JPH0142788Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 本考案は、太陽電池と太陽熱集熱器を組合わせ
ることにより、太陽エネルギーを電気エネルギー
と熱エネルギーに変換して有効に利用できる光・
熱複合型コレクタに関するものである。

〈従来技術〉 従来の光・熱複合型コレクタは、第１図に示す
如く、平板型のもので太陽電池１が集熱板２上に
貼付けられている以外は、従来の集熱器と同じ構
造をしている。即ち、コレクタは、外枠４、底板
３、透過体５から集熱箱が構成され、その内部に
複数枚の集熱板２が配設され、その下部に断熱材
６が敷設されている。そして熱媒体（例えば水、
下凍液）は、集熱器内を下部ヘツダー７ａ、熱媒
管８、上部ヘツダー７ｂと流通する間に太陽熱に
より加熱されることになる。

ところで、光・熱複合型コレクタは、太陽エネ
ルギーを熱エネルギーとしてのみでなく、電気エ
ネルギーとしても有効に利用できるようにされた
ものである。その基本的な構造としては、集熱板
２上に伝熱的に太陽電池２を貼付け、得られた電
気出力を集熱器外枠４に設けられたターミナル９
から取り出し利用するものであり、太陽電池の冷
却による電気変換効率の向上、集熱効率の改善等
光・熱相乗効果が期待できるとともに、コレクタ
の設置スペースの低減も図れるなど、多くの利点
を有している。

しかしながら、従来のコレクタは太陽電池の貼
付構造に問題があつた。即ち、第２図に従来の集
熱部の断面構造を示すが、熱媒管８を設けた集熱
板２の上に、熱伝導性接着剤層１０、絶縁板１
１、前記接着剤層１０、太陽電池１が積層され、
更に全層をカバーして耐久性を向上させるために
透明樹脂膜１２がコーテイングされている。そし
て、所定の電圧を得るためには、各々の太陽電池
を互いに絶縁して直列に接続する等の工夫が必要
であり、図からも分かるように、アルミナ等の絶
縁板１１を集熱板２と太陽電池１の間に介在させ
る必要がある。しかし、こうした積層構造では、
集熱板２、熱伝導性接着剤層１０、絶縁板１１、
太陽電池１の熱膨張率の差により、集熱部が加熱
されると（例えば接着剤層１０の硬化時、コレク
タの空焚時）、熱歪みにより接着剤層１０の亀裂、
集熱板２の反り、更には太陽電池１の反りや割れ
などが発生し、外観のみでなく機能的にも大きな
問題となつていた。

〈目的〉 本考案は上記の点に鑑み成されたものであつ
て、太陽電池の性能劣化を防止すると共に集熱効
率の高い光・熱複合型コレクタを提供することを
目的とする。

〈実施例〉 以下本考案の実施例を図面に基いて説明する。
第３図は本考案実施例の斜視図、第４図はこの第
３図のＸ−Ｘ断面図である。この第３図及び第４
図において、１３は箱体であつて、例えばアルミ
の押し出し成型部材等で形成された上面の開口し
た箱状を成す。１４はこの箱体１３に敷設された
断熱材１５上に載置された集熱体であつて、この
集熱体１４は熱媒体を流通させる集熱パイプ１４
ａとこの集熱パイプ１４ａに熱伝的に配設された
集熱フイン１４ｂとから構成され、少なくとも集
熱フイン１４ｂ上面側に選択吸収膜を形成するこ
とにより太陽エネルギーを熱として変換して熱媒
体を加熱する。１６及び１７は上記箱体１３上面
開口を封止する透明板であつて、この透明板１
６，１７はガラス板等によつて構成され外周部分
に介在されたシール材１８によつて一定間隔をも
つて配設されることにより透明板１６，１７間に
断熱空間１９が形成される。又、この透明板１
６，１７によつて集熱体１４を収納した箱体１３
内も密閉され、対流による放熱が防止される。２
０は最上部の透明板１６即ち外気に接する透明板
１６の内部側に貼着された太陽電池であつて、こ
の太陽電池２０は例えばシリコン系接着剤等のよ
うに透明な接着剤２１でもつて受光面側を上方に
向けるつまり透明板１６側に向けて貼着されてい
る。尚、この太陽電池２０は放熱を考慮すれば外
気に接するように透明板１６側に貼着するのが望
しいが内部側の透明板１７側に受光面を上方に向
けて貼着しても良く、この場合接着剤２１は透明
でなくても良い。つまりは、太陽電池２０は外気
に接する断熱空間１９内に配設されれば良い。２
２は上記透明板１６，１７を固定するための押え
枠である。

従つて上記構成の光・熱複合型コレクタであれ
ば、太陽電池２０が外気に接する透明板１６に貼
着されているので、従来導電金属製の集熱板上に
配設したがために必要であつた絶縁板が不要とな
ると共に、断熱空間１９内に配設されることによ
つて湿気による太陽電池２０の劣化が防止されて
従来防湿用に施されていた樹脂コーテイングが不
要となるので、太陽電池２０の積層構造を非常に
簡略化することができる。又、太陽電池２０は透
明板１６を介して外気に接するように配設されて
いるので、太陽光を受けても高温化することはな
く、太陽電池２０の性能の低下を招くことはな
い。又、透明板１６，１７間に形成される上記断
熱空気層１９によつて集熱体１４を収納されてい
る箱体３内の放熱が防止されるので、集熱体１４
の集熱効率が向上する。尚、上記太陽電池２０を
収納している断熱空間１９内に防湿剤を入れれば
断熱空間１９の防湿効果は更に増し太陽電池２０
の劣化が防止される。

又、第５図に示すように、太陽電池２０と内部
側に位置する透明板１７との間にゴム等の弾性体
２３を介在させれば、太陽電池２０の固定強度が
強くなり、何かの原因で太陽電池２０が透明板１
６よりはがれ落るということはなくなる。

又、第３図に示すように上記実施例において太
陽電池２０を集熱体１４に対向する位置に多数配
設したものについて説明したが、この場合太陽電
池２０の影になる部分の集熱効率の低下が予想さ
れる。コレクタ単体として集熱に重点を置く場合
には、第６図に示すように、集熱体の両側に設け
られたヘツダ管２４に対向する位置の透明板１６
に太陽電池２０を貼着すれば集熱体に入射する太
陽光が太陽電池２０によつてさえぎられることは
ない。この場合、太陽電池２０の減少つまり受光
面積の減少によつて発電される電力が減少する
が、該コレクタを複数枚配設するようにすれば、
例えば太陽電池で発電された電力を集熱回路（図
示せず）駆動用のポンプの電源として用いる場合
や、又集熱制御を行う制御回路の電源として用い
るには充分である。

又、太陽電池としてアモルフアス太陽電池を用
いれば、第７図に示すように、外気に接するガラ
ス板等の透明板１６内面側にこの透明板１６を基
板として直接太陽電池２０を形成することがで
き、このようにすれば太陽電池２０を貼着する作
業を廃止することができる。

尚、本考案実施例を平板型のコレクタについて
図示したが、本考案は真空ガラス管型コレクタに
ついても適用できる。

〈効果〉 以上本考案は、上面を開口した箱体内に太陽熱
を集熱する集熱体を収納すると共に、この箱体の
上面開口を透明体で封止して箱体内を密閉したコ
レクタにおいて、上記透明体と集熱体との間に、
複数の透明体を設けて箱体内部に複数の断熱空間
を形成し、上記外気に接する透明体の内面側に太
陽電池を接着して成る光・熱複合型コレクタであ
る。

従つて、太陽電池は透明体を介して外気に接す
ると共に集熱体を収納した箱体内の空間とは断熱
された空間に収納されているので、太陽電池が高
温にさらされることはなく、太陽電池の変換効率
の低下を無くすことができる。即ち、集熱体が収
納された空間は該集熱体がかなりの高温になるた
め、集熱体が収納された空間内がかなりの高温に
なる。従つてこのような高温の空間に太陽電池が
収納されていると、太陽電池の変換効率が低下
し、十分な電力が得られないが、本考案は集熱体
が収納された空間と太陽電池が収納された空間と
が断熱されているので、太陽電池が高温にさらさ
れないのである。

また上記太陽電池が収納された空間は密閉され
た空間であり、しかも集熱体が収納された空間と
は気密に区画されているため、水分の侵入がほと
んどなく、湿気による太陽電池の劣化を防止する
ことができる。即ち、集熱体は加熱冷却が繰り返
し行われるために熱応力が働き、破壊しないまで
もひび割れを起こすことも考えられ、そのように
ひび割れが生じると循環する熱媒体（普通は水）
が集熱体を収納した空間にしみ出す可能性が有
る。このしみ出した水は集熱体を収納した空間に
湿気として充満する。従つて集熱体を収納した空
間に太陽電池を収納しておくと、当該湿気によつ
て太陽電池の劣化が生じる可能性があるが、本考
案のように集熱体を収納した空間とは気密に区画
した空間に太陽電池を収納することで湿気に対す
る劣化をほぼ完全に無くすることができる。尚、
湿気に対する劣化を防止できるので湿気対策のた
めに設けていた太陽電池の樹脂コーテイングをな
くすることができ、太陽電池の構成を簡単にする
ことができる。

また、上記太陽電池に対する熱の侵入を阻止す
べく設けられた断熱空間は、集熱体の断熱空間と
しても作用するため、放熱の少ない効率の良い太
陽熱集熱を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のコレクタの斜視図、第２図
は、従来のコレクタの要部断面図、第３図は、本
考案実施例の斜視図、第４図は、第３図のＸ−Ｘ
断面図、第５図は、第３図のＸ−Ｘ断面図であつ
て、他の実施例を示す、第６図は、他の実施例の
斜視図、第７図は、第３図のＸ−Ｘ断面図であつ
て、他の実施例を示す。 １３：箱体、１４：集熱体、１６，１７：透明
板、１９：断熱空間、２０：太陽電池。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 上面の開口した箱体内に太陽熱を集熱する集熱
   体を収納すると共に、この箱体の上面開口を透明
   体で封止して箱体内を密閉したコレクタにおい
   て、 上記透明体と集熱体との間に、複数の透明体を
   設けて箱体内部に複数の断熱空間を形成し、 上記外気に接する透明体の内面側に太陽電池を
   接着して成る光・熱複合型コレクタ。