JP4036864B2

JP4036864B2 - 太陽光発電システム

Info

Publication number: JP4036864B2
Application number: JP2004377527A
Authority: JP
Inventors: 雅久大竹
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: JP2006183933A

Description

本発明は、太陽光発電システムに関するものである。

従来より、太陽電池を用いて太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換して使用する太陽光発電システムが提案されている。この太陽光発電システムは、例えば、住宅の屋根上などの太陽光が充分に当たる場所に太陽電池パネルを設置して、太陽光発電を行うものである。

このような太陽光発電システムでは、太陽光を電気エネルギーに変換する際に、太陽電池パネルが発熱する上、太陽光により太陽電池自体が加熱されることから、太陽電池パネルの温度が上昇する。しかしながら、太陽電池パネルは、その光エネルギーから電気エネルギーへの変換効率が通常３０℃前後を境として高温になると急速に低下する特性があり、太陽光発電を効率よく行うためには、受光時の太陽電池パネルの温度上昇を抑えることが重要である。

特許文献１には、ヒートポンプ装置を備えた太陽光発電ヒートポンプ装置において、冷凍回路の蒸発器を太陽電池パネルの裏側に設けてこの蒸発器での冷熱によって太陽電池パネルの冷却を行うと共に、冷凍回路の凝縮器により貯湯運転を行う方法が開示されている。

また特許文献２には、送風手段を用いて太陽電池パネルの冷却を行うと共に、この太陽電池パネルからの排熱をヒートポンプ装置の蒸発器に集熱して、光電変換効率の向上とヒートポンプ加熱運転の効率向上を実現する方法が開示されている。
特開２００３−３３６９３０号公報特開２００２−３３３２１７号公報

ところで、例えばヒートポンプ装置により給湯を行う所謂ヒートポンプ給湯機では、日射の無い夜間に、通常の電気料金に比べて割安な深夜電力を利用して給湯運転を行うことが一般的であり、上記従来のヒートポンプ装置を備えた太陽光発電システムでは、電気料金が夜間に比べて割高な昼間にヒートポンプ装置を駆動しなければ太陽電池パネルの冷却を実行することができない、という問題があった。

本発明は係る従来の課題に鑑みて成されたものであり、太陽電池パネルの発電効率の低下を抑制するために、ヒートポンプ装置により効率的に太陽電池パネルを冷却することができる太陽光発電システムを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る太陽光発電システムは、太陽光発電を行う太陽電池パネルと、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器を順次接続して成る冷凍サイクルを備えたヒートポンプ装置と、前記放熱器により水を加熱する温水回路と、該温水回路に接続され前記加熱された水を貯湯する貯湯タンクと、前記蒸発器と熱交換可能に設けられる蓄熱手段と、前記太陽電池パネル及び前記蓄熱手段と熱交換可能に接続し、ブライン又は蓄熱材を循環するブライン循環回路と、制御装置とを備え、該制御装置により、深夜電力料金となる時間帯には前記ヒートポンプ装置の前記圧縮機を駆動して前記貯湯タンクに貯湯すると共に容器内のブライン又は蓄熱材を前記蒸発器により冷却し、前記太陽電池パネルの発電時には前記容器内のブライン又は蓄熱材により、前記ブライン循環回路内のブライン又は蓄熱材を冷却し、このブライン又は蓄熱材により前記太陽電池パネルを冷却する太陽光発電システムにおいて、前記蒸発器は、前記容器内に設けられる第１の熱交換器と、該第１の熱交換器と選択的に並列に接続され外気と熱交換をする第２の熱交換器と、から構成され、前記容器内のブライン又は蓄熱材の温度が外気温度よりも高い場合には前記第１の熱交換器に冷媒を流通させ、前記容器内のブライン又は蓄熱材の温度が外気温度よりも低い場合には前記第２の熱交換器に冷媒を流通させることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る太陽光発電システムは、太陽光発電を行う太陽電池パネルと、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器を順次接続して成る冷凍サイクルを備えたヒートポンプ装置と、前記放熱器により水を加熱する温水回路と、該温水回路に接続され前記加熱された水を貯湯する貯湯タンクと、前記蒸発器と熱交換可能に設けられる蓄熱手段と、前記太陽電池パネル及び前記蓄熱手段と熱交換可能に接続し、ブライン又は蓄熱材を循環するブライン循環回路と、制御装置とを備え、該制御装置により、深夜電力料金となる時間帯には前記ヒートポンプ装置の前記圧縮機を駆動して前記貯湯タンクに貯湯すると共に容器内のブライン又は蓄熱材を前記蒸発器により冷却し、前記太陽電池パネルの発電時には前記容器内のブライン又は蓄熱材により、前記ブライン循環回路内のブライン又は蓄熱材を冷却し、このブライン又は蓄熱材により前記太陽電池パネルを冷却する太陽光発電システムにおいて、前記蒸発器は、前記容器内に設けられる第１の熱交換器と、該第１の熱交換器と選択的に並列に接続され外気と熱交換をする第２の熱交換器と、から構成され、前記容器内のブライン又は蓄熱材の温度が前記太陽電池パネルの温度よりも高い場合には前記第１の熱交換器に冷媒を流通させ、前記容器内のブライン又は蓄熱材の温度が太陽電池パネルの温度よりも低い場合には前記第２の熱交換器に冷媒を流通させることを特徴とする。

