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Info
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- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
（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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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１】本発明の斜視図
【図２】本発明の使用状態を示す正面図
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)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11016827A JP2000216423A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11016827A JP2000216423A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000216423A true JP2000216423A (ja) | 2000-08-04 |
Family
ID=11927029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11016827A Pending JP2000216423A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000216423A (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
-
1999
- 1999-01-26 JP JP11016827A patent/JP2000216423A/ja active Pending
Cited By (4)
| 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 |
| JP2013070069A (ja) * | 2006-08-02 | 2013-04-18 | Simon Daniel | 太陽電池及び反射器を配置する方法及び装置 |
| 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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