JP5088222B2 - Solar cell module - Google Patents
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Description
本発明は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池を備えた太陽電池モジュールに関する発明である。 The present invention relates to a solar cell module including a solar cell that converts solar energy into electrical energy.
太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する多数の太陽電池を備えた太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジュールを車両に搭載したものは従来一般に知られている。(たとえば特許文献1および2)。特許文献1では、車両の太陽光が当たる部分に太陽電池を備えたソーラーカーが示され、特許文献2ではハイブリッド自動車に太陽電池を搭載させることでさらなる燃費の向上を図っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a solar cell module that includes a large number of solar cells that convert solar energy into electrical energy and that has the solar cell module mounted on a vehicle is generally known. (For example,
また、太陽電池モジュールを構成する太陽電池が日射により温度上昇すると発電効果が低下することも従来から指摘されている。そこで、このような太陽電池の発電効果の低減を抑制するため、太陽電池を冷却させる装置が提案されている。(たとえば特許文献1および3)。
特許文献1および3に記載された従来技術においては、換気手段を利用し太陽電池の周りの熱を持った空気を逃がし太陽電池の温度上昇を抑制させるという手段であった。しかしこの方法では換気するための装置が必要となる。さらに太陽電池とボディが常に接触した構成であるためボディからの熱を常に受けることになり、このためボディが高熱のときは太陽電池も高熱になり、温度上昇抑制の効果が低減していた。またボディからの熱を遮断する装置も存在しなかった。
In the prior art described in
そこで、本発明は上記の点に着目してなされたものであり、高熱のボディから太陽電池に熱が伝わっていた従来の構造を改良し、太陽電池の発電効果の低下を抑制することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made paying attention to the above points, and aims to improve the conventional structure in which heat is transferred from a high heat body to the solar cell and to suppress a decrease in the power generation effect of the solar cell. And
本発明は、太陽電池をボディ部材から切り離すことを可能とし、切り離すことでボディからの熱の移動を遮断することができるようにした。また、逆に太陽電池の方がボディ部材より高温であれば、太陽電池をボディ部材に接触させることで太陽電池の熱をボディ側に逃がすことができるようにした。 According to the present invention, the solar cell can be separated from the body member, and the movement of heat from the body can be blocked by the separation. Conversely, if the solar cell is hotter than the body member, the heat of the solar cell can be released to the body side by bringing the solar cell into contact with the body member.
請求項1によれば、請求項1によれば、太陽電池を集結した太陽電池モジュールにおいて、太陽電池もしくは伝熱部材を上下に移動可能とした。これにより、太陽電池の下にある伝熱部材と太陽電池の接触および分離が可能となるため、太陽電池と伝熱部材の間で熱の伝導および遮断が可能となる。そして、太陽電池の温度が伝熱部材の温度以上のときは太陽電池と伝熱部材とを接触させ熱を逃がすことが可能となり、また太陽電池の温度が伝熱部材の温度より小さいときは両者を分離させ熱を遮断させる。
According to
請求項2によれば、太陽電池の素材を支持部材の素材よりも熱伝導率の高い素材にすることで、ボディと太陽電池の間を熱が伝わりにくくすることができる。
According to
請求項3または4によれば、太陽電池を搭載した太陽電池車両において、請求項1または2での伝熱部材を車両のボディ部材であるとした。これにより、車両のボディ部材を伝熱部材として利用することで、伝熱部材を別途設ける必要がない。According to
請求項5によれば、光電変換装置は、太陽電池と、太陽電池を固定する固定板とを含むものとした。そして固定版は、太陽電池と支持部材の間に介入され、太陽電池と一体になり上下可能とした。固定板を設けることで、太陽電池が軽薄なものであっても固定板が土台となり強度を上げることができる。According to
請求項6によれば、太陽電池の温度と伝熱部材の温度を測定し、太陽電池の温度が伝熱部材より高い場合は伝熱部材と接触させ、逆に伝熱部材の方が高温の場合は伝熱部材から離す。これにより、太陽電池が高温になり発電量が低下することを軽減できる。
According to
本発明によれば、太陽電池の温度が伝熱部材の温度以上のときは太陽電池と伝熱部材を接触させ、太陽電池の温度が伝熱部材の温度より低いときは太陽電池を伝熱部材から離すことで発電量の低下を抑制させることが可能となる。 According to the present invention, when the temperature of the solar cell is equal to or higher than the temperature of the heat transfer member, the solar cell and the heat transfer member are brought into contact, and when the temperature of the solar cell is lower than the temperature of the heat transfer member, the solar cell is It is possible to suppress a decrease in the amount of power generation by separating from the distance.
