JP3365240B2 - Solar cell device - Google Patents
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池装置、特に
両面電極型の太陽電池セルを使用した太陽電池装置の改
良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell device, and more particularly to improvement of a solar cell device using a double-sided electrode type solar cell.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、太陽電池を用いた発電システ
ムの低コスト化のため、太陽光をレンズを用いて集光
し、高価な太陽電池セルの使用面積を小さくする技術が
知られている。また、その際に太陽電池装置の発電効率
を向上させるため、太陽を追尾する技術も知られてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to reduce the cost of a power generation system using a solar cell, a technique is known in which sunlight is condensed using a lens to reduce the area used for an expensive solar cell. . In addition, in order to improve the power generation efficiency of the solar cell device at that time, a technique of tracking the sun is also known.
【０００３】このような集光型の太陽電池装置において
は、太陽電池セルの温度が上昇し、それにより発電能力
が低下することを防止するために冷却装置が設けられて
いる。例えば、特開平５−８３８８１号公報には、太陽
電池セルの冷却方法の例が開示されている。In such a concentrating solar battery device, a cooling device is provided in order to prevent the temperature of the solar battery cells from rising and the power generation capacity from decreasing. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-83881 discloses an example of a method for cooling solar cells.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の太
陽電池装置においては、追尾システムにより消費される
エネルギが必要となり、しかも駆動部分が多く保全のた
めの工数も多くかかるという問題があった。また、集光
型にした場合、集光装置が必要となる上、集光により太
陽電池セルの温度が高温となるので、冷却能力の高い冷
却装置も必要となる。このため、太陽電池装置のコスト
が高くなり、太陽電池セルの面積を減少させた効果を低
減させるという問題もあった。However, the above-mentioned conventional solar cell device has a problem that energy consumed by the tracking system is required, and moreover there are many driving parts and a lot of man-hours are required for maintenance. Further, in the case of the condensing type, a condensing device is required, and since the temperature of the solar battery cell becomes high due to condensing, a cooling device having a high cooling capacity is also required. Therefore, there is a problem that the cost of the solar battery device increases and the effect of reducing the area of the solar battery cell is reduced.
【０００５】そのうえ、太陽電池装置によって生産され
る温水の温度は４０℃〜５０℃程度であり、せっかく冷
却装置にコストをかけても、得られる温水の温度が低い
ために、その使用目的が極めて限定されてしまうという
問題もあった。In addition, the temperature of the hot water produced by the solar cell device is about 40 ° C. to 50 ° C., and even if the cooling device is costly, the temperature of the hot water obtained is low, so that its purpose of use is extremely high. There was also the problem of being limited.
【０００６】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、太陽の追尾のための駆動部分を
少なくでき、太陽電池の使用面積を減少できるととも
に、必要に応じて高温の温水を得ることができる太陽電
池装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to reduce the drive portion for tracking the sun, reduce the use area of the solar cell, and, if necessary, increase the temperature of the solar cell. It is to provide a solar cell device that can obtain hot water.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、第１の発明は、太陽電池セルの両面を使用するこ
とにより効率よく発電を行う太陽電池装置であって、太
陽電池装置の受光面積の半分の面積に配置された両面に
受光面を有する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの裏
面側に設けられたミラーと、を備え、前記太陽電池セル
の表面には直接太陽光が照射されるとともに、裏面には
前記ミラーにより反射された反射光が照射されることを
含み、太陽の運行に伴い前記太陽電池セルと前記ミラー
との距離を変更して常に太陽電池セルの裏面に反射光が
当たるように前記ミラーを駆動するミラー上下駆動手段
を有することを特徴とする。Means for Solving the Problems To achieve the above object, a first invention is a solar cell device that efficiently generates electric power by using both sides of a solar cell, and the solar cell device receives light. A solar cell having light-receiving surfaces on both sides arranged in half the area, and a mirror provided on the back surface side of the solar cell, the surface of the solar cell is directly irradiated with sunlight. In addition, the back surface is irradiated with the reflected light reflected by the mirror.
Including, the solar cell and the mirror with the operation of the sun
By changing the distance between the
Mirror vertical drive means for driving the mirror so that it hits
And wherein the Rukoto to have a.
【０００８】 また、第２の発明は、第１の発明の太陽
電池装置において、前記ミラー上下駆動手段にカムを使
用し、このカムを回転させることにより前記ミラーと太
陽電池セルとの距離を太陽の運行に伴い変えることを特
徴とする。A second invention is the solar cell device according to the first invention, wherein a cam is used for the mirror vertical drive means.
Use this cam and rotate this cam to
Changing with the distance between the positive battery cells operating the sun, characterized in Rukoto.
