JP2006278758A - Solar cell module and solar cell array - Google Patents
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Abstract
【課題】 抵抗発熱体を利用した融雪機能付太陽光発電システムにおいて、太陽電池モジュールもしくは太陽電池モジュールの直列系統の出力配線を融雪用抵抗発熱体の配線と共用化し、施工性のよい単一電源で効率的な融雪システムを提供すること。
【解決手段】 複数の太陽電池素子からなる太陽電池素子ストリングスを有する太陽電池パネルの端部に枠体を取り付けた太陽電池モジュールを傾斜して設置して成る太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池モジュールの下方に位置する枠体に発熱抵抗体を取り付け、前記発熱抵抗体に並列にダイオードを接続するとともに、前記太陽電池素子ストリングスの配線を前記発熱抵抗体に直列に接続したことを特徴とする。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single power source with good workability by sharing the output wiring of a solar cell module or a series system of solar cell modules with the wiring of a resistance heating element for snow melting in a photovoltaic power generation system with a snow melting function using a resistance heating element To provide an efficient and efficient snow melting system.
A solar cell module in which a solar cell module having a frame attached to an end of a solar cell panel having a solar cell element string composed of a plurality of solar cell elements is installed at an inclination. A heating resistor is attached to a lower frame body, a diode is connected in parallel to the heating resistor, and wiring of the solar cell element strings is connected in series to the heating resistor.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽電池モジュール及び太陽電池アレイにおいて、特に積雪地域における融雪機能を付加した太陽電池モジュール及び太陽電池アレイに関するものである。 The present invention relates to a solar cell module and a solar cell array that generate power using solar energy, and more particularly to a solar cell module and a solar cell array to which a snow melting function is added in a snowy area.
近年、住宅などの建物の屋根に、太陽エネルギーを利用した太陽光発電システムの設置、普及が進んでいる。その中において積雪地域においては、冬期間の屋根上への積雪により太陽光が遮られるため、他地域に比較して年間発電電力が少なく、このことが普及を遅らせる要因となっている。 In recent years, solar power generation systems using solar energy have been installed and spread on the roofs of buildings such as houses. Among them, in the snowy area, sunlight is blocked by snow on the roof during the winter period, so the annual power generation is less than in other areas, and this is a factor that delays the spread.
そこで、積雪地域での太陽光発電システムの普及促進のため、従来よりさまざまな融雪機能付太陽光発電システムの提案がなされている。具体的な例としては図7に示すような、太陽電池モジュールの裏面を発熱させてモジュール上の雪を溶かす方法がある。太陽電池モジュール20は、太陽電池素子1を板ガラス13などの透光性を有する基板と耐候性フィルム18の間にラミネート材14やシリコン樹脂などで充填固定した構造となっており、強度を向上させるために前記板ガラス13と耐候性フィルム18を金属フレーム枠6にて挟み込むようにしている。そして、太陽電池モジュール20の裏面、すなわち耐候性フィルム18の裏面にヒートパイプ17のような温水を通す加熱部を貼付け固定し、積雪時にはヒートパイプ17に温水を流すことによって熱伝導で板ガラス13が温まり、太陽電池モジュール20上の雪を溶かすことができる。このような太陽電池モジュールの裏面や枠体に温水の通過するパイプを配して、温水による加熱によって太陽電池表面の雪を融かす温水加熱型は、通常時には融雪用の温水は台所や風呂用の温水として使用できるようにしている。
Therefore, various types of solar power generation systems with a snow melting function have been proposed in order to promote the widespread use of solar power generation systems in snowy areas. As a specific example, there is a method of melting the snow on the module by generating heat on the back surface of the solar cell module as shown in FIG. The
また、他の融雪方法としては、特に図示しないがヒーターや太陽電池素子へ電気を逆通電すると太陽電池素子の内部抵抗によって発熱が生じる現象を利用し、その熱によって融雪を行なう電力印加型がある。 As another snow melting method, although not particularly shown, there is a power application type that uses a phenomenon in which heat is generated by the internal resistance of the solar cell element when electricity is reversely supplied to the heater or the solar cell element, and the snow is melted by the heat. .
