特許 7611626 太陽エネルギ利用システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-26

(45)【発行日】2025-01-10

(54)【発明の名称】太陽エネルギ利用システム

(51)【国際特許分類】

   H02S 40/44 20140101AFI20241227BHJP

   H10K 30/50 20230101ALI20241227BHJP

   H10K 30/40 20230101ALI20241227BHJP

   F24S 20/00 20180101ALI20241227BHJP

【ＦＩ】

H02S40/44

H10K30/50

H10K30/40

F24S20/00 010

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2024135529

(22)【出願日】2024-08-15

【審査請求日】2024-08-15

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】521031305

【氏名又は名称】株式会社町おこしエネルギー

(74)【代理人】

【識別番号】100151208

【弁理士】

【氏名又は名称】植田 吉伸

(72)【発明者】

【氏名】沼田 昭二

【審査官】佐竹 政彦

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１８６１６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２１９２８８０７４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１１７５００２９６（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１４４９９４０５（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１９７３５６４１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－２２２８２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ１０Ｋ ３０／５０－３０／５７

Ｈ０２Ｓ ４０／４４

Ｆ２４Ｓ １０／００－２０／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽光の光エネルギを電気エネルギに変換するペロブスカイト太陽電池部と、
前記ペロブスカイト太陽電池部の下方に配置され、前記ペロブスカイト太陽電池部を通過した前記太陽光から得られる熱を集熱し、黒色アルミニウムで構成される太陽熱温水器用集熱板と、
前記ペロブスカイト太陽電池部及び前記太陽熱温水器用集熱板を収容するためのケース体と、
前記ケース体内において、前記ペロブスカイト太陽電池部を載置する強化ガラス部と前記太陽熱温水器用集熱板の間に設けられる空気層と、
前記ケース体内において前記太陽熱温水器用集熱板と接触するように設けられ、前記太陽熱温水器用集熱板が集めた熱を交換するために流体を流すための流通路部と、
を備え、
前記流通路部は、前記太陽熱温水器用集熱板の全域に張り巡らされる流路であり、平面視で大動脈として機能して左右に渡って伸びる大配管と、大きな網目の格子を構成するように縦横に伸びる中配管と、小さな網目の格子を構成するように縦横に伸びる小配管とを有しており、
前記大配管と前記中配管と前記小配管を流れる流体は、オイルであることを特徴とする太陽エネルギ利用システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽エネルギ利用システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、太陽エネルギを使った技術として、太陽熱温水器と太陽光発電システムとが別々に設置されている。本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１には、数本の熱交換管及びこれらの熱交換管を接続した温水マニホールドを有する温水器本体と、前記温水器本体の周囲に套設されたフレームと、それぞれ前記フレームの両側に設けられた対称になった第１ の反射板及び第２の反射板と、それぞれ前記第１の反射板及び前記第２の反射板の背面に設けられた２つの断熱層と、それぞれ前記２つの断熱層上に設けられた２つの防護カバーと、それぞれ前記フレームの両側に設けられ、且つそれぞれ前記第１の反射板及び前記第２の反射板の底端を接続し、それぞれ前記第１の反射板及び前記第２の反射板を駆動して回転作動させる２つの回転駆動器と、前記２つの回転駆動器を電気接続し、太陽光照射方向に応じてそれぞれ前記２つの回転駆動器を制御し、前記第１の反射板及び前記第２の反射板を駆動して回転させて受光反射面角度をなすようにした上、前記太陽光をこれらの熱交換管上に反射するようにし、その内部水源はこれらの熱交換管を流れて熱交換を行い、熱水になった後に前記温水マニホールド内に集流し、前記太陽光がない場合、前記２つの回転駆動器を制御し、前記第１の反射板及び前記第２の反射板を同時に駆動して回転させ、前記温水器本体上に積層して被覆させることによって、前記温水器本体の積層防護カバーとなる太陽光追尾制御器と、を含む、相乗効果型太陽熱温水器が開示されている。

【0003】

また、特許文献２には、通常の太陽熱温水器の床部を太陽電池パネルを敷きつめて形成し、上部水槽部をガラス等の透明体にて形成して水槽部の水が太陽電池パネルの黒色吸熱効果により、水槽内の水の温熱化を計ると共に本来の作用である発電を行う事を特徴とした太陽電池パネル床一体給湯構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－５７０５２号公報

【文献】特開２０００－６４９４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１，２には、太陽熱温水器と太陽電池とを併用するような構成は開示されているが、太陽電池と太陽熱温水器とを重ねることで相乗効果を生み出すような使い方はなされていない。

【0006】

本発明の目的は、太陽電池と太陽熱温水器の相乗効果により効率良く太陽エネルギを利用することを可能とする太陽エネルギ利用システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る太陽エネルギ利用システムは、太陽光の光エネルギを電気エネルギに変換するペロブスカイト太陽電池部と、前記ペロブスカイト太陽電池部の下方に配置され、前記ペロブスカイト太陽電池部を通過した前記太陽光から得られる熱を集熱し、黒色アルミニウムで構成される太陽熱温水器用集熱板と、前記ペロブスカイト太陽電池部及び前記太陽熱温水器用集熱板を収容するためのケース体と、前記ケース体内において、前記ペロブスカイト太陽電池部を載置する強化ガラス部と前記太陽熱温水器用集熱板の間に設けられる空気層と、前記ケース体内において前記太陽熱温水器用集熱板と接触するように設けられ、前記太陽熱温水器用集熱板が集めた熱を交換するために流体を流すための流通路部と、を備え、前記流通路部は、前記太陽熱温水器用集熱板の全域に張り巡らされる流路であり、平面視で大動脈として機能して左右に渡って伸びる大配管と、大きな網目の格子を構成するように縦横に伸びる中配管と、小さな網目の格子を構成するように縦横に伸びる小配管とを有しており、前記大配管と前記中配管と前記小配管を流れる流体は、オイルであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、太陽電池と太陽熱温水器の相乗効果により効率良く太陽エネルギを利用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る実施形態の太陽エネルギ利用システムを示す図である。

【図2】本発明に係る実施形態の太陽エネルギ利用システムのペロブスカイト太陽電池部及び太陽熱温水器用集熱板を収容するケース体を示す図である。

【図3】本発明に係る実施形態の太陽エネルギ利用システムにおいて、ペロブスカイト太陽電池部を用いる利点を説明するための図である。

【図4】本発明に係る実施形態の太陽エネルギ利用システムにおいて、ペロブスカイト太陽電池部を用いる利点を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

【0014】

図１は、本発明に係る実施形態の太陽エネルギ利用システム１０を示す図である。図２は、本発明に係る実施形態の太陽エネルギ利用システム１０のペロブスカイト太陽電池部１２及び太陽熱温水器用集熱板１４を収容するケース体２０を示す図である。

【0015】

図３及び図４は、本発明に係る実施形態の太陽エネルギ利用システム１０において、ペロブスカイト太陽電池部１２を用いる利点を説明するための図である。

【0016】

太陽エネルギ利用システム１０は、太陽エネルギを利用して熱エネルギを取得するとともに電気エネルギを取得するシステムである。太陽エネルギ利用システム１０は、太陽光の光エネルギを電気エネルギに変換するペロブスカイト太陽電池部１２と、太陽光の熱を集熱する太陽熱温水器用集熱板１４と、強化ガラス部１６と、流通路部１８と、ケース体２０と、ヒートポンプ２２と、保温熱水タンク２４と、接続箱２６と、パワーコンディショナ２８と、分電盤３０と、蓄電池３２とを備えている。

【0017】

ペロブスカイト太陽電池部１２は、基板上のペロブスカイト結晶が光を吸収して電気を発生する。ペロブスカイト太陽電池部１２は、薄い膜を重ねた構造をしており、ペンキを塗るように材料を基板の上に塗って作るため、フィルムなどの低コストの基板を利用できる。基板がフィルムなので、軽くて曲げることもできるという利点がある。

【0018】

ペロブスカイト太陽電池部１２は、中心には光を吸収してプラスとマイナスの電荷を生じるペロブスカイト層があり、当該ペロブスカイト層がプラスの電荷を取り出すホール輸送層と、マイナスの電荷を取り出す電子輸送層とで挟まれ、さらに、２つの電極で挟まれている。

【0019】

ペロブスカイト太陽電池部１２は、曲げたり折ったりできるため、さまざまな形状に対応可能であり、製造コストがシリコン型太陽光発電の１／３～１／５程度になると見込まれており、エネルギ変換効率が高く、弱い光でも発電可能ある。

【0020】

ペロブスカイト太陽電池部１２は、図３（ｂ）のように可視光線領域（３８０～７８０ｎｍ）の太陽光を吸収し、赤外線領域はほぼ吸収しない。従来のシリコン型太陽光パネルでは一部の赤外線領域も太陽光を吸収していたため、太陽熱として吸収することは難しいが、ペロブスカイト太陽電池部１２では赤外線領域で太陽光を通過させることができる。

【0021】

ペロブスカイト太陽電池部１２は、可視光線領域（３８０～７８０ｎｍ）の太陽光を効率よく吸収するため、特に曇りや雨での発電も可能となる。図４では、東京でのペロブスカイト太陽電池と従来のシリコン型太陽光発電の１日の各天候時の発電比較を示している。

【0022】

図４（ａ）に示される通常の晴れの日では従来のシリコン型太陽光発電の方が発電量は多いが、図４（ｂ）に示される曇りや雨の日ではペロブスカイト太陽電池部１２の方が、発電量が３倍ほど従来のシリコン型太陽光発電より多くなる。年間の天候比較では、晴れの日と、晴れない日（曇り及び雨の日）が半々であるので年間を通しての総発電量はそれほど変わらないとのデータがある。

【0023】

太陽熱温水器用集熱板１４は、ペロブスカイト太陽電池部１２の下方に配置され、ペロブスカイト太陽電池部１２を通過した太陽光から得られる熱を集熱する機能を有する。

【0024】

太陽熱温水器用集熱板１４は、黒色アルミニウム板で構成されることが好ましい。アルミニウムは、比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が９００で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が２０４で、融点（℃）が６６０．２で、比重（ｇ）が２．７０である。

【0025】

比較のために記載すると、鉄は、比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が４４４で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が８０で、融点（℃）が１５３８で、比重（ｇ）が７．８７であり、亜鉛は、比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が３８３で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が１１３で、融点（℃）が４１９．４６で、比重（ｇ）が７．１４である。

【0026】

銅は、比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が４１９で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が３７２で、融点（℃）が１０８３で、比重（ｇ）が８．９３であり、マグネシウムは、比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が１０１３で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が５４で、融点（℃）が６５０で、比重（ｇ）が１．７４である。

【0027】

ステンレスは、比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が４６０で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が１６で、融点（℃）が１４００で、比重（ｇ）が７．７０であり、水（２０℃）は、比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が４１８２で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が０．６０２で、融点（℃）が０で、比重（ｇ）が１．０である。これらを考慮すると、アルミニウムは、熱伝導率が高く、重さも軽く、低コストであるため、集熱板としても最適であると言える。

【0028】

強化ガラス部１６は、ペロブスカイト太陽電池部１２を載置するためのガラスである。 強化ガラス部１６は、通常のガラス(フロートガラス)に熱処理を加えて急激に冷却したガラスで、フロートガラスに比べて、約３．５倍～４倍の耐風圧強度を持つ。見た目はフロートガラスとまったく同じで、見分けがつかない。また、通常のガラスは鋭く刃物のように割れるのに対し、強化ガラス部１６は粉々に砕け散るという特徴がある。

【0029】

流通路部１８は、強化ガラス部１６との間に設けられる空気層１３を介して設置される太陽熱温水器用集熱板１４と接触し、太陽熱温水器用集熱板１４が集めた熱を交換するために流体を流すための流路である。空気層１３を設けるのは、太陽熱温水器用集熱板１４が集めた熱を強化ガラス部１６に奪われないようにするためである。

【0030】

流通路部１８内には、工業用のオイルが流通する。工業用のオイルは、比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が１７９６で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が０．１４８で、膨張率（×１０^－３／℃）が０．７０で、比重（ｇ）が０．８～０．９である。

【0031】

水は、０℃、２０℃、８０℃、１００℃と温度が異なることで比熱、熱伝導率、膨張率、比重が異なる。０℃の時の比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が４２１７で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が０．５６９で、膨張率（×１０^－３／℃）が－０．０６で、比重（ｇ）が１．０である。２０℃の時の比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が４１８２で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が０．６０２で、膨張率（×１０^－３／℃）が０．６５で、比重（ｇ）が１．０である。

【0032】

８０℃の時の比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が４１９６で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が０．６７２で、膨張率（×１０^－３／℃）が０．６５で、比重（ｇ）が１．０である。１００℃の時の比熱（Ｊ／ｋｇ℃）が４２１５で、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が０．６８２で、膨張率（×１０^－３／℃）が０．７８で、比重（ｇ）が１．０である。このように、オイルの比熱は、水に比べて半分以下であり、より早く熱を吸収し、水に比べて重量が軽くなる。

【0033】

流通路部１８は、図２に示されるように、太陽熱温熱用集熱板１４の略全域をカバーするように、平面視で大動脈として機能して左右に渡って伸びる大配管１８ａと、大きな網目の格子を構成するように縦横に伸びる中配管１８ｂと、小さな網目の格子を構成するように縦横に伸びる小配管１８ｃとを備える。

【0034】

流通路部１８は、適度な強度を有する素材で構成されていればよく、例えば、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムの混合材で構成することが出来るが、もちろん、その他の素材で構成してもよい。

【0035】

ケース体２０は、ペロブスカイト太陽電池部１２と、空気層１３と、太陽熱温水器用集熱板１４と、強化ガラス部１６と、流通路部１８とを収納するケースである。

【0036】

ケース体２０は、上部が開口されたトレー型の形状を有している。図２（ｂ）の断面図に示されるように、強化ガラス部１６及び太陽熱温水器用集熱板１４がケース体２０に直接固定されている。そして、強化ガラス部１６の表面（上面）にペロブスカイト太陽電池部１２が載置されて取り付けられており、太陽熱温水器用集熱板１４の裏面（下面）に流通路部１８が接触するように取り付けられている。

【0037】

ケース体２０は、適度な強度を有する材料で構成されていることが好ましく、例えば、アルミニウム剛毅、ポリエチレン樹脂の複合板で構成することができるが、もちろん、その他の材料で構成されてもよい。

【0038】

ヒートポンプ２２は、冷媒を圧縮して高温及び高圧のガスに変える圧縮機と、圧縮された冷媒が熱を放出して液体に変える凝縮器と、冷媒を急激に膨張させて低温及び低圧にする膨張弁と、冷媒が周囲の熱を吸収して再びガスに戻す蒸発器とを備える。

【0039】

ヒートポンプ２２では、冷媒が蒸発器で周囲の熱を吸収して液体からガスに変わる蒸発工程と、ガス状の冷媒が圧縮機で圧縮されて高温及び高圧のガスになる圧縮工程と、高温及び高圧のガスが凝縮器で熱を放出して液体に変わる凝縮工程と、液体の冷媒が膨張弁を通過して急激に膨張して低温及び低圧の状態になる膨張行程を繰り返すことで効率的に熱を移動させることが出来る。

【0040】

保温熱水タンク２４は、ヒートポンプ２２で温められた温水を貯留するためのタンクである。保温熱水タンク２４は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４４４）や樹脂ライニング鋼板で構成することが出来る。これにより、腐食に強く、清潔な温水を供給できる。

【0041】

ここで、太陽熱温水器用集熱板１４、流通路部１８、ヒートポンプ２２及び保温熱水タンク２２を備えた構成を太陽熱温水器６と呼ぶ。

【0042】

接続箱２６は、太陽光発電システムの重要なコンポーネントの一つで、ペロブスカイト太陽電池部１２とパワーコンディショナ２８を接続するための機器である。接続箱２６は、ペロブスカイト太陽電池部１２から発生した直流電力を集め、パワーコンディショナ２８に送る。これにより、直流電力が交流電力に変換される。

【0043】

接続箱２６は、複数のペロブスカイト太陽電池部１２からの電力をまとめる際に、電圧のバラつきを調整する機能を有する。接続箱２６には、開閉器や避雷素子などの安全装置が組み込まれており、電気の流れを制御したり、落雷から機器を保護したりする機能を有する。

【0044】

パワーコンディショナ２８は、ペロブスカイト太陽電池部１２の発電量が最大になる電圧と電流の組み合わせを自動で見つけ出し、効率的な発電をサポートする。パワーコンディショナ２８は、発電した電力を電力会社に売電する際に、適切な電圧で電力を送る機能を有する。これにより、電力の逆流を防ぎ、安定した電力供給を実現する。パワーコンディショナ２８は、停電や異常時に出力を遮断して事故を防ぐ機能を有する。これにより、太陽光発電システムが安全に運用される。

【0045】

分電盤３０は、ペロブスカイト太陽電池部１２で作られた電気や電力会社から供給された電気を家庭内の各機器や部屋に分配する機能を有する。分電盤３０には、漏電や過電流を検知して電気を遮断するブレーカーが組み込まれており、火災や感電事故を防ぐ機能を有する。分電盤３０は、ペロブスカイト太陽電池部１２で余った電力を電力会社に売電する際に、電力を逆流させる機能を有する。これにより、発電した電力を効率的に利用できる。

【0046】

蓄電池３２は、ペロブスカイト太陽電池部１２で作られた電力を蓄えておくことで、夜間や曇りの日など、太陽光発電ができない時間帯にも電力を利用できる。蓄電池３２は、電力の供給を安定させる役割を果たす。これにより、電力の供給が不安定な地域でも安定した電力供給が可能になる。

【0047】

蓄電池３２は、ペロブスカイト太陽電池部１２で作られた電力を蓄えておくことで、電力会社からの電力購入を減らし、電気代を節約することができる。蓄電池３２は、停電時に蓄えた電力を利用することで、一定期間電力を供給することができる。

【0048】

蓄電池３２は、例えば、リチウムイオン二次電池を用いることができるが、もちろん、その他の二次電池であってもよく、例えば、ニッケル水素蓄電池でもよい。

【0049】

ここで、ペロブスカイト太陽電池部１２、強化ガラス部１６、接続箱２６、パワーコンディショナ２８、分電盤３０及び蓄電池３２を備えた構成を太陽光発電システム８と呼ぶ。

【0050】

続いて、上記構成の太陽エネルギ利用システム１０の作用について説明する。最初に、シリコン型太陽光発電とペロブスカイト太陽電池部１２との比較を行う。図３（ｂ）に示されるように、ペロブスカイト太陽電池部１２は、可視光線領域（３８０～７８０ｎｍ）の太陽光を効率よく吸収するため、特に曇りや雨での発電も可能となる。

【0051】

図４は、東京でのペロブスカイト太陽電池部１２と従来のシリコン型太陽光発電の１日の各天候時の発電比較である。上述したように、通常の晴れの日では従来のシリコン型太陽光発電の方が発電量は多いが、曇りまたは雨の日ではペロブスカイト太陽電池部１２の方が、発電量が３倍ほど従来型より多くなる。年間の天候比較では、晴れの日と、晴れない日（曇り又は雨の日）が半々ぐらいであるため、年間を通しての総発電量はそれほど変わらない。

【0052】

図３は、従来のシリコン型太陽光発電が吸収する光の波長とスペクトルの関係図である。上述したように、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示されるように、シリコン型太陽光発電は、３８０～７８０ｎｍの可視光線だけでなく赤外線も吸収する。

【0053】

上記のように、ペロブスカイト太陽電池部１２は、可視光線領域（３８０～７８０ｎｍ）の太陽光を吸収し、赤外線領域はほぼ吸収しない。従来のシリコン型太陽光発電では一部の赤外線領域も太陽光を吸収していたため、太陽熱として吸収することは難しい。

【0054】

これに対し、本発明に係る実施形態の太陽エネルギ利用システム１０によれば、ペロブスカイト太陽電池部１２では赤外線領域で太陽光エネルギを通過させることができるため、太陽熱温水器用集熱板１４では、効率的に熱エネルギを吸収することができ、シリコン型太陽光発電に比べ、約６倍もの熱量の吸収が可能となる。

【0055】

一般的に、太陽熱温水器６は、供給エネルギが熱であり、利用用途は給湯や暖房であり、エネルギ効率は４０～６０％であり、適用建物として病院、ホテル、福祉施設、学校などの給湯需要の多い施設であり、単位面積あたりの供給エネルギは６００ｋＷ／ｍ^２である。これに対し、太陽光発電システム８は、供給エネルギが電気であり、利用用途は電化製品、電力会社への売電であり、エネルギ効率は７～１８％であり、適用建物として様々な建物に設置可能であり、単位面積あたりの供給エネルギは１３０ｋＷ／ｍ^２である。

【0056】

このように、太陽熱温水器６のエネルギ効率は太陽光発電システム８よりも良いが、従来、太陽光から得られた熱を放熱させないように真空管が必須であった。しかしながら、真空管は高価で、壊れ易く弱いという問題点が有る。また、従来の太陽熱温水器は水を使用するため、耐久性の問題と重量過多（２００～４００ｋｇ）問題がある。また、水を用いているので不凍液を入れても、寒冷地では冬場の凍結があり、寒冷地には設置自体ができないという課題もある。