【０００９】[0009]
【００１０】[0010]
【００１１】[0011]
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】図１（ａ）には、本発明に係る太陽電池装
置の平面図が示され、図１（ｂ）にはそのＢ−Ｂ断面図
が示される。図１（ａ）において、長方形形状の太陽電
池セル１０が互いに一定間隔で平行に配置されており、
この太陽電池セル１０を冷却するための冷却水系統と太
陽熱を利用して温水を製造するための温水系統とがそれ
ぞれ設けられている。図１（ｂ）に示されるように、太
陽電池セル１０は互いに自身の幅と同じ長さだけ離間さ
れて配置されている。従って、図１（ａ）に示されるよ
うに、太陽電池セル１０は、太陽電池装置の受光面積の
半分の面積に配置されていることになる。また太陽電池
セル１０は、上下両面が受光面となっており、両面で太
陽光を受けて発電することができる構成となっている。
この太陽電池セル１０の上部には、冷却水孔１２及び温
水孔１４があけられたガラス等の透明板１６が配置され
ている。この冷却水孔１２及び温水孔１４は、図１
（ａ）にも示されるように、太陽電池セル１０と同じ幅
となっており、太陽電池セル１０と平行に配置されてい
る。FIG. 1 (a) is a plan view of a solar cell device according to the present invention, and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along line BB. In FIG. 1A, rectangular solar cells 10 are arranged in parallel with each other at regular intervals,
A cooling water system for cooling the solar cells 10 and a hot water system for producing hot water using solar heat are provided. As shown in FIG. 1B, the solar cells 10 are arranged so as to be separated from each other by the same length as their width. Therefore, as shown in FIG. 1A, the solar battery cells 10 are arranged in an area that is half the light receiving area of the solar battery device. Further, the solar battery cell 10 has light-receiving surfaces on both upper and lower sides, and is configured to be able to receive sunlight and generate power on both sides.
A transparent plate 16 made of glass or the like having a cooling water hole 12 and a warm water hole 14 is arranged above the solar battery cell 10. The cooling water hole 12 and the hot water hole 14 are shown in FIG.
As shown in (a), it has the same width as the solar cell 10 and is arranged in parallel with the solar cell 10.
【００１４】図１（ａ）に示されるように、冷却水系統
は、冷却水孔１２に冷却水を供給する冷却水供給ヘッダ
１８、冷却水孔１２からの冷却水を集合させる冷却水出
口ヘッダ２０、冷却水タンク２２、冷却水が回収した温
度を放熱し冷却水の温度をさげるラジエータ２４、冷却
水を循環させるための冷却水ポンプ２６とにより構成さ
れている。なお、冷却水系統の水量が不足した場合に
は、冷却水供給水塔２８から冷却水が系内に供給され
る。As shown in FIG. 1A, the cooling water system includes a cooling water supply header 18 for supplying cooling water to the cooling water holes 12 and a cooling water outlet header for collecting the cooling water from the cooling water holes 12. 20, a cooling water tank 22, a radiator 24 that radiates the temperature of the cooling water recovered and reduces the temperature of the cooling water, and a cooling water pump 26 that circulates the cooling water. When the amount of water in the cooling water system is insufficient, the cooling water is supplied from the cooling water supply tower 28 into the system.
【００１５】他方、温水系統は、温水孔１４に温水を供
給する温水供給ヘッダ３０、温水孔１４から出てくる温
水を集合する温水出口ヘッダ３２、温水を蓄えるための
温水タンク３４、温水を循環する温水ポンプ３６とによ
り構成されている。なお、温水タンク３４には、温水を
取り出すための蛇口３８が設けられている。また、温水
系統に温水が不足した場合には、冷却水タンク２２から
冷却水が供給される構成となっている。On the other hand, in the hot water system, a hot water supply header 30 for supplying hot water to the hot water hole 14, a hot water outlet header 32 for collecting hot water coming out of the hot water hole 14, a hot water tank 34 for storing hot water, and circulation of hot water. And a hot water pump 36. The hot water tank 34 is provided with a faucet 38 for taking out hot water. Further, when the hot water is insufficient in the hot water system, the cooling water is supplied from the cooling water tank 22.
