(57)【要約】【課題】  従来の太陽電池モジュールを利用した各種装置では、太陽エネルギーを効果的に回収できなかった。【解決手段】  太陽エネルギーを効果的に活用できるよう、太陽電池モジュールの表面側で排熱を吸収して回収できるようにした。モジュールの表面側に間隔をあけて透光カバーを設け、両者間に表面側通路を形成した。表面側通路に液体を供給し、モジュール表面で排熱を回収できるようにした。裏面側に吸熱装置を設けて裏面側通路とし、モジュール表面での排熱を回収する前に裏面側通路で排熱を吸収して回収するようにしてもよい。透光カバーの表面側に間隔をあけて別の透光カバーを設け、両者間に空気層を形成してもよい。モジュールの裏面又は吸熱装置の裏面に排熱防止用の断熱材を設けることもできる。【選択図】図１
2011222824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽エネルギーを受けた太陽電池モジュールからの排熱を回収する方法において、
太陽電池モジュールの表面に設けられた表面側通路に液体を供給し、その液体を、表面側通路内を連続的又は間欠的に移動させ、この液体により太陽電池モジュールからの排熱を吸収して回収することを特徴とする太陽電池モジュールの排熱回収方法。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池モジュールの排熱回収方法において、
表面側と裏面側で別々に排熱回収するか、裏面側に先に液体を流して裏面側の排熱を吸収して回収し、その熱回収した液体を表面側通路に送り、その液体で表面側の排熱を吸収して回収することを特徴とする太陽電池モジュールの排熱回収方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の太陽電池モジュールの排熱回収方法において、
太陽電池モジュールの裏面側に断熱材を設けてその裏面側からの排熱を阻止することを特徴とする太陽電池モジュールの排熱回収方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの排熱回収方法において、
液体を表面側通路又は／及び裏面側通路の下方から上方へ流して、液体の流速制御、流量制御をすることを特徴とする太陽電池モジュールの排熱回収方法。
【請求項５】
太陽エネルギーを受けた太陽電池モジュールからの排熱を回収する排熱回収装置において、
透光カバーが太陽電池モジュールの表面から離してその表面に対向配置され、その表面と透光カバーが密閉されて表面と透光カバーの間に液体を流すことのできる表面側通路が形成され、
前記表面側通路の一端側に液体供給口が設けられ、他端側に液体出口が設けられたことを特徴とする太陽電池モジュールの排熱回収装置。
【請求項６】
請求項５記載の太陽電池モジュールの排熱回収装置において、
太陽電池モジュールの表面側通路の透光カバーの外側に、それと離して外側透光カバーを設け、
それら両透光カバーの間にその周囲が閉塞された空気層が設けられたことを特徴とする太陽電池モジュールの排熱回収装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６記載の太陽電池モジュールの排熱回収装置において、
太陽電池モジュールの裏面に液体を流すことのできる吸熱装置を設けたことを特徴とする太陽電池モジュールの排熱回収装置。
【請求項８】
請求項７記載の太陽電池モジュールの排熱回収装置において、
吸熱装置と表面側通路の一方の出口と他方の入口を連通して、吸熱装置と表面側通路のいずれか一方を通過した液体が他方に供給されるようにしたことを特徴とする太陽電池モジュールの排熱回収装置。
【請求項９】
請求項７記載の太陽電池モジュールの排熱回収装置において、
吸熱装置と表面側通路の出口と入口を別々にし、液体が吸熱装置と表面側通路を別々に通過できるようにしたことを特徴とする太陽電池モジュールの排熱回収装置。
【請求項１０】
請求項５乃至請求項９のいずれかに記載の太陽電池モジュールの排熱回収装置において、
太陽電池モジュールの裏面又は吸熱装置の裏面に、裏面からの排熱を防止するための断熱材を設けたことを特徴とする太陽電池モジュールの排熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は太陽電池モジュールの排熱回収方法とその排熱回収装置に関し、太陽電池モジュールによる発電と太陽電池モジュールからの放熱（排熱）回収の双方を実現でき、回収熱を温水とか他のエネルギーに変換して有効活用できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、太陽熱や太陽光がエネルギー源として注目され、太陽熱を利用した太陽熱湯沸かし器（太陽熱温水器）や、太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池モジュールなどが実用化されている。これら温水器やモジュールは二酸化炭素の排出が殆どなく地球温暖化対策の一助ともなる。
