(57)【要約】【課題】傾斜する太陽光発電パネル裏面を保水材によって冷却する方法では、保水材の水は、重力によって、下面に集水してしまい、パネルからの熱を吸収する保水材の上面では、水が少なく、乾き傾向となるため、大量の給水が必要となる。【解決手段】傾斜する太陽光発電パネルの裏面に、毛管作用のある不織布を用いたコイル状となる保水材を取付けることで、パネルから吸熱した水がコイル状にした保水材の中で循環・流動し、コイルの側面、下面で、蒸発し、気化冷却され、更にコイル状の保水材の頂部に、左右にウィングとなる保水材を密着して取り付けることで、コイル状の保水材からの水が湿潤し、パネルは広い冷却面積で冷却される。【選択図】図１
2015133463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜して設置する太陽光発電パネルの裏面に、水の気化熱で冷却する気化冷却装置を密着させて取り付け、気化冷却装置には、不織布、綿布や炭で構成する保水材があり、この保水材をコイル状とすることで、コイル内を流れる水は、コイル表面で気化し、冷却され、底部から頂部、頂部から底部と冷却された水が循環することを特徴とする太陽光発電パネル気化冷却装置。
【請求項２】
コイル状とした保水材と、コイルのリングとリングのそれぞれの頂部に、左右に広げるウィングとなる複数の保水材を密着、固定し、左右に広がるウィングとなる複数の保水材を、折り曲げて、下にくる両端部をコイル状の下部の各リングに密着させ、上記の両保水材を一体化させ、一体化した保水材と、
左右がウィングとなる保水材のそれぞれの両端に密着させた導水をさせるためのひもと、
上記の一体化した保水材の下流側に設置する水受けピットを、
太陽光発電パネルの裏面の傾斜にあわせて、上記の一体化した保水材を複数個、並べ、最上段には、給水を受けるための水受けピットを置き、
これを１系列として、上記の一体化した保水材の上層面が太陽光発電パネルの裏面に密着できる架台に取り付け、太陽光発電パネルの面積に応じて、複数系列を設置することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電パネル気化冷却装置。
【請求項３】
請求項１に記載のコイル状とした保水材は、コイルに剛性を出すために、中心に針金を配し、直径を５〜１０ｍｍ位になるよう、綿布に粉になった炭を包み、縫合し、その上に１０〜２０ｍｍ位の直径になるように、不織布を巻き込み、更にその上を綿布で縫合して、管状とし、これをコイル状になるよう、丸めて、４〜８のリングをもつ直径３０〜１００ｍｍ、２００〜４００ｍｍの長さのコイル状とし、
コイル状のリング内にできる空間は、上記保水材を構成する材料が湿潤していることで、水の蒸発による気化冷却がされることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電パネル気化冷却装置。
【請求項４】
コイル状の保水材の中にある炭は、堆肥化処理をした草本類や有機汚泥を還元燃焼させた炭で保水性のある炭であることを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電パネル気化冷却装置。
【請求項５】
請求項２に記載のコイル状とした保水材の左右に広げるウィングとなる保水材は、両方のウィングは平面を平たく、真ん中部分は、垂直部を平たくなるように、針金で成形・加工し、長さを５００〜９００ｍｍとし、平面の両側には、コイル状とした保水材に使用する綿布で包んだ炭を、上記針金に固定し、その間の隙間に銅または黄銅のイオンウールで埋め、更に綿布で包み、縫合し、先端部分１００〜２００ｍｍを折り曲げ、両先端部分に、不織布を綿布で包みこみ、
縫合した導水ひもを取付けて、コイル状とした保水材のリングの下に密着させ、また真ん中の部分は、上部のリングに密着していることから、コイル状とした保水材から浸透する水で、湿潤し、
各リング毎に、ウィングを取付けることで、上下のウィングでできる空間が連なり、各ウィングが湿潤することで、上記の空間が気化冷却されることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電パネル気化冷却装置。
【請求項６】
請求項５に記載の左右に広げるウィングとなる保水材があることによって、太陽光発電パネル裏面を直接冷却する範囲が広まることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電パネル気化冷却装置。
【請求項７】
