高効率・太陽電池 エス・ジー・ケイ有限会社

熱伝導と熱放射の関係 （水道で例えると・・・） 熱伝導と熱放射の関係　（水道で例えると・・・）　　 領域Ⅰ 領域Ⅱ 蛇口（熱放射率） 　　　　　細い＝熱放射率が小さい 水源（熱源） 水道管の太さ （熱伝導率） 水流は少ない （放熱しにくい） 蛇口が細ければ、水道管がいくら太くても 水の流れる量は少ない つまり いくら熱伝導率が高くても、熱放射率が低いと、放熱されない！！ ・従来は熱伝導が重要視されていたが、 　最近になって熱放射が注目され始めてきた。 　　→熱放射率が高い素材が必要。

【Ａ】発電効率を４．６％もアップ ・・・セルの温度は１０.２℃も低下 バックシートに 高熱放射材を配置 放熱 原理：第一段階 従来のPV 今回の高効率PV ガラス ガラス 上EVA 上EVA セル ６１℃ セル ５０．９℃ 下EVA 下EVA Ｂａｃｋ　Ｓｈｅｅｔ Ｂａｃｋ　Ｓｈｅｅｔ 温度高い （６０℃） 温度低い （５０．７℃） バックシートに 高熱放射材を配置 放熱 放熱 原理：第一段階 ・従来のバックシート面に高熱放射材を配置し、熱放射を大にする。 　その結果セルの熱はバックシートの外部に放射されるので、 　セルの温度を低下させることができる

【Ｂ】変換効率も０．６４％もアップ 放熱 原理：第二段階 ・下EVAには放熱フィラーを入れセルの放熱性を向上させる。 従来のPV 今回の高効率PV ガラス ガラス 上EVA 上EVA セル ６１℃ セル ５０．９℃ 下EVA 下EVA 下EVA Ｂａｃｋ　Ｓｈｅｅｔ Ｂａｃｋ　Ｓｈｅｅｔ 放熱フィラーを 入れたシート 温度高い （６０℃） 温度低い （５０．７℃） 放熱 放熱 原理：第二段階 ・下EVAには放熱フィラーを入れセルの放熱性を向上させる。 　下EVAを作り、従来通り、真空ラミネートする。

【Ｃ】付随効果；白色の放熱フィラーを用いているので 回帰反射により、更に発電効率が上がる！ 　回帰反射により、更に発電効率が上がる！ 回帰反射PV 従来のPV 光 光 Ｇｒａｓｓ Ｇｒａｓｓ 回帰反射   Ｕｐｐｅｔ　ＥＶＡ   透明　ＥＶＡ Ｗｈｉｔｅ　ＥＶＡ 透明　ＥＶＡ Ｂａｃｋ　Ｓｈｅｅｔ Ｂａｃｋ　Ｓｈｅｅｔ 発電に寄与しない迷光 反射率の高い 放熱フィラーの量を節約

[D] 太陽電池への応用例（熱放射シート間の熱放射伝達） ガラス；３ｍｍ 上EVA シリコンセルの裏に 貼るのでセルは固定される T1 シリコンセル T2 ２５μ 熱放射シート 熱放射率高く ε＝0.97 下EVA；熱伝導率 低く　0.17W/ｍK T3 熱放射で伝達 バックシート T4 耐候性樹脂・熱放射 フイラー入り 外気（Ta） 外気（Ta）へ熱放射は大きい

変換効率１％アップも夢ではない！！ 【E】高効率PVの製造工程 EVAペレットに放熱フィラー（白）を混練する。 混練したペレットを粉砕する。 下ＥＶＡシート２５μを造る。 従来の下ＥＶＡの上にラミネートする。フイラーの量は節約しつつ 　　　回帰反射効果を持たせる。 高効率ＰＶが出来る 将来の計画 （１）回帰反射効果の実測を行い、効率のさらなるアップを追及する。 （２）前記【Ａ】【Ｂ】の効率アップには回帰反射の効果を算入していない。 変換効率１％アップも夢ではない！！

【F】予備実験データと将来目標 今回の新提案PVの目標値 60℃ 現状のPVの実測値 25℃ 変換効率（％） 温 度 １５％ 現　状　 新提案　 BS温度 80℃ 70 60 50 40 30 20 今回の新提案PVの目標値 変換効率（％） 60℃ 温　度 １５％ バックシート温度 現状のPVの実測値 25℃ 時間(分)

【G】ＰＶセルからバックシートへの放熱 放熱に影響する熱伝導材の物性 光 PV セル 放熱+ バックシート

（１）バックシート温度（放射面温度）Ｔ２の実験値を Ｑｒ+ｃ＝（ｈｒ+ｈｃ）・Ａ・（Ｔ２－Ｔ３）に入力し、Ｑｒ+ｃを求めた。 Q Qr+c T1 T2 T3 λ Ｌ Ａ Ｈ ε ｈｒ ｈｃ Qr Qc 放射 自然対流 放射放熱 対流放熱 発生熱量 放散熱量 熱源温度 放射面温度 周囲温度 熱伝導率 熱伝導厚み 断面積 断面直径 放射率 熱伝達率 Ｗ ℃ Ｗ／ｍＫ ｍ ㎡ Ｗ/㎡Ｋ W 254.96 254.9653 61.16982 60 23 0.17 0.00078 1 1.1286 0.5 3.527564829 3.36339 130.5199 124.4454 257.1 257.1018 50.91109 50.7 0.95 0.912 6.153077568 3.128576 170.4402 86.66155 ＜計算方法＞ （１）バックシート温度（放射面温度）Ｔ２の実験値を　 　　　Ｑｒ+ｃ＝（ｈｒ+ｈｃ）・Ａ・（Ｔ２－Ｔ３）に入力し、Ｑｒ+ｃを求めた。 　　　周囲温度Ｔ３＝２３℃であったので、それを入力した。 （２）Ｑｒ+ｃの数値を一旦Ｑに入力する。 （３）Ｑの数値を用いて式；Ｑ＝λ・（Ａ/Ｌ）・（Ｔ１－Ｔ２）からＴ１を求める。 （４）Ｑの数値をＱ＝Ｑｒ+ｃ　になるように、Ｑを変更する。 （５）最終のＴ１（セル温度）が解答である。 （６）熱伝導厚み＝ＥＶＡ（６００μ）+バックシート（１８０μ）＝７８０μとした。 （７）バックシートの放射率は０．５を０．９に向上させて計算した。 （８）熱伝導層のλを０．１７から０．９１２に向上させて計算した。 （９）放射放熱Qｒの方が対流放熱Qｃよりも大きい。 　　放熱総量；Qｒ+ｃ＝Qr＋Qｃ

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