以下に、本発明の太陽電池モジュールを搭載した車両の構造について、図面を参照して一例を説明する。図1に、本発明の太陽電池搭載車両のルーフ部分を示す。ルーフ部分のボディ部材3に図1のように室内方向に陥没した広いくぼみをもたせ、陥没させていない部分の延長線上に強化ガラス1を設置させる。これによりボディ部材3と強化ガラス1で囲まれる空間7が設けられる。空間7内に太陽電池モジュール2を固定した固定板4を配置する。固定板4は図1のように支持部材5に支持されていて、支持部材5はボディ部材3を貫通し、ボディ部材3に固定されたモータ6aの連結部材6bにつながっている。なお、陥没部分のボディ部材3の上表面と、固定板4の下表面は接触したとき密着できるよう、同じ形状になっている。また固定板4の素材として、熱伝導率および強度が高いステンレス鋼を用いることにより、ボディ部材3に熱を逃がすことが容易となる。
Below, an example is demonstrated with reference to drawings about the structure of the vehicle carrying the solar cell module of this invention. FIG. 1 shows a roof portion of a vehicle equipped with a solar cell of the present invention. As shown in FIG. 1, the
図2はルーフを真上から見た図である。太陽電池12を多数まとめた太陽電池モジュール2を2枚並べ固定板4上に固定されている。固定板4は図2のように複数箇所で支持部材5に支持される。ボディ部材のくぼみ部分には複数の円形口11が備えられ、この円形口11に支持部材5の円柱形部分5aが貫通している。円柱形部分5aはたとえば高さが10mm程度、半径が10mm程度のフッ素ゴムでできており、断熱性が高く他からの熱を固定板4に伝えないよう遮断効果を有している。また、図2の温度センサ9は伝熱部材であるボディ部材3の温度を測定するボディ温度センサ9であり、温度センサ10は光電変換装置の太陽電池12の温度を測定する太陽電池温度センサ10である。
FIG. 2 is a view of the roof as viewed from directly above. Two
図3はルーフを真下からみた図である。支持部材5は上部が固定板4と接する円柱形部分5aと、それら多数の円柱形部分5aを中央の円柱形部分5aと結ぶ棒状形部分5bとからなる。中央の円柱形部分5aには移動装置6が備えられ、モータ6aの回転動作により連結部材6bが上下に動作し、支持部材5全体が上下に移動できるようになっている。
FIG. 3 is a view of the roof as viewed from directly below. The
よって、支持部材5が上下に動作することにより、支持部材5が支持している固定板4が上下に動作する。下方向の動作範囲は、固定板4の下表面がボディ部材3の上表面と接触するまでとする。上方向の動作範囲は、固定板4とボディ部材3が離れていればよいので両者の距離がたとえば1cm程度になるまでとする。上記の範囲で固定板4が上下に動作することにより、ボディ部材3と固定板4の間で熱の伝導もしくは遮断が可能となる。
Therefore, when the
支持部材5を上下させる具体的な方法は以下の通りである。まず、太陽電池12により太陽光から変換された電気は太陽電池12から延びる導線(図示せず)を伝わりバッテリ(図示せず)に蓄えられる。また、太陽電池12から延びる導線はモータ6aにも繋がれており、太陽電池もしくはバッテリの電力でモータ6aは可動する。連結部材6bはネジ構造を有しており、モータ6aの回転による回転運動が上下運動に変換される。よって、モータ6aが回転することで連結部材6bに固定された支持部材5が上下に運動する。モータ6aの回転運動を制御することで太陽電池12の上下運動が制御できる。
A specific method for raising and lowering the
太陽電池の上下運動の制御はECU(図示せず)が行い、温度センサ9および温度センサ10の信号を参照し図4の制御を実行する。太陽電池12が太陽光を受け、電気エネルギーに変換するときをスタートとする。太陽電池は高熱になると発電量が低下する問題があり、発電開始から制御を開始する。
Control of the vertical movement of the solar cell is performed by an ECU (not shown), and the control of FIG. 4 is executed with reference to the signals of the
まず、ステップS1において、ボディ温度センサ9からボディ部材3の温度T(body)を、太陽電池温度センサ10から太陽電池12の温度T(cell)をそれぞれ測定する。測定はたとえば1分毎に行い繰り返す。ボディ温度センサ9および太陽電池温度センサ10の温度測定はともに太陽電池12からの電力で測定する。また、ボディ温度センサ9はボディの温度が測定できればよいので図2に図示した位置でなくともよく、またエアコンの外気温度測定器などを利用してボディの温度を測定してもよい。