コイル状とした保水材の各リングの上部と下部に、ウィングとなる保水材の上部中央と折り曲げた下部先端部を密着固定した後、コイル状とした保水材の最底部とウィングとなる保水材のそれぞれの下側をアルミ箔によって包むことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電パネル気化冷却装置。
【請求項８】
太陽光発電パネルの裏面に接触させた気化冷却装置に、保水材下部にある導水ひもを最上流の水受けピットに装入することで、毛管作用によって、一定量の水が保水材に給水され、
上記の片方の導水ひもを下流側に設置する水受けピットに装入することで、保水材からの排水を受入れ、
上流の水受けピットの水がなくなっても、下流側の水受けピットにある上記の導水ひもによって、水は毛管作用で、保水材に導水され、保水材の頂部へ毛管作用で、揚水されて、保水材の最上部を乾燥させることなく、湿潤させることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電パネル気化冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、太陽光発電パネルの温度上昇による発電効率が低下することを防止するために、水による気化冷却装置をパネル裏面に接触・固定させ、パネルからの熱を水に吸収し、吸収した熱によって水が蒸発・気化することで、パネル温度の上昇を防止する気化冷却に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  太陽電池の原料である結晶シリコンは、外気温が１℃上昇すると、発電効率が０．５％低下し、太陽光発電パネルの温度が７０℃に上昇すれば、設計上の基準温度である２５℃の発電効率に対して、２０％程度の出力が低下することになる。【０００３】  太陽光発電パネルの表面温度を下げるため、表面に散水することで、散水した水の気化熱によって、パネルを冷却する方法があるが、散水に使用する水は、塩濃度が高いと、パネル表層に塩が析出してしまい、光の透過性能を低下させてしまうこと、塩濃度が比較的低い雨水等を利用しても、空気中にある雑菌から炭酸ガスを栄養源とする藻類がパネル表面やつなぎ目の目地等で繁殖してしまうこと、またパネルの表面への散水によって、水滴ができ、水滴はその中心から放射状に乾くことで、水滴がレンズとなり、太陽光の透過性能に支障をきたす。【０００４】  表面の散水とは、別の方法で太陽光発電パネル裏面にセラミック等の保水材を設置し、保水材からの水が蒸発することで、冷却する方法があるが、保水材に滞留させた水は、保水材下部側に重力によって、集水するため、保水材の下面は、集水した水によって、湿潤するが、太陽光発電パネルと接し、パネルからの熱を吸収する保水材の上面は、滞留水が少なくなるため、パネルからの熱を効率よく吸収するためには、常に保水材の上下面を湿潤させるための大量の給水が必要となる。
【先行技術文献】
【０００５】  太陽光発電パネルの裏側を冷却させる先行特許文献「太陽光発電パネルの冷却構造」として、パネルの裏面に、供給される水を保持するとともに全体に浸透させる吸水性部材が熱的に接続された状態で設けられ、吸水性部材の裏面に、給水源から給水される水を吸水性部材に供給する導水材が設けられる技術がある。
【特許文献１】公告番号  ＷＯ２０１２１７６５００Ａ１
【０００６】  太陽光発電パネルに散水させて、冷却する先行特許文献「太陽電池発電パネル散水システム」として、受光面が水平面に対して傾斜するとともに設置面との間に所定の間隔を有して設置された太陽電池発電パネルと、前記太陽電池発電パネルの上端部または該上端部よりも上部に配置され、前記太陽電池発電パネルの受光面及び前記太陽電池発電パネルの裏面側の設置面に水を噴出して散水可能な散水部と、前記散水部に水を供給する水供給部と、前記散水部において噴出する水の圧力を複数段階に変更可能な圧力変更部と、を備え、前期散水部において噴出する水の圧力を変更することにより前記散水部から噴出する水の落下位置を制御して散水領域を選択的に変更可能にする技術がある。
【特許文献２】特開２０１１−１４６４４２（Ｐ２０１１−１４６４４２Ａ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  太陽光発電パネルの温度を下げる方法としては、該表面に散水すれば、水の気化熱によって、蓄積する太陽熱を効率的に放散させることができるが、集光を高めるため、受光面が水平面に対して傾斜させているため、パネル表層に散水した水が滞留しにくく、パネル表層に水膜を形成させるためには、連続した給水と大量の水量が必要となり、パネル上層部に送水するポンプ駆動のための多くの電力が必要となり、太陽光発電パネルを冷却する目的は、発電効率を高めることを目的とする以上、ポンプ駆動のための電力は最小限とする必要がある。