JPH10110670A - 太陽光・熱複合発電装置 - Google Patents
太陽光・熱複合発電装置Info
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- JPH10110670A JPH10110670A JP8264144A JP26414496A JPH10110670A JP H10110670 A JPH10110670 A JP H10110670A JP 8264144 A JP8264144 A JP 8264144A JP 26414496 A JP26414496 A JP 26414496A JP H10110670 A JPH10110670 A JP H10110670A
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、太陽光のエネルギーを効率よ
く電気エネルギーに変換でき、また、太陽電池の温度上
昇を小さくできる太陽光・熱複合発電装置を提供するこ
とにある。 【解決手段】本発明は、太陽光エネルギーを電気エネル
ギーに変換する太陽電池３の裏面に、赤外線のみを透過
し可視光線を反射する赤外線選択透過層７、断熱層８、
赤外線を熱に変換する集熱電気絶縁層９、太陽熱エネル
ギーを電気エネルギーに変換する熱電素子４、電気絶縁
層６、冷却装置１１を順次積層して構成する。
く電気エネルギーに変換でき、また、太陽電池の温度上
昇を小さくできる太陽光・熱複合発電装置を提供するこ
とにある。 【解決手段】本発明は、太陽光エネルギーを電気エネル
ギーに変換する太陽電池３の裏面に、赤外線のみを透過
し可視光線を反射する赤外線選択透過層７、断熱層８、
赤外線を熱に変換する集熱電気絶縁層９、太陽熱エネル
ギーを電気エネルギーに変換する熱電素子４、電気絶縁
層６、冷却装置１１を順次積層して構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽エネルギーを電
力に変換する太陽光・熱複合発電装置に係り、特に太陽
エネルギーの有効利用に関するものである。
力に変換する太陽光・熱複合発電装置に係り、特に太陽
エネルギーの有効利用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からある太陽光・熱複合発電装置を
図７、図８に示す。なお図８は図７中にある、Ｂの詳細
図である。図中、１は太陽光、２は集光鏡、３は太陽電
池、４は熱電素子、５ａは熱電半導体、５ｂは熱電素子
電極、６は電気絶縁層であり、熱電半導体５ａ及び熱電
素子電極５ｂより熱電素子４が構成される。
図７、図８に示す。なお図８は図７中にある、Ｂの詳細
図である。図中、１は太陽光、２は集光鏡、３は太陽電
池、４は熱電素子、５ａは熱電半導体、５ｂは熱電素子
電極、６は電気絶縁層であり、熱電半導体５ａ及び熱電
素子電極５ｂより熱電素子４が構成される。
【０００３】従来の太陽光・熱複合発電装置を図７およ
び図８を参照しながら以下に説明する。従来例では、太
陽光１を集光鏡２により集光してその焦点付近に太陽電
池３、電気絶縁層６、熱電素子４を積層したものを配置
する。集光鏡２によって集光された太陽光１は、太陽電
池３により電気エネルギーに変換される。さらに、太陽
電池３に吸収されなかった光エネルギーは太陽電池３お
よび電気絶縁層６で熱エネルギーに変換され、熱電素子
４の高温側受熱面を加熱する。一方、熱電素子４の低温
側受熱面は電気絶縁層６を介して集光鏡２に接続されて
おり、集光鏡２を介して周囲に放熱する。よって、熱電
素子４の両端に温度差が発生し、熱エネルギーは電気エ
ネルギーに変換される。
び図８を参照しながら以下に説明する。従来例では、太
陽光１を集光鏡２により集光してその焦点付近に太陽電
池３、電気絶縁層６、熱電素子４を積層したものを配置
する。集光鏡２によって集光された太陽光１は、太陽電
池３により電気エネルギーに変換される。さらに、太陽
電池３に吸収されなかった光エネルギーは太陽電池３お
よび電気絶縁層６で熱エネルギーに変換され、熱電素子
