JPH03266477A - 太陽エネルギー収集装置 - Google Patents
太陽エネルギー収集装置Info
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- JPH03266477A JPH03266477A JP2065227A JP6522790A JPH03266477A JP H03266477 A JPH03266477 A JP H03266477A JP 2065227 A JP2065227 A JP 2065227A JP 6522790 A JP6522790 A JP 6522790A JP H03266477 A JPH03266477 A JP H03266477A
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- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 16
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は太陽光から電気エネルギーと熱エネルギーとを
同時に収集する太陽エネルギー収集装置に関する。
同時に収集する太陽エネルギー収集装置に関する。
（ロ）従来の技術
太陽光から電気エネルギーと熱エネルギーとを同時に収
集するものとして、例えばＵ Ｓ Ｐ ４，３３４゜１
２０号が存在する。ところがこの収集装置によると、太
陽エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は高
温状態では変換効率が低いので低温に保つ必要がある一
方、太陽エネルギーを熱エネルギーに変換する個所に於
ては高温状態を保つ必要があり、相反する要求を同時に
満たさなければならない問題点を抱えている。
集するものとして、例えばＵ Ｓ Ｐ ４，３３４゜１
２０号が存在する。ところがこの収集装置によると、太
陽エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は高
温状態では変換効率が低いので低温に保つ必要がある一
方、太陽エネルギーを熱エネルギーに変換する個所に於
ては高温状態を保つ必要があり、相反する要求を同時に
満たさなければならない問題点を抱えている。
このような問題点に鑑みて、本特許出願人は平成２年１
月３０日付で、電気エネルギーと熱エネルギーとを同時
に効率よく収集する構成を提案した。その新しく提案さ
れた構成は第３図に示すように、太陽光を電気エネルギ
ーに変換する太陽電池２０を部分的に有する透明基板２
１と、その透明基板２１と間隔を置いて設けれられた吸
熱板２２と、この吸熱板２２と透明基板２１との間に設
けられた透光板２３と、から構成されていて、太陽電池
２０で太陽光を電気エネルギーに変換すると共に、太陽
電池２０が存在しない個所に到来した太陽光は透明基板
２１、透光板２３を経て吸熱板２２に到達して熱エネル
ギーに変換される。
月３０日付で、電気エネルギーと熱エネルギーとを同時
に効率よく収集する構成を提案した。その新しく提案さ
れた構成は第３図に示すように、太陽光を電気エネルギ
ーに変換する太陽電池２０を部分的に有する透明基板２
１と、その透明基板２１と間隔を置いて設けれられた吸
熱板２２と、この吸熱板２２と透明基板２１との間に設
けられた透光板２３と、から構成されていて、太陽電池
２０で太陽光を電気エネルギーに変換すると共に、太陽
電池２０が存在しない個所に到来した太陽光は透明基板
２１、透光板２３を経て吸熱板２２に到達して熱エネル
ギーに変換される。
（ハ）発明が解決しようとした課題
この新しく提案された構成によれば、電気エネルギーと
熱エネルギーとが同時に得られるものの、電気エネルギ
ーの収集に寄与するのは、透明基板２１に設けられた太
陽電池に照射される太陽光のみであり、また熱エネルギ
ーの収集に寄与するのは、透明基板２１の太陽電池２０
が存在しない個所を透過してきた太陽光のみであるので
、双方のエネルギー収集効率としては、電気エネルギー
、並びに熱エネルギー単独で収集する構成のものに比し
て低いものであった。
熱エネルギーとが同時に得られるものの、電気エネルギ
ーの収集に寄与するのは、透明基板２１に設けられた太
陽電池に照射される太陽光のみであり、また熱エネルギ
ーの収集に寄与するのは、透明基板２１の太陽電池２０
が存在しない個所を透過してきた太陽光のみであるので
、双方のエネルギー収集効率としては、電気エネルギー
、並びに熱エネルギー単独で収集する構成のものに比し
て低いものであった。
本発明はこの電気、並びに熱エネルギー収集効率の向上
を目的として為されたものである。
を目的として為されたものである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、透光性基板の裏面に設ける太陽電池に、太陽
光のうち、主として可視光域にて光−電気変換を行い、
赤外光域は透過する特性を持たせている。
