells 12a light receiving surface 12b back side 12c Surface electrode lead wire 13 Electric insulation layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秀 一郎 北海道千歳市泉沢1007番地 大同ほくさ ん株式会社 千歳研究所内 (72)発明者 石川 直揮 北海道千歳市泉沢1007番地 大同ほくさ ん株式会社 千歳研究所内 (72)発明者 菅谷 直 東京都新宿区赤城下町301番地 (56)参考文献 特開 昭62−254635（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−198125（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−32327（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−167341（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−91534（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/35 H01L 31/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shuichiro, 1007 Izumisawa, Chitose, Hokkaido Daido Hokusan Co., Ltd., Chitose Research Institute (72) Inventor Naoki Ishikawa, 1007 Izumisawa, Chitose, Hokkaido Daido Hokusan Co., Ltd. Chitose In-laboratory (72) Inventor Nao Sugaya 301, Akagishita-cho, Shinjuku-ku, Tokyo (56) References JP-A-62-254635 (JP, A) JP-A-58-198125 (JP, A) JP-A-59-32327 (JP, A) JP 61-167341 (JP, A) Actual development 62-91534 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02J 7/35 H01L 31 / 04
Claims (4)
部での発電直流が負荷に供給されると共に、逆流防止ダ
イオードを介して蓄電池部に充電され、検知センサから
の入力信号による制御回路部の発熱指示信号により、前
記逆流防止ダイオードのバイパス回路を介し、上記の蓄
電池部より前記の太陽電池部にバイアス電圧を印加し
て、これを通電加熱するようにした発電発熱装置におい
て、この太陽電池部は、太陽電池を所定数直列に接続し
た単位太陽電池モジュールが１個か、所定複数個だけ直
列に接続して構成され、前記蓄電池部は、上記単位太陽
電池モジュールによる充電に適合した単位蓄電池を夫々
１個か、単位太陽電池モジュールの数に対応した所定複
数個だけ直列に接続した蓄電池素子を、前記発電状態で
は３素子以上だけ並列に接続し、前記発熱状態にあって
は、前記の制御回路部により作動される蓄電池用切換作
動部によって、上記の３素子以上である蓄電池素子が、
直列接続に切換自在であることを特徴とする太陽電池モ
ジュールを用いた発電発熱装置。1. A solar battery unit and a storage battery unit are provided, and the generated direct current in the solar battery unit is supplied to a load, and the storage battery unit is charged through a backflow prevention diode and controlled by an input signal from a detection sensor. By the heat generation instruction signal of the circuit unit, through the bypass circuit of the backflow prevention diode, by applying a bias voltage from the above storage battery unit to the solar cell unit, in the power generation heat generating device for energizing and heating this, The solar cell unit is configured by connecting one unit solar cell module in which a predetermined number of solar cells are connected in series or by connecting a predetermined number in series, and the storage battery unit is adapted to be charged by the unit solar cell module. In the above-mentioned power generation state, three or more unit battery cells are connected in series, or a predetermined number of unit battery cells connected in series corresponding to the number of unit solar cell modules. Connected to the In the heating state, the storage battery for switching operation section which is operated by the control circuit section of, the battery element is above 3 elements or more,
A power generating and heating device using a solar cell module, which is switchable in series.
部での発電直流が負荷に供給されると共に、逆流防止ダ
イオードを介して蓄電池部に充電され、検知センサから
の入力信号による制御回路部の発熱指示信号により、前
記逆流防止ダイオードのバイパス回路を介し、上記の蓄
電池部より前記の太陽電池部にバイアス電圧を印加し
て、これを通電加熱するようにした発電発熱装置におい
て、この太陽電池部は、太陽電池を所定数直列に接続し
た単位太陽電池モジュールが１個か、所定複数個だけ直
列に接続した太陽電池素子を、前記発電状態では３素子
以上だけ直列に接続し、前記発熱状態にあっては、前記
の制御回路部により作動される太陽電池用切換作動部に
よって、上記の３素子以上である太陽電池素子が、並列
接続に切換自在であり、前記蓄電池部は、上記単位太陽
電池モジュールによる充電に適合した単位蓄電池を、単
位太陽電池モジュールの数に対応した所定複数個だけ直
列に接続の蓄電池素子が、１素子か所望素子だけ並列に
接続されていることを特徴とする 太陽電池モジュールを用いた発電発熱装置。2. A solar cell unit and a storage battery unit are provided, and the direct current generated by the solar cell unit is supplied to a load, and the storage battery unit is charged through a backflow prevention diode and controlled by an input signal from a detection sensor. By the heat generation instruction signal of the circuit unit, through the bypass circuit of the backflow prevention diode, by applying a bias voltage from the above storage battery unit to the solar cell unit, in the power generation heat generating device for energizing and heating this, In the solar cell unit, a unit solar cell module in which a predetermined number of solar cells are connected in series is connected, or a solar cell element in which only a predetermined number of solar cell modules are connected in series is connected in series by three or more elements in the power generating state, In the heat-generating state, the solar cell switching operation section operated by the control circuit section can switch the above-mentioned three or more solar cell elements into parallel connection. The storage battery unit has a plurality of unit storage batteries, which are suitable for charging by the unit solar cell module, connected in series by a predetermined number corresponding to the number of unit solar cell modules. A heat generating device using a solar cell module, which is characterized in that
での発電直流が負荷に供給され、検知センサからの入力
信号による制御回路部の発熱指示信号により、上記の電
源部から前記の太陽電池部にバイアス電圧を印加して、
これを通電加熱するようにした発電発熱装置において、
この太陽電池部は、太陽電池を所要複数直列に接続した
単位太陽電池モジュールが、１個か２個以上直列に接続
された太陽電池モジュール均等分割部を、所要複数だけ
直列に接続して構成され、前記電源部は、前記の発電状
態では開成され、発熱状態にあっては前記制御回路部に
より閉成される電源用切換作動部によりＯＮ−ＯＦＦ制
御される交流電源と、単位太陽電池モジュールにバイパ
スダイオードが接続されているときは、当該交流電源に
よる上記バイパスダイオードへの順方向電流を阻止する
整流素子とからなり、前記の太陽電池部には上記発熱状
態にあって、前記制御回路によって作動される太陽電池
用切換作動部により、前記の直列である各太陽電池モジ
ュール均等分割部が、上記電源部に対して並列接続に切
換自在であり、上記の太陽電池部と負荷との間には、発
電状態では閉成され、発熱状態にあっては前記制御回路
部により開成される負荷用常閉接点が設けられているこ
とを特徴とする太陽電池モジュールを用いた発電発熱装
置。3. A solar cell unit and a power supply unit are provided, and the direct current generated by the solar cell unit is supplied to a load, and the heat generation instruction signal of the control circuit unit by the input signal from the detection sensor causes the power supply unit to output Applying a bias voltage to the solar cell part of
In a power generation and heating device that heats this by energization,
In this solar cell unit, a unit solar cell module in which a required plurality of solar cells are connected in series is formed by connecting a required plurality of solar cell module equal divisions in which one or more unit solar cell modules are connected in series. In the unit solar cell module, the power supply unit is opened in the power generation state and is turned on and off by a power supply switching operation unit closed in the heat generation state by the control circuit unit. When the bypass diode is connected, it is composed of a rectifying element that blocks a forward current to the bypass diode by the AC power source, and the solar cell section is in the heat generation state and is operated by the control circuit. The solar cell switching operation section is configured so that each of the solar cell module equal division sections in series can be switched to a parallel connection with respect to the power source section. A normally closed contact for load, which is closed in the power generation state and opened by the control circuit section in the heat generation state, between the solar cell section and the load A power generation and heating device using a module.
での発電直流が負荷に供給され、検知センサからの入力
信号による制御回路部の発熱指示信号により、上記の電
源部から前記の太陽電池部にバイアス電圧を印加して、
これを通電加熱するようにした発電発熱装置において、
この太陽電池部は、太陽電池を所要複数直列に接続した
単位太陽電池モジュールが、１個か２個以上直列に接続
した太陽電池モジュール均等分割部を、所要複数だけ直
列に接続して構成され、前記電源部は、全太陽電池モジ
ュール均等分割部の中間点と各外側端子間に接続された
交流電源と、前記の発電状態では開成され、発熱状態に
あっては前記制御回路部により閉成されて、当該交流電
源を中間点と前記の各外側端子とに導通させる夫々主常
開接点と第１、第２副常開接点と、単位太陽電池モジュ
ールにバイパスダイオードが接続されているときは、当
該交流電源による上記バイパスダイオードへの順方向電
流が阻止される第１、第２整流素子とからなり、上記の
外側端子と負荷との間には、発電状態では閉成され、発
熱状態にあっては前記制御回路部により開成される負荷
用常閉接点が設けられていることを特徴とする太陽電池
モジュールを用いた発電発熱装置。4. A solar cell section and a power supply section are provided, and the direct current generated by the solar cell section is supplied to a load. Applying a bias voltage to the solar cell part of
In a power generation and heating device that heats this by energization,
In this solar cell unit, a unit solar cell module in which a required plurality of solar cells are connected in series is configured by connecting a required plurality of solar cell module equal division sections in which one or more unit solar cell modules are connected in series, The power supply unit is opened in the power generation state and an AC power supply connected between the intermediate point of all the solar cell module equal divisions and each outer terminal, and closed in the heat generation state by the control circuit unit. When the bypass diode is connected to the main normally open contact, the first and second sub normally open contacts that respectively connect the AC power source to the intermediate point and each of the outer terminals, and the unit diode module, It is composed of first and second rectifying elements in which a forward current to the bypass diode due to the AC power source is blocked, and is closed between the outer terminal and the load in a power generating state and in a heat generating state. Is Generator heating device using a solar cell module, wherein a normally closed contact for loads that are opened by the serial control circuit section is provided.
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Family
ID=15901179
Family Applications (1)
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| JP17023595A Expired - Lifetime JP3482276B2 (en) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | Power generation and heating device using solar cell module |
Country Status (1)
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