【０００８】  太陽光発電パネル表面に散水すれば、パネル表面が高温になればなるほど、パネル表面からの蒸発が活発となり、パネル表面に散水した水に含まれる塩分が析出し、白い粉となって、パネル表層を覆い、光の透過性能を低下させてしまい、また析出した塩分はパネル表面に白い粉になって、固着してしまうため、常にその除去をしていかなければならないこと、また散水を少なくすれば、パネル表面に水滴が形成され、その水滴の水が蒸発することによって、パネル表層でレンズとなり、太陽光の透過性能に支障をきたしてしまう。【０００９】  長期間、太陽光発電パネル表面を散水することによって、水に含まれる養分と太陽光によって藻類が発生し、また空気中にある雑菌から炭酸ガスを栄養源とする藻類がパネル表面で繁殖してしまうことから、常時、パネル表面の清掃が必要となる。【００１０】  太陽光発電パネルの裏面を冷却する場合、保水材等に水を含ませ、パネルの裏面に接触させることで、保水材上面から吸収した太陽熱は、湿潤した保水材からの水の蒸発によって、気化冷却することができるが、太陽光発電パネルが傾斜していること、保水材の上に発熱体があること、保水材が水平面に対して傾斜していること等から、パネル下面に保水材を配置すれば、保水材中の水が保水材下部に集水し、保水材表層は乾き傾向となってしまい、保水材表層とパネル下層の接触面に気化冷却するための水が十分保持できなくなり、その結果、大量の給水量が必要となる。【００１１】  太陽光発電パネルの裏面を冷却する場合でも、傾斜するパネル上層部に給水するためのポンプ駆動のための電力が必要であり、この電力を最小限にするためには、気化冷却に必要な最小限の給水量にしなければ、太陽光発電パネルから得られた電力を無駄に消費することになる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  本発明は、高温となった太陽光発電パネルの温度を下げるため、パネル表面に散水すれば、水の気化熱によって、効率のよい冷却が可能であるが、パネル裏面を冷却する場合、パネルの裏面と接触した水を含んだ保水材中の水が下部に集水し、保水材の上面から吸収する太陽熱によって、保水材表層は乾き傾向となってしまい、また太陽光発電パネルが傾斜しているため、保水材の水が流亡することによっても、大量の水を給水する必要があり、パネル上層部に設置する送水ポンプ駆動のために、多くの電力が必要となる等、上記に示した種々の問題があり、これらを解決する必要がある。【００１３】  傾斜して設置する太陽光発電パネルの裏面に、水の気化熱で冷却する気化冷却装置を密着させて取り付け、気化冷却装置には、不織布、綿布や炭で構成する保水材があり、この保水材をコイル状とすることで、コイル内を流れる水は、コイル表面で気化し、冷却され、底部から頂部、頂部から底部と冷却された水が循環する。【００１４】  コイル状とした保水材と、コイルのリングとリングのそれぞれの頂部に、左右に広げるウィングとなる複数の保水材を密着、固定し、左右に広がるウィングとなる複数の保水材を、折り曲げて、下にくる両端部をコイル状の下部の各リングに密着させ、上記の両保水材を一体化させ、一体化した保水材と、左右がウィングとなる保水材のそれぞれの両端に密着させた導水をさせるためのひもと、上記の一体化した保水材の下流側に設置する水受けピットを、太陽光発電パネルの裏面の傾斜にあわせて、上記の一体化した保水材を複数個、並べ、最上段には、給水を受けるための水受けピットを置き、これを１系列として、上記の一体化した保水材の上層面が太陽光発電パネルの裏面に密着できる架台に取り付け、太陽光発電パネルの面積に応じて、複数系列を設置する。【００１５】  コイル状とした保水材は、コイルに剛性を出すために、中心に針金を配し、直径を５〜１０ｍｍ位になるよう、綿布に粉になった炭を包み、縫合し、その上に１０〜２０ｍｍ位の直径になるように、不織布を巻き込み、更にその上を綿布で縫合して、管状とし、これをコイル状になるよう、丸めて、４〜８のリングをもつ直径３０〜１００ｍｍ、２００〜４００ｍｍの長さのコイル状とし、コイル状のリング内にできる空間は、上記保水材を構成する材料が湿潤していることで、水の蒸発による気化冷却がされる。【００１６】  コイル状の保水材の中にある炭は、堆肥化処理をした草本類や有機汚泥を還元燃焼させた炭で保水性のある炭を使用する。