【００１６】以上のような構成により、太陽電池セル１
０を冷却するための冷却水孔１２には、冷却水系統から
温度の低い冷却水が供給され、太陽電池セル１０の冷却
を十分確保できる。また、温水系統を冷却水系統と別系
統にすることにより、温水の温度を冷却水よりも高く設
定することができ、温水として使用するのに有用である
高温の湯を得ることができる。本実施形態においては、
冷却水を常時循環させておく必要はなく、太陽電池セル
１０の温度が所定値以上に高くなった場合のみ冷却水ポ
ンプ２６により冷却水を循環する構成としてもよい。こ
れにより、冷却水ポンプ２６の駆動エネルギを節約する
ことができる。このように、水の循環系統を２系統とで
きるのは、太陽電池セル１０が太陽電池装置の受光面積
の半分の面積に設置されているので、太陽電池装置の受
光面のうち、半分は低温の冷却水で冷却しなければなら
ないが、残り半分については冷却する必要がないことに
よるものである。With the above structure, the solar battery cell 1
Cooling water having a low temperature is supplied from the cooling water system to the cooling water holes 12 for cooling 0, so that the solar cells 10 can be sufficiently cooled. Further, by making the hot water system different from the cooling water system, the temperature of the hot water can be set higher than that of the cooling water, and high-temperature hot water that is useful for use as hot water can be obtained. In this embodiment,
It is not necessary to constantly circulate the cooling water, and the cooling water pump 26 may circulate the cooling water only when the temperature of the solar cell 10 becomes higher than a predetermined value. Thereby, the driving energy of the cooling water pump 26 can be saved. In this way, the water circulation system can be set to two systems because the solar battery cell 10 is installed in an area half the light receiving area of the solar cell device, and therefore, half of the light receiving surface of the solar cell device has a low temperature. This is because it is not necessary to cool the other half, while the other half must be cooled.
【００１７】図１（ｂ）において、太陽電池セル１０は
上述したようにその両面が受光面となっており、表面側
には透明板１６を介して直接太陽光４０が照射される。
他方、太陽電池セル１０の裏面側にはミラー４２が設け
られており、太陽光４０はこのミラー４２に反射されて
太陽電池セル１０の裏面側の受光面に照射される。太陽
光４０は、太陽の運行に伴いその入射角度θが時間と共
に変化すると同時に、この入射角度θの変化に応じて透
明板１６を透過する際の屈折角も変化するので、ミラー
４２での反射角度も変化する。但し、ここでは屈折率の
影響は無視して説明する。本実施形態においては、ミラ
ー４２の太陽電池セル１０からの距離ｌを変化させ、ミ
ラー４２における太陽光４０の反射角度の変化に対応さ
せて常に太陽電池セル１０の裏面にミラー４２からの反
射光が当たるように制御している。In FIG. 1 (b), the solar battery cell 10 has both surfaces serving as light receiving surfaces as described above, and the front surface side is directly irradiated with the sunlight 40 through the transparent plate 16.
On the other hand, a mirror 42 is provided on the back surface side of the solar battery cell 10, and the sunlight 40 is reflected by this mirror 42 and is applied to the light receiving surface on the back surface side of the solar battery cell 10. The incident angle θ of the sunlight 40 changes with time as the sun travels, and at the same time, the refraction angle when passing through the transparent plate 16 also changes according to the change of the incident angle θ, so that it is reflected by the mirror 42. The angle also changes. However, the influence of the refractive index will be ignored here. In the present embodiment, the distance l of the mirror 42 from the solar battery cell 10 is changed, and the reflected light from the mirror 42 is constantly reflected on the back surface of the solar battery cell 10 in response to the change in the reflection angle of the sunlight 40 on the mirror 42. It is controlled to hit.
【００１８】図２には、ミラー４２の太陽電池セル１０
からの距離ｌを制御するためのミラー上下駆動手段の例
が示される。図２において、ミラー４２はカム４４の上
に配設されており、カム４４はモータ４６により回転さ
れる軸４８に取り付けられている。従って、太陽の運行
に伴い、太陽光４０の入射角度が変化した場合には、モ
ータ４６によりカム４４を回転させ、ミラー４２の太陽
電池セル１０からの距離ｌを変化させる。図２において
使用されるカム４４の例が図３に示される。カム４４
は、１日の各時間毎に軸４８からの径がそれぞれ決めら
れている。これは、太陽光４０の入射角度θが時間とと
もに変化することに対応させたものである。なお、ミラ
ー４２を上下させるミラー上下駆動手段は、必ずしもカ
ムを使用したものに限られず、ミラー４２の上下運動を
実施できる構成であればすべて採用することが可能であ
る。In FIG. 2, the solar cell 10 of the mirror 42 is shown.
An example of mirror up-and-down drive means for controlling the distance l from is shown. In FIG. 2, the mirror 42 is arranged on a cam 44, and the cam 44 is attached to a shaft 48 rotated by a motor 46. Therefore, when the incident angle of the sunlight 40 changes with the operation of the sun, the cam 44 is rotated by the motor 46 and the distance 1 of the mirror 42 from the solar battery cell 10 is changed. An example of the cam 44 used in FIG. 2 is shown in FIG. Cam 44
The diameter from the shaft 48 is determined for each time of day. This corresponds to the incident angle θ of the sunlight 40 changing with time. The mirror up-and-down driving means for moving the mirror 42 up and down is not necessarily limited to the one using the cam, and any structure capable of performing the up-and-down movement of the mirror 42 can be adopted.
