JP7412744B2 - Solar power generation panels, snow melting equipment, and control methods for solar power generation panels - Google Patents
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Description
本発明は、太陽光発電パネル、融雪装置および太陽光発電パネルの制御方法に関する。 The present invention relates to a solar power generation panel, a snow melting device, and a method of controlling a solar power generation panel.
近年になって、火力発電や原子力発電とは異なり再生可能エネルギーを用いた発電が重要視されるようになってきた。再生可能エネルギーの中でも、太陽光発電はソーラーパネルの大量生産が可能であり、太陽光が照射され得る地上の至る所で発電可能なために有望視されている。また、世界各国の政府による導入政策も実施され、大規模な太陽光発電施設も運用されて総発電量も増加し、長期間の運用にも耐えうる実績を上げている。 In recent years, power generation using renewable energy has become more important than thermal power generation or nuclear power generation. Among renewable energies, solar power generation is seen as promising because solar panels can be mass-produced and power can be generated anywhere on the earth where sunlight can be irradiated. In addition, governments around the world have implemented policies to introduce solar power, and large-scale solar power generation facilities have been put into operation, increasing the total amount of power generated and achieving a track record of being able to withstand long-term operation.
電力を売却することを目的とした太陽光発電施設は、広い面積に大量のソーラーパネルを設置する必要があるため、山林や空き地などの広大な敷地を確保する必要がある。一方、小規模な発電設備であっても、ある一定以上の日照面積を確保する必要があるため、住宅やビルの屋上に設置されることが多い。しかし建築物の向きや形状などの状況によっては、屋上にソーラーパネルを設置することが困難なことや、必要な発電量が得られない場合もある。 Solar power generation facilities that aim to sell electricity need to install a large number of solar panels over a large area, so it is necessary to secure a vast site such as a mountain forest or vacant land. On the other hand, even small-scale power generation facilities need to ensure a certain amount of sunlight, so they are often installed on the roofs of houses or buildings. However, depending on the orientation and shape of the building, it may be difficult to install solar panels on the rooftop, or it may not be possible to obtain the required amount of power.
そこで、設置面積を確保するために、道路の路面上にソーラーパネルを配置することも提案されている。例えば特許文献1には、内部に空洞を設け内部に太陽電池を弾性体で保持した道路敷設用タイルが記載されている。また特許文献2には、可撓性基板の表面に可撓性を有する太陽電池セルを貼りつけて太陽電池モジュールを構成し、路面上に接着剤で太陽電池モジュールを貼り付けることが記載されている。しかし特許文献1,2の従来技術では、耐荷重性能や大面積化、長期信頼性に課題があった。 Therefore, in order to secure the installation area, it has been proposed to place solar panels on the road surface. For example, Patent Document 1 describes a tile for road construction that has a cavity inside and holds a solar cell inside with an elastic body. Further, Patent Document 2 describes that a solar cell module is constructed by pasting flexible solar cells on the surface of a flexible substrate, and that the solar cell module is pasted on a road surface with an adhesive. There is. However, the conventional techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 have problems with load-bearing performance, large area, and long-term reliability.
また、太陽光発電パネルを用いた発電では、路面での発電に限らず発電量が天候に左右されやすく、特に積雪時には太陽光発電パネルの表面が雪で覆われて発電が不可能になるという問題があった。特に、太陽光発電パネルを屋根や山間部などに設置している場合には、太陽光発電パネル上に積もった雪を除去する作業は困難であるため、実質的に冬季の発電継続が保証されないことになる。 In addition, in power generation using solar power panels, the amount of power generated is not limited to road power generation, but is easily affected by the weather, and especially when it snows, the surface of the solar power generation panels will be covered with snow, making it impossible to generate power. There was a problem. In particular, when solar power generation panels are installed on rooftops or in mountainous areas, it is difficult to remove snow that has accumulated on the solar power generation panels, so it is virtually impossible to guarantee continued power generation during the winter. It turns out.
また、路面上に太陽光発電パネルを敷設した場合にも、同様に発電の継続が困難になるうえに、車両や歩行者が通行するために除雪作業を行う際に、太陽光発電パネルの表面を除雪器具によって損傷するリスクが高くなるという問題もあった。 Furthermore, even if solar power generation panels are installed on the road surface, it will be difficult to continue generating power, and the surface of the solar power generation panels will be damaged when snow is removed to allow vehicles and pedestrians to pass. There was also the problem that there was an increased risk of damage to snow removal equipment.
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、冬季の積雪時にも発電を継続することが可能な太陽光発電パネル、融雪装置および太陽光発電パネルの制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a solar power generation panel, a snow melting device, and a method for controlling a solar power generation panel that can continue generating power even during snowy conditions in winter. With the goal.
上記課題を解決するために、本発明の融雪装置は、路面上に敷設される融雪装置であって、光入射面に照射された光を電力に変換する光発電モジュールと、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する加熱モジュールと、前記光発電モジュールの温度Tに基づいて前記加熱モジュールを制御する加熱制御部とを備え、前記加熱モジュールは、前記光発電モジュールの前記光入射面とは反対側に配置され、前記加熱制御部は、前記温度Tが20℃未満で前記加熱モジュールによる加熱を開始し、30℃以上で前記加熱モジュールによる加熱を停止することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the snow melting device of the present invention is a snow melting device installed on a road surface, and includes a photovoltaic module that converts light irradiated onto a light incident surface into electric power, and a photovoltaic module that converts electric energy into thermal energy. and a heating control unit that controls the heating module based on the temperature T of the photovoltaic module , the heating module being arranged on the opposite side of the light incident surface of the photovoltaic module. The heating control unit may start heating by the heating module when the temperature T is less than 20°C, and stop heating by the heating module when the temperature T is 30°C or higher .
このような本発明の融雪装置では、太陽光発電パネルの表面温度が氷点下にならないように加熱モジュールで加熱を行い、表面に付着した雪を溶かすことができるため、冬季の積雪時にも発電を継続することが可能となる。
The snow melting device of the present invention uses a heating module to heat the solar power generation panels so that the surface temperature does not fall below freezing, and can melt the snow adhering to the surface, so power generation can continue even during winter snowfall. It becomes possible to do so.
また本発明の一態様では、前記光を透過し、一面に前記光発電モジュールが貼り付けられる透光性支持部材と、前記透光性支持部材の他面上に形成され、前記光を透過する表面被覆層を備え、前記表面被覆層は、前記光を散乱する微粒子が少なくとも表面に露出している。
Further, in one aspect of the present invention, a light-transmitting support member that transmits the light and has the photovoltaic module attached to one surface thereof; The device includes a surface coating layer, in which the light-scattering fine particles are exposed at least on the surface .
また本発明の一態様では、前記透光性支持部材はポリカーボネートからなる。
Further, in one aspect of the present invention, the translucent support member is made of polycarbonate .
また本発明の一態様では、前記光発電モジュールは、可撓性を有しアモルファスシリコンからなる発電セルを備える。
Further, in one aspect of the present invention, the photovoltaic module includes a power generation cell that has flexibility and is made of amorphous silicon .
