JPH03267655A - 太陽エネルギー収集装置 - Google Patents
太陽エネルギー収集装置Info
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- JPH03267655A JPH03267655A JP2065226A JP6522690A JPH03267655A JP H03267655 A JPH03267655 A JP H03267655A JP 2065226 A JP2065226 A JP 2065226A JP 6522690 A JP6522690 A JP 6522690A JP H03267655 A JPH03267655 A JP H03267655A
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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
- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は太陽光から電気エネルギーと熱エネルギーとを
同時に収集する太陽エネルギー収集装置に関する。
同時に収集する太陽エネルギー収集装置に関する。
（ロ）従来の技術
太陽光から電気エネルギーと熱エネルギーとを同時に収
集するものとして、例えばＵ Ｓ Ｐ ４，３３４゜１
２０号が存在する。ところがこの収集装置によると、太
陽エネルギーを１気エネルギーに変換する太陽電池は高
温状態では変換効率が低いので低温に保つ必要がある一
方、太陽エネルギーを熱エネルギーに変換する個所に於
ては高温状態を保つ必要があり、相反する要求を同時に
満たさなければならない問題点を抱えている。
集するものとして、例えばＵ Ｓ Ｐ ４，３３４゜１
２０号が存在する。ところがこの収集装置によると、太
陽エネルギーを１気エネルギーに変換する太陽電池は高
温状態では変換効率が低いので低温に保つ必要がある一
方、太陽エネルギーを熱エネルギーに変換する個所に於
ては高温状態を保つ必要があり、相反する要求を同時に
満たさなければならない問題点を抱えている。
このような問題点に鑑みて、本特許出願人は平成２年１
月３０日付で、電気エネルギーと熱エネルギーとを同時
に効率よく収集する構成を提案した。その新しく提案さ
れた構成は第４図に示すように、太陽光を電気エネルギ
ーに変換する太陽電池ＩＯを部分的に有する透明基板１
１と、その透明基板１１と間隔を置いて設けられた吸熱
板１２と、この吸熱板１２と透明基板１】との間に設け
られた透光板１３と、から構成されていて、太陽電池１
０で太陽光を電気エネルギーに変換すると共に、太陽電
池ＩＯが存在しない個所に到来した太陽光は透明基板１
１、透光板１３を経て吸熱板１２に到達して熱エネルギ
ーに変換される。
月３０日付で、電気エネルギーと熱エネルギーとを同時
に効率よく収集する構成を提案した。その新しく提案さ
れた構成は第４図に示すように、太陽光を電気エネルギ
ーに変換する太陽電池ＩＯを部分的に有する透明基板１
１と、その透明基板１１と間隔を置いて設けられた吸熱
板１２と、この吸熱板１２と透明基板１】との間に設け
られた透光板１３と、から構成されていて、太陽電池１
０で太陽光を電気エネルギーに変換すると共に、太陽電
池ＩＯが存在しない個所に到来した太陽光は透明基板１
１、透光板１３を経て吸熱板１２に到達して熱エネルギ
ーに変換される。
（ハ）発明が解決しようとする課題
この新しく提案された構成によれば、透明基板１１を透
過して吸熱板１２にて熱エネルギーに変換された太陽熱
が＋１＃び太陽電池Ｈ１側へ移行するのを防Ｉ］−する
ための透光板１コ３が設けられてはいるものの、太陽熱
のうちには吸熱板１２から輻射される赤外線の形で透光
板Ｉ３を透過して太陽電池１０まで達してしまうものが
あり、熱変換効率の低下、並びに太陽電池のシ１温によ
る電気変換効率の低下を招く恐れがある。
過して吸熱板１２にて熱エネルギーに変換された太陽熱
が＋１＃び太陽電池Ｈ１側へ移行するのを防Ｉ］−する
ための透光板１コ３が設けられてはいるものの、太陽熱
のうちには吸熱板１２から輻射される赤外線の形で透光
板Ｉ３を透過して太陽電池１０まで達してしまうものが
あり、熱変換効率の低下、並びに太陽電池のシ１温によ
る電気変換効率の低下を招く恐れがある。
本発明はこの熱変換効率、並びに電気変換効率の低下を