近年では太陽電池の発電電力を電力会社の売電する系統連系型太陽光発電システムが主流となっていることから、融雪時は電力会社から融雪用の電力を買って、融雪後は発電電力を家庭内の負荷消費や電力会社の売電に廻すことで融雪に用いた電力を返す電力印加型が増えている。また、電力印加型は温水型のような温水配管や温水過熱のための外部装置を必要とせずシステムが軽量・コンパクトであることや、融雪に用いた電力量を発電電力量で返しきれなくても屋根上の積雪をなくして屋根への重量負担を軽減させる効果はあり、家屋の倒壊防止や寿命を延ばすことができる。 In recent years, the grid-connected solar power generation system that sells the power generated by solar cells to power companies has become the mainstream, so when snow melts, power for snow melting is purchased from the power companies, and after snow melting The power application type that returns the power used for melting snow by increasing the power consumption at home and selling electricity at power companies is increasing. In addition, the power application type does not require hot water piping like the hot water type or external devices for hot water overheating, the system is lightweight and compact, and the amount of power used for melting snow cannot be returned by the amount of generated power. There is also an effect of reducing the load on the roof by eliminating snow on the roof, and can prevent the collapse of the house and extend the life.
上述した太陽電池モジュールを発熱させて太陽電池モジュール上の雪を溶かす電力印加型の方法の具体例としては、太陽電池モジュールのガラス面や裏面に発熱体を組み込んで、電気を通電させることにより太陽電池モジュール上の雪を溶かす方法(例えば、特許文献1を参照)がある。 As a specific example of the power application type method of melting the snow on the solar cell module by causing the solar cell module to generate heat as described above, a heating element is incorporated into the glass surface or the back surface of the solar cell module to energize the solar cell. There is a method of melting snow on a battery module (see, for example, Patent Document 1).
また、太陽電池を利用した融雪システムにおいて、太陽電池モジュールの金属フレームにて、融解した雪が再氷結することを防止する温水加熱型の具体例としては、太陽電池モジュールの金属フレームに太陽電池素子、または、モジュール面の発熱体からの熱を伝導しやすくする、または、発熱体自体をフレーム枠に組み込む方法(例えば、特許文献2を参照)がある。
しかしながら、上述のような温水を用いた融雪システムでは、温水加熱用のボイラーなどが必要となり、また、水道配管の配設工事も必要となるなど装置が大型化する。 However, in the snow melting system using the hot water as described above, a boiler for heating the hot water is required, and the installation of water pipes is also required.
また、ヒーターや逆電圧印加で太陽電池素子を暖める方法では、太陽電池モジュール面中央の発熱効率はよいが、太陽電池モジュール端部の金属フレーム部分には熱が伝わりにくく、太陽電池モジュール中央の雪が溶けても端部やフレーム部分には雪が残ってしまうため、最後まで完全に雪を溶かそうとする場合には、中央部の融雪の必要のない部分を含めて発熱を継続しなければならず、エネルギー的には非効率的な融雪システムとなるという課題が生じる。 In addition, in the method of heating the solar cell element by applying a heater or reverse voltage, the heat generation efficiency at the center of the solar cell module surface is good, but heat is not easily transmitted to the metal frame part at the end of the solar cell module, and snow in the center of the solar cell module is Even if it melts, snow will remain in the edges and frame part, so if you want to melt the snow completely until the end, you must continue to generate heat including the part that does not need snow melting in the center, There is a problem that it becomes an inefficient snow melting system in terms of energy.
また、住宅用太陽光発電システムの多くは傾斜した屋根上に設置されるので、太陽電池モジュールが発熱すると、積雪は太陽電池モジュールのガラス面との間に生じた水の層によって摩擦抵抗が減少し、滑り落ちようとするが、太陽電池モジュール下部の枠体付近の温度の低い部分で再度凍結し、モジュールの下側に溜まることによってより溶けにくくなる現象も生じやすい。 Many residential photovoltaic systems are installed on an inclined roof, so when the solar cell module generates heat, the snow is reduced in frictional resistance due to a layer of water generated between the glass surface of the solar cell module. However, although it tends to slide down, a phenomenon in which it becomes more difficult to melt by freezing again at a low temperature portion near the frame at the lower part of the solar cell module and collecting on the lower side of the module is likely to occur.