また本発明の一態様では、前記加熱モジュールの前記光発電モジュールとは反対側に設けられた断熱材層を備える。
Further, in one aspect of the present invention, a heat insulating material layer provided on a side of the heating module opposite to the photovoltaic module is provided .
また本発明の一態様では、前記加熱モジュールと前記断熱材層は別体で構成され、前記断熱材層は交換可能とされている。
Further, in one aspect of the present invention, the heating module and the heat insulating layer are configured separately, and the heat insulating layer is replaceable .
また本発明の一態様では、前記光発電モジュールで発電した電力を二次電池に供給して充電し、前記加熱モジュールは、前記二次電池から供給される電流で駆動される。 Further, in one aspect of the present invention, the power generated by the photovoltaic module is supplied to a secondary battery to charge it, and the heating module is driven by the current supplied from the secondary battery.
また本発明の融雪装置は、上記何れか一つの太陽光発電パネルを用いることを特徴とする。 Further, the snow melting device of the present invention is characterized in that it uses any one of the above solar power generation panels.
また本発明の融雪装置の制御方法は、路面上に敷設される融雪装置の制御方法であって、光発電モジュールで光入射面に照射された光を電力に変換し、前記光発電モジュールの前記光入射面とは反対側に配置された加熱モジュールで電気エネルギーを熱エネルギーに変換して、前記光発電モジュールの温度Tが20℃未満で前記加熱モジュールによる加熱を開始し、30℃以上で前記加熱モジュールによる加熱を停止することを特徴とする。 Further, a method of controlling a snow melting device of the present invention is a method of controlling a snow melting device installed on a road surface, which converts light irradiated onto a light incident surface with a photovoltaic module into electric power, Electrical energy is converted into thermal energy by a heating module disposed on the opposite side of the light incidence surface, and heating by the heating module is started when the temperature T of the photovoltaic module is less than 20°C, and when the temperature T of the photovoltaic module is 30°C or more, the heating is started. It is characterized by stopping the heating by the heating module .
本発明では、冬季の積雪時にも発電を継続することが可能な太陽光発電パネル、融雪装置および太陽光発電パネルの制御方法を提供することができる。 The present invention can provide a solar power generation panel, a snow melting device, and a method for controlling a solar power generation panel that can continue generating power even during snowy conditions in winter.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図1は、本実施形態に係る太陽光発電パネル10の構造例を示す模式断面図である。図2(a)は加熱モジュール13の構造例を示す模式断面図であり、図2(b)は光発電モジュール15の構造例を示す模式断面図であり、図2(c)は表面保護層18の構造例を示す模式断面図である。
(First embodiment)
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Identical or equivalent constituent elements, members, and processes shown in each drawing are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted as appropriate. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of a solar power generation panel 10 according to this embodiment. 2(a) is a schematic cross-sectional view showing a structural example of the heating module 13, FIG. 2(b) is a schematic cross-sectional view showing a structural example of the photovoltaic module 15, and FIG. 2(c) is a schematic cross-sectional view showing a structural example of the photovoltaic module 15. 18 is a schematic cross-sectional view showing a structure example of No. 18. FIG.
図1に示すように、太陽光発電パネル10は、断熱材層11上に、接着剤層12と、加熱モジュール13と、接着剤層14と、光発電モジュール15と、接着剤層16と、透光性支持部材17と、表面保護層18が積層された構造を有している。以下の説明において、透光性とは全ての波長範囲の光を透過することを意味せず、発電に必要な光の波長を良好に透過することを意味している。例えば、可視光の一部を遮り着色されたように視認されるが、赤外光や赤色光を良好に透過するようなものであってもよい。 As shown in FIG. 1, the photovoltaic panel 10 includes, on a heat insulating layer 11, an adhesive layer 12, a heating module 13, an adhesive layer 14, a photovoltaic module 15, an adhesive layer 16, It has a structure in which a transparent support member 17 and a surface protection layer 18 are laminated. In the following description, translucency does not mean transmitting light in all wavelength ranges, but means transmitting the wavelength of light necessary for power generation well. For example, it may be visually recognized as being colored because it blocks part of visible light, but it may be one that satisfactorily transmits infrared light or red light.
断熱材層11は、熱伝導率の低い材料で構成された層であり、加熱モジュール13で発生した熱が太陽光発電パネル10の裏面側から放熱されることを抑制する。断熱材層11を構成する材料は限定されないが、軽量で耐久性が高いものが好ましく、例えばグラスウールやウレタンフォームなどの繊維系断熱材や発泡プラスチック系断熱材等を用いることができる。断熱材層11の厚みは、加熱モジュール13の熱を良好に遮るとともに、歩行者や車両の通行に耐えうるように、10mm以上の厚みを有することが好ましい。 The heat insulating material layer 11 is a layer made of a material with low thermal conductivity, and suppresses heat generated in the heating module 13 from being radiated from the back side of the solar power generation panel 10. The material constituting the heat insulating material layer 11 is not limited, but it is preferably lightweight and highly durable; for example, fiber-based heat insulating materials such as glass wool or urethane foam, foamed plastic-based heat insulating materials, etc. can be used. The thickness of the heat insulating layer 11 is preferably 10 mm or more so that it can effectively block the heat of the heating module 13 and withstand the passage of pedestrians and vehicles.
接着剤層12は、断熱材層11の表面上に塗布された接着剤の層であり、加熱モジュール13を断熱材層11上に固定するための部材である。接着剤層12を構成する材料としては、電気的絶縁性を有し施工が容易な樹脂製材料を用いることが好ましく、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。接着剤層12の厚みは、断熱材層11と加熱モジュール13を強固に接着して機械的強度を確保する必要があるため、1μm~10mmの範囲が好ましく、より好ましくは5μm~5mmの範囲である。 The adhesive layer 12 is a layer of adhesive applied on the surface of the heat insulating layer 11 and is a member for fixing the heating module 13 onto the heat insulating layer 11. As the material constituting the adhesive layer 12, it is preferable to use a resin material that has electrical insulation properties and is easy to apply. For example, epoxy resin can be used. The thickness of the adhesive layer 12 is preferably in the range of 1 μm to 10 mm, more preferably in the range of 5 μm to 5 mm, since it is necessary to firmly bond the heat insulating material layer 11 and the heating module 13 to ensure mechanical strength. be.
