JP7360588B1 - Solar power generation/solar heat collection module - Google Patents
Solar power generation/solar heat collection module Download PDFInfo
- Publication number
- JP7360588B1 JP7360588B1 JP2022130803A JP2022130803A JP7360588B1 JP 7360588 B1 JP7360588 B1 JP 7360588B1 JP 2022130803 A JP2022130803 A JP 2022130803A JP 2022130803 A JP2022130803 A JP 2022130803A JP 7360588 B1 JP7360588 B1 JP 7360588B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- thin
- panel
- pipe
- solar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 11
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 2
- 241001247986 Calotropis procera Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 1
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】太陽エネルギーを電気と熱の両方を効率的に利用出来る一体型の太陽光発電・太陽熱集熱モジュールの提供。【解決手段】太陽光面に断熱透明ガラス、裏面に薄型断熱パネル、周辺を断熱枠で構成した断熱筐体の中に薄型太陽光発電パネルを組込み、太陽光による発電と断熱筐体内に主に赤外線により発生する未利用の熱を熱伝導率の高いヒートパイプによる集熱および薄型太陽光発電パネルの表面に発生する熱を気体の対流作用により集熱し、熱交換パイプで熱媒体と熱交換を行う太陽エネルギーを電気と熱として高効率で利用できる一体型の太陽光発電・太陽熱集熱モジュールを構築。【選択図】図1[Problem] To provide an integrated solar power generation/solar thermal collection module that can efficiently utilize solar energy as both electricity and heat. [Solution] A thin photovoltaic power generation panel is built into an insulated casing consisting of an insulating transparent glass on the solar surface, a thin insulated panel on the back side, and an insulated frame around the periphery. The unused heat generated by infrared rays is collected by a heat pipe with high thermal conductivity, the heat generated on the surface of a thin solar power generation panel is collected by gas convection, and the heat is exchanged with a heat medium by a heat exchange pipe. We have built an integrated solar power generation/solar heat collection module that can use solar energy efficiently as electricity and heat. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、太陽エネルギーを電気と熱として高効率で利用する太陽光発電・太陽熱集熱モジュールに関する。 The present invention relates to a solar power generation/solar heat collection module that utilizes solar energy as electricity and heat with high efficiency.
太陽エネルギーは主に太陽光発電パネルによる電気と、太陽熱集熱器による熱として利用している。一般的に使用されている太陽光発電パネルは太陽光の主に赤外線による熱が有効に利用されていない。
太陽エネルギーはほとんどの場合、電気および熱して両方使われ、別々の設備の設置は設置場所・設備費・工事費・管理等の問題点が多い。Solar energy is mainly used as electricity from photovoltaic panels and heat from solar collectors. Generally used photovoltaic panels do not effectively utilize the heat generated by sunlight, mainly infrared rays.
In most cases, solar energy is used for both electricity and heating, and installing separate equipment has many problems such as installation location, equipment costs, construction costs, and management.
太陽エネルギーを高効率で電気と熱の両方が利用出来る一体型の太陽光発電・太陽熱集熱モジュールの構築が課題。 The challenge is to construct an integrated solar power generation/solar heat collection module that can use solar energy as both electricity and heat with high efficiency.
上記目標を達成するために、本発明は、太陽光側に断熱透明ガラス、裏側に薄型断熱パネル、外周を断熱枠で構成した断熱筐体の中に薄型太陽光発電パネルを組込み、太陽光による発電と断熱筐体内に太陽光の主に赤外線により発生する未利用の熱を熱伝導率の高いヒートパイプによる集熱および気体の対流作用により集熱し、熱交換パイプで熱媒体と熱交換を行う、太陽エネルギーを電気と熱として高効率で利用できる太陽光発電・太陽熱集熱モジュールを構築する。 In order to achieve the above goals, the present invention incorporates a thin photovoltaic power generation panel into an insulating casing consisting of an insulating transparent glass on the sunlight side, a thin insulating panel on the back side, and an insulating frame around the outer periphery. Power generation and the unused heat generated by sunlight, mainly infrared rays, inside the insulated casing is collected using heat pipes with high thermal conductivity and gas convection, and is exchanged with a heat medium using heat exchange pipes. , we will build a solar power generation/solar heat collection module that can use solar energy as electricity and heat with high efficiency.
