JP3583871B2 - Photovoltaic - collector hybrid panels, as well as optical power - collector roofing panel comprising a hybrid panel, roof unit, solar system and solar system building - Google Patents

Photovoltaic - collector hybrid panels, as well as optical power - collector roofing panel comprising a hybrid panel, roof unit, solar system and solar system building Download PDF

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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
この発明は、太陽光から電力及び熱エネルギを取り出す光発電−集熱ハイブリッドパネル、並びに該光発電−集熱ハイブリッドパネルを備える屋根パネル、屋根ユニット、ソーラシステム及びソーラシステム建物に関する。 This invention relates to an optical power draw power and heat energy from sunlight - heat collection hybrid panels, as well as optical power - collector roofing panel comprising a hybrid panel, roof unit, to solar system and solar system building.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、建物の工業生産化率を高める一方式として、ユニット建物が広く普及している。 Recently, as one method to increase the industrial production rate of the building, have spread widely unit building. このユニット建物は、一棟の建物を、予めいくつかのユニットに分けて工場生産し、これらを建築現場において施工、組立する方式の建物である。 This unit building, the entire building of the building, and factory production is divided in advance some of the unit, the construction of these in the construction site, is the building of the assembly to system. ユニット建物を構成するユニットとしては、建物の居間、食堂、寝室、子供部屋等の各部屋部分を構成する建物ユニットと、建物の屋根部分を構成する屋根ユニットとがある。 The unit constituting the unit building, there are a building unit which constitutes a building in the living room, dining room, bedrooms, each room portion of the nursery or the like, and roof units constituting the roof of the building. これらのユニットは、予め工場で生産され、建築現場に輸送されて、予め準備した基礎の上で施工・組立される。 These units, pre-factory in the production, are transported to the building site, is the construction and assembly on top of the previously prepared foundation. 組立は、まず、建物ユニットを相互に連結した状態で基礎の上に据え付け、次に、据え付けられた各建物ユニットの上部に、屋根ユニットを相互に連結した状態で据え付けて行われる。 Assembly is first installed on a foundation in the connected state of the building units to each other, then the top of each building unit that has been installed, takes place installed in a state of connecting the roof unit to each other.
【0003】 [0003]
一方、化石燃料の消費増大等に起因する地球環境問題・エネルギ枯渇問題の深刻化に伴い、ユニット建物等の住宅屋根の上に、太陽電池モジュールや集熱パネルをアレイ状に設置し、太陽光線から電力や熱エネルギを取り出して各種宅内電気機器や暖房システムに供給する住宅用ソーラシステムも普及してきている。 On the other hand, with the serious global environmental problems, energy depletion problems due to increased consumption, etc. of fossil fuels, on the house roof, such as unit building, and installing the solar cell module and the heat collection panel in an array, Sunbeam from taking out the electric power and thermal energy various types of home electric appliances and residential solar system to be supplied to the heating system is also becoming popular.
【0004】 [0004]
ところで、従来から、太陽電池モジュールと集熱パネルとをハイブリッドに構成することにより、太陽光線を光エネルギ及び熱エネルギの両面から有効に利用できるようにした光発電−集熱ハイブリッド装置が知られている。 Meanwhile, conventionally, by configuring the solar cell module and the heat collection panel in hybrid photovoltaic were to be effectively utilized from the both sides of the light energy and heat energy sunlight - in the heat collecting hybrid system is known there.
この種のハイブリッド装置では、例えば、特開昭56−64474号公報等に記載されているように、集熱パネルは、太陽電池モジュールの裏面に取着された熱コレクタと、熱コレクタに吸収された熱を取り出すために、熱交換媒体を通流させる集熱パイプとから構成されている。 In this type of hybrid device, for example, as described in JP 56-64474 Patent Publication, heat collection panel, the heat collector which is attached to the back surface of the solar cell module is absorbed by the heat collector and in order to extract heat, and a heat pipe collector to flow through the heat exchange medium.
【0005】 [0005]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、上記公報記載の従来ハイブリッド装置では、断面略円形の集熱パイプが熱コレクタの裏面(すなわち、装置の裏面)に外付けで配設されているため、このままでは、屋根への納まり(据付状態)が大変悪い、という欠点があった。 However, in the conventional hybrid system disclosed in the above publication, since the substantially circular section heat collecting pipe is disposed with an external on the back surface of the heat collector (i.e., the back surface of the device), in this state, the fit to the roof (installation state) is very bad, there is a drawback. このため、屋根面への固定が容易ではなく、屋根の構造如何によっては、固定構造が大変複雑になる場合もあり、しかも、現地屋根上での固定の仕方如何によっては、既設屋根の断熱構造や防水構造を破損する虞もあった。 Therefore, it is not easy fixation to the roof surface, depending on the structure how the roof, sometimes fixed structure is very complicated and, depending on whether the manner of fixation on local roof, the existing roof insulation structure fear also was to damage the waterproof and structure.
また、従来では、集熱パイプ内を通流させる熱交換媒体として、水や油や空気等を用いていたため、熱交換効率が低く、このため、給湯負荷や暖房熱負荷の低減にはあまり寄与できていない、という欠点があった。 Further, conventionally, as a heat exchange medium to flow through the heat collecting pipe, because it was with water, oil or air or the like, the heat exchange efficiency is low, and therefore, is not contribute much to the reduction of the hot water supply load or heating load not be, there is a drawback.
【0006】 [0006]
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、住宅屋根への納まりが良く、もって、取付施工負担の軽減に寄与できる光発電−集熱ハイブリッドパネルを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, good fit in housing roof, with photovoltaic can contribute to the reduction of the mounting construction burden - and its object is to provide a heat collection hybrid panel.
また、この発明は、建物の工業生産化率を一層高め、品質の画一化、価格低廉化、現場施工負担の軽減化を促進するために、光発電−集熱ハイブリッドパネルを備える屋根パネル、屋根ユニットを提供をすることを別の目的としている。 In addition, the present invention, further enhance the industrial production rate of the building, standardization of quality, price cost reduction, in order to promote a reduction of the construction site burden, light power generation - the heat collector roof panel comprising a hybrid panel, to provide a roof unit is set to another object.
また、この発明は、給湯負荷や暖房熱負荷の低減に寄与できるソーラシステム及びソーラシステム建物を提供することをさらに別の目的としている。 Further, the present invention is directed to yet another object to provide a solar system and solar system building can contribute to the reduction of the hot water supply load or heating load.
【0007】 [0007]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、太陽光から直接電力を取り出すための太陽電池モジュールと、太陽光から熱エネルギを取り出すための集熱パネルとの組み合わせからなる光発電−集熱ハイブリッドパネルであって、上記集熱パネルには、当該ハイブリッドパネルの外部に設けた外部熱受容部から循環してくる外部二次冷媒と、所定の熱交換部にて熱的に接触し、太陽光から吸収した熱を該外部二次冷媒に与えるための内部一次冷媒が予め封入されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention, the photovoltaic consisting of a solar cell module for extracting power directly from sunlight, a heat collection panel to extract heat energy from sunlight - a heat collection hybrid panel, in the heat collecting panel, and an external secondary refrigerant coming circulated from external heat receiving portion provided on the outside of the hybrid panel, in thermal contact with at a predetermined heat exchanger It is characterized in that the internal primary refrigerant to provide the absorbed heat from sunlight to the external secondary refrigerant is previously sealed.
【0008】 [0008]
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルであって、上記集熱パネルが、剛性のある素材から作られ、かつ、上記太陽電池モジュールの裏面に取着される板状の熱コレクタを有し、該熱コレクタの内部には密封空間が設けられ、該密封空間内には上記内部一次冷媒が予め封入されていることを特徴としている。 Further, an invention according to claim 2, wherein, photovoltaic refrigerant encapsulated in claim 1, wherein - a heat collection hybrid panel, the heat collecting panel, made from a rigid material, and the solar cell module has a plate-like heat collector which is attached to the back surface of the interior of the heat collector sealed space is provided, in the sealed space is characterized in that the internal primary refrigerant is previously sealed .
【0009】 [0009]
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルであって、前記密封空間が、板状の前記熱コレクタ内に広く分布し、かつ、剛性のある隔壁によって互いに仕切られた複数の空間からなることを特徴としている。 Further, an invention according to claim 3, wherein, photovoltaic refrigerant encapsulated according to claim 2, wherein - a heat collection hybrid panel, said sealing space, widely distributed in the plate of the heat in the collector and stiffness It is characterized by comprising a plurality of spaces partitioned from each other by a partition wall.
【0010】 [0010]
また、請求項4記載の発明は、請求項2記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルであって、前記密封空間が、板状の前記熱コレクタ内に広がり、かつ、該密封空間には、その天井部を支えるために、剛性のある複数の支持部材が散在していることを特徴としている。 Further, an invention according to claim 4, wherein, photovoltaic refrigerant encapsulated according to claim 2, wherein - a heat collection hybrid panel, said sealing space, spread plate of the heat in the collector, and said sealing space to, to support the ceiling portion, a plurality of support members having rigidity is characterized by being scattered.
【0011】 [0011]
また、請求項5記載の発明は、請求項3記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルであって、上記密封空間が、傾斜設置面の流れ方向にそれぞれ延びる複数の縦長空間からなり、これらの縦長空間は、剛性のある隔壁によって、互いに仕切られた状態で、前記太陽電池モジュールの裏面に沿って並設されていることを特徴としている。 The invention of claim 5, wherein the photovoltaic refrigerant encapsulated according to claim 3, wherein - a heat collection hybrid panel, the sealing space, a plurality of elongated spaces each extending in the flow direction of the inclined installation surface these Vertical space by a rigid partition is characterized by being juxtaposed in a state of being separated from one another, along a back surface of the solar cell module.
【0012】 [0012]
また、請求項6記載の発明は、請求項2,3,4又は5記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルであって、上記太陽電池モジュールが、複数の太陽電池セルを透明基板上に封止状態に配設してなる太陽電池パネルと、該太陽電池パネルをその周端部にて支える枠体とからなると共に、該枠体内には、上記集熱パネルを構成する上記板状の熱コレクタも嵌合状態に納設され、かつ、該熱コレクタの裏面と上記枠体の下面とが、略面一に設定されていることを特徴としている。 Further, an invention according to claim 6, photovoltaic refrigerant encapsulated in claim 2, 3, 4 or 5, wherein - a heat collection hybrid panel, the solar cell module, a transparent a plurality of solar cell substrates a solar panel made by arranging the sealing state above, together comprising a frame for supporting the solar panel at its peripheral edge, the said frame body, the plate constituting the heat collecting panel Jo heat collector also Osame設 the fitting state, and the lower surface of the back and the frame of the heat collector, is characterized in that it is set to be substantially flush.
【0013】 [0013]
また、請求項7記載の発明は、請求項1,2,3,4,5又は6記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルであって、上記内部一次冷媒が、少なくとも代替フロン又はエチレングリコールを含んでなることを特徴としている。 The invention of claim 7, wherein the photovoltaic refrigerant encapsulated according to claim 2, 3, 4, 5 or 6, wherein - a heat collection hybrid panel, the inner primary refrigerant, at least HCFCs or It is characterized in that it comprises ethylene glycol.