極力排除することを目的として為されたものである。
極力排除することを目的として為されたものである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、太陽電池と熱吸収板との間に、透光性基板側
から到来する赤外線を含む可視光は透過するが、熱吸収
板側からの赤外線は反射する選択反射膜にて構成された
光透過性断熱板を介在させたものである。
から到来する赤外線を含む可視光は透過するが、熱吸収
板側からの赤外線は反射する選択反射膜にて構成された
光透過性断熱板を介在させたものである。
また本発明は、太陽電池の裏面に熱吸収板側からの赤外
線を反射する反射膜を設けたものである。
線を反射する反射膜を設けたものである。
（ホ）作用
本発明によれば、太陽電池を配置した透光性基板を透過
した太陽光に含まれている熱エネルギーが太陽電池の裏
面に戻ってくる確率は非常に低くなり、熱変換効率の低
下、並びに太ＦｊＳ＠池の昇温による電気変換効率の低
下を防止することができる。
した太陽光に含まれている熱エネルギーが太陽電池の裏
面に戻ってくる確率は非常に低くなり、熱変換効率の低
下、並びに太ＦｊＳ＠池の昇温による電気変換効率の低
下を防止することができる。
（へ）実施例
第１図は本発明太陽エネルギー収集装置の断面図であっ
て、ｌはガラスなどの透光性基板で、その裏面にアモル
ファスシリコンを主構成要素とする薄膜状の太ＦＩＡ＊
池２が設けられている。この太陽電池２は透光性基板ｌ
の裏面全面に設けられているのではなく、部分的、例え
ば透光性基板１の５０％程度の面積に太陽電池２が配置
され、残りの５０％は太陽光がこの透光性基板ｌを透過
する構成となっている。３はこの太陽電池ｌの背面に該
太陽電池１と間隔を置いて設けられた熱吸収板で、その
表面には黒色塗料が塗布されている。４はこの熱吸収板
３と透光性基板１との間に配置された光透過性断熱材で
、この光透過性断熱材３は透光性基板１を透過してくる
可視光は通すが、熱吸収板３から到来する赤外線は遮断
して熱吸収板３側に再反射する機能を持っている。そし
てこの光透過性断熱材４と透光性基板１との間で冷却ダ
クト５を構成し、また光透過性断熱材４と熱吸収板３と
で吸熱ダクト６を構成しており、冷却ダクト５には透光
性基板１の裏面に設けられた太陽電池２を冷却する冷却
風７が流されており、また吸熱ダクト６には熱吸収板３
にて吸収された熱を熱利用個所に運搬する加熱風８が流
れるよう構成されている。
て、ｌはガラスなどの透光性基板で、その裏面にアモル
ファスシリコンを主構成要素とする薄膜状の太ＦＩＡ＊
池２が設けられている。この太陽電池２は透光性基板ｌ
の裏面全面に設けられているのではなく、部分的、例え
ば透光性基板１の５０％程度の面積に太陽電池２が配置
され、残りの５０％は太陽光がこの透光性基板ｌを透過
する構成となっている。３はこの太陽電池ｌの背面に該
太陽電池１と間隔を置いて設けられた熱吸収板で、その
表面には黒色塗料が塗布されている。４はこの熱吸収板
３と透光性基板１との間に配置された光透過性断熱材で
、この光透過性断熱材３は透光性基板１を透過してくる
可視光は通すが、熱吸収板３から到来する赤外線は遮断
して熱吸収板３側に再反射する機能を持っている。そし
てこの光透過性断熱材４と透光性基板１との間で冷却ダ
クト５を構成し、また光透過性断熱材４と熱吸収板３と
で吸熱ダクト６を構成しており、冷却ダクト５には透光
性基板１の裏面に設けられた太陽電池２を冷却する冷却
風７が流されており、また吸熱ダクト６には熱吸収板３
にて吸収された熱を熱利用個所に運搬する加熱風８が流
れるよう構成されている。
ここでこの太陽エネルギー収集装置の具体的な構成につ
いて説明しておく。透光性基板１は厚さ２、０ｍｍの透
明ガラスから成っており、この透光性基板ｌの裏面の太
陽電池２は、基板ｌ側から、透明導電膜（ＩＴＯ）、ア
モルファスシリコンからなるＰ−１−Ｎの３層、金属製
裏面電極、を順次積層して構成されている。この透光性
基板ｌと光透過性断熱材４との間の冷却ダクト５の間隔
は３０ｍ１、また光透過性断熱材４と熱吸収板３との間
隔の吸熱ダクト６は３０ｍｍに設定されている。尚、こ
の光透過性断熱材４は、ガラス、アクリル、透明塩化ビ
ニール、ポリカーボネイト、ＰＥＴ等のプラスチック、
もしくはそれらの複合材にて構成されている。
いて説明しておく。透光性基板１は厚さ２、０ｍｍの透
明ガラスから成っており、この透光性基板ｌの裏面の太