また、特許文献2においては、太陽電池モジュールの金属フレーム枠での再氷結防止の観点から提案されているものであるが、積極的・効率的な融雪方法として提案されているものではない。すなわち、通常長方形をしているモジュールの4辺の金属フレームのうちどれにどのような設置をすれば最も効率的であるかについては述べられていない。
Further,
また、いずれの提案でも、太陽光発電システムと電熱式ヒーターを単に組合せたシステムであり、太陽電池モジュールの発電用の配線とモジュールあるいは金属フレームの電気ヒーターに通電する配線が別々に行なわれており、施工面においては、太陽電池の配線接続と電気ヒーターの電気配線接続の両方を行わなければならず、施工が複雑化し、作業工数がかかるという課題があった。 Each proposal is a system that is simply a combination of a photovoltaic power generation system and an electric heater. The wiring for power generation of the solar cell module and the wiring for energizing the electric heater of the module or metal frame are performed separately. On the construction side, both the solar cell wiring connection and the electric heater electric wiring connection have to be performed, and there is a problem that the construction is complicated and the number of work steps is increased.
さらに、太陽電池モジュールや電気ヒーターに通電する電源、制御回路は単にシステムを複合した場合、個別に設置されることになってしまうが、システム全体の効率性、施工性、使いよさから考えると共有化することが望ましい。 Furthermore, the power supply and control circuit for energizing the solar cell module and electric heater are simply installed separately when the system is combined, but it is shared from the viewpoint of efficiency, workability, and ease of use of the entire system. It is desirable to make it.
上記課題を解決するために、本発明の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池素子からなる太陽電池素子ストリングスを有する太陽電池パネルの端部に枠体を取り付けた太陽電池モジュールを傾斜して設置して成る太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池モジュールの下方に位置する枠体に発熱抵抗体を取り付け、前記発熱抵抗体に並列にダイオードを接続するとともに、前記太陽電池素子ストリングスの配線を前記発熱抵抗体に直列に接続したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a solar cell module according to the present invention is provided by inclining a solar cell module having a frame attached to an end of a solar cell panel having a solar cell element string composed of a plurality of solar cell elements. In the solar cell module, a heating resistor is attached to a frame located below the solar cell module, a diode is connected in parallel to the heating resistor, and wiring of the solar cell element string is connected to the heating resistor. It is characterized by being connected in series.
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池素子からなる太陽電池素子ストリングスを有する太陽電池パネルの端部に枠体を取り付けた太陽電池モジュールを傾斜して設置して設置して成る太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池モジュールの下方の枠体に発熱抵抗体を取り付け、前記発熱抵抗体を前記太陽電池素子ストリングスの配線に並列接続するとともに、前記発熱抵抗体と直列にこの抵抗発熱体に流れる電流を遮断するためのスイッチを設けたことを特徴とする。 Further, another solar cell module of the present invention is installed by inclining a solar cell module having a frame attached to an end of a solar cell panel having a solar cell element string composed of a plurality of solar cell elements. In the solar cell module, a heating resistor is attached to a lower frame of the solar cell module, the heating resistor is connected in parallel to the wiring of the solar cell element string, and the resistance heating in series with the heating resistor. A switch for cutting off the current flowing through the body is provided.
また、本発明の太陽電池アレイは、複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングスをレール状の架台に設置してなる太陽電池アレイであって、前記架台に融雪を行うための抵抗発熱体を取り付け、前記抵抗発熱体に並列にダイオードを接続するとともに、前記太陽電池モジュールストリングスの配線を前記抵抗発熱体に直列に接続したことを特徴とする。 Further, the solar cell array of the present invention is a solar cell array in which a solar cell module string in which a plurality of solar cell modules are connected in series is installed on a rail-shaped frame, and a resistance for melting snow on the frame A heating element is attached, a diode is connected in parallel to the resistance heating element, and wiring of the solar cell module strings is connected in series to the resistance heating element.
さらに、本発明の他の太陽電池アレイは、複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングスをレール状の架台に設置してなる太陽電池アレイであって、前記架台に融雪を行うための抵抗発熱体を取り付け、前記抵抗発熱体を前記太陽電池モジュールストリングスの配線に並列接続するとともに、前記抵抗発熱体と直列にこの抵抗発熱体に流れる電流を遮断するためのスイッチを設けたことを特徴とする。 Furthermore, another solar cell array of the present invention is a solar cell array in which a solar cell module string in which a plurality of solar cell modules are connected in series is installed on a rail-like gantry for melting snow on the gantry. The resistance heating element is attached, the resistance heating element is connected in parallel to the wiring of the solar cell module strings, and a switch for cutting off the current flowing through the resistance heating element is provided in series with the resistance heating element. Features.