【0014】 [0014]
また、請求項8記載の発明は、太陽光から直接電力を取り出すための太陽電池モジュールと、太陽光から熱エネルギを取り出すための集熱パネルとの組み合わせからなる光発電−集熱ハイブリッドパネルであって、上記太陽電池モジュールが、複数の太陽電池セルを透明基板上に封止状態に配設してなる太陽電池パネルと、該太陽電池パネルをその周端部にて支える枠体とからなると共に、上記集熱パネルが、上記太陽電池モジュールの裏面に取着される板状の熱コレクタを有し、該熱コレクタの内部には冷媒が通過する両端開口の冷媒通路が設けられていて、かつ、上記太陽電池モジュールの枠体内には、上記集熱パネルを構成する上記板状の熱コレクタも嵌合状態に納設され、かつ、該熱コレクタの裏面と上記枠体の下面とが、略面一に Further, an invention according to claim 8, the solar cell module for extracting power directly from sunlight, the photovoltaic consist of a combination of heat collection panel for extracting heat energy from sunlight - there in the heat collection hybrid panel Te, the solar cell module, a solar panel made by arranging the sealing state a plurality of solar cells on a transparent substrate, with consists of a frame supporting the solar panel at its peripheral edge the heat collecting panel has a plate-like heat collector which is attached to the back surface of the solar cell module, in the interior of the heat collector be provided refrigerant passages across openings through which the refrigerant, and , the frame body of the solar cell module, the heat collector of the plate constituting the heat collecting panel also Osame設 the fitted state, and, and the lower surface of the back and the frame of the heat collector, substantially to flush 定されていることを特徴としている。 It is characterized in that it is a constant.
【0015】 [0015]
また、請求項9記載の発明は、屋根下地が屋根枠材に支持固定されてなる屋根パネルであって、上記屋根下地の上面に、請求項1,2,3,4,5,6,7又は8記載の光発電−集熱ハイブリッドパネルが、予め取付固定されてなることを特徴としている。 Further, the invention of claim 9, wherein a roof panel roof bed is supported fixed to the roof frame member, the upper surface of the roof bed, claim 1,2,3,4,5,6,7 or 8 photovoltaic described - collector hybrid panel, is characterized by comprising in advance attached and fixed.
【0016】 [0016]
また、請求項10記載の発明は、請求項9記載の屋根パネルであって、上記屋根下地が、屋根裏材−断熱材−野地板−防水シートの順の層構造からなることを特徴としている。 Further, an invention according to claim 10, wherein a roof panel according to claim 9, wherein the roof base is, attic material - insulation material - sheathing - is characterized by comprising the order of the layer structure of the waterproof sheet.
【0017】 [0017]
また、請求項11記載の発明は、請求項9又は10記載の屋根パネルであって、上記屋根下地及び上記光発電−集熱ハイブリッドパネルが、傾斜屋根面の流れ方向と直交する方向にて相対向するそれぞれの両側面を一対の屋根枠材によって共に挟接される態様で、当該一対の屋根枠材にそれぞれ固定されていることを特徴としている。 The invention of claim 11 wherein is a roof panel according to claim 9 or 10, wherein the roof bed and the optical power - collector hybrid panels, the relative in a direction perpendicular to the flow direction of the inclined roof surface in the manner both tight-holding respective sides by a pair of roof frame member that direction, it is characterized in that it is fixed to the pair of roof frame member.
【0018】 [0018]
また、請求項12記載の発明は、光発電−集熱ハイブリッドパネルを備える屋根ユニットであって、請求項9,10又は11記載の屋根パネルと、該屋根パネルを支持するための支持構造部とを有してなることを特徴としている。 The invention of claim 12 wherein the photovoltaic - a roof unit comprising a heat collecting hybrid panels, and roof panels according to claim 9, 10 or 11, wherein the support structure for supporting the roof panel It is characterized by comprising a.
【0019】 [0019]
また、請求項13記載の発明は、太陽光から電力及び熱エネルギを取り出して利用するソーラシステムであって、建物内の給湯設備又は暖房設備に温水を供給するための貯湯槽と、建物の屋根上に設置される請求項1,2,3,4,5,6又は7記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルと、該光発電−集熱ハイブリッドパネルの一部を構成する上記集熱パネル内に封入された上記内部一次冷媒と上記集熱パネル外の上記外部二次冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換部と、該熱交換部と上記貯湯槽との間を結んで、上記外部二次冷媒の循環路を構成するための配管と、該配管内に封入された上記外部二次冷媒を強制的に循環させるためのポンプとを有してなることを特徴としている。 Further, the invention according to claim 13, wherein, a solar system that utilizes the sunlight drawing power and thermal energy, the hot water tank to supply hot water to the hot water supply equipment or heating equipment in the building, the building roof above constitutes a part of the heat collection hybrid panel - refrigerant encapsulated photovoltaic claims 1,2,3,4,5,6 or 7, wherein is installed in the upper - and collector hybrid panel, the light generator a heat exchange unit to perform heat exchange between the external secondary refrigerant encapsulated outside the inner primary refrigerant and the heat collection panel in heat collection panel, between the heat exchange unit and the hot water storage tank connecting at, as characterized by having a pump for forcibly circulating the piping for constituting the circulation path of the external secondary refrigerant, the external secondary refrigerant sealed in 該配 tube there.
【0020】 [0020]
また、請求項14記載の発明は、建物内の給湯設備又は暖房設備に温水を供給するための貯湯槽が備えられ、かつ、傾斜屋根上には請求項1,2,3,4,5,6又は7記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルが設置されてなるソーラシステム建物であって、上記光発電−集熱ハイブリッドパネルの棟側である上端部には、該光発電−集熱ハイブリッドパネルの一部を構成する上記集熱パネル内に封入された上記内部一次冷媒と上記集熱パネル外の上記外部二次冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換部が設けられ、該熱交換部と上記貯湯槽とが配管で結ばれて上記外部二次冷媒の循環路が構成され、かつ、該循環路には上記外部二次冷媒を強制的に循環させるためのポンプが設置されていることを特徴としている。 The invention of claim 14, wherein the hot water storage tank is provided for supplying hot water to the hot water supply equipment or heating equipment in the building, and is on the inclined roof according to claim 1, 2, 3, 4, photovoltaic 6 or 7 refrigerant encapsulated according - heat collecting a solar system building hybrid panel is installed, the optical power - the upper part is a collector ridge side of the hybrid panel, optical power - heat exchanger to perform heat exchange between the condenser the external secondary refrigerant has been out of the inner primary refrigerant and the heat collection panel encapsulated heat panel is provided which constitutes a part of the heat collection hybrid panel , heat exchange unit and the hot water storage and tank are connected by piping configured the circulation path of the external secondary refrigerant, and, in the circulating path pump for forcibly circulating the external secondary refrigerant It is characterized in that it is installed.
【0021】 [0021]
また、請求項15記載の発明は、太陽光から電力及び熱エネルギを取り出して利用するソーラシステムであって、建物の屋根上に設置される請求項8記載の冷媒循環型の光発電−集熱ハイブリッドパネルと、上記建物内の給湯設備又は暖房設備に温水を供給するための貯湯槽と、上記光発電−集熱ハイブリッドパネルと上記貯湯槽との間を結んで、上記冷媒の循環路を構成するための配管と、該配管内に封入された上記冷媒を強制的に循環させるためのポンプとを有してなることを特徴としている。 The invention of claim 15, wherein is a solar system that utilizes the sunlight drawing power and thermal energy, the refrigerant circulating in the photovoltaic according to claim 8 which is installed on the roof of the building - the heat collector configuration by connecting between the heat collection hybrid panel and the hot water storage tank, the circulation path of the coolant - hybrid panel, a hot water tank for supplying hot water to the hot water supply equipment or heating equipment in the building, the optical power and piping for, is characterized by comprising a pump for forcibly circulating the refrigerant sealed in 該配 tube.
【0022】 [0022]
また、請求項16記載の発明は、建物内の給湯設備又は暖房設備に温水を供給するための貯湯槽が備えられ、かつ、屋根上には請求項8記載の冷媒循環型の光発電−集熱ハイブリッドパネルが設置されてなるソーラシステム建物であって、上記光発電−集熱ハイブリッドパネルと上記貯湯槽とが配管で結ばれて上記冷媒の循環路が構成され、かつ、該循環路には上記冷媒を強制的に循環させるためのポンプが設置されていることを特徴としている。 The invention of claim 16, wherein the hot water storage tank is provided for supplying hot water to the hot water supply equipment or heating equipment in the building, and photovoltaic refrigerant recycling of claim 8 on the roof - condensing a solar system building thermal hybrid panel is installed, the optical power - collector hybrid panel and the hot water storage tank is connected by pipe consists circulation path of the refrigerant, and, in the circulating path It is characterized by a pump for forcibly circulating the refrigerant is installed.
【0023】 [0023]
また、請求項17記載の発明は、請求項14又は16記載のソーラシステム建物であって、上記循環路内を流れる上記外部二次冷媒又は冷媒が、少なくとも代替フロン又はエチレングリコールを含んでなることを特徴としている。 Further, an invention according to claim 17, a solar system building according to claim 14 or 16, wherein that said external secondary refrigerant or coolant flowing through the circulation path is comprises at least CFC or ethylene glycol It is characterized in.
【0024】 [0024]
また、請求項18記載の発明は、請求項14又は16記載のソーラシステム建物であって、上記暖房設備が、温水床暖房設備であることを特徴としている。 Further, an invention according to claim 18, a solar system building according to claim 14 or 16, wherein said heating equipment is characterized by a hot water floor heating facilities.
【0025】 [0025]
【作用】 [Action]
請求項1乃至7記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルでは、集熱パネル内に、内部一次冷媒が予め封入されているので、設置の際、集熱パネル内に冷媒を流し込む作業(冷媒通流用の配管ジョイント作業)を省略できる。 Photovoltaic of claims 1 to 7 refrigerant sealing die according - collector hybrid panel, the heat collection panel, because the inner primary refrigerant is previously sealed, during installation, the work of pouring coolant into the heat collection panel (pipe joint work of the refrigerant through diversion) can be omitted. それゆえ、設置作業が安全かつ簡易となる。 Therefore, installation work is safe and simple.
【0026】 [0026]
また、請求項2,3,4,5記載の冷媒封入型及び請求項8記載の冷媒循環型の光発電−集熱ハイブリッドパネルでは、集熱パネルが、太陽電池モジュールの裏面に取着される板状の熱コレクタの内部に内部一次冷媒が予め封入され、あるいは冷媒通路が設けられているので、集熱効率が極めて高く、それゆえ、給湯負荷や暖房熱負荷の低減に寄与できる。 Moreover, photovoltaic refrigerant encapsulated in claim 2,3,4,5 description and claims 8 refrigerant circulating described - in the heat collection hybrid panel, heat collection panel is attached to the back surface of the solar cell module inner primary refrigerant is previously sealed in the plate-like heat collector, or the refrigerant passage is provided, the heat collection efficiency is very high, therefore, can contribute to a reduction of the hot water supply load or heating load. この場合、内部一次冷媒を封入するための密封空間又は冷媒を通流させる冷媒通路を(太陽電池モジュールの裏面全域に対応する)熱コレクタの略全域に設けることが、太陽電池モジュールを冷却して発電効率を上げ、集熱パネルの集熱効率を高める上で、大変好ましい。 In this case (corresponding to the entire back surface of the solar cell module) the refrigerant passage to flow through the sealed space or a refrigerant for encapsulating internal primary refrigerant be provided substantially entire region of the heat collector, to cool the solar cell module increase the power generation efficiency, in order to enhance the heat collection efficiency of the heat collection panel, very preferable.