【００１９】なお、本実施形態においては、太陽光４０
をミラー４２で反射させて太陽電池セル１０に入射させ
ており、レンズ等により集光していないので、太陽電池
セル１０の温度上昇は、セルの各部位で均一となるとと
もに、セルの片面のみに太陽光４０を照射させる場合の
２倍程度の範囲に止まる。このため、前述した冷却系統
としても、それ程冷却能力の大きな装置とする必要がな
くなる。従って、その分装置コストを低減できる。In this embodiment, sunlight 40 is used.
Is reflected by the mirror 42 and is incident on the solar battery cell 10, and is not condensed by a lens or the like. Therefore, the temperature rise of the solar battery cell 10 is uniform in each part of the cell, and only one side of the cell is It stays in the range of about twice as large as the case of irradiating with sunlight 40. Therefore, the cooling system described above does not need to be a device having such a large cooling capacity. Therefore, the device cost can be reduced accordingly.
【００２０】以上説明した本実施形態に係る太陽電池装
置を使用した場合の発電量の実測結果が図１０に示され
る。図１０において、横軸には時刻が、縦軸には太陽電
池装置の発電量がそれぞれ示される。図１０において、
ａはミラー４２の反射率が１００％の場合の発電量であ
り、ｂは反射率が７０％の場合の発電量である。また、
ｃはミラー４２がない場合の、太陽電池セル１０の一面
側でのみ発電をさせた場合の発電量である。反射率が１
００％及び７０％のいずれの場合においても、太陽電池
セル１０の片面のみで発電を行わせたｃに比べ発電量が
大きく増加している。特に、ミラー４２の反射率を１０
０％とした場合には、ｃで示される片面だけの発電に比
べ発電量が約２倍となっている。この結果、本実施形態
においては太陽電池セル１０の面積を半分に減らしても
太陽電池装置の受光面全体を太陽電池セルとした場合と
同等の発電量が得られることがわかる。なお、図１０に
示されたａ，ｂにおいて、時刻１１時から１３時の間で
発電量が低下しているのは、太陽光４０がミラー４２に
対して９０°近くの角度で入射するため、ミラー４２で
反射した光を太陽電池セル１０の裏面側に入射させるこ
とが困難となるためである。FIG. 10 shows the actual measurement results of the power generation amount when the solar cell device according to the present embodiment described above is used. In FIG. 10, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amount of power generated by the solar cell device. In FIG.
a is the power generation amount when the reflectance of the mirror 42 is 100%, and b is the power generation amount when the reflectance is 70%. Also,
c is the power generation amount when power is generated only on one surface side of the solar battery cell 10 when the mirror 42 is not provided. Reflectance is 1
In both cases of 00% and 70%, the amount of power generation is greatly increased as compared with c in which power is generated only on one side of the solar battery cell 10. In particular, the reflectance of the mirror 42 is set to 10
When it is set to 0%, the amount of power generation is about twice as much as the power generation on one side indicated by c. As a result, it can be seen that in the present embodiment, even if the area of the solar battery cell 10 is reduced to half, the same amount of power generation as when the entire light receiving surface of the solar battery device is a solar battery cell can be obtained. In addition, in a and b shown in FIG. 10, the power generation amount is decreasing between 11:00 and 13:00 because the sunlight 40 is incident on the mirror 42 at an angle of nearly 90 °. This is because it becomes difficult for the light reflected by 42 to enter the back surface side of the solar cell 10.
【００２１】なお、太陽の運行に伴い、ミラー４２で反
射させた太陽光４０を常に太陽電池セル１０の裏面側に
入射させる方法は、上述の例に限らない。例えば、ミラ
ー４２を各太陽電池セル１０と同じ幅で、各々対応する
部分に分割し、この分割された各ミラー４２を、図示し
ないミラー回動手段により、太陽の運行にあわせて回動
させる構成としてもよい。この構成によれば、太陽の運
行に伴って、ミラー４２からの反射角が変更され、常に
太陽電池セル１０の裏面に反射光を当てることができ
る。It should be noted that the method of causing the sunlight 40 reflected by the mirror 42 to always enter the back surface side of the solar cell 10 as the sun runs is not limited to the above example. For example, the configuration is such that the mirror 42 has the same width as each solar battery cell 10 and is divided into corresponding portions, and each of the divided mirrors 42 is rotated by a mirror rotating means (not shown) in accordance with the operation of the sun. May be With this configuration, the angle of reflection from the mirror 42 is changed as the sun travels, and the back surface of the solar battery cell 10 can always be reflected.