本発明の太陽電池モジュールによれば、融雪時は太陽電池モジュール面上の雪を溶かしつつ、下部の雪止め金具付近へ雪を滑らせ、雪止め金具部においては抵抗発熱体にて局所的に溜まった雪を溶かすことができるため、効率よく屋根面の融雪を行うことが可能になる。また、複合システムでありながら、通常の太陽光発電システムと同様の配線作業で工事を行う事が可能であり、施工性が向上する。さらに、出力配線を共用化できたことで、電源、制御回路も共通化することが可能になる。 According to the solar cell module of the present invention, at the time of melting snow, the snow on the surface of the solar cell module is melted, and the snow is slid to the vicinity of the lower snow stop fitting, and the snow stop fitting portion is locally covered by the resistance heating element. Since accumulated snow can be melted, it is possible to efficiently melt snow on the roof surface. Moreover, although it is a complex system, it is possible to perform construction by wiring work similar to that of a normal solar power generation system, and workability is improved. Furthermore, since the output wiring can be shared, the power supply and the control circuit can be shared.
また、本発明の太陽電池アレイによれば、上記同様の効果が得られる。 Moreover, according to the solar cell array of this invention, the same effect as the above is acquired.
以下に本発明の融雪機能付太陽光発電システムの実施形態について、模式的に示した図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a solar power generation system with a snow melting function of the present invention will be described in detail based on the drawings schematically shown.
(例1)
図1は本発明に係る太陽電池モジュールの第一実施例を模式的に説明する概略回路構成図である。
(Example 1)
FIG. 1 is a schematic circuit configuration diagram schematically illustrating a first embodiment of a solar cell module according to the present invention.
太陽電池モジュール7は、複数の太陽電池素子1を銅箔線などの配線材にて直列に接続した太陽電池素子ストリングスを、板ガラスと耐候性フィルムとで挟み、透明樹脂で充填またはラミネート加工を施したものを、アルミニウム等の金属フレーム枠6にて端面を保護するとともに補強した構造になっている。また、太陽電池素子ストリングスの出力配線を取出すためのジョイントボックス4が裏面に設けられている。なお、この太陽電池素子部分の積層構造は図7で述べた一般的な太陽電池モジュールと同様の構造であるので特に図示しない。
The
一方、金属フレーム枠6は、設置時に下方(住宅屋根の場合は軒側)に配置される一辺に後述する雪止め金具を一体化あるいは容易に取付け可能な構造としており、その枠構造の内部に融雪を行うための電熱線などの抵抗発熱体2を配している。なお、本例では抵抗発熱体2は電熱線などを金属フレーム枠6の枠内に通す構造としたが、面状発熱体を金属フレーム枠6の裏面や表面に貼付け固定することとしてもよい。
On the other hand, the
さらに、電気的接続としては前記抵抗発熱体2に並列にダイオード3を接続し、さらに、太陽電池素子のストリングスと直列回路を形成するように配線を接続する。このようにすることで、太陽電池モジュールの出力配線を発電用と融雪用の2つを共用化することが可能となり、通常の太陽電池モジュールと同様、プラス側、マイナス側の2本の線で送電と受電の両方の電路を確保することができる。なお、ダイオード3は太陽電池素子と一緒に充填材でモールドするようにしても良いが、前述したジョイントボックス4内に納めるようにしても良い。
Further, as an electrical connection, a
以下に実際の電流の流れについて説明する。 The actual current flow will be described below.
通常発電時は太陽電池素子1で発電された電気はプラス側から出力される。そして太陽電池モジュール7が複数枚直列に接続された場合には、太陽電池モジュール7のマイナス側出力端子に隣接する太陽電池モジュールのプラス側が接続されるので、マイナス側端子から入力された電流はプラス側出力端子へ向かって電流が流れる。その際、抵抗発熱体2に較べ、並列して接続されたダイオード3の順方向の内部抵抗の方が十分に小さいため電流はダイオード3側に流れ、抵抗発熱体2には電流は流れない。
During normal power generation, electricity generated by the
一方、融雪時は太陽電池モジュール7のプラス側出力端子に外部から電圧をかけ、逆電流を流すと、太陽電池素子1は内部抵抗によって発熱し、融雪用電熱ヒーターとして作用する。
On the other hand, when snow is melted, when a voltage is applied to the positive output terminal of the
次に、実際の降雪時の作用について、図5の概略構造断面図を用いて説明する。 Next, the action during actual snowfall will be described using the schematic structural cross-sectional view of FIG.