また、内部一次冷媒として、例えば代替フロンやエチレングリコール等を用いるようにすれば、熱交換効率が向上するので、給湯負荷や暖房熱負荷をさらに一段と低減できる。 Further, as the internal primary refrigerant, for example, when to use the alternative chlorofluorocarbon or ethylene glycol, since the improved heat exchange efficiency, can be further more reduced hot water supply load or heating load.
【0027】 [0027]
また、請求項6記載の冷媒封入型及び請求項8記載の冷媒循環型の光発電−集熱ハイブリッドパネルでは、太陽電池モジュールの枠体内に、集熱パネルを構成する上記板状の熱コレクタも嵌合状態に納設され、かつ、該熱コレクタの裏面と上記枠体の下面とが、略面一に設定されているので、住宅屋根面に熱コレクタを密着載置することが可能である。 The refrigerant circulating in the photovoltaic claim 6 refrigerant encapsulated and claim 8, wherein according - The heat collection hybrid panel, inside the frame of the solar cell module, the thermal collector of the plate constituting the heat collection panel it is Osame設 the fitting state, and the lower surface of the back and the frame of the heat collector, because it is set substantially flush, it is possible to contact placing the heat collector housing roof . このようにすれば、屋根面と熱コレクタ裏面との間に放熱通気槽ができず、さらに、屋根下地を断熱構造とすれば、熱が屋根下地を介して逃げることもなくなるので、集熱パネルの集熱効率をさらに一段と向上させることができる。 In this way, it can not heat dissipation vent tank between the roof surface and the heat collector backside, further, if the roof bed with heat insulating structure, since also eliminated the heat from escaping through the roof bed, heat collection panel it is possible to further improve further the heat collecting efficiency.
加えて、屋根への納まりが良く、屋根との一体化が容易(請求項11記載の屋根パネル)となるので、現場での取付施工負担を軽減できる。 In addition, good fit to the roof, since the integration of the roof becomes easy (the roof panel according to claim 11), can reduce the mounting construction burden on site.
【0028】 [0028]
また、この発明の冷媒封入型及び冷媒循環型の光発電−集熱ハイブリッドパネルを備える屋根パネル及び屋根ユニットによれば、建物の工業生産化率を一層高め、品質の画一化、価格低廉化、現場施工負担の軽減化を一層達成できる。 The refrigerant-filled and the refrigerant circulating in the photovoltaic of the present invention - According to the roof panel and the roof unit comprises a heat collection hybrid panel, further enhanced industrial production rate of the building, standardization of quality, price cost reduction , more can be achieved a reduction of the construction site burden.
【0029】 [0029]
また、請求項13(14)記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルを備えるソーラシステム(ソーラシステム建物)では、集熱パネル内の密封空間に封入された内部一次冷媒は、太陽光から吸収した熱で温度上昇し、対流ないしは気化により熱交換部と熱的に接触する密封空間の上端部に移動する。 Moreover, claim 13 (14) refrigerant encapsulated photovoltaic described - collector in solar system comprising a hybrid panel (solar system building), inner primary refrigerant sealed in the sealed space of the heat collection panel is sunlight the temperature rises in the absorbed heat from, moves to the upper end of the sealed space to be in thermal contact with heat exchange unit by convection or vaporization. 密封空間の上端部に到達した内部一次冷媒は、熱交換部に移ることはできないが、熱交換部内の外部二次冷媒に熱を与える。 Inner primary refrigerant which has reached the upper end of the sealed space, can not be transferred to the heat exchanger unit, heat is applied to the external secondary refrigerant in the heat exchange section. これにより冷却した内部一次冷媒は、対流ないしは液化により密封空間の下端部に沈み込む。 This inner primary refrigerant cooled by the sink into the lower end of the sealed space by convection or liquefaction. 密封空間の下端部に沈み込んだ内部一次冷媒は、再び、太陽光Sから吸収した熱で温度上昇し、上述のサイクルを繰り返す。 Inner primary refrigerant sunk to the lower end of the sealed space again, and the temperature rise by the heat absorbed from sunlight S, repeating the cycle described above.
一方、外部二次冷媒は、熱交換部にて内部一次冷媒から熱を与えられ、高温媒体となって貯湯槽に送られる。 On the other hand, the external secondary refrigerant is given heat from the inner primary refrigerant in the heat exchanger unit, is sent to the hot-water tank becomes high temperature medium. そして、貯湯槽に蓄えられる水に熱を与える。 Then, heat is applied to the water stored in the hot water storage tank.
低温になった外部二次冷媒は、再び、ポンプ力により屋根上の熱交換部に送られる。 External second refrigerant becomes low again, and sent to the heat exchanger on the roof by the pump power. このように、外部二次冷媒は、熱交換部と蓄熱槽との間を循環して、集熱パネルが太陽光から吸収した熱を貯湯槽に運ぶ。 Thus, the external secondary refrigerant circulates between the heat exchanging portion and the heat storage tank, carry the heat collector panel is absorbed from sunlight in the hot water storage tank. 貯湯層は蓄熱可能な熱源となって、給湯負荷及び暖房熱負荷の低減に利用される。 Hot water storage layer is a heat storage possible heat sources are utilized to reduce the hot water supply load and heating load.
【0030】 [0030]
また、請求項15(16)記載の冷媒循環型の光発電−集熱ハイブリッドパネルを備えるソーラシステム(ソーラシステム建物)では、強制的に循環路内の冷媒を通流させると、冷媒が、熱コレクタ内の冷媒通路を通過する間に熱を吸収して温度上昇し、高温媒体となって貯湯槽に送られて、そこに蓄えられる水に熱を与える。 Moreover, photovoltaic claim 15 (16) refrigerant recycling according - in solar system comprising a heat collecting hybrid panel (solar system building), when forced to flow through the refrigerant circulation passage, the refrigerant, heat the temperature rises and absorbs the heat while passing through the refrigerant passage in the collector, with a high temperature medium is sent to the hot-water storage tank, heat is applied to the water stored therein. 低温になった冷媒は、再び、屋根上の熱コレクタに送られる。 The refrigerant becomes a low temperature is again delivered to a heat collector on a roof. このように、冷媒は熱コレクタと蓄熱槽との間を循環して、集熱パネルが太陽光から吸収した熱を貯湯槽に運ぶ。 Thus, the refrigerant circulates between the heat storage tank and the heat collector, carrying the heat collector panel is absorbed from sunlight in the hot water storage tank. 貯湯層は蓄熱可能な熱源となって、給湯負荷及び暖房熱負荷の低減に利用される。 Hot water storage layer is a heat storage possible heat sources are utilized to reduce the hot water supply load and heating load.
【0031】 [0031]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, with reference to the drawings, detailed description of the present invention. 説明は、実施例を用いて具体的に行う。 Description will be specifically carried out using examples.
◇第1実施例 ◇ first embodiment
光発電−集熱ハイブリッドパネルの構成 Photovoltaic - the configuration of the heat collection hybrid panel
図1は、この発明の第1実施例である光発電−集熱ハイブリッドパネルの構成を分解して示す分解斜視図、図2は、同光発電−集熱ハイブリッドパネルの外観構成を概略示す斜視図、また、図3は図2のA−A線に沿う断面図である。 Figure 1 is a photovoltaic a first embodiment of the present invention - collector exploded perspective view showing the configuration of a hybrid panel, FIG. 2, the photovoltaic - perspective schematically showing an external configuration of the heat collection hybrid panel Figure, also, FIG. 3 is a sectional view taken along the line a-a of FIG.
この例の光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aは、予め工場にて縦長型の屋根パネルと一体化されるもので、図1乃至図3に示すように、縦長型の屋根パネルに対応して、横寸法170〜180cm、縦寸法400〜500cmの大きさに形成された太陽電池モジュール2の裏面に、略同寸の冷媒循環型の集熱パネル3Aが接着されてなっている。 This example of the optical power - collector hybrid panel 1A is intended to be integrated with the vertically elongated type roof panel in advance factory, as shown in FIGS. 1 to 3, in correspondence with the roof panel of the portrait type, lateral dimension 170~180Cm, on the back surface of the longitudinal dimension 400~500cm size to be formed of a solar cell module 2, substantially in the refrigerant-type of the same dimensions heat collection panel 3A has become glued.
太陽電池モジュール2は、多数のシリコン太陽電池セル21,21,…を透明ガラス基板22の裏面に封止状態に接着してなる太陽電池パネル2aと、この太陽電池パネル2aの四辺(周縁端部)に嵌め込まれた細長四角の枠体23とから概略構成されている。 Solar cell module 2 includes a plurality of silicon solar cells 21, 21, and the solar cell panel 2a formed by adhering the sealing state ... to the rear surface of the transparent glass substrate 22, four sides (peripheral edge portion of the solar cell panel 2a is schematically composed fitted the elongated square frame body 23 in). さらに詳述すると、太陽電池パネル2aは、白板強化ガラス等の透明ガラス基板22と、リード線により直並列接続された状態で透明ガラス基板22に貼り付けられる多数のシリコン太陽電池セル21,21,…と、シリコン太陽電池セル21,21,…を両面被覆して封止するEVA(エチレンビニルアセテート)等の一対の接着フィルム24,24との積層体で、この積層体の周縁端部をブチルゴム等の封止材で封止してなっている。 In more detail, the solar cell panel 2a includes a transparent glass substrate 22, such as a white sheet reinforced glass, a number of paste to the transparent glass substrate 22 in a state of being series-parallel connected by leads silicon solar cells 21, 21, butyl rubber ... and a laminate of a pair of adhesive films 24, 24 such as, and EVA (ethylene vinyl acetate) for sealing silicon solar cells 21, 21, and then both sides coated, the peripheral edge of the laminate which is sealed with a sealing material and the like.
【0032】 [0032]
枠体23は、内側面に断面コ字状の嵌合溝231と、上面にて外方水平に突出する取付用フランジ232を有するアルミ製の一対の縦枠23a,23aと、嵌合溝231のみを有する横枠23b,23bとから構成され、これらの縦枠23a,23a及び横枠23b,23bが、太陽電池パネル2aの対応する各辺(周縁端部)に嵌合された状態で、互いに突付けの状態となる端部同士を接合することで、細長四角に組み付けされてなっている。 Frame 23 includes a U-shaped cross-section of the fitting groove 231 on the inner surface, and a pair of vertical frames 23a, 23a aluminum having a mounting flange 232 projecting outwardly horizontally from top fitting groove 231 horizontal frame 23b having only made up of a 23b, these vertical frames 23a, 23a and the horizontal frame 23b, 23b is in the corresponding state of being fitted to each side (peripheral edge) of the solar cell panel 2a, by joining the ends of the state of the confronted each other, it has been assembled to the elongated square. なお、縦枠23a,23aに設けられた取付用フランジ232には、複数のビス孔が設けられていて、この例の光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aを屋根パネル4Aに取付一体化する際、後述する取付縦桟(屋根構造部材)55a,55aの上面に当接された状態で、取付縦桟55a,55aにビス止めされるようになっている。 The vertical frame 23a, a mounting flange 232 provided on the 23a is not more screw holes are provided, the photovoltaic in this example - when mounted integrated heat collecting hybrid panel 1A in the roof panel 4A, later attaching the vertical bar (roof structural member) 55a, while being brought into contact with the upper surface of 55a, mounted vertical rails 55a, is adapted to be screwed to 55a.
