JP7175246B2 - ソーラー発電給湯システムとそれを備えた集合住宅、及びソーラー発電給湯システムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電パネルとヒートポンプを用いたソーラー発電給湯システムとそれを備えた集合住宅、及びソーラー発電給湯システムの製造方法に関する。

太陽光発電システムは、太陽エネルギーにより太陽光発電パネル（以下、「光発電パネル」）が高温になると、発電効率が低下することが知られている。
光発電パネルとヒートポンプを用いたシステムは、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１の「太陽エネルギー利用システム」は、光発電パネルを冷却する第１熱交換器と、第１熱交換器に接続されたヒートポンプと、第１熱交換器とヒートポンプとの間で熱媒を循環させる循環ポンプと、循環ポンプの流量を変更する流量制御部とを備える。これにより太陽エネルギーの利用効率の向上を図っている。

特開２０１３－８３３９７号公報

特許文献１では、熱媒を、第１熱交換器とヒートポンプの気体熱交換器との間で循環させる必要があるため、熱媒を循環させるための配管を敷設する必要がある。
また、特許文献１のヒートポンプを利用した給湯器（ヒートポンプ型給湯器）には効率よく沸かせる熱源温度に制約がある。曇天時等のように日射が少ない日には、液体の熱媒の温度が下がりすぎ、又は凍結し、ヒートポンプの効率が低下する可能性がある。

その上、特許文献１のヒートポンプは、熱媒を循環させるので、熱媒の熱容量がヒートポンプの冷却能力を超えると熱媒を冷却しきれず、熱媒の温度が益々上昇する。一方、ヒートポンプにも、熱源側の許容温度に上限（例えば、約４５℃以上）があり、熱媒がその許容温度を超えると、ヒートポンプの作動が停止する可能性がある。そのため、循環する熱媒に熱容量が蓄積しすぎて高温となり、ヒートポンプが停止すると、特許文献１の太陽エネルギー利用システムを使用できなくなる可能性があった。
また、ヒートポンプの作動が停止しなくても、循環する熱媒に熱容量が蓄積することにより、冷却できていない熱媒を第１熱交換器へ送り込むこととなるので、光発電パネルの発電効率が低下する可能性があった。
そのため、晴天時のように日射が多い日にも、特許文献１の太陽エネルギー利用システムの効率が低下する可能性があった。

さらに、微風や無風の日の場合、自然風の気流による光発電パネルの冷却効果が期待できず、光発電パネルの発電効率が低下する可能性もあった。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、一年を通じて、太陽エネルギーの変換効率を向上させることができるソーラー発電給湯システムとそれを備えた集合住宅、及びソーラー発電給湯システムの製造方法を提供することにある。

本発明によれば、表面が上方に向き該表面で受けた太陽光で発電する光発電パネルと、
前記光発電パネルに隣接して設置され、周囲の空気を吸入し、該空気から吸熱し、その熱を利用して湯を沸かすヒートポンプ型給湯器と、を備え、
前記ヒートポンプ型給湯器は、前記吸熱によって前記空気が冷却された冷風を前記光発電パネルの裏面に当てる、ソーラー発電給湯システムが提供される。

また、本発明によれば、表面が上方に向き該表面で受けた太陽光で発電する光発電パネルと、
周囲の空気を吸入し、該空気から吸熱し、その熱を利用して湯を沸かすヒートポンプ型給湯器と、を用意し、
前記ヒートポンプ型給湯器は、周囲から前記空気を吸入する吸気口と、該空気から吸熱したことによって前記空気が冷却された冷風を送気する排気口と、を異なる側面に有するヒートポンプを有するものであり、
前記ヒートポンプと前記光発電パネルとは、前記冷風が前記光発電パネルの一端部から裏面に当たるように配置される、ソーラー発電給湯システムの製造方法が提供される。

上述した本発明によれば、気温が高い日に光発電パネルが太陽光で熱せられても、ヒートポンプの冷排熱を含む冷風を光発電パネルの裏面に当てて光発電パネルを冷却するので、光発電パネルの発電効率を向上させることができる。これにより、冷風を当てない場合よりも、光発電パネルの発電効率を向上させることができる。