【００１７】  コイル状とした保水材の左右に広げるウィングとなる保水材は、両方のウィングは平面を平たく、真ん中部分は、垂直部を平たくなるように、針金で成形・加工し、長さを５００〜９００ｍｍとし、平面の両側には、コイル状とした保水材に使用する綿布で包んだ炭を、上記針金に固定し、その間の隙間に銅または黄銅のイオンウールで埋め、更に綿布で包み、縫合し、先端部分１００〜２００ｍｍを折り曲げ、両先端部分に、不織布を綿布で包みこみ、縫合した導水ひもを取付けて、コイル状とした保水材のリングの下に密着させ、また真ん中の部分は、上部のリングに密着していることから、コイル状とした保水材から浸透する水で、湿潤し、各リング毎に、ウィングを取付けることで、上下のウィングでできる空間が連なり、各ウィングが湿潤することで、上記の空間が気化冷却される。【００１８】  左右に広げるウィングとなる保水材があることによって、太陽光発電パネル裏面を直接冷却する範囲が広まる。【００１９】  コイル状とした保水材の各リングの上部と下部に、ウィングとなる保水材の上部中央と折り曲げた下部先端部を密着固定した後、コイル状とした保水材の最底部とウィングとなる保水材のそれぞれの下側をアルミ箔によって包むことで、保水材の各リングの底から滴下する水の漏出を防止する。【００２０】  太陽光発電パネルの裏面に接触させた気化冷却装置に、保水材下部にある導水ひもを最上流の水受けピットに装入することで、毛管作用によって、一定量の水が保水材に給水され、上記の片方の導水ひもを下流側に設置する水受けピットに装入することで、保水材からの排水を受入れ、上流の水受けピットの水がなくなっても、下流側の水受けピットにある上記の導水ひもによって、水は毛管作用で、保水材に導水され、保水材の頂部へ毛管作用で、揚水されて、保水材の最上部を乾燥させることなく、湿潤させる。
【発明の効果】
【００２１】  本発明は、高温となった太陽光発電パネルの温度を下げるため、パネル表面に散水すれば、水の気化熱によって、効率のよい冷却が可能であるが、パネル裏面を冷却する場合、パネルの裏面と接触した水を含んだ保水材中の水が下部に集水し、保水材の上面から吸収する太陽熱によって、保水材表層は乾き傾向となってしまい、また太陽光発電パネルが傾斜しているため、保水材から水の流亡によっても、大量の水を給水する必要があり、パネル上層部に設置する送水ポンプ駆動のために多くの電力が必要となる等の種々の問題に対して、本発明の気化冷却装置には、不織布、綿布や炭で構成する保水材があり、この保水材をコイル状とすることで、コイル内を流れる水は、保水材中の水が下部に集水することなく、循環することで、保水材表層は湿潤し、湿潤することで、水みち等が形成され難く、傾斜していることによる水の流亡を防ぐと共に、底部から頂部、頂部から底部と冷却された水が循環することで、連続した冷却ができる。【００２２】  コイル状とした保水材と、コイルのリングとリングのそれぞれの頂部に、上記保水材の左右に広げるウィングとなる複数の保水材をコイル状のそれぞれのリングに密着させ、また左右に広がるウィングとなる保水材をそれぞれ、折り曲げて、下にくる両端部をコイル状の下部の各リングに密着させて、上記の両保水材を一体化させることで、保水材に給水した水は、保水材を構成する材料を湿潤させることから、左右に広がるウィングも、一様に湿潤させることができ、太陽光発電パネルの広い範囲が冷却する。【００２３】  一体化した保水材と、左右がウィングとなる保水材のそれぞれの両端に密着させた導水をさせるためのひもと、上記の一体化した保水材の下流側に設置する水受けピット、最上段には、給水を受けるための水受けピットを置くことによって、上、下の水受けピットに装入された導水をさせるためのひもによって、上のピットからは、毛管作用により、一定量の水が、流下し、下のピットからは、毛管作用により、コイル状とした保水材のリングの下部を湿潤させ、毛管作用により、コイルの頂部に循環し、上のピットの水がなくなっても、下のピットからの水で、保水材を湿潤させることができる。【００２４】  水が流動するコイル状とした保水材は、管状にして、中心に針金を配すことによって、剛性のあるコイルとすることができ、そのコイルのリング内の空間は、冷却された水が循環することで、外気温より低い温度を保つことができ、更に気化冷却の効果を高める。【００２５】  コイル状の保水材の中にある炭に堆肥化処理をした草本類や有機汚泥を還元燃焼させた保水性のある炭を使うことで、水が保持され、滞水した水は、不織布や綿布を湿潤させ、循環する水を浄化する効果がある。【００２６】  コイル状とした保水材の左右に広げるウィングとなる保水材は、先端部分を折り曲げ、両先端部分に、不織布を綿布で包みこみ、縫合した導水ひもを取付けて、コイル状とした保水材のリングの上と下で密着していることから、コイル状とした保水材から浸透する水で湿潤し、各リング毎に、ウィングを取付けることで、一体化した保水材は、一様に湿潤させることができ、また上下のウィングでできる空間が連なり、各ウィングが湿潤することで、上記の空間が気化冷却され、連なった空間内は、外気温より低い温度になり、気化冷却の効果を高める。