融雪通電時は太陽電池素子1と抵抗発熱体2の両方が発熱体として作用する。太陽電池素子1が発熱することで板ガラス13が暖められ、前記板ガラス13上に積もった雪の底面を溶かして摩擦抵抗を小さくし、積雪15を下段の金属フレーム枠6aの雪止め金具6cまで滑らせる。下段の金属フレーム枠6aには抵抗発熱体2が設置されており、局所的に積雪15を融雪するようにしている。このとき、下段以外のフレーム枠においても下段の金属フレーム枠6bやガラスパネルと接触しているため、熱伝導によって融解水の再氷結を防ぐことができるので、金属フレーム枠6a以外のフレームに再氷結した積雪によって、積雪15を雪止め金具位置まで落雪させる動作の障害にならないようにできる。なお、この時の太陽電池素子1の発熱量は抵抗発熱体2の発熱量に比べ少なめに設定すると良い。これは、太陽電池素子1を発熱させた場合、屋根面の傾斜によりガラス面で滑りが発生し、積雪15の大半は太陽電池モジュールの下段近くにすぐに落ちてしまうので、太陽電池素子1の発熱量を大きく設定して融雪を行なおうとしても、融雪に至る前に積雪が滑り落ちて積雪のない部分を暖めることになり融雪のエネルギー効率が悪くなるからである。よって、太陽電池素子1の発熱は少なくし、ガラス面での落雪効果だけを狙うものとすると消費電力を少なく出来る。一方、抵抗発熱体2の発熱量は大きく設定し、太陽電池モジュールからすべり落ちてきた積雪が蓄積される場所を局所的に融雪するものである。
When the snow melt is energized, both the
(例2)
図2は本発明に係る太陽電池モジュールの第二実施例を模式的に説明する概略回路構成図である。
(Example 2)
FIG. 2 is a schematic circuit diagram schematically illustrating a second embodiment of the solar cell module according to the present invention.
太陽電池モジュール77の構造は、上述した実施例1とほぼ同様であるが、回路の接続方法とダイオード3の替わりに切替回路8を用いる点が異なる。
The structure of the
抵抗発熱体2は切替回路8aを介して、太陽電池素子1のストリングスと並列回路を形成するように接続する。こうすることで太陽電池モジュールの出力配線を発電用と融雪用の2つを共用化し、通常の太陽電池モジュールと同様、プラス、マイナスの2本の線で構成することができる。この切替回路8aはジョイントボックス4内に納めるものとしている。また、本例では太陽電池素子の出力配線にも切替回路8bを設けたが、本目的を達成するために必ず必要とするものではない。
The
ここで、実際の電流の流れについて説明する。 Here, an actual current flow will be described.
通常発電時は太陽電池で発電した電気がプラス側から出力される。太陽電池モジュール77が直列に接続された場合、太陽電池モジュール77内部ではマイナス側出力端子からプラス側出力端子へ向かって電流が流れる。この際、抵抗発熱体2の切替回路8aはOFF、太陽電池素子の出力配線の切替回路8bをONとすればよい。
During normal power generation, electricity generated by the solar cell is output from the positive side. When the
次に、融雪時は太陽電池モジュール77のプラス側出力端子に電圧をかけ、逆電流を流すようにする。この時、抵抗発熱体2の切替回路8aをON、太陽電池素子の出力配線の切替回路8bもONとすれば太陽電池素子1は逆電流により、抵抗体として発熱し、抵抗発熱体2にも電流が流れ、融雪用電熱ヒーターとして作用する。
Next, when the snow melts, a voltage is applied to the positive output terminal of the
次に、実際の降雪時の作用について説明する。実施例1と同様の説明となるが、より効率的な融雪を行える点で実施例1とは異なる。 Next, the action during actual snowfall will be described. Although it becomes the description similar to Example 1, it differs from Example 1 by the point which can perform more efficient snow melting.