【００２２】図１（ｂ）に示されるように、太陽電池セ
ル１０はガラス等の透明板１６に接着されているが、図
４（ａ）、（ｂ）にはこの接着方法の例が示される。図
４（ａ）において、まず透明板１６と太陽電池セル１０
との間にエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）フィルム
等の透明フィルム５０が挟み込まれる。次に、太陽電池
セル１０の外側からも同様に透明フィルム５０が重ねら
れる。これらが一体的に透明板１６に貼り付けられて太
陽電池セル１０が透明板１６に固定される。また、図４
（ｂ）においては、透明板１６と太陽電池セル１０との
間には透明フィルム５０がなく、太陽電池セル１０の外
側のみに透明フィルム５０が存在する。この透明フィル
ム５０により透明板１６に太陽電池セル１０を貼り付け
て固定する。As shown in FIG. 1B, the solar battery cell 10 is adhered to a transparent plate 16 such as glass, and FIGS. 4A and 4B show an example of this adhering method. Be done. In FIG. 4A, first, the transparent plate 16 and the solar cell 10
A transparent film 50 such as an ethylene vinyl acetate (EVA) film is sandwiched between and. Next, the transparent film 50 is similarly stacked from the outside of the solar battery cell 10. These are integrally attached to the transparent plate 16 to fix the solar battery cell 10 to the transparent plate 16. Also, FIG.
In (b), the transparent film 50 does not exist between the transparent plate 16 and the solar cell 10, and the transparent film 50 exists only on the outer side of the solar cell 10. The solar cell 10 is attached and fixed to the transparent plate 16 by the transparent film 50.
【００２３】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には、太陽電
池セル１０の冷却方法の例が示される。図５（ａ）にお
いて、太陽電池セル１０は、透明板１６に例えば図４に
示されたような方法で固定されており、その太陽電池セ
ル１０に対応する位置に冷却水孔１２が設けられてい
る。また、太陽電池セル１０が存在しない位置に対応し
て温水孔１４が設けられている。この場合、図１（ｂ）
でも説明したように、冷却水孔１２及び温水孔１４を流
れる冷却水及び温水の温度を異なる値に設定しておくこ
とが可能である。なお、図１（ｂ）に示された例では、
これらの冷却水孔１２及び温水孔１４は、１枚の透明板
１６の内部をくりぬくことにより形成されていたが、例
えば図５（ａ）に示されるように、２枚の板の間に仕切
り５２を設けてこれにより冷却水孔１２及び温水孔１４
を区別する方法としてもよい。5 (a), 5 (b) and 5 (c) show an example of a method for cooling the solar battery cell 10. As shown in FIG. In FIG. 5A, the solar battery cell 10 is fixed to the transparent plate 16 by the method shown in FIG. 4, for example, and the cooling water hole 12 is provided at a position corresponding to the solar battery cell 10. ing. In addition, hot water holes 14 are provided at positions where the solar battery cells 10 do not exist. In this case, Fig. 1 (b)
However, as described above, it is possible to set the temperatures of the cooling water and the hot water flowing through the cooling water hole 12 and the hot water hole 14 to different values. In the example shown in FIG. 1 (b),
These cooling water holes 12 and hot water holes 14 were formed by hollowing out the inside of one transparent plate 16, but for example, as shown in FIG. 5 (a), a partition 52 is provided between the two plates. The cooling water hole 12 and the hot water hole 14 are provided by this.
May be distinguished.
【００２４】図５（ｂ）には、冷却水孔１２及び温水孔
１４を区別して設けない例が示される。本例でも、太陽
電池セル１０は、透明板１６に例えば図４に示されたよ
うな方法で固定されている。この場合には、透明板１６
の間を流れる冷却水の温度レベルは１つであり、太陽電
池セル１０を冷却するために必要な温度の冷却水が流さ
れる。このような構成とすると、冷却水系統と温水系統
とを別々に設ける必要がなく、装置の構成としてより簡
素化される。これは、特に温水を使用する必要がない場
合に有効である。FIG. 5B shows an example in which the cooling water hole 12 and the warm water hole 14 are not provided separately. Also in this example, the solar battery cell 10 is fixed to the transparent plate 16 by the method shown in FIG. 4, for example. In this case, the transparent plate 16
The temperature level of the cooling water flowing between them is one, and the cooling water of the temperature necessary for cooling the solar cell 10 is flowed. With such a configuration, it is not necessary to separately provide a cooling water system and a hot water system, and the configuration of the device is further simplified. This is particularly effective when it is not necessary to use hot water.
【００２５】また、図５（ｃ）には、太陽電池セル１０
を空冷により冷却する方法が示される。太陽電池セル１
０は、透明板１６に例えば図４に示されたような方法で
固定され、太陽電池セル１０の裏面側から空冷されるこ
とになる。このような構成により、さらに太陽電池装置
の構成を簡略化することができる。Further, FIG. 5 (c) shows a solar cell 10
A method of cooling by air cooling is shown. Solar cell 1
0 is fixed to the transparent plate 16 by, for example, the method shown in FIG. 4, and is cooled by air from the back surface side of the solar cell 10. With such a configuration, the configuration of the solar cell device can be further simplified.