また、ヒートポンプと光発電パネルの間の熱媒が気体（空気）なので、気温が低い環境であっても凍結のおそれがない。その上、熱媒が空気なので、大気中から熱媒を取り込み、大気中へ放出できることにより、熱媒を循環させず、熱容量を熱媒に蓄積させない。そのため、本発明によれば、ヒートポンプの作動が停止する可能性が低く、光発電パネルの発電効率が低下する可能性も低い。

そのため、年間を通じてヒートポンプを稼働させることができるので、一年中、光発電パネルに冷風を当てることができる。
その上、一年中ヒートポンプを稼働させることができるので、風が吹かない日であっても、冷風で気流を起させ、光発電パネルを冷却することができる。
したがって、上述した本発明によれば、光発電パネルの発電効率を一年中向上させることができる。

第１実施形態によるソーラー発電給湯システムの全体概念図である。 第１実施形態のヒートポンプの構成図である。 第１実施形態のソーラー発電給湯システムを設置した集合住宅の平面図である。 第２実施形態の光発電パネルの説明図である。 第３実施形態によるソーラー発電給湯システムの全体概念図である。 吸気口が前方側面に設けられ、排気口が右側面に設けられているヒートポンプを備えた第３実施形態のソーラー発電給湯システムを設置した集合住宅の平面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態によるソーラー発電給湯システム１００の全体概念図である。この図において、空気１と冷風２の流れを太い矢印で示す。太い矢印は、色が濃い程、温度が高く、色が薄い程、温度が低いことを示している。
この図において、ソーラー発電給湯システム１００は、光発電パネル１０とヒートポンプ型給湯器２０を備える。

上述したように太陽光発電システムは、太陽エネルギーによって光発電パネル１０が高温になると、発電効率が低下する。本発明者は、高温となった光発電パネル１０が、ヒートポンプ型給湯器２０の有効な熱源になり得ると考え、本発明をするに至った。

光発電パネル１０は、平板状のパネルであり、表面１１で受けた太陽光が有するエネルギーで発電する。光発電パネル１０は、表面１１が太陽光に当たるように設置される。得られた電力は、外部へ供給しても、ソーラー発電給湯システム１００を構成するポンプ等を駆動するために用いてもよい。この図では、光発電パネル１０を、その表面１１を上方に向けて、マンションやアパートメント等の集合住宅２００の屋上に設置している。しかし、ソーラー発電給湯システム１００を設置する場所は、集合住宅２００に限らない。その設置場所は、ビルの屋上でもよく、一戸建ての庭や屋上に設置されていてもよい。

ヒートポンプ型給湯器２０は、光発電パネル１０に隣接して設置されており、周囲の空気１を吸入し、その空気１から吸熱し、その熱を利用して湯を沸かす装置である。この図では、ヒートポンプ型給湯器２０は、ヒートポンプ３０と貯湯タンク４０を有する。
周囲の空気１の吸入、吸熱、及びその熱を利用したボイルは、ヒートポンプ３０が行う。ヒートポンプ３０は、吸気口３３から吸入した空気１を吸熱によって冷却し、冷風２として排気口３４から送気する。この図は、吸気口３３を前方側面（正面）に、排気口３４を後方側面（背面）に有するヒートポンプ３０を例として記載している。しかし、ヒートポンプ３０の吸気口３３と排気口３４の位置は、これに限らず、異なる側面に設けられていればよい。例えば、吸気口３３が前方側面に設けられ、排気口３４が右側面に設けられていてもよい。

以下の説明において、光発電パネル１０の端部のうち、冷風２が供給される端部を一端部１３とし、その反対側の端部を他端部１４とする。また、一端部１３の辺縁が延びる水平方向を左右方向とし、左右方向に直交する水平方向を前後方向とする。

光発電パネル１０は、排気口３４から排気された冷風２が光発電パネル１０の一端部１３から裏面１２へ向けて送り込まれるように設置されている。この図の排気口３４はヒートポンプ３０の後方側面に設けられているので、ヒートポンプ３０は、後方側面を光発電パネル１０へ向けて設置される。光発電パネル１０は、一端部１３が排気口３４の上方に近接するように設置されていてもよい。これにより、排気口３４から排出された冷風２を、光発電パネル１０の一端部１３から裏面１２へ向けて送り込み、裏面１２に当てることができる。
なお、光発電パネル１０の裏面１２への冷風２の送り込み方は、これに限らない。例えば、光発電パネル１０の一端部１３の下へ延びるダクトが排気口３４から延びており、そのダクトを通じて冷風２を光発電パネル１０の裏面１２へ送気してもよい。

