JPH0955523A - ソーラーパネルの除雪方法と太陽光発電システム - Google Patents
ソーラーパネルの除雪方法と太陽光発電システムInfo
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 title abstract description 13
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02S40/10—Cleaning arrangements
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 夜間や曇天時など暗時にソーラーパネルを発
熱させるソーラーパネルの除雪方法とその除雪方法を利
用した太陽光発電システムの提供。 【解決手段】 日照時に太陽光１の照射を受けて電気エ
ネルギーを発生する屋外配設のソーラーパネル２へ、暗
時に順電圧を印加することでソーラーパネル２を発熱さ
せるソーラーパネルの除雪方法と、この方法を利用し、
ソーラーパネル２と、該ソーラーパネル２が発生する電
気エネルギーを負荷へ誘導する送電回路３と、前記ソー
ラーパネル２に電気エネルギーを供給する電源回路４
と、前記送電回路３と電源回路４とを切換える回路切換
手段５を具備して構成した太陽光発電システム。
熱させるソーラーパネルの除雪方法とその除雪方法を利
用した太陽光発電システムの提供。 【解決手段】 日照時に太陽光１の照射を受けて電気エ
ネルギーを発生する屋外配設のソーラーパネル２へ、暗
時に順電圧を印加することでソーラーパネル２を発熱さ
せるソーラーパネルの除雪方法と、この方法を利用し、
ソーラーパネル２と、該ソーラーパネル２が発生する電
気エネルギーを負荷へ誘導する送電回路３と、前記ソー
ラーパネル２に電気エネルギーを供給する電源回路４
と、前記送電回路３と電源回路４とを切換える回路切換
手段５を具備して構成した太陽光発電システム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、屋外に配設したソ
ーラーパネルの除雪方法と、その除雪方法を利用した太
陽光による発電システムに関する。
ーラーパネルの除雪方法と、その除雪方法を利用した太
陽光による発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽エネルギーを利用して給湯等を行う
いわゆるソーラーシステムは、民生用については既に商
用化し一般家庭に普及するにまで至っている。この様な
システムは、太陽エネルギーをより効率良く得るべくソ
ーラーパネルを屋外に配設するのが一般的である。
いわゆるソーラーシステムは、民生用については既に商
用化し一般家庭に普及するにまで至っている。この様な
システムは、太陽エネルギーをより効率良く得るべくソ
ーラーパネルを屋外に配設するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら雪国の冬
にあっては、日照時は太陽光の照射による熱でソーラー
パネルが暖められるので屋外に設置したソーラーパネル
に雪が積もることは少ないものの、夜間や曇天時など暗
時には屋根のソーラーパネルが太陽光で暖められないた
めに、ソーラーパネル表面に雪が積もり易く、それによ
って明くる日が晴天であってもソーラーパネルに降り積
もった雪で太陽光の照射が阻害され、雪がほぼ融けるま
ではソーラーシステム本来の目的を達成できないという
問題があった。
にあっては、日照時は太陽光の照射による熱でソーラー
パネルが暖められるので屋外に設置したソーラーパネル
に雪が積もることは少ないものの、夜間や曇天時など暗
時には屋根のソーラーパネルが太陽光で暖められないた
めに、ソーラーパネル表面に雪が積もり易く、それによ
って明くる日が晴天であってもソーラーパネルに降り積
もった雪で太陽光の照射が阻害され、雪がほぼ融けるま
ではソーラーシステム本来の目的を達成できないという
問題があった。
【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、夜間や曇天時など暗時にソーラーパネルを発熱
させるソーラーパネルの除雪方法とその除雪方法を利用
した太陽光発電システムの提供を目的とする。
であり、夜間や曇天時など暗時にソーラーパネルを発熱
させるソーラーパネルの除雪方法とその除雪方法を利用
した太陽光発電システムの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく成
された本発明によるソーラーパネルの除雪方法は、日照
時に太陽光の照射を受けて電気エネルギーを発生する屋
外配設のソーラーパネルへ、暗時に順電圧を印加するこ
とでソーラーパネルを発熱させることを特徴とする。
又、同課題を解決する太陽光発電システムは、日照時に
あっては太陽光の照射を受けて電気エネルギーを発生
し、暗時にあっては電気エネルギーの供給により熱を発
生するソーラーパネルと、該ソーラーパネルが発生する
電気エネルギーを負荷へ誘導する送電回路と、前記ソー
ラーパネルに電気エネルギーを供給する電源回路と、前
記送電回路と電源回路とを切換える回路切換手段を具備
することを特徴とする。
された本発明によるソーラーパネルの除雪方法は、日照
時に太陽光の照射を受けて電気エネルギーを発生する屋
外配設のソーラーパネルへ、暗時に順電圧を印加するこ
とでソーラーパネルを発熱させることを特徴とする。
又、同課題を解決する太陽光発電システムは、日照時に
あっては太陽光の照射を受けて電気エネルギーを発生
し、暗時にあっては電気エネルギーの供給により熱を発
生するソーラーパネルと、該ソーラーパネルが発生する
電気エネルギーを負荷へ誘導する送電回路と、前記ソー
ラーパネルに電気エネルギーを供給する電源回路と、前
記送電回路と電源回路とを切換える回路切換手段を具備
することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。本発明は、元来太陽光１の照
射を受けて電力を発生するソーラーパネル２に、順電圧
を印加することにより発熱させ、ソーラーパネル２に降
り積もる雪を、融かし或いは滑り落とそうとするもので
ある。
に基づき詳細に説明する。本発明は、元来太陽光１の照
射を受けて電力を発生するソーラーパネル２に、順電圧
を印加することにより発熱させ、ソーラーパネル２に降
り積もる雪を、融かし或いは滑り落とそうとするもので
ある。
【０００７】ソーラーパネル２いわゆる太陽電池は、Ｐ
型半導体とＮ型半導体を接合して成るものであり、周知
の如く太陽光１のエネルギーを受けてＰ側に正、Ｎ側に
負の起電力を発生するものであるが、その一方、太陽電
池は夜間など発電していない時に順電圧を印加すると太
陽電池の内部抵抗によるジュール熱を発するという作用
もある。即ち、本発明は、ソーラーパネル２を、太陽光
１による発電手段として利用すると共に、雪を融かすヒ
ーターとしても利用しようとするものである。尚、この
様に使用する際は、発熱時におけるソーラーパネル２の
永久破壊を回避すべく、発生する熱量がそのソーラーパ
ネル２の許容値を超えないように使用することは言うま
でもない。
型半導体とＮ型半導体を接合して成るものであり、周知
の如く太陽光１のエネルギーを受けてＰ側に正、Ｎ側に
負の起電力を発生するものであるが、その一方、太陽電
池は夜間など発電していない時に順電圧を印加すると太
陽電池の内部抵抗によるジュール熱を発するという作用
もある。即ち、本発明は、ソーラーパネル２を、太陽光
１による発電手段として利用すると共に、雪を融かすヒ
ーターとしても利用しようとするものである。尚、この
様に使用する際は、発熱時におけるソーラーパネル２の
永久破壊を回避すべく、発生する熱量がそのソーラーパ
ネル２の許容値を超えないように使用することは言うま
でもない。
【０００８】ソーラーパネル２へ順電圧を印加すること
による作用を検証するために、単結晶と多結晶の既成太
陽電池を一例づつ抜粋し主な特性を測定した。試験試料
の主な仕様を表１に示す。
による作用を検証するために、単結晶と多結晶の既成太
陽電池を一例づつ抜粋し主な特性を測定した。試験試料
の主な仕様を表１に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】先ず、標準時（日射量：１ＫＷ／ｍ2 、試
験試料温度：２５℃）における各試験試料の発電電力を
測定し、各試験試料の最大電力は、試験試料−１にあっ
ては６１．０１Ｗ、試験資料−２にあっては４６．８７
Ｗを得た（図示省略）。又、図２の如くＰＮ接合の各試
験試料６に直流電源７を順方向に接続して成る試験回路
をもって電圧電流特性を測定し、図３に示す結果を得
た。これによれば、電流の流通、即ち温度上昇は印加電
圧が表１に示された各試験試料の最適動作電圧となった
辺りより始まることが解る。
験試料温度：２５℃）における各試験試料の発電電力を
測定し、各試験試料の最大電力は、試験試料−１にあっ
ては６１．０１Ｗ、試験資料−２にあっては４６．８７
Ｗを得た（図示省略）。又、図２の如くＰＮ接合の各試
験試料６に直流電源７を順方向に接続して成る試験回路
をもって電圧電流特性を測定し、図３に示す結果を得
た。これによれば、電流の流通、即ち温度上昇は印加電
圧が表１に示された各試験試料の最適動作電圧となった
辺りより始まることが解る。
【００１１】更に、恒温室において各試験試料に順電圧
を印加し、１０分間隔でソーラーパネルの表面温度、裏
面温度、表面温度（無通電）、恒温室内の雰囲気温度を
測定した。
を印加し、１０分間隔でソーラーパネルの表面温度、裏
面温度、表面温度（無通電）、恒温室内の雰囲気温度を
測定した。
【００１２】図４と図５は、雰囲気温度が１８℃の恒温
室において、両試験試料に対しほぼそれら最適動作電流
である３Ａを一定に流した場合の測定結果を示したもの
である。通電後約１時間で両試験試料の表面温度は飽和
し、試験試料−１にあっては図４の如く表面温度：３
１．９℃（＋１３．９℃）、消費電力：８７．１Ｗ（１
ｍ2 換算１７０．８Ｗ）となり、試験試料−２にあって
は図５の如く表面温度：２８．１℃（＋１０．１℃）、
消費電力：６３．６Ｗ（１ｍ2 換算１４５．１Ｗ）とな
った。いずれの試験試料においても１０度以上の温度上
昇を確認することができた。
室において、両試験試料に対しほぼそれら最適動作電流
である３Ａを一定に流した場合の測定結果を示したもの
である。通電後約１時間で両試験試料の表面温度は飽和
し、試験試料−１にあっては図４の如く表面温度：３
１．９℃（＋１３．９℃）、消費電力：８７．１Ｗ（１
ｍ2 換算１７０．８Ｗ）となり、試験試料−２にあって
は図５の如く表面温度：２８．１℃（＋１０．１℃）、
消費電力：６３．６Ｗ（１ｍ2 換算１４５．１Ｗ）とな
った。いずれの試験試料においても１０度以上の温度上
昇を確認することができた。
【００１３】更に、雰囲気温度が０℃の恒温室におい
て、３Ａを流した場合の測定結果を示したものが図６と
図７である。通電後約３０分で表面温度は収束し、試験
試料−１にあっては図６の如く表面温度：５．４℃（＋
５．４℃）、消費電力：８７．１Ｗ（１ｍ2 換算１７
０．８Ｗ）となり、試験試料−２にあっては図７の如く
表面温度：６．４℃（＋６．４℃）、消費電力：７１．
６Ｗ（１ｍ2 換算１６３．３Ｗ）となった。いずれの試
験試料においても温度上昇は５度程度となったが、北陸
での融雪に要する消費電力の目安が１２０〜２００Ｗ／
ｍ2 であることを考えれば、充分融雪可能と判断でき
る。
て、３Ａを流した場合の測定結果を示したものが図６と
図７である。通電後約３０分で表面温度は収束し、試験
試料−１にあっては図６の如く表面温度：５．４℃（＋
５．４℃）、消費電力：８７．１Ｗ（１ｍ2 換算１７
０．８Ｗ）となり、試験試料−２にあっては図７の如く
表面温度：６．４℃（＋６．４℃）、消費電力：７１．
６Ｗ（１ｍ2 換算１６３．３Ｗ）となった。いずれの試
験試料においても温度上昇は５度程度となったが、北陸
での融雪に要する消費電力の目安が１２０〜２００Ｗ／
ｍ2 であることを考えれば、充分融雪可能と判断でき
る。
【００１４】その他、雰囲気温度が０℃の恒温室におい
て、各試験試料の最適動作電圧を印加して同様の測定を
行ったところ、その電圧では電流がほとんど流れないた
めに極小さい発熱にとどまった。
て、各試験試料の最適動作電圧を印加して同様の測定を
行ったところ、その電圧では電流がほとんど流れないた
めに極小さい発熱にとどまった。
【００１５】以上の結果より太陽電池に最適動作電流を
ながすことで発生するジュール熱による融雪の可能性が
確認された。これらの試験はほぼ２箇月間に亘って行わ
れたが、上記試験の後、各試験試料について再び標準時
の発電電力を測定した結果、先の測定によって得られた
ものと同様の結果が得られ、上記試験における条件下で
の使用については、ソーラーパネルの性能の低下は見ら
れなかった。
ながすことで発生するジュール熱による融雪の可能性が
確認された。これらの試験はほぼ２箇月間に亘って行わ
れたが、上記試験の後、各試験試料について再び標準時
の発電電力を測定した結果、先の測定によって得られた
ものと同様の結果が得られ、上記試験における条件下で
の使用については、ソーラーパネルの性能の低下は見ら
れなかった。
【００１６】次に、この作用を利用した太陽光発電シス
テムの実施の一態様を図面に基づき説明する。図１はそ
の構成図である。これはソーラーパネル２と、該ソーラ
ーパネル２が発生する電気エネルギーを負荷へ誘導する
送電回路３と、前記ソーラーパネル２に電気エネルギー
を供給する電源回路４と、前記送電回路３と電源回路４
とを切換える回路切換手段５を具備する。送電回路３
は、ソーラーパネル２から直流負荷へ繋がる回路と、直
交変換装置９を介して交流負荷（図示省略）へ繋がる回
路及び更に連系装置１１を介して既設電力系統１０へ繋
がる回路を総称したものである。又、電源回路４は、既
設電力系統１０から得た交流電力を直流電力に変換する
直流電源１２の出力端子又は一般的に蓄電池と呼称され
る直流電源（図示省略）の端子を、ソーラーパネル２に
接続する回路である。
テムの実施の一態様を図面に基づき説明する。図１はそ
の構成図である。これはソーラーパネル２と、該ソーラ
ーパネル２が発生する電気エネルギーを負荷へ誘導する
送電回路３と、前記ソーラーパネル２に電気エネルギー
を供給する電源回路４と、前記送電回路３と電源回路４
とを切換える回路切換手段５を具備する。送電回路３
は、ソーラーパネル２から直流負荷へ繋がる回路と、直
交変換装置９を介して交流負荷（図示省略）へ繋がる回
路及び更に連系装置１１を介して既設電力系統１０へ繋
がる回路を総称したものである。又、電源回路４は、既
設電力系統１０から得た交流電力を直流電力に変換する
直流電源１２の出力端子又は一般的に蓄電池と呼称され
る直流電源（図示省略）の端子を、ソーラーパネル２に
接続する回路である。
【００１７】これら送電回路３と電源回路４がソーラー
パネル２を含む回路中に並存することがないよう切換え
るのが回路切換手段５である。この際、太陽光１による
発電時において、発生した電気エネルギーがソーラーパ
ネル２に逆流することがないように付設された逆流防止
措置が電源回路４を接続した時（融雪時）の支障になら
ぬよう、又、融雪時において供給した電気エネルギーが
直流負荷８や直交変換装置９に流入しないように考慮し
なければならない。この回路切換手段５を好適に作動さ
せ、システムの構成に応じて直交変換装置９や連系装置
１１を好適に運転するための制御装置１３を付設し、例
えば、日の陰り具合を検出して自動的に回路を切換える
ことも考えられる。
パネル２を含む回路中に並存することがないよう切換え
るのが回路切換手段５である。この際、太陽光１による
発電時において、発生した電気エネルギーがソーラーパ
ネル２に逆流することがないように付設された逆流防止
措置が電源回路４を接続した時（融雪時）の支障になら
ぬよう、又、融雪時において供給した電気エネルギーが
直流負荷８や直交変換装置９に流入しないように考慮し
なければならない。この回路切換手段５を好適に作動さ
せ、システムの構成に応じて直交変換装置９や連系装置
１１を好適に運転するための制御装置１３を付設し、例
えば、日の陰り具合を検出して自動的に回路を切換える
ことも考えられる。
【００１８】
【発明の効果】以上の如く本発明によるソーラーパネル
の除雪方法と太陽光発電システムを使用すれば、冬季の
夜間においてソーラーパネル自身が加熱し、降る雪を融
かすことで屋外に設置したソーラーパネルへの積雪が防
止され、ソーラーパネルの稼動率と発電効率が向上し、
商用電力の有効利用、ひいては石油や石炭など限られた
資源の節約に寄与するものである。
の除雪方法と太陽光発電システムを使用すれば、冬季の
夜間においてソーラーパネル自身が加熱し、降る雪を融
かすことで屋外に設置したソーラーパネルへの積雪が防
止され、ソーラーパネルの稼動率と発電効率が向上し、
商用電力の有効利用、ひいては石油や石炭など限られた
資源の節約に寄与するものである。
【図１】本発明による太陽光発電システムの一例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】通電試験に使用した試験回路の略図である。
【図３】通電による各試験試料の電圧電流特性を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図４】常温下での通電試験において試験試料−１へ最
適動作電流を加えた際の試験試料−１の温度推移を示す
グラフである。
適動作電流を加えた際の試験試料−１の温度推移を示す
グラフである。
【図５】常温下での通電試験において試験試料−２へ最
適動作電流を加えた際の試験試料−２の温度推移を示す
グラフである。
適動作電流を加えた際の試験試料−２の温度推移を示す
グラフである。
【図６】０℃の雰囲気下での通電試験において試験試料
−１へ最適動作電流を加えた際の試験試料−１の温度推
移を示すグラフである。
−１へ最適動作電流を加えた際の試験試料−１の温度推
移を示すグラフである。
【図７】０℃の雰囲気下での通電試験において試験試料
−２へ最適動作電流を加えた際の試験試料−２の温度推
移を示すグラフである。
−２へ最適動作電流を加えた際の試験試料−２の温度推
移を示すグラフである。
１ 太陽光 ２ ソーラーパネル ３ 送電回路 ４ 電源回路 ５ 切換手段
Claims (2)
- 【請求項１】 日照時に太陽光（１）の照射を受けて電
気エネルギーを発生する屋外配設のソーラーパネル
（２）へ、暗時に順電圧を印加することでソーラーパネ
ル（２）を発熱させることを特徴とするソーラーパネル
の除雪方法。 - 【請求項２】 日照時にあっては太陽光（１）の照射を
受けて電気エネルギーを発生し、暗時にあっては電気エ
ネルギーの供給により熱を発生するソーラーパネル
（２）と、該ソーラーパネル（２）が発生する電気エネ
ルギーを負荷へ誘導する送電回路（３）と、前記ソーラ
ーパネル（２）に電気エネルギーを供給する電源回路
（４）と、前記送電回路（３）と電源回路（４）とを切
換える回路切換手段（５）を具備することを特徴とする
太陽光発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7205983A JPH0955523A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | ソーラーパネルの除雪方法と太陽光発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7205983A JPH0955523A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | ソーラーパネルの除雪方法と太陽光発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0955523A true JPH0955523A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16515961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7205983A Pending JPH0955523A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | ソーラーパネルの除雪方法と太陽光発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0955523A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11124977A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-05-11 | Sky Alum Co Ltd | 太陽電池付き屋根板および融雪兼用太陽光発電屋根 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP7205983A patent/JPH0955523A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11124977A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-05-11 | Sky Alum Co Ltd | 太陽電池付き屋根板および融雪兼用太陽光発電屋根 |
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