【００２６】図６には、本発明に係る太陽電池装置の他
の実施形態の平面図が示され、図７には、図６に示され
た実施形態のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図が示される。図６に
おいて、太陽電池セル１０はケース５４の上面の半分の
面積に設けられており、その上にはケース５４の上面全
面を覆うように透明板１６が設けられている。また、ケ
ース５４の底部には、太陽光を反射させるためのミラー
４２が設けられている。このケース５４は、モータ５６
によって駆動される軸５８に取り付けられており、軸５
８は、ケース５４の両側に設けられたスタンド６０に回
転可能に固定されている。FIG. 6 shows a plan view of another embodiment of the solar cell device according to the present invention, and FIG. 7 shows a sectional view taken along the line VII-VII of the embodiment shown in FIG. In FIG. 6, the solar battery cell 10 is provided in a half area of the upper surface of the case 54, and the transparent plate 16 is provided thereon so as to cover the entire upper surface of the case 54. A mirror 42 for reflecting sunlight is provided on the bottom of the case 54. In this case 54, the motor 56
Mounted on a shaft 58 driven by a shaft 5
8 is rotatably fixed to stands 60 provided on both sides of the case 54.
【００２７】図８には、ケース５４のＶＩＩＩ−ＶＩＩ
Ｉ断面図が示される。図８に示されるように、太陽電池
セル１０はケース５４の上面の半分の面積に設けられて
いる。このため、太陽電池セル１０の表面側には直接太
陽光が照射される。また、裏面側にはケース５４の上面
の太陽電池セル１０が設けられていない面から入射した
太陽光４０がミラー４２で反射されて入射する。この場
合、太陽電池セル１０の幅を２Ｗとし、太陽電池セル１
０とミラー４２との距離をｌとした場合、太陽光４０の
入射角度θに対して、ｔａｎθ＝Ｗ／ｌの関係が成立す
るように構成される。In FIG. 8, VIII-VII of the case 54 is shown.
The I-section is shown. As shown in FIG. 8, the solar battery cell 10 is provided in an area half the upper surface of the case 54. Therefore, the front surface side of the solar battery cell 10 is directly irradiated with sunlight. Further, the sunlight 40 that has entered from the surface on the upper surface of the case 54 where the solar battery cells 10 are not provided is reflected by the mirror 42 and enters the back surface side. In this case, the width of the solar cell 10 is set to 2 W, and the solar cell 1
When the distance between 0 and the mirror 42 is 1, the relationship of tan θ = W / l is established with respect to the incident angle θ of the sunlight 40.
【００２８】本実施形態では、太陽電池セル１０とミラ
ー４２とはケース５４に固定されているので、その相対
位置は不変である。このため、モータ５６によりケース
５４を回転させれば、太陽電池セル１０とミラー４２も
一体的に回転する。従って、太陽の運行に伴いケース５
４を回転させ、常に太陽電池セル１０の裏面にミラー４
２からの反射光が当たるようにケース５４の角度を制御
している。つまり、太陽電池セル１０とミラー４２とを
一体的に回転させ、太陽電池セル１０の表面側及びミラ
ー４２への入射角度θが常に一定となるように制御して
いる。これにより、太陽光４０の太陽電池セル１０の表
面側及びミラー４２への入射角度θを常時なるべく０°
に近づけることが可能となる。一般に、太陽電池セル１
０への入射光量は、θ＝０°の時を１とすると、入射角
度がθの時にはｃｏｓθとなる。従って、入射角度θが
０°に近いほど太陽電池セル１０への入射光量を増加さ
せることができる。なお、上述したモータ５６、軸５
８、スタンド６０により、本発明に係る回転駆動手段が
構成される。また、太陽電池セル１０で発電された電力
は、取り出し配線６２により外部に取り出される。In this embodiment, the solar cell 10 and the mirror 42 are fixed to the case 54, so that their relative positions are unchanged. Therefore, when the case 54 is rotated by the motor 56, the solar battery cell 10 and the mirror 42 also rotate integrally. Therefore, as the sun moves, Case 5
4 is rotated and the mirror 4 is always placed on the back surface of the solar cell 10.
The angle of the case 54 is controlled so that the reflected light from 2 hits. That is, the solar battery cell 10 and the mirror 42 are integrally rotated so that the incident angle θ on the surface side of the solar battery cell 10 and the mirror 42 is controlled to be always constant. Thereby, the incident angle θ of the sunlight 40 on the surface side of the solar cell 10 and the mirror 42 is always 0 °.