光のうち、主として可視光域にて光−電気変換を行い、
赤外光域は透過する特性を持たせている。
（ホ）作用
本発明によれば、太陽光のうち、熱エネルギーは余り含
まれていない可視光域にて光−電気変換が行われ、また
光−電気変換に余り寄与しない赤外光域にて光−熱変換
が行われるので、電気、並びに熱エネルギーの双方の収
集効率の向上が図れる。
まれていない可視光域にて光−電気変換が行われ、また
光−電気変換に余り寄与しない赤外光域にて光−熱変換
が行われるので、電気、並びに熱エネルギーの双方の収
集効率の向上が図れる。
（へ）実施例
第１図は本発明太陽エネルギー収集装置の断面図であっ
て、１はガラスなどの透光性基板で、その裏面全面にわ
たってアモルファスシリコンを主構成要素とした薄膜状
の太陽電池２が設けられている。この太陽電池２は透光
性基板１側から、透明導電膜３、アモルファスシリコン
層４、透明導電膜５が順次積層されて構成されている。
て、１はガラスなどの透光性基板で、その裏面全面にわ
たってアモルファスシリコンを主構成要素とした薄膜状
の太陽電池２が設けられている。この太陽電池２は透光
性基板１側から、透明導電膜３、アモルファスシリコン
層４、透明導電膜５が順次積層されて構成されている。
そしてこのアモルファスシリコン層４は、Ｐ−Ｉ−Ｎの
三層から成っている。６はこの太陽電池ｌの背面に該太
陽電池２と間隔を置いて設けられた熱吸収板で、その表
面には黒色塗料が塗布されている。
三層から成っている。６はこの太陽電池ｌの背面に該太
陽電池２と間隔を置いて設けられた熱吸収板で、その表
面には黒色塗料が塗布されている。
７はこの熱吸収板６と透光性基板ｌとの間に配置された
光透過性断熱材で、この光透過性断熱材７は透光性基板
１を透過してくる可視光は通すが、熱吸収板６から到来
する赤外線は遮断して熱吸収板６側に再反射する機能を
持っている。そしてこの光透過性断熱材７と透光性基板
１との間で冷却ダクト８を構成し、また光透過性断熱材
７と熱吸収板６とで吸熱ダクト９を構成しており、冷却
ダクト８には透光性基板ｌの裏面に設けられた太陽電池
２を冷却する冷却風１０が流されており、また吸熱ダク
ト９には熱吸収板６にて吸収された熱を熱利用個所に運
搬する加熱風１１が流れるよう構成されている。
光透過性断熱材で、この光透過性断熱材７は透光性基板
１を透過してくる可視光は通すが、熱吸収板６から到来
する赤外線は遮断して熱吸収板６側に再反射する機能を
持っている。そしてこの光透過性断熱材７と透光性基板
１との間で冷却ダクト８を構成し、また光透過性断熱材
７と熱吸収板６とで吸熱ダクト９を構成しており、冷却
ダクト８には透光性基板ｌの裏面に設けられた太陽電池
２を冷却する冷却風１０が流されており、また吸熱ダク
ト９には熱吸収板６にて吸収された熱を熱利用個所に運
搬する加熱風１１が流れるよう構成されている。
ここでこの太陽エネルギー収集装置の具体的な構成につ
いて説明しておく。透光性基板１は厚さ２、０ｍ＋ｎの
透明ガラスから成っており、この透光性基板■の裏面の
太陽電池２は、膜厚５０００ Ａ程度の透明導電膜３、
プラズマ反応にて形成されたそれぞれ約５０人、３００
０人、２００人のアモルファスシリコンのＰ−１−Ｎの
三層４、膜厚２０００人の透明導電膜５から構成されて
いる。このように構成された太陽電池２は、波長０ 、
６ ｐｍ前後の可視光域にピーク感度を持つと共に、熱
エネルギーを多く含む赤外光域は殆ど透過する特性を示
す。
いて説明しておく。透光性基板１は厚さ２、０ｍ＋ｎの
透明ガラスから成っており、この透光性基板■の裏面の
太陽電池２は、膜厚５０００ Ａ程度の透明導電膜３、
プラズマ反応にて形成されたそれぞれ約５０人、３００
０人、２００人のアモルファスシリコンのＰ−１−Ｎの
三層４、膜厚２０００人の透明導電膜５から構成されて
いる。このように構成された太陽電池２は、波長０ 、
６ ｐｍ前後の可視光域にピーク感度を持つと共に、熱
エネルギーを多く含む赤外光域は殆ど透過する特性を示
す。
この太陽電池２を有する透光性基板Ｉと光透過性断熱材
７との間の冷却ダクト８の間隔は３０ｍｍ、また光透過
性断熱材７と熱吸収板６との間隔は３０■に設定されて
いる。尚、この光透過性断熱材７は、ガラス、成るいは
アクリル、透明塩化ビニルポリカーボネイト、ＰＥＴ等
のプラスチック板、もしくはそれらの複合材にて構成さ
れている。
７との間の冷却ダクト８の間隔は３０ｍｍ、また光透過
性断熱材７と熱吸収板６との間隔は３０■に設定されて
いる。尚、この光透過性断熱材７は、ガラス、成るいは
アクリル、透明塩化ビニルポリカーボネイト、ＰＥＴ等
のプラスチック板、もしくはそれらの複合材にて構成さ
れている。
而して斯る構成の太陽エネルギー収集装置を家屋の屋根
などに配置し、太陽光の照射を受けると、太陽光のうち
、熱エネルギーを余り含まない可視光域は太陽電池２に
て光−電気変換され、その太陽電池２から電気エネルギ
ーとして取り出され、一方、太陽電池２にて光−電気変
換に寄与しなかった熱エネルギーを多く含む赤外光域は
