JP2002250566A

JP2002250566A - 太陽光集光システム

Info

Publication number: JP2002250566A
Application number: JP2001102132A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Hirashiki; 安仁平敷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、化学薬品を使用せず環境を汚染
しない農薬の代替の方法や、天然資源を消費せずに大気
圏に拡散した大気汚染物質を回収する方法や、また、化
石燃料の代替エネルギの方法のための多角的な太陽光集
光システムを提供する。【解決手段】太陽を追尾して、反射させた太陽光を対
象物に集光する機能と、さらに、反射させた太陽光を対
象物に走査して集光する機能を同時に備えた反射鏡で成
る太陽光反射装置であり、該太陽光反射装置の少なくと
も一基以上から成り、該太陽光反射装置の反射鏡にて反
射された太陽光を対象物に走査しながら集光させる

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、太陽光反射装置
を多角的に用いる事により、エネルギーや公害等の問題
に対処する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は殺虫、殺菌においては、農薬を用
いる方法が主である。また地球温暖化の原因になってい
る大気汚染物質である２酸化炭素などは、従来、地上に
おける発生源にて回収処理する方法がある。光転送装置
を用いる太陽光利用システムには、追尾装置を持たない
集光装置で光を集め、光転送装置を介して、末端の照明
装置側で受け取り、照明の光として用いる方式がある
（特開平１０−３１２７０９号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】農薬は土壌汚染、水質
汚染の原因の１つになっていて、農薬に汚染された昆虫
や穀物を食べた鳥などの小動物、また、河川に流れ込ん
だ農薬により近海の動物プランクトン等が影響を受け生
態系のバランスを損なう事態が発生していた。また、農
薬の成分の中には、環境ホルモンとして、作用する物質
があり、人間を含む生態系への影響が懸念されていた。
また、大気中に放出された、大気汚染物質は、従来の地
上での発生源対策の方法では対処できなかった。従来の
上空の光転送装置を利用するシステムでは、地上の光転
送装置に連結した追尾装置のない太陽光集光装置を利用
する場合に限られていた。

【０００４】本発明は、田・畑の作物の生育に影響が少
なく、しかし、病害虫の繁殖に支障を及ぼす強度の太陽
光反射装置で反射し集光した太陽光を農薬の代わりとし
て用いる事を目的としていて、また、太陽光反射装置を
用いることで、大気圏や成層圏に拡散した二酸化炭素な
どの温暖化促進物質を回収する手段を提供する事を目的
としていて、また、インタネットを介して、情報をやり
取りし、光転送装置や、太陽光反射装置等、関係する機
器を有効利用する事で、前述の目的を効率良く行えるよ
うにしたり、太陽光を代替えエネルギーとして積極的に
利用する事で、化石燃料の使用を減らす事を目的として
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、請求項１記載の発明は、太陽を追尾して、反射させ
た太陽光を対象物に集光する機能と、さらに反射させた
太陽光を対象物に走査して集光する機能を同時に備えた
反射鏡で成る太陽光反射装置であり、該太陽光反射装置
の少なくとも一基以上から成り、該太陽光反射装置の反
射鏡にて反射された太陽光を対象物に走査しながら集光
させている。

【０００６】請求項１記載の発明によれば、太陽光反射
装置を少なくとも一基以上の台数を必要に応じて選択
し、かつ対象物に走査しながら集光させる事から、照射
対象物に照射する太陽光の強度と、時間を自由に設定で
き、広範囲の対象物に適切な照射が行える。

【０００７】請求項２記載の発明は、太陽を追尾して、
反射させた太陽光を対象物に集光する機能と、さらに反
射させた太陽光を対象物に走査して集光する機能のう
ち、太陽を追尾して反射させた太陽光を対象物に集光す
る機能を少なくとも持つ太陽光反射装置において、該太
陽光反射装置を用いて太陽光を対象物に集光させ、水蒸
気と上昇気流の少なくともどちらか一方を発生させてい
る。