First, in step S1, the temperature T (body) of the
次にステップS2において、ステップS1で測定したT(cell)とT(body)を比較する。T(cell)の方がT(body)より大きい場合はステップS3に移動する。逆にT(cell)よりT(body)の方が大きい場合はステップS5へ移動する。 Next, in step S2, T (cell) and T (body) measured in step S1 are compared. If T (cell) is larger than T (body), the process moves to step S3. Conversely, if T (body) is larger than T (cell), the process moves to step S5.
ステップS3において、太陽電池モジュール2を固定した固定板4がボディ部材3と接触しているかどうかを判定する。判定手段としては、ボディ部材3に取り付けられたモータ6aの回転数もしくは連結部材6bの位置を測定することで判定できる。判定した結果、固定板4がボディ部材3と離れていればステップS4に進み、接触した状態であればステップS1に戻る。また、固定板4がなく太陽電池モジュール2が支持部材5に直接つながっていてもよい。その場合は太陽電池モジュール2がボディ部材3と接触しているかどうかを判定すればよい。
In step S <b> 3, it is determined whether or not the fixing
ステップS4に進んだ場合、固定板4とボディ部材3とを接触させる。具体的にはモータ6aを回転させ、連結部材6bにより回転量を下方向の移動量に変換し、支持部材5を下方向へ移動させる。支持部材5に支持されている固定板4と太陽電池モジュール2は下方向へ移動し、固定板4がボディ部材3と接触した時点で動作を終了する。固定板4とボディ部材3が接触することで、固定板4の熱をボディ部材3に逃がすことができる。その後、ステップS1に戻る。
When it progresses to step S4, the fixing
また、ステップS2においてT(cell)よりT(body)の方が大きいと測定された場合、ステップS5に移行する。ステップS5では、上記したステップS3と同様の判定を行う。固定板4がボディ部材3と離れていればステップS1に戻り、接触していればステップS6に進む。ここもステップS3と同様、固定板4がなく太陽電池モジュール2が固定部材5に直接支持されている場合は太陽電池モジュール2がボディ部材3と接触しているかどうかを判定すればよい。
If it is determined in step S2 that T (body) is larger than T (cell), the process proceeds to step S5. In step S5, the same determination as in step S3 described above is performed. If the fixing
ステップS6に進んだ場合、固定板4とボディ部材3とが離れるように動作させる。具体的にはモータ6aをステップS4のときと逆回転させ、連結部材6bにより回転量を上方向の移動量に変換し、支持部材5を上方向へ移動させる。支持部材5に支持されている固定板4と太陽電池モジュール2は上方向へ移動し、固定板4がボディ部材3から離れた時点で動作を終了する。動作終了時の固定板4とボディ部材3との距離は、隙間が出来ればよいので1mm程度とする。終了したらステップS1に戻る。
When it progresses to step S6, it operates so that the fixed
なお、上記実施例では、ボディ部材3と強化ガラス1で囲まれた空間7内に太陽電池モジュール2を配置したが、この空間に限らずボディ部材3に沿って配置し強化ガラス等で囲まれていない状態でもよい。また、図8のようにボディ部材3や強化ガラス1に隙間を設け、換気させる構造を併用してもよい。
In the above-described embodiment, the
上記実施例では、太陽電池モジュール2を固定する固定板4を用いたが、図5のように太陽電池モジュール2を支持部材5に直接固定させてもよい。
In the said Example, although the fixing
上記実施例では、固定板4を動作させボディ部材と接触させたが、図6のように伝熱部材であるボディ部材3を動作させ固定板4と接触させる形状をとってもよい。
In the above embodiment, the fixing
上記実施例では、支持部材5を円柱形部分5aおよび棒状形部分5bからなる形状としたが、棒状形部分5bは板状であってもよい。
In the above embodiment, the
上記実施例では、支持部材5の棒状形部分5bは断熱性部材を用いたが、図7のように、棒状部分5bのうちボディ部材3と接する部分をボディ部材3と同じ素材を用い、ボディ部材3の強度を高めてもよい。
In the above embodiment, the rod-shaped