この太陽電池２を透過し、冷却ダクト８、光透過性断熱
材７、吸熱ダクト９を経て熱吸収板６に達し、光−熱変
換され、この熱吸収板６近傍の吸熱ダクト９内を流れる
加熱風１１を加熱して暖房機器や吸収式冷却機器などの
熱利用個所に熱運搬される。
などに配置し、太陽光の照射を受けると、太陽光のうち
、熱エネルギーを余り含まない可視光域は太陽電池２に
て光−電気変換され、その太陽電池２から電気エネルギ
ーとして取り出され、一方、太陽電池２にて光−電気変
換に寄与しなかった熱エネルギーを多く含む赤外光域は
この太陽電池２を透過し、冷却ダクト８、光透過性断熱
材７、吸熱ダクト９を経て熱吸収板６に達し、光−熱変
換され、この熱吸収板６近傍の吸熱ダクト９内を流れる
加熱風１１を加熱して暖房機器や吸収式冷却機器などの
熱利用個所に熱運搬される。
そして冷却ダクト８には図示しないファンなどから冷却
風１０が強制的に送り込まれており、その冷却風１０に
よって太陽電池２は背面から冷却されている。
風１０が強制的に送り込まれており、その冷却風１０に
よって太陽電池２は背面から冷却されている。
一方、熱吸収板６の表面は黒色塗料が塗布されているの
で太陽光の照射を受けると赤外線を吸熱ダクト９側に発
射するが、その赤外線は光透過性断熱材７に到達すると
冷却ダクト８側には透過せず、再度吸熱ダクト９側に反
射し、太陽電池２が熱吸収板６からの赤外線によって加
熱されることはない。従って光−熱変換に於ては熱が吸
熱ダクト９外に赤外線の形で出てしまう確率は少なくな
り、光−熱変換効率の低下は防止されると共に、光−電
気変換に於ては太陽電池２の加熱が抑えられるので、光
−電気変換効率も低下することもない 尚、光−熱エネルギー変換効率を向上させるために、第
２図に示すように冷却ダクト８を流れて太陽電池２を冷
却した冷却風ｌＯを外部に排気せず、吸熱ダクト９に導
いて加熱風１１とした方法も考えられる。斯る構成を採
ることによって、太陽電池２を冷却することによって僅
かではあるが予熱された冷却風ＩＯが吸熱ダクト９内で
更に加熱されるので、予熱を受けない風を導入するより
、吸熱ダクト９から得られる加熱風１１の温度を高める
ことができる。
で太陽光の照射を受けると赤外線を吸熱ダクト９側に発
射するが、その赤外線は光透過性断熱材７に到達すると
冷却ダクト８側には透過せず、再度吸熱ダクト９側に反
射し、太陽電池２が熱吸収板６からの赤外線によって加
熱されることはない。従って光−熱変換に於ては熱が吸
熱ダクト９外に赤外線の形で出てしまう確率は少なくな
り、光−熱変換効率の低下は防止されると共に、光−電
気変換に於ては太陽電池２の加熱が抑えられるので、光
−電気変換効率も低下することもない 尚、光−熱エネルギー変換効率を向上させるために、第
２図に示すように冷却ダクト８を流れて太陽電池２を冷
却した冷却風ｌＯを外部に排気せず、吸熱ダクト９に導
いて加熱風１１とした方法も考えられる。斯る構成を採
ることによって、太陽電池２を冷却することによって僅
かではあるが予熱された冷却風ＩＯが吸熱ダクト９内で
更に加熱されるので、予熱を受けない風を導入するより
、吸熱ダクト９から得られる加熱風１１の温度を高める
ことができる。
また吸熱板６、及び光透過性断熱材７に於ける断熱効果
を高めて熱損失を極力低減する方法として、これらの吸
熱板６、及び光透過性断熱材７を真空層を持つ板材にて
構成せしめることも考えられる。
を高めて熱損失を極力低減する方法として、これらの吸
熱板６、及び光透過性断熱材７を真空層を持つ板材にて
構成せしめることも考えられる。
（ト）発明の効果
本発明は以上の説明から明らかなように、透光性基板の
裏面に設ける太陽電池に、太陽光のうち、主として可視
光域にて光−電気変換を行い。
裏面に設ける太陽電池に、太陽光のうち、主として可視
光域にて光−電気変換を行い。
赤外光域は透過する特性を持たせているので、太陽光の
うち、熱エネルギーは余り含まれていない可視光域にて
光−電気変換が行われ、また光−電気変換に余り寄与し
ない赤外光域にて光−熱変換が行われ、その結果、電気
、並びに熱エネルギーの双方の収集効率を向上せしめる
ことができる。
うち、熱エネルギーは余り含まれていない可視光域にて
光−電気変換が行われ、また光−電気変換に余り寄与し
ない赤外光域にて光−熱変換が行われ、その結果、電気
、並びに熱エネルギーの双方の収集効率を向上せしめる
ことができる。
第１図は本発明太陽エネルギー収集装置の断面図、第２
図は本発明の収集効率の向上を更に図った他の実施例の
断面図、第３図は従来装置の断面図である。 ｌ・・・透光性基板、２・・・太陽電池、６・・熱吸収
板、７・・・光透過性断熱材、８・・・冷却ダクト、９
・・・吸熱ダクト。
図は本発明の収集効率の向上を更に図った他の実施例の
断面図、第３図は従来装置の断面図である。 ｌ・・・透光性基板、２・・・太陽電池、６・・熱吸収
板、７・・・光透過性断熱材、８・・・冷却ダクト、９
・・・吸熱ダクト。
Claims (2)
- （１）透光性基板の裏面に太陽光の照射を受けると発電
する太陽電池を設けると共に、この太陽電池の背面に該
太陽電池と間隔を置いて熱吸収板を配置し、この熱吸収
板と太陽電池との間に光透過性断熱板を介在させた太陽
エネルギー収集装置において、 上記太陽電池は、太陽光のうち、主として可視光域にて
光−電気変換が行われ、赤外光域は透過する特性を持っ
ていることを特徴とした太陽エネルギー収集装置。 - （２）上記太陽電池は、透明導電膜と、アモルファスシ
リコンからなるＰ−Ｉ−Ｎ層と、透明導電膜と、から構
成されていることを特徴とした請求項（１）記載の太陽
エネルギー収集装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065227A JP2766030B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 太陽エネルギー収集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065227A JP2766030B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 太陽エネルギー収集装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03266477A true JPH03266477A (ja) | 1991-11-27 |
| JP2766030B2 JP2766030B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=13280823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2065227A Expired - Fee Related JP2766030B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 太陽エネルギー収集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2766030B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0788171A3 (en) * | 1996-01-31 | 1998-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Heat collector with solar cell and passive solar apparatus |
| AT409199B (de) * | 1999-03-25 | 2002-06-25 | Hectec Beteiligungsgesellschaf | Vorrichtung zur erzeugung von wärme und strom aus sonnenenergie |
| JP2010096468A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Misawa Homes Co Ltd | 太陽光発電集熱システム |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP2065227A patent/JP2766030B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0788171A3 (en) * | 1996-01-31 | 1998-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Heat collector with solar cell and passive solar apparatus |
| US6018123A (en) * | 1996-01-31 | 2000-01-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Heat collector with solar cell and passive solar apparatus |
| AT409199B (de) * | 1999-03-25 | 2002-06-25 | Hectec Beteiligungsgesellschaf | Vorrichtung zur erzeugung von wärme und strom aus sonnenenergie |
| JP2010096468A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Misawa Homes Co Ltd | 太陽光発電集熱システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2766030B2 (ja) | 1998-06-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |