(57)【要約】【課題】簡単かつ廉価な構成で効率良く冷却可能な熱交換器構造を備えた太陽電池セルを提案すること。【解決手段】流路付き太陽電池セル１は、太陽電池セル２と、このセル裏面２ｂに形成された冷媒流路６とを有しており、冷媒流路６の流路内周面の一部がセル裏面２ｂによって規定されている。冷媒流路６を流れる冷媒と太陽電池セル２との間の熱交換は、セル裏面２ｂを介して直接行われる。金属板などの熱伝導性の高い部材を介して太陽電池セルと冷媒との間の熱交換が行われていた場合に比べて効率良く熱交換を行うことができる。金属板などの熱伝導板を太陽電池セルのセル裏面に貼り付ける必要がないので、熱伝熱板と太陽電池セルを構成しているシリコン基板などの半導体基板との間の熱膨張率の差に起因して太陽電池セルの側に割れなどの損傷が発生するおそれもない。熱伝導板を用いる必要がないので廉価な冷却機構を構築できる。【選択図】図２
2011243740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セル（２）と、
前記太陽電池セル（２）の光入射側のセル表面（２ａ）とは反対側のセル裏面（２ｂ）に形成された冷媒流路（６）とを有し、
前記冷媒流路（６）の流路内周面の一部は前記セル裏面（２ｂ）によって規定されていることを特徴とする流路付き太陽電池セル（１）。
【請求項２】
請求項１において、
前記冷媒流路（６）は一対の冷媒流通口（７ａ、７ｂ）を備えていることを特徴とする流路付き太陽電池セル（１）。
【請求項３】
請求項２において、
前記セル裏面（２ｂ）に固定した流路形成部材（３）を有し、
前記セル裏面（２ｂ）と前記流路形成部材（３）の間に、前記冷媒流通口（７ａ、７ｂ）に連通した前記冷媒流路（６）が形成されていることを特徴とする流路付き太陽電池セル（１）。
【請求項４】
請求項３において、
前記流路形成部材（３）は、前記セル裏面（２ｂ）に固定した所定形状の枠板（４）と、この枠板（４）における前記セル裏面側の端面とは反対側の端面（４ｂ）を封鎖している封鎖板（５）とを備えていることを特徴とする流路付き太陽電池セル（１）。
【請求項５】
請求項４において、
前記枠板（４）は、ループ状の外周枠板部分（４Ａ）と、この外周枠板部分（４Ａ）によって囲まれる前記セル裏面（２ｂ）および前記封鎖板（５）の間の隙間を連続した所定形状の流路となるように仕切っている仕切り板部分（４Ｂ、４Ｃ）とを備えていることを特徴とする流路付き太陽電池セル（１）。
【請求項６】
請求項３、４または５において、
前記流路形成部材（３）は絶縁性材料からなることを特徴とする流路付き太陽電池セル（１）。
【請求項７】
請求項３ないし６のうちのいずれかの項において、
前記流路形成部材（３）は樹脂成形品であることを特徴とする流路付き太陽電池セル（１）。
【請求項８】
複数枚の太陽電池セルを配列することにより構成した太陽電池パネル（１０）であって、
前記太陽電池セルは、請求項２ないし７のうちのいずれかの項に記載の流路付き太陽電池セル（１）であり、
前記流路付き太陽電池セル（１）のそれぞれの前記冷媒流路（６）を経由して冷媒を循環させる冷媒循環路（１１、１２、１３）を有していることを特徴とする太陽電池パネル（１０）。
【請求項９】
請求項８に記載の太陽電池パネル（１０）と、
前記冷媒循環路（１１、１２、１３）を経由させて冷媒を循環させることにより前記流路付き太陽電池セル（１）との間で熱交換を行う冷却装置（２０、２０Ａ）とを有していることを特徴とする太陽光発電システム（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）。
【請求項１０】
請求項９において、
前記冷却装置（２０、２０Ａ）は、前記冷媒流路（６）の内圧を予め設定した圧力以下に保持する圧力調整機構（２４）を備えていることを特徴とする太陽光発電システム（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記圧力調整機構（２４）は、前記流体流路の内圧を大気圧に保持することを特徴とする太陽光発電システム（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記冷却装置は常圧ヒートパイプであり、当該常圧ヒートパイプ（２０、２０Ａ）は、