４の高温側受熱面を加熱する。一方、熱電素子４の低温
側受熱面は電気絶縁層６を介して集光鏡２に接続されて
おり、集光鏡２を介して周囲に放熱する。よって、熱電
素子４の両端に温度差が発生し、熱エネルギーは電気エ
ネルギーに変換される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の太陽光・熱複合
発電装置においては、太陽電池３に集光鏡２により集光
された太陽光１が直接照射され、太陽電池３が可視光線
の波長成分を吸収し、電気エネルギーに変換する。一
方、集光された赤外線は太陽電池３を加熱した上で、電
気絶縁層６を介して熱電素子４の高温側受熱面を加熱す
ることにより温度差を発生し、熱電変換を行う。従って
太陽電池３は高温（２００℃程度）になるため、太陽電
池３は、高温動作においても良好な出力特性のものを選
定する必要がある。即ち、従来の太陽光・熱複合発電装
置に使用する太陽電池３は２００℃付近の高温でも動作
可能なガリウム−ヒ素（ＧａＡｓ）系など化合物系の太
陽電池に限定されるため、装置コストが高くなる。比較
的コストが低いシリコン（Ｓｉ）系の太陽電池を適用す
る場合、高温動作時には効率の減少が顕著であるため、
そのまま適用できないという問題点があった。
発電装置においては、太陽電池３に集光鏡２により集光
された太陽光１が直接照射され、太陽電池３が可視光線
の波長成分を吸収し、電気エネルギーに変換する。一
方、集光された赤外線は太陽電池３を加熱した上で、電
気絶縁層６を介して熱電素子４の高温側受熱面を加熱す
ることにより温度差を発生し、熱電変換を行う。従って
太陽電池３は高温（２００℃程度）になるため、太陽電
池３は、高温動作においても良好な出力特性のものを選
定する必要がある。即ち、従来の太陽光・熱複合発電装
置に使用する太陽電池３は２００℃付近の高温でも動作
可能なガリウム−ヒ素（ＧａＡｓ）系など化合物系の太
陽電池に限定されるため、装置コストが高くなる。比較
的コストが低いシリコン（Ｓｉ）系の太陽電池を適用す
る場合、高温動作時には効率の減少が顕著であるため、
そのまま適用できないという問題点があった。
【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、熱電素子を太陽電池を介さずに加熱することによ
り、太陽電池の温度を抑制できるため、太陽電池の選定
にあたり、太陽電池の温度特性に依存せず、かつ太陽光
エネルギーを有効に利用することが可能な太陽光・熱複
合発電装置を提供することを目的とする。
で、熱電素子を太陽電池を介さずに加熱することによ
り、太陽電池の温度を抑制できるため、太陽電池の選定
にあたり、太陽電池の温度特性に依存せず、かつ太陽光
エネルギーを有効に利用することが可能な太陽光・熱複
合発電装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発
明が次に挙げる新規で特徴的な構成手段を採用すること
により達成される。すなわち、本発明は、太陽光エネル
ギーを電気エネルギーに変換する太陽電池と、太陽熱エ
ネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子から構成
される太陽光・熱複合発電装置において、前記太陽電池
の太陽光受光面の裏面に設けられた赤外線のみを透過
し、可視光線を反射する特徴を有した赤外線選択透過層
と、当該赤外線選択透過層の裏面に設けられる断熱層
と、当該断熱層の裏面に設けられ、赤外線を熱に変換す
る集熱電気絶縁層と、当該集熱電気絶縁層の裏面に設け
られる前記熱電素子と、当該熱電素子の裏面に設けられ
る電気絶縁層と、当該電気絶縁層の裏面に設けられる冷
却装置とより構成されることを特徴とするものである。
明が次に挙げる新規で特徴的な構成手段を採用すること
により達成される。すなわち、本発明は、太陽光エネル
ギーを電気エネルギーに変換する太陽電池と、太陽熱エ
ネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子から構成
される太陽光・熱複合発電装置において、前記太陽電池
の太陽光受光面の裏面に設けられた赤外線のみを透過
し、可視光線を反射する特徴を有した赤外線選択透過層
と、当該赤外線選択透過層の裏面に設けられる断熱層
と、当該断熱層の裏面に設けられ、赤外線を熱に変換す
る集熱電気絶縁層と、当該集熱電気絶縁層の裏面に設け
られる前記熱電素子と、当該熱電素子の裏面に設けられ
る電気絶縁層と、当該電気絶縁層の裏面に設けられる冷
却装置とより構成されることを特徴とするものである。
【０００７】また本発明は、前記太陽光・熱複合発電装
置において、赤外線選択透過層と断熱層の間に、集光装
置を設けたことを特徴とするものである。また本発明
は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽
電池と、太陽熱エネルギーを電気エネルギーに変換する
熱電素子から構成される太陽光・熱複合発電装置におい
て、前記太陽電池の太陽光受光面の裏面に設けられた赤
外線のみを透過し、可視光線を反射する特徴を有した赤
外線選択透過層と、当該赤外線選択透過層の裏面に設け
られる断熱層と、当該断熱層の裏面に配設された集光鏡
と、当該集光鏡の焦点付近に配設され、赤外線を熱に変
換する集熱電気絶縁層と、当該集熱電気絶縁層の裏面に
設けられる前記熱電素子と、当該熱電素子の裏面に設け
られ前記集光鏡に設けられる電気絶縁層とより構成され
ることを特徴とするものである。
置において、赤外線選択透過層と断熱層の間に、集光装
置を設けたことを特徴とするものである。また本発明
は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽
電池と、太陽熱エネルギーを電気エネルギーに変換する
熱電素子から構成される太陽光・熱複合発電装置におい
て、前記太陽電池の太陽光受光面の裏面に設けられた赤
外線のみを透過し、可視光線を反射する特徴を有した赤
外線選択透過層と、当該赤外線選択透過層の裏面に設け
られる断熱層と、当該断熱層の裏面に配設された集光鏡
と、当該集光鏡の焦点付近に配設され、赤外線を熱に変
換する集熱電気絶縁層と、当該集熱電気絶縁層の裏面に
設けられる前記熱電素子と、当該熱電素子の裏面に設け
られ前記集光鏡に設けられる電気絶縁層とより構成され
ることを特徴とするものである。
【０００８】また本発明は、前記各太陽電池として、太
陽光を透過するような太陽電池セルの電極構造とするこ
とを特徴とするものである。本発明は、前記のような新
規な手段を講ずるので、赤外線により生じる熱エネルギ
ーは全て熱電素子による熱電変換に利用され、太陽電池
の温度を上昇させる要因とはならない。さらに可視光線
についても赤外線選択透過層で反射することにより、再
度太陽電池により、可視光線を電気エネルギーに変換す
ることが可能である。
陽光を透過するような太陽電池セルの電極構造とするこ
とを特徴とするものである。本発明は、前記のような新
規な手段を講ずるので、赤外線により生じる熱エネルギ
ーは全て熱電素子による熱電変換に利用され、太陽電池
の温度を上昇させる要因とはならない。さらに可視光線
についても赤外線選択透過層で反射することにより、再
度太陽電池により、可視光線を電気エネルギーに変換す
ることが可能である。
【０００９】以上のことから、太陽光エネルギーを有効
に利用できる。さらに、太陽電池の温度上昇が小さいこ
とから、常温付近で効率が高く、かつコストが安価な結
晶系シリコン（Ｓｉ）太陽電池などが使用可能となる。
に利用できる。さらに、太陽電池の温度上昇が小さいこ
とから、常温付近で効率が高く、かつコストが安価な結
晶系シリコン（Ｓｉ）太陽電池などが使用可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。 実施形態例１ この実施形態例１は図１および図４に関するものであ
り、図４は図１のＡ部を拡大した図である。
の形態例を詳細に説明する。 実施形態例１ この実施形態例１は図１および図４に関するものであ
り、図４は図１のＡ部を拡大した図である。
【００１１】図１および図４において、太陽光・熱複合
発電装置は、太陽電池３、赤外線選択透過層７、断熱層
８、集熱電気絶縁層９、熱電素子４、電気絶縁層６、冷
却装置１１が太陽光１の受光面から垂直方向に順に密着
して設けられた構成となっており、太陽電池３、赤外線
選択透過層７、断熱層８の側面は直接、外部筐体１０に
接続されて設けられ、集熱電気絶縁層９、熱電素子４、
電気絶縁層６の側面は、断熱材１３を介して外部筐体１
０に接続されて設けられる。熱電素子４は、図４に示す
ように熱電半導体５ａ、熱電素子電極５ｂで構成されて
おり、高温側受熱面は集熱電気絶縁層９に、低温側受熱
面は電気絶縁層６を介して冷却装置１１にそれぞれ密着
されている。
発電装置は、太陽電池３、赤外線選択透過層７、断熱層
８、集熱電気絶縁層９、熱電素子４、電気絶縁層６、冷
却装置１１が太陽光１の受光面から垂直方向に順に密着
して設けられた構成となっており、太陽電池３、赤外線
選択透過層７、断熱層８の側面は直接、外部筐体１０に
接続されて設けられ、集熱電気絶縁層９、熱電素子４、
電気絶縁層６の側面は、断熱材１３を介して外部筐体１
０に接続されて設けられる。熱電素子４は、図４に示す
ように熱電半導体５ａ、熱電素子電極５ｂで構成されて
おり、高温側受熱面は集熱電気絶縁層９に、低温側受熱
面は電気絶縁層６を介して冷却装置１１にそれぞれ密着
されている。
【００１２】次に、動作について説明する。太陽光１が
太陽電池３に照射されることにより、太陽光１のうち、
可視光線が太陽電池３に吸収され、電気エネルギーに変
換される。太陽電池３で吸収されなかった太陽光エネル
ギーは赤外線選択透過層７で赤外線と可視光線に分離さ
れる。可視光線は反射されることにより、再度太陽電池
３で電気に変換され、可視光線の有効利用に寄与する。
赤外線は、赤外線選択透過層７、並びに断熱層８を透過
し、集熱電気絶縁層９で熱エネルギーに変換され、熱電
素子４の高温側受熱面を加熱する。一方、熱電素子４の
低温側受熱面には電気絶縁層６を介して冷却装置１１が
接続して設けられており、周囲に放熱を行う。よって、
熱電素子４の両端に温度差が発生し、太陽熱エネルギー
が電気エネルギーに変換される。
太陽電池３に照射されることにより、太陽光１のうち、
可視光線が太陽電池３に吸収され、電気エネルギーに変
換される。太陽電池３で吸収されなかった太陽光エネル
ギーは赤外線選択透過層７で赤外線と可視光線に分離さ
れる。可視光線は反射されることにより、再度太陽電池
３で電気に変換され、可視光線の有効利用に寄与する。
赤外線は、赤外線選択透過層７、並びに断熱層８を透過
し、集熱電気絶縁層９で熱エネルギーに変換され、熱電
素子４の高温側受熱面を加熱する。一方、熱電素子４の
低温側受熱面には電気絶縁層６を介して冷却装置１１が
接続して設けられており、周囲に放熱を行う。よって、
熱電素子４の両端に温度差が発生し、太陽熱エネルギー
が電気エネルギーに変換される。
【００１３】実施形態例２ この実施形態例２は図２および図４に関するものであ
り、図４は図２のＡ部を拡大した図である。
り、図４は図２のＡ部を拡大した図である。
【００１４】図２および図４に示すように、フレネルレ
ンズによる集光機能を付加した太陽光・熱複合発電装置
は、太陽電池３、赤外線選択透過層７、フレネルレンズ
１２、断熱層８が太陽光受光面から順に垂直方向に密着
されて設けられた構成となっており、それぞれ側面は外
部筐体１０に接続されて設けられる。また、集熱電気絶
縁層９、熱電素子４、電気絶縁層６、冷却装置１１は順
に垂直方向に接続されて設けられ、集熱電気絶縁層９が
フレネルレンズ１２の焦点付近に配置されており、側面
は断熱材１３を介して外部筐体１０に接続されている。
熱電素子４は、図４に示すとおり、実施形態例１と同様
の構成となっている。
ンズによる集光機能を付加した太陽光・熱複合発電装置
は、太陽電池３、赤外線選択透過層７、フレネルレンズ
１２、断熱層８が太陽光受光面から順に垂直方向に密着
されて設けられた構成となっており、それぞれ側面は外
部筐体１０に接続されて設けられる。また、集熱電気絶
縁層９、熱電素子４、電気絶縁層６、冷却装置１１は順
に垂直方向に接続されて設けられ、集熱電気絶縁層９が
フレネルレンズ１２の焦点付近に配置されており、側面
は断熱材１３を介して外部筐体１０に接続されている。
熱電素子４は、図４に示すとおり、実施形態例１と同様
の構成となっている。
【００１５】次に、動作について説明する。太陽を追尾
することにより、フレネルレンズ１２の焦点を集熱電気
絶縁層９の位置と常に一致させるとともに、太陽光１を
太陽電池３に照射する。太陽光１のうち、可視光線が太
陽電池３に吸収され電気エネルギーに変換される。太陽
電池３で吸収されなかった光エネルギーは赤外線選択透
過層７で可視光線と赤外線に分離される。可視光線は反
射することにより、再度太陽電池３で電気に変換され、
可視光線の有効利用に寄与する。赤外線は、赤外線選択
透過層７を透過し、フレネルレンズ１２により集光さ
れ、集熱電気絶縁層９にて太陽熱エネルギーに変換され
る。その温度は集光しない場合に比べて高くなることは
言うまでもない。従って、熱電素子４の高温側受熱面は
集熱電気絶縁層９にて得られた熱エネルギーにより、高
温に加熱される。一方、熱電素子４の低温側受熱面には
電気絶縁層６を介して冷却装置１１が接続されて設けら
れる。よって熱電素子４の両側に温度差が発生し、太陽
熱エネルギーが電気エネルギーに変換される。
することにより、フレネルレンズ１２の焦点を集熱電気
絶縁層９の位置と常に一致させるとともに、太陽光１を
太陽電池３に照射する。太陽光１のうち、可視光線が太
陽電池３に吸収され電気エネルギーに変換される。太陽
電池３で吸収されなかった光エネルギーは赤外線選択透
過層７で可視光線と赤外線に分離される。可視光線は反
射することにより、再度太陽電池３で電気に変換され、
可視光線の有効利用に寄与する。赤外線は、赤外線選択
透過層７を透過し、フレネルレンズ１２により集光さ
れ、集熱電気絶縁層９にて太陽熱エネルギーに変換され
る。その温度は集光しない場合に比べて高くなることは
言うまでもない。従って、熱電素子４の高温側受熱面は
集熱電気絶縁層９にて得られた熱エネルギーにより、高
温に加熱される。一方、熱電素子４の低温側受熱面には
電気絶縁層６を介して冷却装置１１が接続されて設けら
れる。よって熱電素子４の両側に温度差が発生し、太陽
熱エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【００１６】実施形態例３ この実施形態例３は図３に関するものである。図３に示
すように、集光鏡による集光機能を付加した太陽光・熱
複合発電装置は、太陽電池３、赤外線選択透過層７、断
熱層８が太陽光受光面から順に垂直方向に密着されて設
けられた構成となっており、それぞれ側面は外部筐体１
０に接続されて設けられる。断熱層８の裏面には、集光
鏡２が配置して設けられ、この集光鏡２の焦点付近には
集熱電気絶縁層９が配置して設けられており、この集熱
電気絶縁層９は熱電素子４、電気絶縁層６を介して集光
鏡２に接続されて設けられる。
すように、集光鏡による集光機能を付加した太陽光・熱
複合発電装置は、太陽電池３、赤外線選択透過層７、断
熱層８が太陽光受光面から順に垂直方向に密着されて設
けられた構成となっており、それぞれ側面は外部筐体１
０に接続されて設けられる。断熱層８の裏面には、集光
鏡２が配置して設けられ、この集光鏡２の焦点付近には
集熱電気絶縁層９が配置して設けられており、この集熱
電気絶縁層９は熱電素子４、電気絶縁層６を介して集光
鏡２に接続されて設けられる。
【００１７】次に、動作について説明する。太陽を追尾
することにより、集光鏡２の焦点を集熱電気絶縁層９の
位置と常に一致させるとともに、太陽光１を太陽電池３
に照射する。太陽光１のうち、可視光線が太陽電池３に
吸収され電気エネルギーに変換される。太陽電池３で吸
収されなかった光エネルギーは赤外線選択透過層７で可
視光線と赤外線に分離される。可視光線は赤外線選択透
過層７で反射されることにより、再度太陽電池３で電気
に変換され、可視光線の有効利用に寄与する。赤外線は
赤外線選択透過層７を透過し、集光鏡２により集光さ
れ、集熱電気絶縁層９にて太陽熱エネルギーに変換され
る。その温度は集光しない場合に比べて高くなることは
言うまでもない。従って、熱電素子４の高温側受熱面は
集熱電気絶縁層９にて得られた熱エネルギーにより、高
温に加熱される。一方、熱電素子４の低温側受熱面には
電気絶縁層６を介して集光鏡２が接続されて設けられて
おり、外気に放熱される。よって熱電素子４の両側に温
度差が発生し、太陽熱エネルギーが電気エネルギーに変
換される。
することにより、集光鏡２の焦点を集熱電気絶縁層９の
位置と常に一致させるとともに、太陽光１を太陽電池３
に照射する。太陽光１のうち、可視光線が太陽電池３に
吸収され電気エネルギーに変換される。太陽電池３で吸
収されなかった光エネルギーは赤外線選択透過層７で可
視光線と赤外線に分離される。可視光線は赤外線選択透
過層７で反射されることにより、再度太陽電池３で電気
に変換され、可視光線の有効利用に寄与する。赤外線は
赤外線選択透過層７を透過し、集光鏡２により集光さ
れ、集熱電気絶縁層９にて太陽熱エネルギーに変換され
る。その温度は集光しない場合に比べて高くなることは
言うまでもない。従って、熱電素子４の高温側受熱面は
集熱電気絶縁層９にて得られた熱エネルギーにより、高
温に加熱される。一方、熱電素子４の低温側受熱面には
電気絶縁層６を介して集光鏡２が接続されて設けられて
おり、外気に放熱される。よって熱電素子４の両側に温
度差が発生し、太陽熱エネルギーが電気エネルギーに変
換される。
【００１８】各実施形態例で使用する太陽電池は、可視
光の波長帯域で分光感度特性が良く比較的安価な結晶系
シリコン（Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
を使用する。もちろん価格は高価になるが、従来例で示
している、ガリウム−ヒ素（Ｇａ−Ａｓ）、インジウム
−リン（Ｉｎ−Ｐ）、カドミウム−テルル（Ｃｄ−Ｔ
ｅ）などの化合物系太陽電池も使用可能なのは言うまで
もない。太陽電池セルの電極構造は、太陽光が透過する
ように、図５に示すような太陽電池セル１４の裏面全面
電極構造の太陽電池電極１５′は使用せずに、図６に示
すように太陽電池セル１４の表裏両面とも同一の電極構
造とした太陽電池電極１５を使用し、太陽光１が太陽電
池セル１４表面の太陽光受光面から太陽電池セル１４の
裏面に透過するように構成する。熱電素子４は、集光に
より発生する熱電素子４の高温側受熱面の温度で決ま
り、ビスマス−テルル（Ｂｉ−Ｔｅ）系、鉛−テルル
（Ｐｂ−Ｔｅ）系、シリコン−ゲルマニウム（Ｓｉ−Ｇ
ｅ）系などの熱電素子が使用できる。
光の波長帯域で分光感度特性が良く比較的安価な結晶系
シリコン（Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
を使用する。もちろん価格は高価になるが、従来例で示
している、ガリウム−ヒ素（Ｇａ−Ａｓ）、インジウム
−リン（Ｉｎ−Ｐ）、カドミウム−テルル（Ｃｄ−Ｔ
ｅ）などの化合物系太陽電池も使用可能なのは言うまで
もない。太陽電池セルの電極構造は、太陽光が透過する
ように、図５に示すような太陽電池セル１４の裏面全面
電極構造の太陽電池電極１５′は使用せずに、図６に示
すように太陽電池セル１４の表裏両面とも同一の電極構
造とした太陽電池電極１５を使用し、太陽光１が太陽電
池セル１４表面の太陽光受光面から太陽電池セル１４の
裏面に透過するように構成する。熱電素子４は、集光に
より発生する熱電素子４の高温側受熱面の温度で決ま
り、ビスマス−テルル（Ｂｉ−Ｔｅ）系、鉛−テルル
（Ｐｂ−Ｔｅ）系、シリコン−ゲルマニウム（Ｓｉ−Ｇ
ｅ）系などの熱電素子が使用できる。
【００１９】赤外線選択透過層７は、太陽電池の分光感
度特性を考慮した光学フィルタを使用する。例えば、結
晶系シリコン太陽電池の場合は１．１μｍ以下、ガリウ