【０００３】
太陽熱温水器は太陽熱エネルギーを水等に吸収させて５０％程度の効率で熱エネルギーに変換でき、比較的高い効率で太陽熱を利用できている。
【０００４】
太陽電池モジュールは太陽光エネルギーを受けて発電するものであるが、エネルギー変換効率は１５％程度しかなく、その一部は太陽電池モジュールの構成部材であるセル内の抵抗によりジュール熱に転換されて、太陽から受けた太陽光エネルギーの８５%程度が太陽電池モジュールの表面反射や熱放出の形で大気に放出され、利用されていない。
【０００５】
従来、前記放熱（排熱）を回収するため、太陽電池パネル（発電用パネル）の裏面側に熱回収装置を設けたものがある。この熱回収装置は裏面側に配管した通水管内に水を通すことによって発電用パネルからの排熱を回収するものである（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−５１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の発明では、発電用パネルの裏面側の排熱をある程度は回収できるが、表面側の排熱は回収できないので、十分な熱回収は行われず、依然として多くの熱が大気中に放出（排気）されているのが実情である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本件発明者は、本件発明の開発に先立って、太陽電池モジュールの放熱と空気の対流の関係について研究を重ねて次のことを解明した。大気の分子が太陽電池モジュールに触れるとき、熱振動しているモジュール表面（受光面）を構成する部材のミクロ挌子から運動エネルギーを得る。言い換えると、このとき太陽電池モジュールに触れた空気分子は温度が上昇し浮力を得る。その分子の数が少ない間は昇温した分子であっても太陽電池モジュールに近接した領域に留まる。時間の経過につれて、昇温した分子の数も増え、温度の高い層を形成する。この層は太陽電池モジュールの冷却を妨害するためモジュールの冷却能率は低下する。時間が経過すると温度の高い層の厚さが増し、浮力も増して、太陽電池モジュールに近接したまま存在することが不可能になる。このとき、温度の高い層はモジュール表面から剥離して上昇し、その穴埋めとして、周りの加熱されていない空気が入り込む（自然対流）。この過程が繰り返されて、太陽電池モジュールが有している熱が間欠的に大気に放出されることになる。したがって、仮に浮力による空気の対流を阻害するならば、モジュールの温度はさらに上昇することになる。この現象は太陽電池モジュールの表面（受光面とそれと反対側の裏面）で同様にみられるが、一つだけ表面と裏面で大きな違いがある。表面では前記した過程が現れるが、裏面では浮力で温度が高くなった層が上昇しようとしても、太陽電池モジュールは傾斜して配置されている（通常、屋根等の配置面に対して３０度の角度で傾斜して設置される）ため、前記の浮上した空気層が傾斜を這い上がるもののモジュール裏面から剥離することはできず、周囲の低温の空気が供給されないため太陽電池モジュールの冷却も阻害される。風がある場合は、昇温の有無に関係なく太陽電池モジュール近傍の空気層は常にスイープ（強制対流）されてしまうため、表面であっても高温になった空気の滞留は発生せず、太陽電池モジュールの放熱は効率良く促進される。裏面の場合も同様に、そこに吹き込む風がある場合は、モジュールに近接した空気層がスイープされる。
【０００９】
本願発明において、太陽電池モジュールとは多数の太陽電池素子を結線して必要電圧が得られるようにして使用上の一つの単位としたものを意味するが、それを大型化した太陽電池パネル、太陽電池素子が封止されたパッケージ、これらに類する全ての太陽光発電体を含む総称として使用する。
【００１０】
本件発明者は前記解明に基づいて、既存（市販）の薄膜モジュールの表裏面の温度特性について実験を重ねて、太陽電池モジュールからの放熱割合は、通常の使用（例えば住宅の屋根の上に３０度の傾斜で設置して発電する使用）においては、裏面よりも表面の方が１０％程度高いことを実測により確認した。
【００１１】
既存の一般的な太陽電池モジュールは、太陽熱エネルギーを電気エネルギーに変換する薄板のセル、これを囲む透明な合成樹脂製のフレーム、表面に取付けられた透明なガラス板を備え、前記ガラス板に熱伝導率の高い透明白板ガラスが使用されている。モジュールが直立していて、風の吹き込みが同じ条件であれば表面温度が裏面温度よりも高くなるが、その主因はこの白板ガラスが使用されていることによる。このように、本来、モジュール表面の温度が裏面の温度より高くなる傾向があり、太陽電池モジュールの裏面からの熱回収だけでは、依然として、多くの太陽エネルギーが熱の形で大気に放出（排出）されていることを解明した。
