JPH04283329A - 太陽エネルギ−変換装置 - Google Patents
太陽エネルギ−変換装置Info
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- JPH04283329A JPH04283329A JP4680091A JP4680091A JPH04283329A JP H04283329 A JPH04283329 A JP H04283329A JP 4680091 A JP4680091 A JP 4680091A JP 4680091 A JP4680091 A JP 4680091A JP H04283329 A JPH04283329 A JP H04283329A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
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- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池と太陽熱集熱器
とを一体的に備え、電気エネルギ−と熱エネルギ−とを
同時に取り出し負荷の駆動に利用する太陽エネルギ−変
換装置に関する。
とを一体的に備え、電気エネルギ−と熱エネルギ−とを
同時に取り出し負荷の駆動に利用する太陽エネルギ−変
換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば「太陽エネルギー」Ｖｏｌ．１６
Ｎｏ．３ Ｐ．４７ 日本太陽エネルギ−学会発
行（１９９０）には図３に示したようなハイブリット空
気集熱装置が開示されている。同図において１０１は内
部に空気を充填されたカバ−を有する箱体であり、底面
部に底部集熱板１０２を配置し、管内に間隔を存して複
数個の太陽電池兼集熱板１０３を前記底部集熱板に対し
て傾斜させて配置したものであり、前記箱体１０１自身
も水平面に対して傾斜させて設置されている。従ってこ
の例では底部集熱板１０２よりも太陽電池兼集熱板１０
２の方が水平面に対する傾きが大きくなり、冬季の太陽
光の入射角度が小さい時期には大きな太陽熱エネルギー
及び光起電力が得られるが、夏季の太陽光の入射角度が
大きいときには最適な熱エネルギーの収集及び電力の取
り出しが行えないという欠点があった。
Ｎｏ．３ Ｐ．４７ 日本太陽エネルギ−学会発
行（１９９０）には図３に示したようなハイブリット空
気集熱装置が開示されている。同図において１０１は内
部に空気を充填されたカバ−を有する箱体であり、底面
部に底部集熱板１０２を配置し、管内に間隔を存して複
数個の太陽電池兼集熱板１０３を前記底部集熱板に対し
て傾斜させて配置したものであり、前記箱体１０１自身
も水平面に対して傾斜させて設置されている。従ってこ
の例では底部集熱板１０２よりも太陽電池兼集熱板１０
２の方が水平面に対する傾きが大きくなり、冬季の太陽
光の入射角度が小さい時期には大きな太陽熱エネルギー
及び光起電力が得られるが、夏季の太陽光の入射角度が
大きいときには最適な熱エネルギーの収集及び電力の取
り出しが行えないという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば上記従来のハイ
ブリット空気集熱装置を用いて空気調和機の室外機に集
熱板によって吸収した熱エネルギ−を供給するとともに
、太陽電池にて発電された電力を該空気調和機の室内・
室外機の運転に使おうとするシステムにおいて、冬季の
間は最大電力を空気調和機に供給するとともに、熱エネ
ルギ−の供給も最大になる反面、夏季には不必要な熱エ
ネルギ−が前記室外機に供給されて冷房効率が下降する
とともに、電力の供給も最大量を空気調和機に対して供
給できなくなるという問題点があった。
ブリット空気集熱装置を用いて空気調和機の室外機に集
熱板によって吸収した熱エネルギ−を供給するとともに
、太陽電池にて発電された電力を該空気調和機の室内・
室外機の運転に使おうとするシステムにおいて、冬季の
間は最大電力を空気調和機に供給するとともに、熱エネ
ルギ−の供給も最大になる反面、夏季には不必要な熱エ
ネルギ−が前記室外機に供給されて冷房効率が下降する
とともに、電力の供給も最大量を空気調和機に対して供
給できなくなるという問題点があった。
【０００４】本発明は斯かる従来技術の問題点に鑑み成
されたものであり、冬季において空気調和機の暖房効率
を向上するとともに、夏季において冷房時のピ−クカッ
トに貢献することのできる太陽エネルギ−変換装置を提
供することを目的とする。
されたものであり、冬季において空気調和機の暖房効率
を向上するとともに、夏季において冷房時のピ−クカッ
トに貢献することのできる太陽エネルギ−変換装置を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、集
熱板と太陽電池基板とを有するハイブリッド型太陽エネ
ルギ−コレクタと、室内機と室外機とを具備せる空気調
和機とよりなり、前記太陽電池基板により発電された電
力を前記室内機及び室外機に供給するとともに、前記コ
レクタに集熱された熱エネルギ−を空気を媒介として前
記室外機に供給することである。
熱板と太陽電池基板とを有するハイブリッド型太陽エネ
ルギ−コレクタと、室内機と室外機とを具備せる空気調
和機とよりなり、前記太陽電池基板により発電された電
力を前記室内機及び室外機に供給するとともに、前記コ
レクタに集熱された熱エネルギ−を空気を媒介として前
記室外機に供給することである。
【０００６】また本発明の第２発明は、前記コレクタは
その底面に集熱板を配置し、該コレクタ内に太陽電池基
板を配置したものであり、前記集熱板は水平面に対して
４０〜７０°の傾斜を有し、且つ前記太陽電池基板は前
記水平面に対して０〜３０°の傾斜を有することである
。
その底面に集熱板を配置し、該コレクタ内に太陽電池基
板を配置したものであり、前記集熱板は水平面に対して
４０〜７０°の傾斜を有し、且つ前記太陽電池基板は前
記水平面に対して０〜３０°の傾斜を有することである
。
【０００７】
【作用】コレクタによって収集された熱及び電気エネル
ギ−は夫々空気調和機の室内機あるいは室外機に供給さ
れて有効に利用され、空気調和機自身の運転コスト及び
冷暖房効率が向上する。
ギ−は夫々空気調和機の室内機あるいは室外機に供給さ
れて有効に利用され、空気調和機自身の運転コスト及び
冷暖房効率が向上する。
【０００８】また太陽電池基板は、夏季においては太陽
の入射方向に対して直角に近い状態に向かうようになっ
て発電量は増大し、一方の集熱板の方は夏季において太
陽の入射方向に対して適当な傾きを有するため集熱は余
り進まず空気調和機の冷房能力への影響を緩和するとと
もに、冬季は逆に太陽の入射方向に対して直角に近い向
きとなって熱エネルギ−を効率よく吸収することができ
、これを空気調和機の室外機に供給することによって暖
房効率を極めて高いものとすることが可能となる。
の入射方向に対して直角に近い状態に向かうようになっ
て発電量は増大し、一方の集熱板の方は夏季において太
陽の入射方向に対して適当な傾きを有するため集熱は余
り進まず空気調和機の冷房能力への影響を緩和するとと
もに、冬季は逆に太陽の入射方向に対して直角に近い向
きとなって熱エネルギ−を効率よく吸収することができ
、これを空気調和機の室外機に供給することによって暖
房効率を極めて高いものとすることが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下本発明太陽エネルギ−変換装置を図面の
一実施例について詳細に説明する。
一実施例について詳細に説明する。
【００１０】図１は本発明太陽エネルギー変換装置の構
成を示す概略図である。同図において１はアクリルある
いはガラス材料からなる中空の太陽エネルギ−コレクタ
であり、底面に太陽熱集熱板２を配置し、且つコレクタ
１内部には複数個の太陽電池基板３を所定の間隔を存し
て配置している。前記コレクタ１内には対流による空気
流が形成され、外界よりコレクタ１内に入った空気は前
記集熱板２に収集された太陽熱エネルギ−を受け取り、
暖かい空気となってコレクタ１外へ放出される。また太
陽電池基板３では太陽光のエネルギ−を吸収してこれを
電気エネルギ−に変換する。
成を示す概略図である。同図において１はアクリルある
いはガラス材料からなる中空の太陽エネルギ−コレクタ
であり、底面に太陽熱集熱板２を配置し、且つコレクタ
１内部には複数個の太陽電池基板３を所定の間隔を存し
て配置している。前記コレクタ１内には対流による空気
流が形成され、外界よりコレクタ１内に入った空気は前