【０００８】請求項２記載の発明によれば、太陽光反射
装置用いて、太陽光を対象物に集光させ、水蒸気と上昇
気流の少なくともどちらか一方を発生させる事で、人工
的に気象に影響を与える事を可能にしている。

【０００９】請求項３記載の発明は太陽光反射装置の少
なくとも１基を用いて、反射した太陽光を、上空または
地球上の任意の個所に設置した光転送装置のうち、少な
くとも１個所を介して、直接所望の箇所に伝送し、対象
物へ集光している。

【００１０】請求項３記載の発明によれば、上空または
地球上の任意の個所に設置した光転送装置のうち、少な
くとも１個所を介しているために、障害物があっても、
また照射対象物が遠方の見えない位置にあっても、太陽
光を送射することができる。

【００１１】請求項４記載の発明は所望の対象物に太陽
光を照射する目的で画像入力装置と画像処理装置を併用
している。

【００１２】請求項４記載の発明によれば、画像認識装
置と画像処理装置を併用する事で、照射対象物の状態の
変化や位置を認識する事ができて、太陽光を効果的に集
光する事ができる。

【００１３】請求項５記載の発明は照射対象物の位置を
検出するために、所望の位置検出手段を併用している。

【００１４】請求項５記載の発明によれば、照射対象物
の位置を検出するために、所望の位置検出手段を併用す
ることにより、照射対象物の位置を検出する事ができ
て、効果的に太陽光を照射する事ができる。

【００１５】請求項６記載の発明は関連する機器や機関
のコンピュータ及びネットワークをインタネットに接続
する環境を整えて、インタネットに接続または相互接続
して、インタネットを介して、情報のやり取りや、制御
を行い、太陽光反射装置の反射光を所望の箇所に集光し
ている。

【００１６】請求項６記載の発明によれば、関連する機
関のコンピュータ及び機器や、更にネットワークをイン
タネットを介して、情報のやり取りや、制御を行えるよ
うにしている事から、通信コストを小さく、更に地球規
模で太陽光反射装置を利用できることになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
づき図面を参照して説明する。図１に示される実施例で
は、太陽を追尾しながら、反射させた太陽光２を対象物
に走査して集光する機能を持つ太陽光反射装置３〜９を
林や畑の近辺に設置してある。太陽光反射装置であるヘ
リオスタット３〜５は太陽を追尾しながら、畑１３の１
箇所に同時に集光しながら走査するようにしてある。
例えば、最初に畑の始点１０から集光し始めて、略ジグ
ザグの経路１１に沿って走査しながら、最後は、畑１３
の終点１２に至る。図１の畑１３では、ヘリオスタット
３〜５のそれぞれの反射した太陽光２は畑の１個所の地
点１４で集光している状態を表している。走査しての集
光は、一定の速度で順送りして集光箇所を移動して行く
方法でも良いが、任意の箇所で一時止まったり、速度を
任意に変化させるなどしても良い。

【００１８】平面鏡での反射光は集光箇所が鏡より遠く
なる程拡散するが、集光する日射の強度は太陽光反射装
置の台数を加減する事で、自由に調整できる事から、畑
１３では、ヘリオスタット３〜５の平面鏡の３枚を一個
所に同時に集光させることで日射強度を高めている。
尚、作物などに照射光が悪い影響を与えると考えられ場
合は、選択反射性の反射鏡を用いて、紫外線や任意の波
長の光を反射しないようにしても良い。

【００１９】太陽光反射装置６の反射鏡は凹面鏡でな
り、家畜１６や、えさ場１７などの家畜の飼育環境や、
家畜小屋１５に殺菌と暖房などの目的で、反射光を走査
しながら集光している。凹面鏡は、集光強度が強くなり
過ぎないように、任意の曲面や、多面鏡で構成しても良
い。また、走査速度を、加減する事で、集光強度を調整
しても良い。太陽光反射装置７の反射鏡は小型の反射鏡
を複数枚組み合わせて、任意の距離、例えば、家畜小屋
までの距離に合わせて集光するように複数の鏡の角度を
調整して構成してある。家畜小屋に使用しない時は、任
意の対象物に集光して良い。例えば、集光する日射強度
が強くなく有害でなければ、人間の居住地域に集光して
も良い。任意の時に屋根のソーラー発電器２０に、集光
して発電量を増したり、冬場に、個人住宅１８の窓から
室内に集光して、室内の殺菌と暖房と照明を図っても良
い。