【００１２】
本願発明は、太陽電池モジュールの表面に熱回収機構を設けて太陽電池モジュールからの排熱を排熱割合の大きい表面から効率良く回収でき、必要に応じて裏面からも回収でき、回収した熱エネルギーを給湯設備等に有効活用でき、表面に熱回収機構を設けても太陽電池モジュールの発電効率が殆ど阻害或いは低減しない太陽電池モジュールの排熱回収方法及び排熱回収装置を提供することにある。
【００１３】
（太陽電池モジュールの熱回収方法）
本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収方法は、太陽エネルギーを受けた太陽電池モジュールからの放熱（排熱）を回収する方法において、太陽電池モジュールの表面に設けられた表面側通路（太陽電池モジュールの表面とほぼ同じ面積の面状通路）に液体を供給し、その液体を、表面側通路内を連続的又は間欠的に移動させ、この液体により太陽電池モジュールからの排熱を吸収して回収する方法である。
【００１４】
本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収方法では、太陽電池モジュールの裏面側の吸熱装置によっても太陽電池モジュールからの熱を吸収して回収することもできる。この場合、表面側と裏面側で別々に排熱回収することもできるが、裏面側の吸熱装置で熱回収した液体を表面側通路に送り、その液体で表面側の排熱を吸収して回収することもできる。
【００１５】
本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収方法では、太陽電池モジュールの裏面側に断熱材を設けてその裏面側からの排熱を阻止することもできる。
【００１６】
本願発明の太陽電池モジュールの熱回収方法では、前記何れの場合も、液体を表面通路又は／及び裏面側通路の下方から上方へ流して、液体の流速制御、流量制御をし易くするのがよい。
【００１７】
（太陽電池モジュールの排熱回収装置）
本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収装置は、太陽エネルギーを受けた太陽電池モジュールからの排熱を回収する回収装置において、透光カバーが太陽電池モジュールの表面から離してその表面に対向配置され、その表面と透光カバーカバーが密閉されて表面と透光カバーの間に液体を流すことのできる面状の表面側通路が形成され、表面側通路の一端側に液体供給口が、他端側に液体出口が形成されたものである。
【００１８】
本願発明の前記太陽電池モジュールの排熱回収装置は、太陽電池モジュールの表面側通路の透光カバーの外側に外側透光カバーを設け、それら両透光カバーの間にその周囲が閉塞された空気層を備えたものとすることもできる。
【００１９】
本願発明の前記太陽電池モジュールの排熱回収装置は、太陽電池モジュールの裏面に液体を流すことのできる吸熱装置を設けることもできる。この場合、吸熱装置と表面側通路の一方の出口と他方の入口を連通して、吸熱装置と表面側通路のいずれか一方を通過した液体が他方に供給されるようにすることも、吸熱装置と表面側通路の出口と入口を別々にして液体が吸熱装置と表面側通路を別々に通過できるようにすることもできる。
【００２０】
本願発明の前記太陽電池モジュールの排熱回収装置は、前記太陽電池モジュールの裏面に裏面からの排熱を防止する断熱材を設けることもできる。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収方法は次のような効果がある。
（１）太陽電池モジュールからの熱を、裏面よりも発熱割合が多く、これまで回収されずに排出されていた表面側から回収するため、回収効率が良い。
（２）太陽電池モジュールからの熱を、裏面側の吸熱装置によっても回収するので回収効率が良い。
（３）熱回収により発電効率低下の一因である太陽電池モジュールの高温化を防ぐことができるので、太陽電池モジュールで効率のよい発電ができる。ちなみに太陽電池モジュールは１度の温度上昇で0.5%の発電効率の低下が知られている。
（４）太陽電池モジュールで発電と温水の両方を得ることができる。
【００２２】
本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収装置は次のような効果がある。
（１）太陽電池モジュールの表面側に、表面と間隔をあけて透光カバーを設けて面状の表面側通路を設けたので、表面側通路の構成が簡潔であり、表面側通路を発熱割合の多い表面側に設けるので吸熱効率のよい排熱回収装置となる。
（２）透光カバーの上にそとカバーを設けて、透光カバーとの間に空気層を設けるので、透光カバーからの放熱が抑制される。
（３）太陽電池モジュールの裏面側に吸熱装置を設けて熱交換面積を拡大した場合は熱回収量が増大し、裏面側の昇温を防止できるので、昇温に起因する太陽電池モジュールの発電能力の低減を抑制できる。
（４）発電器と温水器の両方の機能を備えた太陽電池モジュールとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収装置の一例を示すものであって、（ａ）は全体概略図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図。
【図２】本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収装置の一例を示す分解斜視図。
【図３】本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収装置の他例を示すもので、裏面に吸熱装置を設けた場合の分解斜視図。
【図４】太陽電池モジュールの裏面側に吸熱装置を設けた太陽電池モジュールの排熱回収装置の裏面側説明図。
【図５】本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収装置を複数枚用いた太陽電池モジュールの使用例を示すものであって、（ａ）は裏面に吸熱装置を設けない場合の平面側説明図、（ｂ）は裏面に吸熱装置を設けた場合の裏面側説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（太陽電池モジュールの排熱回収方法）
本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収方法は、太陽エネルギーを受けた太陽電池モジュールから放出される排熱を回収する方法であり、太陽電池モジュールの表面側に設けた面状の表面側通路に液体を流し、この液体により太陽電池モジュールからの排熱を表面側で吸収して回収する方法である。通常、太陽電池モジュールは屋根の上に約３０度の傾斜で太陽に向けて設置されているので、液体を太陽電池モジュールの下方から上方へ流すと表面通路内を流れる液体の流速、流量を調整し易くなるので、本願発明でも下方から上方へ流すのが望ましい。水道水の水圧では下方から上方へ送ることが難しい場合は、給水装置で加圧して供給するのがよい。表面側通路に供給する液体の流量を減少させることにより表面側通路から出る液体温度が高まり、流量を増加させることにより液体温度が低くなる。
【００２５】
本願発明では、太陽電池モジュールの表面側だけでなく裏面側においても回収することができる。この場合、裏面側に設けられた吸熱装置に液体を供給して吸熱し、回収することができる。
【００２６】
液体は先に裏面側の吸熱装置にその下方から上方に流し、吸熱装置を通過した液体を表面側通路内の下方から上方に流して、先に裏面側の熱を吸収し、その液体で後から表面側の熱を吸収することもできる。これとは逆に、先に、液体を表面側通路に流し、表面側通路を通過した液体を裏面側の吸熱装置に流して、先に表面側の熱を吸収し、後から裏面側の熱を吸収することもできる。この場合も液体を吸熱装置及び表面側通路の下方から上方に流すので流量、流速制御がし易い。
【００２７】
本願発明では、太陽電池モジュールの裏面側に断熱材を設けて、太陽電池モジュールの裏面側からの放熱を防止することもできる。
【００２８】
前記液体は水道水や井戸水等の水が適するが、北海道、東北、他の寒い地域等で使用する場合は、凍結し難い液体、例えば透明な不凍液（油）を使用することもでき、それ以外の透明な液体とすることもできる。供給する液体は表面側通路内或いは裏面の吸熱装置内に常時充満する量を供給することもできるが、それら内部の一部を充満できる量だけ供給することもできる。液体は表面側通路内や吸熱装置内を常時流れるようにすることも、一時的に滞留させて、所定温度まで昇温してから流す（間欠的に流す）ようにすることもできる。
【００２９】
（太陽電池モジュール排熱回収装置）
本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収装置（以下「排熱回収装置」という）について図面を参照して説明する。図１（ａ）、（ｂ）では排熱回収装置１に給液側に圧力調整装置２を介して給液設備３が、熱湯排出側に貯留設備４が接続されている。
【００３０】
排熱回収装置１は図１（ｂ）に示すように透光性の透光カバー５が太陽電池モジュール６の表面に間隔をあけて対向配置され、透光カバー５の周囲と太陽電池モジュール６の周囲が密閉されて、透光カバー５と太陽電池モジュール６の表面の間に平面状の表面側空間（通路）７が形成されている。この表面側通路７内に給液設備（例えば水道）３から圧力調整装置２を通して液体（例えば水道水）を供給すると、その液体が表面側通路７内を通過する間に太陽電池モジュール６からの排熱で加熱されて（液体が排熱を吸収して）湯になり、その湯が表面側通路７から貯留設備４（例えば貯湯槽や温水利用設備等）に送出されるようにしてある。排熱回収装置１の背面には電源ターミナル８があり、そこから電源コード８ａが引き出され、それに電源プラグ８ｂが接続されている。
【００３１】
以下の説明においては、排熱回収装置１を３０度前後傾斜させて建物の屋根などに設置した場合に、太陽電池モジュール６の太陽光受光面を表面、反対側を裏面とし、下側に位置する方を下方、上側に位置する方を上方として説明する。
【００３２】
図１（ａ）、（ｂ）に示す排熱回収装置１は、図２に示すように太陽電池モジュール６の下方に下延長板９が、上方部に上延長板１０が連結されて延長板連結モジュール１１が形成され、その延長板連結モジュール１１の裏面側に断熱材１２が、表面側に方形枠状のフレーム１３が、フレーム１３の上に透光カバー５が配置され、それらがケース１４内に収納されている。下延長板９、上延長板１０は接着剤や他の固定手段で固定することがきる。
【００３３】
本願発明の太陽電池モジュール６には既存の又は新規のものを使用することができる。既存の太陽電池モジュール６は一般に太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する薄板状のセル１５と、セル１５の外周を囲った透明な合成樹脂１６と、合成樹脂１６の表面に設けた透明なガラス板（通常は白板ガラス板）１７を備えている。
【００３４】
下延長板９と上延長板１０は樹脂製とか他の材質製とすることができる。下延長板９には供給孔９ａが、上延長板１０には送出孔１０ａが開口されている。この供給孔９ａには図１に示すように給水管１８が連結され、給水管１８に圧力調整装置２、給液設備３が連結されており、給液設備３から供給される液体が圧力調整装置２で圧力調整されて給水管１８に給水されて前記供給孔９ａから前記表面側通路７内に送り込まれるようにしてある。前記送出孔１０ａには送出管１９が連結されており、表面側通路７内で吸熱して昇温した液体がその送出管１９から図１に示すように貯留設備４に送出されるようにしてある。
【００３５】
前記フレーム１３（図２）は延長板連結モジュール１１の表面外周縁よりも多少小さいサイズの方形枠状であり、延長板連結モジュール１１の表面外周縁上に配置固定されている。フレーム１３は表面側通路７の高さ（太陽電池モジュール６表面の白色ガラス板とその上に重ねる透光カバー５の間の空間）を確保するためのものであり、その厚さは任意寸法とすることができるが０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。フレーム１３の形状や寸法は延長板連結モジュール１１の形状や大きさ等に対応させることができる。フレーム１３は樹脂製のものが軽量化の面から好ましいが他の材質製とすることもできる。フレーム１３は延長板連結モジュール１１の表面に接着剤、ネジ、ボルトとナットといった各種固定手段で固定することがきる。
【００３６】
前記透光カバー５は太陽光が透過可能な透明であり、前記フレーム１３の上に配置されて接着剤で固定されている。透光カバー５は延長板連結モジュール１１の表面全体を覆うことのできる大きさであり、厚さ３ｍｍ程度のものである。厚さはそれよりも厚くても薄くてもよく、例えば、５ｍｍ程度とすることもできる。透光カバー５には透明なガラス板、樹脂板、樹脂フィルムといった各種材質製のものを使用することができる。透光カバー５が変形しにくい剛性であれば表面側通路７の容積を一定に確保できるが、場合によっては可撓性のあるもの（フレキシブルなもの）であっても差し支えない。透光カバー５には強度の面から強化ガラスを用いることもできる。強化ガラスを用いると圧力調整装置（圧力調整バルブ）２で減圧することなく給液設備３から直接水を送り込むことができる。透光カバー５の厚さや形状は延長板連結モジュール１１の形状や大きさ等に合わせて選定することができる。透光カバー５はフレーム１３に接着剤、ネジ、ボルトとナットといった各種固定手段で固定することがきる。
【００３７】
延長板連結モジュール１１、フレーム１３、透光カバー５の三者の外周はシーリング材とか他の防水材で防水処理されて密閉され、それら三者で囲われた内側に延長板連結モジュール１１の表面と同サイズの面状の表面側通路７が形成されている。シーリング材としては例えばシリコンあるいはブチル系シーラントのような既存のものを用いることができる。
【００３８】
前記表面側通路７内にはフレーム１３の上に配置固定された透光カバー５の撓みを防止するための支持材２０（図１）が上下方向に間隔をあけて２つ設けられている。図１の支持材２０はブロック状であるが撓みを防止できれば他の形状、サイズとすることもできる。その材料は太陽光を透過可能な透明材であり、太陽電池モジュール６の表面(表面ガラス)と透光カバー５の間隔が均一となるようにフレーム１３と同じ厚さ（高さ）にしてある。フレーム１３及び支持材２０は接着剤、ネジ、ボルトとナットといった各種固定手段により固定することができる。
【００３９】
前記延長板連結モジュール１１の裏面に設けた断熱材１２は、太陽電池モジュール６の裏面側の熱が大気中に逃げる（排出される）のを防止するものである。断熱材１２としては例えばスタイロフォームとか他の断熱材を用いることができる。断熱材１２の下部には図１のように給水管１８を配管できる下開口部１２ａが開口され、上部には図１のように送出管１９を配管できる上開口部１２ｂが設けられている。断熱材１２のうち電源ターミナル８及び電源コード８ａの位置する箇所には貫通孔２１が開口されて、そこから電源ターミナル８、電源コード８ａを外部に引き出すことができるようにしてある。
【００４０】
前記ケース１４は図２に示すように底面が底板２２で閉塞され、上面は上外周縁２３の内側が開口され、両側面と下端面の三方が周壁２４ａ、２４ｂ、２４ｃで閉塞され、上周面２５が開口されて、前記底板２２、上外周縁２３、三方の周壁２４ａ、２４ｂ、２４ｃの内側に収容空間２９を備えた上周開口の箱状であり、一方の側壁（図２では左側の側壁）２４ｂに給水管貫通孔２６と、送出管貫通孔２７が開口され、底板２２に太陽電池モジュール６の背面に設けられている電源ターミナル８及び電源コード８ａをケース１４の外側に出すための引出し口２８が開口されている。前記収容空間２９内には前記断熱材１２、太陽電池モジュール６、フレーム１３、透光カバー５を前記上周面２５から差し込んで収容することができ、収容後に前記上周面２５は閉塞されて、収容空間２９内の断熱材１２、太陽電池モジュール６、フレーム１３、透光カバー５が脱落しないようにする。
【００４１】
（吸熱装置付き太陽電池モジュールの排熱回収装置）
本願発明の太陽電池モジュールの排熱回収装置１は、図３に示すように太陽電池モジュール６の裏面と断熱材１２の間に太陽電池モジュール６の裏面側の排熱を回収するための吸熱装置３０を設けることもできる。図３の吸熱装置３０は方形の中空ケース３１内に数枚の仕切り板３２を下方から上方に間隔をあけて設けて中空ケース３１内を仕切り、各仕切り板３２の幅方向一端（右端又は左端）が交互に開口されて蛇行する裏面側通路３３が形成されている。この吸熱装置３０は断熱材１２の一部に設けた方形の収容凹部１２ｃ内に収容され、その吸熱装置３０の上に太陽電池モジュール６の裏面を接触（密着）させて配置固定されている。裏面側通路３３の下端には給水管１８が連結され、上端には回収管３４が配管され、回収管３４は中空ケース３１の外側面に沿って引き出され、中空ケース３１の底面外側に引き回されて、延長板連結モジュール１１の下延長板９の供給口９ａに連結されている。中空ケース３１には太陽電池モジュール６の電源ターミナル８を嵌合して電源コード８ａ及び電源プラグ８ｂを中空ケース３１の裏側に引き出すことができる引出し開口部３５が開口されている。前記中空ケース３１、仕切り板３２は熱伝導率の高い銅製が好ましいが他の金属とすることもできる。
【００４２】
図３の吸熱装置３０は、例えば、断熱材１２に形成されている収容凹部１２ｃ内に収納配置する。この場合、吸熱装置３０の中空ケース３１だけでなく、その外側に配管されている回収管３４も収納する。この場合、断熱材１２の側面に導出孔１２ｄを貫通して、前記給水管１８を断熱材１２の外部に出せる（外部から差し込める）ようにしておくのがよい。
【００４３】
前記構成の吸熱装置３０の液体の流れは次のようになる。給液設備３（図１）から圧力調整装置２（図１）を通して給水管１８（図２）に供給される液体が、吸熱装置３０の裏面側通路３３の下端に送り込まれ、裏面側通路３３内を蛇行して裏面側通路３３の上方へ送られ、この間にこの液体により太陽電池モジュール６の裏面の排熱を吸熱して回収する。先に裏面側通路３３で裏面側の排熱を吸収して回収した温水は、裏面側通路３３の上端に連結されている回収管３４（図３）に排出され、回収管３４内を流れて下延長板の供給孔９ａに送られ、そこから表面側通路７の下端に流れ込む。その回収液は表面側通路７内を下から上に流れ、その間に太陽電池モジュール６の表面の熱を吸収して回収し、表面側通路７の出口から送出管１９（図１）に排出されて貯留設備４に貯留される。前記とは逆に、液体を先に表面側通路７に送り込んで表面側の排熱を窮して回収し、その熱回収した液体（温水）を裏面側通路３３に送るようにすることもできる。
【００４４】
吸熱装置３０を設けることによって、太陽電池モジュール６の表面のみならず、その裏面から放出される排熱も回収することができるので、吸熱装置３０を設けない場合に比べて熱回収効率がよくなる。また、吸熱装置３０を設けることにより、それが無い場合よりも太陽電池モジュール６の温度を低く保てることから、太陽電池モジュール６の昇温による発電出力低下を抑制することができる。
【００４５】
（吸熱装置の他の例）
吸熱装置３０は他の構造であってもよい、例えば、銅パイプを蛇行させて銅板の上下方向へ配管したものでもよい。可能であれば表面側通路７と同様の構造であってもよい。この場合は、太陽電池モジュール６の裏面にフレームを設け、その裏側に裏面カバーを設けてその裏面と裏面カバーの間の隙間に、表面側通路７と同様の構造の裏面側通路３３を形成することができる。
【００４６】
（太陽電池モジュールのシステム化）
図１の実施例は一つの排熱回収装置１を使用する場合の例であるが、図５のように複数枚の排熱回収装置１を給液設備３側の給水側集合管３６、貯留設備４側の送出側集合管３７に連結してシステム化することもできる。接続は直列でも直並列でもよい。複数枚使用する場合の太陽電池モジュール６は小型サイズのもの、例えば、図示したサイズの１／２、１／３、１／４のサイズのものを使用することもできる。図５（ａ）、（ｂ）に示す太陽電池モジュール利用システムは、排熱回収装置１が二つ使用された場合の例であるが、排熱回収装置１は三以上であってもよい。
【００４７】
（太陽電池モジュールの排熱回収装置の使用例１）
図２に示す太陽電池モジュールの排熱回収装置の使用方法を、図１及び図２を参照して説明する。
（１）給液設備３のバルブを開き、圧力調整装置２で水圧を排熱回収装置１の耐圧以下に減圧して給水を開始する。
（２）供給された水は、給水管１８を通って下延長板９の供給孔９ａから太陽電池モジュール６の表面側の表面側通路７に導入される。
（３）表面側通路７に導入された水は太陽電池モジュール６の表面に沿って、その下から上へ送られ、その間に表面の排熱を回収し、上延長板１０の送出孔１０ａに流れる。
（４）送出孔１０ａに流れた温水は、送出孔１０ａに接続された送出管１９を通って貯留設備４に送り出される。
【００４８】
（太陽電池モジュールの排熱回収装置の使用例２）
図３に示す吸熱装置３０を備えた排熱回収装置１の使用方法を図３及び図４を参照して説明する。
【００４９】
（１）給液設備３のバルブを開き、圧力調整装置２で水圧を排熱回収装置１の耐圧以下に減圧して給水を開始する。
（２）供給された水は、給水管１８を通って、吸熱装置３０の蛇行した裏面側通路３３内に送り込まれる。
（３）裏面側通路３３内に送り込まれた水はその内部を流れながら、太陽電池モジュール６の裏面の熱を吸収して回収する。
（４）熱回収した温水は、吸熱装置の回収管３４を通って、下延長板９の供給孔９ａに送り込まれ、表面側通路７に導入される。
（５）表面側通路７に導入された水は、太陽電池モジュール６の表面の熱を吸収して回収し、上延長板１０の送出孔１０ａに流れ込む。
（６）送出孔１０ａに流れ込んだ温水は、送出孔１０ａに接続された送出管１９を通って貯留設備４に送り込まれる。
【００５０】
（太陽電池モジュールの排熱回収装置の使用例３）
図２の排熱回収装置１をシステム化した図５（ａ）に示す熱回収システムの使用例を、以下に説明する。
（１）給液設備３のバルブを開き、圧力調整装置２で水圧を排熱回収装置１の耐圧以下に減圧して給水を開始する。
（２）給水側集合管３６に供給された水は、各排熱回収装置１の給水管１８に送り込まれる。
（３）給水管１８に送り込まれた水は、前記使用例１の（２）〜（４）と同様の流れで太陽電池モジュール６の表面側の排熱を回収する。
（４）太陽電池モジュール６の表面側の排熱を回収した温水は、送出管１９を通って送出側集合管３７に流れ込み、貯留設備４に送られる。
【００５１】
（太陽電池モジュールの排熱回収装置の使用例４）
図３の吸熱装置３０を備えた排熱回収装置１をシステム化した図５（ｂ）に示す熱回収システムの使用例を以下に説明する。
（１）給液設備３のバルブを開き、圧力調整装置２で水圧を耐圧以下に減圧して給水側集合管３６に給水を開始する。
（２）給水側集合管３６に供給された水は、各排熱回収装置１の給水管１８に送り込まれる。
（３）給水管１８に送り込まれた水は、太陽電池モジュール６の表面側の吸熱装置３０の裏面側通路３３（図３）に送り込まれてその下方から上方に流れて先に裏面側の排熱を吸収し、上まで到達した液体は回収管３４から表面側通路７の下方に送り込まれ、その間に表面側の排熱を吸収して回収する。
（４）太陽電池モジュール６の表面及び裏面の排熱を回収した温水は、送出管１９を通って送出側集合管３７に流れ込み、貯留設備４に送られる。
【００５２】
（発電効率の確保）