太陽光による発電と集熱が一体型なので電気と熱が高効率で有効に利用でき、設置場所・設備費・工事費・管理等の問題も少なくて済む。
断熱筐体内での集熱なので外部への放熱や寒気などの外気の影響が少なく高い集熱効率を維持する。また集熱により薄型太陽光発電パネルの温度上昇が抑えられ発電効率および寿命の向上が計れる。Since solar power generation and heat collection are integrated, electricity and heat can be used efficiently and effectively, and there are fewer problems with installation locations, equipment costs, construction costs, management, etc.
Since the heat is collected within the insulated casing, there is less heat radiation to the outside and less influence from outside air such as cold air, maintaining high heat collection efficiency. Heat collection also suppresses the temperature rise of thin solar panels, improving power generation efficiency and lifespan.
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の正面、図2~5は断面を示す。太陽光側に図6に示す断熱透明ガラス1、例えば2枚の厚さ3mmの耐熱強化透明ガラスの間に外径0.5mm厚さ0.2mmのチップを約20mmピッチで全面に配置して0.2mmの極小隙間を設け、外周を封着材で封止した真空断熱透明ガラス。裏側に図7に示す薄型断熱パネル2、例えば2枚の厚さ1mmのアルミニウム薄板の間に外径0.5mm厚さ0.2mmのチップを約20mmピッチで全面に配置して0.2mmの極小隙間を設け、外周を封着材で封止した真空薄型断熱パネルを配置する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the front view of the present invention, and FIGS. 2 to 5 show cross sections. On the sunlight side, chips with an outer diameter of 0.5 mm and a thickness of 0.2 mm are arranged on the entire surface at a pitch of about 20 mm between two pieces of heat-resistant tempered
図1に示すように外周に断熱枠3、例えば剛性と断熱性を備えたアルミ・樹脂複合の断熱枠。防水のため断熱枠3と断熱透明ガラス1および薄型断熱パネル2の間にゴムパッキン3bを入れ断熱筐体を構成する。 As shown in FIG. 1, the outer periphery is a
図2~5に示すように断熱筐体の中に図8に示す薄型太陽光発電パネル4を組込み、薄型太陽光発電パネル4の太陽光側と断熱透明ガラス1との間に対流隙間を設ける。薄型太陽光発電パネル4は断熱透明ガラス1に接触しない状態で配置されている。薄型太陽光発電パネル4の上下端部と断熱枠3との間にスペーサ3aを入れ対流隙間を設けている。薄型太陽光発電パネルは例えば結晶シリコン薄型太陽光発電パネル厚さ3mmを使用。 As shown in FIGS. 2 to 5, the thin
図2~5に示すように薄型太陽光発電パネル4の裏側と薄型断熱パネル2の間に対流空間を設けその中にヒートパイプ5を組込む。ヒートパイプ5は薄型太陽光パネル4と薄型断熱パネル2との間に形成される対流空間において、前記薄型太陽光パネルおよび前記薄型断熱パネルに接触しない状態で配置されていてヒ―トパイプ5の組込みも容易に行える。ヒートパイプ5の先端部を図2に示す断熱枠3のヒートパイプ位置決め用穴に挿入して位置決めを行なう。 As shown in FIGS. 2 to 5, a convection space is provided between the back side of the thin solar
図1、9に示すように太さ約8mmのヒートパイプ5を断熱筐体の全面に約150mmピッチで8本前後を配置、集熱効率を上げるためヒートパイプ5の上端領域を除いて薄板幅狭フィン5a付としている。図4に示すように薄板幅狭フィン5a付ヒートパイプ5と隣接する前記ヒートパイプの間は広く開いているため対流は自由に行える。 As shown in Figures 1 and 9, about 8
図9に示すようにヒートパイプ5の上端領域は薄板幅広フィン5b付としている。薄板幅広フィン5bはヒートパイプ5と熱交換パイプ6との伝熱効率を上げるためと、図3,5に示すように熱交換により交換パイプ6前後の対流の上昇と下降の温度差のある気体の混合を防ぐための隔壁として機能させるため、薄板幅広フィン5bと隣接する薄板幅広フィンとは組込みのため最小の約1mmの隙間とし、図10に示すように薄板幅広フィン5bの下端は薄型太陽光発電パネル4側に折り曲げ隙間を狭くしている。 As shown in FIG. 9, the upper end region of the
図11に示す熱交換パイプ6は熱交換効率を上げるため、外面フィン6a、内面フィン6b付とする。例えば銅製の内面フィン付パイプに3Dプリンターにより外面にリング状のフィンを多列に成形する。3Dプリンターは多様な造形ができ伝熱表面積を増やすことも可能。 The
