JP6425199B2 - 太陽電池パネルの冷却方法及び装置 - Google Patents
太陽電池パネルの冷却方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6425199B2 JP6425199B2 JP2014095063A JP2014095063A JP6425199B2 JP 6425199 B2 JP6425199 B2 JP 6425199B2 JP 2014095063 A JP2014095063 A JP 2014095063A JP 2014095063 A JP2014095063 A JP 2014095063A JP 6425199 B2 JP6425199 B2 JP 6425199B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- heat medium
- solar cell
- pipe
- cell panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 18
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 14
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/60—Thermal-PV hybrids
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
また端部で接続された冷却管と熱媒体供給管が、傾斜した太陽電池パネルの傾斜方向に対し垂直に、複数組、並列に配置され、傾斜面の上部に設置された冷却用の熱媒体が入れられたタンクに接続される。熱媒体供給管は、熱媒タンクの直下で複数方向に分岐し、さらに細い供給管に分岐する構成であり、前記パネル冷却管は、細い冷却管から太い管に集合し、熱媒タンクに返送される構成としている。
数値解析にはOpenFOAMを用いた。速度場・温度場・圧力場はOpenFOAM のサンプルプログラムにあるPimpleFoam を使用し時間発展にて求めた。以下にその中で用いられている基礎方程式を示す。なお,添字はEinstein の総和規約を適用する。
ただし,g1=g sin π/6, g2=g cos π/6
ここで、ν:動粘性係数,gj:重力加速度,β:体膨張率,α: 温度拡散率である。基礎方程式中の運動方程式の浮力項にはBoussinesq 近似が適用されている。なお、対流項の離散化には4 次の風上差分を使用した。壁面にはno-slip 条件を与え。内部発熱はしないものとし、熱放射は無視した。
座標系は2 次元直交座標系とした。なお、加熱板の水平方向をX 軸、垂直方向をY 軸とした。 計算領域の寸法は縦1130mm、横2625mm の矩形型とした。加熱板の長さは実験で使用する太陽電池パネル(SHARP 製ND-L3EJE)に合わせてL=1500mm とし、厚さは5mm とした。その傾斜角度は太陽電池パネルを設置する際に日本国内で一般的に用いられる角度の30度とした。
計算格子は不等間隔格子を用い、加熱板の表面・裏面付近で密になるようにした。具体的には、Δx =5mm, Δy =0.5mm の初期格子からΔy を加熱板から離れるごとに倍率1.04 倍した大きさの格子を用いた。加熱板の側面では同様に,格子幅Δx =1mm,Δy =1mm の初期格子からΔx を倍率1.04 倍ずつ大きくした格子を用いている。全体の計算格子数は376×198 である。周囲の境界条件は対流流出境界条件を与え、加熱板は等温条件とした。今回の解析で設定した加熱板温度TW 及び外気温T∞は表1 の通りである。この温度は実験で確認されたパネル温度と外気温をもとにして、11 条件を行った。周囲の流体は空気とし、物性値の参照温度は膜温度とした。クーラン数は0.5 とし、時間間隔を自動計算させて解析を行った。
太陽電池パネルからの伝熱量はパネルのサイズに依存するため、本実施例では平均熱流束にて評価を行った。
この近似式と解析結果との誤差はそれぞれ0.4%〜1%程度であり、比較的高い精度で伝熱量を見積もることができる。
2 パネル冷却管(太)
3 パネル冷却管(細)
4 熱媒供給管(太)
5 熱媒供給管(細)
6 太陽電池パネル
7 パネル冷却装置
8 太陽熱温水器
9 温水貯蔵タンク
10 温水貯蔵タンクおよび自然冷媒ヒートポンプ給湯機
Claims (10)
- 太陽電池パネルを冷却する太陽電池パネルの冷却装置であって、
傾斜した太陽電池パネルに接し、パネルの熱を回収し、管内の冷却用の熱媒体に自然対流を発生させるパネルの冷却管と、
冷却用の前記熱媒体を供給する熱媒体供給管と、
冷却用の前記熱媒体が入れられ、傾斜面の上部に設置されたタンクと
を備え、
前記冷却管、前記熱媒体供給管及び前記タンクが、一連に接続され、
前記冷却管は、前記タンクに接続され、
前記太陽電池パネルの上部から下部に亘って配置された前記冷却管と前記熱媒体供給管とが前記冷却装置の下部で接続されて、熱媒体が自然対流により循環する構成とし、
さらに、温度管理装置は、前記タンクの上部および下部に設置され、
前記タンク下部の温度センサが温められた熱媒体の液量を検知し、前記タンクの排出管の排出弁が開かれ、
熱媒体の補充と排出が行われ、
前記タンク上部の温度センサにより冷たい熱媒体の補充を検知し、前記排出弁を閉じることを特徴とする太陽電池パネルの冷却装置。 - 前記冷却管と前記熱媒体供給管が、傾斜した前記太陽電池パネルの傾斜方向に対し垂直に、複数組、並列に配置され、前記タンクに接続されることを特徴とした請求項1に記載の太陽電池パネルの冷却装置。
- 前記熱媒体供給管は、前記タンクの直下で複数方向に分岐し、さらに細い供給管に分岐する構成であり、パネルの前記冷却管は、細い管から太い管に集合し、熱媒タンクに返送される構成としていることを特徴した請求項1及び2に記載の太陽電池パネルの冷却装置。
- 前記タンクは、熱媒体の補充管を備え、
前記補充管は外部から、さらに熱媒体が供給されるよう接続されており、前記排出管は別に設置する貯蔵タンクに接続されていることを特徴とする請求項1から3に記載の太陽電池パネルの冷却装置。 - 前記冷却管は前記太陽電池パネルに密接できるよう平滑な面を有する請求項1から4に記載の太陽電池パネルの冷却装置。
- 前記太陽電池パネルと前記冷却管の間に、前記太陽電池パネルの熱を伝える集熱板を設けた請求項1から5に記載の太陽電池パネルの冷却装置。
- 前記冷却管と、前記熱媒体供給管の間に断熱材を設けた請求項1から6に記載の太陽電池パネルの冷却装置。
- 請求項1から7に記載の太陽電池パネルの冷却装置と、
前記タンクから排出された温められた熱媒体を循環させる水熱交換器と、
その水熱交換器の熱媒体と給湯用の水を熱交換して給湯機器に給湯する貯湯槽を備えた給湯装置。 - 請求項1から7に記載の太陽電池パネルの冷却装置と、
前記タンクから排出された温められた熱媒体を、さらに太陽熱により昇温させる昇温装置を備えた集熱システム。 - 請求項1から7に記載の太陽電池パネルの冷却装置と、
前記タンクから排出された温められた熱媒体を、さらにヒートポンプにより昇温させる昇温装置を備えた集熱システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014095063A JP6425199B2 (ja) | 2014-05-02 | 2014-05-02 | 太陽電池パネルの冷却方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014095063A JP6425199B2 (ja) | 2014-05-02 | 2014-05-02 | 太陽電池パネルの冷却方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015213395A JP2015213395A (ja) | 2015-11-26 |