吸熱用の温熱源側熱交換器（２１）と、
放熱用の冷熱源側熱交換器（２２）と、
これらを経由して冷媒を常に同一方向に循環させる前記冷媒循環路（２３）と、
前記冷媒循環路（２３）における前記冷熱源側熱交換器（２２）を介して放熱した後の冷媒を前記温熱源側熱交換器（２１）に導く循環路部分（２３ａ）に取り付けられており、大気圧と平衡するように容積が増減可能な冷媒溜まり（２４）とを備えており、
前記温熱側熱交換器（２１）が、前記流路付き太陽電池セル（１）のそれぞれにおける前記冷媒流路（６）であることを特徴とする太陽光発電システム（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記冷媒循環路（２３）は前記冷媒の逆流を防止するための逆流防止弁（２５）を備えていることを特徴とする太陽光発電システム（３０Ａ）。
【請求項１４】
請求項１２または１３において、
前記冷媒循環路（２３）は前記冷媒を同一方向に循環せるための循環ポンプ（２６）を備えていることを特徴とする太陽光発電システム（３０Ｂ、３０Ｃ）。
【請求項１５】
請求項１１ないし１４のうちのいずれかの項において、
前記冷熱源側熱交換器（２２）において前記冷媒との間で熱交換を行う水を循環させて、所定温度の温水を得る温水装置（４０）を有していることを特徴とする太陽光発電システム（３０Ｃ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電効率を維持できるように冷却用の冷媒流路を備えた流路付き太陽電池セル、太陽電池パネルおよび太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セル、特に、結晶系セルを用いたものは発電効率の温度依存性が高く、高温になるほど発電効率が低下することが知られている。例えば、シリコン結晶セルでは１℃上がる毎に０．４％程度発電効率が低下する。このため、夏期の昼において例えば８０℃程度までセル温度が上昇すると、室温状態に比べて発電効率が２０％も低下してしまう。このため、本来大きな電力が得られるはずの夏期における発電効率が悪いという問題がある。
【０００３】
そこで、従来においては、太陽電池セルを冷却して高温化に伴う発電効率の低下を抑制するようにしている。冷却方法としては、特許文献１に開示されているように、建物の屋根などに設置されている太陽電池セルに散水して冷却する方法が知られている。この方法は冷媒としての水が無駄になり、太陽電池セルの発熱を有効利用できないという問題がある。
【０００４】
かかる問題を解消可能な冷却方法は特許文献２〜４に開示されている。特許文献２には、太陽電池セルを経由させて冷媒を循環させることにより冷却を行う冷却装置が開示されている。特許文献３にはヒートパイプを太陽電池セルの裏面に取り付けて冷却を行う方法が開示されている。特許文献４には太陽電池セルの裏面に金属板からなるヒートシンクを貼り付けて冷却を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５９７９７号公報
【特許文献２】特開平１０−２０１２６８号公報
【特許文献３】特開２００１−１５６３２３号公報
【特許文献４】特開２００９−２８３６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献２〜４に開示の冷却方法では、半導体基板からなる太陽電池セルの裏面に熱伝導性の高い金属板を貼り付け、金属板を介して放熱あるいは冷媒との熱交換を行っている。しかしながら、半導体基板からなる太陽電池セルと熱伝導性の高い金属板とでは熱膨張率が大きく異なるので、熱膨張率の差に起因して大きな応力が発生し、機械的強度の弱い太陽電池セルの側に悪影響が及び、寿命の低下、損傷などのおそれがある。
【０００７】
このために、特許文献４においては、熱膨張率の差の少ない金属材料からなるヒートシンクを太陽電池セルの裏面に接着固定している。しかし、このような方法では材料コストが嵩み、接着剤を介して貼り付けられているので熱伝導効率が低下し、十分な冷却性能を確保できない場合もある。