【0033】 [0033]
次に、集熱パネル3Aは、表面に選択吸収膜31を施された板状の熱コレクタ32Aからなり、この熱コレクタ32Aの内部には冷媒を通流させるための両端開口ジグザグ状の冷媒通路33A(図1ではジグザグの矢印で示す)が、太陽電池モジュール2の裏面全域に対応する略全域に設けられている。 Next, heat collection panel 3A is to consist selective absorption film 31 has been subjected plate-like heat collector 32A surface, both end openings zigzag refrigerant passage for the internal to flow through the refrigerant in the heat collector 32A 33A (indicated by the arrows in zigzag in Figure 1) is provided in the substantially entire region corresponding to the entire back surface of the solar cell module 2. 熱コレクタ32Aは、アルミ等の金属からなる上部集熱板321と下部集熱板322とからなっている。 Heat collector 32A is composed of the upper heat collecting plate 321 and the lower heat collecting plate 322 made of metal such as aluminum. この例では、冷媒通路33Aは、下部集熱板322の上面に、予め両端開口のジグザグ溝を設け、このジグザグ溝の上面に上部集熱板321を被せ、両者をその当接部位の箇所で接着又は溶接して一体化することで形成されている。 In this example, the refrigerant passage 33A is the upper surface of the lower heat collecting plate 322 is provided with a zigzag groove of previously open ends covered with a upper heat collecting plate 321 on the upper surface of the zigzag groove, both at the point of its contact sites gluing or welding to be formed by integrating. なお、冷媒通路33Aの図示せぬ入口端及び出口端は、集熱パネル3Aの短辺側であって同一の端面に設けられ、継手を介して冷媒循環用のヘッダ(分配主管)81,82に連結可能となっている。 Incidentally, not shown inlet and outlet ends of the refrigerant passage 33A is provided on the same end face a short side of the heat collection panel 3A, a header for coolant circulation through the fitting (pipe header) 81 and 82 has become can be connected to. そして、設置時には、光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aは、冷媒通路33Aの入口端及び出口端を屋根の棟側に向けて取付固定される。 At the time of installation, the photovoltaic - collector hybrid panel 1A is attached and fixed to the inlet and outlet ends of the refrigerant passage 33A toward the ridge side of the roof.
選択吸収膜31は、集熱効率を高く保つために太陽光から吸収した熱エネルギの放散を防ぐ機能を有し、上部集熱板321の表面にカーボン系の塗料を塗布することにより形成されている。 Selective absorption film 31 has a function of preventing dissipation of thermal energy absorbed from sunlight in order to maintain high heat collection efficiency, and is formed by applying a coating of carbon-based on the surface of the upper heat collecting plate 321 . ここで、選択吸収膜31としては、太陽熱の吸収効率が高く、輻射率の低い性質を有する材料(例えば、太陽光線吸収率:α=0.91〜0.94、放射率:ε=0.09〜0.12)である限り、カーボン系の塗料に限定されない。 Here, as the selective absorption film 31, absorption efficiency of the solar heat is high, the material (e.g., sunlight absorptivity with low characteristic emissivity: alpha = from 0.91 to 0.94, emissivity: epsilon = 0. as long as 09 to 0.12), but are not limited to coating the carbon-based.
【0034】 [0034]
上記構成の光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aを製作するには、まず、白板強化ガラス等の透明ガラス基板22−EVA等の接着フィルム24−シリコン太陽電池セル21,21,…−EVA等の接着フィルム24−選択吸収膜31付きの熱コレクタ32Aの順に重ね、全体を熱圧着することにより、太陽電池パネル2aの裏面に冷媒循環型の集熱パネル3Aを固着して一体する。 Photovoltaic the structure - heat collector to fabricate a hybrid panel 1A, first, the adhesive film 24 silicon solar cells 21, 21 such as a transparent glass substrate 22-EVA such as whiteboard tempered glass, ... adhesive such -EVA one on top of the film 24 selective absorption film 31 with a heat collector 32A, by the entire thermocompression bonding, integrally by fixing the heat collection panel 3A of the refrigerant circulating in the back surface of the solar cell panel 2a. そして、次に、太陽電池パネル2aの各辺(周縁端部)をブチルゴム等の封止材で封止し、最後に、縦枠23a,23a、横枠23b,23bを太陽電池パネル2aの各辺(周縁端部)に嵌め込んで組み付ける。 And then, sealed sides of the solar cell panel 2a (the peripheral edge) with a sealing material such as butyl rubber, finally, the vertical frame 23a, 23a, horizontal frame 23b, and 23b of the solar cell panel 2a each assembled is fitted to the side (peripheral edge). なお、この例では、集熱パネル3Aは、太陽電池モジュール2の裏面に選択吸収膜31が密着した状態で、太陽電池モジュール2の枠体23内に嵌合状態に納設され、しかも、熱コレクタ32Aの裏面と枠体23の下面とが、略面一に設定されるようになっている。 In this example, the heat collection panel 3A, in a state where selective absorption film 31 on the back surface of the solar cell module 2 is in close contact, is Osame設 the fitted state in the frame body 23 of the solar cell module 2, moreover, heat the lower surface of the back and the frame 23 of the collector 32A is adapted to be set substantially flush.
【0035】 [0035]
屋根パネルの構成 The configuration of the roof panel
図4は、同光発電−集熱ハイブリッドパネルを備える屋根パネルの構成を分解して示す分解斜視図、図5は、同屋根パネルの外観構成を示す斜視図、また、図6は、図5のB−B線に沿う断面図である。 4, the photovoltaic - collector exploded perspective view showing the configuration of a roof panel comprising a hybrid panel, FIG. 5 is a perspective view showing an external configuration of the roof panel, and FIG. 6, FIG. 5 it is a sectional view taken along the line B-B.
上記構成の光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aは、縦長型の屋根パネル(横寸法180〜190cm、縦寸法410〜510cm)4Aを工場で生産する際に、屋根下地パネル5の上面に設置されて屋根パネル4Aを構成する。 Photovoltaic above configuration - collector hybrid panel 1A is in producing elongated shaped roof panel (lateral dimension 180~190Cm, vertical dimension 410~510Cm) to 4A at the factory, is installed on the upper surface of the roof bed panel 5 constitute the roof panel 4A.
屋根下地パネル5は、細長四角の屋根下地と、この屋根下地を支える屋根枠組とからなっている。 Roof base panel 5 is made up of elongated and the square of the roof foundation, the roof framework to support this roof base. 屋根下地パネル5を構成する屋根下地は、構造用合板やパーティクルボード等の野地板53と、石膏ボード等の屋根裏材51との間に高断熱スチレンやウレタンフォーム(熱伝導率0.021〜0.035KCal/mh℃)等の断熱材52を詰めて断熱構造とされ、さらに、野地板53の上にアスファルトルーフィング(防水シート)54を敷いて防水構造とされている。 Roof bed constituting the roof bed panel 5, the sheathing roof board 53 such as a structural plywood or particle board, high adiabatic styrene or urethane foam between the attic member 51 of plasterboard (thermal conductivity 0.021 to 0 packed insulation 52 of .035KCal / mh ℃) or the like is a heat insulating structure, and further, a waterproof structure laid asphalt roofing (tarpaulin) 54 on the sheathing roof board 53.
また、屋根枠組は、屋根下地パネル5の長辺側側縁に配設される一対の取付縦桟(屋根構造部材)55a,55aと、短辺側側縁に配設される一対の取付横桟(屋根構造部材)55b,55bとから概略構成され、少なくとも、取付縦桟55a,55aの背は、屋根裏材51、断熱材52、野地板53、アスファルトルーフィング54及び光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aの厚さの総和と略等しいか、それよりも幾分高めに設定されている。 Also, the roof framework, a pair of mounting vertical bridge (roof structural member) that is disposed on the long side edge of the roof bed panel 5 55a, 55a, a pair of mounting laterally disposed on the short side edge bars are schematic configuration (roof structural member) 55b, and a 55b, at least, mounted vertical rails 55a, dorsal 55a is attic material 51, insulation 52, sheathing 53, asphalt roofing 54 and photovoltaic - collector hybrid panel 1A thickness of the total substantially equal to, and is set somewhat higher than that. なお、取付縦桟55a,55aの一端側(屋根棟側)には切欠Kが設けられていて、冷媒循環用のヘッダ81,82を配設できるようになっている。 Incidentally, the mounting vertical rails 55a, 55a at one end of the (roof ridge side) provided notch K, which is to be disposed headers 81, 82 for coolant circulation. また、この例では、屋根下地パネル5の横幅は、光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aの横幅(ただし、両側の取付用フランジ232Aを含めない横幅)と、略同一寸法に設定されている。 In this example, the width of the roof bed panel 5, the photovoltaic - the width of the collector hybrid panel 1A (where the width is not included on both sides of the mounting flanges 232A), are substantially the same size. 一方、屋根下地パネル5の縦寸法を、光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aの縦寸法よりも少し長く設定することで、屋根棟側に冷媒循環用のヘッダ81,82を配設するためクリアランスを持たせている。 On the other hand, the vertical dimension of the roof bed panel 5, the photovoltaic - collector than the longitudinal dimension of the hybrid panel 1A by setting slightly longer, a clearance for arranging the headers 81, 82 for the refrigerant circulating in the roof ridge side It is made to have.
【0036】 [0036]
屋根パネル4Aを製作するには、図4に示すように、まず、屋根裏材51−断熱材52−野地板53−アスファルトルーフィング54の順に貼り合わせて積層構造体とし、さらに、形成された積層構造体の四辺側端面に取付縦桟55a,55a、取付横桟55b,55bを当てがい、外側から釘打ち固定して屋根下地パネル5を構成した後、屋根下地パネル5の上に、予め製作しておいた光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aを載置する(取付縦桟55a,55a、取付横桟55b,55bで構成される屋根枠組の内側に納める)。 To fabricate the roof panel 4A, as shown in FIG. 4, first, bonded in the order of attic material 51- insulation material 52- sheathing 53- asphalt roofing 54 as a laminated structure, further, the formed multilayer structure body quadrilateral end face to the mounting vertical rails 55a, 55a, mounting rungs 55b, purchase shed 55b, after configuring the roof bed panel 5 by nailing fixed from the outside, on the roof base panel 5, and prefabricated photovoltaic had been - placing the heat collection hybrid panel 1A (attachment vertical bar 55a, 55a, mounting rungs 55b, fit inside the formed roof framework at 55b). このとき、上記したように、光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aは、底面平坦な構成とされ、また、屋根下地パネル5も上面平坦な構成とされているので、光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aの底面と屋根下地パネル5の上面とは完全な当接状態となる。 At this time, as described above, the photovoltaic - collector hybrid panel 1A is a bottom flat configuration, also, the roof bed panel 5 is also a top flat configuration, photovoltaic - collector Hybrid Panel 1A the complete contact state and the bottom surface and the top surface of the roof bed panel 5. 一方、この状態では、上記した寸法設定から明らかなように、光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aの枠体23(縦枠23a,23a)に設けられた取付用フランジ232,232は、屋根枠組の内側からはみ出して、取付縦桟55a,55aの上面に当接状態となるので、取付用フランジ232,232を取付縦桟55a,55aにビス止めして、図5及び図6に示す屋根パネル4Aを完成させる。 Meanwhile, in this state, as is clear from dimensioning described above, the photovoltaic - collector hybrid panel 1A of the frame body 23 (the vertical frame 23a, 23a) mounting flanges 232 and 232 provided in the roof framework protrudes from the inside, mounted vertical rails 55a, since the abutment on the upper surface of 55a, the mounting flange 232, 232 mounted vertical rails 55a, and screwed to 55a, the roof panel 4A shown in FIGS. 5 and 6 It is allowed to complete.