図5に示すように、実施例1では太陽電池モジュール面と下段の金属フレーム枠6の発熱度合いを制御することができなかったが、本実施例では積雪状況に合わせて、図4で述べた抵抗発熱体2の切替回路8a、太陽電池素子の出力配線の切替回路8bのON/OFF時間比率を変化させることで、制御することが可能である。例えば、雪がモジュール全面に積雪している場合は太陽電池素子の出力配線の切替回路8bのON時間比率を増やし、滑雪により下段の金属フレーム枠の雪止め6cに雪が偏った場合は抵抗発熱体2の切替回路8aのON時間比率を増やすという方法である。なお、これらの回路は太陽電池モジュールと別体でもよいし、防水ケースなどに収納して太陽電池モジュールと一体的に構成してもよく、特に場所は限定されない。
As shown in FIG. 5, in Example 1, the heat generation degree of the solar cell module surface and the
次に本発明の融雪機能付太陽光発電システムの実施形態について、太陽電池モジュールの構造から太陽電池システムへ発展させても同様の効果を得ることができることについて説明する。 Next, the embodiment of the solar power generation system with a snow melting function of the present invention will be described with respect to the fact that the same effect can be obtained even if it is developed from a solar cell module structure to a solar cell system.
(例3)
図3は本発明に係る太陽電池システムの第三実施例を模式的に説明する概略回路構成図である。
(Example 3)
FIG. 3 is a schematic circuit diagram schematically illustrating a third embodiment of the solar cell system according to the present invention.
抵抗発熱体組込み太陽電池架台システム12は、複数の太陽電池モジュールを接続ケーブルにて直列に接続した太陽電池モジュールのストリングス9(太陽電池モジュールストリングスは複数の太陽電池モジュールを直列または並列接続したものである)を、太陽電池取付けレール10を用いて住宅などの屋根面に設置し、太陽電池ストリングスの出力配線は太陽電池ストリングスの出力配線を中継、接続、あるいは、太陽電池モジュールストリングスの出力配線を昇圧出力する接続ボックス11に接続されているものとする。太陽電池取付けレール10は、設置時に横方向になるモジュール固定用レール部材であり、雪止め金具を一体化あるいは容易に取付け可能な構造とした上で、融雪を行うための電熱線などの抵抗発熱体2をレール内に施設している。本例では抵抗発熱体2は電熱線などを太陽電池取付けレール10のレール内、本体とカバーの間に施設する構造としたが、面状発熱体を取付けレール10に貼付け固定してもよい。
The resistance heating element built-in solar
そして、この抵抗発熱体2に並列にダイオード3を接続し、さらに、太陽電池モジュールのストリングス9と直列回路を形成するようにケーブルを接続し、ダイオード3は接続ボックス11内に納める。こうすることで抵抗発熱体2への接続ケーブルが1本増えるものの、太陽電池モジュールのストリングス9の出力配線作業は通常の太陽電池モジュールと同様、プラス、マイナスの2本の線で構成することができ、接続ボックス11以降の配線は発電用と融雪用の2つを共用化することができる。
A
ここで、実際の電流の流れについて説明する。 Here, an actual current flow will be described.
通常発電時は太陽電池で発電した電気がプラス側から出力される。太陽電池架台システム12では接続ボックス11のマイナス側出力端子からプラス側出力端子へ向かって電流が流れる。この際、抵抗発熱体2は並列してダイオード3の順方向の回路が形成されているため、電流は流れない。
During normal power generation, electricity generated by the solar cell is output from the positive side. In the solar
次に融雪時は接続ボックス11のプラス側出力端子に電圧をかけ、逆電流を流すようにする。この時、太陽電池モジュールのストリングス9は逆電流により、抵抗体として発熱する。また、ダイオードが電流阻止をするため、抵抗発熱体2にも電流が流れ、融雪用電熱ヒーターとして作用する。
Next, when the snow melts, a voltage is applied to the positive output terminal of the
次に、実際の降雪時の作用について、図6の概略構造断面図を用いて説明する。 Next, the action during actual snowfall will be described with reference to the schematic cross-sectional view of FIG.
