JP2013093524A - Solar cell module cooling unit and solar cell module cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池モジュール冷却ユニット及び太陽電池モジュール冷却システムに関し、特に冷却効率の低下を抑制する太陽電池モジュール冷却ユニット及び太陽電池モジュール冷却システムに関する。 The present invention relates to a solar cell module cooling unit and a solar cell module cooling system, and more particularly to a solar cell module cooling unit and a solar cell module cooling system that suppress a decrease in cooling efficiency.
太陽光や風力などの自然のエネルギーを利用して発電する新エネルギーは、二酸化炭素排出量が少なく、枯渇するおそれのないクリーンなエネルギーとして、利用の促進が図られている。新エネルギーのうち、太陽光発電は最も開発が注目されており、太陽光という再生可能エネルギーを最大限活用する新しいタイプの発電所としてメガソーラー発電の増設が期待されている。 New energy generated by using natural energy such as sunlight and wind power has been promoted as clean energy that emits less carbon dioxide and does not run out. Among the new energies, solar power generation is attracting the most attention. Mega solar power generation is expected to be expanded as a new type of power plant that makes full use of renewable energy such as solar power.
太陽光発電では、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置として、複数の太陽電池素子を配列し、表面を保護ガラス等で覆って構成された太陽電池モジュールが用いられる。太陽電池モジュールは、高温になるほど発電量が減少する特性を有しており、温度が１℃上昇すると出力が約０．５％低下する。太陽の光を浴びる太陽電池モジュールの温度は、公称出力算出時の前提となる２５℃よりも、概ね２０〜４０℃高くなるため、公称出力よりも概ね１０〜２０％出力が低下する。このような出力の低下を簡便に抑制する装置として、太陽電池モジュールを構成する太陽電池素子の表面を、光触媒が担持された板ガラスにより覆うと共に、この太陽電池モジュールの表面を湿潤させる水供給手段を設け、水の気化熱を利用して太陽電池素子の温度上昇を抑制したものがある（例えば、特許文献１参照。）。 In solar power generation, a solar cell module configured by arranging a plurality of solar cell elements and covering the surface with protective glass or the like is used as a device that converts light energy of sunlight into electric energy. The solar cell module has a characteristic that the amount of power generation decreases as the temperature increases, and when the temperature rises by 1 ° C., the output decreases by about 0.5%. Since the temperature of the solar cell module exposed to sunlight is approximately 20 to 40 ° C. higher than 25 ° C., which is the premise for calculating the nominal output, the output is reduced by approximately 10 to 20% from the nominal output. As an apparatus for easily suppressing such a decrease in output, water supply means for covering the surface of the solar cell element constituting the solar cell module with a plate glass carrying a photocatalyst and moistening the surface of the solar cell module is provided. There is one in which the temperature rise of the solar cell element is suppressed by utilizing the heat of vaporization of water (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、水を表面に散布して太陽電池モジュールを冷却する手段では、空気中に飛散している埃が表面に付着したり、表面に苔が発生することがあり、太陽光の赤外線や紫外線を受けることで埃や苔等が発熱体になってしまい、冷却効率が低下してしまうことがあった。 However, with the means for cooling the solar cell module by spraying water on the surface, dust scattered in the air may adhere to the surface or moss may be generated on the surface. In some cases, dust, moss or the like becomes a heating element by receiving, and cooling efficiency may be lowered.
本発明は上述の課題に鑑み、冷却効率の低下を抑制することができる太陽電池モジュール冷却ユニット及び太陽電池モジュール冷却システムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the solar cell module cooling unit and solar cell module cooling system which can suppress the fall of cooling efficiency in view of the above-mentioned subject.
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る太陽電池モジュール冷却ユニットは、例えば図１に示すように、太陽電池モジュール９１に対して間隔を空けて配置される気体流路形成部材１２であって、太陽電池モジュール９１との間に気体ＳＡが流通する気体流路１０ｐを形成する気体流路形成部材１２と；気体を冷却した冷却気体ＳＡを気体流路１０ｐに供給する冷却気体供給筒１８とを備える。
In order to achieve the above object, the solar cell module cooling unit according to the first aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. A gas flow
このように構成すると、気体流路に冷却気体を流すことで、太陽電池モジュールを冷却気体の対流により冷却することができ、水等の液体噴霧による冷却に比べて、苔の発生等に起因する冷却効率の低下を抑制することができる。 If comprised in this way, a solar cell module can be cooled by the convection of cooling gas by flowing cooling gas to a gas flow path, and it originates in generation | occurrence | production of moss etc. compared with cooling by liquid sprays, such as water. A decrease in cooling efficiency can be suppressed.
また、本発明の第２の態様に係る太陽電池モジュール冷却ユニットは、例えば図１に示すように、本発明の第１の態様に係る太陽電池モジュール冷却ユニット１０において、太陽電池モジュール９１と気体流路形成部材１２との間に、太陽電池モジュール９１に対して所定の隙間Ｄを空けて、太陽電池モジュール９１に対向して配置される表面板１１を備え；表面板１１に、気体流路形成部材１２と表面板１１との間の気体流路１０ｐｓを流れた冷却気体ＳＡを太陽電池モジュール９１に向けて放出する放出孔１１ｈが形成されている。
Moreover, the solar cell module cooling unit which concerns on the 2nd aspect of this invention is the
このように構成すると、気体流路形成部材と表面板との間の気体流路に冷却気体を流して表面板を冷却しつつ冷却気体を放出孔から放出することで、太陽電池モジュールを、表面板からの輻射冷熱及び放出された冷却気体の対流により冷却することができ、冷却効率の低下をさらに抑制することができる。 If comprised in this way, a solar cell module is displayed by discharging cooling gas from a discharge hole, flowing cooling gas to the gas flow path between a gas flow path formation member and a surface plate, cooling a surface plate. It can cool by the radiant cooling heat from a face plate, and the convection of the discharge | released cooling gas, and can further suppress the fall of cooling efficiency.
また、本発明の第３の態様に係る太陽電池モジュール冷却システムは、例えば図３に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る太陽電池モジュール冷却ユニット１０と；気体を冷却して冷却気体ＳＡを生成する気体冷却器５０と；気体冷却器５０で生成された冷却気体ＳＡを冷却気体供給筒１８に導くダクト６０とを備える。
Moreover, the solar cell module cooling system which concerns on the 3rd aspect of this invention, for example, as shown in FIG. 3, the solar cell
このように構成すると、冷却気体を太陽電池モジュール冷却ユニットに供給することができ、太陽電池モジュールを冷却気体の冷熱で冷却することができる。 If comprised in this way, cooling gas can be supplied to a solar cell module cooling unit, and a solar cell module can be cooled with the cold of cooling gas.
また、本発明の第４の態様に係る太陽電池モジュール冷却システムは、例えば図３に示すように、上記本発明の第３の態様に係る太陽電池モジュール冷却システム１００において、気体が空気であり；気体冷却器が、エアワッシャ５０である。
Moreover, the solar cell module cooling system which concerns on the 4th aspect of this invention is a solar cell
このように構成すると、冷却気体を生成する際の水の消費量を抑制することができる。地下水と熱交換した冷却水がエアワッシャに供給される場合は、冷却気体の生成コストを抑制することができる。 If comprised in this way, the consumption of water at the time of producing | generating a cooling gas can be suppressed. When the cooling water heat-exchanged with the groundwater is supplied to the air washer, the generation cost of the cooling gas can be suppressed.