陽電池２は、基板ｌ側から、透明導電膜（ＩＴＯ）、ア
モルファスシリコンからなるＰ−１−Ｎの３層、金属製
裏面電極、を順次積層して構成されている。この透光性
基板ｌと光透過性断熱材４との間の冷却ダクト５の間隔
は３０ｍ１、また光透過性断熱材４と熱吸収板３との間
隔の吸熱ダクト６は３０ｍｍに設定されている。尚、こ
の光透過性断熱材４は、ガラス、アクリル、透明塩化ビ
ニール、ポリカーボネイト、ＰＥＴ等のプラスチック、
もしくはそれらの複合材にて構成されている。
而して斯る構成の太陽エネルギー収集装置を家屋の屋根
などに配置し、太陽光の照射を受けると、太陽光のうち
、太陽電池２の存在する個所に到来した光はその太陽電
池２にて光−電気変換されて電気エネルギーとして取り
出される。また太陽電池２が存在しない個所に到来した
光は透光性基板ｌ、冷却ダクト５、光透過性断熱材４、
吸熱ダクト６を経て熱吸収板３に達し、光−熱変換され
、この熱吸収板３近傍の吸熱ダクト６内を流れる加熱風
８を加熱して暖房機器や吸収式冷却機器などの熱利用個
所に熱運搬される。そして冷却ダクト５には図示しない
ファンなどから冷却風７が強制的に送り込まれており、
その冷却風７によって太陽電池１は背面から冷却されて
いる。
などに配置し、太陽光の照射を受けると、太陽光のうち
、太陽電池２の存在する個所に到来した光はその太陽電
池２にて光−電気変換されて電気エネルギーとして取り
出される。また太陽電池２が存在しない個所に到来した
光は透光性基板ｌ、冷却ダクト５、光透過性断熱材４、
吸熱ダクト６を経て熱吸収板３に達し、光−熱変換され
、この熱吸収板３近傍の吸熱ダクト６内を流れる加熱風
８を加熱して暖房機器や吸収式冷却機器などの熱利用個
所に熱運搬される。そして冷却ダクト５には図示しない
ファンなどから冷却風７が強制的に送り込まれており、
その冷却風７によって太陽電池１は背面から冷却されて
いる。
一方、熱吸収板３の表面は黒色塗料が塗布されているの
で太陽光の照射を受けると赤外線を吸熱ダク）６（１！
１に発射するが、その赤外線は光透過性断熱材４に到達
すると冷却ダクト５側には透過せず、再度吸熱ダクト６
側に反射し、太ＦＡ電池２が熱吸収板３からの赤外線に
よって加熱されることはない。従って光−熱変換に於て
は熱が吸熱ダクト外に赤外線の形で出てしまう確率は少
なくなり、光−熱変換効率の低下は防止されると共に、
光−電気変換に於ては太陽電池２の加熱が抑えられるの
で、光−電気変換効率も低下することはない 第２図は本発明の他の実施例を示しており、第１図に示
した第１の実施例と異なるところは、光透過性断熱材４
を通常のガラスなどの透明板で構成し、その代わりに、
透光性基板１に設けた太陽電池２の裏面に赤外線を反射
する反射膜９を設けたところにある。斯る構成によれば
、熱吸収板３からの赤外線は太陽電池２の裏面に到達す
ると反射膜９にて再び熱吸収板３側に反射され、太陽電
池２の加熱の防止と吸熱ダクト６での吸熱効率の向上を
図ることができる。尚、この反射膜９としては、太陽電
池２の金属製裏面電極をアルミニウムなどの反射効率の
よい材料で構成して電極と兼用してもよい。
で太陽光の照射を受けると赤外線を吸熱ダク）６（１！
１に発射するが、その赤外線は光透過性断熱材４に到達
すると冷却ダクト５側には透過せず、再度吸熱ダクト６
側に反射し、太ＦＡ電池２が熱吸収板３からの赤外線に
よって加熱されることはない。従って光−熱変換に於て
は熱が吸熱ダクト外に赤外線の形で出てしまう確率は少
なくなり、光−熱変換効率の低下は防止されると共に、
光−電気変換に於ては太陽電池２の加熱が抑えられるの
で、光−電気変換効率も低下することはない 第２図は本発明の他の実施例を示しており、第１図に示
した第１の実施例と異なるところは、光透過性断熱材４
を通常のガラスなどの透明板で構成し、その代わりに、
透光性基板１に設けた太陽電池２の裏面に赤外線を反射
する反射膜９を設けたところにある。斯る構成によれば
、熱吸収板３からの赤外線は太陽電池２の裏面に到達す
ると反射膜９にて再び熱吸収板３側に反射され、太陽電
池２の加熱の防止と吸熱ダクト６での吸熱効率の向上を
図ることができる。尚、この反射膜９としては、太陽電
池２の金属製裏面電極をアルミニウムなどの反射効率の
よい材料で構成して電極と兼用してもよい。
更に第１図に示した第１の実施例と第２図に示した第２
の実施例とを合体することも考えられる。即ち第１図に