【0037】 [0037]
ユニット建物の組立図7は、ユニット建物の組立時、同屋根パネルを屋根ユニットの上に取付固定する様子を示す斜視図、図8は同部分断面図、図9は、この例で用いられる棟側屋根ユニットの構成を示す斜視図、また、図10は、この例で用いられる軒先側屋根ユニットの構成を示す斜視図である。 Building assembly view 7 of the unit building, when assembling the unit building, perspective view showing a manner of attaching and fixing the same roof panel on the roof unit, FIG. 8 is the same partial cross-sectional view, FIG. 9 is used in this example perspective view showing the configuration of the side roof unit, and FIG. 10 is a perspective view showing the structure of the eaves-side roof unit used in this example.
上記構成の屋根パネル4A,4A,…は、工場で生産された後、図7に示すように、ユニット建物の組立現場に輸送され、据付の完了した棟側屋根ユニット6aと軒先側屋根ユニット6bとの上に敷設されて、建物ユニット7,7,…等と共にユニット建物を構成する。 The structure of the roof panel 4A, 4A, ..., after being produced in a factory, as shown in FIG. 7, is transported to the assembly site of the unit building, and the completion of installation ridge-side roof unit 6a and eaves side roof unit 6b It is laid on top of the building units 7,7, which constitute the unit building with ... like.
ここでは、棟側屋根ユニット6aは、図9に示すように、ホームベース型の一対の妻小壁パネル61,61と、これらの妻小壁パネル61,61を連結する棟木62とトラス梁63,63とから構成されている。 Here, ridge side roof unit 6a, as shown in FIG. 9, purlin 62 and truss beam 63 which connects the pair of wife small wall panels 61, 61 of the home base type, these wife small wall panels 61 and 61 , and a 63. また、軒先側屋根ユニット6bは、図10に示すように、三角形状の一対の妻小壁パネル64,64と、これらの妻小壁パネル64,64を連結する継梁65と軒梁66とから構成されている。 Further, eaves-side roof unit 6b, as shown in FIG. 10, a triangular pair wife small wall panels 64 and 64, the Tsugihari 65 and eaves beams 66 for connecting the wife small wall panels 64 and 64 It is constructed from.
屋根パネル4Aは、図7に示すように、棟側の取付横桟55bを棟側屋根ユニット6aの棟木62の上面に重ね置く状態で、トラス梁63の上弦材63a、軒先側屋根ユニット6bの継梁65から、さらに軒梁66にまで架け渡されて敷設され、緊結金物を用いて棟木62、上弦材63a、継梁65、軒梁66に固定され、順次、屋根パネル4Aの幅方向に他の屋根パネル4A,4A,…も並設して屋根を構築する。 Roof panels 4A, as shown in FIG. 7, in a state of placing overlapping ridge side mounting rungs 55b on the upper surface of the purlin 62 the ridge-side roof unit 6a, the top chord member 63a of the truss beam 63, the eaves-side roof unit 6b from Tsugihari 65, laid is further hung up the eaves beams 66, purlin 62 with Tightened fittings, top chord members 63a, Tsugihari 65, is secured to the eaves beams 66, sequentially, in the width direction of the roof panel 4A other roof panel 4A, 4A, ... be arranged to build a roof. なお、我国において屋根の北側斜面には、光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aを備えていない通常の屋根パネルが敷設されることは勿論である。 Note that the north slope of the roof in Japan, photovoltaic - the collector normal roof panel without a hybrid panel 1A is laid as a matter of course.
このようにして、屋根パネル4A,4A,…の敷設が完了すると、屋根パネル4A,4A,…の棟側にヘッダ81,82を配設し、各光発電−集熱ハイブリッドパネル1A(集熱パネル3A)内に設けられた冷媒通路33Aの入口端及び出口端を、継手を介して、対応するヘッダ81,82に連結する等の配管工事を行う。 In this way, the roof panel 4A, 4A, when ... laying is complete, the roof panel 4A, 4A, the header 81, 82 is disposed on the ... ridge side of each photovoltaic - collector Hybrid Panel 1A (heat collection the inlet and outlet ends of the refrigerant passage 33A provided in the panel 3A) inside, through the joint, performing the plumbing such as connecting to the corresponding header 81.
【0038】 [0038]
住宅用ソーラシステムの構成 The configuration of the solar system for residential
図11は、住宅用ソーラシステムの構成を示す模式的断面図である。 Figure 11 is a schematic sectional view showing a configuration of a residential solar system.
屋根パネル4A,4A,…は、上記したように、建物ユニット7,7,…等とユニット建物を構成すると共に、同図に示すように、地上に設置される貯湯槽83や図示せぬポンプ等と住宅用ソーラシステムを構成する。 Roof panels 4A, 4A, ..., as described above, building units 7,7, with constituting ... etc and unit building, as shown in the figure, not-hot water storage tank 83 and shown installed on the ground pump constituting an equal and solar systems for residential use.
すなわち、この例の住宅用ソーラシステムは、屋根パネル4A,4A,…に一体的に組み付けられた光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aと、住宅内の給湯設備91,92や温水床暖房設備93に温水を供給するための貯湯槽83と、光発電−集熱ハイブリッドパネル1A(集熱パネル3A)と貯湯槽83との間を結んで、冷媒の循環路を構成するためのヘッダ81,82を含む配管84,85と、循環路内の冷媒を強制的に循環させるための図示せぬポンプとから概略構成され、太陽熱が不足する場合に備えて補助熱源86も有している。 That is, solar home systems this example, the roof panel 4A, 4A, photovoltaic are assembled integrally to ... - heat collection and hybrid panel 1A, the hot-water supply equipment 91, 92 and the hot water floor heating system 93 within the housing a hot water storage tank 83 for supplying hot water, photovoltaic - collector hybrid panel 1A by connecting between the (heat collection panel 3A) and hot water tank 83, a header 81, 82 for forming the circulation path of the refrigerant a pipe 84 and 85, including, the schematic configuration of a not shown pump for forcibly circulating the refrigerant in the circulation path, the auxiliary heat source 86 in case the solar heat is insufficient and also have.
なお、この住宅用ソーラシステムは、これらの他、図示せぬインバータや蓄電器等によっても構成されているが、公知ゆえ以下の説明において省略する。 In this residential solar system for, these other, are constituted by an inverter and capacitor or the like, not shown, is omitted in the following description known due. また、この例では、好適な冷媒として、例えば、代替フロン等の気体や、エチレングリコール等の不凍液体等が用いられる。 In this example, a suitable refrigerant, for example, gas such as CFC substitutes, antifreeze and the like such as ethylene glycol are used.
【0039】 [0039]
次に、図1、図3及び図11を参照して、この例のソーラシステムの動作について説明する。 Next, with reference to FIGS. 1, 3 and 11, the operation of the solar system in this example.
屋根上で太陽に晒される光発電−集熱ハイブリッドパネル1A(集熱パネル3A)では、選択吸収膜31を施された熱コレクタ32Aが太陽光Sによって加熱される。 Exposed light generator to the sun on the roof - the collector hybrid panel 1A (heat collection panel 3A), the heat collector 32A that has been subjected to selective absorption film 31 is heated by the sunlight S. ポンプの強制力により、入口端から熱コレクタ32A内に供給された低温の冷媒は、熱コレクタ32A内の冷媒通路33Aを通過する間に熱コレクタ32Aから熱を吸収して温度上昇し、高温の冷媒となって出口端からヘッダ82及び配管85を経由して地上の貯湯槽83に送られる。 By forcing the pump, low-temperature coolant supplied from the inlet end to the heat collector 32A is to increase in temperature by absorbing heat from the heat collector 32A while passing through the refrigerant passage 33A of the heat collector 32A, the high-temperature It is sent to the ground of the hot water storage tank 83 via the header 82 and the pipe 85 from the outlet end by a refrigerant. そして、そこで市水から得られた水に熱エネルギを与える。 And, where applying heat energy to the water obtained from the city water. この熱交換により、低温になった冷媒は、再びポンプによって、配管84及びヘッダ81を経由して、熱コレクタ32Aに送られて、光発電−集熱ハイブリッドパネル1A(集熱パネル3A)と貯湯槽83との間を循環する。 This heat exchange, the refrigerant becomes a low temperature, again by a pump, via a pipe 84 and header 81, is delivered to a heat collector 32A, photovoltaic - collector Hybrid Panel 1A (heat collection panel 3A) and hot water storage It circulates between the tank 83. なお、冷媒の循環によって、選択吸収膜31を介して熱コレクタ32Aに密接する太陽電池モジュール2は冷却される。 Incidentally, by the circulation of the refrigerant, the solar cell module 2 in close contact with the heat collector 32A through the selective absorption film 31 is cooled. 一方、貯湯槽83で温められた水は、日中のみならず夜になっても蓄熱されて、必要に応じてキッチンや浴室の給湯設備91,92に供給され、寒期には温水床暖房設備93にも供給されて、住宅の給湯負荷及び暖房熱負荷の低減に利用される。 On the other hand, water that has been heated by the hot water storage tank 83 is stored in the heat even at night as well as during the day only, if necessary, is supplied to the hot water supply equipment 91 and 92 of the kitchen or bathroom, hot water floor heating in the cold season is also supplied to the equipment 93, it is utilized to reduce the residential hot water supply load and heating load.
【0040】 [0040]
このように、この例の光発電−集熱ハイブリッドパネル1A(集熱パネル3A)によれば、太陽電池モジュール2の裏面に取着される板状の熱コレクタ32Aの内部に、かつ、(太陽電池モジュールの裏面全域に対応する)熱コレクタの略全域に冷媒通路33Aが設けられているので、集熱効率が極めて高く、それゆえ、給湯負荷や暖房熱負荷の低減に寄与できる。 Thus, the optical power generation of this example - according to the heat collection hybrid panel 1A (heat collection panel 3A), the inside of the plate-like heat collector 32A which is attached to the back surface of the solar cell module 2, and (sun since the refrigerant passage 33A is provided on the back surface corresponding to the entire area) substantially the entire region of the heat collector of the battery module, the heat collection efficiency is very high, therefore, it can contribute to a reduction of the hot water supply load or heating load.
【0041】 [0041]
また、太陽電池モジュール2の枠体23内に、集熱パネル3Aを構成する板状の熱コレクタ32Aも嵌合状態に納設され、かつ、この熱コレクタ32Aの裏面と枠体23の下面とが、略面一に設定されているので、屋根面に熱コレクタ32Aを密着載置して、屋根面と熱コレクタ32A裏面との間に放熱通気槽をなくすことができる。 Further, in the frame member 23 of the solar cell module 2, plate-like heat collector 32A constituting the heat collection panel 3A also Osame設 the fitting state, and the lower surface of the back and the frame 23 of the heat collector 32A but because it is set substantially flush, in close contact placing the heat collector 32A on the roof surface, it is possible to eliminate the heat dissipation vent tank between the roof surface and the heat collector 32A backside. この例では、屋根下地が断熱構造であるので、屋根下地を介して熱が逃げることもなく、したがって、集熱パネルの集熱効率が一段と向上する。 In this example, the roof bed is a heat insulating structure, without the application of heat escaping through the roof bed, therefore, the heat collecting efficiency of the heat collection panel is further improved. また、集熱パネルの集熱効率が向上すれば、太陽電池モジュール2も効果的に良く冷却されるので、太陽電池モジュール2の発電効率も向上する。 Also, if improved heat collection efficiency of the heat collection panel, the solar cell module 2 is also effectively be cooled, thereby improving the power generation efficiency of the solar cell module 2.