It becomes possible to approach. Generally, solar cell 1
The amount of light incident on 0 is cos θ when the incident angle is θ, where 1 is set when θ = 0 °. Therefore, the amount of light incident on the solar battery cell 10 can be increased as the incident angle θ approaches 0 °. The motor 56 and the shaft 5 described above
8. The rotation driving means according to the present invention is constituted by the stand 60. Further, the electric power generated by the solar battery cell 10 is extracted to the outside by the extraction wiring 62.
【００２９】以上のように構成された本実施形態の太陽
電池装置の発電量が図１１に示される。図１１の縦軸、
横軸は図１０と同様である。図１１において、ｄがミラ
ー４２の反射率が１００％の場合の発電量であり、ｅが
反射率７０％の場合の発電量である。また、参考として
図１０のａの曲線も合わせて示されている。図１１から
わかるように、いずれの場合も図１０のａの場合より太
陽電池装置の発電量が増加しており、特に反射率が１０
０％の場合には、図１０に示されたａに対して約２５％
増の発電能力となっている。これは、前述したように、
太陽電池セル１０及びミラー４２への太陽光４０の入射
角度θを常時０°に近い角度とすることができ、図１に
示された実施形態に比べ入射角度θを小さくすることが
できるからである。これにより、図１において入射角度
θが大きくなる時間帯で特に太陽電池セル１０への入射
光量を増加することができ、発電量の向上に寄与してい
る。FIG. 11 shows the amount of power generation of the solar cell device of the present embodiment configured as described above. The vertical axis of FIG. 11,
The horizontal axis is the same as in FIG. In FIG. 11, d is the amount of power generation when the reflectance of the mirror 42 is 100%, and e is the amount of power generation when the reflectance is 70%. For reference, the curve of a in FIG. 10 is also shown. As can be seen from FIG. 11, in any case, the amount of power generated by the solar cell device is higher than in the case of FIG.
In the case of 0%, it is about 25% with respect to a shown in FIG.
It has increased power generation capacity. This, as mentioned above,
Since the incident angle θ of the sunlight 40 on the solar battery cell 10 and the mirror 42 can be always close to 0 °, the incident angle θ can be made smaller than that of the embodiment shown in FIG. is there. As a result, the amount of light incident on the solar cell 10 can be increased particularly during the time period when the incident angle θ in FIG. 1 is large, which contributes to the improvement of the amount of power generation.
【００３０】図９（ａ）、（ｂ）には、図６に示された
本実施形態の太陽電池セル１０の冷却方法の例が示され
る。図９（ａ）において、太陽電池セル１０は空冷とな
っている。この場合、太陽電池セル１０は透明板１６に
図４に示されたような方法によって固定されている。ま
た、図９（ｂ）においては、透明板１６と透明板６４と
の間に冷却水６６を循環させ、太陽電池セル１０をこの
冷却水６６により直接冷却する例が示されている。この
場合には、太陽電池セル１０の電極部は、ガラス溶着あ
るいは樹脂コーティングによって冷却液に濡れないよう
に構成されている。9 (a) and 9 (b) show an example of a method for cooling the solar cell 10 of this embodiment shown in FIG. In FIG. 9A, the solar battery cell 10 is air-cooled. In this case, the solar battery cell 10 is fixed to the transparent plate 16 by the method shown in FIG. Further, FIG. 9B shows an example in which cooling water 66 is circulated between the transparent plate 16 and the transparent plate 64 and the solar battery cells 10 are directly cooled by the cooling water 66. In this case, the electrode portion of the solar battery cell 10 is formed by glass welding or resin coating so as not to be wet with the cooling liquid.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
太陽電池セルの両面が受光面となっているので、従来の
半分のセル面積で従来と同じ発電量を得ることができ
る。また、太陽の運行に合わせてミラーを上下させある
いはミラーと太陽電池セルとを回転させる構成となって
いるので、可動部分を少なくでき、駆動エネルギを小さ
くできる。また、レンズ等の集光装置が不要であるので
装置コストが低くなると共に、集光しない分だけ太陽電
池セルの温度上昇が小さいので、冷却装置も冷却能力の
大きなものを設置する必要がなく、この点でも装置のコ
ストを下げることができる。As described above, according to the present invention,
Since both sides of the solar battery cell are the light receiving surfaces, the same amount of power generation as the conventional one can be obtained with a half the cell area of the conventional one. Further, since the mirror is moved up and down or the mirror and the solar battery cell are rotated according to the operation of the sun, the number of movable parts can be reduced and the driving energy can be reduced. In addition, since a device such as a lens is not required, the cost of the device is reduced, and the temperature rise of the solar cells is small due to the non-concentration. Therefore, it is not necessary to install a cooling device having a large cooling capacity. Also in this respect, the cost of the device can be reduced.
【００３２】さらに、太陽電池セルの面積が半分となる
ので、太陽電池装置の残り半分の面積を集熱用に使用す
ることができ、従来よりも高温の温水を得ることができ
る。Further, since the area of the solar battery cell is halved, the remaining half area of the solar battery device can be used for collecting heat, and hot water having a higher temperature than before can be obtained.