図1~5示すようにヒートパイプ5は薄型太陽光発電パネル4の裏側と薄型断熱パネル2との間に設けた対流空間に組込み、前記熱交換パイプは断熱枠3の上部に組込む。防水のため断熱枠3と前記熱交換パイプ6の両端にゴムブッシュ3cを入れる。薄型太陽光電パネル4のケーブル出口に防水ケーブルコネクタ3dを使用している。 As shown in FIGS. 1 to 5, the
太陽熱集熱専用として使用する場合は図2、3に示すように薄型太陽光発電パネル4の組込み部に図12に示す薄型太陽熱集熱パネル7、例えば太陽光選択吸収塗料をアルミニウム板に焼付塗装を施した薄型太陽熱集熱パネル7を薄型太陽光発電パネル4に置換えて組込む。 When used exclusively for solar heat collection, as shown in Figs. 2 and 3, the thin solar heat collection panel 7 shown in Fig. 12 is applied to the integrated part of the thin solar
図2、3に示すように薄型太陽光発電パネル4の裏側と薄型断熱パネル2との間に設けた対流空間に太陽光の主に赤外線により発生する未利用の熱を熱伝導率の高いヒートパイプ5により集熱し、熱交換パイプ6へ伝熱する。ヒートパイプ5による集熱により降温した気体は薄型太陽光発電パネル4の下端部のスペーサ3aにより設けた対流隙間を通り薄型太陽光発電パネル4の太陽光側と断熱透明ガラス1との間の対流隙間に流入する。 As shown in Figures 2 and 3, unused heat generated mainly by infrared rays of sunlight is transferred to the convection space provided between the back side of the thin solar
図2、3に示すように薄型太陽光発電パネル4の太陽光側に発生する熱は薄型太陽光発電パネル4と断熱透明ガラス1との間の対流隙間を前記対流空間より流入しる降温した気体で集熱・昇温しながら上昇、薄型太陽光発電パネルの上端部のスペーサ3aにより設けた対流隙間を通り、対流隙間を上昇、外面フィン6a付熱交換パイプ6の外周を回り伝熱する。降温した気体は対流隙間を経由し対流空間を下降、対流を繰返す。外面フィン6a付熱交換パイプ6で集熱した熱は内面フィン6b熱交換パイプ6の中を通る熱媒体と高効率で熱交換を行なう。 As shown in FIGS. 2 and 3, the heat generated on the sunlight side of the thin
断熱筐体内での集熱なので外部への放熱や寒気などの外気の影響が少なく高い集熱効率を維持する。また集熱により前記薄型太陽光発電パネルの温度上昇が抑えられ発電効率および寿命の向上が計れる。
平板式なので、設置方法、設置場所の自由度が高く、例えば太陽光自動追尾式架台に搭載すると太陽光の入斜角が垂直となり、発電および集熱の効率がさらに上がる。Since the heat is collected within the insulated casing, there is less heat radiation to the outside and less influence from outside air such as cold air, maintaining high heat collection efficiency. In addition, heat collection suppresses the temperature rise of the thin solar power generation panel, improving power generation efficiency and lifespan.
Since it is a flat plate type, there is a high degree of freedom in how and where it can be installed.For example, if it is mounted on an automatic solar tracking mount, the angle of incidence of sunlight will be vertical, further increasing the efficiency of power generation and heat collection.
発電した電気は二次電池に蓄えることができ、必要な時に電気機器の動力源として利用。集熱した熱は温水や熱空気などとして断熱タンクに蓄える事が出来、必要な時に給湯、空調などに利用出来る。
太陽光発電・太陽熱集熱モジュールは戸建・集合住宅、福祉施設、宿泊施設、公衆浴場、温水プール、植物工場、養殖場など幅広く利用出来る。The generated electricity can be stored in secondary batteries and used as a power source for electrical equipment when needed. The collected heat can be stored in an insulated tank as hot water or hot air, and can be used for hot water supply, air conditioning, etc. when needed.
Solar power generation/solar heat collection modules can be used in a wide range of areas, including single-family homes and apartment complexes, welfare facilities, accommodation facilities, public baths, heated pools, plant factories, and aquaculture farms.