加熱モジュール13は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する部分であり、接着剤層12により断熱材層11の上面に固定される。また、加熱モジュール13は外部から電流が供給される電気配線を備えており(図示省略)、外部から供給された電流が電気抵抗によって消費されて加熱モジュール13が発熱する。加熱モジュール13の構造は限定されないが、太陽光発電パネル10を路面等に敷設して、車両や歩行者が太陽光発電パネル10上を通行する場合には、可撓性を有する材料と構造を用いることが好ましい。 The heating module 13 is a part that converts electrical energy into thermal energy, and is fixed to the upper surface of the heat insulating material layer 11 with an adhesive layer 12. Further, the heating module 13 includes electric wiring (not shown) to which electric current is supplied from the outside, and the electric current supplied from the outside is consumed by the electric resistance, so that the heating module 13 generates heat. Although the structure of the heating module 13 is not limited, when the solar power generation panel 10 is laid on a road surface or the like and vehicles and pedestrians pass over the solar power generation panel 10, it is preferable to use a flexible material and structure. It is preferable to use
可撓性を有する加熱モジュール13の構造としては、例えば図2(a)に模式断面図で示すように、発熱層13aの両面を封止材13b,13cで被覆したものが挙げられる。発熱層13aは、電気抵抗値が高い材料で構成されており、例えばカーボンナノファイバーやニッケルクロム系材料、鉄クロム系材料などを用いることができる。封止材13b,13cは電気的絶縁性を有し、発熱層13aの表裏面および側面を封止して発熱層13aへの水分や空気の侵入を防止する部材である。封止材13b,13cを構成する材料としては、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂を用いることができる。発熱層13aは、加熱モジュール13の略全域にわたってシート状に形成されることが好ましいが、網目状に形成するとしてもよい。 As a structure of the flexible heating module 13, for example, as shown in a schematic cross-sectional view in FIG. 2(a), both sides of a heat generating layer 13a are covered with sealants 13b and 13c. The heat generating layer 13a is made of a material with a high electrical resistance value, and for example, carbon nanofibers, nickel chromium materials, iron chromium materials, etc. can be used. The sealing materials 13b and 13c are electrically insulating members that seal the front, back, and side surfaces of the heat generating layer 13a to prevent moisture and air from entering the heat generating layer 13a. As a material constituting the sealing materials 13b and 13c, for example, silicone resin or epoxy resin can be used. The heat generating layer 13a is preferably formed in a sheet shape over substantially the entire area of the heating module 13, but may be formed in a mesh shape.
接着剤層14は、加熱モジュール13の表面上に塗布された接着剤の層であり、光発電モジュール15を加熱モジュール13上に固定するための部材である。接着剤層14を構成する材料としては、電気的絶縁性を有し施工が容易な樹脂製材料を用いることが好ましく、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。接着剤層14の厚みは、加熱モジュール13と光発電モジュール15を強固に接着して機械的強度を確保する必要があるため、1μm~10mmの範囲が好ましく、より好ましくは5μm~5mmの範囲である。 The adhesive layer 14 is a layer of adhesive applied on the surface of the heating module 13 and is a member for fixing the photovoltaic module 15 onto the heating module 13. As the material constituting the adhesive layer 14, it is preferable to use a resin material that has electrical insulation properties and is easy to apply. For example, epoxy resin can be used. The thickness of the adhesive layer 14 is preferably in the range of 1 μm to 10 mm, more preferably in the range of 5 μm to 5 mm, since it is necessary to firmly adhere the heating module 13 and the photovoltaic module 15 to ensure mechanical strength. be.
光発電モジュール15は、光入射面と裏面を有して光入射面側に入射した光を電気エネルギーに変換する部材であり、裏面側が接着剤層12により加熱モジュール13に固定される。また、光発電モジュール15は発電により生じた電流を外部に取り出す電気配線を備えており(図示省略)、電気配線は太陽光発電パネル10の外部にまで延長されている。光発電モジュール15の構造は限定されないが、太陽光発電パネル10を路面等に敷設して、車両や歩行者が太陽光発電パネル10上を通行する場合には、可撓性を有する材料と構造を用いることが好ましい。 The photovoltaic module 15 is a member that has a light incident surface and a back surface and converts light incident on the light incident surface side into electrical energy, and the back surface side is fixed to the heating module 13 with an adhesive layer 12. Further, the photovoltaic module 15 is equipped with electrical wiring (not shown) for extracting the current generated by power generation to the outside, and the electrical wiring extends to the outside of the photovoltaic panel 10. The structure of the photovoltaic module 15 is not limited, but when the photovoltaic panel 10 is installed on a road surface or the like and vehicles and pedestrians pass over the photovoltaic panel 10, flexible materials and structures are used. It is preferable to use
可撓性を有する光発電モジュール15の構造としては、例えば図2(b)に模式断面図で示すように、発電セル15aの両面を封止材15b,15cで被覆したものが挙げられる。発電セル15aは、光を電気に変換する半導体材料と配線層により構成された部材であり、複数領域に形成された半導体材料を配線層で直列および/または並列に接続した構造を有している。発電セル15aの具体的な材料は限定されず、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、ペロブスカイト結晶、化合物半導体、有機半導体等を用いることができる。また、発電セル15aの構造として、多接合型(タンデム型)や量子ドット型等の構造を用いてもよい。封止材15b,15cは、透光性と電気的絶縁性を有し、発電セル15aの表裏面および側面を封止して発電セル15aへの水分や空気の侵入を防止する部材である。封止材15b,15cを構成する材料としては、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂を用いることができる。光発電モジュール15に可撓性をもたせるためには、発電セル15aとしてアモルファスシリコンを用い、封止材15b,15cとしてシリコーン樹脂を用いることが好ましい。 As a structure of the flexible photovoltaic module 15, for example, as shown in a schematic cross-sectional view in FIG. 2(b), there is a structure in which both sides of the power generation cell 15a are covered with sealants 15b and 15c. The power generation cell 15a is a member composed of a semiconductor material that converts light into electricity and a wiring layer, and has a structure in which semiconductor materials formed in multiple regions are connected in series and/or in parallel with the wiring layer. . The specific material of the power generation cell 15a is not limited, and single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, microcrystalline silicon, perovskite crystal, compound semiconductor, organic semiconductor, etc. can be used. Further, as the structure of the power generation cell 15a, a structure such as a multi-junction type (tandem type) or a quantum dot type may be used. The sealing materials 15b and 15c have translucency and electrical insulation, and are members that seal the front, back, and side surfaces of the power generation cell 15a to prevent moisture and air from entering the power generation cell 15a. For example, silicone resin or epoxy resin can be used as the material constituting the sealants 15b and 15c. In order to impart flexibility to the photovoltaic module 15, it is preferable to use amorphous silicon for the power generation cell 15a and to use silicone resin for the sealants 15b and 15c.
接着剤層16は、光発電モジュール15の光入射面上に塗布された接着剤の層であり、光発電モジュール15と透光性支持部材17を接着するための部材である。接着剤層16を構成する材料としては、光を透過し電気的絶縁性を有するものであれば特に限定されず、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。接着剤層16の厚みは、光発電モジュール15と透光性支持部材17を強固に接着して機械的強度を確保する必要があるため、1μm~10mmの範囲が好ましく、より好ましくは5μm~5mmの範囲である。 The adhesive layer 16 is an adhesive layer applied on the light incident surface of the photovoltaic module 15 and is a member for bonding the photovoltaic module 15 and the transparent support member 17. The material constituting the adhesive layer 16 is not particularly limited as long as it transmits light and has electrical insulation properties, and for example, epoxy resin can be used. The thickness of the adhesive layer 16 is preferably in the range of 1 μm to 10 mm, more preferably 5 μm to 5 mm, since it is necessary to firmly adhere the photovoltaic module 15 and the transparent support member 17 to ensure mechanical strength. is within the range of
透光性支持部材17は、透光性を有する略平板状の部材であり、裏面側が接着剤層16により光発電モジュール15の光入射面に固定され、光発電モジュール15を支持して剛性を確保する。透光性支持部材17を構成する材料は限定されず、公知の樹脂やガラスを用いることができ、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。太陽光発電パネル10を路面等に敷設して、車両や歩行者が太陽光発電パネル10上を通行する場合には、耐候性や耐久性、耐衝撃性の観点から透光性支持部材17としてポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。また、透光性支持部材17の厚みは、機械的強度を確保するために0.5~10mm程度の厚みを有することが好ましく、1~8mm程度の厚みを有することがさらに好ましい。 The translucent support member 17 is a substantially flat plate-like member having translucency, and its back side is fixed to the light incident surface of the photovoltaic module 15 by an adhesive layer 16, supporting the photovoltaic module 15 and increasing rigidity. secure. The material constituting the translucent support member 17 is not limited, and any known resin or glass may be used, and examples thereof include epoxy resin, acrylic resin, polycarbonate resin, and the like. When the solar power generation panel 10 is laid on a road surface or the like and vehicles and pedestrians pass over the solar power generation panel 10, the transparent support member 17 is used from the viewpoint of weather resistance, durability, and impact resistance. Preferably, polycarbonate resin is used. Further, the thickness of the translucent support member 17 is preferably about 0.5 to 10 mm in order to ensure mechanical strength, and more preferably about 1 to 8 mm.
表面保護層18は、透光性支持部材17の表面側に形成された透光性を有する層であり、太陽光発電パネル10の最表面で光入射面を構成する層である。表面保護層18は、図2(c)に示すように母材樹脂18aに微粒子18bが混入された構造を有しており、微粒子18bの少なくとも一部は母材樹脂18aの表面に露出されている。母材樹脂18aを構成する材料としては、透光性、耐久性、耐候性、耐油性が良好なものが好ましく、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。微粒子18bは、光を散乱する材料と粒径で構成されており、公知のガラスやセラミック等を用いることができる。表面保護層18に微粒子18bが含まれており、少なくとも一部が母材樹脂18aの表面に露出されているため、太陽光発電パネル10を道路上に敷設して車両や歩行者が通行する場合には適切な摩擦係数を実現することができる。 The surface protective layer 18 is a transparent layer formed on the surface side of the transparent support member 17, and is a layer that constitutes a light incident surface on the outermost surface of the solar power generation panel 10. The surface protective layer 18 has a structure in which fine particles 18b are mixed into a base resin 18a, as shown in FIG. 2(c), and at least a portion of the fine particles 18b are exposed on the surface of the base resin 18a. There is. The material constituting the base resin 18a is preferably one that has good translucency, durability, weather resistance, and oil resistance; for example, epoxy resin can be used. The fine particles 18b are made of a material that scatters light and have a particle size, and may be made of known glass, ceramic, or the like. The surface protective layer 18 contains fine particles 18b, and at least a portion thereof is exposed on the surface of the base resin 18a, so when the solar power generation panel 10 is laid on a road and vehicles and pedestrians pass by. It is possible to achieve an appropriate coefficient of friction.
図1では、加熱モジュール13、光発電モジュール15および接着剤層14,16が同じ面積で形成された例を示しているが、加熱モジュール13と光発電モジュール15の面積を断熱材層11よりも小さくし、光発電モジュール15の側面を含む周縁部を接着剤層14,16で覆うとしてもよい。光発電モジュール15の側面部を接着剤層14,16で覆うことで、太陽光発電パネル10全体の接着をより強固にすることができ、光発電モジュール15を密封して水分の侵入を防止することもできる。 Although FIG. 1 shows an example in which the heating module 13, the photovoltaic module 15, and the adhesive layers 14 and 16 are formed with the same area, the area of the heating module 13 and the photovoltaic module 15 is larger than that of the heat insulating material layer 11. The photovoltaic module 15 may be made smaller and its peripheral edge including the side surfaces of the photovoltaic module 15 may be covered with adhesive layers 14 and 16. By covering the side surfaces of the photovoltaic module 15 with the adhesive layers 14 and 16, the adhesion of the entire photovoltaic panel 10 can be made stronger, and the photovoltaic module 15 is sealed to prevent moisture from entering. You can also do that.
図3は、加熱モジュール13の構造例を示す図であり、図3(a)は平面図であり、図3(b)は側面図である。図3(a)に示すように、加熱モジュール13は2つの領域に分離して形成されており、それぞれの領域において発熱層13a、封止材13b,13c、端子部13d、電気配線13e、加熱制御部13fを備えている。図3(a)において端子部13dから伸びる一点鎖線は、封止材13b,13c内に形成された配線層を示している。図3(a)では2つの領域に分離された加熱モジュール13の例を示したが、大面積の1つの領域で構成してもよく、さらに多数の領域に分離されていてもよい。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the structure of the heating module 13, with FIG. 3(a) being a plan view and FIG. 3(b) being a side view. As shown in FIG. 3(a), the heating module 13 is formed separately into two regions, and each region includes a heat generating layer 13a, sealing materials 13b, 13c, terminal portion 13d, electrical wiring 13e, heating It includes a control section 13f. In FIG. 3A, a dashed line extending from the terminal portion 13d indicates a wiring layer formed within the sealing materials 13b and 13c. Although FIG. 3A shows an example of the heating module 13 separated into two regions, the heating module 13 may be composed of one large region, or may be separated into a large number of regions.
端子部13dは、外部から接続された電気配線13eが接続されるとともに、配線層と電気的に接続され、配線層を介して発熱層13aに電流を供給する。図3で示した例では、端子部13dも封止材13b,13c内に収容されている。電気配線13eは、端子部13dに電気的に接続されるとともに、封止材13b,13cの外側に引き出されて、太陽光発電パネル10の外部にまで延伸されている。電気配線13eの端子部13dとは反対側の端部は、太陽光発電パネル10の外部に設けられた二次電池や負荷に接続されている。 The terminal portion 13d is connected to an electrical wiring 13e connected from the outside, and is electrically connected to the wiring layer to supply current to the heat generating layer 13a via the wiring layer. In the example shown in FIG. 3, the terminal portion 13d is also accommodated within the sealing materials 13b and 13c. The electrical wiring 13e is electrically connected to the terminal portion 13d, and is drawn out to the outside of the sealing materials 13b and 13c, and extends to the outside of the solar power generation panel 10. The end of the electrical wiring 13e opposite to the terminal portion 13d is connected to a secondary battery or load provided outside the solar power generation panel 10.
加熱制御部13fは、加熱モジュール13上に配置されて光発電モジュール15の温度Tを測定するとともに、測定した温度Tに基づいて加熱モジュール13を制御する部分である。加熱制御部13fは、図示しない配線層等によって発熱層13aや電気配線13eと電気的に接続されており、加熱モジュール13の電気回路に含まれている。加熱制御部13fの例としては、サーモスタットや温度センサを加熱モジュール13と光発電モジュール15の間に配置したものが挙げられる。 The heating control unit 13f is a part that is disposed on the heating module 13, measures the temperature T of the photovoltaic module 15, and controls the heating module 13 based on the measured temperature T. The heating control section 13f is electrically connected to the heat generating layer 13a and the electric wiring 13e through a wiring layer (not shown) or the like, and is included in the electric circuit of the heating module 13. An example of the heating control section 13f is one in which a thermostat or a temperature sensor is arranged between the heating module 13 and the photovoltaic module 15.
図4は、光発電モジュール15の構造例を示す図であり、図4(a)は平面図であり、図4(b)は側面図である。図4(a)に示すように、光発電モジュール15は、発電セル15aと、封止材15b,15cと、端子部15dと、電気配線15eを備えている。端子部15dには電気配線15eが接続されており、発電セル15aと端子部15dとは図示しない配線層で電気的に接続されている。図4(a)では、端子部15dを光発電モジュール15の中央に配置した例を示しているが、端子部15dを縁部近傍に配置するとしてもよい。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the structure of the photovoltaic module 15, with FIG. 4(a) being a plan view and FIG. 4(b) being a side view. As shown in FIG. 4A, the photovoltaic module 15 includes a power generation cell 15a, sealing materials 15b and 15c, a terminal portion 15d, and electrical wiring 15e. An electrical wiring 15e is connected to the terminal portion 15d, and the power generation cell 15a and the terminal portion 15d are electrically connected through a wiring layer (not shown). Although FIG. 4A shows an example in which the terminal portion 15d is arranged at the center of the photovoltaic module 15, the terminal portion 15d may be arranged near the edge.
図5は、太陽光発電パネル10に含まれる電気回路の一例を示す図であり、図5(a)は光発電モジュール15を含む回路図であり、図5(b)は加熱モジュール13を含む回路図である。光発電モジュール15では、発電セル15aは逆流防止ダイオード15fおよび外部に設けられた二次電池Bに接続されている。加熱モジュール13では、発熱層13aは端子部13dを介して外部に接続されており、端子部13dと発熱層13aの間には加熱制御部13fとしてサーモスタットが接続されている。加熱モジュール13の端子部13dは、電気配線13eによって外部回路に接続されており、外部から電流が供給される。加熱モジュール13に電流を供給する電源としては、光発電モジュール15によって発電した電力を貯蔵する二次電池Bを用いることが好ましい。二次電池Bの材料や構造は限定されないが、例えばリチウムイオン電池や全固体電池等を用いることができる。 5 is a diagram showing an example of an electric circuit included in the solar power generation panel 10, FIG. 5(a) is a circuit diagram including the photovoltaic module 15, and FIG. 5(b) is a circuit diagram including the heating module 13. It is a circuit diagram. In the photovoltaic module 15, the power generation cell 15a is connected to a backflow prevention diode 15f and an externally provided secondary battery B. In the heating module 13, the heat generating layer 13a is connected to the outside via a terminal portion 13d, and a thermostat is connected as a heating control portion 13f between the terminal portion 13d and the heat generating layer 13a. The terminal portion 13d of the heating module 13 is connected to an external circuit by an electric wiring 13e, and is supplied with current from the outside. As a power source for supplying current to the heating module 13, it is preferable to use a secondary battery B that stores electric power generated by the photovoltaic module 15. Although the material and structure of the secondary battery B are not limited, for example, a lithium ion battery, an all-solid battery, or the like can be used.
図5(b)では加熱モジュール13としてサーモスタットを用いた例を示したが、温度センサとマイクロコンピュータを用いて、予め設定した温度範囲で加熱モジュール13に供給される電流値を制御するとしてもよい。また、加熱モジュール13への電流制御として、単純なオン/オフの切り替えではなく、電流値のPWM(Pulth Width Modulation)制御で間欠的に電流を供給するとしてもよい。また、回路中に電流の通電と遮断を切り替えるスイッチを接続しておき、積雪の可能性が低い場合には加熱モジュール13による発熱を強制的にオフにする構成としてもよい。 Although FIG. 5B shows an example in which a thermostat is used as the heating module 13, a temperature sensor and a microcomputer may be used to control the current value supplied to the heating module 13 within a preset temperature range. . In addition, the current control to the heating module 13 may be performed by intermittently supplying current by PWM (Pulth Width Modulation) control of the current value instead of simple on/off switching. Alternatively, a switch may be connected in the circuit to switch between energization and interruption of current, and the heat generation by the heating module 13 may be forcibly turned off when the possibility of snow accumulation is low.
本実施形態の太陽光発電パネル10では、表面保護層18に入射した光は微粒子18bで一部が散乱されながら母材樹脂18a、透光性支持部材17、接着剤層16を透過して光発電モジュール15に入射する。光発電モジュール15では、入射した光を電気エネルギーに変換して、電気配線15eを介して外部に電力を供給する。太陽光発電パネル10の外部には、公知の二次電池Bが設けられており太陽光発電パネル10で発電された電力は二次電池Bに貯蔵される。二次電池Bは、出力部に外部回路等を接続され、外部回路に対して電力を供給して駆動することができる。 In the solar power generation panel 10 of this embodiment, the light incident on the surface protection layer 18 is partially scattered by the fine particles 18b, and passes through the base resin 18a, the translucent support member 17, and the adhesive layer 16. It enters the power generation module 15. The photovoltaic module 15 converts the incident light into electrical energy and supplies power to the outside via the electrical wiring 15e. A known secondary battery B is provided outside the solar power generation panel 10, and the power generated by the solar power generation panel 10 is stored in the secondary battery B. The secondary battery B has an output section connected to an external circuit, and can drive the external circuit by supplying power thereto.
また、二次電池Bの出力部に加熱モジュール13を接続することで、光発電モジュール15で発電した電力を一時的に二次電池Bに貯蔵しておき、二次電池Bに蓄えられた電力を消費して加熱モジュール13を駆動することができる。図5(b)に示した例では、加熱制御部13fとしてサーモスタットを用いており、予め定めた閾値温度で発熱層13aへの電流供給がオン/オフ制御される。一例としては、光発電モジュール15の温度Tが20℃未満でオン制御して発熱層13aに電流を供給して加熱を行い、30℃以上ではオフ制御して発熱層13aへの電流を停止する。 In addition, by connecting the heating module 13 to the output part of the secondary battery B, the electric power generated by the photovoltaic module 15 can be temporarily stored in the secondary battery B, and the electric power stored in the secondary battery B can be stored. can be consumed to drive the heating module 13. In the example shown in FIG. 5(b), a thermostat is used as the heating control unit 13f, and the current supply to the heat generating layer 13a is controlled on/off at a predetermined threshold temperature. For example, when the temperature T of the photovoltaic module 15 is less than 20° C., the ON control is performed to supply a current to the heat generating layer 13a to heat it, and when the temperature T of the photovoltaic module 15 is 30° C. or higher, the OFF control is performed to stop the current flowing to the heat generating layer 13a. .
加熱制御部13fによる電流制御によって、光発電モジュール15の温度を20℃~30℃の範囲に保つことで、外気温が氷点下まで下がった環境においても、表面保護層18の表面温度を5℃~10℃程度に保つことができる。したがって、表面保護層18上に降雪があっても表面保護層18の温度によって融雪でき、太陽光発電パネル10上への着雪や積雪、凍結を防止することができる。これにより、太陽光発電パネル10への光入射が継続されるため、光発電モジュール15による発電および二次電池Bの充電が継続される。 By maintaining the temperature of the photovoltaic module 15 within the range of 20°C to 30°C through current control by the heating control unit 13f, the surface temperature of the surface protective layer 18 can be maintained at 5°C to 5°C even in environments where the outside temperature has dropped to below freezing. It can be maintained at around 10°C. Therefore, even if snow falls on the surface protection layer 18, the snow can be melted by the temperature of the surface protection layer 18, and snow accretion, snow accumulation, and freezing on the solar power generation panel 10 can be prevented. As a result, light continues to enter the photovoltaic panel 10, so power generation by the photovoltaic module 15 and charging of the secondary battery B continue.
また、加熱制御部13fによる加熱モジュール13の駆動制御で光発電モジュール15の温度が20℃~30℃の範囲に保たれていることで、発電セル15aの温度も20℃~30℃の範囲に保たれ、加熱のしすぎによる温度上昇を抑制できる。これにより、発電セル15aの温度変化に伴う発電効率低下を抑制して、光発電モジュール15での発電を安定化することができる。また、外気温の上昇や発電時の発熱、太陽光照射等によって光発電モジュール15の温度が上昇した場合には、加熱モジュール13への電流供給が停止されるため、二次電池Bに貯蔵された電力消費を抑制することができる。 Furthermore, since the temperature of the photovoltaic module 15 is maintained within the range of 20°C to 30°C by the drive control of the heating module 13 by the heating control unit 13f, the temperature of the power generation cell 15a is also maintained within the range of 20°C to 30°C. temperature rise due to overheating can be suppressed. Thereby, it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency due to a temperature change of the power generation cell 15a, and to stabilize power generation in the photovoltaic module 15. Furthermore, if the temperature of the photovoltaic module 15 increases due to an increase in outside temperature, heat generated during power generation, sunlight irradiation, etc., the current supply to the heating module 13 is stopped, so that the current is stored in the secondary battery B. power consumption can be suppressed.
また、加熱モジュール13の光発電モジュール15とは反対側には、断熱材層11が配置されているため、加熱モジュール13や光発電モジュール15で生じた熱が太陽光発電パネル10の裏面側から放熱することを抑制することができる。これにより、光発電モジュール15と表面保護層18の温度制御によって加熱モジュール13で消費されるエネルギーを抑制して、二次電池Bに貯蔵された電力消費を抑制することができる。 Furthermore, since the heat insulating layer 11 is disposed on the opposite side of the heating module 13 from the photovoltaic module 15, the heat generated by the heating module 13 and the photovoltaic module 15 is transferred from the back side of the photovoltaic panel 10. Heat radiation can be suppressed. Thereby, the energy consumed by the heating module 13 can be suppressed by controlling the temperature of the photovoltaic module 15 and the surface protection layer 18, and the power consumption stored in the secondary battery B can be suppressed.
また、二次電池Bを太陽光発電パネル10の近傍に配置することで、二次電池Bを独立電源として用いることも可能である。これにより、商用の電線が敷設されていない領域や遠隔地、定期メンテナンスが困難な地域等においても太陽光発電と電力の供給を継続することが可能となる。また、二次電池Bを交換可能としておくことで、二次電池Bの充電が完了した場合には未充電の二次電池Bと入れ替えて貯蔵可能な電力総量を増加させることもできる。また、別地域で商用電源等を用いて別途充電した二次電池Bに入れ替えて、加熱モジュール13による融雪機能を継続させることもできる。ここで、二次電池Bの配置位置は、太陽光発電パネル10の近傍における地中に埋設するとしてもよい。 Furthermore, by arranging the secondary battery B near the solar power generation panel 10, it is also possible to use the secondary battery B as an independent power source. This makes it possible to continue solar power generation and the supply of electricity even in areas where commercial power lines are not installed, in remote areas, and in areas where regular maintenance is difficult. Further, by making the secondary battery B replaceable, when charging of the secondary battery B is completed, it can be replaced with an uncharged secondary battery B to increase the total amount of power that can be stored. Furthermore, the snow melting function of the heating module 13 can be continued by replacing the secondary battery B with a separately charged secondary battery B using a commercial power source or the like in another region. Here, the secondary battery B may be placed underground near the solar power generation panel 10.
上述したように、本実施形態の太陽光発電パネル10では、光入射面に照射された光を電力に変換する光発電モジュール15と、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する加熱モジュール13を備え、加熱モジュール13は光発電モジュール15の光入射面とは反対側に配置されている。これにより、太陽光発電パネル10の表面温度が氷点下にならないように加熱モジュール13で加熱を行い、表面に付着した雪を溶かすことができるため、冬季の積雪時にも発電を継続することが可能となる。 As described above, the photovoltaic power generation panel 10 of this embodiment includes the photovoltaic module 15 that converts the light irradiated onto the light incident surface into electric power, and the heating module 13 that converts electrical energy into thermal energy. The module 13 is arranged on the opposite side of the photovoltaic module 15 from the light incident surface. This allows the heating module 13 to heat the solar power generation panel 10 so that the surface temperature does not fall below freezing and melt snow adhering to the surface, making it possible to continue generating electricity even during winter snowfall. Become.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第1実施形態と重複する内容は説明を省略する。第1実施形態では、加熱制御部13fとしてサーモスタットを用いたが、本実施形態では、温度センサとマイクロコンピュータを組み合わせて加熱制御部13fを構成した例について説明する。マイクロコンピュータは、予め記録媒体に記録されたプログラムによって動作し、温度センサが取得した温度Tの情報に基づいて、加熱モジュール13および光発電モジュール15の駆動を制御する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Description of contents that overlap with those of the first embodiment will be omitted. In the first embodiment, a thermostat was used as the heating control section 13f, but in this embodiment, an example will be described in which the heating control section 13f is configured by combining a temperature sensor and a microcomputer. The microcomputer operates according to a program recorded in advance on a recording medium, and controls the driving of the heating module 13 and the photovoltaic module 15 based on the information on the temperature T acquired by the temperature sensor.
図6は、太陽光発電パネル10の制御方法の一例を示すフローチャートである。はじめにステップS1では、加熱制御部13fは温度センサを用いて光発電モジュール15の温度Tを測定して、マイクロコンピュータに温度情報を伝達する。次にステップS2では、マイクロコンピュータはプログラムにしたがって温度Tに基づいて加熱モジュール13の加熱方針を決定する。 FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a method for controlling the solar power generation panel 10. First, in step S1, the heating control section 13f measures the temperature T of the photovoltaic module 15 using a temperature sensor, and transmits temperature information to the microcomputer. Next, in step S2, the microcomputer determines the heating policy of the heating module 13 based on the temperature T according to the program.