【０００８】
一方、ヒートパイプを用いる場合には、熱膨張差の問題に加えて、熱交換による冷媒の気化に伴ってパイプ内圧が大幅に上昇するので、ヒートパイプを機械的強度の高い金属材料を用いて高圧に耐えることのできるように製造する必要がある。このために、製造コストが高いという問題がある。このような理由により、冷却機構が付設された太陽電池セルは実用化されていないのが現状である。
【０００９】
本発明の課題は、この点に鑑みて、簡単かつ廉価な構成で効率良く冷却可能な構造を備えた太陽電池セルを提案することにある。また、当該太陽電池セルを配列した構成の太陽電池パネルおよび太陽光発電システムを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の太陽電池セルは、
太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの光入射側のセル表面とは反対側のセル裏面に形成された冷媒流路とを有し、
前記冷媒流路の流路内周面の一部は前記セル裏面によって規定されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明では、太陽電池セルのセル裏面を用いて冷媒流路の一部を形成している。したがって、冷媒流路を流れる冷媒と太陽電池セルとの間の熱交換は、セル裏面を介して直接行われる。したがって、従来のように金属板などの熱伝導性の高い部材を介して太陽電池セルと冷媒との間で熱交換が行われていた場合に比べて効率良く熱交換を行うことができる。また、金属板などの熱伝導板を太陽電池セルのセル裏面に貼り付ける必要がないので、熱伝導板と太陽電池セルを構成しているシリコン基板などの半導体基板との間の熱膨張率の差に起因して太陽電池セルの側に割れなどの損傷が発生するおそれもない。さらに、熱伝導板を用いる必要がないので廉価な冷却機構を構築するのに有利である。
【００１２】
ここで、前記冷媒流路には、冷媒の流入および排出用のために、一対の冷媒流通口を形成しておけばよい。
【００１３】
また、前記太陽電池セルの前記セル裏面に流路形成部材を接着などによって固定し、前記セル裏面と前記流路形成部材の間に、前記冷媒流通口に連通した前記冷媒流路を形成さすることができる。
【００１４】
この場合、前記流路形成部材を、前記セル裏面に固定した所定形状の枠板と、この枠板における前記セル裏面側の端面とは反対側の端面を封鎖している封鎖板とを備えた構成とすることができる。具体的には、前記枠板を、ループ状の外周枠板部分と、この外周枠板部分によって囲まれる前記セル裏面および前記封鎖板の間の隙間を連続した所定形状の流路となるように仕切っている仕切り板部分とを備えた構成とすることができる。
【００１５】
ここで、太陽電池セルのセル裏面には、裏面電極などが露出している場合がある。このような場合には、前記流路形成部材を非導電性材料あるいは絶縁性材料から形成することが望ましい。冷媒は一般に絶縁性があるので、流路形成部材を絶縁性材料から形成しておくことにより、セル裏面に電極、配線などが露出していても問題は発生しない。
【００１６】
また、製作容易性、接着容易性などの観点からは、前記流路形成部材を樹脂成形品とすることが望ましい。
【００１７】
次に、本発明の太陽電池パネルは、上記構成の複数枚の流路付き太陽電池セルを配列することにより構成されており、前記太陽電池セルのそれぞれの前記冷媒流路を経由して冷媒を循環させる冷媒循環路を有していることを特徴としている。
【００１８】
本発明の太陽電池パネルでは、各太陽電池セルにおいて効率良く冷却が行われるので、夏期などにおいても太陽電池セルの温度上昇を抑制でき、発電効率の低下を抑制することができる。
【００１９】
一方、本発明の太陽光発電システムは、上記構成の太陽電池パネルと、前記冷媒循環路を経由させて冷媒を循環させることにより前記太陽電池セルとの間で熱交換を行う冷却装置とを有していることを特徴としている。
【００２０】
ここで、各太陽電池セルの冷媒流路の一部は太陽電池セルのセル裏面によって形成されているので、一般的なヒートパイプなどにおけるように冷媒流路を流れる冷媒の圧力が高いと、太陽電池セルに割れなどの損傷が発生するおそれがある。また、流路形成部材が樹脂製の場合においては、太陽電池セルだけでなく、流路形成部材にも損傷が発生するおそれがある。
【００２１】
このように、本発明では、冷媒流路が高圧に耐えることのできない材料から形成されているので、前記冷却装置は、前記冷媒流路の内圧を予め設定した圧力以下に保持する圧力調整機構を備えていることが望ましい。特に、前記圧力調整機構は、前記流体流路の内圧を大気圧に保持できるものであることが望ましい。
【００２２】
本発明においては、前記冷却装置として、内圧が常圧に維持可能な常圧ヒートパイプを用いることができる。常圧ヒートパイプは、吸熱用の温熱源側熱交換器と、放熱用の冷熱源側熱交換器と、これらを経由して冷媒を常に同一方向に循環させる前記冷媒循環路と、前記冷媒循環路における前記冷熱源側熱交換器を介して放熱した後の冷媒を前記温熱源側熱交換器に導く循環路部分に取り付けられており、内圧が大気圧と平衡するように容積が増減可能な冷媒溜まりとを備えた構成とすることができる。この場合、前記太陽電池セルのそれぞれにおける前記流体流路が、前記温熱側熱交換器として機能する部分である。
【００２３】
また、この場合において、前記冷媒循環路は前記冷媒の逆流を防止するための逆流防止弁を備えていることが望ましい。特に、逆流防止弁の代わりに、あるいは、これと共に前記冷媒循環路には、前記冷媒を同一方向に循環させるための循環ポンプが備わっていることが望ましい。
【００２４】
次に、本発明の太陽光発電システムにおいては、太陽電池パネルから回収した熱を利用して温水を得るシステムを構築することができる。すなわち、前記冷熱源側熱交換器において前記冷媒との間で熱交換を行う水を循環させて、所定温度の温水を得る温水装置を設けることができる。      
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、太陽電池セルを冷却するために、当該太陽電池のセル裏面を利用して冷媒流路の一部を形成するようにしており、冷媒流路を流れる冷媒と太陽電池セルとの間の熱交換は、セル裏面を介して直接行われる。従来のように金属板などの熱伝導性の高い部材を介して太陽電池セルと冷媒との間の熱交換が行われていた場合とは異なり、金属板などの熱伝導板を太陽電池セルのセル裏面に貼り付ける必要がないので、熱伝熱板と太陽電池セルを構成しているシリコン基板などの半導体基板との間の熱膨張率の差に起因して太陽電池セルの側に割れなどの損傷が発生するおそれもない。また、熱伝導板を用いる必要がないので、太陽電池セルに一体的に形成可能な廉価で実用的な冷却機構を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用した流路付き太陽電池セルの実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の太陽電池セルの分解斜視図である。
【図３】図１の太陽電池セルを縦横に配列して構成した太陽電池パネルを示す説明図である。
【図４】本発明を適用した太陽電池パネル冷却用のヒートパイプの実施の形態を示す説明図であり、太陽電池パネルが低温時の状態を示す。
【図５】図４のヒートパイプを示す説明図であり、太陽電池パネルが高温時の状態を示す。
【図６】本発明を適用した循環ポンプを備えた太陽電池パネル冷却用のヒートパイプの実施の形態を示す説明図である。
【図７】本発明を適用した太陽光発電システムの実施の形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した太陽電池セル、太陽電池パネルおよび太陽光発電システムの実施の形態を説明する。
【００２８】
（太陽電池セル）
図１は本発明を適用した流路付き太陽電池セルを示す斜視図であり、図２はその分解斜視図である。流路付き太陽電池セル１は、太陽電池セル２と、この太陽電池セルの光入射側のセル表面２ａとは反対側のセル裏面２ｂ（セル基板裏面）に貼り付けた流路形成板３とを備えている。太陽電池セル２と流路形成板３の間に、太陽電池セル２を冷却するための冷媒を流通させるための冷媒流路６が形成されている。なお、図１の矢印は冷媒の流れを示すものである。
【００２９】
太陽電池セル２は、例えば一定厚さの矩形板状のものであり、シリコンなどの半導体基板に光電変換素子が作り込まれたものであり、具体的構造は公知であるので説明は省略する。太陽電池セル２の輪郭形状は矩形輪郭に限定されるものではない。また、太陽電池セル２は平板状のものであるが、湾曲状のものとすることも可能である。
【００３０】
太陽電池セル２のセル裏面２ｂに貼り付けた流路形成板３は、例えば絶縁性の樹脂素材から形成されており、熱膨張率が太陽電池セル２のセル基板とほぼ同一のものが選択されている。樹脂以外の絶縁性素材、例えば、セラミックなどから形成することも可能であり、この場合においても、熱膨張率がセル基板と同一あるいは近い値のものを用いることが望ましい。
【００３１】
流路形成板３は、矩形輪郭の枠板４と、この枠板４に貼り付けた矩形封鎖板５とを備えている。枠板４は、セル裏面２ｂよりも一回り小さな矩形輪郭の一定幅、一定厚さの枠板であり、そのセル裏面側の枠端面４ａがセル裏面２ｂに接着剤などによって貼り付けられている。矩形封鎖板５は、枠板４と同一の矩形輪郭のものであり、枠板４におけるセル裏面２ｂとは反対側の枠端面４ｂに貼り付けられている。矩形封鎖板５はフィルム状のものであってもよく、例えば、面外方向に撓み可能な素材であってもよい。枠板４の形状は矩形以外の形状であってもよく、セル裏面２ｂの形状と相似形でなくてもよい。また、枠板４と矩形封鎖板５を別部材として形成して、相互に接着固定しているが、これらを一体物として成形することも可能である。
【００３２】
枠板４は、矩形輪郭の外周枠板部分４Ａと、この外周枠板部分４Ａの内側側面から内側に延びている２本の仕切り板部分４Ｂ、４Ｃとを備えている。仕切り板部分４Ｂ、４Ｃは、外周枠板部分４Ａにおける一対の対向する内側側面４ｃ、４ｄから直交する方向に一定の間隔で延びている。外周枠板部分４Ａは矩形以外のループ形状とすることができる。また、仕切り板部分４Ｂ、４Ｃは直線状のものでなくてもよいことは勿論であり、２本に限定されるものではなく３本以上としてもよいことは勿論である。
【００３３】
太陽電池セル２のセル裏面２ｂに枠板４を貼り付け、枠板４に矩形封鎖板５を貼り付けた状態においては、これらの間に一定幅および一定厚さの冷媒流路６が形成される。すなわち、冷媒流路６の内周側面は枠板４によって規定され、冷媒流路６の一方の内側端面はセル裏面２ｂによって規定され、冷媒流路６の他方の内側端面は矩形封鎖板５の内側表面５ａによって規定される。
【００３４】
矩形封鎖板５の外側表面５ｂには、その一対の角部分に冷媒流通口７ａ、７ｂが取り付けられている。冷媒流通口７ａ、７ｂは例えば樹脂製の円筒であり、それぞれ冷媒流路６に連通している。冷媒流通口７ａ、７ｂは矩形封鎖板５に接着固定されているが、これらを矩形封鎖板５に一体成形することも可能である。冷媒流通口７ａ、７ｂの一方は冷媒入口として機能し、ここを介して冷媒が冷媒流路６に流入し、冷媒流通口７ａ、７ｂの他方は冷媒出口として機能し、冷媒流路６を通った後の冷媒がここを介して外部に排出される。
【００３５】
このように構成した流路付き太陽電池セル１においては、それ自体に熱交換器構造が形成されており、セル裏面２ｂによって冷媒流路６の一部が形成されている。したがって、太陽熱を熱源とする非常に効率の高い熱交換器を安価に実現できる。よって、太陽電池セル２を効率良く冷却できるので、強い日射しを受けた状態においても太陽電池セル２の高温化に伴う発電効率の低下を抑制できる。
【００３６】
（太陽電池パネル）
図３は太陽電池パネルの一例を示す説明図である。太陽電池パネル１０は多数枚の流路付き太陽電池セル１を直列あるいは並列に電気的に接続することにより構成されている。例えば、直列に配列された４枚の流路付き太陽電池セル１からなる列が４列形成されている。また、各列の４枚の流路付き太陽電池セル１においては、隣接する流路付き太陽電池セル１の間において相互に冷媒流通口７ａ、７ｂが連通パイプ１１によって接続されている。各列の両側に位置する流路付き太陽電池セル１の冷媒流路６は、連通パイプ１１を介して、冷却装置（図示せず）の冷媒循環パイプ１２、１３に連通しており、冷媒循環パイプ１２、１３は冷媒供給源の側に連通している。したがって、各流路付き太陽電池セル１の冷媒流路６を直列に連通している連通パイプ１１と、両側の冷媒循環パイプ１２、１３とによって、各流路付き太陽電池セル１の冷媒流路６を経由して冷媒を循環させる冷媒循環路が構成されている。
【００３７】
ここで、冷媒流路６の一部が流路付き太陽電池セル１のセル基板裏面によって規定されており、セル基板は高圧に耐えることができない。したがって、冷媒循環路（１１、１２、１３）を経由させて冷媒を循環させることにより各流路付き太陽電池セル１との間で熱交換を行う冷却装置としては、冷媒流路６の内圧を予め設定した圧力以下、例えば大気圧に保持可能な圧力調整機構を備えていることが望ましい。
【００３８】
（常圧ヒートパイプ）
図４および図５は、上記構成の太陽電池パネルと冷却装置を備えた太陽光発電システムの一例を示す説明図である。太陽光発電システム３０Ａの冷却装置は、冷媒を大気圧状態で循環させることのできる常圧ヒートパイプ２０である。常圧ヒートパイプ２０は、吸熱用の温熱源側熱交換器２１と、放熱用の冷熱源側熱交換器２２と、これらを経由して冷媒を常に同一方向に循環させる冷媒循環路２３とを備えている。冷媒循環路２３は、冷熱源側熱交換器２２を介して放熱した後の冷媒を温熱源側熱交換器２１に導く供給側循環路部分２３ａと、温熱源側熱交換器２１で吸熱した後に冷媒を冷熱源側熱交換器２２に導く回収側循環路部分２３ｂとを備えている。
【００３９】
供給側循環路部分２３ａには、大気圧と平衡するように容積が増減可能な冷媒溜まり２４に連通している連通部２３ｃが形成されている。この連通部２３ｃの下流側には、冷媒の逆流を防止するための逆流防止弁２５が配置されている。冷媒溜まり２４は、蛇腹状の可撓性素材からなる容積可変袋２４ａを備えている。例えば、ゴム、柔軟な樹脂から容積可変袋２４ａが形成されている。容積可変袋２４ａには、連通部２３ｃを介して内圧が作用し、その外周側は大気圧に晒されているので、内圧が大気圧よりも上昇すると容積可変袋２４ａが広がり、内圧を大気圧に維持するように作用する。
【００４０】
ここで、温熱源側熱交換器２１が、図３に示す太陽電池パネル１０の各流路付き太陽電池セル１の冷媒流路６であり、各流路付き太陽電池セル１において発生した熱が冷媒によって吸収される。
【００４１】
この構成の常圧ヒートパイプ２０の動作を説明する。常圧ヒートパイプ２０の内部には冷媒液で満たされている。太陽電池パネル１０の各流路付き太陽電池セル１の光電変換動作による発熱によって、温熱源側熱交換器２１内の冷媒液、すなわち、各流路付き太陽電池セル１の冷媒流路６内の冷媒液が温められる。冷媒液温度が上昇すると、その熱膨張により増加した体積分の冷媒液が熱交換器（冷媒流路６）から押し出される。
【００４２】
冷媒循環路２３には冷媒液の流れを一方向に規制する逆流防止弁２５が配置されているので、冷媒が温められると冷媒の一方向の流れが形成される。また、冷媒の熱膨張により内圧が上昇するが、冷媒溜まり２４の容積可変袋２４ａも初期の容積Ｖ１から膨らむ。これにより、大気圧との平衡状態が維持され、冷媒循環路２３の内圧は、その上昇が抑制され、大気圧状態に保持される。
【００４３】
図５に示すように、冷媒が熱交換器（冷媒流路６）において更に大きな熱量を吸収すると、熱交換器内で冷媒の気化が発生する。このとき、ヒートパイプ内の冷媒の体積が非常に大きくなるが、冷熱源側熱交換器２２の側における放熱により、冷媒を液化することで体積膨張が抑制される。冷媒溜まり２４の容積変化量（容積Ｖ２−容積Ｖ１）を適切に設定しておくことにより、図５に示す高温時においても図４に示す低温時と同様に、内圧を大気圧に保持することができる。
【００４４】
（常圧ヒートパイプの別の例）
図６は、逆流防止弁２５の代わりに循環ポンプ２６を配置した常圧ヒートパイプを備えた太陽光発電システムの一例を示す説明図である。この図に示す太陽光発電システム３０Ｂの常圧ヒートパイプ２０Ａは、循環ポンプ２６を配置した以外は図４、５に示す常圧ヒートパイプ２０と同一であるので、対応する部位には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。常圧ヒートパイプ２０Ａでは、循環ポンプ２６によって能動的に冷媒を循環させることで、熱交換量を大きくできる。また、図４、５に示す常圧ヒートパイプ２０では温熱源側熱交換器２１を高い位置に設置し、冷熱源側熱交換器２２をそれに対して低い側に配置する必要があるが、循環ポンプ２６を用いることにより熱交換器の位置関係の制約がなくなる。
【００４５】
以上説明したように、常圧ヒートパイプ２０、２０Ａでは、冷媒が常圧（大気圧）状態で循環するので、通常のヒートパイプに比べて極めて安価に製造できる。すなわち、通常のヒートパイプにおいては堅牢な金属材料を用いて強固な構造にする必要があるが、本例の常圧ヒートパイプ２０、２０Ａでは高圧仕様にする必要がないので、樹脂などの機械的強度の低い素材を用いて安価に製造できる。また、温熱側熱交換器２１では、太陽電池セル２のセル裏面２ｂによって冷媒流路６の一部が形成されており、冷媒流路６の内圧が高いとセル基板が損傷するなどの弊害が発生するおそれがあるが、本例の常圧ヒートパイプ２０、２０Ａを用いることにより、このような弊害を確実に回避できる。
【００４６】
なお、図４〜図６の常圧ヒートパイプ２０、２０Ａは、流路付き太陽電池セル１を冷却するための冷却装置として用いた例である。本例の常圧ヒートパイプ２０、２０Ａは、流路付き太陽電池セル以外の冷却対象物を冷却するために用いることができることは勿論である。
【００４７】
（太陽光発電システム）
図７は温水装置を備えた太陽光発電システムの一例を示す説明図である。太陽光発電システム３０Ｃは、図３に示す太陽電池パネル１０と、これを冷却するために取り付けた図６に示す常圧ヒートパイプ２０Ａと、温水装置４０とを備えている。
【００４８】
温水装置４０は、常圧ヒートパイプ２０Ａの冷熱源側熱交換器２２を介して水道水を流す給水管４１と、給水管４１の上流端側に取り付けた開閉弁４２と、冷熱源側熱交換器２２における熱交換によって暖められる水道水を貯める温水タンク４３とを備えている。給水管４１に供給される水道水は例えば５℃〜１５℃であり、太陽電池パネル１０による太陽熱利用によって、水道水は３５℃〜４５℃程度に温められて温水タンク４３に貯められる。温水タンク４３の温水は、例えば、更に加熱して用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１    流路付き太陽電池セル
２    太陽電池セル
２ａ  セル表面
２ｂ  セル裏面
３    流路形成板
４    枠板
４ａ、４ｂ  枠端面
４ｃ、４ｄ  内側側面
４Ａ  外周枠板部分
４Ｂ、４Ｃ  仕切り板部分
５    矩形封鎖板
５ａ  内側表面
５ｂ  外側表面
６    冷媒流路
７ａ、７ｂ  冷媒流通口
１０  太陽電池パネル
１１  連通パイプ
１２、１３  冷媒循環パイプ
２０、２０Ａ  常圧ヒートパイプ
２１  温熱源側熱交換器
２２  冷熱源側熱交換器
２３  冷媒循環路
２３ａ  供給側循環路部分
２３ｂ  回収側循環路部分
２３ｃ  連通部
２４  冷媒溜まり
２４ａ  容積可変袋
２５  逆流防止弁
２６  循環ポンプ
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  太陽光発電システム
４０  温水装置
４１  給水管
４２  開閉弁
４３  温水タンク
【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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【図６】
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【図７】
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