加えて、屋根への納まりが良く、屋根との一体化が容易となる。 In addition, a good fit to the roof, it is easy to integrate with the roof. それゆえ、屋根瓦との違和感も解消される。 Therefore, it is also eliminating discomfort of the roof tiles.
【0042】 [0042]
また、この例の光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aを備える屋根パネル4Aによれば、建物の工業生産化率を一層高め、品質の画一化、価格低廉化、現場施工負担の軽減化を一層達成できる。 Moreover, photovoltaic in this example - according to the roof panel 4A with a heat collecting hybrid panel 1A, further enhance the industrial production rate of the building, standardization of quality, price cost reduction, a reduction of the construction site burdens more It can be achieved. また、冷媒として、例えば代替フロンやエチレングリコール等を用いるので、熱交換効率が向上し、したがって、給湯負荷や暖房熱負荷をさらに低減できる。 Further, as the refrigerant, for example, since use of CFC substitutes, ethylene glycol, improved heat exchange efficiency, therefore, it is possible to further reduce the hot water supply load or heating load.
【0043】 [0043]
◇第2実施例次に、この発明の第2実施例について説明する。 ◇ next to a second embodiment, a description of a second embodiment of the present invention.
図12は、この発明の第2実施例である光発電−集熱ハイブリッドパネルの構成を分解して示す分解斜視図、また、図13は、同実施例における住宅用ソーラシステムの構成を示す模式的断面図である。 Figure 12 is a second photovoltaic an embodiment of the present invention - collector exploded perspective view a disassembled perspective view of a configuration of a hybrid panel, FIG. 13 is a schematic showing the structure of a residential solar system in the same embodiment it is a cross-sectional view.
この第2実施例の光発電−集熱ハイブリッドパネル1Bが、上記した第1実施例のそれと大きく異なるところは、冷媒循環型の集熱パネル3Aに代えて、図12に示すように、冷媒封入型の集熱パネル3Bを用いて構成した点である。 Photovoltaic of the second embodiment - collector hybrid panel 1B, but it greatly differs from the first embodiment described above, instead of the heat collecting panel 3A of the refrigerant circulating, as shown in FIG. 12, the refrigerant sealed in that constructed by using the type of heat collection panel 3B.
すなわち、この例の集熱パネル3Bは、表面に選択吸収膜31を施された板状の熱コレクタ32Bの内部に、互いに隔壁で隔てられた複数のかつ縦長の冷媒封入空間33B,33B,…が、(太陽電池モジュール2の裏面全域に対応する略全域に亘り)並設されてなり、これらの冷媒封入空間33B,33B,…には代替フロンやエチレングリコール等の一次冷媒が半充填状態で密封されている。 That is, heat collection panel 3B of this embodiment includes, in a selective absorption film 31 has been subjected plate-like heat collector 32B on the surface, a plurality of and elongated refrigerant filled space 33B separated by partition walls from each other, 33B, ... but (substantially over the entire area corresponding to the entire back surface of the solar cell module 2) will be arranged, these refrigerants enclosed space 33B, 33B, ... in the primary refrigerant such HCFC and ethylene glycol in a half-filled state It is sealed.
なお、この例の光発電−集熱ハイブリッドパネル1B及び屋根パネルでは、循環型の冷媒通路33Aに代えて、冷媒密封空間33B,33B,…とした点以外の各部は、第1実施例の構成各部と略同一の構成であるので、第1実施例の構成部分と同一の構成各部には同一の符号を付してその説明を省略する。 The optical power of this Example - collector hybrid panel 1B and the roof panel, instead of the refrigerant passage 33A of the circulation type, the refrigerant sealed space 33B, 33B, ... and the non-point each section, the configuration of the first embodiment It is substantially the same configuration as each part, any component parts identical configuration each portion and the first embodiment and their description is omitted with the same reference numerals.
【0044】 [0044]
また、この例のソーラシステムでは、冷媒循環型の光発電−集熱ハイブリッドパネル1Aに代えて、冷媒密封型の光発電−集熱ハイブリッドパネル1Bを用いることとしたことに伴い、図13に示すように、屋根パネル4Bの棟側にヘッダ81,82に代えて、一次冷媒と熱的に接触する熱交換部88を設け、この熱交換部88と貯湯槽83との間を配管86,87で結んで、一次冷媒と同一組成の二次冷媒を循環させる循環路を構成するようにしている。 Further, in the solar system in this embodiment, the refrigerant circulating in the photovoltaic - solar collector in place of the hybrid panel 1A, photovoltaic refrigerant sealed - with that we decided to use the heat collecting hybrid panel 1B, shown in FIG. 13 as such, instead of the header 81, 82 ridge side of the roof panel 4B, the heat exchanger 88 for contact with the primary refrigerant thermally formed, the pipe between the heat exchange portion 88 and the hot water tank 83 86 87 signed in, and so as to constitute a circulation path for circulating the secondary refrigerant having the same composition as the primary refrigerant.
【0045】 [0045]
上記構成のソーラシステムでは、集熱パネル3B内の冷媒封入空間33B,33B,…に封入された一次冷媒は、太陽光Sから吸収した熱で温度上昇し、対流ないしは気化により熱交換部88と熱的に接触する上端部に移動する。 The solar system with the above configuration, the refrigerant enclosed space 33B of the heat collection panel 3B, 33B, the primary refrigerant sealed ..., the temperature rise by the heat absorbed from sunlight S, and the heat exchange section 88 by convection or vaporization It moves to the upper end portion in thermal contact. 冷媒封入空間33B,33B,…の上端部に到達した一次冷媒は、熱交換部88に移ることはできないが、熱交換部88内の二次冷媒に熱を与える。 Refrigerant sealing space 33B, 33B, ... primary refrigerant which has reached the upper end of the can not be transferred to the heat exchanger 88, heat is applied to the secondary refrigerant in the heat exchange portion 88. これにより冷却した一次冷媒は、対流ないしは液化により冷媒封入空間33B,33B,…の下端部に沈み込む。 Primary refrigerant cooled by this refrigerant enclosed space 33B by convection or liquefaction, 33B, ... sink into the lower end of the. 下端部に沈み込んだ一次冷媒は、再び、太陽光Sから吸収した熱で温度上昇し、上述のサイクルを繰り返す。 Primary refrigerant sunk in its lower end, again, the temperature rises by the heat absorbed from sunlight S, repeating the cycle described above. 一方、二次冷媒は、ポンプの作用力により、熱交換部88に送り込まれ、そこで一次冷媒から熱を与えられ、高温媒体となって貯湯槽83に送られる。 On the other hand, secondary refrigerant by the action force of the pump is fed into the heat exchanger 88, where given a heat from the primary coolant is sent to the hot water storage tank 83 becomes a high temperature medium. そして、貯湯槽83に蓄えられる水に熱を与える。 Then, heat is applied to the water stored in the hot water storage tank 83. 低温になった二次冷媒は、再び、配管84を経由して屋根上の熱交換部88に送られる。 Secondary refrigerant became low again, and sent to the heat exchanging portion 88 of the roof through the pipe 84. このように、二次冷媒は、熱交換部88と蓄熱槽83との間を循環して、集熱パネル3Bが太陽光Sから吸収した熱を貯湯槽83に運ぶ。 Thus, the secondary refrigerant circulates between the heat exchange portion 88 and the heat storage tank 83, carrying the heat collector panel 3B is absorbed from sunlight S in the hot water storage tank 83. 貯湯槽83で温められた水は、日中のみならず夜になっても蓄熱されて、必要に応じてキッチンや浴室の給湯設備91,92に供給され、寒期には温水床暖房設備93にも供給されて、住宅の給湯負荷及び暖房熱負荷の低減に利用される。 The warmed water in the hot water storage tank 83, and stored in the heat even at night as well as during the day only, is supplied to the hot water supply equipment 91 and 92 of the kitchen or bathroom, if necessary, hot water floor heating facilities in the cold season 93 be supplied, it is utilized to reduce the residential hot water supply load and heating load on.
【0046】 [0046]
この第2実施例の構成によれば、第1実施例において述べたと略同様の効果を得ることができる。 According to the configuration of the second embodiment, it is possible to obtain substantially the same effects as described in the first embodiment. これに加えて、集熱パネル3B内に、一次冷媒が予め封入されているので、設置の際、集熱パネル3B内に冷媒を流し込む作業(冷媒通流用の配管ジョイント作業)を省略できる。 In addition, the heat collection panel 3B, since the primary refrigerant is previously sealed, during installation, can be omitted work for pouring coolant (pipe joint work of the refrigerant through diverted) in the heat collection panel 3B. それゆえ、設置作業が安全かつ簡易となる。 Therefore, installation work is safe and simple.
【0047】 [0047]
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。 Having thus described in detail with reference to the drawings an embodiment of the present invention, the specific configuration is not limited to this embodiment, and any modifications of the design within the range of not departing from the gist of the present invention the present invention include. 例えば、冷媒通路や冷媒封入空間の寸法形状及び形成方法は、必要に応じて変更できる。 For example, dimensions and method of forming the refrigerant passage and the refrigerant enclosed space can change as necessary. また、シリコン太陽電池セルを支える透明基板としては、透明ガラス基板に限らず、透明な硬質樹脂でも良い。 Further, the transparent substrate supporting the silicon solar cell is not limited to a transparent glass substrate, or a transparent hard resin. また、シリコン太陽電池セルは、単結晶シリコンに限らず、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等でも良い。 The silicon solar cell is not limited to a single-crystal silicon, or polycrystalline silicon, amorphous silicon or the like. また、上述の実施例では、太陽電池モジュールを表面ガラス樹脂ラミネートタイプに構成したが、これに限らず、ガラスサンドイッチタイプに構成しても良い。 Further, in the above embodiment has been configured to the surface glass resin laminate type solar cell module is not limited thereto, it may be configured in a glass sandwich type. 熱コレクタの材質は、アルミ等の金属に限らず、熱伝導率が高く、耐候性、耐熱性にも優れたものである限り、プラスチック、無機材等であっても良い。 The material of the heat collector is not limited to a metal such as aluminum, high thermal conductivity, weatherability, as far as it is excellent in heat resistance, plastic, may be inorganic material or the like. また、太陽電池モジュールの裏面に集熱パネルを接着する接着剤としては、EVAに限らず、例えば、シリコーン樹脂等のように、透明性が高く、熱伝導率が高いものであれば良い。 As the adhesive for bonding the heat collection panel on the rear surface of the solar cell module is not limited to EVA, for example, as such as a silicone resin, high transparency, as long as high thermal conductivity. また、ソーラシステム建物は、鉄骨系であると木質系であるとを問わない。 In addition, the solar system building, does not matter If it is wood-based and is a steel frame system.
また、光発電−集熱ハイブリッドパネルを一体的に備える屋根パネルに対して、予め工場にて、妻小壁パネルやトラス梁等の支持構造部を取着して屋根ユニットを構成することもできる。 Further, the photovoltaic - it against the roof panel provided integrally with the heat collection hybrid panel, in advance factories, also configure the roof unit by attaching the support structure such as a wife small wall panels and truss beams .
