JPS60133261A - 太陽熱集熱装置 - Google Patents
太陽熱集熱装置Info
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- JPS60133261A JPS60133261A JP58240705A JP24070583A JPS60133261A JP S60133261 A JPS60133261 A JP S60133261A JP 58240705 A JP58240705 A JP 58240705A JP 24070583 A JP24070583 A JP 24070583A JP S60133261 A JPS60133261 A JP S60133261A
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- Japan
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- solar cell
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 24
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 241000218691 Cupressaceae Species 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/40—Thermal components
- H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
-
- 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
-
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- 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
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- Y02E10/60—Thermal-PV hybrids
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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
この発明は太陽熱集熱装置に関し、詳しくは集熱ポンプ
を太陽電池により作動させる太陽熱集熱装置に関するも
のである。
を太陽電池により作動させる太陽熱集熱装置に関するも
のである。
(ロ)従来技術
従来の太陽熱集熱装置は、第2肉Iこ示すように太陽熱
集熱器(集熱器)(1)と、蓄熱槽(2)と、これらに
熱媒体を集熱器(1)の下方から循環させる、直流モー
タを備えた集熱ポンプ(1)O集熱ポンプ)(3)と、
このポンプを作動させる太陽電池郡部(4+とを備え、
第1図に示Tように集熱器は)による集熱が最もさかん
である70〜100 rr+W/(ffl (600〜
860 kcal/m!b )の日射量の時に、太陽箪
池群部(4)の出力が最大になるようにその負荷抵抗値
を設定している。なお、第3図は各日射量に応じた1つ
の太陽電池の電圧−電流(V−I)特性図で、太陽′磁
電に入射する太陽光エネルギを一定にしておき、太陽電
池の負荷抵抗値をOΩ−閃Ωまで連続的に変化させて得
たものである。第4図は太陽電池止部(4)の第3図相
当図である。
集熱器(集熱器)(1)と、蓄熱槽(2)と、これらに
熱媒体を集熱器(1)の下方から循環させる、直流モー
タを備えた集熱ポンプ(1)O集熱ポンプ)(3)と、
このポンプを作動させる太陽電池郡部(4+とを備え、
第1図に示Tように集熱器は)による集熱が最もさかん
である70〜100 rr+W/(ffl (600〜
860 kcal/m!b )の日射量の時に、太陽箪
池群部(4)の出力が最大になるようにその負荷抵抗値
を設定している。なお、第3図は各日射量に応じた1つ
の太陽電池の電圧−電流(V−I)特性図で、太陽′磁
電に入射する太陽光エネルギを一定にしておき、太陽電
池の負荷抵抗値をOΩ−閃Ωまで連続的に変化させて得
たものである。第4図は太陽電池止部(4)の第3図相
当図である。
しかしこの装置において、前記V−I特性曲線が日射量
ζこ関係なく一定であるため、日射量が例えば30 m
W/crIに下がると、第4図に示すようにこの日射量
に対する太陽電池郡部(4)の出力はその最大出力A点
の33 Wから13 Wに減少し、その時の出力電圧は
約9Vになる。そのためDC集熱ポンプ(3)の揚水力
は低下して、第5図に示す流量−揚程特性曲線を有する
DC集熱ポンプでは揚程4m以上には熱媒体を・送液で
きなくなる。なお、第5図において揚程4mを可能とす