上記実施例では、図9のように車両に搭載するとしたが、図10のように建物の屋根部などの不動物に配置させてもよい。その場合、伝熱部材としていたボディ部材3はたとえば屋根部材などに置き換えることができる。
In the above embodiment, the vehicle is mounted on the vehicle as shown in FIG. 9, but it may be arranged on an inanimate object such as a roof of a building as shown in FIG. In that case, the
上記実施例では、太陽電池や固定板を車両のルーフ部分に搭載したが、それ以外のたとえばフード部などに搭載してもよい。 In the above embodiment, the solar cell and the fixing plate are mounted on the roof portion of the vehicle.
上記実施例では、ECUが図4の制御フローを実行しモータを作動させて太陽電池を上下させたが、たとえば温度センサ9および10の値を車内に表示する装置と、搭乗者の手動により太陽電池を上下させる機構を設け、搭乗者が太陽電池とボディの温度を比較して、太陽電池を接離させるようにしてもよい。
In the above embodiment, the ECU executes the control flow of FIG. 4 and operates the motor to move the solar cell up and down. However, for example, a device that displays the values of the
その他、この発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。 Of course, various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
1‥強化ガラス
2‥太陽電池モジュール
3‥ボディ部材
4‥固定板
5‥支持部材、5a‥支持部材の円柱形部分、5b‥支持部材の棒状形部分
6‥移動装置、6a‥モータ、6b‥連結部材
7‥空間
9‥ボディ温度センサ
10‥太陽電池温度センサ
11‥円形口
12‥太陽電池セル
13‥円柱形の鉄板
14‥換気口
DESCRIPTION OF
Claims (6)
伝熱部材と、
前記光電変換装置と前記伝熱部材との距離が可変となるよう前記光電変換装置もしくは前記伝熱部材を移動させる移動装置を有し前記光電変換装置もしくは前記伝熱部材を支持する支持部材と、
を備え、
前記移動装置は、前記光電変換装置の温度が前記伝熱部材の温度以上のとき前記光電変換装置と前記伝熱部材を接触させるよう動作する第1の動作と、前記光電変換装置の温度が前記伝熱部材の温度より低いとき前記光電変換装置と前記伝熱部材とを離間させるように動作する第2の動作と、のうち少なくともどちらか一方の動作が可能であることを特徴とする、
発電装置。 In a power generation device equipped with a photoelectric conversion device that converts light into electrical energy,
A heat transfer member;
A support member for supporting the photoelectric conversion device or the heat transfer member, having a moving device for moving the photoelectric conversion device or the heat transfer member so that a distance between the photoelectric conversion device and the heat transfer member is variable;
With
The moving device has a first operation that operates to bring the photoelectric conversion device into contact with the heat transfer member when a temperature of the photoelectric conversion device is equal to or higher than a temperature of the heat transfer member; When the temperature is lower than the temperature of the heat transfer member, at least one of the second operation that operates to separate the photoelectric conversion device and the heat transfer member is possible.
