JP2000216423A - 反射鏡付き集光型太陽電池装置及び該装置による光発電方法 - Google Patents

反射鏡付き集光型太陽電池装置及び該装置による光発電方法

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JP2000216423A
JP2000216423A JP11016827A JP1682799A JP2000216423A JP 2000216423 A JP2000216423 A JP 2000216423A JP 11016827 A JP11016827 A JP 11016827A JP 1682799 A JP1682799 A JP 1682799A JP 2000216423 A JP2000216423 A JP 2000216423A
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Goro Hashimoto
五郎 橋本
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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/77Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with flat reflective plates
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Abstract

(57)【要約】 【課題】集光された太陽光が太陽電池1に照射され、著
しく太陽電池セル出力が増加する。また、集光型太陽電
池にしても、集光可能な範囲が狭くならず、そのため、
必ずしも太陽の追尾装置を必要としないようになる。 【解決手段】太陽電池1の表面と反射鏡2の表面が、8
5°から110°の範囲の一定な角度θで対向するよう
に、その太陽電池1と反射鏡2を保持する。また、本発
明の反射鏡付き集光型太陽電池装置への入射光を、太陽
電池1と反射鏡2の両方の表面に照射する。そして、太
陽電池1の表面に入射する、直射光4と反射鏡2からの
反射光5とが合成された入射光によって発電する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池と反射鏡
を、それぞれの表面が、85°から110°の範囲の一
定な角度θで対向するようにすることによって、集光可
能な範囲が広くなり、そのため、太陽の追尾装置を必ず
しも必要としない反射鏡付き集光型太陽電池装置及び該
装置による光発電方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、太陽電池の両脇を反射鏡では
さむようにして入射光を集光し、密度の高い太陽光を太
陽電池に照射して発電する集光型太陽電池装置はあっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これは次のような欠点
があった。集光可能な入射光の範囲が狭いため、太陽の
追尾装置や大きな支持台を必要とした。また、そのため
に、広く普及するようなことはなかった。本発明は、以
上の欠点をなくすためになされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】太陽電池(1)の表面と
反射鏡(2)の表面が、85°から110°の範囲の一
定な角度θで対向するように、その太陽電池(1)と反
射鏡(2)を保持する。また、本発明の反射鏡付き集光
型太陽電池装置への入射光を、太陽電池(1)と反射鏡
(2)の両方の表面に照射する。そして、太陽電池
(1)の表面に入射する、直射光(4)と反射鏡(2)
からの反射光(5)とが合成された入射光によって発電
する。本発明は、以上の構成よりなる反射鏡付き集光型
太陽電池装置及び該装置による光発電方法である。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0006】太陽電池(1)の表面と、高透明な硬質プ
ラスチックにより成っている反射鏡(2)の表面が90
°の角度を為すように、太陽電池(1)の上辺(1a)
と反射鏡(2)の上辺(2a)を、任意の材料により成
っている台(3)の支持部(3b)に固定し、太陽電池
(1)の下辺(1b)と反射鏡(2)の下辺(2b)
を、台(3)の支持台(3a)に固定する。
【0007】本発明の実施の形態による光発電方法は、