【００２７】  コイル状とした保水材の左右に広げるウィングとなる保水材があることによって、太陽光発電パネル裏面を直接冷却する範囲が広まる。【００２８】  ウィングとなる保水材に、抗菌効果のある銅または黄銅のイオンウールを内包させることで、循環する水の殺菌ができ、また太陽光パネルからの熱を受ける最上層部にあり、かつその下には、湿潤した綿布があることで、イオンウールに入った熱は、速やかにウール内で断熱膨張による冷却と、更に下の湿潤した綿布によって、気化冷却されて、ウィングとなる保水材の下端がコイル状とした保水材のリングの下と密着していることから、ウィングとなる保水材においても、冷却された水が循環する。【００２９】  コイル状とした保水材の各リングの上部と下部を折り曲げたウィングとなる保水材の上部中央と下部先端部を密着固定した後、ウィングとなる保水材のそれぞれの下側をアルミ箔によって包んでいることで、重力によって下面部に滞水してしまう保水材の循環水は、主に不織布で構成される保水材の各リングは、滞水した最下面の水を、毛管作用によって、頂部に導水し、保水材の上と下は、一様に湿潤させることができ、保水材の最下部から、滴下して漏出する水の流亡が防止できる。【００３０】  気化冷却装置の最上流の水受けピットに給水し、保水材からの排水は、下流側に設置する水受けピットに流れ、この水の流れを、保水材下部につける導水ひもで連結することで、傾斜して設置されても、保水材、導水ひもの毛管作用によって、一定の給排水量であり、更に保水材の最上部の水が蒸発し、乾燥しても、下流側に設置する水受けピットに水があれば、上流の水受けピットの水がなくなっても、上記の導水ひもを通して、頂部の乾燥度に応じて、毛管作用により、一定量の水が保水材頂部に給水され、保水材の頂部は、常に湿潤させることができ、蒸発・気化に必要な最小限の水量とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】  ３段、２系列の気化冷却装置を例示する全体図である。
【図２】  気化冷却装置を示す説明図である。
【図３】  気化冷却装置の保水材に流れる水の説明図である。
【図４】  コイル状となる保水材の説明図である。
【図５】  ウィングとなる保水材の説明図である。
【図６】  架台及び架台に取付ける保水材の水の説明図である。
【図７】  保水材の水の流れ、水の蒸発による気化冷却の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】  傾斜する太陽光発電パネルの裏面に、常に水が流動する保水材を取付け、保水材の上から給水した水は、上から下に導水され、また保水材を毛管作用のある不織布とすることで、下に集水した水は、下から上に導水され、更に保水材をコイル状にし、パネルからの熱を上面で吸収され、吸熱した水がコイル状に流れることから、パネルと接触しないコイルの側面、下面で、外気と触れ、蒸発し、蒸発することで、吸熱した水が気化冷却され、更に冷却された水が、コイル状の保水材の上面に戻り、これをコイルのリングの数だけ繰り返すことで、保水材を取付けているパネル周辺の裏面が冷却し、更に湿潤しているコイル状の保水材頂部に密着して、保水と毛管作用のある保水材を左右にウィングとなるように、取り付ければ、コイル状の保水材からの水で湿潤し、このウィングも同様に、パネルと接触させ、冷却範囲を広くし、パネルからの熱を吸収する保水材は、パネルの接触部でも、乾くことなく、保水材全体が湿潤し、パネルからの熱は、保水材を湿潤させるだけの水の量で冷却できる本発明を実施するための形態について説明する。
【００３３】  図１の３段で、２系列の気化冷却装置２を例示する全体図から、コンクリート基礎４の上に設置された太陽光発電パネル１の裏面に取付ける気化冷却装置２は、架台３、給水管５、水タンク６、送水ポンプ７、送水配管８によって、気化冷却装置２の上部に給水し、気化冷却装置２から排水される水は、排水管９によって、水タンク６に排水され、送水ポンプ７から送水された余浄水は返送水配管１０で、水タンク６に返送され、給水した水は循環使用され、１系列で、３段の気化冷却装置２は、コイル状となる保水材１１、ウィングとなる保水材１２、図２に示す導水ひも１６、下側水受けピット１４を３組で構成し、最上段には、上側水受けピット１３と調節弁１５を有する。
【００３４】  図２に示す気化冷却装置２は、コイル状の保水材１１と、コイル状の保水材１１の上部に開かれた４つのすき間に、左右がウィングとなる保水材１２を図２の例示では、４つをはさみ、隣のコイル状の保水材１１のリングの上端と左右にウィングとなる保水材１２の真ん中を、ひもでくくって、固定することで、コイルの保水材１１の一つのリングと一つのウィングとなる保水材１１を密着させ、全体として一つのコイルの保水材１１と４つのウィングとなる保水材１２を一つの気化冷却装置２とし、密着するコイルの保水材１１の一つのリングにウィングとなる保水材１２が４列並び、保水材１１のリング，ウィングとなる保水材１２の４列はひもでくくらず、それぞれを離すことで、密着している保水材１１のリングとウィングとなる保水材１２の間で水がショートパスをしないようにする。
【００３５】  太陽光発電パネル１は傾斜して設置するため、パネル裏面に密着する保水材１１、１２も傾斜し、傾斜する保水材１１、１２に上部から給水すれば、水は上から下へ、傾斜が強くなるほど、流出量も多くなり、太陽光が強く、パネル温度が上昇すればするほど、パネルと接する保水材１１、１２の表層は流出が多いと、乾き傾向となり、保水材に大量の水を給水する必要があり、更に保水材１１、１２中の水は、重力により、下部に集水してしまい、保水材１１、１２の表層から、水分が抜け落ちて、パネル下と接触する保水材１１、１２の最表層の面は乾いてしまう。
【００３６】  保水材１１、１２の最表層の面にも十分な水を保持させるためには、水の供給量を増やせばよいが、送水ポンプ７を駆動させる多くの電力が必要となるため、水の供給量を最小限とするために、保水材１１、１２の上流側に上側水受けピット１３、下流側に下側水受けピット１４を設け、その間に、保水材１１、１２を設置し、最上流側の水受けピット１３では、送水配管８の末端に設置する調節弁１５によって、受入水量を調節し、送水しすぎた水は図１に示す返送水配管１０によって、水タンク９にもどし、ウィングとなる保水材１２の下端部につけた導水ひも１６を上側水受けピット１３に装入して、導水ひも１６で保水材１１、１２に導水し、保水材１１、１２からの排水は、ウィングとなる保水材１２の上記とは別の下端部につけた導水ひも１６を下側水受けピット１４に装入して、導水ひも１６で毛管作用によって、保水材１１、１２に揚水する。
【００３７】  上から供給された水は、コイル状の保水材１１によって、下側水受けピット１４に流下し、コイル状の保水材１１に毛管作用のある不織布を利用することで、下側水受けピット１４から、導水ひも１６の毛管作用で、下から、上に水を上げ、保水材１１の上端は乾燥することなく、常に湿潤状態となり、またウィングとなる保水材１２もコイル状の保水材１１の上端部とひもでくくって、密着させることから、コイル状の保水材１１からの水によって、湿潤する。
【００３８】  導水ひも１６は、直径が１０ｍｍ程度になるように、不織布を束ねて詰め、外側を綿布で縫合した構造であり、不織布のもつ毛管作用と湿潤性の高い綿布で覆われることによって、上側水受けピット１３、下側水受けピット１４に滞水すると、スムーズに上からの水を導水させ、下からの水は毛管作用によって揚水する。
【００３９】  図２では、５つのリングを持つコイル状の保水材１１の４つのリングとリングの間に、ウィングとなる保水材１２を置き、その真ん中を紐でくくって、密着させて、保水材１１の最上部と、ウィングとなる保水材１２を一体化させて、４列で構成する。
【００４０】  図２の事例で４列とするのは、太陽光発電パネル１が１０度傾斜している場合、一体化した保水材１１、１２の傾斜している長さを４００ｍｍとすれば、上流側、下流側の高低差は約７０ｍｍであり、下側水受けピット１４を加えれば、１００〜１５０ｍｍの水頭差となり、下側水受けピット１４から保水材１１、１２の上端部まで毛管作用によって、水を下から上に上げるためには、更に水頭差が多くなっても、揚水ができるが、水頭差を多くとれば、毛管作用による水の導水速度が遅くなり、保水材１１、１２の上端部が乾く傾向になってしまうため、本発明では、１００〜１５０ｍｍを適度な水頭差とした。
【００４１】  ４つのウィングとなる保水材１２の両下端をそれぞれ、導水ひも１６でくくって密着させ、片方は、コイル状の保水材１１のリングの底部をひもでくくって密着させ、他の下端からの導水ひも１６は、隣のコイル状の保水材１１のリング底部を紐でくくって密着させ、図３に示すように、コイル状の保水材１０のリング底部でくくられた導水ひも１６は、左側４つ、右側４つ、合計８つで、左側４つの導水ひも１６は上側水受けピット１３に装入し、右側４つの導水ひも１６は、左側４つの導水ひも１６とは逆に、下流の水受けピット１４に装入し、上側水受けピット１３の水は、左側４つの導水ひも１６を通して、コイル状の保水材１１の各リングの底部に導水され、下側水受けピット１４の水は、右側４つの導水ひも１６を通して、毛管作用によって下から上に水を上げ、コイル状の保水材１１の各リングの底部に導水し、また右側４つの導水ひも１６は、下側水受けピット１４への排水もする。
【００４２】  保水材１１，１２と左側、右側、合計８つの導水ひも１６は、図３に示すように、左側の導水ひも１６は、上からの水の流れを受入れ、右側の導水ひも１６は、下からの水を受入れ、それぞれ４つのコイル状の保水材１０のリングの底部とそれぞれ４つのウィングとなる保水材１１の下端を通って、４つのコイル状の保水材１１のリングが導水材となって、水は上から下に流れ、反対に右側の導水ひも１６は、下からの水を、それぞれ４つのコイル状の保水材１０の底部とそれぞれ４つのウィングとなる保水材１１の下端を通って、水は下から上に流れ、コイル状の保水材１１のリング上端部とウィングとなる保水材１１の中心部が密着していることによって、コイル状の保水材１１からウィングとなる保水材１１に水が湿潤し、下からの水があがることによって、保水材１１，１２の表層は常に湿潤し、上部にある太陽光発電パネルの温度の上昇に伴う蒸発量を補う給水に追随するようになる。
【００４３】  コイル状の保水材１１は、図４の例示に示すように、コイル状にして５つのリングからなり、コイル状の保水材１１の構造は、中心に針金１７、炭１８を綿布で包み、５〜１０ｍｍ位の直径になるようにし、その上に１０〜２０ｍｍの直径になるように、不織布１９を巻き込み、更にその上から不織布より保水性の高い綿布２０で縫合し、管状にし、これを４〜８のリングをもつ直径３０〜１００ｍｍ、２００〜４００ｍｍの長さのコイル状に丸めれば、中心に針金１７があることから、剛性のある５つのリングをもつコイル状の保水材１１となる。
【００４４】  コイル状の保水材１１の中にある炭１８は、水の浄化と保水性を高めることにあり、水の浄化では、木炭を砕いた粉炭で可能であるが、木炭は木の細胞膜が強く残り、水をはじいてしまう傾向にあるため、本発明では、保水性を高めるために、堆肥化処理等で細胞膜が破壊された草本類からの炭を使い、また細胞膜が破壊されていれば、十分な保水性があることから、水処理から得る有機汚泥を還元燃焼させて、炭化したものも代用できる。
【００４５】  ウィングとなる保水材１１は、図５の例示に示す平面図のように、針金２１を折り曲げて、両方のウィングは平たく、真ん中部分の垂直部は、コイル状の保水材１１のリングと密着させるため垂直に対して平たくなるように加工し、更に針金２１間には、平板の補強材２２を装填し、不織布で包んだ炭２３を平面の両側に置き、針金２１でひも等で固定し、更に綿で包んだ炭２３の間にできる隙間を、抗菌作用があり、また洗剤のたわしに使われている銅または黄銅のイオンウール２４で埋め、これらを水に湿潤しやすい綿布２５で包み、縫合する。
【００４６】  ウィングとなる保水材１１の長さを５００〜９００ｍｍとし、平面が平たいウィング部は、剛性を出すための針金があることで、先端部分１００〜２００ｍｍを折り曲げ、両先端部分に、不織布を綿布で縫合した導水ひも１６を取付ける。
【００４７】  左右のウィングの下の先端からの導水ひも１６は、コイル状の保水材１１の４つのリング下部と密着・固定させて、右のウィングの先端からの４つの導水ひも１６は、下流側の下側水受けピット１４まで延ばし、装入し、左の４つの導水ひも１６は、上側水受けピット１３まで延ばし、装入する。
【００４８】  図５に示す組み付けが終わったコイル状の保水材１１、ウィングとなる保水材１２のそれぞれの下側を４つのアルミ箔２７をひも等で結んで固定して包み、アルミ箔２７は、上から流れてくる水、下から上がってくる水が保水材１１、１２の下部に集水し、保水力以上の水が集水した場合、滴下することを防止するためと、保水材１１、１２の最上部が太陽熱で蒸発し、乾燥してくれば、下部に集水したアルミ箔２７に滞水した水は、保水材１１、１２の下部を湿潤させていることから、この湿潤した水を毛管作用によって保水材１１、１２の最上部に給水することができる。
【００４９】  保水材１１、１２、上、下側水受けピット１３，１４の取付けは図６に示すように、架台３に固定させ、架台３の上部横材は、太陽光発電パネル１の傾斜にあわせ、柱は垂直に設置し、図６の丸注記にあるように、保水材１１、１２はウィングとなる保水材１２の左右両端部に、架台３の上部横材を挿入して、固定し、また上、下側水受けピット１３，１４は、架台３の上部横材の下面に取付ける。
【００５０】  コイル状の保水材１１とウィングとなる保水材１２、及び導水ひも１６の水の流れ、蒸発（気化）については、図７に示すように、上側水受けピット１３から、導水ひも１６によって流下する水は、コイル状の保水材１１とウィングとなる保水材１２の下部の密着させている箇所から、毛管作用でそれぞれの頂部に導水され、保水材１１，１２の最上層面は、太陽光発電パネル１と接し、太陽光発電パネル１からの太陽熱を保水材１１，１２の最上層面の図４に示すコイル状の保水材１１に巻かれた湿潤した綿布２０と図５に示すウィングとなる保水材１２の表層の湿潤した綿布２５に吸熱され、それぞれの保水材１１、１２内の炭１８，２３、によって、水を維持しつつ、毛管作用によって、吸熱された水は、最上層から下に向かって流下する。
【００５１】  ウィングとなる保水材１２では、図５に示すウィング内の銅又は黄銅のイオンウールに熱が伝達され、ウィング下面の湿潤した綿布２５から蒸発し、吸熱した水はその気化熱で冷却され、またコイル状の保水材１１は、上側水受けピット１３、下側水受けピット１４からの給水で、水が常に流動しており、また下側水受けピット１４から、毛管によって給水される場合、保水材１１、１２の最下部はアルミ箔２７で、水が滞留しているため、最上面が乾燥してくると、保水材１１、１２の最下部から毛管水によって、湿潤されるようになる。
【００５２】  図７に示すように、コイル状の保水材１１は、リングの内側（Ａで図示）は、空洞であり、空洞を覆う湿潤したリングからの放熱・凝縮で外気温より低くなり、ウィングとなる保水材１２は折り曲げて製作していることから、上下に湿潤した綿布に覆われたウィングによる空洞（Ｂで図示）があり、このウィング表層からの放熱・凝縮で外気温より低くなり、例えば、湿度によって異なるが、夏の外気温が３５℃、給水する水温が３０℃の場合、コイル状の保水材１１のリング内は２５℃、ウィングとなる保水材１２の上段と下段のウィングに挟まれた空洞部は、前者より、外気と接触する部分が多いため、１〜２℃高く、２７℃程度で、この時の太陽光発電パネル１の上面は、湿度により異なるが、冷却しない場合、６０〜８０℃に達し、冷却した場合の裏面は、外気温３５℃程度か、若干高い４０℃程度になる。
【００５３】  また冬季の場合、例えば、湿度が６０〜８０％と比較的高く、外気温が３℃、給水する水温が１℃の場合、コイル状の保水材１１のリングの空洞内は−０．５℃、ウィングとなる保水材１２の上段と下段のウィングに挟まれた空洞部は、１℃程度で、外気温３℃に対して、気化冷却部は、２．０〜３．５℃程度まで下がる効果があるが、冬季は冷却する必要がなく、冷却しない時は、下側水受けピット１４の水を排水してしまえば、気化冷却装置２による冷却は行われない。
【実施例】
【００５４】  太陽光発電パネル気化冷却装置で、本発明の性能の確認を行っているが、商業上の実施例はない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】  熱帯地方や熱帯砂漠地帯では、太陽光発電を導入しても、熱帯特有の暑さで、太陽光発電パネルの温度が８０〜９０℃に、頻繁に上昇するため、本発明を導入して、太陽光発電パネルの温度を下げることで、適正な発電効率が得られ、かつヒートショックによる劣化等が防止でき、熱帯地方に太陽光発電を普及させる技術となる。【００５６】  日本においては、太陽光発電パネルの温度が７０℃以上に上昇するのは、夏季のみであり、設計上の基準温度である２５℃を超え、４０〜５０℃程度まで上昇する時季も、１年を通じて、初夏から夏、晩秋位までで、導入して、出力が改善できる環境ではないが、夏には、屋根に設置する太陽光発電パネルの裏面を冷却すれば、屋根の温度上昇が防止でき、冷房装置の負荷を減じる省エネの効果がある。【００５７】  本発明の気化冷却装置は、すくない水によって、ポンプ等の電力を消費するポンプ等を使用しない冷却装置であることから、水を多く使用して冷却している熱機器の冷却装置の省エネ、省資源に活用ができる。【００５８】  本発明の保水材の蒸発・気化・凝縮を気密性の高い容器に収め、クローズドで、広い面積を持つ装置とし、これを布団の下敷き等に取り入れれば、体からの熱が吸収され、夏場に、電気等を使う必要のない安全な熱中症対策の装置とすることができる。
【符号の説明】
【００５９】１・・・太陽光発電パネル
２・・・気化冷却装置
３・・・架台
４・・・基礎
５・・・給水管
６・・・水タンク
７・・・送水ポンプ
８・・・送水配管
９・・・排水管
１０・・返送水配管
１１・・コイル状の保水材
１２・・ウィングとなる保水材
１３・・上側水受けピット
１４・・下側水受けピット
１５・・調節弁
１６・・導水ひも
１７・・針金
１８・・炭
１９・・不織布
２０・・綿布
２１・・針金
２２・・補強材
２３・・不織布で包んだ炭
２４・・銅又は黄銅のイオンウール
２５・・綿布
２６・・固定用ひも
２７・・アルミ箔
２８・・架台
【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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