示した光透過性断熱材４を有する構成に於て、更に太陽
電池２の裏面に赤外線反射膜９を設ける構成である。上
記したように熱吸収板３側からの赤外線は光透過性断熱
材４で遮断され、原理的には太陽電池２側には到来しな
いはずであるが、実際には熱吸収板３からの幾許かの赤
外線がこの光透過性断熱材４を透過して太陽電池２の裏
面に到達してしまう。ところがこの第１の実施例と第２
の実施例とを合体した実施例によると、この太陽電池２
の裏面に到達した僅かの赤外線も反射膜９によって太Ｆ
Ａ電池２を加熱することなく吸熱ダクト６側に反射され
る。従って本実施例によると、光−熱、並びに光−電気
路変換効率の低下を更に抑制することができる。
の実施例とを合体することも考えられる。即ち第１図に
示した光透過性断熱材４を有する構成に於て、更に太陽
電池２の裏面に赤外線反射膜９を設ける構成である。上
記したように熱吸収板３側からの赤外線は光透過性断熱
材４で遮断され、原理的には太陽電池２側には到来しな
いはずであるが、実際には熱吸収板３からの幾許かの赤
外線がこの光透過性断熱材４を透過して太陽電池２の裏
面に到達してしまう。ところがこの第１の実施例と第２
の実施例とを合体した実施例によると、この太陽電池２
の裏面に到達した僅かの赤外線も反射膜９によって太Ｆ
Ａ電池２を加熱することなく吸熱ダクト６側に反射され
る。従って本実施例によると、光−熱、並びに光−電気
路変換効率の低下を更に抑制することができる。
尚、光−熱エネルギー変換効率を向上させるために、第
３図に示すように冷却ダクト５を流れて太陽電池２を冷
却した冷却風７を外部に排気せず、吸熱ダクト６に導い
て加熱風８とする方法も考えられる。斯る構成を採るこ
とによって、太陽電池２を冷却することによって僅がで
はあるが予熱された冷却風７が吸熱ダクト６内で更に加
熱されるので、予熱を受けない風を導入するより、吸熱
ダクト６から得られる加熱風８の温度を高めることがで
きる。
３図に示すように冷却ダクト５を流れて太陽電池２を冷
却した冷却風７を外部に排気せず、吸熱ダクト６に導い
て加熱風８とする方法も考えられる。斯る構成を採るこ
とによって、太陽電池２を冷却することによって僅がで
はあるが予熱された冷却風７が吸熱ダクト６内で更に加
熱されるので、予熱を受けない風を導入するより、吸熱
ダクト６から得られる加熱風８の温度を高めることがで
きる。
また吸熱板３、及び光透過性断熱材４に於ける断熱効果
を高めて熱損失を極力低減する方法として、これらの吸
熱板３、及び光透過性断熱材４を真空層を持つ板材にて
構成せしめることも考えられる。
を高めて熱損失を極力低減する方法として、これらの吸
熱板３、及び光透過性断熱材４を真空層を持つ板材にて
構成せしめることも考えられる。
（ト）発明の効果
本発明は以上の説明から明らかなように、太陽電池を設
けた透光性基板と熱吸収板との間に、透光性基板側から
到来する赤外線を含む可視光は透過するが、熱吸収板側
からの赤外線は反射する光透過性断熱板を配置している
ので、熱吸収板からの赤外線は太陽電池に到達せず、熱
による太陽電池の光−電気変換効率の低下を防止するこ
とができると共に、熱吸収板側での光−熱変換効率を向
にせしめることができる。
けた透光性基板と熱吸収板との間に、透光性基板側から
到来する赤外線を含む可視光は透過するが、熱吸収板側
からの赤外線は反射する光透過性断熱板を配置している
ので、熱吸収板からの赤外線は太陽電池に到達せず、熱
による太陽電池の光−電気変換効率の低下を防止するこ
とができると共に、熱吸収板側での光−熱変換効率を向
にせしめることができる。
また本発明に於ては、太陽電池の裏面に赤外線を反射す
る反射膜を設けているので、太陽電池の裏面から到来す
る赤外線が熱吸収板側に反射され、太陽電池が加熱され
ることはない。従って光−電気変換効率、並びに光−熱
変換効率の低下を防止し得る。
る反射膜を設けているので、太陽電池の裏面から到来す
る赤外線が熱吸収板側に反射され、太陽電池が加熱され
ることはない。従って光−電気変換効率、並びに光−熱
変換効率の低下を防止し得る。
第１図は本発明太陽エネルギー収集装置の断面図、第２
図は本発明の他の実施例の断面図、第３図は光−熱エネ
ルギー変換効率を向上させるための実施例断面図、第４
図は従来装置の断面図である。 第１図 １ ・透光性基板、２・・・太陽電池、３・・・熱吸収
板、４ ・光透過性断熱材、５・・・冷却ダクト、６・
・・吸熱ダクト、９・・反射膜。