【0057】

このような課題に対して本発明に係る実施形態に係る太陽エネルギ利用システム１０は顕著な効果を発揮する。具体的には、水をオイルに置き換えることで錆などの問題もなく、オイルは凍結しないため（約－６０℃）寒冷地でも使用でき、また、少量のオイルが循環しているだけの為、重量過多の問題解決（重量：約２０～５０ｋｇ）にも成る。

【0058】

そして、太陽エネルギ利用システム１０では、循環オイルが大配管１８ａを流通し、大きな網目を構成する中配管１８ｂを流通しつつ、細やかな編目を構成する小配管１８ｃにも流通することで、図２に示されるように、太陽熱温水器用集熱板１４の裏面の領域内に広がるように流れていく。これにより、機器内でオイルが循環しているので放熱の問題も殆ど無く、尚且つヒートポンプ２２で低温からでも熱効率が良く、保温熱水タンク２４に一定の高温温水を保つ事が出来る。

【0059】

このように、オイルを使った太陽熱温水器を用いることで、太陽光からのエネルギ効率が良い。熱変換で約４０～６０％ほどの高効率となる。水の場合、錆や水アカなどにより配管が劣化するため、耐久性は約１０年程度であるが、オイルの場合は錆などの腐食に強く、約２０～３０年程の耐久性を持つ。

【0060】

寒冷地では水は凍結（約０℃）するが、オイル（約－６０℃）は凍結するリスクが少ない。オイルの比熱は、水に比べ約半分ほどになり、より早く熱を吸収しヒートポンプ２２で低温からでも熱交換効率がよく循環する。

【0061】

高温時（約１００℃）で水は膨張するが、オイル（約４００℃）は熱膨張がないため、事故などのリスクが少ない。少量のオイルでも、熱交換効率よく太陽熱温水器６を循環するため、屋根上設置時の機器総重量も軽くなる。

【0062】

以上のように、太陽エネルギ利用システム１０によれば、可視光線領域（３８０～７８０ｎｍ）の太陽光はペロブスカイト太陽電池部１２により従来のシリコン型太陽光発電よりも発電量を高めることができるとともに、赤外線領域を通過させることできるため、太陽熱温水器用集熱板１４において熱を得ることが出来るため、従来のシリコン型太陽光発電に比べて約６倍もの熱量の吸収が可能となるという利点がある。

【0063】

また、太陽熱温水器６は、ヒートポンプ２２にて吸水された水を温め、保温熱水タンク２４へと送られて貯水される。この貯水されたお湯は、給湯や温水床暖房、お風呂の湯沸かしなどに使用される。さらに、ペロブスカイト太陽電池部１２において発電された電力は、パワーコンディショナ２８や分電盤３０に送電されて、家庭内電気商品や蓄電池３２に送られる。

【0064】

なお、上記太陽エネルギ利用システム１０の各構成要素は一例であり、適宜変更することができる。例えば、太陽熱温水器６ではヒートポンプ２２を用いるものとして説明したが、通常の熱交換器でもよい。

【符号の説明】

【0065】

６ 太陽熱温水器、８ 太陽光発電システム、１０ 太陽エネルギ利用システム、１２ ペロブスカイト太陽電池部、１３ 空気層、１４ 太陽熱温水器用集熱板、１６ 強化ガラス部、１８ 流通路部、１８ａ 大配管、１８ｂ 中配管、１８ｃ 小配管、２０ ケース体、２２ ヒートポンプ、２４ 保温熱水タンク、２６ 接続箱、２８ パワーコンディショナ、３０ 分電盤、３２ 蓄電池。

【要約】      （修正有）

【課題】太陽電池パネルと太陽熱温水器の相乗効果により効率良く太陽エネルギを利用することを可能とする太陽エネルギ利用システムを提供する。
【解決手段】太陽エネルギ利用システムは、太陽光の光エネルギを電気エネルギに変換するペロブスカイト太陽電池部１２と、ペロブスカイト太陽電池部１２の下方に配置され、ペロブスカイト太陽電池部１２を通過した前記太陽光から得られる熱を集熱する太陽熱温水器用集熱板１４と、を備え、ペロブスカイト太陽電池部１２及び太陽熱温水器用集熱板１４を収容するためのケース体２０と、ケース体２０内に設けられ、ペロブスカイト太陽電池部１２を載置するための強化ガラス部１６と、ケース体２０内に設けられ、太陽熱温水器用集熱板１４と接触し、太陽熱温水器用集熱板１４が集めた熱を交換するために流体を流すための流通路部１８と、を備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】