また、本発明の第５の態様に係る太陽電池モジュール冷却システムは、例えば図３に示すように、上記本発明の第３の態様又は第４の態様に係る太陽電池モジュール冷却システム１００において、ダクト６２が、外表面の少なくとも一部が地下水に接するように地中に埋設されている。
Moreover, the solar cell module cooling system which concerns on the 5th aspect of this invention is a duct in the solar cell
このように構成すると、冷却気体のダクト通過時の熱損失を抑制しつつ、太陽電池モジュール冷却パネルに供給される冷却気体の温度を安定させることができる。 If comprised in this way, the temperature of the cooling gas supplied to a solar cell module cooling panel can be stabilized, suppressing the heat loss at the time of the cooling gas duct passage.
本発明によれば、気体流路に冷却気体を流すことで、太陽電池モジュールを冷却気体の対流により冷却することができ、水等の液体噴霧による冷却に比べて、苔の発生等に起因する冷却効率の低下を抑制することができる。 According to the present invention, the solar cell module can be cooled by the convection of the cooling gas by flowing the cooling gas through the gas flow path, and is caused by the occurrence of moss compared to the cooling by the liquid spray of water or the like. A decrease in cooling efficiency can be suppressed.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar members are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is omitted.
まず図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール冷却ユニットとしての輻射噴流ユニット１０を説明する。図１（Ａ）は輻射噴流ユニット１０の斜視図、図１（Ｂ）は輻射噴流ユニット１０の部分側面断面図である。輻射噴流ユニット１０は、太陽電池モジュール９１を支えるフレーム９２（図１（Ｂ）参照）に取り付けられて、太陽電池モジュール９１を冷却するユニットである。なお、本明細書では、太陽電池素子に強化や保護のためのガラスコーティング等の必要な加工が施されてパネル状に構成されたものを太陽電池モジュール９１といい、太陽電池モジュール９１にフレーム９２が取り付けられたものをモジュールセット９０ということとする。なお、図１（Ａ）では、フレーム９２の図示を省略している。輻射噴流ユニット１０は、太陽電池モジュール９１に対向して配置される表面板１１と、気体流路形成部材としての裏面板１２と、側面板１３と、表面板１１に沿って冷却気体としての冷気ＳＡを噴出する噴流ノズル１５と、排気導管１６と、冷却気体供給筒としての供給筒１８とを備えている。
First, with reference to FIG. 1, the
表面板１１は、本実施の形態では、縦横の長さの比が概ね２：１の矩形板状に形成されている。表面板１１は、冷気ＳＡに接したときに速やかに冷気ＳＡの温度に近づくように、熱伝導性のよい材料（典型的には金属）が用いられることが好ましく、本実施の形態ではアルミニウム板が用いられている。さらに、太陽電池モジュール９１に対する輻射率（放射率）を大きくするために、表面板１１の太陽電池モジュール９１に対向する面に、黒色のオイルペイントを塗布することが好ましい。表面板１１として、太陽電池モジュール９１に対向する面に黒色オイルペイントを塗布したアルミニウム板を用いると、熱伝導率及び輻射率が大きくなるため好適である。表面板１１は、太陽電池モジュール９１に対して所定の隙間Ｄを空けて平行に設置されることを予定している。所定の隙間Ｄは、ここを流れる冷気ＳＡから太陽電池モジュール９１へ伝達される冷熱量をできるだけ多くする観点から、１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度とするとよい。このように表面板１１が設置されることにより、太陽電池モジュール９１と表面板１１との間に上方冷気流路１０ｐｔが形成されることとなる。また、表面板１１と裏面板１２との間には下方冷気流路１０ｐｓが形成される。上方冷気流路１０ｐｔと下方冷気流路１０ｐｓとを総称して、冷気流路１０ｐということとする。
In the present embodiment, the
表面板１１には、下方冷気流路１０ｐｓから上方冷気流路１０ｐｔへと冷気ＳＡを放出させる放出孔１１ｈが複数形成されている。放出孔１１ｈは、下方冷気流路１０ｐｓから上方冷気流路１０ｐｔへ放出される冷気ＳＡが噴流となる大きさに形成されるのが好ましく、本実施の形態では直径８ｍｍ〜１０ｍｍ程度の円形に形成されている。放出孔１１ｈから放出される冷気ＳＡが噴流であると、太陽電池モジュール９１の面に沿って存在する境膜が破壊され、上方冷気流路１０ｐｔを流れる冷気ＳＡの冷熱を効率よく太陽電池モジュール９１に伝達することができる。放出孔１１ｈは、太陽電池モジュール９１の温度にムラが生じることを極力抑制するように冷気ＳＡの冷熱を太陽電池モジュール９１に伝達することができる間隔で、噴流ノズル１５が設置される部分を除いて、碁盤の目のように配列されている。本実施の形態では、表面板１１を長手方向に２等分したそれぞれの領域に１つずつ、合計２つの噴流ノズル１５が設けられており、この２箇所の部分には放出孔１１ｈが形成されていない。
The
表面板１１には、また、上方冷気流路１０ｐｔを流れた冷気ＳＡを上方冷気流路１０ｐｔから排出する排気口１１ｅが形成されている。排気口１１ｅは、本実施の形態では、表面板１１の四隅に合計４つ形成されている。排気口１１ｅの大きさは、複数の放出孔１１ｈから上方冷気流路１０ｐｔへ流入した冷気ＳＡの流量を、４つの排気口１１ｅから排出できるようにする観点から決定され、放出孔１１ｈよりも大きい。本実施の形態では、排気口１１ｅが、直径５０〜８０ｍｍの円形に形成されている。各排気口１１ｅには、排気導管１６が接続されている。排気導管１６は、太陽電池モジュール９１とは反対側に伸びるように設けられている。
The
裏面板１２は、典型的には表面板１１と同じ大きさの矩形板状に形成されているが、表面板１１とは異なる大きさのものが、複数枚組み合わされて表面板１１と同じ大きさに形成されていてもよく、１枚の裏面板１２で複数枚の表面板１１に対応する大きさに形成されていてもよい。裏面板１２は、下方冷気流路１０ｐｓを流れる冷気ＳＡの冷熱を極力大気に放散しないようにする観点から、熱伝導率の低い材料が用いられることが好ましく、例えばステンレス鋼板や合成樹脂板が用いられるとよい。裏面板１２は、噴流ノズル１５が貫通する位置及び排気導管１６が貫通する位置に、貫通孔が形成されている。貫通孔は、噴流ノズル１５及び排気導管１６との間に隙間が形成されない大きさに形成されていることが好ましく、隙間が形成される大きさに形成された場合は隙間を閉塞する処理（穴埋め）が行われるとよい。側面板１３は、冷気流路１０ｐを流れる冷気ＳＡが排気導管１６以外から輻射噴流ユニット１０の外に流出することがないように、表面板１１及び裏面板１２の周囲に設けられて冷気流路１０ｐを囲む部材である。側面板１３は、熱伝導率の低い材料が用いられることが好ましく、裏面板１２として採用可能な材料で形成されているとよい。