太陽電池モジュールの表面に表面側通路を設け、その表面側通路に液体を供給した場合、太陽光の入射量が低減し、表面側通路を設けない場合よりも発電効率が低減することが懸念される。しかし、本件発明者が、本件排熱回収装置に用いるガラスカバーの反射率、透過率などの光学特性、および、その特性に循環水が与える影響について実験して、発電効率が殆ど低減しないことを確認した。
【００５３】
（発電効率の変化）
本件発明者が既存の薄膜モジュールを用いて実験したところ、同モジュールの表面温度は気温より約45℃高い温度まで昇温できる可能性があった。この結果は、本件発明の排熱回収装置を循環する水の温度も、給水管に設けてある流量バルブを絞って流量を少なくすることにより気温よりも最大で45℃高い温度に昇温させることができることを意味する。通常、モジュールの特性は表面温度が25℃で評価されている。仮に、表面温度がこの基準温度より低ければ出力が増加し高ければ減少する。モジュール出力の温度係数は−0.5％／℃で、10℃上昇すると発電出力は5%減少するので、45℃の昇温で22.5％の発電出力低下になる。
【００５４】
太陽電池モジュールの表面に表面側通路に水を満たすことによる発電出力損失（本願排熱回収装置の発電出力損失）は、その排熱回収装置の光透過率を調べることにより明らかになる。本件発明者の実験によれば、既存の薄膜モジュールではその表面からの反射率は10.6％であった。その薄膜モジュールの表面に水膜を形成すると反射率は10.6％から7.5％に改善された。改善理由は、水表面での反射率がガラスより小さく、水の屈折率がガラスの屈折率と近く、モジュールと水膜の接触部での反射率が極端に小さくなるためである。水は液体や固体の物質の中でも光の吸収率が非常に小さく、わずか数ミリの厚みの水を透過する際の光の吸収は無視できる。モジュールとガラスの間の表面側通路に水が満たされない場合の総合反射率は、ガラスの両面とモジュール表面での反射が加算されるため21.2％に達するが、本願発明の排熱回収装置では水が表面側通路に満たされるため、総合反射率は13.7％まで改善される。従って、本願発明の排熱回収装置の表面側通路を設けることによる反射率は、設けない場合の1.29倍に増加するだけである。光透過率でみるとガラス無しの通常使用の場合に0.894、ガラス有りの場合に0.863となり、その差異はわずか3.1%である。従って、本願発明の表面通路を設けた排熱回収装置の光透過率は表面通路を設けない場合よりも3.1％減となるだけであるため、発電出力損失は殆どないことになる。
【００５５】
（入射光エネルギーの利用率）
既存の太陽熱温水器の熱回収効率は前記したとおり50%程度である。本願排熱回収装置の熱回収率も50%程度は期待できる。モジュールに入射するエネルギーから、反射されるエネルギーと発電量を差し引いた放熱量が熱となって放熱される。上記のように放熱量の50％が回収されると考えると、その回収量はモジュールに入射する光エネルギーの38.8％にあたる。この回収エネルギーは前記薄膜モジュールの発電効率（11.4％程度）の3.4倍に相当する。上記発電効率と熱回収率を加えると50.2％となり、入射光エネルギーの利用率は格段に改善できる。
【００５６】
（産業上の利用分野）
前記実施形態では排熱を回収した温水を、貯留設備４に貯湯する場合を例として説明したが、貯湯せずに、直接、温水利用設備に供給することもできる。
【符号の説明】
【００５７】
１      排熱回収装置
２      圧力調整装置
３      給液設備
４      貯留設備
５      透光カバー
６      太陽電池モジュール
７      表面側通路
８      電源ターミナル
８ａ    電源コード
８ｂ    電源プラグ
９      下延長板
９ａ    供給孔
１０    上延長板
１０ａ  送出孔
１１    延長板連結モジュール
１２    断熱材
１２ａ  下開口部
１２ｂ  上開口部
１２ｃ  収容凹部
１２ｄ  導出孔
１３    フレーム
１４    ケース
１５    セル
１６    合成樹脂
１７    ガラス板
１８    給水管
１９    送出管
２０    支持材
２１    貫通孔
２２    底板
２３    上外周縁
２４ａ  周壁
２４ｂ  周壁
２４ｃ  周壁
２５    上周面
２６    給水管貫通孔
２７    送出管貫通孔
２８    引出し口
２９    収容空間
３０    吸熱装置
３１    中空ケース
３２    仕切り板
３３    裏面側通路
３４    回収管
３５    引出し開口部
３６    給水側集合管
３７    送出側集合管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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