融雪通電時は太陽電池素子1と抵抗発熱体2両方が発熱体として作用し、太陽電池素子1が発熱することで板ガラス13が暖められ、積雪15を下の太陽電池取付けレールの雪止め10cまで滑らせる。太陽電池取付けレール10は本体10bに太陽電池モジュールをカバー10aにてレールカバー固定ネジ16を用いて挟み込み固定するようになっており、抵抗発熱体2は太陽電池取付けレール本体10bとカバー10aの間に施設され、局所的に積雪15を融雪することができる。
When the snow melt is energized, both the
(例4)
図4は本発明に係る太陽電池モジュールの第四実施例を模式的に説明する概略回路構成図である。
(Example 4)
FIG. 4 is a schematic circuit diagram schematically illustrating a fourth embodiment of the solar cell module according to the present invention.
抵抗発熱体組込み太陽電池架台システム22の構造は、上述の実施例3とほぼ同様であるが、回路の接続方法とダイオード3の替わりに切替回路8を用いる点が異なる。
The structure of the resistance heating element built-in solar
抵抗発熱体2は切替回路8aを介して、太陽電池モジュールのストリングス9と並列回路を形成するように接続する。こうすることで抵抗発熱体2への接続ケーブルが1本増えるものの、太陽電池モジュールのストリングス9の出力配線作業は通常の太陽電池モジュールと同様、プラス、マイナスの2本の線で構成することができ、接続ボックス11以降の配線は発電用と融雪用の2つを共用化することができる。この切替回路8aは接続ボックス11内に納めるものとしている。また、本例では太陽電池モジュールのストリングス9の出力配線にも切替回路8bを設けたが、本目的を達成するために必ず必要とするものではない。
The
ここで、実際の電流の流れについて説明する。 Here, an actual current flow will be described.
通常発電時は太陽電池で発電した電気がプラス側から出力される。太陽電池システム12では接続ボックス11のマイナス側出力端子からプラス側出力端子へ向かって電流が流れる。この際、抵抗発熱体2の切替回路8aはOFF、太陽電池モジュールのストリングス9の出力配線の切替回路8bをONとすればよい。
During normal power generation, electricity generated by the solar cell is output from the positive side. In the
次に融雪時は接続ボックス11のプラス側出力端子に電圧をかけ、逆電流を流すようにする。この時、抵抗発熱体2の切替回路8aをON、太陽電池モジュールのストリングス9の出力配線の切替回路8bもONとすれば太陽電池モジュールのストリングス9は逆電流により、抵抗体として発熱し、抵抗発熱体2にも電流が流れ、融雪用電熱ヒーターとして作用する。
Next, when the snow melts, a voltage is applied to the positive output terminal of the
実際の降雪時の作用については、図6の概略構造断面図を用いれば、実施例3と同様の説明となり、より効率的な融雪を行える点では実施例2の切替回路8のON/OFF時間比率を変化させる制御と同様となる。 The actual operation during snowfall will be explained in the same way as in the third embodiment by using the schematic structural cross-sectional view of FIG. 6, and the ON / OFF time of the switching circuit 8 in the second embodiment in that more efficient snow melting can be performed. This is the same as the control for changing the ratio.
1:太陽電池素子
2:抵抗発熱体
3:ダイオード
4:ジョイントボックス
5:太陽電池モジュール
6:金属フレーム枠
6a:金属フレーム枠(下段)
6b:金属フレーム枠(上段)
6c:金属フレーム枠(雪止め)
7、77:抵抗発熱体組込み太陽電池モジュール
8a:抵抗発熱体配線切替回路
8b:太陽電池配線切替回路
9:太陽電池モジュールのストリングス
10:太陽電池取付けレール
10a:太陽電池取付けレール(カバー)
10b:太陽電池取付けレール(本体)
10c:太陽電池取付けレール(雪止め)
11:接続ボックス
12、22:抵抗発熱体組込み太陽電池架台システム
13:板ガラス
14:ラミネート材
15:積雪
16:レールカバー固定ネジ
17:ヒートパイプ
18:耐候性フィルム
20:太陽電池モジュール
1: Solar cell element 2: Resistance heating element 3: Diode 4: Joint box 5: Solar cell module 6:
6b: Metal frame (upper)
6c: Metal frame (snow stopper)
7, 77: Resistance heating element built-in
10b: Solar cell mounting rail (main body)
10c: Solar cell mounting rail (snow stopper)
11:
Claims (4)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2005-03-29 JP JP2005096106A patent/JP2006278758A/en active Pending
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