本発明の実施の形態への入射光を、太陽電池(1)と反
射鏡(2)の両方の表面に照射する。そして、太陽電池
(1)の表面に入射する、直射光(4)と反射鏡(2)
からの反射光(5)とが合成された入射光よって発電す
る。
【0008】本発明は以上の構成よりなる。
【0009】本発明についての実験は、模型用太陽電池
と鏡を用い、本発明の実施の形態についての実験装置と
し、晴天の日を選んで、その性能を測定した。実験方法
は、まず、模型用太陽電池単体に、模型用太陽電池面に
垂直な太陽光を照射し、模型用太陽電池の短絡光電流の
最大値を測定した。すると、340mAを示した。次
に、同じ模型用太陽電池用いた、前記の実験装置への入
射光を、模型用太陽電池と鏡に照射し、模型用太陽電池
の短絡光電流を測定した。その結果、前記の実験装置に
おける模型用太陽電池の短絡光電流が、模型用太陽電池
単体の、短絡光電流の最大値以上に増加することを認め
た。
【0010】そこで、入射角βと鏡の大きさを色々に変
えて実験を続けた。その結果、太陽電池(1)の表面
と、反射鏡(2)の表面が為す角度θを90°にした時
の本発明の反射鏡付き集光型太陽電池装置において、太
陽電池(1)の長さをXとし、反射鏡(2)の長さをY
として、さらに、入射角をβとした時、反射鏡(2)の
長さYを数1の長さにすると、太陽電池(1)の短絡光
電光電流が最大になること、さらに、この時の最大値
は、入射角βが小さくなるほど大きくなり、太陽電池
(1)単体における最大短絡光電流の1.8倍近くまで
増加することを発見した。
【数1】Y=Xcotβ
【0011】しかし、入射角βが小さくなると数2が大
きくなるから、それだけ反射鏡(2)を大きくしなけれ
ばならない。したがって、実際は、反射鏡(2)の長さ
Yをどの程度にできるかによって、太陽電池単体の最大
短絡光電流に対する、本発明の反射鏡付き集光型太陽電
池装置における最大短絡光電流の増加率が決まってく
る。
【数2】Y=Xcotβ
【0012】なお、これ以降の、本発明の反射鏡付き集
光型太陽電池装置における、太陽電池(1)の表面と反
射鏡(2)の表面が為す角度θの値は90°とする。
【0013】ここで、入射角がβの時の、数3の数式で
計算された最適の反射鏡(2)の長さY、および、入射
角がβで鏡の長さを最適な長さにした時の、前述の実験
装置についての実験結果である、模型用太陽電池の最大
短絡光電流Iと、この最大短絡光電流Iの、模型用太陽
電池単体の最大短絡光電流に対する増加率Zを表1にま
とめて示す。
【数3】Y=Xcotβ
【0014】また、前述の実験装置の実験において入射
角βが約50°になると、模型用太陽電池の短絡光電流
が、模型用太陽電池単体の最大短絡光電流と同じになる
ことを認めた。つまり、入射角βが約50°の範囲内で
あれば、本発明の反射鏡付き集光型太陽電池装置におけ
る短絡光電流は、太陽電池単体の短絡光電流と同じか、
それより多くなり、最大値は、表1に示されるごとく、
反射鏡(2)の長さYに適した入射角βに応じた値とな
る。
【表1】
【0015】ところで、夏至と冬至の高度差は47°で
ある。だから、本発明の反射鏡付き集光型太陽電池装置
は、夏至と冬至の高度差を十分カバーできる。したがっ
て、従来の集光型太陽電池装置のような太陽の追尾装置
がなくても使用できる。
【0016】だから、本発明を使用するときは、太陽電
池(1)が北側に、反射鏡(2)が南側になるように、
さらに、地平面(7)に対する台(3)の角度δを、夏
至の時に入射角βが約50°になるように、本発明の反
射鏡付き集光型太陽電池装置を設置する。
【0017】なお、本発明の実施の形態を使用するとき
は、さらに、西側と東側に高度差を設けて本発明の反射
鏡付き集光型太陽電池装置を設置し、雨水が流れやすい
ようにする。
【0018】すると、夏至と冬至の高度差を十分カバー
して、本発明の反射鏡付き集光型太陽電池装置への入射
光は、直射光(4)と反射鏡(2)からの反射光(5)
とが合成されたに入射光となって、太陽電池(1)の表
面に入射し発電する。
【0019】次に、本発明について、理論的な説明をす
る。太陽電池の短絡光電流は、太陽電池面への入射光の
強度に比例するから、本発明の反射鏡付き集光型太陽電
池装置によって、太陽電池(1)の表面への入射光の強
度が、太陽電池(1)単体の表面に対して垂直な入射光
の強度より増加することを説明できれば、本発明の反射
鏡付き集光型太陽電池装置によって、表1に示した実験
結果のようになることも理論的に説明できることにな
る。
【0020】そこで、太陽電池(1)の表面への入射光
の強度Gを求めてみる。今、太陽電池(1)の表面に対
して垂直に入射する垂直入射光(6)の強度をSとし、
太陽電池(1)の表面に入射角βで入射する、直射光
(4)の強度をJとすると、数4となる。
【数4】J=Scosβ
【0021】したがって、反射鏡(2)からの反射光
(5)も、入射角βで太陽電池(1)の表面に入射する
から、 太陽電池(1)の表面への、直射光(4)と反
射鏡(2)からの反射光(5)とが合成された入射光の
強度Gは、次に示す数式のようになる。数5
【数5】G=2×J=2×Scosβ
【0022】したがって、cosβが0.5以上ならば
、つまり、入射角βが60°以下ならば、太陽電池
(1)への入射光の強度Gは、太陽電池(1)の表面に
対して垂直に入射する垂直入射光(6)の強度Sより大
きくなることがわかる。
【0023】このように、太陽電池(1)の表面への入
射光の強度Gが、太陽電池単体の太陽電池面に入射する
入射光の強度より増加すること、また、入射角βが小さ
くなるほど、cosβが大きくなって1に近づくから、
太陽電池(1)の表面への入射光の強度Gが、太陽電池
単体の太陽電池面に入射する入射光の強度の2倍近くま
で増加することを理論的に説明できる。だから、本発明
によって太陽電池(1)の短絡光電流が、太陽電池
(1)単体の短絡光電流より増加することも説明でき
る。
【0024】
【発明の効果】本発明を使用することによって、集光さ
れた太陽光が太陽電池に照射され、著しく太陽電池の短
絡光電流、つまり、太陽電池セル出力が増加する。
【0025】また、本発明は、夏至と冬至の高度差を十
分カバーできる程度に集光可能な範囲が広くなるから、
太陽の追尾装置がなくても使用できる。
【0026】したがって、容易に集光型太陽電池装置に
できる。
【0027】以上の効果から、ソフトエネルギーの一つ
としての太陽電池の普及が一層進むことも期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の斜視図
【図2】本発明の使用状態を示す正面図
【符号の説明】
β 入射角 δ 角度 θ 角度 X 長さ Y 長さ 1 太陽電池 1a 上辺 1b 下辺 2 反射鏡 2a 上辺 2b 下辺 3 台 3a 支持台 3b 支持部 4 直射光 5 反射光 6 垂直入射光 7 水平面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池(1)の表面と反射鏡(2)の
    表面が、85°から110°の範囲の一定な角度θで対
    向するように、前記太陽電池(1)と反射鏡(2)を保
    持してなる反射鏡付き集光型太陽電池装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の反射鏡付き太陽電池への
    入射光を、太陽電池(1)と反射鏡(2)の両方の表面
    に照射し、前記太陽電池(1)の表面に入射する、直射
    光(4)と反射鏡(2)からの反射光(5)とが合成さ
    れた入射光によって発電する反射鏡付き集光型太陽電池
    装置による光発電方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102683464A (zh) * 2006-08-02 2012-09-19 丹尼尔·西蒙 布置太阳能电池和反射器的方法和设备
JP2013179131A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Clean Venture 21 Corp 太陽電池発電装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102683464A (zh) * 2006-08-02 2012-09-19 丹尼尔·西蒙 布置太阳能电池和反射器的方法和设备
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CN102683464B (zh) * 2006-08-02 2016-01-13 丹尼尔·西蒙 光收集系统
JP2013179131A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Clean Venture 21 Corp 太陽電池発電装置

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