The
ここで図２を参照して噴流ノズル１５を説明する。図２は、噴流ノズル１５の斜視図である。以下の噴流ノズル１５の説明において、輻射噴流ユニット１０の構成に言及しているときは、適宜図１を参照することとする。噴流ノズル１５は、冷気ＳＡを上方冷気流路１０ｐｔに面する表面板１１へ目掛けて略垂直方向に導く風導部１５ｄと、表面板１１に対して略垂直に近づいてきた冷気ＳＡを表面板１１に沿った流れの向きに変換する変換部材１５ｃと、風導部１５ｄの端部と変換部材１５ｃとの間に形成された通過隙間１５Ｓを部分的に塞ぐ閉塞部材１５ｂとを有している。「表面板１１へ目掛けて」とは、行く手を阻むものがなければ表面板１１に衝突することをいい、本実施の形態のように表面板１１に対して略垂直に向かう場合が典型例である。
Here, the
風導部１５ｄは、円筒状に形成された主風導部１５ｆと、主風導部１５ｆよりも径が大きく長さが短い円筒状に形成された拡張風導部１５ｅとを含んで構成されている。拡張風導部１５ｅの一方の端面は全面が開口になっており、他方の端面は主風導部１５ｆの径と同じ大きさの開口が形成されている部分よりも外側の周囲が塞がれている。拡張風導部１５ｅの他方の端面に形成された開口に、主風導部１５ｆの一端が接続されている。主風導部１５ｆと拡張風導部１５ｅとは、両円筒の軸線が同一の仮想直線を通るように配置されて接続されている。主風導部１５ｆの両端面は、全面が開口になっている。閉塞部材１５ｂは、拡張風導部１５ｅの主風導部１５ｆが接続されている側と反対の端部から、円筒の軸方向に伸びて設けられている。本実施の形態では、閉塞部材１５ｂと拡張風導部１５ｅとが一体に構成されているが、それぞれが分離している拡張風導部１５ｅの端部に閉塞部材１５ｂを取り付ける構成としてもよい。また、本実施の形態では、拡張風導部１５ｅの円筒の周方向に等間隔で１０個の閉塞部材１５ｂが設けられている。閉塞部材１５ｂの高さ（軸方向の長さ）は、通過隙間１５Ｓの高さと一致することとなる。閉塞部材１５ｂの幅（周方向の長さ）は、典型的には後述する先細りの流路１５Ｐを考慮して決定されるが、本実施の形態では、閉塞部材１５ｂの高さの０．８〜１．５倍程度に形成されている。また、いくつかの閉塞部材１５ｂの先端には、変換部材１５ｃと接続するための取付爪が設けられている。また、拡張風導部１５ｅには、閉塞部材１５ｂの下端の位置から軸方向と直角に外側に広がる鍔部１５ｇが全周にわたって設けられている。さらに、拡張風導部１５ｅに、通過隙間１５Ｓの面積を可変にするスペーサ（不図示）が外嵌される構成としてもよい。
The
変換部材１５ｃは、円錐面状に形成されている。円錐面状としたのは、一般に「円錐」というと円錐面と底面とが含まれることになるところ、変換部材１５ｃは円錐の底面に相当する部材がない場合も含まれることを意図したものである。変換部材１５ｃは、円錐面の回転軸と母線との角度が、好ましくは６０度〜８５度、より好ましくは７５度程度に形成されている。このようにすると、円錐面の頂点とは反対側の端部１５ｃｒ（円錐面の裾、すなわち、底面があるとすれば該底面の外周に相当する部分）が表面板１１（図１に対して平行に配置された場合に、変換部材１５ｃの円錐面に沿う流れ方向から表面板１１に沿う流れ方向に変わる角度が小さくなり、円滑な流れとすることができる。変換部材１５ｃの底面側の外径（端部１５ｃｒの輪郭）は、鍔部１５ｇの外径と略同じ大きさに形成されている。変換部材１５ｃの端部１５ｃｒには、母線に沿って閉塞部材１５ｂの外側直近まで切り込みが入れられ（端部１５ｃｒが切断されたことに相当）、その切り込み線の両側の端部１５ｃｒである切断端部１５ｃｓが外側に開いて折り曲げられている。このようにして、変換部材１５ｃに先細りの流路１５Ｐ（この流路１５Ｐは開渠となっている）が形成されている。風導部１５ｄと変換部材１５ｃとが、風導部１５ｄの円筒の軸線を通る仮想直線が変換部材１５ｃの円錐面の頂点を通り、かつ、各閉塞部材１５ｂが円錐面に接するように組み込まれることによって、噴流ノズル１５が構成されている。
The
なお、本実施の形態では、風導部１５ｄが主風導部１５ｆと拡張風導部１５ｅとを含んで構成されているとしたが、拡張風導部１５ｅを設けずに主風導部１５ｆの先端に閉塞部材１５ｂを設けてもよい。この場合、典型的には風導部１５ｄの径が変化しないこととなる。拡張風導部１５ｅを設けないこととすると噴流ノズル１５の製作が簡便になる。他方、拡張風導部１５ｅを設けるとスペーサ（不図示）による風量調節が簡便になる。風量を調節しなくてもよい場合でスペーサ（不図示）を設けない場合は、鍔部１５ｇに相当する部材を風導部１５ｄ側の通過隙間１５Ｓの下端に設けることが好ましい。
In the present embodiment, the
再び図１に戻って輻射噴流ユニット１０の構成の説明を続ける。以下の説明において、噴流ノズル１５の構成に言及しているときは適宜図２を参照することとする。噴流ノズル１５は、前述のように変換部材１５ｃの端部１５ｃｒが表面板１１に接する態様で、大部分が下方冷気流路１０ｐｓに配設されている。噴流ノズル１５の主風導部１５ｆが、裏面板１２を貫通して外側に突き出ている。裏面板１２の外側に突き出た主風導部１５ｆには、供給筒１８が接続されている。なお、裏面板１２の外側に突き出た主風導部１５ｆと供給筒１８とが一体に構成されていてもよい。換言すれば、裏面板１２の外側に突き出た主風導部１５ｆが供給筒１８を兼ねていてもよい。
Returning to FIG. 1 again, the description of the configuration of the
次に図３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池モジュール冷却システム（以下「モジュール冷却システム」という。）１００を説明する。図３は、モジュール冷却システム１００の系統図である。以下の説明において、輻射噴流ユニット１０の構成に言及しているときは適宜図１及び図２を参照することとする。モジュール冷却システム１００は、上述の輻射噴流ユニット１０と、冷気ＳＡを生成する気体冷却器としてのエアワッシャ５０と、エアワッシャ５０で生成された冷気ＳＡを輻射噴流ユニット１０に導くダクト６０と、エアワッシャ５０に供給される熱媒体（往冷水ＳＷ）を冷却する採熱ユニット８０とを備えている。なお、図３では、作図の都合上、２分割で示しており、図３（Ａ）は輻射噴流ユニット１０及びエアワッシャ５０まわりの系統図、図３（Ｂ）は採熱ユニット８０まわりの系統図である。
Next, a solar cell module cooling system (hereinafter referred to as “module cooling system”) 100 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a system diagram of the
エアワッシャ５０は、噴霧した往冷水ＳＷに外気ＯＡを直接接触させることで外気ＯＡを冷却する機器である。エアワッシャ５０は、外気ＯＡ中の埃等を除去するフィルタ５２と、往冷水ＳＷを噴霧するスプレーノズル５３と、水分を含んだ外気ＯＡから余分な水分を除去するエリミネータ５４と、これらを収容する外枠５１とを有している。外枠５１は、概ね直方体状に形成されており、その一方の端面に外気ＯＡを導入する導入口５１ａが形成され、対向する他方の端面に生成された冷気ＳＡを導出する導出口５１ｂが形成されている。フィルタ５２、スプレーノズル５３、エリミネータ５４は、導入口５１ａから導出口５１ｂにかけてこの順で外枠５１内に配設されている。エアワッシャ５０は、さらに、外枠５１の下方に、スプレーノズル５３から噴霧されて外気ＯＡに乗らなかった水分を収集して還冷水ＲＷとして貯留するタンク５６を有している。タンク５６内には、貯留されている還冷水ＲＷを圧送する還冷水ポンプ８８と、還冷水ポンプ８８で圧送された還冷水ＲＷを採熱ユニット８０に導く還冷水管８９とが配設されている。
The
ダクト６０は、エアワッシャ５０の導出口５１ｂに接続された露出ダクト６１と、露出ダクト６１に接続されて地中（すなわち地盤面Ｇｓより下方）に埋設された埋設ダクト６２と、埋設ダクト６２から各輻射噴流ユニット１０の供給筒１８付近まで延びる枝ダクト６３と、枝ダクト６３と供給筒１８とを結ぶフレキシブルダクト６４とを含んでいる。露出ダクト６１には、エアワッシャ５０で生成された冷気ＳＡを輻射噴流ユニット１０に向けて圧送する送風機６６が挿入配置されている。埋設ダクト６２は、露出ダクト６１との接続部まわりを除き、できるだけ地中の帯水層に埋設されている。帯水層は、地層を構成する粒子の間隙が大きく、地下水によって飽和されている透水層である。帯水層は、これよりも上方の地表層及びこれよりも下方の深層に比べると、地中の熱移動速度が速く、埋設ダクト６２内を流れる冷気ＳＡの温度をさらに低下させることができ、あるいは冷気ＳＡの放熱を抑制することができる。埋設ダクト６２は、合成樹脂製とすると、耐腐食性が向上することとなり好ましい。埋設ダクト６２は、地中からの熱伝達面積を増大させる観点からコルゲートパイプ（螺旋溝付管）を採用してもよく、内部を流れる冷気ＳＡの圧力損失を低減させる観点から凹凸のない筒状に形成されていてもよい。埋設ダクト６２には、冷気ＳＡが冷却されて凝縮した凝縮水を排出する水抜き管（不図示）が設けられていることが好ましく、水抜き管を介して排出された凝縮水を貯留する水抜き水槽（不図示）を必要に応じて設置してもよい。枝ダクト６３は、輻射噴流ユニット１０の、噴流ノズル１５（供給筒１８）の数に対応した本数が設けられている。フレキシブルダクト６４は、供給筒１８と枝ダクト６３との間の変位に対応すると共に、施工の容易性の観点から用いられている。
The
採熱ユニット８０は、外気ＯＡと熱交換したことにより往冷水ＳＷよりも温度が上昇した還冷水ＲＷを、地中との熱交換により温度を低下させて往冷水ＳＷに再生するユニットである。採熱ユニット８０は、地中に設置されており、１本の揚水井戸８１と、複数本の採熱管８２と、１本の浸透井戸８３と、再生した往冷水ＳＷを一時的に貯留する噴霧水調整水槽８４とを有している。本実施の形態では、揚水井戸８１及び採熱管８２が帯水層に埋設されている。揚水井戸８１は、揚水ポンプ８１ｐ及びこれに接続された揚水管８１ｖがスリーブ８１ｓの中に配設されて構成されている。スリーブ８１ｓは、典型的には円筒状の部材でその軸線が鉛直になるように配設されている。スリーブ８１ｓは、典型的には、地下水Ｇｗは通すが土を通さないスリット状の細孔が側面に形成されているが、細孔はなくてもよい。スリーブ８１ｓの内部は、土が入らずに地下水Ｇｗが充填されている。揚水管８１ｖは、スリーブ８１ｓの上部側面からスリーブ８１ｓを出て、浸透井戸８３の内部まで延びて開口している。
The
採熱管８２は、地中に接する外管８２ｓと、外管８２ｓ内に配設されて外管８２ｓに還冷水ＲＷを導入する導入管８２ｃと、外管８２ｓの上部側壁に接続されて外管８２ｓ内の往冷水ＳＷを採熱管８２の外に導出する導出管８２ｄとを有している。本実施の形態では、導入管８２ｃが外管８２ｓと同軸に配設されている。導入管８２ｃは、外管８２ｓ内の下部であって外管８２ｓの底面のやや上方で下端が開口しており、上端は還冷水管８９に接続されている。還冷水管８９には、複数の採熱管８２のそれぞれの導入管８２ｃの上端が接続されている。導出管８２ｄは、本実施の形態では、複数の採熱管８２のそれぞれから延びる管が１本に集約されて噴霧水調整水槽８４に接続されている。各採熱管８２は、揚水井戸８１の周囲に配設されている。採熱管８２と揚水井戸８１とは、揚水井戸８１の揚水ポンプ８１ｐが起動したときに、採熱管８２まわりの地下水Ｇｗが揚水井戸８１に導入されて、採熱管８２のさらに外側の地下水Ｇｗが採熱管８２のまわりに流入してくる程度、換言すれば揚水ポンプ８１ｐの起動により採熱管８２周囲の地下水Ｇｗが置換される程度離れて配設されている。
The
浸透井戸８３は、揚水井戸８１及び各採熱管８２から離れた位置の地中に埋設されている。浸透井戸８３と揚水井戸８１及び各採熱管８２との離れる程度は、採熱管８２の周囲を流れて還冷水ＲＷと熱交換して温度が上昇した地下水Ｇｗが、揚水井戸８１から浸透井戸８３に搬送されて浸透井戸８３から放出されたときに、温度的に再生しないまま（冷却されないまま）再び採熱管８２周辺に到達することを回避して、比較的温度が低い地下水Ｇｗが採熱管８２の周辺に流れ込むようにする観点から決定するとよい。浸透井戸８３は、揚水井戸８１のスリーブ８１ｓと同様、地下水Ｇｗは通すが土を通さないスリット状の細孔が側面に形成されて構成されている。噴霧水調整水槽８４内には、貯留されている往冷水ＳＷを圧送する往冷水ポンプ８５と、往冷水ポンプ８５で圧送された往冷水ＳＷをエアワッシャ５０のスプレーノズル５３に導く往冷水管８６とが配設されている。往冷水管８６にはスプレーノズル５３が接続されており、往冷水ＳＷをスプレーノズル５３に供給することができるように構成されている。
The seepage well 83 is buried in the ground at a position away from the pumping well 81 and each
引き続き図１乃至図３を参照して、モジュール冷却システム１００の作用を説明する。輻射噴流ユニット１０の作用は、モジュール冷却システム１００の作用の一環として説明する。まず、輻射噴流ユニット１０に供給する冷気ＳＡを生成するために、タンク５６内の還冷水ポンプ８８を起動する。すると、タンク５６内の還冷水ＲＷは、還冷水管８９を流れて採熱管８２の導入管８２ｃに流入する。このときの還冷水ＲＷは、地中の温度よりも高い温度になっている。導入管１２ｃを流れる還冷水ＲＷは、下端の開口から外管８２ｓ内に流出し、上部に接続されている導出管８２ｄに向かって上昇する。還冷水ＲＷは、外管８２ｓ内を上昇しているときに地中と熱交換することにより地中熱を採熱する。地中の帯水層の温度は、年間を通じて約１５℃〜１８℃程度で安定している。ここでは、両者の熱交換により還冷水ＲＷの温度が低下して地中の温度が上昇する。つまり、ここでの還冷水ＲＷは、地中から冷熱を採熱する。冷熱を採取して温度が低下した還冷水ＲＷは、冷却されたことで温度的に再生されて往冷水ＳＷとなり、導出管８２ｄを介して採熱管８２から流出して噴霧水調整水槽８４に至る。
The operation of the
上述の要領で還冷水ＲＷが地中の冷熱を採取していると、地中の温度が次第に上昇して行き、地中と還冷水ＲＷとの温度差が小さくなって、期待するほど地中の冷熱を採取することができなくなる。それでも地中熱の採熱を続けると、最終的には地中が熱的に飽和してしまい、地中の冷熱で還冷水ＲＷを冷却することができなくなってしまう。このような不都合を回避するために、地中と還冷水ＲＷとの交換熱量が低下してきたら、揚水ポンプ８１ｐを起動する。すると、揚水井戸８１の周囲に配設された各採熱管８２まわりの帯水層の地下水Ｇｗがスリーブ８１ｓ内に流入し、これに伴い各採熱管８２の外側の温度上昇していない地下水Ｇｗが各採熱管８２の周囲に流れ込んでくる。これにより、採熱管８２内を流れる還冷水ＲＷが、引き続き地中の冷熱を採取することができる。なお、揚水ポンプ８１ｐを起動するタイミングは、噴霧水調整水槽８４に流入する往冷水ＳＷの温度を計測する温度センサ（不図示）を設け、その温度センサ（不図示）で計測した温度が所定の温度以下になったときに行ってもよく、あるいは還冷水ポンプ８８を起動してから予め決められた時間が経過したときに行ってもよい。揚水ポンプ８１ｐで吐出された地下水Ｇｗは、浸透井戸８３に導かれた後に地中に放出される。このように、揚水ポンプ８１ｐで揚水した地下水Ｇｗを地中に戻すことによって、地下水の汲み上げによって生じる地盤沈下等の悪影響を抑制することができる。
When the return chilled water RW collects the cold in the ground as described above, the temperature in the ground gradually rises, and the temperature difference between the ground and the return chilled water RW becomes smaller, so that It becomes impossible to collect the cold heat. If geothermal heat is still collected, the ground will eventually be saturated, and the return cold water RW cannot be cooled by the underground heat. In order to avoid such an inconvenience, when the amount of heat exchanged between the underground and the return chilled water RW decreases, the
噴霧水調整水槽８４に流入した往冷水ＳＷは、往冷水ポンプ８５によりスプレーノズル５３に供給され、スプレーノズル５３から噴霧される。このとき、送風機６６も起動している。送風機６６の起動により、外気ＯＡが導入口５１ａからエアワッシャ５０内に導入される。エアワッシャ５０に導入された外気ＯＡは、フィルタ５２で塵埃が除去された後、スプレーノズル５３から噴霧された往冷水ＳＷと接触する。外気ＯＡと往冷水ＳＷとの接触により、外気ＯＡは温度が低下すると共に湿度が上昇し、往冷水ＳＷは温度が上昇する。外気ＯＡに乗りきらずに温度が上昇した往冷水ＳＷは、落下してタンク５６に収集される。他方、往冷水ＳＷとの接触により温度が低下した外気ＯＡは、エリミネータ５４を通過して余分な水分が除去された後、冷気ＳＡとして導出口５１ｂから導出される。エリミネータ５４で除去された水分も、落下してタンク５６に収集される。タンク５６に収集された水は温度が上昇した還冷水ＲＷとなっており、上述のように採熱ユニット８０に搬送され、再生されて噴霧水調整水槽８４に戻される。導出口５１ｂから導出された冷気ＳＡは、飽和状態となっており、露出ダクト６１及び埋設ダクト６２を流れ、枝ダクト６３及びフレキシブルダクト６４を介して輻射噴流ユニット１０に供給される。冷気ＳＡは、途中、埋設ダクト６２内を流れる際に、地中の温度（概ね１５℃〜１８℃程度）に近づいたうえで、輻射噴流ユニット１０に供給される。
The cool water SW that has flowed into the spray water adjusting
輻射噴流ユニット１０に供給された冷気ＳＡは、供給筒１８を介して、噴流ノズル１５の主風導部１５ｆに導入される。主風導部１５ｆに導入された冷気ＳＡは、表面板１１の方に向かって流れる。その後冷気ＳＡは、変換部材１５ｃに達すると、その円錐面の頂点を中心に放射状に広がり円錐面に沿って流れるようになり、表面板１１に垂直方向の成分を残しつつ表面板１１に平行方向の成分を有する流れに流れ方向が変換される。このとき冷気ＳＡは、変換部材１５ｃの円錐面に沿って流れるように流れ方向が変換されるため、風導部１５ｄから直接表面板１１に垂直方向で衝突して拡散するよりも、圧力損失が小さく滑らかに流れ方向を変換することができる。
The cold air SA supplied to the
変換部材１５ｃの円錐面に沿って流れる冷気ＳＡは、途中で拡張風導部１５ｅに入り、拡大した空間を変換部材１５ｃの端部１５ｃｒに向かって流れる。端部１５ｃｒに至る途中で冷気ＳＡは、閉塞部材１５ｂに行く手を阻まれ、隣り合う閉塞部材１５ｂの間に形成された通過隙間１５Ｓを通過する。冷気ＳＡは、閉塞部材１５ｂの間の通過隙間１５Ｓを通過する際に流速が増加して、先細りの流路１５Ｐに流入する。流路１５Ｐに流入した冷気ＳＡは、流路１５Ｐが徐々に細くなることから流速が増すと共に周方向の拡散が抑制されて平面視における変換部材１５ｃの半径方向に伸びるように噴流ノズル１５から噴出される。つまり冷気ＳＡは、通過隙間１５Ｓ及び流路１５Ｐを通過することにより指向性が増すこととなる。これにより、噴流ノズル１５から噴き出された冷気ＳＡは、流路が先細りでない場合に比べて到達距離が長くなり、冷気ＳＡを極力ムラなく表面板１１全体に行き渡らせるのに必要なノズルの数を抑制することができる。
The cold air SA flowing along the conical surface of the
噴流ノズル１５から噴出された冷気ＳＡは、表面板１１に沿って下方冷気流路１０ｐｓを流れる。このとき、冷気ＳＡが保有する冷熱により表面板１１が効率よく冷やされる。そして、冷やされた表面板１１から太陽電池モジュール９１に冷熱が輻射され、輻射冷熱による太陽電池モジュール９１の冷却が行われる。さらに、下方冷気流路１０ｐｓを流れる冷気ＳＡは、各放出孔１１ｈから適宜（圧力に応じて）上方冷気流路１０ｐｔに噴出する。放出孔１１ｈから上方冷気流路１０ｐｔに噴出した冷気ＳＡは、太陽電池モジュール９１に衝突し、流れ方向を変え、排気導管１６に向かって上方冷気流路１０ｐｔを流れる。このとき、上方冷気流路１０ｐｔを流れる冷気ＳＡから太陽電池モジュール９１に冷熱が伝達され（対流熱伝達）太陽電池モジュール９１がさらに冷却される。上方冷気流路１０ｐｔを流れて排気導管１６に到達した冷気ＳＡは、排気導管１６を通って輻射噴流ユニット１０の外に排出される。
The cool air SA ejected from the
上述のように、輻射噴流ユニット１０によれば、冷気ＳＡに冷却された表面板１１からの輻射冷却及び上方冷気流路１０ｐｔを流れる冷気ＳＡの対流熱伝達により、効率よく太陽電池モジュール９１を冷却することができ、太陽電池モジュール９１の出力の低下を抑制することができる。また、モジュール冷却システム１００によれば、地中の冷熱を採取して冷却した往冷水ＳＷを用いてエアワッシャ５０で外気ＯＡを冷却して冷気ＳＡを生成するので、水の消費量を抑制しつつ少ないエネルギーで太陽電池モジュール９１を冷却することができる。また、電化製品の一種である太陽電池モジュール９１に直接水を噴霧することなく冷気ＳＡで太陽電池モジュール９１を冷却するので、太陽電池モジュール９１の損傷のおそれを抑制することができる。
As described above, according to the
次に図４を参照して、本発明の第１の実施の形態の第１の変形例に係る太陽電池モジュール冷却ユニットとしての輻射噴流ユニット１０Ａを説明する。図４（Ａ）は輻射噴流ユニット１０Ａの部分側面断面図、図４（Ｂ）は輻射噴流ユニット１０Ａの部分斜視図である。輻射噴流ユニット１０Ａは、表面板１１Ａの放出孔１１ｈまわりの構成が、下方冷気流路１０ｐｓ側に延びる噴流導管１１ｐが形成されている点で、輻射噴流ユニット１０（図１参照）と異なっている。噴流導管１１ｐは、表面板１１Ａの原料である板が、放出孔１１ｈが形成される位置でプレス加工されることにより形成されている。このプレス加工により、併せて、噴流導管１１ｐが延びる方向と反対側の表面板１１Ａの面に放出孔１１ｈが形成され、放出孔１１ｈと反対側の噴流導管１１ｐの先端に導入口１１ｐａが形成される。本実施の形態では、噴流導管１１ｐの長さが１０ｍｍ、放出孔１１ｈの直径が１０ｍｍ、導入口１１ｐａの直径が８ｍｍに形成されている。輻射噴流ユニット１０Ａの上記以外の構成は、輻射噴流ユニット１０（図１参照）と同様である。
Next, with reference to FIG. 4, the
上述のように構成された輻射噴流ユニット１０Ａでは、噴流ノズル１５から噴出された冷気ＳＡが下方冷気流路１０ｐｓを流れる際、噴流導管１１ｐの外側に接触する。これにより、噴流導管１１ｐは伝熱フィンの役割を果たし、表面板１１Ａの温度をより低くすることができ、表面板１１Ａから太陽電池モジュール９１へ輻射される冷熱量を増大させることができる。下方冷気流路１０ｐｓを流れる冷気ＳＡは、主に静圧によって、噴流導管１１ｐを介して放出孔１１ｈから上方冷気流路１０ｐｔに放出され、以降、輻射噴流ユニット１０（図１参照）と同様に、上方冷気流路１０ｐｔを流れる冷気ＳＡから太陽電池モジュール９１に冷熱が伝達され（対流熱伝達）太陽電池モジュール９１がさらに冷却される。このように、輻射噴流ユニット１０Ａによれば、表面板１１Ａからの輻射冷却及び上方冷気流路１０ｐｔを流れる冷気ＳＡの対流熱伝達により、効率よく太陽電池モジュール９１を冷却することができる。輻射噴流ユニット１０Ａは、モジュール冷却システム１００（図３参照）において、輻射噴流ユニット１０に代えて適用することができる。
In the
次に図５を参照して、本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係る太陽電池モジュール冷却ユニットとしての輻射噴流パネル２０を説明する。図５は、輻射噴流パネル２０の斜視図である。輻射噴流パネル２０は、表面板２１と、裏面板２２と、側面板２３と、成形板２４と、冷却気体供給筒としての供給筒２８とを備えている。図５では、輻射噴流パネル２０の内部構造を説明するために、表面板２１の一部を切り欠いて示している。表面板２１、裏面板２２、及び側面板２３は、輻射噴流ユニット１０（図１参照）における表面板１１、裏面板１２、及び側面板１３と同様に構成されている。
Next, with reference to FIG. 5, the
成形板２４は、表面板２１と裏面板２２との間隔と同じ厚さを持つ矩形板状の部材に溝を掘った構成となっている。成形板２４は、加工の容易性、軽量性、断熱性等の観点から、発泡ポリウレタン、ポリスチレン、フェノール樹脂発泡体等で形成されているとよい。成形板２４は、本実施の形態では、表面板２１を短辺方向で２等分したものより一回り小さい大きさに形成されたものが２つ設けられている。成形板２４に形成された溝は、短辺に対して平行に、適宜間隔を空けて、複数形成されている。本実施の形態では、成形板２４の短辺方向の全長にわたって溝が掘られて形成された冷気枝流路２０ｐｂと、成形板２４の一方の長辺に達しているが他方の長辺に達していない態様で溝が掘られて形成された冷気放出流路２０ｐｃとが、成形板２４の長手方向に見て交互に形成されている。冷気枝流路２０ｐｂ及び冷気放出流路２０ｐｃとを形成する溝の深さ及び幅は、流れる冷気ＳＡの流量を勘案して決定されるが、本実施の形態では、深さが成形板２４の厚さの約０．４倍、幅が成形板２４の厚さの約０．６倍に形成されている。
The molded
輻射噴流パネル２０では、上述のように構成された成形板２４が、２枚、冷気放出流路２０ｐｃが到達している長辺が向かい合うように、かつ、２枚の成形板２４の間に冷気主流路２０ｐａが形成されるように間隔を空けて、裏面板２２の上に載置されている。また、成形板２４の冷気放出流路２０ｐｃが到達していない長辺及び両短辺と、側面板２３との間に、冷気環状流路２０ｐｒが形成されるように、上記２枚の成形板２４が配置されている。冷気主流路２０ｐａ及び冷気環状流路２０ｐｒは、共に、その幅が概ね冷気枝流路２０ｐｂの幅の２倍、深さは成形板２４の厚さと同じに形成されている。配設された２枚の成形板２４の短辺に沿った間隔を塞ぐように、仕切板２５が配設されている。仕切板２５が配設されることにより、冷気主流路２０ｐａの両端が塞がれている。この構成により、冷気環状流路２０ｐｒを流れる冷気ＳＡは、直接冷気主流路２０ｐａに流入せずに、冷気枝流路２０ｐｂを介して冷気主流路２０ｐａに流入することとなる。輻射噴流パネル２０では、表面板２１に対して、裏面板２２及び成形板２４を設けることで冷気流路２０ｐが形成されるため、裏面板２２及び成形板２４が気体流路形成部材となる。
In the
また、輻射噴流パネル２０は、冷気放出流路２０ｐｃを覆う部分の表面板２１に、放出孔２１ｈが形成されている。放出孔２１ｈは、冷気放出流路２０ｐｃが延びる方向に沿って、間隔を空けて複数形成されている。各放出孔２１ｈは、冷気放出流路２０ｐｃから表面板２１の外側へ放出される冷気ＳＡが噴流となる大きさに形成されるのが好ましく、本実施の形態では直径８ｍｍ〜１０ｍｍ程度の円形に形成されている。また、輻射噴流パネル２０は、冷気環状流路２０ｐｒを形成する部分の裏面板２２の１つの角部と、この対角となる角部とに、供給筒２８が接続されている。供給筒２８は、輻射噴流ユニット１０（図１参照）における供給筒１８に相当する。供給筒２８は、輻射噴流パネル２０の外側に延びている。供給筒２８が接続された部分の裏面板２２には供給筒２８の内部と冷気環状流路２０ｐｒとを連絡する開口が形成されており、冷気ＳＡを供給筒２８から冷気環状流路２０ｐｒへ導入することができるように構成されている。
In addition, the
上述のように構成された輻射噴流パネル２０は、モジュール冷却システム１００（図３参照）において、輻射噴流ユニット１０に代えて適用することができる。このとき、輻射噴流パネル２０は、太陽電池モジュール９１と表面板２１との間が所定の隙間Ｄ（図１（Ｂ）参照）となるように、フレーム９２に取り付けられる。所定の隙間Ｄは、ここを流れる冷気ＳＡから太陽電池モジュール９１へ伝達される冷熱量をできるだけ多くする観点から、１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度とするとよい。
The
輻射噴流パネル２０では、各供給筒２８を介して冷気環状流路２０ｐｒに流入した冷気ＳＡが、もう一方の供給筒２８に向かって冷気環状流路２０ｐｒを流れる。このような環状の流路を形成することで、ここを流れる冷気ＳＡの圧力損失を抑制することができる。冷気ＳＡは、冷気環状流路２０ｐｒを流れている際、冷気枝流路２０ｐｂの開口に出会ったところで適宜冷気枝流路２０ｐｂに流入し、冷気主流路２０ｐａに向かって流れる。冷気枝流路２０ｐｂから冷気主流路２０ｐａに流入した冷気ＳＡは、圧力に応じて冷気主流路２０ｐａ内に拡散し、冷気放出流路２０ｐｃに出会ったところで適宜冷気放出流路２０ｐｃに流入する。冷気放出流路２０ｐｃを流れる冷気ＳＡは、放出孔２１ｈから太陽電池モジュール９１に向けて放出される。これまでの、供給筒２８より冷気環状流路２０ｐｒに流入してから、放出孔２１ｈより放出されるまでの冷気ＳＡの流れにより、表面板２１が冷やされる。そして、冷やされた表面板２１から太陽電池モジュール９１に冷熱が輻射され、輻射冷熱による太陽電池モジュール９１の冷却が行われる。
In the
さらに、放出孔２１ｈから放出された冷気ＳＡは、噴流となって太陽電池モジュール９１に衝突し、流れ方向を変え、表面板２１及び太陽電池モジュール９１の外周に向かって隙間Ｄを流れる。このとき、隙間Ｄを流れる冷気ＳＡから太陽電池モジュール９１に冷熱が伝達され（対流熱伝達）太陽電池モジュール９１がさらに冷却される。隙間Ｄを流れて表面板２１及び太陽電池モジュール９１の外周から出た冷気ＳＡは、大気に拡散する。このように、輻射噴流パネル２０によれば、表面板２１からの輻射冷却及び表面板２１と太陽電池モジュール９１との隙間Ｄを流れる冷気ＳＡの対流熱伝達により、効率よく太陽電池モジュール９１を冷却することができる。
Furthermore, the cold air SA discharged from the
次に図６を参照して、本発明の第１の実施の形態の第３の変形例に係る太陽電池モジュール冷却ユニットとしての直接噴流ユニット３０を説明する。図６は、直接噴流ユニット３０の部分側面断面図である。直接噴流ユニット３０は、輻射噴流ユニット１０（図１参照）と比較して、裏面板１２、側面板１３、噴流ノズル１５、及び供給筒１８を有しているが、表面板１１及び排気導管１６に相当する部材を有していない基本構成となっている。直接噴流ユニット３０は、噴流ノズル１５の変換部材１５ｃ（図２参照）の端部１５ｃｒ（図２参照）が、太陽電池モジュール９１に接した状態で、噴流ノズル１５が配設されている。また、裏面板１２は、輻射噴流ユニット１０（図１参照）における排気導管１６が貫通する位置に、排気口１２ｅが形成されている。排気口１２ｅは、典型的には輻射噴流ユニット１０（図１参照）における表面板１１に形成された排気口１１ｅと同じ大きさに形成されている。裏面板１２は、モジュールセット９０のフレーム９２に取り付けられている。直接噴流ユニット３０は、太陽電池モジュール９１と裏面板１２との間に、噴流ノズル１５から噴出された冷気ＳＡが流れる冷気流路３０ｐが形成されている。
Next, with reference to FIG. 6, the
上述のように構成された直接噴流ユニット３０では、噴流ノズル１５から噴出された冷気ＳＡが冷気流路３０ｐを流れる際、冷気ＳＡから太陽電池モジュール９１に冷熱が伝達され（対流熱伝達）太陽電池モジュール９１が冷却される。冷気流路３０ｐを流れた冷気ＳＡは、排気口１２ｅから直接噴流ユニット３０の外に排出される。直接噴流ユニット３０では、冷気流路３０ｐを流れる冷気ＳＡによって裏面板１２が冷やされた場合に裏面板１２から太陽電池モジュール９１への輻射冷却が行われ得るが、主として冷気流路３０ｐを流れる冷気ＳＡの対流熱伝達により、太陽電池モジュール９１が冷却される。直接噴流ユニット３０は、モジュール冷却システム１００（図３参照）において、輻射噴流ユニット１０に代えて適用することができる。
In the
なお、直接噴流ユニット３０において、太陽電池モジュール９１側の裏面板１２の表面に、熱伝導性のよい材料（例えば表面板１１（図１参照）と同様の材料）で板状に作られた輻射板（不図示）を重ねた構造としてもよい。このようにすると、冷気ＳＡの冷熱が外部に放散されることを裏面板１２が抑制しつつ、冷気ＳＡによって冷やされた輻射板（不図示）から太陽電池モジュール９１に冷熱が輻射され、輻射板（不図示）からの輻射冷却及び冷気流路３０ｐを流れる冷気ＳＡの対流熱伝達により、効率よく太陽電池モジュール９１を冷却することができる。
In the
以上の説明では、気体冷却器がエアワッシャ５０であるとしたが、エアハンドリングユニット等の往冷水ＳＷを流したコイルの外表面に外気ＯＡを接触させて間接的に熱交換する機器や、その他の往冷水ＳＷと外気ＯＡとの熱交換を行わせる熱交換機器であってもよい。
In the above description, the gas cooler is the
以上の説明では、ダクト６０の一部が地中に埋設された埋設ダクト６２であるとしたが、ダクト６０のすべての部分が地中に埋設されずに地盤面より上方に敷設されていてもよい。しかしながら、埋設ダクト６２を設置すると、地中の温度が概ね２０℃以下で安定していることから特に夏場の冷熱の放散を抑制することができるため、好ましい。
In the above description, a part of the
以上の説明では、気体冷却器（エアワッシャ５０等）に供給される往冷水ＳＷが、地中との熱交換により冷却されることとしたが、冷凍機等の冷水製造機器（熱源装置）により冷却された往冷水ＳＷが生成される構成としてもよい。しかしながら、地中の冷熱を利用して冷却された往冷水ＳＷが生成されることとすると、冷却された往冷水ＳＷを生成するためのエネルギー消費量が、熱源装置を用いた場合よりも少なくなり、太陽電池の発電効率（太陽電池の出力に対するモジュール冷却システム１００に投入したエネルギーの割合）が向上するため、好ましい。
In the above description, the cool water SW supplied to the gas cooler (such as the air washer 50) is cooled by heat exchange with the ground, but the cold water manufacturing equipment (heat source device) such as a refrigerator is used. It is good also as a structure by which the cooled cooling water SW is produced | generated. However, if the cooling water SW cooled using the underground heat is generated, the energy consumption for generating the cooling cooling water SW is smaller than that when the heat source device is used. It is preferable because the power generation efficiency of the solar cell (ratio of energy input to the
１０ 輻射噴流ユニット
１０ｐ 冷気流路
１０ｐｓ 下方冷気流路
１１ 表面板
１１ｈ 放出孔
１２ 裏面板
１８ 供給筒
５０ エアワッシャ
６０ ダクト
６２ 埋設ダクト
９１ 太陽電池モジュール
１００ モジュール冷却システム
Ｄ 所定の隙間
ＳＡ 冷気
DESCRIPTION OF
Claims (5)
気体を冷却した冷却気体を前記気体流路に供給する冷却気体供給筒とを備える；
太陽電池モジュール冷却ユニット。 A gas flow path forming member disposed at a distance from the solar cell module, the gas flow path forming member forming a gas flow path through which gas flows between the solar cell module;
A cooling gas supply cylinder that supplies a cooling gas that has cooled the gas to the gas flow path;
Solar cell module cooling unit.
前記表面板に、前記気体流路形成部材と前記表面板との間の前記気体流路を流れた前記冷却気体を前記太陽電池モジュールに向けて放出する放出孔が形成された；
請求項１に記載の太陽電池モジュール冷却ユニット。 A surface plate disposed between the solar cell module and the gas flow path forming member so as to face the solar cell module with a predetermined gap from the solar cell module;
A discharge hole for discharging the cooling gas flowing through the gas flow path between the gas flow path forming member and the surface plate toward the solar cell module is formed in the surface plate;
The solar cell module cooling unit according to claim 1.
気体を冷却して冷却気体を生成する気体冷却器と；
前記気体冷却器で生成された冷却気体を前記冷却気体供給筒に導くダクトとを備える；
太陽電池モジュール冷却システム。 The solar cell module cooling unit according to claim 1 or 2, and
A gas cooler for cooling the gas to produce a cooling gas;
A duct for guiding the cooling gas generated by the gas cooler to the cooling gas supply cylinder;
Solar cell module cooling system.
前記気体冷却器が、エアワッシャである：
請求項３に記載の太陽電池モジュール冷却システム。 The gas is air;
The gas cooler is an air washer:
The solar cell module cooling system according to claim 3.
請求項３又は請求項４に記載の太陽電池モジュール冷却システム。 The duct is embedded in the ground such that at least a portion of the outer surface is in contact with groundwater;
The solar cell module cooling system of Claim 3 or Claim 4.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2017200388A (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 三菱電機株式会社 | Solar cell module and solar cell system |
| WO2018012748A1 (en) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | 주식회사 경일그린텍 | Ventilative solar cell and solar cell module |
| KR20220079239A (en) * | 2020-12-04 | 2022-06-13 | 주식회사 한국니코 | Photovoltaic device |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4095997A (en) * | 1976-10-07 | 1978-06-20 | Griffiths Kenneth F | Combined solar cell and hot air collector apparatus |
| US4248643A (en) * | 1979-11-19 | 1981-02-03 | Walter Todd Peters | Solar energy conversion panel |
| JPS5913840A (en) * | 1982-07-14 | 1984-01-24 | Toshiba Corp | Air washer of ventilating and air-conditioning equipment |
| JPH07106618A (en) * | 1993-09-30 | 1995-04-21 | Matsushita Electric Works Ltd | Solar cell unit |
| JPH08181346A (en) * | 1994-12-26 | 1996-07-12 | Ykk Architect Prod Kk | Wall panel with solar cell |
| JPH10238812A (en) * | 1997-02-28 | 1998-09-08 | Fujita Corp | Air conditioning system |
| JP2002208721A (en) * | 2000-11-10 | 2002-07-26 | Canon Inc | Photovoltaic power generation system having cooling mechanism |
| JP2004327594A (en) * | 2003-04-23 | 2004-11-18 | Kumamoto Technology & Industry Foundation | Solar power generation equipment |
| JP2005512007A (en) * | 2001-12-01 | 2005-04-28 | クリステンセン，ハンス，ユルゲン | Solar collector panel for heating ventilation air |
| EP2012366A2 (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-07 | Federico Pirovano | Photovoltaic system with improved efficiency and increment method of the electrical energy production of at least a thermo-photovoltaic solar module |
-
2011
- 2011-10-27 JP JP2011236150A patent/JP2013093524A/en active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4095997A (en) * | 1976-10-07 | 1978-06-20 | Griffiths Kenneth F | Combined solar cell and hot air collector apparatus |
| US4248643A (en) * | 1979-11-19 | 1981-02-03 | Walter Todd Peters | Solar energy conversion panel |
| JPS5913840A (en) * | 1982-07-14 | 1984-01-24 | Toshiba Corp | Air washer of ventilating and air-conditioning equipment |
| JPH07106618A (en) * | 1993-09-30 | 1995-04-21 | Matsushita Electric Works Ltd | Solar cell unit |
| JPH08181346A (en) * | 1994-12-26 | 1996-07-12 | Ykk Architect Prod Kk | Wall panel with solar cell |
| JPH10238812A (en) * | 1997-02-28 | 1998-09-08 | Fujita Corp | Air conditioning system |
| JP2002208721A (en) * | 2000-11-10 | 2002-07-26 | Canon Inc | Photovoltaic power generation system having cooling mechanism |
| JP2005512007A (en) * | 2001-12-01 | 2005-04-28 | クリステンセン，ハンス，ユルゲン | Solar collector panel for heating ventilation air |
| JP2004327594A (en) * | 2003-04-23 | 2004-11-18 | Kumamoto Technology & Industry Foundation | Solar power generation equipment |
| EP2012366A2 (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-07 | Federico Pirovano | Photovoltaic system with improved efficiency and increment method of the electrical energy production of at least a thermo-photovoltaic solar module |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017200388A (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 三菱電機株式会社 | Solar cell module and solar cell system |
| WO2018012748A1 (en) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | 주식회사 경일그린텍 | Ventilative solar cell and solar cell module |
| US10741709B2 (en) | 2016-07-12 | 2020-08-11 | Kyung Il Green Tech Co., Ltd. | Ventilative solar cell and solar cell module |
| KR20220079239A (en) * | 2020-12-04 | 2022-06-13 | 주식회사 한국니코 | Photovoltaic device |
| KR102546921B1 (en) * | 2020-12-04 | 2023-06-23 | 주식회사 한국니코 | Photovoltaic device |
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