(57)【要約】【課題】本発明の課題は、太陽光発電パネルと太陽熱集熱パネルを重ね合わせ構造において、熱膨張による太陽光発電パネルの電気系統へのストレスを回避した構造体を提供することである。【解決手段】本発明において、太陽光発電パネルは、複数の太陽電池とこれを付設する基板と間に柔軟性の介在層を介した構造を備え、複数の太陽電池間は、配線の伸縮を可能とするように曲げや長さに冗長性を与えた配線で接続された構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電パネルと、この下に配置され前記太陽光発電パネルから集熱する太陽熱集熱パネルとを有し、前記太陽熱集熱パネルは、前記太陽光発電パネルに接触する集熱フィンと前記集熱フィンに接触した集熱管を備え、前記太陽光発電パネルは、複数の太陽電池とこれを付設する基板と間に柔軟性の介在層を介した構造を備え、前記複数の太陽電池間は、配線の伸縮を可能とするように曲げや長さに冗長性を与えた配線で接続された構成とすることで、温度差による熱膨張ストレスの緩和を可能としたことを特徴とする太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステム。
【請求項２】
前記太陽電池と前記基板間の前記柔軟性の介在層と、前記太陽光発電パネルと前記太陽熱集熱パネルの前記集熱フィン間を接触させるための材料との少なくとも１つに熱伝導材料を用いたことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステム。
【請求項３】
前記太陽熱集熱パネルの前記集熱フィンが波型の凹凸形状で前記太陽光発電パネルに接触していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステム。
【請求項４】
前記太陽光発電パネルの前記太陽電池と前記配線上を柔軟性のポッティング樹脂で被覆していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電パネルと太陽熱集熱パネルを集積したハイブリッドシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の提案を見ると、特許文献１では、太陽光発電手段の裏面に通水冷却の手段を備えて、屋根に設置するものが提案され、特許文献２から特許文献９までは、その後に提案されたものであるが、太陽光発電手段のパネルとその裏に太陽熱集熱手段を一体的に接着（固着）した構成のものが示されている。図２は、特許文献４に見るものである。各部分を重ねて固着して構成する。
これらは、集熱手段において、太陽光の熱を集熱して有効利用し、同時に、太陽光発電手段を冷却できることで、発電効率を上げるものである。
一方、これらには、太陽光発電手段と太陽熱集熱手段が重なってその間が、固着されると、熱ストレス（夏場と冬場での温度差による熱膨張でパネルが上下方向に曲がることを繰り返す）が大きくなり、電気配線等（特に太陽光発電手段の電気系統）の劣化が促進される欠点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−５１６０
【特許文献２】特開平１０−２８１５６３
【特許文献３】特開平１１−２８１１６６
【特許文献４】特開平１１−３３０５２５
【特許文献５】特開２０００−２２７２５６
【特許文献６】特開２００３−１６１５３３
【特許文献７】特開２００４−１７６９８２
【特許文献８】特開２００８−１１１６５０
【特許文献９】特開２０１３−１００９３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、太陽光発電パネルと太陽熱集熱パネルの重ね合わせ構造において、熱膨張による太陽光発電パネルの電気系統へのストレスを回避した構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムは、太陽光発電パネルは、複数の太陽電池とこれを付設する基板と間に柔軟性の介在層を介した構造を備え、複数の太陽電池間は、配線の伸縮を可能とするように曲げや長さに冗長性を与えた配線で接続された構成としている。
以下、請求項に沿って記述する。
【０００６】
請求項１記載の発明は、太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムであって、
太陽光発電パネルと、この下に配置され前記太陽光発電パネルから集熱する太陽熱集熱パネルとを有し、前記太陽熱集熱パネルは、前記太陽光発電パネルに接触する集熱フィンと前記集熱フィンに接触した集熱管を備え、前記太陽光発電パネルは、複数の太陽電池とこれを付設する基板と間に柔軟性の介在層を介した構造を備え、前記複数の太陽電池間は、配線の伸縮を可能とするように曲げや長さに冗長性を与えた配線で接続された構成とすることで、温度差による熱膨張ストレスの緩和を可能としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムにおいて、
前記太陽電池と前記基板間の前記柔軟性の介在層と、前記太陽光発電パネルと前記太陽熱集熱パネルの前記集熱フィン間を接触させるための材料との少なくとも１つに熱伝導材料を用いたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムにおいて、
前記太陽熱集熱パネルの前記集熱フィンが波型の凹凸形状で前記太陽光発電パネルに接触していることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムにおいて、
前記太陽光発電パネルの前記太陽電池と前記配線上を柔軟性のポッティング樹脂で被覆していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上の様に構成されているので、太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムでは、熱膨張による太陽光発電パネルの電気系統へのストレスを回避して、電気接続の外れや断線等の故障が起こしにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムの一実施態様を示す図である。
【図２】従来の発明の太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムの実施態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明による太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムは、太陽光発電パネルは、複数の太陽電池とこれを付設する基板と間に柔軟性の介在層を介した構造を備え、複数の太陽電池間は、配線の伸縮を可能とするように曲げや長さに冗長性を与えた配線で接続された構成としている。
以下図に沿って説明する。
【００１３】
図１は、本発明の太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムの一実施態様を示す図である。
１−Ａには、太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムの全体を示す。但し、熱移送媒体を送るポンプや蓄熱槽など熱の使用側の記述を省略していて、太陽光発電・太陽熱集熱パネルのみ示している。１−Ａに示す太陽光発電・太陽熱集熱パネル１００は、１−Ｂに示す太陽光発電パネル１１０と、この下に配置され、太陽光発電パネル１１０を集熱し結果として冷却し、蓄熱など熱を利用する側に送付するためであって１−Ｃに示す太陽熱集熱パネル１２０と、これらを入れるものであって１−Ｄに示す筐体１３０を有している。
太陽光発電パネル１１０の裏側に太陽熱集熱パネル１２０の表面を接触させた状態で両者が筐体１３０に取り付けられている。太陽光発電パネル１１０の表面に入射した太陽光は、表面にある透過窓を通過して太陽電池１１１２に入り発電されるが、太陽光のエネルギーの内、約１５％ほどが電力に変えられ、その他は、太陽光発電パネル１１０内又は、それを透過してその裏の空間で熱に変わり、結局、太陽光発電パネル１１０の温度を上げる。温度が上がると、太陽光発電パネル１１０内の太陽電池１１１２での発電効率は低下するので、この熱を太陽熱集熱パネル１２０で集熱し外部に移送することで、太陽光発電パネル１１０の温度の上昇を回避する。従って、太陽光発電パネル１１０と太陽熱集熱パネル１２０との接触は、熱伝導性がよくすることが重要であり、反面、強固な固定では、熱膨張によるストレスが大きくなるので、接触の状態が重要となる。熱伝導のよい金属や炭素繊維のマットを介した接触は、特に両者を満足することが可能である。或いは、熱伝導のよいペーストを介した接触も好都合である。このような材料としては、例えば、ドイツHenkel Electronic  Materials社の熱伝導材料（TIM）やシリコンペースト、銀ペーストなどがある。
【００１４】
１−Ｃにおいて、先ず、太陽熱集熱パネル１２０は、太陽光発電パネル１１０の裏面に接触し集熱するための集熱フィン１２１があり、集熱フィン１２１に接触して熱移送媒体を通す集熱管１２２が配置されている。集熱管１２２は、図のように配管されてもよいし、両端側でヘッダー管に繋がってもよい。集熱フィン１２１は、図のように波型の凹凸形状であると、温度差による熱膨張ストレスの緩和には有利である。然し、接触面積が少ない分、熱伝導性は低下する。全面接触の方が、熱膨張ストレスの緩和には不利だが、熱伝導性はよい。
【００１５】
１−Ｂにおいて、太陽光発電パネル１１０は、複数個の太陽光発電集積体１１１を備え、
各太陽光発電集積体１１１は、一部を拡大して見ると、１−Ｅのように構成される。すなわち、基板１１１１の上に太陽電池１１１２が複数個構成され、太陽電池１１１２は、変形ストレスに対する耐性が強めるように柔軟配線１１１３を施してある。柔軟配線１１１３は、配線の伸縮を可能とするように曲げや長さに冗長性を与えた構成にしてある。
そして、１−Ｅで点線部を拡大した断面は、１−Ｆに示すようになっている。
すなわち、太陽電池１１１２と基板１１１１との間は、柔軟性介在層１１１４を介して接着している。従って、温度差による熱膨張ストレスがあっても、柔軟性介在層１１１４がこれを緩和することが可能である。柔軟性介在層１１１４としては、例えば、シリコン樹脂で構成することができる。尚、柔軟性介在層１１１４は、熱伝導性であることが好都合である。
尚、太陽電池１１１２の上面と柔軟配線１１１３は、ポッティング樹脂１１１５で覆い保護される。そして、ポッティング樹脂１１１５も柔軟性のある樹脂なので、温度差による熱膨張ストレス緩和に寄与できる。
以上のように構成されているので、温度差による熱膨張ストレスがあってもこれを緩和して配線の長期信頼性を確保できる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
以上のように本発明による太陽光発電・太陽熱集熱パネルハイブリッドシステムは、熱膨張による太陽光発電パネルの電気系統へのストレスを回避し、配線の長期信頼性を確保できるので、産業上利用して極めて好都合である。
【符号の説明】
【００１７】
１００  太陽光発電・太陽熱集熱パネル
１１０  太陽光発電パネル
１１１  太陽光発電集積体
１１１１  基板
１１１２  太陽電池
１１１３  柔軟配線
１１１４  柔軟性介在層
１１１５  ポッティング樹脂
１２０  太陽熱集熱パネル
１２１  集熱フィン
１２２  集熱管
１３０  筐体
【図１】
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【図２】
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