Power generation device.
伝熱部材と、A heat transfer member;
前記光電変換装置と前記伝熱部材との距離が可変となるよう前記光電変換装置もしくは前記伝熱部材を移動させる移動装置を有し前記光電変換装置もしくは前記伝熱部材を支持する支持部材と、A support member for supporting the photoelectric conversion device or the heat transfer member, having a moving device for moving the photoelectric conversion device or the heat transfer member so that a distance between the photoelectric conversion device and the heat transfer member is variable;
を備え、With
前記移動装置により前記光電変換装置と前記伝熱部材は接離が可能であり、The photoelectric conversion device and the heat transfer member can be contacted and separated by the moving device,
前記光電変換装置の素材は前記支持部材よりも熱伝導率が高い素材であることを特徴とする、The material of the photoelectric conversion device is a material having a higher thermal conductivity than the support member,
発電装置。Power generation device.
前記車両のボディ部材と、A body member of the vehicle;
前記光電変換装置と前記ボディ部材との距離が可変となるよう前記光電変換装置もしくは前記ボディ部材を移動させる移動装置を有し前記光電変換装置もしくは前記ボディ部材を支持する支持部材と、A support member that supports the photoelectric conversion device or the body member, and includes a moving device that moves the photoelectric conversion device or the body member so that a distance between the photoelectric conversion device and the body member is variable;
を備え、前記移動装置により前記光電変換装置と前記ボディ部材は接離が可能である、The photoelectric conversion device and the body member can be contacted and separated by the moving device.
発電装置。Power generation device.
前記伝熱部材は車両のボディ部材であり、
前記移動装置により前記光電変換装置は車両のボディ部材と接離が可能である、請求項1または2のいずれかに記載の発電装置。 The photoelectric conversion device is mounted on a vehicle,
The heat transfer member is a vehicle body member;
Wherein the photoelectric conversion device by a mobile device is capable body member separable vehicles, power generating apparatus according to claim 1 or 2.
前記支持部材は前記固定板を支持し、
前記移動装置により前記固定板は前記伝熱部材と接離が可能である、請求項1ないし4のいずれかに記載の発電装置。 The photoelectric conversion device has a photoelectric conversion element and a fixing plate to which the photoelectric conversion element is fixed,
The support member supports the fixing plate,
The power generator according to any one of claims 1 to 4 , wherein the fixed plate can be brought into and out of contact with the heat transfer member by the moving device.
前記伝熱部材の温度を測定する伝熱部材温度測定手段と、
を備え、
温度前記移動装置は前記光電変換装置温度測定手段で測定された光電変換装置の温度が前記伝熱部材温度測定手段で測定された伝熱部材の温度以上のとき前記光電変換装置と前記伝熱部材を接触させ、前記光電変換装置の温度が前記伝熱部材の温度より低ければ、前記光電変換装置を前記伝熱部材から離す、
請求項1ないし5のいずれかに記載の発電装置。
Photoelectric conversion device temperature measurement means for measuring the temperature of the photoelectric conversion device;
A heat transfer member temperature measuring means for measuring the temperature of the heat transfer member;
With
Temperature When the temperature of the photoelectric conversion device measured by the photoelectric conversion device temperature measurement means is equal to or higher than the temperature of the heat transfer member measured by the heat transfer member temperature measurement means, the moving device is the photoelectric conversion device and the heat transfer member If the temperature of the photoelectric conversion device is lower than the temperature of the heat transfer member, the photoelectric conversion device is separated from the heat transfer member.
The power generator according to any one of claims 1 to 5 .
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