るDC集熱ポンプ(3)の最低作a’、IJ 電圧は1
3 Vで、その日射量は40mw、’cr!の時r、1
5る。
ζこ関係なく一定であるため、日射量が例えば30 m
W/crIに下がると、第4図に示すようにこの日射量
に対する太陽電池郡部(4)の出力はその最大出力A点
の33 Wから13 Wに減少し、その時の出力電圧は
約9Vになる。そのためDC集熱ポンプ(3)の揚水力
は低下して、第5図に示す流量−揚程特性曲線を有する
DC集熱ポンプでは揚程4m以上には熱媒体を・送液で
きなくなる。なお、第5図において揚程4mを可能とす
るDC集熱ポンプ(3)の最低作a’、IJ 電圧は1
3 Vで、その日射量は40mw、’cr!の時r、1
5る。
したがって日射量が40 mW/c+(以下では集熱器
(1)による集熱が不可能になり、第1図に示す3月下
旬の晴天日の日射量の時間による変化から分かるように
、−日当りの総集熱竜が派生する欠点があった。
(1)による集熱が不可能になり、第1図に示す3月下
旬の晴天日の日射量の時間による変化から分かるように
、−日当りの総集熱竜が派生する欠点があった。
この対策として太陽電池の数をふやし、少ない日射量で
も充分な電力を発生させるようにすればこのような問題
は解決されるが、太陽電池のコストが現在非常に高価な
ため、有効な解決策ではない。
も充分な電力を発生させるようにすればこのような問題
は解決されるが、太陽電池のコストが現在非常に高価な
ため、有効な解決策ではない。
(ハ)発明の目的
この発明は以上の事情に鑑みなされたもので、日射量に
応じて太陽電池のV−I特性曲線を変化させて、日射量
が少ない場合でも集熱ポンプを作動させることができる
ようにしようとするものである。
応じて太陽電池のV−I特性曲線を変化させて、日射量
が少ない場合でも集熱ポンプを作動させることができる
ようにしようとするものである。
に)発明の構成
この発明の構成は、太陽熱集熱器と、駆動モータが直流
モータである集熱ポンプと、蓄熱檜と、これらの3者を
接続する熱媒体循環路と、前記直流モータを作動させる
太陽電池部とを備え、この太陽電池部が、多数の太陽電
池と、これらの太陽電池をそれぞれ直列、並列及びそれ
らの混合状態に切換可能に接続する切換スイッチ回路と
からなり、 更にこの切換スイッチ回路の作動を、日射量の減少に対
応して直列又は主として直列の接続から次第に並列又は
主として並列の接続になるよう制御する制御手段とを備
えてなる太陽熱集熱装置である。
モータである集熱ポンプと、蓄熱檜と、これらの3者を
接続する熱媒体循環路と、前記直流モータを作動させる
太陽電池部とを備え、この太陽電池部が、多数の太陽電
池と、これらの太陽電池をそれぞれ直列、並列及びそれ
らの混合状態に切換可能に接続する切換スイッチ回路と
からなり、 更にこの切換スイッチ回路の作動を、日射量の減少に対
応して直列又は主として直列の接続から次第に並列又は
主として並列の接続になるよう制御する制御手段とを備
えてなる太陽熱集熱装置である。
(ホ)実施例
以下図に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。な
お、これによってこの発明は限定されるものではない。
お、これによってこの発明は限定されるものではない。
第6図は太陽熱集熱装置(5)の要部を示し、その全体
構成は第2図の従来構成と同一である。
構成は第2図の従来構成と同一である。
太陽電池部(6)は3枚ずつ直列に接続した10翁1+
71 +7+・・・30枚の太陽電池パネルf81 +
81・・・と、これら10組を2組ずつ対向して並べて
並列及び直夕:」に切換可能に接続するスイッチ回路(
9)とからなる。
71 +7+・・・30枚の太陽電池パネルf81 +
81・・・と、これら10組を2組ずつ対向して並べて
並列及び直夕:」に切換可能に接続するスイッチ回路(
9)とからなる。
このスイッチ回路はその各組(7+ +71・・・の対
向側に10個の切換(切替え)スイッチutj00+・
・・を接続すると共に、その端部をDo集熱ポンプ(3
)に接続している。なお+111は水、油などの熱媒体
を循環させる循環路である。q7Jは各切換スイッチ(
lot(+01・・・に電気的に接続され、日射量ζこ
応じて切替えスイッチ0■uo)・・・の作動を制御す
る制御部である。この制御部は、図示しない日射量を検
知する日射センサーと、切替えスイッチのハンチングを
防ぐためのタイマと、リレー回路とから構成される。
向側に10個の切換(切替え)スイッチutj00+・
・・を接続すると共に、その端部をDo集熱ポンプ(3
)に接続している。なお+111は水、油などの熱媒体
を循環させる循環路である。q7Jは各切換スイッチ(
lot(+01・・・に電気的に接続され、日射量ζこ
応じて切替えスイッチ0■uo)・・・の作動を制御す
る制御部である。この制御部は、図示しない日射量を検
知する日射センサーと、切替えスイッチのハンチングを
防ぐためのタイマと、リレー回路とから構成される。
ここで各部の仕様について説明する。
(aン 集熱器の集熱面積 30ゴ
(b) 循環路の揚程 4m
(c)Do集熱ポンプの 第5図のとおり流量−揚程特
性 (d)DC集熱ポンプの 定格入力電圧24V直流モー
タの仕様 定格入力電力100W(e) 太陽電池パネ
ルの 60 負荷抵抗値(eつ 次に以上の構成からなる太陽熱集熱装置(5)の作動に
ついて説明する。
性 (d)DC集熱ポンプの 定格入力電圧24V直流モー
タの仕様 定格入力電力100W(e) 太陽電池パネ
ルの 60 負荷抵抗値(eつ 次に以上の構成からなる太陽熱集熱装置(5)の作動に
ついて説明する。
ます日射量が50 mW/c4PJ、上の場合には、制
御部Q乃が作動して切替えスイッチ(Ill(10)・
・・を第6図のa側にそれぞれ作動させる。そして太陽
電池部(6)の各組を例えば対向する(7)と(7)と
を、直列に接続し、且つこれらの直列に接続したものを
並列に接続して太陽電池部+61のV−I特性曲線を第
4図の実線のごとくさせる。これによって太陽電池部(
6)が第4図の一点鎖線で示すその最大出力に近い出力
を発する。
御部Q乃が作動して切替えスイッチ(Ill(10)・
・・を第6図のa側にそれぞれ作動させる。そして太陽
電池部(6)の各組を例えば対向する(7)と(7)と
を、直列に接続し、且つこれらの直列に接続したものを
並列に接続して太陽電池部+61のV−I特性曲線を第
4図の実線のごとくさせる。これによって太陽電池部(
6)が第4図の一点鎖線で示すその最大出力に近い出力
を発する。
一方日射量が50 mW/cnf以下の場合には、前記
の場合と同様にして切替えスイッチ00)a(2)・・
・を第4図のb側にそれぞれ作動させて、太陽電池部の
10組+7)(71・・・を並列に接続し、太陽電池部
(6)のV−エ特性曲線を第4図の点線のごとくさせる
。例えば日射量が30 mW/Cn!の場合、太陽電池
部(6)の出力電圧は13 Vになり、DC集熱ポンプ
+31の流猷−揚程特性曲線から揚程4m4こ対して1
0j?/minの流量が得られる。したがってこの流量
の熱媒体が循環路0旧こ込欣される。この場合、集熱器
(1)による集熱量が少なくなり、従ってそれに応じて
熱媒体量も少なくする必要があるため、前記の105/
minの流量は丁度好ましい流量となる。
の場合と同様にして切替えスイッチ00)a(2)・・
・を第4図のb側にそれぞれ作動させて、太陽電池部の
10組+7)(71・・・を並列に接続し、太陽電池部
(6)のV−エ特性曲線を第4図の点線のごとくさせる
。例えば日射量が30 mW/Cn!の場合、太陽電池
部(6)の出力電圧は13 Vになり、DC集熱ポンプ
+31の流猷−揚程特性曲線から揚程4m4こ対して1
0j?/minの流量が得られる。したがってこの流量
の熱媒体が循環路0旧こ込欣される。この場合、集熱器
(1)による集熱量が少なくなり、従ってそれに応じて
熱媒体量も少なくする必要があるため、前記の105/
minの流量は丁度好ましい流量となる。
以上のごとく太陽熱集熱装置(5)を構成することによ
って、太陽電池パネルの枚数を増加させることなく、朝
夕及び曇天時の30 mw、、’ctl程度の日射量に
おいてもDo集熱ポンプを作動でき、それによって集熱
器に熱媒体を循環させて集熱を行うことができると共に
一日の総集熱KLを増加させることができる。従って効
率のよい集熱運転か可能となる。
って、太陽電池パネルの枚数を増加させることなく、朝
夕及び曇天時の30 mw、、’ctl程度の日射量に
おいてもDo集熱ポンプを作動でき、それによって集熱
器に熱媒体を循環させて集熱を行うことができると共に
一日の総集熱KLを増加させることができる。従って効
率のよい集熱運転か可能となる。
また、この実施例では50 mW/clを境にして切替
えを行っているが、太陽電池の直並列の組合せパターン
を多くし、きめ細かな切替えを行うことにより、どのよ
うな日射量に対しても太陽電池部の出力値をその最大出
力値に一致させることができる。
えを行っているが、太陽電池の直並列の組合せパターン
を多くし、きめ細かな切替えを行うことにより、どのよ
うな日射量に対しても太陽電池部の出力値をその最大出
力値に一致させることができる。
(へ)発明の効果
この発明は、日射量の多少に応じて各太陽電池を直列又
は直列主体から並列又は並列主体に順次切換接続して、
太陽電池部の電圧−電流特性を親えることによって、太
陽電池の数を増やすことなく、日射量が少ない場合でも
、熱媒体を循環させて集熱を行うことができ、それによ
って1日の総集熱量を増加させることができるようにす
るものである。
は直列主体から並列又は並列主体に順次切換接続して、
太陽電池部の電圧−電流特性を親えることによって、太
陽電池の数を増やすことなく、日射量が少ない場合でも
、熱媒体を循環させて集熱を行うことができ、それによ
って1日の総集熱量を増加させることができるようにす
るものである。
弗1図は3月下旬の晴天日における日射量の時間変化例
を示すグラフ、第2図は従来の太陽熱集熱装置を示す構
成説明図、弗3図はこの1つの太陽11t/II!のV
−I特性を示す特性曲線図、第4図(まこの太陽?U、
rlJ1群部の第3図相当図、第5図1このDo集熱
ポンプの流量−揚程特性を示す特性曲線図、第6図はこ
の発明に係る太陽熱集熱装置の一実施例を示す要部構成
説明図である。 (上)・・・太陽熱集熱器、(2)−・・蓄熱槽、(3
)・・・DO集熱ポンプ、 (5)・・・太陽熱集熱装
置、(6)・・・太陽TIE tlJL部、 (8)・
・・太陽電池ノ寸ネル、(9)・・−スイッチ回路。
を示すグラフ、第2図は従来の太陽熱集熱装置を示す構
成説明図、弗3図はこの1つの太陽11t/II!のV
−I特性を示す特性曲線図、第4図(まこの太陽?U、
rlJ1群部の第3図相当図、第5図1このDo集熱
ポンプの流量−揚程特性を示す特性曲線図、第6図はこ
の発明に係る太陽熱集熱装置の一実施例を示す要部構成
説明図である。 (上)・・・太陽熱集熱器、(2)−・・蓄熱槽、(3
)・・・DO集熱ポンプ、 (5)・・・太陽熱集熱装
置、(6)・・・太陽TIE tlJL部、 (8)・
・・太陽電池ノ寸ネル、(9)・・−スイッチ回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、太陽熱集熱器と、駆動モータが直流モータである集
熱ポンプと、蓄熱槽と、これらの3者を接続する熱媒体
循環路と、前記直流モータを作動させる太陽電池部とを
備え、 この太陽電池部が、多数の太陽電池と、これらの太陽電
池をそれぞれ直列、並列及びそれらの混合状態に切換可
能に接続する切換スイッチ回路とからなり、 更にこの切換スイッチ回路の作動を、日射量の減少に対
応して直列又は主としてrtj’、列の接続から次第に
並列又は土として並列の接続になるようR;+制御する
制御手段と3備えてなる太陽熱集熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58240705A JPS60133261A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 太陽熱集熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58240705A JPS60133261A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 太陽熱集熱装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60133261A true JPS60133261A (ja) | 1985-07-16 |
Family
ID=17063475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58240705A Pending JPS60133261A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 太陽熱集熱装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60133261A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106836138A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-06-13 | 华北电力大学 | 电厂并行的太阳能电池板降温与海水换热的方法 |
CN114864726A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-08-05 | 一道新能源科技(衢州)有限公司 | 一种制造叠瓦组件的方法 |
-
1983
- 1983-12-19 JP JP58240705A patent/JPS60133261A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106836138A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-06-13 | 华北电力大学 | 电厂并行的太阳能电池板降温与海水换热的方法 |
CN114864726A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-08-05 | 一道新能源科技(衢州)有限公司 | 一种制造叠瓦组件的方法 |
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