本発明によれば、夜間の貯湯運転時に得られる冷熱を利用することにより、昼間の太陽電池パネルでの発電時に当該太陽電池パネルを冷却することができ、太陽電池パネルの発電効率を向上させることができる。

本発明の太陽光発電システムは、太陽電池パネルをより効率的に冷却し、太陽電池パネルの温度上昇を抑えることにより発電効率の低下を抑制することを特徴とする。以下、本発明の太陽光発電システムの好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の一実施例を図面に基づき詳述する。図１は、本発明の一実施例としての太陽光発電システム１の概略構成図、図２は同太陽光発電システム１の電気ブロック図をそれぞれ示している。

本実施例の太陽光発電システム１は、図１に示すように太陽光を受けて発電する太陽電池パネル４０と、この太陽電池パネル４０の発電電力若しくは系統商用交流電源により駆動される圧縮機２を備えるヒートポンプ装置１０と、このヒートポンプ装置１０により冷却されたブラインが循環されるブライン循環回路３０と、温水回路２０と、を含む。尚、本実施例におけるブラインとは、水、エチレングリコール等を水で希釈したもの、塩水、オイルなどの流動性の熱媒体を指すものとする。

太陽電池パネル４０は、例えば建物の屋根上や屋上などの太陽光が十分に当たる場所に設置される。そして太陽電池パネル４０に太陽光が照射されることで、当該太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換し、所定の発電電力を得ることができる。

ヒートポンプ装置１０は、圧縮機２と、放熱器３と、減圧装置としての膨張弁４と、冷媒の蒸発器として機能する蓄熱用熱交換器５Ａと、この蓄熱用熱交換器５Ａと並列に接続されると共に三方弁７により蒸発器５Ｂと選択的に冷媒が流され蓄熱用熱交換器５Ａと同様に蒸発器として機能する空気熱交換器６と、を含み、夫々が冷媒配管８により順次環状に接続され冷凍サイクルを構成している。また、前記空気熱交換器６は冷媒と空気（外気）とを熱交換させるためのものであり、この空気熱交換器６の近傍には当該空気熱交換器６に空気を通風するためのファン６Ｆが設置されている。

ここで、ヒートポンプ装置１０には冷媒として地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である二酸化炭素冷媒（ＣＯ₂）を使用しており、圧縮機２の潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＧＡ（ポリアルキレングリコール）、ＰＯＥ（ポリオールエステル）等が使用される。

ブライン循環回路３０は、ブラインが封入及び循環されるブライン配管３２と、内部でブラインが貯留又は流されるブラインタンク５と、循環ポンプ３１と、前記太陽電池パネル４０の裏側に交熱的に例えば蛇行上に設けられ、ブラインが循環する冷却配管３３と、を含み、夫々が前記ブライン配管３２を介して接続されている。尚、前記ブラインタンク５はその内部に前記蓄熱用熱交換器５Ａが備えられており、ヒートポンプ装置１０のヒートポンプ作用によってブラインタンク５内に貯留されるブラインが蓄熱用熱交換器５Ａにより冷却され、当該ブラインタンク５内に貯留される。

温水回路２０は前記ブライン循環回路と同様にヒートポンプ装置１０の作用によって温められた温水を貯湯及び給湯に利用するものであり、お湯を貯留するために図示しない断熱材で覆われている貯湯タンク２９と、該貯湯タンク２９内を温水が上部から入り下部から出るように接続されている温水配管２１と、該温水配管２１内の水を循環するための温水ポンプ２３と、貯湯タンク２９下部から出た水と冷媒配管８の冷媒とが放熱器３で熱交換する水量を調整するための流量調整弁２７と、温水配管２１に給水するために貯湯タンク２９の下部に接続される給水配管２８と、この給水の要否を制御するための給水弁２５と、を含む。尚、流量調整弁２７の出口側の温水配管２１はヒートポンプ装置１０の放熱器３にて、冷媒配管８と対向流で熱交換可能に接続されている。

更に温水回路２０は給湯側（利用側）として、貯湯タンク２９内の湯が上部から下部へと高温から低温までの所謂温度成層が形成されていることを利用して、所定温度の給湯を行うために貯湯タンク２９の高さ方向３ヶ所に接続される給湯配管２２Ａ（高温側）、２２Ｂ（中温側）、２２Ｃ（低温側）と、当該給湯配管２２Ａ〜２２Ｃから取水された温度差のある湯を混合されて所定温度の給湯を行うための給湯混合弁２６Ａ、２６Ｂと、を含む。

一方、太陽光発電システム１は図２に示すように、圧縮機２と、ブライン循環回路３０の循環ポンプ３１、温水回路２０の温水ポンプ２３及び給湯ポンプ２４の運転を制御するためのマイクロコンピュータから成る制御装置５０が設けられている。また、制御装置５０には、太陽電池パネル４０の温度を検出するための温度センサ４１と、外気温度を検出するための温度センサ４２と、ブラインタンク５内又は後述する蓄熱タンク９内の温度を検出する温度センサ４３と、貯湯タンク２９内の温度を検知する温度センサ４４等も接続されている。

圧縮機２は室内分電盤５２に接続され、該室内分電盤５２にはＤＣ／ＡＣ変換装置５１を介して、屋根上等に設置された前記太陽電池パネル４０が接続されている。更に、室内分電盤５２には系統商用交流電源ＡＣが接続されている。更に、この室内分電盤５２には貯湯タンク２９及び照明器具、洗濯機、電子レンジ、オーブン、電熱器、エアコン、暖房器具、扇風機、冷蔵庫、テレビ、ビデオなどの音響機器、コピー機器、電話或いは工作機械などの電気機器から成る室内負荷５３が接続されている。

この室内分電盤５２は、屋内配電線の一部に大量の電流が流れることにより屋内全体の給電が停止してしまうのを防止するため室内の使用箇所に応じて電力量を分配する器具である。

また、太陽電池パネル４０は、室内負荷５３及び太陽光発電システム１等一般家庭で昼間使用する全体の電力をまかなえる、例えば、約３ｋＷ〜５ｋＷ或いはそれ以上の大きな発電能力を有するものが備えられている。そして、太陽光パネル４０で発電された電力は、周知のとおり、直流（ＤＣ）電力であるため、一般家庭で使用可能な電力に変換するためのＤＣ／ＡＣ変換装置５１が設けられ、このＤＣ／ＡＣ変換装置５１にはインバータ装置、電力調整装置、系統連系保護装置（これら図示せず）が設けられている。