【図１】 本発明に係る太陽電池装置の一実施形態の平
面図及び断面図である。FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view of an embodiment of a solar cell device according to the present invention.
【図２】 図１に示された実施形態に使用されるミラー
駆動手段の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of mirror driving means used in the embodiment shown in FIG.
【図３】 図２に示されたミラー駆動手段に使用される
カムの例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a cam used in the mirror driving means shown in FIG.
【図４】 図１に示された実施形態に使用される太陽電
池セルの透明板への固定方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a method of fixing a solar battery cell used in the embodiment shown in FIG. 1 to a transparent plate.
【図５】 図１に示された実施形態において使用される
太陽電池セルの冷却方法の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a method for cooling a solar cell used in the embodiment shown in FIG.
【図６】 本発明に係る太陽電池装置の他の実施形態を
示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the solar cell device according to the present invention.
【図７】 図６に示された実施形態の断面図である。7 is a cross-sectional view of the embodiment shown in FIG.
【図８】 図６に示された実施形態の他の断面図であ
る。8 is another cross-sectional view of the embodiment shown in FIG.
【図９】 図６に示された実施形態に使用される太陽電
池セルの冷却方法を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a method of cooling a solar cell used in the embodiment shown in FIG.
【図１０】 図１に示された実施形態の太陽電池装置の
発電量を示すグラフ図である。10 is a graph showing a power generation amount of the solar cell device according to the embodiment shown in FIG.
【図１１】 図６に示された他の実施形態の太陽電池装
置の発電量を示すグラフ図である。11 is a graph showing a power generation amount of the solar cell device according to another embodiment shown in FIG.
１０ 太陽電池セル、１２ 冷却水孔、１４ 温水孔、
１６ 透明板、１８冷却水供給ヘッダ、２０ 冷却水出
口ヘッダ、２２ 冷却水タンク、２４ ラジエータ、２
６ 冷却水ポンプ、２８ 冷却水供給水塔、３０ 温水
供給ヘッダ、３２ 温水出口ヘッダ、３４ 温水タン
ク、３６ 温水ポンプ、３８ 蛇口、４０ 太陽光、４
２ ミラー、４４ カム、４６ モータ、４８ 軸、５
０ 透明フィルム、５２ 仕切り、５４ ケース、５６
モータ、５８ 軸、６０ スタンド、６２ 取り出し
配線、６４ 透明板、６６ 冷却水。10 solar cells, 12 cooling water holes, 14 hot water holes,
16 transparent plate, 18 cooling water supply header, 20 cooling water outlet header, 22 cooling water tank, 24 radiator, 2
6 cooling water pump, 28 cooling water supply tower, 30 hot water supply header, 32 hot water outlet header, 34 hot water tank, 36 hot water pump, 38 faucet, 40 sunlight, 4
2 mirrors, 44 cams, 46 motors, 48 axes, 5
0 transparent film, 52 partitions, 54 cases, 56
Motor, 58 axes, 60 stand, 62 take-out wiring, 64 transparent plate, 66 cooling water.
Claims (2)
り効率よく発電を行う太陽電池装置であって、太陽電池
装置の受光面積の半分の面積に配置された両面に受光面
を有する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの裏面側に
設けられたミラーと、を備え、 前記太陽電池セルの表面には直接太陽光が照射されると
ともに、裏面には前記ミラーにより反射された反射光が
照射されることを含み、 太陽の運行に伴い前記太陽電池セルと前記ミラーとの距
離を変更して常に太陽電池セルの裏面に反射光が当たる
ように前記ミラーを駆動するミラー上下駆動手段を有す
ることを特徴とする太陽電池装置。1. A solar cell device for efficiently generating power by using both sides of a solar cell, wherein the solar cell has light-receiving surfaces on both sides arranged in an area half the light-receiving area of the solar cell device. And a mirror provided on the back surface side of the solar battery cell, and the front surface of the solar battery cell is directly irradiated with sunlight, and the back surface is irradiated with the reflected light reflected by the mirror. comprises Rukoto, distance between the mirror and the solar cell with the operation of the sun
By changing the distance, the reflected light always hits the back surface of the solar cell.
A solar cell device comprising mirror up-and-down driving means for driving the mirror .
前記ミラー上下駆動手段にカムを使用し、このカムを回
転させることにより前記ミラーと太陽電池セルとの距離
を太陽の運行に伴い変えることを特徴とする太陽電池装
置。2. The solar cell device according to claim 1 ,
A solar battery device characterized in that a cam is used for the mirror up-and-down driving means, and the distance between the mirror and the solar battery cell is changed with the operation of the sun by rotating the cam.
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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