JP6425199B2 true JP6425199B2 (ja) | 2018-11-21 |
Family
ID=54697361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014095063A Active JP6425199B2 (ja) | 2014-05-02 | 2014-05-02 | 太陽電池パネルの冷却方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6425199B2 (ja) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5572759A (en) * | 1978-11-21 | 1980-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solar energy-utilizing hot water supplier |
JPS59113158U (ja) * | 1983-05-30 | 1984-07-31 | シャープ株式会社 | 太陽エネルギ−利用機器 |
JP2003303989A (ja) * | 2002-04-10 | 2003-10-24 | Shimizu Corp | 太陽電池モジュール |
JP4981589B2 (ja) * | 2006-10-05 | 2012-07-25 | パナソニック株式会社 | 太陽光発電・集熱複合利用装置 |
TWM337060U (en) * | 2007-11-19 | 2008-07-21 | ming-xiang Ye | Solar electricity generation and heat storage device |
SG168438A1 (en) * | 2009-07-28 | 2011-02-28 | Grenzone Pte Ltd | Multiple functional roof and wall system |
CN101764167B (zh) * | 2009-12-25 | 2011-08-24 | 赵耀华 | 太阳能光伏电池高效散热装置及热电联供系统 |
JP5465300B2 (ja) * | 2012-03-08 | 2014-04-09 | 株式会社菱熱 | 太陽電池パネルの熱回収装置 |
JP2014025648A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Noritz Corp | 太陽電池パネル用化粧カバー |
-
2014
- 2014-05-02 JP JP2014095063A patent/JP6425199B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015213395A (ja) | 2015-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Dynamic performance of a novel solar photovoltaic/loop-heat-pipe heat pump system | |
KR101676589B1 (ko) | 열 에너지 저장용 배열체를 작동시키는 방법 | |
JP5779070B2 (ja) | 太陽エネルギ利用システム | |
US20080066736A1 (en) | Method and apparatus for solar energy storage system using gas and rock | |
CN107429578B (zh) | 热能存储设备 | |
JPWO2006038508A1 (ja) | 太陽電池システムおよび熱電気複合型太陽電池システム | |
JP5191645B2 (ja) | 熱電気複合型太陽電池システム | |
US11073305B2 (en) | Solar energy capture, energy conversion and energy storage system | |
JP2010190460A (ja) | 空調システム | |
JP5692557B1 (ja) | 太陽光熱交換装置 | |
KR101269593B1 (ko) | 태양열 난방 시스템 | |
JP6425199B2 (ja) | 太陽電池パネルの冷却方法及び装置 | |
JP6378959B2 (ja) | 熱利用システム | |
JPWO2010070702A1 (ja) | 自然エネルギを利用した動力発生装置 | |
KR101602755B1 (ko) | 태양열을 이용한 온수,난방용 하이브리드 전기보일러 | |
PL222460B1 (pl) | Zintegrowany system zasilania budynków energią elektryczną i cieplną z zastosowaniem odnawialnych źródeł energii | |
JP2013096384A (ja) | 太陽熱発電方法及び設備 | |
KR101739688B1 (ko) | 열효율 개선형 스팀보일러 | |
KR101801896B1 (ko) | 자연 순환 일체형 태양열 온수기의 집열판 온도과열 방지장치 | |
Han-Shik et al. | Experimental assessment of two-phase bubble pump for solar water heating | |
RU2509268C2 (ru) | Когенерационная фотоэлектрическая тепловая система | |
CN109916210A (zh) | 撬装式的熔盐储热系统 | |
KR102538280B1 (ko) | 탄소배출이 없는 냉난방온수복합기 장치 | |
JP2013221651A (ja) | 熱発電及び給湯装置 | |
KR101240451B1 (ko) | 태양열을 이용한 난방 및 온수공급 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170428 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180327 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180522 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180703 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180808 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180918 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181015 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6425199 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |