WO2016092745A1

WO2016092745A1 - 集熱部材および集熱システム

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Publication number: WO2016092745A1
Application number: PCT/JP2015/005713
Authority: WO
Inventors: 室　直樹
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2016-06-16
Also published as: JP2016108885A

Abstract

　集熱部材（２）は、屋根（４１）の勾配方向（Ｘ１）に沿って配置された複数段の太陽電池パネル（１）と屋根（４１）との間に形成された通気層（３）に設けられる蓄熱部材（２１）と、蓄熱部材（２１）の一部を覆う断熱部材（２２）とを備える。また、通気層（３）は、複数段の太陽電池パネル（１）のうち勾配方向（Ｘ１）における最上段の太陽電池パネル（１）と対向する箇所の屋根（４１）に形成された開口部（４２）を介して、屋内の空間に繋がっている。蓄熱部材（２１）は、通気層（３）の一部を残して勾配方向（Ｘ１）における開口部（４２）よりも下側の位置に設けられる。断熱部材（２２）は、蓄熱部材（２１）における太陽電池パネル（１）と対向する箇所を覆う第１被覆部（２２１）と、蓄熱部材（２１）における勾配方向（Ｘ１）の上側を覆う第２被覆部（２２２）とを有する。

Description

集熱部材および集熱システム

　本発明は、集熱部材および集熱システムに関し、より詳細には、屋根と太陽光発電パネルとの間の通気層に設けられる集熱部材およびこれを用いた集熱システムに関する。

　従来、太陽光から発電と集熱との両方を行う太陽光発電集熱システムがある（例えば、特許文献１参照）。この種の集熱システムは、屋根と、屋根の勾配方向に沿って並べて配置された複数の太陽電池パネルとの間に形成される通気層の空気を、太陽光によって加熱された太陽電池パネルの熱を用いて暖めて屋内に送り込むように構成されている。

特開２０１３－１７８０８４号公報

　通気層の空気が太陽電池パネルによって暖められる際に、太陽電池パネルから通気層の空気に移動する熱エネルギーは、太陽電池パネルと空気との温度差によって決まる。太陽電池パネルと空気との温度差が小さいほど、太陽電池パネルから空気に移動する熱エネルギーが小さくなる、すなわち空気の温度上昇率が減少する。通気層の空気は、太陽電池パネルによって暖められながら屋根の勾配方向に沿って上昇するので、太陽電池パネルと空気との温度差が徐々に小さくなり、空気の温度上昇率も減少する。すなわち、複数の太陽電池パネルのうち、屋根の勾配方向の上側の太陽電池パネルは、空気との間の熱交換効率が低く、太陽光の集熱効率が低くなっていた。

　本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、太陽光の集熱効率を向上させることができる集熱部材および集熱システムを提供することにある。

　本発明に係る集熱部材の一態様は、屋根の勾配方向に沿って配置された複数段の太陽電池パネルと前記屋根との間に形成された通気層に設けられる蓄熱部材と、前記蓄熱部材の一部を覆う断熱部材とを備え、前記通気層は、前記複数段の太陽電池パネルのうち前記勾配方向における最上段の太陽電池パネルと対向する箇所の前記屋根に形成された開口部を介して、屋内の空間に繋がっており、前記蓄熱部材は、前記通気層の一部を残して前記勾配方向における前記開口部よりも下側の位置に設けられ、前記断熱部材は、前記蓄熱部材における前記太陽電池パネルと対向する箇所を覆う第１被覆部と、前記蓄熱部材における前記勾配方向の上側を覆う第２被覆部とを有することを特徴とする。

　本発明に係る集熱システムの一態様は、上記集熱部材と、屋根の勾配方向に沿って配置された複数段の太陽電池パネルと、前記複数段の太陽電池パネルと屋根との間に形成される通気層の空気を、前記複数段の太陽電池パネルのうち前記勾配方向の最上段の太陽電池パネルと対向する箇所の前記屋根に形成された開口部を介して、屋内の空間に送り込むファンとを備えることを特徴とする。

　本発明によれば、太陽光の集熱効率を向上させることができる。

図１は、実施形態における集熱システムおよび集熱部材の概略構成を示す斜視図である。図２は、実施形態における集熱システムおよび集熱部材の概略構成を示す断面図である。図３は、潜熱蓄熱材の相と温度との関係を示すグラフである。図４は、実施形態における通気層の空気の温度変化を示すグラフである。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態）
　図１、図２に、本実施形態における集熱システムおよび集熱部材２の概略構成を示す。なお、図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。

　本実施形態の集熱システムは、複数の太陽電池パネル１、集熱部材２、および、ファン４４を備えて構成され、太陽６の光（太陽光）を利用して外気を暖め、暖めた外気を例えば戸建住宅などの建物４内（屋内）で利用するシステムである。暖められた外気（空気）は、主に冬季における暖房、換気などに用いられる。

　太陽電池パネル１は、矩形状のパネルで構成されており、建物４の屋根４１の上に設置され、太陽光を受光することによって発電する。屋根４１は一方向に勾配（傾斜）しており、架台５を用いて複数の太陽電池パネル１が屋根４１の上に取り付けられる。

　架台５は、棒状に形成された複数（本実施形態では５つ）の支持部材５１を備えている。各支持部材５１は、屋根４１の勾配方向Ｘ１が長手方向となるように屋根４１に固定されており、屋根４１における勾配方向Ｘ１と直交する方向（屋根４１の幅方向Ｘ２）に所定の間隔で配置されている。そして、複数の太陽電池パネル１のそれぞれは、一対の支持部材５１に跨るように取り付けられる。

　本実施形態の集熱システムは、２４枚の太陽電池パネル１を備えており、２４枚の太陽電池パネル１が屋根４１の勾配方向Ｘ１に６枚、幅方向Ｘ２に４枚ずつ並べて配置されている。なお、屋根４１の勾配方向Ｘ１に沿って配置された６枚の太陽電池パネル１を区別する場合、勾配方向Ｘ１の下から順に、太陽電池パネル１Ａ、太陽電池パネル１Ｂ、太陽電池パネル１Ｃ、太陽電池パネル１Ｄ、太陽電池パネル１Ｅ、太陽電池パネル１Ｆという。

　このように、複数の太陽電池パネル１は、架台５に取り付けられることによって、屋根４１から離れた状態で屋根４１と対向する。したがって、屋根４１の勾配方向Ｘ１に沿って配置された複数段（６段）の太陽電池パネル１Ａ～１Ｆと屋根４１との間に通気層３が形成される。なお、図２において、通気層３のうち太陽電池パネル１Ａによって形成された部分が通気層３Ａとし、同様に太陽電池パネル１Ｂ～１Ｆによって形成されたそれぞれの部分を通気層３Ｂ～３Ｆとしている。

　ここで、太陽電池パネル１は、太陽光を吸収することによって発電するとともに、熱エネルギーを取得、すなわち加熱される。したがって、通気層３の空気は、太陽光によって加熱された太陽電池パネル１によって暖められる。また、各太陽電池パネル１における屋根４１側の面には、熱伝導性が比較的高いシート状の熱伝導部材１１が設けられている。この熱伝導部材１１により、太陽電池パネル１から通気層３の空気への伝熱効率が向上し、通気層３の空気をより暖めることができる。通気層３において、屋根４１の軒４１１側（勾配方向Ｘ１の下側）から流入する空気は、太陽電池パネル１によって暖められながら屋根４１の勾配に沿って上昇する。

　また、屋根４１には、勾配方向Ｘ１における最上段の４枚の太陽電池パネル１Ｆそれぞれと対向する箇所に開口部４２が形成されている。開口部４２は、ダクト４３の一端であり、ダクト４３を介して通気層３と屋内の空間（例えば日当たりがよくない北側の部屋、一般に暖房器具が設けられていない廊下やトイレ、脱衣所などの比較的狭い空間など）とが連続して接続される。また、ダクト４３には、ファン４４が設けられており、このファン４４を稼働させることで通気層３の空気を屋内の空間に送り込むことができる。なお、通気層３の空気のうち、より暖かい空気を屋内に取り込むために、開口部４２は、太陽電池パネル１Ｆと対向する箇所において、勾配方向Ｘ１のより上側の位置に設けられているとよい。

　また、各開口部４２には、この開口部４２を開閉する第１開閉部材４５が設けられている。第１開閉部材４５を開状態にすることで、通気層３と屋内の空間とが接続される。一方、第１開閉部材４５を閉状態にすることで、通気層３と屋内の空間とが遮断される。この第１開閉部材４５は、例えば夏季のように通気層３の空気を屋内に取り込みたくない場合に閉じられる。

　また、架台５には、通気層３における勾配方向Ｘ１の上端を開閉する第２開閉部材５２が設けられている。この第２開閉部材５２は、隣り合う一対の支持部材５１における勾配方向Ｘ１の上端同士を連接させるように設けられている。第２開閉部材５２を閉状態にすることで、通気層３の空気が抜けないように通気層３が閉じられる。一方、第２開閉部材５２を開状態にすることで、通気層３における勾配方向Ｘ１の上端部が開放され、通気層３の空気が勾配方向Ｘ１の上側から放出される。この場合、例えば夏季における通気層３の空気の温度上昇が抑制される。

　また、本実施形態の集熱システムは、太陽光の集熱効率の向上を図るために集熱部材２を備えている。集熱部材２は、屋根４１の勾配方向Ｘ１に沿って配置された複数段（６段）の太陽電池パネル１と屋根４１との間に形成される通気層３において、通気層３の一部を残して、開口部４２よりも屋根４１の勾配方向Ｘ１の下側の位置に設けられる。

　本実施形態の集熱部材２は、各通気層３において、勾配方向Ｘ１の下から６番目（６段目）の太陽電池パネル１Ｆと屋根４１との間、より具体的には、太陽電池パネル１Ｆにおける勾配方向Ｘ１の下端部付近と屋根４１との間に設けられている。すなわち、集熱部材２は、勾配方向Ｘ１において開口部４２から下側に離れて設けられている。

　集熱部材２は、蓄熱部材２１と断熱部材２２とを備えている。集熱部材２は、一方向に延長し断面が矩形の棒状に形成されており、勾配方向Ｘ１に直交する幅方向Ｘ２を長手方向とするように、屋根４１の上に設置されている。

　蓄熱部材２１は、幅方向Ｘ２に沿って延長した直方体形状に形成されたケースに潜熱蓄熱材が封入されることで構成されており、屋根４１に設置されている。潜熱蓄熱材は、例えば、パラフィンまたは無機塩などで構成されている。

　図３に、潜熱蓄熱材における相と温度との関係の一例を示す。なお、図３において、横軸は潜熱蓄熱材の相を示し、縦軸は潜熱蓄熱材の温度を示している。潜熱蓄熱材は、相の転移温度付近で温度をほぼ一定に保った状態で、熱エネルギーを蓄積または放出することができる性質を有している。潜熱蓄熱材は、相変化が生じる際の潜熱を用いた蓄熱を行うので、比較的大きな熱エネルギーの蓄積または放出が可能であり、顕熱蓄熱材よりも蓄熱密度が大きく、小さい容量で比較的大きな熱エネルギーを蓄積することができる。本実施形態の潜熱蓄熱材は、固相と液相との間の相転移時における潜熱を用いて熱エネルギーの蓄積または放出を行い、相の転移温度が凝固点および融点となる。

　断熱部材２２は、第１被覆部２２１と第２被覆部２２２とを有し、蓄熱部材２１の一部を覆うように形成される。第１被覆部２２１は、幅方向Ｘ２に沿って延長した直方体形状に形成されており、蓄熱部材２１における太陽電池パネル１と対向する第１面２１１を全面にわたって覆っている。第２被覆部２２２は、幅方向Ｘ２に沿って延長した直方体形状に形成されており、勾配方向Ｘ１における蓄熱部材２１の上側の第２面２１２を全面にわたって覆っている。さらに、第２被覆部２２２は、勾配方向Ｘ１における第１被覆部２２１の上端と連続するように、屋根４１の表面の鉛直方向に向かって延長して形成されている。

　すなわち、断熱部材２２は、勾配方向Ｘ１において蓄熱部材２１の下側の第３面２１３が通気層３の空気と接触するように断面がＬ字状に形成されており、蓄熱部材２１が第１面２１１、第２面２１２から放熱することを抑制する。なお、断熱部材２２を構成する材料は、例えばウレタンやポリスチレンなどの樹脂を発泡させた発泡材料、例えばグラスウールなどの繊維系材料が用いられる。

　次に、蓄熱部材２１および断熱部材２２のサイズについて説明する。なお、以下の説明において、屋根４１の勾配方向Ｘ１の寸法を奥行寸法、勾配方向Ｘ１に直交する幅方向Ｘ２の寸法を幅寸法、屋根４１の表面に対して鉛直方向の寸法を高さ寸法とする。また、太陽電池パネル１の幅寸法をＷ１、奥行寸法をＤ１とし、蓄熱部材２１の幅寸法をＷ２、奥行寸法をＤ２、高さ寸法をＨ２とし、断熱部材２２の高さ寸法をＨ３とする。また、太陽電池パネル１から屋根４１までの距離をＬ１とする。

　蓄熱部材２１は、幅寸法Ｗ２が太陽電池パネル１の幅寸法Ｗ１に対して７５％～８５％程度の寸法に形成され、奥行寸法Ｄ２が太陽電池パネル１の奥行寸法Ｄ１に対して１０％～１５％程度の寸法に形成される。例えば、太陽電池パネル１のサイズが、幅寸法Ｗ１＝１．５ｍ、奥行寸法Ｄ１＝０．８ｍである場合、蓄熱部材２１のサイズは、幅寸法Ｗ２＝１．２ｍ、奥行寸法Ｄ２＝０．１ｍなどに形成される。

　また、断熱部材２２は、蓄熱部材２１の第１面２１１、第２面２１２を覆う形状であるので、高さ寸法Ｈ３が、蓄熱部材２１の高さ寸法Ｈ２（例えば０．０３ｍ）よりも大きい寸法に形成される。さらに、断熱部材２２は、高さ寸法Ｈ３が、太陽電池パネル１から屋根４１までの距離Ｌ１よりも小さい寸法に形成されており、太陽電池パネル１と断熱部材２２との間に隙間が形成される。すなわち、蓄熱部材２１および断熱部材２２は、太陽電池パネル１から離れるような形状に形成されている。

　このように、本実施形態の集熱システムは、複数段の太陽電池パネル１と屋根４１との間に形成される通気層３に設けられた集熱部材２を備える。以下に、この集熱部材２による効果を図４を用いて説明する。図４は、通気層３における空気の温度の変化を示すグラフであり、横軸は通気層３内の位置を示し、縦軸は通気層３の空気の温度を示す。なお、通気層３内の位置を区別するために、上記のとおり、通気層３のうち太陽電池パネル１Ａによって形成された部分を通気層３Ａとし、同様に太陽電池パネル１Ｂ～１Ｆによって形成されたそれぞれの部分を通気層３Ｂ～３Ｆとしている。

　また、図４を用いた以下の説明では、一例として、冬季における晴天での使用であり、太陽電池パネル１Ａ～１Ｆの温度が３５℃、通気層３Ａに流入する空気の温度（外気温）が５℃、潜熱蓄熱材の転移温度が１５℃である場合を例とする。

　図４に示すように、集熱部材２が設けられた通気層３Ｆよりも勾配方向Ｘ１の下側にある通気層３Ａ～３Ｅにおいて、通気層３Ａ～３Ｅの空気は太陽電池パネル１Ａ～１Ｅによって暖められながら勾配方向Ｘ１に沿って上昇する。したがって、通気層３Ａから通気層３Ｅに向かうにつれて空気の温度が上昇し、図４に示す例では、通気層３Ａ～３Ｅにおいて空気の温度が５℃から約１９℃まで上昇している。また、通気層３Ｅでは、流入する空気と流出する空気との温度差が所定値（例えば１℃）未満であり、空気の温度上昇が飽和している。

　ここで、太陽電池パネル１から通気層３の空気に移動する熱エネルギーは、太陽電池パネル１と空気との温度差によって決まる。太陽電池パネル１と空気との温度差が小さいほど、太陽電池パネル１から空気に移動する熱エネルギーが小さくなる、すなわち、太陽電池パネル１と空気との間の熱交換効率が低下して空気の温度上昇率が減少する。図４に示すように、通気層３Ａ～３Ｅにおいて、通気層３Ａから通気層３Ｅに向かうにつれて、空気の温度が上昇するので太陽電池パネル１と空気との温度差が小さくなり、太陽電池パネル１と空気との熱交換効率が低下する。

　本実施形態では、通気層３Ｅよりも勾配方向Ｘ１の上側にある通気層３Ｆにおいて、空気の流入口付近に集熱部材２が設けられている。この集熱部材２が有する蓄熱部材２１の転移温度は、１５℃に設定されおり、通気層３Ｆに流入する空気の温度（１９℃）よりも低い。したがって、通気層３Ｆにおいて、空気が蓄熱部材２１に接触することによって、空気から蓄熱部材２１に熱エネルギーが移動する。これにより、蓄熱部材２１に熱エネルギーが蓄積され、蓄熱部材２１に接触した空気の温度が低下する。また、蓄熱部材２１の一部を覆う断熱部材２２によって、蓄熱部材２１に蓄積された熱エネルギーの放出が抑制される。

　そして、集熱部材２を通過した空気は、太陽電池パネル１Ｆによって再び暖められる。このとき、集熱部材２によって空気が冷やされているので、太陽電池パネル１Ｆと空気との温度差が大きくなり、太陽電池パネル１Ｆと空気との間の熱交換効率が向上するので、空気の温度上昇率が増加する。そして、太陽電池パネル１Ｆによって再び暖められた空気は、開口部４２を介して屋内の空間に引き込まれる。

　また、蓄熱部材２１に蓄積された熱エネルギーは、例えば夜間などの太陽電池パネル１の温度が低下した際に用いられる。太陽電池パネル１の温度が低下した場合、太陽電池パネル１から通気層３の空気に移動する熱エネルギーが低下する。これにより、集熱部材２が設けられた通気層３Ｆに流入する空気の温度が、集熱部材２の蓄熱部材２１の転移温度よりも低くなる場合がある。このような場合、蓄熱部材２１に蓄積された熱エネルギーが放出され、蓄熱部材２１に接触した空気が暖められる。そして、蓄熱部材２１によって暖められた空気は、開口部４２を介して屋内の空間に引き込まれる。すなわち、夜間であっても、集熱部材２により暖められた空気を屋内の空間に送り込むことができる。

　そして、暖められた通気層３の空気は、例えば日当たりがよくない北側の部屋、一般に暖房器具が設けられていない廊下やトイレ、脱衣所などの比較的狭い空間などの暖房、または２４時間換気の給気に用いられ、屋内における温度差を軽減することができる。

　このように、本実施形態では、太陽電池パネル１によって暖められた空気の熱エネルギーの一部が集熱部材２に蓄積され、集熱部材２によって冷やされた空気が、太陽電池パネル１によって効率よく再び暖められる。すなわち、本実施形態では、太陽光の熱エネルギーが通気層３の空気と集熱部材２とに蓄積されるので、太陽光の集熱効率が向上する。さらに、集熱部材２に蓄積された熱エネルギーを夜間に放出することによって、夜間であっても暖かい空気を屋内の空間に送り込むことができる。すなわち、本実施形態では、太陽熱を昼間だけでなく夜間にも用いる時間差利用が可能となる。

　さらに、蓄熱部材２１は、勾配方向Ｘ１と直交する幅方向Ｘ２に沿って屋根４１に設置されており、断熱部材２２は、勾配方向Ｘ１における蓄熱部材２１の下側の第３面２１３が露出するように蓄熱部材２１を覆っている。すなわち、蓄熱部材２１は、通気層３における空気の流れを遮るように設置されているので、より多くの空気を蓄熱部材２１に接触させることができ、蓄熱部材２１と空気との間の熱交換効率が向上する。これにより、昼間においては、通気層３Ｆの空気をより冷やすことができるので、太陽電池パネル１Ｆと空気との熱交換効率をより向上させることができる。また、夜間においては、通気層３Ｆの空気をより暖めることができ、屋内の空間により暖かい空気を送り込むことができる。これにより、太陽光の集熱効率をより向上させることができる。

　また、集熱部材２は、屋根４１に設置されており、太陽電池パネル１Ｆとの間に隙間が形成されている。したがって、通気層３Ｆにおいて蓄熱部材２１に接触した空気は、蓄熱部材２１と太陽電池パネル１Ｆとの間に形成された隙間に流れるので、より多くの空気を太陽電池パネル１Ｆに接触させることができる。これにより、太陽電池パネル１Ｆと空気との熱交換効率が向上し、蓄熱部材２１によって冷やされた空気をより効果的に暖めることができ、さらに太陽電池パネル１Ｆの温度を低下させることができる。

　また、集熱部材２の設置は、屋根４１に載せて固定さえすればよいので施工が容易であり、施工性が向上する。

　また、本実施形態の蓄熱部材２１は、潜熱蓄熱材で構成されているので、転移温度の調整が容易となる。ここで、蓄熱部材２１の転移温度が通気層３の温度に対して高過ぎる場合、昼間に通気層３の空気を冷やすことができない。一方、蓄熱部材２１の転移温度が低すぎる場合、夜間に通気層３の空気を暖房として用いることができない。そこで、本実施形態の集熱システムおよび集熱部材２は、冬季での使用を想定しており、蓄熱部材２１の転移温度は、屋内に設置された暖房器具の設定温度よりも５℃程度低い温度に設定されている。一般的に暖房器具の設定温度は２０℃程度であるので、本実施形態の蓄熱部材２１の転移温度は、２０℃よりも５℃低い１５℃に設定されている。蓄熱部材２１の転移温度をこのような温度に設定することによって、昼間において通気層３の空気の温度が暖房器具の設定温度付近よりも高く屋内で利用する場合、蓄熱部材２１の転移温度は、蓄熱部材２１に接触する空気の温度よりも低くなる。これにより、蓄熱部材２１に熱エネルギーを蓄積し、通気層３の空気を一旦冷やすことができる。また、蓄熱部材２１の転移温度が、暖房器具の設定温度に対して低過ぎないので、夜間において蓄熱部材２１によって暖められた通気層３の空気を暖房に用いることができる。なお、上記数値は一例であってこれに限定されるものではなく、地域や外気温などに応じて適宜設定される。

　また、本実施形態の蓄熱部材２１は、固相と液相との間の転移時における潜熱を用いて熱エネルギーの蓄積または放出を行うので、相の転移時における体積の変動が抑制される。さらに、蓄熱部材２１は、断熱部材２２によって一部が覆われているので、相の転移時における熱収縮が防止される。

　また、断熱部材２２によって、蓄熱部材２１に蓄積された熱エネルギーの放出が抑制される。これにより、蓄熱部材２１から放出される熱エネルギーによる太陽電池パネル１の温度上昇を防止することができ、太陽電池パネル１の発電効率の低下を抑制することができる。

　このように、本実施形態の集熱部材２は、屋根４１の勾配方向Ｘ１に沿って配置された複数段の太陽電池パネル１と屋根４１との間に形成された通気層３に設けられる蓄熱部材２１と、蓄熱部材２１の一部を覆う断熱部材２２とを備える。また、通気層３は、複数段の太陽電池パネル１のうち勾配方向Ｘ１における最上段の太陽電池パネル１と対向する箇所の屋根４１に形成された開口部４２を介して、屋内の空間に繋がっている。蓄熱部材２１は、通気層３の一部を残して勾配方向Ｘ１における開口部４２よりも下側の位置に設けられる。断熱部材２２は、蓄熱部材２１における太陽電池パネル１と対向する箇所を覆う第１被覆部２２１と、蓄熱部材２１における勾配方向Ｘ１の上側を覆う第２被覆部２２２とを有する。

　また、本実施形態の集熱システムは、上記集熱部材２と、屋根４１の勾配方向Ｘ１に沿って配置された複数段の太陽電池パネル１と、ファン４４とを備える。ファン４４は、複数段の太陽電池パネル１と屋根４１との間に形成される通気層３の空気を、複数段の太陽電池パネル１のうち勾配方向Ｘ１の最上段の太陽電池パネル１と対向する箇所の屋根４１に形成された開口部４２を介して、屋内の空間に送り込む。

　上記構成により、太陽電池パネル１によって暖められた空気の熱エネルギーの一部が集熱部材２に蓄積され、集熱部材２によって冷やされた空気が、太陽電池パネル１によって効率よく再び暖められる。これにより、太陽光の集熱効率が向上する。

　また、本実施形態の蓄熱部材２１は、潜熱蓄熱材で構成され、蓄熱部材２１の転移温度は、蓄熱部材２１に接触する空気の温度よりも低い。上記構成により、昼間に蓄熱部材２１に熱エネルギーを蓄積して通気層３の空気が一旦冷やされる。これにより、太陽電池パネル１と空気との間の熱交換効率を向上させることができる。

　また、本実施形態の蓄熱部材２１および断熱部材２２は、太陽電池パネル１から離れる形状に形成されている。上記構成により、蓄熱部材２１に接触した空気が太陽電池パネル１と断熱部材２２との間を流れるので、太陽電池パネル１により多くの空気を接触させることができる。これにより、蓄熱部材２１によって冷やされた空気をより効果的に暖めることができる。

　また、本実施形態の蓄熱部材２１および断熱部材２２は、屋根４１における勾配方向Ｘ１と交差した幅方向Ｘ２に延長した形状に形成されている。上記構成により、通気層３において、勾配方向Ｘ１に沿って流れる空気を遮るように蓄熱部材２１が設置される。これにより、より多くの空気を蓄熱部材２１に接触させることができ、空気をより効率よく冷やすことができる。

　なお、本実施形態では、通気層３のうち勾配方向Ｘ１の最上段にある太陽電池パネル１Ｆと屋根４１との間に形成される通気層３Ｆに、集熱部材２が設置されているが、集熱部材２の設置位置は上記に限定されない。例えば、集熱部材２は、空気の温度上昇が飽和する通気層３Ｅ、または、流入する空気の温度が潜熱蓄熱材の転移温度よりも高い通気層３Ｄなどに設けられていてもよい。また、通気層３に設置する集熱部材２の数は１つに限定されず、１つの通気層３に複数の集熱部材２が設けられていてもよい。また、本実施形態では、集熱部材２は幅方向Ｘ２に沿って配置されているが、勾配方向Ｘ１に沿って配置されていてもよい。

　なお、上述した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。

１（１Ａ～１Ｆ）　太陽電池パネル
２　集熱部材
２１　蓄熱部材
２２　断熱部材
２２１　第１被覆部
２２２　第２被覆部
３（３Ａ～３Ｆ）　通気層
４２　開口部
４４　ファン

Claims

　屋根の勾配方向に沿って配置された複数段の太陽電池パネルと前記屋根との間に形成された通気層に設けられる蓄熱部材と、
　前記蓄熱部材の一部を覆う断熱部材とを備え、
　前記通気層は、前記複数段の太陽電池パネルのうち前記勾配方向における最上段の太陽電池パネルと対向する箇所の前記屋根に形成された開口部を介して、屋内の空間に繋がっており、
　前記蓄熱部材は、前記通気層の一部を残して前記勾配方向における前記開口部よりも下側の位置に設けられ、
　前記断熱部材は、前記蓄熱部材における前記太陽電池パネルと対向する箇所を覆う第１被覆部と、前記蓄熱部材における前記勾配方向の上側を覆う第２被覆部とを有する
　ことを特徴とする集熱部材。
　前記蓄熱部材は、潜熱蓄熱材で構成され、
　前記蓄熱部材の転移温度は、前記蓄熱部材に接触する空気の温度よりも低い
　ことを特徴とする請求項１記載の集熱部材。
　前記蓄熱部材および前記断熱部材は、前記太陽電池パネルから離れる形状に形成されている
　ことを特徴とする請求項１または２記載の集熱部材。
　前記蓄熱部材および前記断熱部材は、前記屋根における前記勾配方向と交差した方向に延長した形状に形成されている
　ことを特徴とする請求項１～３のうちいずれか１項に記載の集熱部材。
　請求項１～４のうちいずれか１項に記載の集熱部材と、
　屋根の勾配方向に沿って配置された複数段の太陽電池パネルと、
　前記複数段の太陽電池パネルと屋根との間に形成される通気層の空気を、前記複数段の太陽電池パネルのうち前記勾配方向の最上段の太陽電池パネルと対向する箇所の前記屋根に形成された開口部を介して、屋内の空間に送り込むファンとを備える
　ことを特徴とする集熱システム。