冷風２を、光発電パネル１０の表面１１ではなく、裏面１２へ送り込むのには、以下の３つの理由がある。
第１に、光発電パネル１０の上部より下部の方が、風速が小さい傾向があり、冷風２が留まりやすいからである。
第２に、光発電パネル１０の表面１１にはガラス面があり、裏面１２にはガラス面が無い。そのため、ガラス面が無い裏面１２を冷却する方が、熱伝達上、有利だからである。
第３に、光発電パネル１０の表面１１に向けて冷風２を排気しようとした場合、ヒートポンプ３０の排気口３４より下方に光発電パネル１０を配置することになる。そうすると、ヒートポンプ３０が光発電パネル１０の南側に配置されていた場合、光発電パネル１０がヒートポンプ３０の影になってしまう。これに対し、本実施形態のように冷風２を光発電パネル１０の裏面１２に排出するように光発電パネル１０とヒートポンプ３０を配置すれば、光発電パネル１０のどの方角にヒートポンプ３０を設置しても、光発電パネル１０が影になることが無いからである。

光発電パネル１０の裏面１２に当たった冷風２は、排気された勢いのまま、この図の右側へ流れる。それにより、太陽光で熱せられた光発電パネル１０を裏面１２から冷風２で冷やすことができる。このように本実施形態のソーラー発電給湯システム１００は、本来であればヒートポンプ３０から空気中に廃棄される冷熱を光発電パネル１０の冷却に有効利用でき、発電効率を上げることができる。

一般に、光発電パネル１０は、発電効率を高めるために、南に表面１１を向けて傾斜していることが多い。本実施形態の光発電パネル１０は、水平に設置されていてもよいが、この図のように、表面１１が傾斜していてもよい。

この図の排気口３４の上方に近接する一端部１３は、光発電パネル１０の下側端部であるが、これに限らない。光発電パネル１０が傾斜している場合、排気口３４の上方に近接する一端部１３は、光発電パネル１０の上側端部であっても、下側端部であってもよい。

図２は、第１実施形態のヒートポンプ３０の構成図である。
ヒートポンプ３０は、光発電パネル１０で加熱された空気１を熱源として貯湯タンク４０の貯湯４を加熱する。

ヒートポンプ３０は、異なる側面に吸気口３３と排気口３４を有する。ヒートポンプ３０の周囲から吸入した空気１を、排気口３４から排出する。この図において、ヒートポンプ３０は、圧縮機３５、液体熱交換器３６、膨張器３７、気体熱交換器３８、及び風路３９を有し、内部を熱媒体３が循環する。熱媒体３は、例えば加熱空気、二酸化炭素、水、水蒸気、油であってもよい。また、ヒートポンプ型給湯器２０は、貯湯４を内部に保有する貯湯タンク４０と、貯湯タンク４０と液体熱交換器３６との間で貯湯４を循環し、熱で貯湯４を加熱する循環ライン４１と、を備える。

熱媒体３の循環経路を図中にａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａで示す。ａ→ｂで、熱媒体３は断熱圧縮され圧力と蒸気温度が上昇する。ｂ→ｃで、熱媒体３は圧力を高く維持したまま等温冷却され、液化する。ｃ→ｄで、熱媒体３は断熱膨張し、圧力と蒸気温度が下降する。ｄ→ａで、熱媒体３は圧力を低く維持したまま、等温加熱され気化する。
液体熱交換器３６における凝縮温度ＴＨは、例えば９０～１００℃、気体熱交換器３８における蒸発温度ＴＬは、例えば３０～４０℃に設定されていてもよい。

吸気口３３から吸入された空気１は、風路３９を通って気体熱交換器３８へ送気される。気体熱交換器３８では、蒸発温度ＴＬの熱媒体３が通る配管の管壁に空気１が接するように風路３９が構成されている。空気１は、風路３９を通過しながら熱媒体３に熱を与える。これにより空気１は、気体熱交換器３８を通過している間に、冷却される。
この構成により、ヒートポンプ３０は、凝縮温度ＴＨと蒸発温度ＴＬを維持し、気体熱交換器３８で空気１を冷却し、液体熱交換器３６で貯湯４を加熱することができる。気体熱交換器３８で吸熱され冷却された空気１は、冷風２として、排気口３４から送気される。