【0048】 [0048]
また、上述の第1実施例においては、冷媒循環型の集熱パネル3A内に出入口を有するジグザグ状の冷媒通路33Aを設ける場合について述べたが(図1)、これに限らず、例えば、図14に示す光発電−集熱ハイブリッドパネル1Cのように、集熱パネル3C内を冷媒が縦横に流れる分岐型の冷媒通路33Cを設けるようにしても良い。 In the first embodiment described above has dealt with the case of providing a zigzag refrigerant passage 33A having the doorway into the refrigerant circulating the heat collection panel 3A (Fig. 1), not limited to this, for example, FIG. photovoltaic shown in 14 - collector as a hybrid panel 1C, the refrigerant heat collection panel 3C may be provided refrigerant passage 33C of the branched flow vertically and horizontally. また、冷媒通路33A,33Cの出入口は、各1箇所に限定されない。 The refrigerant passage 33A, entrance of 33C is not limited to one each.
また、上述の第2実施例においては、冷媒封入型の集熱パネル3Bの内部に互いに隔壁で隔てられた複数のかつ縦長の冷媒封入空間33B,33B,…を設ける場合について述べたが(図12)、これに限らず、例えば、図15に示す光発電−集熱ハイブリッドパネル1Dのように、集熱パネル3D内を一次冷媒が規則的にあるいは無秩序に分流合流して流れる冷媒封入空間33Dを設けるようにしても良い。 In the second embodiment described above, a plurality of and elongated refrigerant filled space 33B separated by partition walls from one another in the interior of the refrigerant encapsulated in the heat collection panel 3B, has dealt with the case of providing 33B, ... (Fig. 12), not limited to this, for example, photovoltaic shown in FIG. 15 - collector as a hybrid panel 1D, the refrigerant filled space primary refrigerant heat collection panel 3D flows merge regularly or randomly shunt 33D it may be provided. あるいは、例えば、図16に示す光発電−集熱ハイブリッドパネル1Eのように、両端が封止された多数のパイプ部材33E,33E,…を束にして冷媒封入空間を構成しても良い。 Alternatively, for example, photovoltaic shown in FIG. 16 - collector as a hybrid panel 1E, a number of the pipe member 33E with both ends sealed, 33E, ... may be constructed refrigerant filled space in the bundle.
【0049】 [0049]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、この発明の光発電−集熱ハイブリッドパネルの構成によれば、請求項6及び7に具体的に記載したように、太陽電池モジュールの枠体内に、集熱パネルを構成する板状の熱コレクタも嵌合状態に納設され、かつ、この熱コレクタの裏面と枠体の下面とが、略面一に設定されているので、屋根面に熱コレクタを密着載置できるため、屋根面と熱コレクタ裏面との間に放熱通気槽をなくすことができる。 As described above, the photovoltaic of the present invention - According to the heat collection of the hybrid panel structure, as specifically set forth in claim 6 and 7, the frame body of the solar cell module, constituting the heat collection panel plate-like heat collector also Osame設 the fitting state, and the lower surface of the back and the frame of the heat collector, because it is set substantially flush, since it location mounting contact heat collector roof You can eliminate the heat dissipation vent tank between the roof surface and the heat collector backside. そして、請求項10に具体的に記載したように、屋根下地も断熱構造とすれば、屋根下地を介して熱が逃げることもなく、したがって、集熱パネルの集熱効率が一段と向上する。 As specifically described in claim 10, when the roof bed also a heat insulating structure, without the application of heat escaping through the roof bed, therefore, the heat collecting efficiency of the heat collection panel is further improved. また、集熱効率の向上により、太陽電池モジュールも効果的に冷却されるので、発電効率の向上も期待できる。 Also, by improving the heat collection efficiency, since the solar cell module is effectively cooled, even the improvement of power generation efficiency can be expected.
加えて、太陽電池モジュールの裏面に取着される板状の熱コレクタの内部に冷媒通路が設けられているので、集熱効率が極めて高く、それゆえ、給湯負荷や暖房熱負荷の低減に寄与できる。 In addition, since the refrigerant passage is provided within the plate-like heat collector which is attached to the back surface of the solar cell module, the heat collection efficiency is very high, therefore, it can contribute to a reduction in hot-water supply load and heating load .
また、上記したように、屋根面に熱コレクタを密着載置できるため、屋根への納まりも良く、屋根との一体化が容易となるので、現場での取付施工負担を軽減できる。 Further, as described above, since it is possible location mounting contact heat collector roof, fits into the roof may be, since it is easy to integrate with the roof, can be reduced mounting construction burden on site.
また、この発明の構成の屋根パネル、屋根ユニットによれば、建物の工業生産化率を一層高め、品質の画一化、価格低廉化、現場施工負担の軽減化を促進することができる。 In addition, the roof panel of the configuration of the present invention, according to the roof unit, further enhance the industrial production rate of the building, it is possible to promote standardization of quality, price cost reduction, a reduction of the construction site burden.
【0050】 [0050]
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】この発明の第1実施例である光発電−集熱ハイブリッドパネルの構成を分解して示す分解斜視図である。 Is a exploded perspective view showing the heat collection of hybrid panel structure - [1] photovoltaic a first embodiment of the present invention.
【図2】同光発電−集熱ハイブリッドパネルの外観構成を概略示す斜視図である。 Is a perspective view showing schematically the external appearance of the heat collection hybrid panel - Figure 2 the photovoltaic.
【図3】図2のA−A線に沿う断面図である。 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
【図4】同光発電−集熱ハイブリッドパネルを備える屋根パネルの構成を分解して示す分解斜視図である。 It is a exploded perspective view showing the configuration of a roof panel comprising a heat collecting hybrid panel - Figure 4 the photovoltaic.
【図5】同屋根パネルの外観構成を示す斜視図である。 5 is a perspective view showing the external configuration of the roof panel.
【図6】図5のB−B線に沿う断面図である。 6 is a sectional view taken along line B-B in FIG.
【図7】ユニット建物の組立時、同屋根パネルを屋根ユニットの上に取付固定する様子を示す斜視図である。 [7] During assembly of the unit building, it is a perspective view showing a manner of attaching and fixing the same roof panel on the roof unit.
【図8】同ユニット建物の組立時、同屋根パネルを屋根ユニットの上に取付固定する様子を示す部分断面図である。 [8] During assembly of the same unit building is a partial cross-sectional view showing the manner of attaching and fixing the same roof panel on the roof unit.
【図9】この例で用いられる棟側屋根ユニットの構成を示す斜視図である。 9 is a perspective view showing the configuration of a ridge-side roof unit used in this example.
【図10】この例で用いられる軒先側屋根ユニットの構成を示す斜視図である。 10 is a perspective view showing the structure of the eaves-side roof unit used in this example.
【図11】同実施例における住宅用ソーラシステムの構成を示す模式的断面図である。 11 is a schematic sectional view showing a configuration of a residential solar system in the same embodiment.
【図12】この発明の第2実施例である光発電−集熱ハイブリッドパネルの構成を分解して示す分解斜視図である。 It is a exploded perspective view showing the heat collection of hybrid panel structure - [12] photovoltaic a second embodiment of the present invention.
【図13】同実施例における住宅用ソーラシステムの構成を示す模式的断面図である。 13 is a schematic sectional view showing a configuration of a residential solar system in the same embodiment.
【図14】第1実施例の変形例である光発電−集熱ハイブリッドパネルの構成を分解して示す分解斜視図である。 It is a exploded perspective view showing the configuration of a heat collection hybrid panel - Figure 14 photovoltaic is a modification of the first embodiment.
【図15】第2実施例の変形例である光発電−集熱ハイブリッドパネルの構成を分解して示す分解斜視図である。 It is a exploded perspective view showing the configuration of a heat collection hybrid panel - Figure 15 photovoltaic is a modification of the second embodiment.
【図16】第2実施例の別の変形例である光発電−集熱ハイブリッドパネルの構成を分解して示す分解斜視図である。 It is a exploded perspective view showing the configuration of a heat collection hybrid panel - Figure 16 photovoltaic is another modification of the second embodiment.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1A,1B,1C,1D,1E 光発電−集熱ハイブリッドパネル2 太陽電池モジュール2a 太陽電池パネル21 シリコン太陽電池セル(太陽電池セル) 1A, 1B, 1C, 1D, 1E photovoltaic - collector hybrid panel 2 solar cell modules 2a solar panel 21 silicon solar cells (solar cells)
22 透明ガラス基板(透明基板) 22 transparent glass substrate (transparent substrate)
23 枠体3A,3B,3C 集熱パネル31 選択吸収膜32A,32B 熱コレクタ33A,33C 冷媒通路33B,33D 冷媒封入空間(密封空間、縦長空間) 23 frame 3A, 3B, 3C heat collection panel 31 selective absorption film 32A, 32B heat collector 33A, 33C coolant passage 33B, 33D refrigerant sealing space (sealed space, Vertical space)
33E パイプ部材(密封空間、縦長空間) 33E pipe member (sealed space, Vertical space)
4A,4B 屋根パネル5 屋根下地パネル(屋根下地) 4A, 4B roof panel 5 roof base panel (roof base)
51 屋根裏材52 断熱材53 野地板54 アスファルトルーフィング(防水シート) 51 attic material 52 heat insulating material 53 sheathing 54 Asphalt Roofing (tarpaulin)
55a 取付縦桟(屋根枠材) 55a mounted vertical bars (roof frame material)
55b 取付横桟(屋根枠材) 55b mounting rung (roof frame material)
81,82 ヘッダ(分配主管) 81 Header (pipe header)
83 貯湯槽(外部熱受容部) 83 hot water tank (external heat receiving unit)
84,85 配管88 熱交換部91,92 給湯設備93 温水床暖房設備(暖房設備) 84 and 85 the pipe 88 heat exchange portions 91 and 92 hot water supply equipment 93 hot-water floor heating equipment (heating equipment)
S 太陽光 S sunlight

Claims (18)

  1. 太陽光から直接電力を取り出すための太陽電池モジュールと、太陽光から熱エネルギを取り出すための集熱パネルとの組み合わせからなる光発電−集熱ハイブリッドパネルであって、 The solar cell module for extracting power directly from sunlight, combined photovoltaic consisting of heat collection panel for extracting heat energy from sunlight - a heat collection hybrid panel,
    前記集熱パネルには、当該ハイブリッドパネルの外部に設けた外部熱受容部から循環してくる外部二次冷媒と、所定の熱交換部にて熱的に接触し、太陽光から吸収した熱を該外部二次冷媒に与えるための内部一次冷媒が予め封入されていることを特徴とする冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネル。 The heat collection panel, an external secondary refrigerant coming circulated from external heat receiving portion provided on the outside of the hybrid panel, thermal contact at a predetermined heat exchanging unit, the absorbed heat from sunlight refrigerant encapsulated photovoltaic, characterized in that the internal primary refrigerant for providing the external secondary refrigerant is previously sealed - collector hybrid panel.
  2. 前記集熱パネルは、剛性のある素材から作られ、かつ、前記太陽電池モジュールの裏面に取着される板状の熱コレクタを有し、該熱コレクタの内部には密封空間が設けられ、該密封空間内には前記内部一次冷媒が予め封入されていることを特徴とする請求項1記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネル。 The heat collection panel is made from a rigid material, and has a plate-like heat collector which is attached to the back surface of the solar cell module, in the interior of the heat collector sealed space is provided, the photovoltaic refrigerant encapsulated in claim 1, wherein the sealed space, wherein the inner primary refrigerant is previously sealed - collector hybrid panel.