図は本発明の他の実施例の断面図、第３図は光−熱エネ
ルギー変換効率を向上させるための実施例断面図、第４
図は従来装置の断面図である。 第１図 １ ・透光性基板、２・・・太陽電池、３・・・熱吸収
板、４ ・光透過性断熱材、５・・・冷却ダクト、６・
・・吸熱ダクト、９・・反射膜。
Claims (2)
- （１）透光性基板の裏面に太陽光の照射を受けると発電
する太陽電池を部分的に設けると共に、この太陽電池の
背面に該太陽電池と間隔を置いて熱吸収板を配置し、こ
の熱吸収板と太陽電池との間に光透過性断熱板を介在さ
せた太陽エネルギー収集装置において、上記断熱板は透
光性基板側から到来する赤外線を含む可視光は透過する
が、熱吸収板側からの赤外線は反射する選択反射膜にて
構成されていることを特徴とした太陽エネルギー収集装
置。 - （２）透光性基板の裏面に太陽光の照射を受けると発電
する太陽電池を部分的に設けると共に、この太陽電池の
背面に該太陽電池と間隔を置いて熱吸収板を配置し、こ
の熱吸収板と太陽電池との間に光透過性断熱板を介在さ
せた太陽エネルギー収集装置において、上記太陽電池の
裏面に熱吸収板側からの赤外線を反射する反射膜を設け
たことを特徴とする太陽エネルギー収集装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065226A JPH03267655A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 太陽エネルギー収集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065226A JPH03267655A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 太陽エネルギー収集装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267655A true JPH03267655A (ja) | 1991-11-28 |
Family
ID=13280793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2065226A Pending JPH03267655A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 太陽エネルギー収集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03267655A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0635866U (ja) * | 1992-04-30 | 1994-05-13 | フィグラ株式会社 | ソーラーシステムにおける集熱装置 |
| JP2008016595A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Nikkeikin Aluminium Core Technology Co Ltd | 太陽光発電装置 |
| CN101938227A (zh) * | 2010-07-07 | 2011-01-05 | 镇江新梦溪能源科技有限公司 | 一种平板型太阳能热电联供装置 |
| KR101130966B1 (ko) * | 2009-07-28 | 2012-04-03 | 전북대학교산학협력단 | 적외선차단 이중접합 태양전지모듈 |
| JP2013229609A (ja) * | 2012-04-26 | 2013-11-07 | Changzhou Almaden Co Ltd | 太陽光発電発熱システム |
| KR20160078047A (ko) * | 2014-12-24 | 2016-07-04 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 모듈 |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP2065226A patent/JPH03267655A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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