なお、ヒートポンプ３０は上述した例に限定されず、その他の形式のヒートポンプであってもよい。

貯湯タンク４０は、内部に貯湯４を保有する。この貯湯４は、例えば住宅内の用途（バス、キッチン、暖房など）に用いられる。

上述した第１実施形態のソーラー発電給湯システム１００によれば、ヒートポンプ３０の冷排熱により、光発電パネル１０を裏面１２から冷却することで、光発電パネル１０の発電効率（出力）を向上させることができる。例えば、夏のような気温が高い季節であっても、太陽光で熱せられた光発電パネル１０を裏面１２から冷風２で冷やすので、冷風２を当てないよりも光発電パネル１０の発電効率を向上させることができる。また、微風や無風の日であっても、冷風２が光発電パネル１０の裏面１２に向けて送り込まれることで光発電パネル１０の下に気流が生まれるため、冷却効果を維持し続けることができる。

また、ヒートポンプ３０と光発電パネル１０の間の熱媒が気体（空気１）なので、気温が低い環境であっても凍結のおそれがない。その上、熱媒が空気１なので、大気中から熱媒を取り込み、大気中へ放出できることにより、熱媒を循環させず、熱容量を熱媒に蓄積させない。そのため、本実施形態のソーラー発電給湯システム１００は、ヒートポンプ３０の作動が停止する可能性を抑え、光発電パネル１０の発電効率が低下する可能性も抑えることができる。そのため、年間を通じてヒートポンプ３０が稼働できるので、単に光発電パネル１０で太陽光発電をするだけの場合よりも一年を通じて発電効率を向上させることができる。

さらに、本実施形態のソーラー発電給湯システム１００は、光発電パネル１０を冷やす熱媒が空気中に排出する冷風２（冷排熱を含んだ空気１）なので、特許文献１の太陽エネルギー利用システムのように、第１熱交換機とヒートポンプの間で熱媒を循環させるための配管を、敷設する必要が無い。そのため、特許文献１のシステムに比べて製造費用を抑えることができる。

次に、本実施形態のソーラー発電給湯システム１００の製造方法について説明する。
図３は、第１実施形態のソーラー発電給湯システム１００を設置した集合住宅２００の平面図である。この図において、空気１と冷風２の流れを太い矢印で示す。太い矢印は、色が濃い程、温度が高く、色が薄い程、温度が低いことを示している。また、冷風２は光発電パネル１０の下を流れるが、説明のため、その矢印を光発電パネル１０の上に記載している。

まず、太陽光が当たる場所に、上述した光発電パネル１０とヒートポンプ型給湯器２０を用意する。
光発電パネル１０は、表面１１が上方に向くように設置する。このとき、表面１１を水平より南側に傾けて設置する方が好ましい。これにより、効率的に太陽光を表面１１に受けることができるので、発電効率を上げることができる。

ヒートポンプ型給湯器２０を設置する際は、ヒートポンプ３０の排気口３４を光発電パネル１０に向けて設置する。このとき、冷風２が光発電パネル１０の裏面１２に当たるように、光発電パネル１０の一端部１３を排気口３４の上方に近接させるようにして、光発電パネル１０をヒートポンプ３０に隣接させる。
これにより、ヒートポンプ３０の排気（冷風２）で、光発電パネル１０を効率的に冷却することができるので、光発電パネル１０の発電効率を上げることができる。
なお、貯湯タンク４０を設置する場所は、ヒートポンプ３０との間で貯湯４を循環させる配管が届き、光発電パネル１０に影を作らない位置であることが好ましい。

また、複数のヒートポンプ型給湯器２０を設置する場合には、図のように、光発電パネル１０を、左右方向（図の東西に延びる方向）に隣接させて配置することが好ましい。これにより、冷風２が光発電パネル１０の図の左右方向両端部を超えて流れたとしても、隣の光発電パネル１０を冷却できるので、冷風２の冷熱を効率よく有効利用することができる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の光発電パネル１０の説明図である。図４（Ａ）は側面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＣ－Ｃ矢視図である。
この図に示すように、本実施形態の光発電パネル１０は、裏面１２から下方へ延びる板状の複数のフィン１５を有する。フィン１５は金属製で、ヒートポンプ３０に対面する一端部１３から他端部１４へ向けて延びていることが好ましい。他端部１４とは、光発電パネル１０の端部のうち、一端部１３に対向する端部を指す。

これにより、光発電パネル１０の裏面１２の表面積が広くなるため、冷風２と裏面１２の間で効率的に熱交換させることができる。また、冷風２が流れる方向を、一端部１３から他端部１４へ向かう前後方向に誘導することができる。
その他の本実施形態の構成、製造方法、及び効果は、第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態によるソーラー発電給湯システム１００の全体概念図である。この図において、空気１と冷風２の流れを太い矢印で示す。太い矢印は、色が濃い程、温度が高く、色が薄い程、温度が低いことを示している。
本実施形態のヒートポンプ型給湯器２０は、光発電パネル１０とヒートポンプ型給湯器２０とを複数ずつ備える。例えば図には、ヒートポンプ３０の前側の側面（正面）に吸気口３３を有し、後側の側面（背面）に排気口３４を有するものを例として記載している。このヒートポンプ３０を使用する場合、本実施形態のヒートポンプ型給湯器２０は、この複数の光発電パネル１０とヒートポンプ３０を前後方向に交互に配置する。この点で、第１実施形態及び第２実施形態とは異なる。

本実施形態の光発電パネル１０は、図５に示すように、南に表面１１を向けて傾斜していることが好ましい。これにより、光発電パネル１０の表面１１に太陽光を効率的に受けることができるので、発電効率が上がるだけでなく、光発電パネル１０の温度を上げやすくすることができる。それにより光発電パネル１０の温度が上がった分、ヒートポンプ３０の給水の加熱効率を上げることができる。

この図のヒートポンプ３０は、対向する前後の側面に吸気口３３と排気口３４を有する。この場合、光発電パネル１０は、一端部１３が、一端部側（前側）に隣接するヒートポンプ３０の排気口３４の上方に、他端部１４が、他端部側（後側）に隣接するヒートポンプ３０の吸気口３３の上方に、近接して位置することが好ましい。これにより光発電パネル１０の裏面１２が、その前方のヒートポンプ３０の排気口３４の上方から後方のヒートポンプ３０の吸気口３３にかけて延びることになる。光発電パネル１０の裏面１２が、前方のヒートポンプ３０の排気口３４の上端部から後方のヒートポンプ３０の吸気口３３の上端部にかけて延びるように設置されていてもよい。

この構成により、前側に設置されたヒートポンプ３０の冷風２は、光発電パネル１０と集合住宅２００の床面との間の隙間を、光発電パネル１０の裏面１２に沿って前から後ろへ流れる。冷風２は、裏面１２に沿って流れている間に光発電パネル１０の熱によって温められ、後ろへ向かうにつれて熱を帯びる。光発電パネル１０に温められた空気１（元冷風２）は、周囲の空気１と混ざり合いながら、後方のヒートポンプ３０の吸気口３３に吸引される。
このようにして空気１がヒートポンプ３０の中の風路３９と光発電パネル１０の下を通過しながら前方から後方へ移動する。その間に、空気１の冷却と加温が繰り返され、ヒートポンプ３０の冷排熱を後方の光発電パネル１０に与え、光発電パネル１０の熱を後方のヒートポンプ３０で回収することができる。

ヒートポンプ３０に取り付けられている吸気口３３と排気口３４の位置が異なる場合には、ヒートポンプ３０と光発電パネル１０の並べ方は上述したものに限らない。例えば吸気口３３が前方側面に設けられ、排気口３４が右側面に設けられているヒートポンプ３０の場合には、前方の光発電パネル１０の他端部１４に吸気口３３を向け、ダクトで冷風２を排気口３４から後方の光発電パネル１０の一端部１３の下方へ運んでもよい。

図６は、吸気口３３が前方側面に設けられ、排気口３４が右側面に設けられているヒートポンプ３０を備えた第３実施形態のソーラー発電給湯システム１００を設置した集合住宅２００の平面図である。この図において、空気１と冷風２の流れを太い矢印で示す。太い矢印は、色が濃い程、温度が高く、色が薄い程、温度が低いことを示している。また、冷風２は光発電パネル１０の下を流れるが、説明のため、その矢印を光発電パネル１０の上に記載している。なお、この図では、ヒートポンプ３０と貯湯タンク４０の間で貯湯４を通す配管の記載を省略している。
この図に示すように、ヒートポンプ３０の隣接する側面に吸気口３３と排気口３４が設けられている場合には、排気口３４を後方の光発電パネル１０へ向け、その一端部１３の下方へ排気口３４から直接冷風２を送り込んでもよい。

次に、第３実施形態のソーラー発電給湯システム１００の製造方法について説明する。
まず、上述した光発電パネル１０とヒートポンプ型給湯器２０を複数用意し、ヒートポンプ３０と光発電パネル１０とを交互に配置する。このとき、ヒートポンプ３０の排気口３４をその後方に隣接する光発電パネル１０の一端部１３に近接させて設置するか、ヒートポンプ３０の吸気口３３がその前方に隣接する光発電パネル１０の他端部１４に近接するように設置する。後方の光発電パネル１０の一端部１３から離れた位置に排気口３４がある場合には、排気口３４と光発電パネル１０の一端部１３の下方をダクトで繋ぐ。
これにより、光発電パネル１０とヒートポンプ３０の並べ方を第３実施形態のようにするだけで、容易に、発電効率と貯湯４の加熱効率の両方を向上させることができる。

上述した第３実施形態のソーラー発電給湯システム１００によれば、太陽光で熱せられた光発電パネル１０によって空気１が温められ、その温まった空気１（熱気）からヒートポンプ３０が吸熱するので、ヒートポンプ３０の湯沸かし効率を改善することができる。つまり、本実施形態は、ヒートポンプ３０の冷風２で光発電パネル１０を冷却することで得られる発電効率を向上効果だけでなく、貯湯４の加熱効率の向上効果をも得ることができる。

また、光発電パネル１０の他端部１４に近接する位置にヒートポンプ３０の吸気口３３が位置するので、そのヒートポンプ３０の周辺の中では一番温まった空気１が集まった場所に吸気口３３を設置することができる。それにより、光発電パネル１０の熱を効率的にヒートポンプ３０に集め、貯湯４の熱に変換することができる。

さらに、本実施形態のソーラー発電給湯システム１００は、最前列のヒートポンプ３０から最後尾の光発電パネル１０にかけて空気１の冷却と加温を繰り返しながら、発電と貯湯４の加熱を行っている。集合住宅２００では、１世帯毎にヒートポンプ３０と光発電パネル１０を所有している。
例えば、前方にヒートポンプ３０をまとめて置き、後方に光発電パネル１０をまとめて置くように配置すると、前に置かれた排気口３４の近くに吸気口３３があるヒートポンプ３０や、後方や中央に位置する光発電パネル１０の効率が低下する。そのため、同じ装置を使っていても、ヒートポンプ３０や光発電パネル１０の設置位置によって、加熱効率や発電効率のばらつきが出来てしまい、家庭によって電気料金の削減率がばらついて、不公平になる可能性がある。

しかし、本実施形態のソーラー発電給湯システム１００は、どの位置に設置されたヒートポンプ３０であっても、光発電パネル１０や屋上の床面で温められた空気１から同じように吸熱することができる。同様に本実施形態のソーラー発電給湯システム１００は、どの位置に設置された光発電パネル１０であっても同じようにヒートポンプ３０の冷風２で冷却されながら発電することができる。そのため、ヒートポンプ３０や光発電パネル１０が設置される位置に関係なく、それらの加熱効率や発電効率を揃えることができる。これにより、世帯毎の電気料金の削減率を公平にすることができる。

その他の本実施形態の構成、製造方法、及び効果は、第１実施形態又は第２実施形態と同様である。

上述した本発明によれば、気温が高い日に光発電パネル１０が太陽光で熱せられていても、ヒートポンプ３０の冷排熱を含む冷風２を光発電パネル１０の裏面１２に当てて光発電パネル１０を冷却するので、光発電パネル１０の発電効率を向上させることができる。これにより、冷風２を当てない場合よりも、光発電パネル１０の発電効率を向上させることができる。

また、ヒートポンプ３０と光発電パネル１０の間の熱媒が気体（空気１）なので、気温が低い環境であっても凍結のおそれがない。その上、熱媒が空気１なので、大気中から熱媒を取り込み、大気中へ放出できることにより、熱媒を循環させず、熱容量を熱媒に蓄積させない。そのため、本発明によれば、ヒートポンプ３０の作動が停止する可能性が低く、光発電パネル１０の発電効率が低下する可能性も低い。

そのため、年間を通じてヒートポンプ３０を稼働させることができるので、一年中、光発電パネル１０に冷風を当てることができる。その上、一年中ヒートポンプ３０を稼働させることができるので、風が吹かない日であっても、冷風で気流を起させ、光発電パネル１０を冷却することができる。
したがって、上述した本発明によれば、光発電パネル１０の発電効率を一年中向上させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで種々に変更できることは勿論である。

１ 空気、２ 冷風、３ 熱媒体、４ 貯湯、
１０ 光発電パネル、１１ 表面、１２ 裏面、
１３ 一端部、１４ 他端部、１５ フィン、
２０ ヒートポンプ型給湯器、３０ ヒートポンプ、
３３ 吸気口、３４ 排気口、
３５ 圧縮機、３６ 液体熱交換器、３７ 膨張器、
３８ 気体熱交換器、３９ 風路、
４０ 貯湯タンク、４１ 循環ライン、
１００ ソーラー発電給湯システム、２００ 集合住宅、
ＴＨ 凝縮温度、ＴＬ 蒸発温度

Claims (6)

1. 前方の上方に表面を向けて傾斜し該表面で受けた太陽光で発電する複数の光発電パネルと、
   前記光発電パネルに隣接して設置され、周囲の空気から吸熱した熱を利用して湯を沸かす複数のヒートポンプ型給湯器と、を備え、
   前記ヒートポンプ型給湯器は、前方から前記空気を吸入し該空気から吸熱したことによって該空気が冷却された冷風を後方へ送気するヒートポンプを有し、
   前記ヒートポンプと前記光発電パネルは、前後方向に交互に配置され、
   前後を前記光発電パネルで挟まれた前記ヒートポンプは、その前方に位置する光発電パネルの熱によって温められた前記空気から吸熱し、該吸熱によって得られた冷風を該ヒートポンプの後方に位置する前記光発電パネルの裏面に当てる、ソーラー発電給湯システム。
2. 前記ヒートポンプは、前記空気を吸入する吸気口と、前記冷風を送気する排気口と、を異なる側面に有し、
   前記冷風は、前記光発電パネルの前端部から前記裏面へ向けて送り込まれる、請求項１に記載のソーラー発電給湯システム。
3. 前記光発電パネルは、その前記前端部から後端部へ向けて延び前記裏面から下方へ延びる板状の複数のフィンを有する、請求項２に記載のソーラー発電給湯システム。
4. 前記ヒートポンプは、圧縮機、液体熱交換器、膨張器、気体熱交換器、及び前記吸気口から吸入された前記空気を前記気体熱交換器へ送気する風路を有し、内部を熱媒体が循環するものであり、
   さらに前記ヒートポンプ型給湯器は、貯湯を内部に保有する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクと前記液体熱交換器との間で前記貯湯を循環し、前記熱で前記貯湯を加熱する循環ラインと、を備える、請求項２に記載のソーラー発電給湯システム。
5. 請求項１～４のうちの何れか一項に記載のソーラー発電給湯システムを屋上に備える、集合住宅。
6. 前方の上方に表面を向けて傾斜し該表面で受けた太陽光で発電する複数の光発電パネルと、
   周囲の空気を吸入し、該空気から吸熱し、その熱を利用して湯を沸かす複数のヒートポンプ型給湯器と、を用意し、
   前記ヒートポンプ型給湯器は、前方から前記空気を吸入する吸気口と、該空気から吸熱したことによって前記空気が冷却された冷風を後方へ送気する排気口と、を有するヒートポンプを有するものであり、
   前記ヒートポンプと前記光発電パネルとを、前後方向に交互に配置し、
   前後を前記光発電パネルで挟まれた前記ヒートポンプを、その前方に位置する光発電パネルの熱によって温められた前記空気から吸熱し該吸熱によって得られた冷風を該ヒートポンプの後方に位置する前記光発電パネルの裏面に当てるように配置する、ソーラー発電給湯システムの製造方法。
   

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