記集熱板２に収集された太陽熱エネルギ−を受け取り、
暖かい空気となってコレクタ１外へ放出される。また太
陽電池基板３では太陽光のエネルギ−を吸収してこれを
電気エネルギ−に変換する。
【００１１】４は空気調和機の一つであるインバ−タエ
アコンを構成する室外機、５は同じく室内機である。室
外機４と室内機５とは冷媒管６によって連結されており
、該冷媒管６内の冷媒は室外機４に設けられたコンプレ
ッサ等の働きによって室内機５で凝縮され、発熱したり
あるいは蒸発して吸熱したりする。
アコンを構成する室外機、５は同じく室内機である。室
外機４と室内機５とは冷媒管６によって連結されており
、該冷媒管６内の冷媒は室外機４に設けられたコンプレ
ッサ等の働きによって室内機５で凝縮され、発熱したり
あるいは蒸発して吸熱したりする。
【００１２】前記コレクタ１から出ていく暖かい空気は
切換器７を経て外気に放出される（夏季）かあるいは図
示しない配管を通じて前記室外機４に供給される（冬季
）。
切換器７を経て外気に放出される（夏季）かあるいは図
示しない配管を通じて前記室外機４に供給される（冬季
）。
【００１３】本実施例において前記集熱板２によって温
められた空気の温度は平均して冬季で２０℃、夏季で４
０℃であり、また太陽電池基板３の最大出力は１００Ｗ
／ｍ２である。
められた空気の温度は平均して冬季で２０℃、夏季で４
０℃であり、また太陽電池基板３の最大出力は１００Ｗ
／ｍ２である。
【００１４】ところで前記コレクタ１の水平面に対する
傾きによって前記集熱板２及び太陽電池基板３の太陽光
に対する傾きは変化し、収集できる太陽エネルギ−の量
も変化する。例えば図２は集熱板２の水平面に対する傾
きによって集熱板２の受光日射量が変化することを表し
た図であり、曲線ａは８月における平均の受光日射量［
ｋｃａｌ／ｍ２日］、曲線ｂは同じく１月における平均
の受光日射量、曲線ｃは年平均の受光日射量を夫々示し
ている。
傾きによって前記集熱板２及び太陽電池基板３の太陽光
に対する傾きは変化し、収集できる太陽エネルギ−の量
も変化する。例えば図２は集熱板２の水平面に対する傾
きによって集熱板２の受光日射量が変化することを表し
た図であり、曲線ａは８月における平均の受光日射量［
ｋｃａｌ／ｍ２日］、曲線ｂは同じく１月における平均
の受光日射量、曲線ｃは年平均の受光日射量を夫々示し
ている。
【００１５】図２において８月では太陽の高度は高い（
図１の破線で示す太陽光７参照）ためにコレクタ１の傾
斜角が０〜３０°でもっとも受光日射量が高く、逆に１
月では太陽の高度は低い（図１の実線で示す太陽光８参
照）ため４０〜７０°でもっとも受光日射量が高くなっ
ている。このことから、太陽電池基板３において８月で
は傾斜角０〜３０°でもっとも発電量が大きく、逆に１
月では４０〜７０°でもっとも発電量が大きいことが推
測できる。
図１の破線で示す太陽光７参照）ためにコレクタ１の傾
斜角が０〜３０°でもっとも受光日射量が高く、逆に１
月では太陽の高度は低い（図１の実線で示す太陽光８参
照）ため４０〜７０°でもっとも受光日射量が高くなっ
ている。このことから、太陽電池基板３において８月で
は傾斜角０〜３０°でもっとも発電量が大きく、逆に１
月では４０〜７０°でもっとも発電量が大きいことが推
測できる。
【００１６】一方エアコンにとっては冬季の暖房時に室
外機の周囲温度が高くなるほど暖房効率が向上し、夏季
の冷房時には室外機の周囲温度は低いほど冷房効率は向
上する。また夏季には商用電源の電力ピ−クが通年で最
大となり、太陽電池基板３の発電能力は高いことが望ま
れる。即ち前記コレクタ１にとっては冬季の集熱量を大
きくするために集熱板２の水平面に対する傾きを大きく
し、夏季の発電量を上げるために太陽電池基板３の水平
面に対する傾きを小さくする必要がある。このため本実
施例ではコレクタ１を水平面に対して角度θ１で傾けて
集熱板２を同角度で傾け、且つ太陽電池基板３の水平面
に対する傾きが角度θ２となるように該太陽電池基板３
を前記集熱板２に対して適当な角度で傾けて配置した。 前記角度θ１及びθ２は、夏季の太陽電池基板３の水平
面に対する傾きをθ２を０〜３０°に設定すること第１
に考えると、θ１は４０〜７０°が望ましいと言える。
外機の周囲温度が高くなるほど暖房効率が向上し、夏季
の冷房時には室外機の周囲温度は低いほど冷房効率は向
上する。また夏季には商用電源の電力ピ−クが通年で最
大となり、太陽電池基板３の発電能力は高いことが望ま
れる。即ち前記コレクタ１にとっては冬季の集熱量を大
きくするために集熱板２の水平面に対する傾きを大きく
し、夏季の発電量を上げるために太陽電池基板３の水平
面に対する傾きを小さくする必要がある。このため本実
施例ではコレクタ１を水平面に対して角度θ１で傾けて
集熱板２を同角度で傾け、且つ太陽電池基板３の水平面
に対する傾きが角度θ２となるように該太陽電池基板３
を前記集熱板２に対して適当な角度で傾けて配置した。 前記角度θ１及びθ２は、夏季の太陽電池基板３の水平
面に対する傾きをθ２を０〜３０°に設定すること第１
に考えると、θ１は４０〜７０°が望ましいと言える。
【００１７】尚上記実施例では、太陽電池基板３が不透
明であることを前提としたため、各基板３間に太陽光を
通過させるための間隔を形成したが、太陽電池基板３に
透明な基板を用いれば連続した１枚の連続した太陽電池
基板を用いることが可能となり、コレクタ１内への取り
つけが更に容易になることが期待できる。
明であることを前提としたため、各基板３間に太陽光を
通過させるための間隔を形成したが、太陽電池基板３に
透明な基板を用いれば連続した１枚の連続した太陽電池
基板を用いることが可能となり、コレクタ１内への取り
つけが更に容易になることが期待できる。
【００１８】更に前記太陽電池基板３のみではエアコン
を駆動させるには十分ではないので商用電源１０を整流
回路１１を介して前記室内機５に接続して不足分を補う
ようにすることが望ましい。
を駆動させるには十分ではないので商用電源１０を整流
回路１１を介して前記室内機５に接続して不足分を補う
ようにすることが望ましい。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上の説明の如く、集熱板と太
陽電池基板とを有するハイブリッド型太陽エネルギ−コ
レクタと、室内機と室外機とを具備せる空気調和機とよ
りなり、前記太陽電池基板により発電された電力を前記
室内機及び室外機に供給するとともに、前記集熱板に収
集された熱エネルギ−を空気を媒介として前記室外機に
供給することにより、商用電源電力の不足分を太陽電池
の発電電力で補って空気調和機を運転することができる
とともに、特に冬季において室外機に集熱板で収集され
た熱エネルギ−を供給して暖房運転効率を向上させるこ
とができる効果がある。
陽電池基板とを有するハイブリッド型太陽エネルギ−コ
レクタと、室内機と室外機とを具備せる空気調和機とよ
りなり、前記太陽電池基板により発電された電力を前記
室内機及び室外機に供給するとともに、前記集熱板に収
集された熱エネルギ−を空気を媒介として前記室外機に
供給することにより、商用電源電力の不足分を太陽電池
の発電電力で補って空気調和機を運転することができる
とともに、特に冬季において室外機に集熱板で収集され
た熱エネルギ−を供給して暖房運転効率を向上させるこ
とができる効果がある。
【００２０】また本発明の、前記コレクタはその底面に
集熱板を配置し、該コレクタ内に太陽電池基板を間隔を
存して配置したものであり、前記集熱板は水平面に対し
て４０〜７０°の傾斜を有し、且つ前記太陽電池基板は
前記水平面に対して０〜３０°の傾斜を有するものであ
るから、夏季の電力ピ−ク時において太陽電池基板から
最大電力を取り出すことができてピ−クカットに貢献で
きるとともに、冬季には集熱板からたくさんの熱エネル
ギ−を取り出して、厳寒時の暖房能力を高めることが可
能となる。
集熱板を配置し、該コレクタ内に太陽電池基板を間隔を
存して配置したものであり、前記集熱板は水平面に対し
て４０〜７０°の傾斜を有し、且つ前記太陽電池基板は
前記水平面に対して０〜３０°の傾斜を有するものであ
るから、夏季の電力ピ−ク時において太陽電池基板から
最大電力を取り出すことができてピ−クカットに貢献で
きるとともに、冬季には集熱板からたくさんの熱エネル
ギ−を取り出して、厳寒時の暖房能力を高めることが可
能となる。
【図１】本発明の太陽エネルギ−変換装置の構成を示す
概略図である。
概略図である。
【図２】集熱板及び太陽電池基板の水平面に対する傾き
と受光日射量との関係を示す図である。
と受光日射量との関係を示す図である。
【図３】従来の太陽エネルギ−変換装置のコレクタの構
造を示す図である。
造を示す図である。
１ コレクタ
２ 集熱板
３ 太陽電池基板
４ 室外機
５ 室内機
Claims (2)
- 【請求項１】 集熱板と太陽電池基板とを有するハイ
ブリッド型太陽エネルギ−コレクタと、室内機と室外機
とを具備せる空気調和機とよりなり、前記太陽電池基板
により発電された電力を前記室内機及び室外機に供給す
るとともに、前記コレクタにより集熱された熱エネルギ
−を空気を媒介として前記室外機に供給することを特徴
とする太陽エネルギ−変換装置。 - 【請求項２】 前記コレクタはその底面に集熱板を配
置し、該コレクタ内に太陽電池基板を配置したものであ
り、前記集熱板は水平面に対して４０〜７０°の傾斜を
有し、且つ前記太陽電池基板は前記水平面に対して０〜
３０°の傾斜を有することを特徴とする請求項１記載の
太陽エネルギ−変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4680091A JPH04283329A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 太陽エネルギ−変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4680091A JPH04283329A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 太陽エネルギ−変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04283329A true JPH04283329A (ja) | 1992-10-08 |
Family
ID=12757410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4680091A Pending JPH04283329A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 太陽エネルギ−変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04283329A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6772826B1 (en) * | 1999-04-02 | 2004-08-10 | Karl Vernon Lee Barnett | Thermal energy heat exchanger |
| CN103453607A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-18 | 张其明 | 太阳能空调 |
| KR20180079061A (ko) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 동의대학교 산학협력단 | 에어컨 실외기를 이용한 하이브리드 발전기와 이를 포함하는 공조 시스템 |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP4680091A patent/JPH04283329A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6772826B1 (en) * | 1999-04-02 | 2004-08-10 | Karl Vernon Lee Barnett | Thermal energy heat exchanger |
| CN103453607A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-18 | 张其明 | 太阳能空调 |
| CN103453607B (zh) * | 2013-09-05 | 2016-04-06 | 张其明 | 太阳能空调 |
| KR20180079061A (ko) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 동의대학교 산학협력단 | 에어컨 실외기를 이용한 하이브리드 발전기와 이를 포함하는 공조 시스템 |
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