  3. 前記密封空間は、板状の前記熱コレクタ内に広く分布し、かつ、剛性のある隔壁によって互いに仕切られた複数の空間からなることを特徴とする請求項2記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネル。 The sealed space is widely distributed in the plate of the heat in the collector and photovoltaic refrigerant encapsulated according to claim 2, characterized in that a plurality of spaces partitioned from each other by a rigid partition - collector hybrid panel.
  4. 前記密封空間は、板状の前記熱コレクタ内に広がり、かつ、該密封空間には、その天井部を支えるために、剛性のある複数の支持部材が散在していることを特徴とする請求項2記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネル。 Claim wherein the sealed space is spread plate of the heat in the collector, and the said sealing space, in order to support the ceiling portion, and a plurality of support members having rigidity are scattered photovoltaic refrigerant encapsulated in the 2 wherein - collector hybrid panel.
  5. 前記密封空間は、傾斜設置面の流れ方向にそれぞれ延びる複数の縦長空間からなり、これらの縦長空間は、剛性のある隔壁によって、互いに仕切られた状態で、前記太陽電池モジュールの裏面に沿って並設されていることを特徴とする請求項3記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネル。 Parallel said sealed space includes a plurality of elongated spaces each extending in the flow direction of the inclined installation surface, these longitudinal spaces, by a rigid partition, in a state of being separated from one another, along the rear surface of the solar cell module photovoltaic claim 3 refrigerant sealing type wherein a being set - collector hybrid panel.
  6. 前記太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを透明基板上に封止状態に配設してなる太陽電池パネルと、該太陽電池パネルをその周端部にて支える枠体とからなると共に、 The solar cell module includes a solar cell panel formed by disposed sealingly a plurality of solar cells on a transparent substrate, with consists of a frame supporting the solar panel at its peripheral edge,
    該枠体内には、前記集熱パネルを構成する前記板状の熱コレクタも嵌合状態に納設され、かつ、該熱コレクタの裏面と前記枠体の下面とが、略面一に設定されていることを特徴とする請求項2,3,4又は5記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネル。 The said frame body, the heat collector of the plate constituting the heat collecting panels are Osame設 the fitting state, and the lower surface of the frame member and the rear surface of the heat collector, is set substantially flush and that it refrigerant encapsulated photovoltaic claims 2, 3, 4 or 5, wherein - the heat collection hybrid panel.
  7. 前記内部一次冷媒は、少なくとも代替フロン又はエチレングリコールを含んでなることを特徴とする請求項1,2,3,4,5又は6記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネル。 It said inner primary refrigerant of claim 1, 2, 3, 4 or 6 refrigerant sealing die according to characterized in that it comprises at least CFC or ethylene glycol photovoltaic - collector hybrid panel.
  8. 太陽光から直接電力を取り出すための太陽電池モジュールと、太陽光から熱エネルギを取り出すための集熱パネルとの組み合わせからなる光発電−集熱ハイブリッドパネルであって、 The solar cell module for extracting power directly from sunlight, combined photovoltaic consisting of heat collection panel for extracting heat energy from sunlight - a heat collection hybrid panel,
    前記太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを透明基板上に封止状態に配設してなる太陽電池パネルと、該太陽電池パネルをその周端部にて支える枠体とからなると共に、 The solar cell module includes a solar cell panel formed by disposed sealingly a plurality of solar cells on a transparent substrate, with consists of a frame supporting the solar panel at its peripheral edge,
    前記集熱パネルは、前記太陽電池モジュールの裏面に取着される板状の熱コレクタを有し、該熱コレクタの内部には冷媒が通過する両端開口の冷媒通路が設けられていて、かつ、前記太陽電池モジュールの枠体内には、前記集熱パネルを構成する前記板状の熱コレクタも嵌合状態に納設され、かつ、該熱コレクタの裏面と前記枠体の下面とが、略面一に設定されていることを特徴とする冷媒循環型の光発電−集熱ハイブリッドパネル。 The heat collector panel has a plate-like heat collector which is attached to the back surface of the solar cell module, in the interior of the heat collector be provided refrigerant passages across openings through which the refrigerant, and, wherein the frame body of the solar cell module, the heat collector of the plate constituting the heat collecting panels are Osame設 the fitted state, and, and the lower surface of the frame member and the rear surface of the heat collector, substantially plane refrigerant circulation type photovoltaic, characterized in that it is set to one - collector hybrid panel.
  9. 屋根下地が屋根枠材に支持固定されてなる屋根パネルの上面に、請求項1,2,3,4,5,6,7又は8記載の光発電−集熱ハイブリッドパネルが、予め一体的に取付固定されてなることを特徴とする屋根パネル。 The upper surface of the roof panel roof bed is supported fixed to the roof frame member, photovoltaic according to claim 7 or 8, wherein - heat collection hybrid panels, pre integrally roof panel characterized by comprising fixedly attached.
  10. 前記屋根下地は、屋根裏材−断熱材−野地板−防水シートの順の層構造からなることを特徴とする請求項9記載の屋根パネル。 The roof bed is attic material - insulation material - sheathing - roof panel according to claim 9, wherein the consisting order of the layer structure of the waterproof sheet.
  11. 前記屋根下地及び前記光発電−集熱ハイブリッドパネルは、傾斜屋根面の流れ方向と直交する方向にて相対向するそれぞれの両側面を一対の屋根枠材によって共に挟接される態様で、当該一対の屋根枠材にそれぞれ固定されていることを特徴とする請求項9又は10記載の屋根パネル。 The roof bed and the light generator - collector hybrid panels, in the manner both tight-holding the respective sides facing each other in a direction perpendicular to the flow direction of the inclined roof surface by the pair of roof frame member, the pair claim 9 or 10 roof panel wherein the the roof frame member are fixed.
  12. 請求項9,10又は11記載の屋根パネルと、該屋根パネルを支持するための支持構造部とを有してなることを特徴とする光発電−集熱ハイブリッドパネルを備える屋根ユニット。 Roof unit comprising a heat collecting hybrid panel - and roof panels according to claim 9, 10 or 11, wherein the photovoltaic characterized by comprising a support structure for supporting the roof panel.
  13. 建物内の給湯設備又は暖房設備に温水を供給するための貯湯槽と、建物の屋根上に設置される請求項1,2,3,4,5,6又は7記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルと、 And hot water tank for supplying hot water to the hot water supply equipment or heating equipment in the building, photovoltaic refrigerant encapsulated according to claim 1,2,3,4,5,6 or 7, wherein is installed on the roof of a building - and the collector hybrid panel,
    該光発電−集熱ハイブリッドパネルの一部を構成する前記集熱パネル内に封入された前記内部一次冷媒と前記集熱パネル外の前記外部二次冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換部と、 Optical power - collector heat exchanger to perform heat exchange between the inner primary refrigerant sealed in the collector the heat panel constituting a part of a hybrid panel and the external secondary refrigerant outside the heat collection panel and parts,
    該熱交換部と前記貯湯槽との間を結んで、前記外部二次冷媒の循環路を構成するための配管と、該配管内に封入された前記外部二次冷媒を強制的に循環させるためのポンプとを有してなることを特徴とするソーラシステム。 It connects between the hot water storage tank and the heat exchange unit, circulation piping for constituting the external secondary refrigerant, for forcibly circulating said external secondary refrigerant sealed in 該配 tube solar system characterized by comprising and a pump.
  14. 建物内の給湯設備又は暖房設備に温水を供給するための貯湯槽が備えられ、かつ、傾斜屋根上には請求項1,2,3,4,5,6又は7記載の冷媒封入型の光発電−集熱ハイブリッドパネルが設置されてなるソーラシステム建物であって、 Hot water storage tank is provided for supplying hot water to the hot water supply equipment or heating equipment in the building, and is on the inclined roof light refrigerant encapsulated according to claim 1,2,3,4,5,6 or 7, wherein power - collector hybrid panel is a solar system building consisting installed,
    前記光発電−集熱ハイブリッドパネルの棟側である上端部には、該光発電−集熱ハイブリッドパネルの一部を構成する前記集熱パネル内に封入された前記内部一次冷媒と前記集熱パネル外の前記外部二次冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換部が設けられ、該熱交換部と前記貯湯槽とが配管で結ばれて前記外部二次冷媒の循環路が構成され、かつ、該循環路には前記外部二次冷媒を強制的に循環させるためのポンプが設置されていることを特徴とするソーラシステム建物。 The photovoltaic - at the upper end a ridge-side of the heat collection hybrid panel, optical power - collector hybrid panel the heat collector panel and the inner primary refrigerant sealed in the heat collection panel constituting a part of heat exchanger to perform heat exchange is provided between said external secondary refrigerant of the outer circulation passage of the external second refrigerant heat exchange portion and the hot water tank is connected by pipe is formed, and, solar system building in the circulation path, wherein a pump for forcibly circulating said external secondary refrigerant is disposed.
  15. 建物の屋根上に設置される請求項8記載の冷媒循環型の光発電−集熱ハイブリッドパネルと、 Refrigerant circulation type photovoltaic according to claim 8 which is installed on the roof of the building - the collector hybrid panel,
    前記建物内の給湯設備又は暖房設備に温水を供給するための貯湯槽と、 And hot water tank for supplying hot water to the hot water supply equipment or heating equipment in the building,
    前記光発電−集熱ハイブリッドパネルと前記貯湯槽との間を結んで、前記冷媒の循環路を構成するための配管と、 The photovoltaic - connects between the collector hybrid panel and the hot water storage tank, a pipe for forming the circulation path of the refrigerant,
    該配管内に封入された前記冷媒を強制的に循環させるためのポンプとを有してなることを特徴とするソーラシステム。 Solar system characterized by comprising a pump for forcibly circulating the refrigerant sealed in 該配 tube.
  16. 建物内の給湯設備又は暖房設備に温水を供給するための貯湯槽が備えられ、かつ、屋根上には請求項8記載の冷媒循環型の光発電−集熱ハイブリッドパネルが設置されてなるソーラシステム建物であって、 Hot water storage tank is provided for supplying hot water to the hot water supply equipment or heating equipment in the building, and is on the roof photovoltaic refrigerant recycling of claim 8 - collector solar system the hybrid panel is installed a building,
    前記光発電−集熱ハイブリッドパネルと前記貯湯槽とが配管で結ばれて前記冷媒の循環路が構成され、かつ、該循環路には前記冷媒を強制的に循環させるためのポンプが設置されていることを特徴とするソーラシステム建物。 The photovoltaic - collector said hybrid panel and the hot water tank is connected by a pipe circulation path of the refrigerant is formed, and, in the circulation path is installed a pump for forcibly circulating said refrigerant solar system building, characterized in that there.
  17. 前記循環路内を流れる前記外部二次冷媒又は冷媒は、少なくとも代替フロン又はエチレングリコールを含んでなることを特徴とする請求項14又は16記載のソーラシステム建物。 Wherein said external secondary refrigerant or coolant flowing through the circulation path is claim 14 or 16 solar system building wherein it comprises at least CFC or ethylene glycol.
  18. 前記暖房設備は、温水床暖房設備であることを特徴とする請求項14又は16記載のソーラシステム建物。 The heating equipment, according to claim 14 or 16 solar system building wherein it is a hot water floor heating facilities.
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