ム−ヒ素（Ｇａ−Ａｓ）太陽電池を使用する場合は０．
９μｍ以下の波長を反射し、それ以上の波長は透過する
ようなものを選定する。断熱層８は空気や窒素などの不
活性気体層、若しくは真空層で形成し、集熱電気絶縁層
９には絶縁体の集熱面を黒色塗装したもの、または絶縁
体と表面を選択吸収膜処理した集熱体を積層したものな
どを使用する。冷却装置１１には、放熱フィン、ヒート
パイプなどの他、水などの作動流体を循環させる方法な
どを用いる。
度特性を考慮した光学フィルタを使用する。例えば、結
晶系シリコン太陽電池の場合は１．１μｍ以下、ガリウ
ム−ヒ素（Ｇａ−Ａｓ）太陽電池を使用する場合は０．
９μｍ以下の波長を反射し、それ以上の波長は透過する
ようなものを選定する。断熱層８は空気や窒素などの不
活性気体層、若しくは真空層で形成し、集熱電気絶縁層
９には絶縁体の集熱面を黒色塗装したもの、または絶縁
体と表面を選択吸収膜処理した集熱体を積層したものな
どを使用する。冷却装置１１には、放熱フィン、ヒート
パイプなどの他、水などの作動流体を循環させる方法な
どを用いる。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、太陽
光のエネルギーを効率よく電気エネルギーに変換でき
る。また、太陽電池の温度上昇が小さくなるため、太陽
電池の選定にあたり、動作温度に対する制限がなくな
る。さらに集光した場合、熱電素子両端の温度差を大き
くとれることから、熱電素子の発電効率が上昇するとと
もに、集熱面を小さくできることから熱電素子の所用量
を少なくすることができる。
光のエネルギーを効率よく電気エネルギーに変換でき
る。また、太陽電池の温度上昇が小さくなるため、太陽
電池の選定にあたり、動作温度に対する制限がなくな
る。さらに集光した場合、熱電素子両端の温度差を大き
くとれることから、熱電素子の発電効率が上昇するとと
もに、集熱面を小さくできることから熱電素子の所用量
を少なくすることができる。
【図１】本発明の実施形態例１を示す構成説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施形態例２を示す構成説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施形態例３を示す構成説明図であ
る。
る。
【図４】図１、図２における、熱電発電部（Ａ部）の詳
細図である。
細図である。
【図５】裏面が全て電極で構成される、太陽電池セルの
電極構造図である。
電極構造図である。
【図６】本発明で使用する太陽電池セルの一例を示す電
極構造図である。
極構造図である。
【図７】従来の太陽光・熱複合発電装置を示す構造図で
ある。
ある。
【図８】図７における、発電部（Ｂ部）の詳細図であ
る。
る。
１…太陽光、２…集光鏡、３…太陽電池、４…熱電素
子、５ａ…熱電半導体、５ｂ…熱電素子電極、６…電気
絶縁層、７…赤外線選択透過層、８…断熱層、９…集熱
電気絶縁層、１０…外部筐体、１１…冷却装置、１２…
フレネルレンズ、１３…断熱材、１４…太陽電池セル、
１５…太陽電池電極。
子、５ａ…熱電半導体、５ｂ…熱電素子電極、６…電気
絶縁層、７…赤外線選択透過層、８…断熱層、９…集熱
電気絶縁層、１０…外部筐体、１１…冷却装置、１２…
フレネルレンズ、１３…断熱材、１４…太陽電池セル、
１５…太陽電池電極。
Claims (4)
- 【請求項１】 太陽光エネルギーを電気エネルギーに変
換する太陽電池と、太陽熱エネルギーを電気エネルギー
に変換する熱電素子から構成される太陽光・熱複合発電
装置において、 前記太陽電池の太陽光受光面の裏面に設けられた赤外線
のみを透過し、可視光線を反射する特徴を有した赤外線
選択透過層と、 当該赤外線選択透過層の裏面に設けられる断熱層と、 当該断熱層の裏面に設けられ、赤外線を熱に変換する集
熱電気絶縁層と、 当該集熱電気絶縁層の裏面に設けられる前記熱電素子
と、 当該熱電素子の裏面に設けられる電気絶縁層と、 当該電気絶縁層の裏面に設けられる冷却装置とより構成
されることを特徴とする太陽光・熱複合発電装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の太陽光・熱複合発電装置
において、 赤外線選択透過層と断熱層の間に、集光装置を設けたこ
とを特徴とする太陽光・熱複合発電装置。 - 【請求項３】 太陽光エネルギーを電気エネルギーに変
換する太陽電池と、 太陽熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子
から構成される太陽光・熱複合発電装置において、 前記太陽電池の太陽光受光面の裏面に設けられた赤外線
のみを透過し、可視光線を反射する特徴を有した赤外線
選択透過層と、 当該赤外線選択透過層の裏面に設けられる断熱層と、 当該断熱層の裏面に配設された集光鏡と、 当該集光鏡の焦点付近に配設され、赤外線を熱に変換す
る集熱電気絶縁層と、 当該集熱電気絶縁層の裏面に設けられる前記熱電素子
と、 当該熱電素子の裏面に設けられ前記集光鏡に設けられる
電気絶縁層とより構成されることを特徴とする太陽光・
熱複合発電装置。 - 【請求項４】 太陽電池として、太陽光を透過するよう
な太陽電池セルの電極構造とすることを特徴とする請求
項１、２又は３記載の太陽光・熱複合発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8264144A JPH10110670A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 太陽光・熱複合発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8264144A JPH10110670A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 太陽光・熱複合発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10110670A true JPH10110670A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17399080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8264144A Pending JPH10110670A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 太陽光・熱複合発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10110670A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005093449A (ja) * | 2003-09-11 | 2005-04-07 | National Aerospace Laboratory Of Japan | 太陽光エネルギー利用システム |
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| KR20190036875A (ko) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 김호곤 | 태양광 에너지를 이용한 복합발전을 위한 태양광 패널 구조 |
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| KR20210094199A (ko) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | (주)나노밸리 | 반사판을 가지는 태양전지 모듈 |
-
1996
- 1996-10-04 JP JP8264144A patent/JPH10110670A/ja active Pending
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