そして、太陽光パネル４０で発電された直流電力は、ＤＣ／ＡＣ変換装置５２のインバータ装置で交流電力に変換され、一般家庭で使用可能な電圧（１００Ｖ或いは２００Ｖ）、周波数（５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚ）に調整される。変換された電力は、室内分電盤５２にて分電された後、太陽光発電システム１や室内負荷５３に供給される。尚、ＤＣ／ＡＣ変換装置５１にて直流電力を一般家庭で使用できる周波数及び電圧の交流電力に変換する技術については、従来から周知の技術であるため詳細な説明を省略する。

また、室内分電盤５２は必要に応じて逆潮流可能なものとしても良い。この場合、ソーラーパネル４０にて発電された電力で室内負荷５３（太陽光発電システム１を含む）を作動させた状態で、余剰電力が出た場合、当該太陽電池パネル４０で発電された余剰電力を系統商用交流電源ＡＣに流し、電力会社に売電することが可能となる。

尚、太陽電池パネル４０で発電された電力に不足が生じた場合は、系統商用交流電源ＡＣを使用し、室内分電盤５２が太陽光発電システム１の圧縮機２や循環ポンプ３１、温水ポンプ２３及び給湯ポンプ２４、室内負荷５３に供給することになる。ここで、太陽電池パネル４０で発電した電力をインバータで変換して系統商用交流電源ＡＣに供給して電力会社に売買する技術については従来から周知の技術であり詳細な説明を省略する。また、売電装置は室内分電盤５２に設けても或いは別に設けても差し支えない。

ここで、制御装置５０は貯湯タンク２９に温水を流して温水を生成する場合には、温水回路２０の温水ポンプ２３と流量調整弁２７及びヒートポンプ装置１０の圧縮機２を運転すると共に、ブラインタンク５内のブラインを冷却することで冷熱を蓄熱する。そして、貯湯タンク２９内の温水が所定の温度に加熱されると圧縮機２等の運転を停止する。尚、当該貯湯運転は通常深夜電力を利用して行うものとする。また、制御装置５０はタイマー機能を備えており、当該タイマーにより制御装置５０は、深夜に貯湯運転を開始するものとする。

また、制御装置５０は、太陽電池パネル４０が発電中の場合には、温度センサ４３にて検出されるブラインタンク５内の温度と、温度センサ４２にて検出される外気温度４２との温度差に基づいて循環ポンプ３１の運転を制御するものであるが、詳細は後述する。

以上の構成で、次に本実施例における太陽光発電システム１の動作について図４を参照して説明する。

図４は、本実施例の太陽光発電システム１の運転フローを示したものであり、当該太陽電池発電システム１の運転は概ね、昼間の太陽電池パネル４０による太陽光発電と、該太陽光発電時の太陽電池パネル４０の冷却運転と、夜間の深夜電力を利用した貯湯及び冷熱の蓄熱運転と、により構成される。尚、本実施例では先ず夜間のヒートポンプ装置１０の運転を開始する場合から説明するが、本発明の太陽光発電システム１は必ずしも夜間のヒートポンプ装置１０の運転から開始する必要が無い。

先ず、ステップ１（Ｓ１）が実行される。即ち、制御装置５０はタイマー機能により、予め設定された時刻、例えば深夜電力時間である２３時になると、系統商用交流電源ＡＣにて圧縮機２及び温水ポンプ２３を駆動する。圧縮機２が駆動されると、当該圧縮機２で圧縮され高温高圧となり吐出される二酸化炭素冷媒は、冷媒配管８を介して放熱器３に流入する。

このとき、圧縮機２で圧縮された二酸化炭素冷媒は約＋９０℃に加熱されており、放熱器３において温水ポンプ２３により温水配管２１を流れる水と熱交換して冷却される。反対に温水配管２１内の水は温められて温水となる。この放熱器３を通過する過程で二酸化炭素冷媒は凝縮せず、超臨界のままであるので、温水配管２１内を流れる水の加熱能力は極めて高いものとなる。尚、この際の圧縮機２と温水ポンプ２３の回転数及び流量調整弁２７の開弁度は、温度センサ４４により検出される貯湯タンク２９内の水温度や温度センサ４２により検出される外気温度等に基づき制御される。

ヒートポンプ装置１０の運転が開始されると、当該運転中にステップ２（Ｓ２）が実行され、温度センサ４３と温度センサ４２とによりブラインタンク内の温度及び外気温度が測定される。そして、ブラインタンク内の温度が外気温度よりも高い場合にはステップ４（Ｓ４）が実行され、三方弁７が蓄熱用熱交換器５Ａに冷媒を流通させる方向に開かれる。即ちヒートポンプ装置１０の蒸発器として蓄熱用熱交換器５Ａが用いられることにより、当該ヒートポンプ装置１０は蓄熱用熱交換器５Ａを熱源として、放熱器３にて温水配管２１内を流れる水を加熱する。これにより、ブラインタンク５内のブラインが冷却され貯留される。

他方、前記ステップ２においてブラインタンク内の温度が外気温度よりも低い場合には、ステップ３（Ｓ３）が実行される。この場合には、三方弁７が空気熱交換器６に冷媒を流通させる方向に開かれると共に、ファン６Ｆが運転される。即ち、ヒートポンプ装置１０の蒸発器として空気熱交換器６が用いられ、外気を熱源として放熱器３にて温水配管２１内を流れる水を加熱する。これにより、ブラインタンク５内のブラインの温度が著しく低下してブラインが凍結し、後述する太陽電池パネル４０の冷却時に循環ポンプ３１が動作しないなどの不都合を回避することができる。

また、温水回路２０では、上述したように温水配管２１内の水は温水ポンプ２３の動作により放熱器３内に流入し、ここで前記高温の冷媒によって加熱され温水となって貯湯タンク２９内に貯湯される。これにより、貯湯タンク２９内には所定量の湯が貯湯されると共に、上述した如く、貯湯タンク２９内の湯が上部から下部へと高温から低温までの温度成層が形成される。そして給湯時にはこの温度成層を利用して、給湯ポンプ２４と給湯混合弁２６Ａ及び２６Ｂの制御により、貯湯タンク２９の高さ方向３ヶ所に接続される給湯配管２２Ａ（高温側）、２２Ｂ（中温側）、２２Ｃ（低温側）からの取水量を調整することで、所定温度の給湯を得ることができる。

尚、上記Ｓ２からＳ４及びＳ３へのフローは、ステップ５（Ｓ５）において、貯湯タンク２９内に規定量の湯が貯水されたと判断するまで繰返し継続されることになる。

そして、Ｓ５において、貯湯タンク２９内に規定量の湯が貯水されたと判断した場合には、ステップ６（Ｓ６）が実行され、制御装置５０はヒートポンプ装置１０の運転を停止する。これにより、必要以上に湯を沸かして無駄な電力を消費したり、電力の深夜時間帯が終了して割高な電気代を払う、などの不都合を回避することができるようになる。

次に、ステップ７（Ｓ７）では太陽電池パネル４０での発電が始まり、その後太陽電池パネル４０での発電中にステップ８（Ｓ８）が実行される。このＳ８では、所定の時刻（例えば季節ごとに設定した日没時間）に達した場合、若しくは太陽電池パネル４０の発電電圧が所定値を下回った場合に、ステップ１２（Ｓ１２）に進む。Ｓ１２では、循環ポンプ３１が運転中の場合に、当該循環ポンプ３１を停止する。そして、その後は再びＳ１に戻るという運転フローが実行される。

他方、上記Ｓ８にて、所定の時刻に達していない場合や、太陽電池パネル４０の発電電圧が所定値以上である場合には、ステップ９（Ｓ９）が実行され、上記Ｓ２と同様な動作、即ち温度センサ４３と温度センサ４２とによりブラインタンク５内の温度及び外気温度が測定される。そして、その結果、ブラインタンク５内の温度が外気温度よりも低い場合にはステップ１０（Ｓ１０）が実行され、循環ポンプ３１が運転される。これにより、夜間ブラインタンク５内で冷却されたブラインが循環ポンプ３１により冷却配管３３に流れることにより太陽電池パネル４０が冷却されるため、太陽電池パネル４０の発電効率を向上させることができる。

また、上記Ｓ９において、ブラインタンク５内の温度が外気温度よりも高い場合には、ステップ１１（Ｓ１１）が実行され、循環ポンプ３１が運転中である場合には当該循環ポンプ３１が停止される。これにより、ブラインにより太陽電池パネル４０が加熱されてしまうといった不都合を防止することができるようになる。尚、上記Ｓ１０又はＳ１１の後は、再びＳ８を実行するという動作を繰返すこととなり、Ｓ８において、所定の時刻、例えば各季節ごとに設定した日没時間に達した場合や、太陽電池パネル４０の発電電圧が所定値を下回った場合には、上述した如くＳ１２が実行され、このとき循環ポンプ３１が運転中である場合には、当該循環ポンプ３１は停止され、再びＳ１に戻るという運転フローが実行される。

尚、図５に本実施例の太陽光発電システム１の他の運転フローを示す。この場合は、Ｓ９において上記各実施例における外気温度の代わりに、温度センサ４１により太陽電池パネル４０の温度を用いることが図４と異なる。

これにより、上記各実施例の如く、昼間の太陽電池パネル４０の冷却時に、ブライン又は蓄熱材３４の温度と外気温度との差異により循環ポンプ３１を運転可否を判断する場合と比べて、本実施例ではブライン又は蓄熱材３４の温度と太陽電池パネル４０の温度との差異により循環ポンプ３１の運転可否、即ち太陽電池パネル４０の冷却の必要性を判断するので、より正確に太陽電池パネル４０の冷却の要否を判断することができるようになる。尚、Ｓ９においては、ブライン又は蓄熱材３４温度が太陽電池パネル４０の温度よりも低い場合にはＳ１０を実行し、ブライン又は蓄熱材３４の温度が太陽電池パネル４０の温度よりも高い場合にはＳ１１を実行するものとする。

以上詳述した如く、本実施例によれば、割安な深夜電力の利用による貯湯と給湯を行うと共に、貯湯運転時に従来のヒートポンプ装置を用いた給湯機では利用されていなかった蒸発器における冷却作用を、ブラインを冷却して貯留しておくことにより、昼間、太陽電池パネル４０の冷却に利用することが可能となり、当該太陽電池パネル４０の発電効率の向上とエネルギー消費量の低減効果が期待できる。また、割安な深夜電力利用により経済的な運転が可能となる。更には昼夜の電力消費バランスが改善されることにより、社会的な電力負荷平準化に貢献することができる。

更に、本実施例によれば、昼間太陽電池パネル４０を冷却することにより温められたブラインタンク５内のブラインを熱源として、即ち、夜間のヒートポンプ装置１０及び温水回路２０による貯湯運転の熱源として上記ブラインに昼間蓄熱された太陽熱を用いるので、ヒートポンプ装置１０による貯湯運転の効率を向上させることができる。

図３は、本発明の第２の実施例としての太陽光発電システム１の概略構成図を示している。尚、図３において上記実施例１と同符号が付されているものは、同一若しくは同様の機能又は効果を奏するものとする。この場合は、上記実施例１におけるブラインタンク５の代わりに蓄熱材３４が封入された蓄熱タンク９が備えられることと、該蓄熱タンク内にブライン熱交換器９Ａを備えること以外は上記実施例１と同様の構成である。

蓄熱材３４としては、顕熱蓄熱材又は潜熱蓄熱材が封入される。顕熱蓄熱材としては上記ブラインなどが用いられる。また、潜熱蓄熱材としては水を用いた所謂氷蓄熱の他、相変化物質、所謂ＰＣＭ（ＰｈａｓｅＣｈａｎｇｅＭａｔｅｒｉａｌ）が用いられる。尚、このＰＣＭとして、石油パラフィンワックス、例えば、ｎーテトラデカン（融点：５．５℃）、ｎーペンタデカン（融点：１０．０℃）、またその他の無機化合物では、硫酸ナトリウムを基礎物質とする水化物、塩水化物混合系、例えば、硫酸ナトリウム１０水化塩／塩化ナトリウム／塩化アンモニア（融点：１３℃）などがある。

また、蓄熱用熱交換器５Ａとブライン熱交換器９Ａは上記蓄熱タンク９内の蓄熱材３４、と熱交換器可能に接続される。そして、本実施例においては、蓄熱材３４にてヒートポンプ装置１０により発生される冷熱を蓄熱するものとする。

次に、本実施例における太陽光発電システムの動作について、実施例１と同様に図４の運転フローを用いて説明する。図４についても上記図３の場合と同様、Ｓ１からＳ１２までの各動作ステップは、上記実施例１におけるＳ１からＳ１２までの動作ステップと同一、又は同様の動作を行うものとする。

尚、本実施例においては、Ｓ２及びＳ９において上記実施例１の場合のブライン温度の代わりに蓄熱材３４の温度を用いることと、Ｓ４においてヒートポンプ装置１０の熱源ととして上記実施例１のブラインの代わりに蓄熱材３４を用いること、が上記実施例１と相違するが、これ以外は実施例１の場合と同様な運転フローが構成される。

以上、本実施例では、ヒートポンプ装置１０の蓄熱用熱交換器５Ａにより蓄熱材３４を冷却する構成としてことにより、上記実施例１の如くブラインタンク５を用いた場合に比べて、ブラインの凍結等の問題が解消されることから、より一層蓄熱量の向上若しくは、蓄熱タンク９の小型化を図ることができる。

尚、上記各実施例では、ヒートポンプ装置１０の減圧装置として膨張弁４を用いることとしたが、これに限らずキャピラリチューブを用いても良いものである。

また、上記各実施例では、冷却配管３３を蛇行状であるとしたが、これに限らずコイル状、らせん状等の種々の配管を用いることが可能であり、蓄熱用熱交換器５Ａ、空気熱交換器６及びブライン熱交換器９Ａ等の各熱交換器においても、その形状や形式は、本実施例に限定されるものではない。

更に、上記各実施例では、図４又は図５の本発明の太陽光発電システム１の運転フローにおいて、Ｓ５で貯湯タンク２９が規定の貯湯量が貯湯されたと判断できる場合には、Ｓ６が実行され、制御装置５０はヒートポンプ装置１０の運転を停止した後、Ｓ７にて太陽電池パネル４０が発電を開始するとしたが、給湯使用量の多い日などでは、夜間の深夜電力時間帯に貯湯タンク２９が規定の貯湯量に達せずに、夜が明け、太陽電池パネル４０が発電を開始する場合がある。このような場合には、Ｓ６を実行することなく、Ｓ７が実行され、太陽電池パネル４０が発電中においても貯湯タンク２９が規定の貯湯量に達するまでヒートポンプ装置１０による貯湯運転を行ってもよい。

本発明の実施例の太陽光発電システム１の概略構成図である。本発明の実施例の太陽光発電システム１に関する電気ブロック図である。本発明の他の実施例の太陽光発電システム１の概略構成図である。本発明の実施例の運転フローを示す図である。本発明の実施例の他の運転フローを示す図である。

符号の説明

１太陽光発電システム
２圧縮機
３放熱器
４膨張弁
５ブラインタンク
５Ａ蓄熱用熱交換器
６空気熱交換器
６Ｆファン
７三方弁
８冷媒配管
９蓄熱タンク
９Ａブライン熱交換器
１０ヒートポンプ装置
２０温水回路
２１温水配管
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ給湯配管
２３温水ポンプ
２６Ａ、２６Ｂ給湯混合弁
２７流量調整弁
２８給水配管
２９貯湯タンク
３０ブライン循環回路
３１循環ポンプ
３２ブライン配管
３３冷却配管
３４蓄熱材
４０太陽電池パネル
４１、４２、４３、４４温度センサ
５０制御装置
５１ＤＣ／ＡＣ変換装置
５２室内分電盤
５３室内負荷

Claims

太陽光発電を行う太陽電池パネルと、
圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器を順次接続して成る冷凍サイクルを備えたヒートポンプ装置と、
前記放熱器により水を加熱する温水回路と、
該温水回路に接続され前記加熱された水を貯湯する貯湯タンクと、
前記蒸発器と熱交換可能に設けられる蓄熱手段と、
前記太陽電池パネル及び前記蓄熱手段と熱交換可能に接続し、ブライン又は蓄熱材を循環するブライン循環回路と、
制御装置とを備え、
該制御装置により、深夜電力料金となる時間帯には前記ヒートポンプ装置の前記圧縮機を駆動して前記貯湯タンクに貯湯すると共に容器内のブライン又は蓄熱材を前記蒸発器により冷却し、
前記太陽電池パネルの発電時には前記容器内のブライン又は蓄熱材により、前記ブライン循環回路内のブライン又は蓄熱材を冷却し、このブライン又は蓄熱材により前記太陽電池パネルを冷却する太陽光発電システムにおいて、
前記蒸発器は、前記容器内に設けられる第１の熱交換器と、該第１の熱交換器と選択的に並列に接続され外気と熱交換をする第２の熱交換器と、から構成され、
前記容器内のブライン又は蓄熱材の温度が外気温度よりも高い場合には前記第１の熱交換器に冷媒を流通させ、前記容器内のブライン又は蓄熱材の温度が外気温度よりも低い場合には前記第２の熱交換器に冷媒を流通させることを特徴とする太陽光発電システム。
太陽光発電を行う太陽電池パネルと、
圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器を順次接続して成る冷凍サイクルを備えたヒートポンプ装置と、
前記放熱器により水を加熱する温水回路と、
該温水回路に接続され前記加熱された水を貯湯する貯湯タンクと、
前記蒸発器と熱交換可能に設けられる蓄熱手段と、
前記太陽電池パネル及び前記蓄熱手段と熱交換可能に接続し、ブライン又は蓄熱材を循環するブライン循環回路と、
制御装置とを備え、
該制御装置により、深夜電力料金となる時間帯には前記ヒートポンプ装置の前記圧縮機を駆動して前記貯湯タンクに貯湯すると共に容器内のブライン又は蓄熱材を前記蒸発器により冷却し、
前記太陽電池パネルの発電時には前記容器内のブライン又は蓄熱材により、前記ブライン循環回路内のブライン又は蓄熱材を冷却し、このブライン又は蓄熱材により前記太陽電池パネルを冷却する太陽光発電システムにおいて、
前記蒸発器は、前記容器内に設けられる第１の熱交換器と、該第１の熱交換器と選択的に並列に接続され外気と熱交換をする第２の熱交換器と、から構成され、
前記容器内のブライン又は蓄熱材の温度が前記太陽電池パネルの温度よりも高い場合には前記第１の熱交換器に冷媒を流通させ、前記容器内のブライン又は蓄熱材の温度が太陽電池パネルの温度よりも低い場合には前記第２の熱交換器に冷媒を流通させることを特徴とする太陽光発電システム。