次にステップS3では、前のステップS2で決定された加熱方針に従って、加熱モジュール13の駆動が制御される。一例としては、光発電モジュール15の温度Tが20℃未満でオン制御して発熱層13aに電流を供給して加熱を行い、30℃以上ではオフ制御して発熱層13aへの電流を停止する。他の例としては、光発電モジュール15の温度Tが25℃となるように発熱層13aへの電流供給をフィードバック制御する。次に、ステップS4では、光発電モジュール15で発電した電力を二次電池Bに充電する動作を決定して充電制御を行う。その後、再びステップS1に戻り同様の制御を繰り返す。 Next, in step S3, the driving of the heating module 13 is controlled according to the heating policy determined in the previous step S2. For example, when the temperature T of the photovoltaic module 15 is less than 20° C., the ON control is performed to supply a current to the heat generating layer 13a to heat it, and when the temperature T of the photovoltaic module 15 is 30° C. or higher, the OFF control is performed to stop the current flowing to the heat generating layer 13a. . As another example, the current supply to the heat generating layer 13a is feedback-controlled so that the temperature T of the photovoltaic module 15 is 25°C. Next, in step S4, an operation for charging the secondary battery B with the power generated by the photovoltaic module 15 is determined and charging control is performed. After that, the process returns to step S1 again and the same control is repeated.
本実施形態の太陽光発電パネル10でも、太陽光発電パネル10の表面温度が氷点下にならないように加熱モジュール13で加熱を行い、表面に付着した雪を溶かすことができるため、冬季の積雪時にも発電を継続することが可能となる。加熱制御部13fとして温度センサとマイクロコンピュータの組み合わせを用いることで、より詳細に光発電モジュール15と表面保護層18の温度調整をすることができ、効率的な融雪と二次電池Bの電力消費抑制を図ることが可能となる。 Also in the solar power generation panel 10 of this embodiment, the heating module 13 performs heating so that the surface temperature of the solar power generation panel 10 does not fall below freezing point, and the snow adhering to the surface can be melted. It becomes possible to continue power generation. By using a combination of a temperature sensor and a microcomputer as the heating control unit 13f, the temperature of the photovoltaic module 15 and the surface protection layer 18 can be adjusted in more detail, resulting in efficient snow melting and power consumption of the secondary battery B. This makes it possible to suppress this.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第1実施形態と重複する内容は説明を省略する。第1実施形態では、断熱材層11と加熱モジュール13を接着剤層12で固定した例を示したが、断熱材層11と加熱モジュール13との間の接着剤層12を省略して、断熱材層11を太陽光発電パネル10と別体としてもよい。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Description of contents that overlap with those of the first embodiment will be omitted. In the first embodiment, an example was shown in which the heat insulating material layer 11 and the heating module 13 were fixed with the adhesive layer 12, but the adhesive layer 12 between the heat insulating material layer 11 and the heating module 13 was omitted, and The material layer 11 may be separate from the solar power generation panel 10.
断熱材層11は、比較的柔らかい材料や構造を有しているため、その上に配置された加熱モジュール13、光発電モジュール15、透光性支持部材17および表面保護層18の荷重が加わることで劣化が進みやすく、断熱効果が低下する傾向にある。特に、太陽光発電パネル10を道路や歩道に配置して、車両や歩行者が通行する場合には機械的な負荷がかかりやすく、劣化が進行しやすい。したがって、断熱材層11を太陽光発電パネル10とは別体とすることで、劣化した断熱材層11のみを交換することができ、加熱モジュール13からの放熱防止効果を維持することができる。ここで、本実施形態のように断熱材層11を太陽光発電パネル10とは別体として、断熱材層11上に加熱モジュール13を載置するだけでも、断熱材層11による断熱の効果は十分に得られる。 Since the heat insulating material layer 11 has a relatively soft material and structure, the load of the heating module 13, photovoltaic module 15, translucent support member 17, and surface protection layer 18 placed thereon is not applied to the heat insulating material layer 11. The deterioration tends to progress easily, and the insulation effect tends to decrease. In particular, when the solar power generation panel 10 is placed on a road or sidewalk and vehicles and pedestrians pass by, it is likely to be subjected to mechanical loads and deterioration will likely progress. Therefore, by making the heat insulating layer 11 separate from the photovoltaic panel 10, only the deteriorated heat insulating layer 11 can be replaced, and the effect of preventing heat radiation from the heating module 13 can be maintained. Here, even if the heat insulating layer 11 is made separate from the photovoltaic panel 10 and the heating module 13 is simply placed on the insulating layer 11 as in this embodiment, the heat insulation effect of the insulating layer 11 can be reduced. You get enough.
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第1実施形態と重複する内容は説明を省略する。図7は、太陽光発電パネル10およびそれを用いた融雪装置の利用例を模式的に示す図であり、図7(a)は車両が走行する路面上に配置した例を示し、図7(b)は歩行者が通行する歩道面上に配置した例を示し、図7(c)は建造物の屋根に配置した例を示している。図7では、間隔を空けて複数の太陽光発電パネル10を配置した例を示しているが、複数の太陽光発電パネル10を隣接させて配置するとしてもよい。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Descriptions of contents that overlap with those of the first embodiment will be omitted. FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of the use of the solar power generation panel 10 and a snow melting device using the same, and FIG. FIG. 7B shows an example in which the device is placed on a sidewalk where pedestrians pass, and FIG. 7C shows an example in which the device is placed on the roof of a building. Although FIG. 7 shows an example in which a plurality of photovoltaic panels 10 are arranged at intervals, a plurality of photovoltaic panels 10 may be arranged adjacently.
本発明の太陽光発電パネル10およびそれを用いた融雪装置では、図7(a)に示したように車道20上に太陽光発電パネル10を配置し、太陽光発電パネル10上を車両30が走行することも可能である。また、図7(b)に示したように歩道40上に太陽光発電パネル10を配置し、太陽光発電パネル10上を歩行者50が通行することも可能である。 In the solar power generation panel 10 of the present invention and the snow melting device using the same, the solar power generation panel 10 is arranged on the roadway 20 as shown in FIG. It is also possible to run. Further, as shown in FIG. 7(b), it is also possible to arrange the solar power generation panel 10 on the sidewalk 40 and allow pedestrians 50 to pass over the solar power generation panel 10.
上述したように加熱モジュール13と光発電モジュール15として可撓性を有する構造を用いることで、太陽光発電パネル10上を車両30や歩行者50が通行しても、光発電モジュール15が破損せず発電を継続することができる。また、表面保護層18には微粒子18bが混入されており、微粒子18bの少なくとも一部は母材樹脂18aの表面に露出されているため、適切な摩擦係数を確保してスリップを防止することができる。 As described above, by using a flexible structure for the heating module 13 and the photovoltaic module 15, the photovoltaic module 15 will not be damaged even if a vehicle 30 or a pedestrian 50 passes over the photovoltaic panel 10. It is possible to continue power generation without any problems. Further, since the surface protective layer 18 contains fine particles 18b, and at least a portion of the fine particles 18b are exposed on the surface of the base resin 18a, it is possible to secure an appropriate coefficient of friction and prevent slipping. can.
