JPS5915766A - 太陽エネルギ−利用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、太陽電池と集熱コレクタを組合せた太陽エネ
ルギー利用装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

太陽エネルギーを利用する装置の１つとして、太陽電池
がある。現在生唾されている太陽′蝋池の多くは、Ｎ型
シリコン基板の表面に不純物を拡散させてＰ型１−を形
成し、Ｎ４ｍ、Ｐ型Ｉ−から電極を導出し起電力を得る
ものである。

地上に到達する太陽光線エネルギーは、波長０．４８μ
ｍ付近に最高値をもって分布している。これに対して、
上記太陽′イ池が光エネルギーを吸収して、電気エネル
ギーに変換することができる波長は、０．５〜１．０μ
ｍ捏ｉｆであり、変換効率が高い波長域は０，７〜０．
８μｍとさらに狭くなる。

したがって、入射する大雨エネルギーの他の部分は、熱
の形で吸収され、太陽電池を昇温するか大気中へ放散す
る。

現在縫産されている太陽Ｗ池の光電変換効率は最高のも
のでも１０〜１１チ程度であり、他の部分の太陽エネル
ギーは利用できないため、太陽を池の設置面積に対して
得られるエネルギー吐け、わずかなものであった。

この設置面積に対する取得エネルギー址を増大１／　、
太陽エネルギーを有効に利用する方法として集熱コレク
タと太陽電池とを組合わせたハイブリッド型コレクタが
考えられる。これは、太陽電池から得られる電気エネル
ギーに加えて、太陽′鑞池からの排熱と、太陽４池−太
陽電池の間の空間部に入射する太陽エネルギーを熱の形
で収集、利用し１つとするものである。

しかしながら、従来のハイブリッド渠熱器の集熱板は、
番属映の寒熱板に太陽電池を接着材で接着構成されてい
た。しかるにＳ＋専の結晶でできた太）身心池の熱膨張
率は４ｘ１ｏ’／’０８度で、金属に比べて１桁小さい
。このため、太１場１イ池が寒熱板からけ〈離１ッｔり
また集熱板と太陽電池の熱膨張率の・亀いにより太１匂
電池に亀裂を生じたり、漏電の問題を生じる等の欠点が
ある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記欠点に鑑みなされたもので、そのｌ」的
とするところは、集熱作用と発心作用のマツチングがと
れた広さの寒熱板を利用ｉ〜た太陽エネルギー利用装−
を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明によれば、寒熱コレクタの寒熱板として特に高分
子樹脂製の寒熱板に太陽電池を取着することにより達成
される。

〔発明の効果〕

上述の如く構成することにより、寒熱板から太陽電池が
は〈喘するようなことがなく、シかも集熱板が非金属で
あるため、電気絶縁性にも優れている。また、実熱板と
太陽電池の熱膨張率がほぼ同じ値を持つため太陽電池に
亀裂が発生しにくくなるとともに金属に比べて軽鎗であ
り、かつ据付工事が谷筋で師格も安価になる等の効果が
有る。

実施例 以下、図面を参照（−で、本発明の実施例を詳細に説明
する。第１図は本発明の太１場エネルギー利用装置を具
体例を示すシステム図であって、１はハイブリットコレ
クタである。このハイブリットコレクタ１は第２図およ
び第３図に示すような構成をしている。すなわち一方の
面が透明板１０１で覆われた扁平な空間を有するケージ
ング１０２の底には断熱材１０３が（−きつめられてい
る。この断熱材１０３の上には寒熱板１０４が載置され
、この寒熱板１０４の断熱材１０３側の面には適当な間
隔で複数本の集熱管１０５が平行に設けられている。こ
の集熱管１０５と前記集熱板１０４は例えば押し出し成
形のような加工法で一体的に形成された高分子樹脂製の
ものである。この寒熱板１０４の透明板１旧に対向した
側の面には多数の太ＩＩ　’！池１０６が接着剤１０７
を介して規則的に多数貼着されている。＠記夫々の集熱
’ｇ１０５には例えば水のような熱媒体が通流する。こ
の熱媒体が通流する集熱管１０４の両端は夫々図示しな
いヘッダ管に接続され、夫々のパイプが連通している。

そして入口へ鉛゛ダ接続管１０８より熱媒体を流入し、
出口ヘッダ接続管１０９より熱媒体が集熱−Ｗ２Ｏ３を
通過するとき集熱板１０４で加熱され、かつ太陽電池１
０６を冷却した熱媒体が取り出される。このような構造
のハイブリットコレクタ１の出口ヘッダ接続管１０９は
蓄熱槽２に接続され、蓄熱槽２で熱を蓄熱し熱を、づば
われた熱媒体はポンプ３により再び入口ヘッダ接続管１
０８を介してハイブリットコレクタ１に送られ集熱管１
０５を通流しながら太陽エネルギーを吸収する。一方前
記夫々の太陽電池１０６は夫々の１池に設けら江た成極
１１０をその用途に応じた特定の関係に接続され、そし
てケージング１０２の脇に設けられた起電力取り出し用
のコンセント＋１１１３より直流電圧出力が得られる。

この直流磁圧を直−交流変換器４に供給し、交流電圧に
変換した磁圧出力を負荷５に供給し駆動している。また
この負荷には必要に応じて商用電源６でも駆動可能なよ
うに商用電源６が接続されている。なお、７は補助熱源
で、蓄熱槽２で不足した熱を補い、蓄熱槽２からの熱エ
ネルギーを熱負荷８に供給している。

以上説明１〜だような構成を有する本発明の太陽エネル
ギー利用装置の作用を説明する。

通常、ｊ虱呂および洗面、食器洗等の給湯に使用する１
日の温水の目は半均的に６０′０の温水を４００！準備
すれば充分とされている。ｔた太陽電池の発′１効率η
二１０俤として太陽電池の寒熱面積を１０ゴとすれば太
陽エネルギーの１ｄ当りの最大エネルギーはＩＫｗ／ｒ
ｒｔとされているので、１０７７１’の太陽電池からは
、１１Ｇ％’の発成々力が得られ８６０ＫｃａＪ／ｈの
エネルギーが得られる。これは、１．５馬カクラスの冷
房専用のエアコンを駆動出来る（力である。

このときに熱媒体として１０゛０の水がハイブリットコ
レクタ１に流入するとすれば、４００１の水を６０　’
０−４でに１７口熱する１では２　Ｑ、ＯＯＯ［（ｃａ
６．／ｄ　（Ｄ　エネルギーが必要となる。

そこで、集熱板が金属板の部会はその集熱効率η：５０
％とし、集熱時間を８時間とすれば：３４，４００　Ｋ
ｃａｌ、／ｄ　ｘネルギーが得られろ。

これにてＪ　して、本鏑明の高分子樹脂製の電熱板によ
れば、集熱効率け４２３０％でυ属に比べて低いが、８
時間の側転で２０．６４０Ｋｃａぎ／ｄの熱着が得られ
乙。

即ち、象属と高分子樹脂製の集熱板とを比較すれば、金
属の場合は１日に必要な温水を加熱するために必要な熱
着得るには集熱面積が広すぎることを意味していること
になる。集熱面積を狭くすると発電面積が不足すること
になる。これに対して高分子樹脂製の集熱板は１日に必
要な温水の１に対して集熱面積と発電面積とのマツチン
グがよく、この高分子樹脂製の集熱板を１史用すれば金
属板に比べて安価にしかも軽址に製作出来るため、極め
て有益である。

本発明者等は、この点に着眼して、集熱板を高分子樹脂
製とすることにより、四に集熱板と太陽電池との熱膨張
率の差が小さくなり、しかも集熱板が非金属であるため
に太陽電池相〃間の絶縁が簡単になる。更に漏電の心配
もなく、集熱板からの太陽電池のはく離が少なくなり、
更に集熱板と太陽電池の熱膨張率差により生じる電池の
亀裂を極めて少なくする作用、効果を同時に満しながら
、集熱および発電作用を接続する。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例を示し、第１図は、本発明の太陽
エネルギー利用装置の具体例を示すシステム図、第２図
は、本発明の太陽エネルギー利用装置の要部の具体例を
示す斜視図、第３図は、第２図に示す要部の具体例を示
す縦断面図である。 １・・・ハイブリットコレクタ、１ｏ１・・・透明板、
１０２・・・クーシング、１０３・・・断熱材、１０４
・・・集熱板、１０５・・・集熱管、１０６・・・太陽
１！池。 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■透光性容器内に熱媒体路を配設し、この熱媒体路に集
   熱板を熱伝的に取着し、該集熱板に太陽１池を取付けて
   なる太陽エネルギー利用装装置において、上記集熱板を
   非金属材料で構成１７てなることを特徴とする太陽エネ
   ルギー利用装置。 ■前記非金属材料製の集熱板として高分子樹脂製の集熱
   板とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   太陽エネルギー利用装置。