1・・・断熱透明ガラス
2・・・薄型断熱パネル
3・・・断熱枠
3a・・スペーサ
3b・・ゴムパッキン
3c・・ゴムブッシュ
3d・・防水ケーブルコネクタ
4・・・薄型太陽光発電パネル
5・・・ヒートパイプ
5a・・薄板幅狭フィン
5b・・薄板幅広フィン
6・・・熱交換パイプ
6a・・外面フィン
6b・・内面フィン
7・・・薄型太陽熱集熱パネル1... Insulating
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022130803A JP7360588B1 (en) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Solar power generation/solar heat collection module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022130803A JP7360588B1 (en) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Solar power generation/solar heat collection module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7360588B1 true JP7360588B1 (en) | 2023-10-13 |
JP2024020111A JP2024020111A (en) | 2024-02-14 |
Family
ID=88242132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022130803A Active JP7360588B1 (en) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Solar power generation/solar heat collection module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7360588B1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4686961A (en) | 1985-11-01 | 1987-08-18 | John D. Garrison | Integrated solar thermal energy collector system |
JP2013122370A (en) | 2011-11-08 | 2013-06-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Solar water heater |
US20130160758A1 (en) | 2011-12-25 | 2013-06-27 | Kunshan Jue-Chung Electronics Co., Ltd. | Heat-pipe solar collector and sealing assembly thereof |
CN110375443A (en) | 2019-07-24 | 2019-10-25 | 中原工学院 | A kind of flexible photovoltaic sunshade accumulating integrated device and solar thermal utilization system |
CN215378868U (en) | 2021-03-30 | 2021-12-31 | 西南交通大学 | Multifunctional evaporation cooling heat pipe type photovoltaic photo-thermal system |
-
2022
- 2022-08-01 JP JP2022130803A patent/JP7360588B1/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4686961A (en) | 1985-11-01 | 1987-08-18 | John D. Garrison | Integrated solar thermal energy collector system |
JP2013122370A (en) | 2011-11-08 | 2013-06-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Solar water heater |
US20130160758A1 (en) | 2011-12-25 | 2013-06-27 | Kunshan Jue-Chung Electronics Co., Ltd. | Heat-pipe solar collector and sealing assembly thereof |
CN110375443A (en) | 2019-07-24 | 2019-10-25 | 中原工学院 | A kind of flexible photovoltaic sunshade accumulating integrated device and solar thermal utilization system |
CN215378868U (en) | 2021-03-30 | 2021-12-31 | 西南交通大学 | Multifunctional evaporation cooling heat pipe type photovoltaic photo-thermal system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2024020111A (en) | 2024-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102646742B (en) | Plate heat tube type solar photovoltaic-photothermal composite heat collector and production process thereof | |
US9082913B2 (en) | Solar panel housing | |
Avezov et al. | A review on photovoltaic-thermal (PV-T) air and water collectors | |
CN108603690B (en) | Air heat collection type PVT heat collector | |
KR101955774B1 (en) | Apparatus for collecting solar heat with solar photovoltaic and solar heat collection | |
KR20100007240A (en) | Pv module using heat of air | |
CN103062913A (en) | Flat-panel solar photovoltaic water-heating air-heating compound heat collector | |
KR20170091296A (en) | Liquid Type Photohvoltaic-thermal Collector | |
CN107917542B (en) | A kind of photovoltaic and photothermal solar heat collector with porous foam metal heat exchange structure | |
JP7360588B1 (en) | Solar power generation/solar heat collection module | |
US6857425B2 (en) | Solar energy collector system | |
CN107923658B (en) | Roof slab used as heat collector | |
CN104935239A (en) | Novel solar energy photovoltaic photo-thermal integrated device | |
CN216794887U (en) | Solar power generation element array | |
JP2004317117A (en) | Solar heat collector with solar power generation function | |
KR20120027842A (en) | A generator using vaccum tube type solar collector | |
KR20100040181A (en) | Solar photovolatic power generating appartus | |
CN114440475A (en) | Solar photo-thermal utilization energy-gathering module with convex lens array | |
CN210405220U (en) | Solar cogeneration device | |
KR101214153B1 (en) | Radiation cooling device for photovoltaic module | |
JP2011119394A (en) | Solar generation heat collecting unit | |
CN101442281B (en) | Method and apparatus for using solar through photoelectric photo-thermal homobody synchronous transition | |
CN108413632B (en) | Tower type solar volumetric heat collector | |
CN105071766A (en) | Concentrating photovoltaic battery air-cooled heat dissipation system | |
CN201637169U (en) | Solar air-heating collector with high heat-collecting efficiency |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20221212 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230411 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230529 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230720 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230907 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7360588 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |