JP2000147262A - 集光装置及びこれを利用した太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】設備費の低減化を図りながら発電効率を大幅に
向上させることが可能であり、しかも屋上等に設置して
も風圧に十分に耐えることができる集光装置を利用した
太陽光発電システムを提供する。 【解決手段】上面を受光面１０ａとして太陽光線を下方
に透過させる矩形板状の光伝送層１０と、この光伝送層
と略同一の大きさの矩形板状として光伝送層の下面に一
体接合した光偏向層１４と、光伝送層の長手方向の両端
面にセル面が対向するように太陽電池セル１８を配置し
たシステムである。そして、光偏向層は、その下面の長
手方向にノコギリ歯状の山形面１４ａを連続に形成し、
山形面の全域に光反射膜１６を設けた形状としている。
そして、受光面から光伝送層内に透過して山形面の前記
光反射膜で全反射させた太陽光線を、臨界角度以下の入
射角度で再び光伝送層内に入射し、この光伝送層内で屈
折反射を繰り返しながら前記光伝送層内を伝搬して太陽
電池セルに入射するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、集光装置及びこ
れを利用した太陽光発電システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽光発電システムの発電効率を向上さ
せるには、できるだけ多くの太陽光線を単位面積当たり
の太陽電池セルに集める必要がある。このように太陽光
線を太陽電池セルに集めるシステムとして、レンズ、プ
リズム、集光鏡などの集光装置を使用したシステムが知
られている。しかし、集光装置を使用したシステムは、
効率良く太陽光線を集めるために太陽の移動を追尾して
集光装置の向きを変化させる太陽追尾装置が不可欠であ
り、制御が複雑なシステムとなってしまう。また、太陽
光発電システムを大型化すると、レンズ、プリズム、集
光鏡の焦点の増大によって集光装置も大型化を図らなけ
ればならず、大規模なシステムとなって設備費が増大す
るおそれがある。

【０００３】一方、太陽光線を太陽電池セルに集める他
のシステムとして、建物の屋上等に架台を配置し、この
架台に、南側に向けて傾斜するように太陽電池パネル
（複数の太陽電池セルを収納したパネル体）を取り付け
るシステムもある。しかし、このシステムも、太陽の移
動を追尾して集光装置の向きを変化させる太陽追尾装置
が必要である。また、強風時に大きな風圧が太陽電池パ
ネルに加わるので、強固な架台と基礎の工事が必要とな
る。したがって、前述した集光装置を使用したシステム
と同様に、システムが複雑になるとともに、設備費が増
大するおそれがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、第１の目的として、設備費
の低減化を図りながら太陽光線を効率良く集光すること
が可能であり、しかも屋上等に設置しても風圧に十分に
耐えることができる集光装置を提供するとともに、第２
の目的として太陽が移動する位置、角度に拘わらず太陽
電池の発電効率を大幅に向上させることが可能な太陽光
発電システムを提供することを目的している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の集光装置は、上面を受光面として太
陽光線を下方に透過させる矩形板状の光伝送層と、この
光伝送層と略同一の大きさの矩形板状として該光伝送層
の下面に一体接合した光偏向層とを備え、前記光偏向層
は、その下面の長手方向にノコギリ歯状の山形面を連続
に形成し、当該山形面の全域に光反射膜を設けた形状と
し、前記山形面の稜線が東西方向に延在し、前記山形面
が南北方向に連続するように平坦な位置に設置し、前記
受光面から光伝送層内に透過して前記山形面の前記光反
射膜で全反射させた太陽光線を、臨界角度以下の入射角
度で再び光伝送層内に入射し、この光伝送層内で屈折反
射を繰り返しながら前記光伝送層の長手方向の両端面の
集光面に向かわせるようにした。

【０００６】また、請求項２記載の集光装置は、太陽光
線が透過する矩形板状とした複数の光伝送層と、これら
光伝送層の間に層状に配設され、ノコギリ歯状の境界面
を連続に形成した複数の光偏向層と、最も下部に層状に
配設されノコギリ歯状の山形面の全域に光反射膜を設け
た最下部光偏向層とを備え、前記境界面及び山形面の稜
線が東西方向に延在し、前記境界面及び山形面が南北方
向に連続するように平坦な位置に設置し、前記受光面か
ら透過してきた太陽光線を、各光偏向層の境界面或いは
最下部光偏向層の光反射膜で反射させ、臨界角度以下の
入射角度でいずれかの光伝送層内に入射し、これら光伝
送層内で屈折反射を繰り返しながら各光伝送層の長手方
向の両端面の集光面に向かわせるようにした。

【０００７】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の集光装置において、前記光伝送層をガラス製
とし、前記光偏向層及び前記最下部光偏向層を樹脂製と
した。また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
何れかに記載の集光装置を利用した太陽光発電システム
であって、前記光伝送層の長手方向の両端面にセル面が
対向するように、太陽電池セルを配置した。

【０００８】さらに、請求項５記載の発明は、請求項４
記載の集光装置を利用した太陽光発電システムにおい
て、前記光伝送層の長手方向の両端面側に、セル面が天
上を向くように太陽電池セルを配置するとともに、前記
光伝送層の長手方向の両端面の集光面に、前記光伝送層
を透過してきた太陽光線を前記太陽電池セルに向けて偏
向する集光面光偏向部材を取り付けた。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る集光装置を利
用した太陽光発電システムの実施形態について図面を参
照して説明する。図１から図３は、第１実施形態の太陽
光発電システムを示すものである。

【００１０】本実施形態は、石英ガラスや光学ガラス製
の矩形板材からなる光伝送層１０と、この光伝送層１０
の上面（受光面）１０ａの全域に設けた光反射防止膜１
２と、光伝送層１０の下面の全域に設けた光反射防止膜
１３と、この光反射防止膜１３を介して光伝送層１０の
下部に層状に固定されて光伝送層１０と同様の大きさの
プラスチック製の矩形板材とし、下面の長手方向にノコ
ギリ歯状の山形面１４ａを連続に形成し、この山形面１
４ａの下面全域に光反射膜１６を設けた光偏向層１４と
からなる集光装置１７を備えているとともに、光伝送層
１０及び光偏向層１４の長手方向の両端面側に光伝送層
１０の端面と対向するように配置した太陽電池セル１８
が配設されている。

【００１１】前記光反射防止膜１２、１３は、光伝送層
１０の受光面１０ａ及び下面に例えばＭｇＦ₂ （フッ化
マグネシム）や氷晶石などを真空蒸着法で所定の薄膜に
付着して形成しており、光伝送層１０に入射した太陽光
線の反射率を減らし、或いは、光偏向層１４から再度入
射した太陽光線の反射率を減らして光伝送層１０内への
光透過率を増大させるようにしている。

【００１２】また、光伝送層１０及び光偏向層１４は、
光反射防止膜１２を介して互いの上下面の平坦面どうし
を密着させて接合しており、光伝送層１０の長手方向の
両端面を、太陽電池セル１８に対向する集光面１０ｂと
している。また、光反射膜１６は、山形面１４ａに金属
を蒸着したり、薄膜を張りつけてなる部材であり、光偏
向層１４内を通過して光反射膜１６に向けて入射してき
た光線を全反射するものである。

【００１３】そして、上記構成の太陽光発電システム
は、図２に示すように、建物の平坦な屋上等に、山形面
１４ａの稜線１４ａ₁ が東西方向に延在し、山形面１４
ａが南北方向に連続するように光伝送層１０及び光偏向
層１４を設置し、光伝送層１０及び光偏向層１４の長手
方向の端部と対向する位置にそれぞれ太陽電池セル１８
が設置されている。

【００１４】ここで、図３に示すものは、集光装置１７
の具体的構造を示すものである。光伝送層１０の屈折率
は１．４８〜１．５０、光反射防止膜１２、１３の屈折
率は１．４３、光偏向層１４の屈折率は１．４１であ
る。また、光偏向層１４の山形面１４ａは、水平面に対
してσ₁ ＝１８．７５°の傾斜角度で傾斜する傾斜面Ｓ
₁ と、水平面に対してσ₂ ＝４０．００°の傾斜角度で
傾斜する傾斜面Ｓ₂ とを長手方向（南北方向）に交互に
形成した面である。

【００１５】また、図３の矢印の線は、太陽の高度及び
位置の変化とともに入射角度が変化して光伝送層１０及
び光偏向層１４内を通過する太陽光線を示しており、こ
の太陽光線の入射角度の変化に応じた集光装置１７の集
光能力を表１、表２に示す。なお、表１、表２の有効反
射率とは、受光面１０ａに入射する太陽光線のうち、光
伝送層１０を通過して集光面１０ｂに向かう太陽光線の
量をパーセンテージで示したものである。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】 通常、空気側から光伝送層（ガラス製）１０への臨界角
度は約４２°であり、光光偏向層（プラスチック製）か
ら光伝送層（ガラス製）１０への臨界角度は約４５°で
あり、この臨界角度より大きな角度で太陽光線が光伝送
層１０に入射すると、太陽光線は光伝送層１０を透過し
て外部に出ていき、臨界角度より小さな角度で太陽光線
が光伝送層１０に入射すると、太陽光線は光伝送層１０
内で反射を繰り返して集光面１０ｂに向かうようにな
る。

【００１８】そこで、本実施形態は、光伝送層１０を透
過した太陽光線が、臨界角度を下回る角度で再び光伝送
層１０に入射するように、山形面１４ａの傾斜面Ｓ₁ 、
Ｓ₂を前述した傾斜角度σ₁ 、σ₂ に設定している。表
１及び表２から明らかなように、日中の太陽高度では
（例えば太陽光線の入射角度が５５°〜８５°のときに
は）、表１及び表２に示すように、光伝送層１０を透過
して傾斜が緩やかな（水平面に対して傾斜角度σ₁ が小
さい）傾斜面Ｓ ₁ の光反射膜１６で反射した太陽光線、
或いは、光伝送層１０を透過して傾斜が急な（水平面に
対して傾斜角度σ₂ が大きい）傾斜面Ｓ₂ で反射した太
陽光線の両者が、臨界角度（約４５°）に等しいか小さ
な入射角度（光伝送層１０への入射角度が１５°〜４５
°）で再び光伝送層１０に入射するので、光伝送層１０
内で反射を繰り返した多くの太陽光線が集光面１０ｂに
向かっていく。

【００１９】また、太陽高度が低いとき（例えば太陽光
線の入射角度が４５°〜５０°のとき）には、表２に示
すように、傾斜が急な傾斜面Ｓ₂ で反射した太陽光線
が、臨界角度より大きな角度で再び光伝送層１０に入射
し、そのまま光伝送層１０を透過して外部に出てしまう
が、表１に示すように、傾斜が緩やかな傾斜面Ｓ₁ で反
射した太陽光線が、臨界角度より小さな角度（５°〜１
０°）で再び光伝送層１０に入射し、光伝送層１０内で
反射を繰り返しながら集光面１０ｂに向かっていく。

【００２０】また、太陽高度が高いとき（例えば太陽光
線の入射角度が９０°以上のとき）には、表１に示すよ
うに、傾斜が緩やかな傾斜面Ｓ₁ で反射した太陽光線
が、臨界角度より大きな角度で再び光伝送層１０に入射
し、そのまま光伝送層１０を透過して外部に出てしまう
が、表２に示すように、傾斜が急な傾斜面Ｓ₂ で反射し
た太陽光線が、臨界角度より小さな角度（５°〜１０
°）で再び光伝送層１０に入射し、光伝送層１０内で反
射を繰り返しながら集光面１０ｂに向かっていく。

【００２１】したがって、上記構成の太陽光発電システ
ムによると、光偏向層１４に傾斜角度σ₁ 、σ₂ が異な
る傾斜面Ｓ₁ 、Ｓ₂ を設けたことによって、太陽高度及
び位置が変化しても、前記傾斜面Ｓ₁ 、Ｓ₂ で反射した
太陽光線が、臨界角度以下の角度で再び光伝送層１０に
入射し、光伝送層１０内で反射を繰り返しながら集光面
１０ｂに向かって太陽電池セル１８に入射するので、太
陽光線の集光率を高めて発電効率が大幅に向上したシス
テムを提供することができる。

【００２２】また、集光装置１７は、矩形板材の光伝送
層１０及び光偏向層１４を層状に固定した板状部材であ
り、この板状部材を建物の平坦な屋上面に固定するだけ
で太陽光線を集光することができるので、強風時でも風
圧に十分に耐える構造とすることができる。

【００２３】また、本システムは、太陽の移動を追尾す
る太陽追尾装置などが不要であり、しかも、レンズ、プ
リズム、集光鏡を使用した従来の集光装置と比較して、
本システムの集光装置１７は、ロール成形等の連続製造
を行うことが可能な板状部材で製造単価を下げることが
できるので、設備費の低減化を図ることができる。

【００２４】また、集光装置１７の受光面１０ａの面積
を増大させるだけで、それに比例して太陽光線の集光率
を増大させることができるので、大型化に適したシステ
ムを提供することができる。なお、山形面１４ａを形成
している傾斜角度σ₁ 、σ₂ は、上述した角度に限定さ
れるものでなく、傾斜面Ｓ₁ 、Ｓ₂ で反射した太陽光線
が、臨界角度以下の角度で再び光伝送層１０に入射する
傾斜角度であれば、他の値に設定することが可能であ
る。ここで、傾斜角度σ₁ を大きい値に設定すると、或
いは傾斜角度σ ₂ を小さな値に設定すると、小さな入射
角度で入射した太陽光線を有効に集光することができ
る。

【００２５】なお、光伝送層１０及び光偏向層１４はガ
ラス製に限らず、同等の屈折率を有する材料であれば樹
脂製の部材でもよい。次に、図４に示すものは、本発明
に係る集光装置の第２実施形態を示すものである。な
お、図１から図４で示した第１実施形態と同一の構成部
材は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００２６】本実施形態の集光装置２０は、矩形板材の
第１、第２、第３光伝送層２４、３４、４４と、上面或
いは下面に山形面を連続に形成した矩形板材の第１〜第
５光偏向層２８、３０、３８、４０、４８とが積層状態
で接合されているとともに、第１、第２、第３光伝送層
２４、３４、４４の上面及び下面に光反射防止膜２２、
２６、３２、３６、４２、４６が設けられ、第５光偏向
層４８の山形面４８ａに光反射膜５０が設けられてい
る。

【００２７】第１、第２、第３光伝送層２４、３４、４
４は、屈折率が１．５０の石英ガラスにより形成されて
おり、光反射防止膜２２、２６、３２、３６、４２、４
６は、屈折率が１．４３のフッ化カルシウムが使用され
ている。また、第１及び第３光偏向層２８、３８は、屈
折率が１．３９５のオクタフルオロペンチルメタクリレ
ート（８ＦＭＡ）等の樹脂により形成されており、これ
ら第１及び第３光偏向層２８、３８に対して山形面が接
しながら層状に接合している第２及び第４光偏向層３
０、４０は、屈折率が１．４１８のトリフルオロエチル
メタクリレート（３ＦＭＡ）等の樹脂により形成されて
いる。

【００２８】また、第５偏向層４８は、第３光伝送層４
４より屈折率が低い（例えば屈折率が１．４３程度）の
樹脂が使用されている。そして、第１及び第２光偏向層
２８、３０の互いに接している山形面は、水平面に対し
てσ₃ ＝１５°の角度で傾斜している境界面Ｓ₃ と、水
平面に対してσ ₄ ＝４５°の角度で傾斜している境界面
Ｓ₄ とが長手方向に交互に連続している面である。ま
た、第３及び第４光偏向層３８、４０の互いに接してい
る山形面は、水平面に対してσ₅ ＝１５°の角度で傾斜
している境界面Ｓ₅ と、水平面に対してσ₆ ＝４５°の
角度で傾斜している境界面Ｓ₆ とが長手方向に交互に連
続している面である。