また、加熱モジュール13で光発電モジュール15を加熱することで、太陽光発電パネル10は融雪装置としても機能するため、太陽光発電パネル10を配置した領域への積雪を防止して発電を継続することができる。また、二次電池Bへの充電と二次電池Bからの電力供給による発熱を利用することで、独立電源により融雪装置を継続使用することもでき、遠隔地や山間部、橋梁上、駅のホームなど、除雪作業に要する労力を低減するとともに、積雪や着氷を防止して通行の安全性を高めることもできる。 Furthermore, by heating the photovoltaic module 15 with the heating module 13, the photovoltaic panel 10 also functions as a snow melting device, which prevents snow from accumulating in the area where the photovoltaic panel 10 is placed and continues power generation. be able to. In addition, by charging the secondary battery B and using the heat generated by the power supply from the secondary battery B, the snow melting device can be used continuously with an independent power source, such as in remote areas, mountainous areas, on bridges, and at stations. In addition to reducing the labor required to remove snow from platforms and other areas, it also prevents snow accumulation and icing, thereby increasing road safety.
また、図7(c)に示したように、建造物の屋根60上に太陽光発電パネル10を配置することも可能である。この場合にも、加熱モジュール13を用いて太陽光発電パネル10上への積雪を防止して発電を継続することができる。これにより、屋根の雪下ろし作業を行わずとも発電を継続することができ、雪下ろし作業を軽減することもできる。また、豪雪地帯のように冬季の太陽光発電が困難な地域においても、本発明の太陽光発電パネル10では発電を継続することが可能である。 Furthermore, as shown in FIG. 7(c), it is also possible to arrange the solar power generation panel 10 on the roof 60 of a building. In this case as well, the heating module 13 can be used to prevent snow from accumulating on the solar power generation panel 10 and continue power generation. As a result, power generation can be continued without removing snow from the roof, and the amount of snow removal work can also be reduced. Further, even in areas where solar power generation is difficult in winter, such as areas with heavy snowfall, the solar power generation panel 10 of the present invention can continue power generation.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. are also included within the technical scope of the present invention.
10…太陽光発電パネル
11…断熱材層
12,14,16…接着剤層
13…加熱モジュール
13a…発熱層
13b,13c,15b,15c…封止材
13d,15d…端子部
13e,15e…電気配線
13f…加熱制御部
15…光発電モジュール
15a…発電セル
15f…逆流防止ダイオード
17…透光性支持部材
18…表面保護層
18a…母材樹脂
18b…微粒子
20…車道
30…車両
40…歩道
50…歩行者
60…屋根
10... Solar power generation panel 11... Heat insulating material layer 12, 14, 16... Adhesive layer 13... Heating module 13a... Heat generating layer 13b, 13c, 15b, 15c... Sealing material 13d, 15d... Terminal part 13e, 15e... Electricity Wiring 13f...Heating control unit 15...Photovoltaic module 15a...Power generation cell 15f...Backflow prevention diode 17...Transparent support member 18...Surface protection layer 18a...Material resin 18b...Fine particles 20...Roadway 30...Vehicle 40...Sidewalk 50 …Pedestrian 60…Roof
Claims (8)
光入射面に照射された光を電力に変換する光発電モジュールと、
前記光を透過し、一面に前記光発電モジュールが貼り付けられる透光性支持部材と、
電気エネルギーを熱エネルギーに変換する加熱モジュールと、
前記光発電モジュールの温度Tを測定するとともに、前記温度Tに基づいて前記加熱モジュールを制御する加熱制御部とを備え、
前記透光性支持部材は、前記光発電モジュールの前記光入射面側に配置され、
前記加熱モジュールは、前記光発電モジュールの前記光入射面とは反対側に配置され、
前記加熱制御部は、前記温度Tが20℃未満で前記加熱モジュールによる加熱を開始し、30℃以上で前記加熱モジュールによる加熱を停止することを特徴とする融雪装置。 A snow melting device installed on the road surface,
A photovoltaic module that converts the light irradiated onto the light incident surface into electricity,
a translucent support member that transmits the light and has the photovoltaic module attached to one surface;
a heating module that converts electrical energy into thermal energy;
A heating control unit that measures the temperature T of the photovoltaic module and controls the heating module based on the temperature T,
The light-transmitting support member is arranged on the light incident surface side of the photovoltaic module,
The heating module is arranged on a side opposite to the light incident surface of the photovoltaic module,
The snow melting device is characterized in that the heating control unit starts heating by the heating module when the temperature T is less than 20°C, and stops heating by the heating module when the temperature T is 30°C or higher.
前記透光性支持部材の他面上に形成され、前記光を透過する表面被覆層を備え、
前記表面被覆層は、前記光を散乱する微粒子が少なくとも表面に露出していることを特徴とする融雪装置。 The snow melting device according to claim 1,
comprising a surface coating layer formed on the other surface of the light-transmitting support member and transmitting the light;
The snow melting device is characterized in that the surface coating layer has at least the light scattering fine particles exposed on the surface.
前記透光性支持部材はポリカーボネートからなることを特徴とする融雪装置。 The snow melting device according to claim 2,
A snow melting device characterized in that the translucent support member is made of polycarbonate.
前記光発電モジュールは、可撓性を有しアモルファスシリコンからなる発電セルを備えることを特徴とする融雪装置。 The snow melting device according to claim 2 or 3,
The snow melting device is characterized in that the photovoltaic module includes a flexible power generation cell made of amorphous silicon.
前記加熱モジュールの前記光発電モジュールとは反対側に設けられた断熱材層を備えることを特徴とする融雪装置。 The snow melting device according to any one of claims 1 to 4,
A snow melting device comprising: a heat insulating material layer provided on a side of the heating module opposite to the photovoltaic module.
前記加熱モジュールと前記断熱材層は別体で構成され、前記断熱材層は交換可能とされていることを特徴とする融雪装置。 The snow melting device according to claim 5,
A snow melting device characterized in that the heating module and the heat insulating layer are constructed separately, and the heat insulating layer is replaceable.
前記光発電モジュールで発電した電力を二次電池に供給して充電し、
前記加熱モジュールは、前記二次電池から供給される電流で駆動されることを特徴とする融雪装置。 The snow melting device according to any one of claims 1 to 6,
Supplying power generated by the photovoltaic module to a secondary battery to charge it,
The snow melting device is characterized in that the heating module is driven by current supplied from the secondary battery.
前記融雪装置は、光を透過する透光性支持部材の一面に光発電モジュールが貼り付けられ、
前記透光性支持部材は、前記光発電モジュールの光入射面側に配置され、
前記光発電モジュールで前記光入射面に照射された前記光を電力に変換し、
前記光発電モジュールの前記光入射面とは反対側に配置された加熱モジュールで電気エネルギーを熱エネルギーに変換して、
前記光発電モジュールの温度Tを測定し、
前記温度Tが20℃未満で前記加熱モジュールによる加熱を開始し、30℃以上で前記加熱モジュールによる加熱を停止することを特徴とする融雪装置の制御方法。 A method of controlling a snow melting device installed on a road surface, the method comprising:
The snow melting device includes a photovoltaic module attached to one surface of a transparent support member that transmits light;
The light-transmitting support member is arranged on the light incident surface side of the photovoltaic module,
Converting the light irradiated onto the light incidence surface with the photovoltaic module into electric power,
converting electrical energy into thermal energy with a heating module disposed on a side opposite to the light incident surface of the photovoltaic module;
Measuring the temperature T of the photovoltaic module,
A method for controlling a snow melting device, characterized in that heating by the heating module is started when the temperature T is less than 20°C, and heating by the heating module is stopped when the temperature T is 30°C or higher.
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