【００２９】また、第５光偏向層４８の山形面４８ａ
は、水平面に対してσ₇ ＝２５°の角度で傾斜している
傾斜面Ｓ₇ と、水平面に対してσ₈ ＝４５°の角度で傾
斜している傾斜面Ｓ₈ とが長手方向に交互に連続してい
る面である。次に、太陽光線の入射角度の変化に応じた
集光装置２０の集光能力を表３に示す。

【００３０】なお、本実施形態の第１〜第３光伝送層２
４、３４、４４の臨界角度も約４５°であり、この臨界
角度より大きな角度で太陽光線が各光伝送層２４、３
４、４４に入射すると、太陽光線は各光伝送層を透過し
て外部に出ていき、臨界角度より小さな角度で太陽光線
が光伝送層２４、３４、４４に入射すると、太陽光線は
各光伝送層内で反射を繰り返して太陽電池セル１８側に
向かうようになる。

【００３１】

【表３】 この表３から明らかなように、、日中の太陽高度では
（例えば太陽光線の入射角度が６５°〜８５°のときに
は）、太陽光線は第１〜第３光伝送層２４、３４、４４
を透過して傾斜面Ｓ₇ 、Ｓ₈ で反射した後、臨界角度以
下の角度で再び第３光伝送層４４に入射するので、第３
光伝送層４４内で反射を繰り返した多くの太陽光線が集
光面１０ｂに向かっていく。

【００３２】また、太陽高度が低いとき（例えば太陽光
線の入射角度が４５°〜６０°のとき）には、太陽光線
は、第３及び第４光偏向層３８、４０の境界面Ｓ₅ に反
射して臨界角度以下の角度で再び第２光伝送層３４に入
射するとともに、第１及び第２光偏向層２８、３０の境
界面Ｓ₃ に反射して臨界角度以下の角度で再び第１光伝
送層３４に入射するので、第１及び第２光伝送層２４、
３４で反射を繰り返した多くの太陽光線が集光面１０ｂ
に向かっていく。

【００３３】また、太陽高度が高いとき（例えば太陽光
線の入射角度が９０°以上のとき）には、太陽光線は、
第１〜第３光伝送層２４、３４、４４を透過して傾斜面
Ｓ₇で反射した後、臨界角度以下の角度で再び第３光伝
送層４４に入射するので、第３光伝送層４４内で反射を
繰り返した多くの太陽光線が集光面１０ｂに向かってい
く。

【００３４】このように、本実施形態では、太陽光線の
ほとんどを第１、第２、第３光伝送層２４、３４、４４
内に集光して太陽電池セル１８に入射させることがで
き、さらに太陽光線の集光率を高めて太陽電池の発電効
率を向上させることができる。また、図５に示すもの
は、第１実施形態の変形例（第３実施形態）を示すもの
である。

【００３５】本実施形態は、集光装置１７の長手方向の
両端部側に、天上にセル面を向けて太陽電池セル１８が
設置されているとともに、光伝送層１０の長手方向の集
光面１０ｂに、光伝送層１０内を透過してきた太陽光線
を前記太陽電池セル１８に向けて偏向する集光面光偏向
部材６０を取り付けた構造としている。

【００３６】上記構成によると、集光装置１７により太
陽光線を効率良く集光するとともに、太陽が南中近くま
で昇ったときには、太陽電池セル１８自身にも直接太陽
光線が入射するようになる。したがって、本実施形態
も、太陽電池セル１８の発電効率をさらに向上させるこ
とができる。

【００３７】また、図６に示すものは、前述した集光面
光偏向部材の他の実施形態である。本実施形態では、集
光面１０ｂに光ファイバー６６の一端を取り付け、その
光ファイバー６６の他端を太陽電池セル１８に対向配置
している。このように可撓性を有する光ファイバー６６
を使用することにより、太陽電池セル１８の配置を自由
に選択することが可能となる。

【００３８】さらに、図７に示すものは、第１実施形態
の光偏向層１４の下面に形成した山形面の他の実施形態
を示すものである。本実施形態の山形面６８は、下側に
向けて湾曲している傾斜面Ｓ₉ 、Ｓ₁₀が交互に連続して
形成されている。破線で示す部分が、第１実施形態の山
形面１４ａの平坦な傾斜面Ｓ₁ 、Ｓ₂ に入射、反射する
太陽光線の方向を示し、実線で示す部分が、本実施形態
の湾曲している傾斜面Ｓ₉ 、Ｓ₁₀に入射、反射する太陽
光線の方向を示しているが、本実施形態の反射方が第１
実施形態より大きな値の反射角度となって隣接する傾斜
面（Ｓ₉ 或いはＳ₁₀）に反射しにくくなり、光伝送層１
０に向かう太陽光線が多くなる。したがって、湾曲して
いる傾斜面Ｓ₉ 、Ｓ₁₀を備えた山形面６８とすることに
より、さらに、太陽光線の集光率を向上させることがで
きる。

【００３９】なお、第２実施形態で示した第１及び第２
光偏向層２８、３０の互いに接している山形面、第３及
び第４光偏向層３８、４０の互いに接している山形面、
さらには第５光偏向層４８の山形面４８ａも、図７で示
した形状のように下側に向けて湾曲した傾斜面として形
成すると、太陽光線の集光率をさらに向上させることが
できる。

【００４０】また、各実施形態の集光装置１７、２０
は、太陽光発電システムのみに限定されるものではな
く、例えば屋内に集中的に光を供給する装置に利用して
も、十分に光を集めて所定位置まで供給するという効果
を奏することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の集
光装置によると、受光面から光伝送層内に透過してきた
太陽光線を、光偏向層の下面に設けた山形面の光反射膜
で全反射させ、臨界角度以下の入射角度で再び光伝送層
内に入射させてこの光伝送層内で屈折反射を繰り返しな
がら前記光伝送層の長手方向の両端面の集光面に向かわ
せるようにしたので、高度の低い位置や高度の高い位置
から太陽光線が照射しても、ほとんどの太陽光線が集光
面に向かうようになり、太陽光線の集光率を大幅に高め
ることができる。

【００４２】また、矩形板材の光伝送層及び光偏向層を
層状に固定した板状部材であり、この板状部材を、例え
ば建物の平坦な屋上面に固定するだけで太陽光線を集光
することができるので、強風時でも風圧に十分に耐える
構造とすることができる。また、請求項２記載の集光装
置によると、前記受光面から透過してきた太陽光線を、
各光偏向層の境界面或いは最下部光偏向層の光反射膜で
反射させ、臨界角度以下の入射角度でいずれかの光伝送
層内に入射し、これら光伝送層内で屈折反射を繰り返し
ながら各光伝送層の長手方向の両端面の集光面に向かわ
せるようにしたので、さらに太陽光線の集光率を高める
ことができる。

【００４３】また、請求項３記載の集光装置によると、
請求項１又は２記載の効果に加えて、レンズ、プリズ
ム、集光鏡を使用した従来の集光装置と比較して、光伝
送層をガラス製とし、光偏向層及び最下部光偏向層を樹
脂製としているので、ロール成形等の連続製造により各
層を容易に形成して製造単価を下げることができ、設備
費の低減化を図ることができる。

【００４４】また、請求項４記載の集光装置を利用した
太陽光発電システムによると、請求項１乃至３の何れか
に記載の集光装置の光伝送層の端面にセル面が対向する
ように太陽電池セルを配置したので、太陽電池セルの発
電効率を向上させることができる。また、太陽電池セル
の面積は、光伝送層の集光面から太陽光線が入射する範
囲の大きさに設定すればよいので、さほど大きな面積の
太陽電池セルを必要としない。また、本発明のシステム
は、太陽の移動を追尾する太陽追尾装置などが不要なの
で、設備費の低減化を図ることができる。

【００４５】さらに、請求項５記載の集光装置を利用し
た太陽光発電システムによると、セル面が天上を向くよ
うに太陽電池セルを配置するとともに、光伝送層の長手
方向の両端面の集光面に、前記光伝送層を透過してきた
太陽光線を太陽電池セルに向けて偏向する集光面光偏向
部材を取り付けたので、太陽電池セルには、光伝送層内
を通過した太陽光線が集光面光偏向部材を介して入射す
るとともに、太陽が南中近くまで昇ったときにも、太陽
電池セル自身に直接太陽光線が入射する。したがって、
本発明も、太陽電池セルの発電効率をさらに向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の太陽光発電システ
ムを示す斜視図である。

【図２】第１実施形態の太陽光発電システムを建物の屋
上等に設置した状態を示す図である。

【図３】第１実施形態の集光装置を示す図１のIII −II
I 線矢視図である。

【図４】第２実施形態の集光装置を示す断面図である。

【図５】本発明に係る第３実施形態の太陽光発電システ
ムである。

【図６】本発明に係る集光面から太陽電池セルへの太陽
光線を伝送する部材を示す図である。

【図７】本発明に係るノコギリ歯状の山形面の他の形状
を示す図である。

【符号の説明】

１０ 光伝送層 １０ａ 受光面 １０ｂ 集光面 １２、１３、２２、２６、３２、３６、４２、４６ 光
反射防止膜 １４ 光偏向層 １４ａ 山形面 １６、５０ 光反射膜 １７、２０ 集光装置 １８ 太陽電池セル ２４ 第１光伝送層 ３４ 第２光伝送層 ４４ 第３光伝送層 ２８ 第１光偏向層 ３０ 第２光偏向層 ３８ 第３光偏向層 ４０ 第４光偏向層 ４８ 第５光偏向層 ６０ 集光面光偏向部材 Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₇ 、Ｓ₈ 傾斜面 Ｓ₃ 、Ｓ₄ 、Ｓ₅ 、Ｓ₆ 境界面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面を受光面として太陽光線を下方に透
   過させる矩形板状の光伝送層と、この光伝送層と略同一
   の大きさの矩形板状として該光伝送層の下面に一体接合
   した光偏向層とを備え、前記光偏向層は、その下面の長
   手方向にノコギリ歯状の山形面を連続に形成し、当該山
   形面の全域に光反射膜を設けた形状とし、前記山形面の
   稜線が東西方向に延在し、前記山形面が南北方向に連続
   するように平坦な位置に設置し、前記受光面から光伝送
   層内に透過して前記山形面の前記光反射膜で全反射させ
   た太陽光線を、臨界角度以下の入射角度で再び光伝送層
   内に入射し、この光伝送層内で屈折反射を繰り返しなが
   ら前記光伝送層の長手方向の両端面の集光面に向かわせ
   るようにしたことを特徴とする集光装置。
2. 【請求項２】 太陽光線が透過する矩形板状とした複数
   の光伝送層と、これら光伝送層の間に層状に配設され、
   ノコギリ歯状の境界面を連続に形成した複数の光偏向層
   と、最も下部に層状に配設されノコギリ歯状の山形面の
   全域に光反射膜を設けた最下部光偏向層とを備え、前記
   境界面及び山形面の稜線が東西方向に延在し、前記境界
   面及び山形面が南北方向に連続するように平坦な位置に
   設置し、前記受光面から透過してきた太陽光線を、各光
   偏向層の境界面或いは最下部光偏向層の光反射膜で反射
   させ、臨界角度以下の入射角度でいずれかの光伝送層内
   に入射し、これら光伝送層内で屈折反射を繰り返しなが
   ら各光伝送層の長手方向の両端面の集光面に向かわせる
   ようにしたことを特徴とする集光装置。
3. 【請求項３】 前記光伝送層をガラス製とし、前記光偏
   向層及び前記最下部光偏向層を樹脂製としたことを特徴
   とする請求項１又は２記載の集光装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の集光装
   置を利用した太陽光発電システムであって、 前記光伝送層の長手方向の両端面にセル面が対向するよ
   うに、太陽電池セルを配置したことを特徴とする集光装
   置を利用した太陽光発電システム。
5. 【請求項５】 請求項４記載の集光装置を利用した太陽
   光発電システムにおいて、 前記光伝送層の長手方向の両端面側に、セル面が天上を
   向くように太陽電池セルを配置するとともに、前記光伝
   送層の長手方向の両端面の集光面に、前記光伝送層を透
   過してきた太陽光線を前記太陽電池セルに向けて偏向す
   る集光面光偏向部材を取り付けたことを特徴とする集光
   装置を利用した太陽光発電システム。