【００２０】太陽光反射装置８と９の反射鏡は方物面鏡
からなり、松林の松１９に２つの反射鏡を同時に集光さ
せる事で日射強度を高めていて、松食い虫やその寄生虫
に、強い太陽光により障害を与え繁殖を損なう目的で松
林を走査しながら集光している。松食い虫の繁殖時期以
外で、空いた時は、他の物に集光して良い。例えば、町
を走査（スキャン）し建物の壁に集光して暖房費の節減
を図ったり、または、道路の雪に集光して、融雪したり
しても良い。また、太陽光反射装置９は沿岸の海草や魚
の養殖地域を見渡せる丘にあるので、海上の養殖場２１
に集光しても良い。太陽光反射装置の反射鏡は平面鏡、
または非球面反射鏡やフレネル反射鏡や方物面鏡や楕円
鏡などの任意形状の凹面鏡を任意に用いて良い。また、
反射鏡７のように反射鏡を複数枚組み合わせたものでも
良い。

【００２１】太陽を追尾しながら太陽光を対象物に走査
し集光させる場合には、太陽光反射装置の追尾及び走査
制御機構はどのような方式でも良い。例えば太陽方位の
変化を検出する太陽方位センサー（図示せず）と、該セ
ンサーから出力される偏差信号に基づき、制御情報を算
出する制御コンピュータ（図示せず）と、反射鏡を鉛直
方向又は水平方向に所定角度回転させる駆動部（図示せ
ず）とを有して成るコンピュータ制御の追尾式の太陽光
反射装置に走査機能を付随させる場合は、走査しての集
光方向が前もって分かっている時、時刻と共に移動する
集光方向に合わせた反射鏡の方向を算出させるなど、制
御コンピュータのプログラム変更だけで行っても良い。

【００２２】また、照射対象物を識別するために画像入
力装置と画像処理装置を併用する場合は、下記のようで
も良い。例えば、畑１３では、付近のポールの上部に画
像入力装置２２と２３を設置し、それらからの画像デー
タを画像処理装置（図示せず）に入力し処理させ、病害
虫に冒されている箇所や害鳥獣、雑草とそうでない物等
を識別させ、その情報を制御コンピュータ（図示せず）
に取り込んで、集光地点、照射角度、集光強度、集光時
間等の必要な制御情報を算出させ、必要な台数の太陽光
反射装置３．４．５を選出し、該太陽光反射装置の駆動
装置（図示せず）を制御して駆動させるなどしても良
い。その場合、集光強度が足りなければ、付近の太陽光
反射装置６，７，８等を加えても良い。また、画像入力
装置はＴＶカメラやＣＣＤカメラ、赤外線センサーなど
任意の画像入力装置を選択して用いて良い。また、松林
を見渡せる任意の位置のポール等に、画像入力装置２４
と２５を設置し、松食い虫の繁殖時期に、画像入力装置
２４と２５と画像処理装置（図示せず）を用いて松食い
虫の被害に遭いそうな若枝や、また、松食い虫などを識
別させて、太陽光反射装置８と９と連動させて制御し集
光させても良い。上記のような制御する場合は１台のコ
ンピュータで、複数の太陽光反射装置を制御しても良
い。

【００２３】図２〜図５を用いて実施例２を説明する。
降雨時に雨滴が水溶性のある大気汚染物質を溶かし込
み、地上や海面へ回収する働きをするが、通常の雲は対
流圏内１１ｋｍまでにしか存在し得ず、それ以上の高さ
の成層圏に滞留する大気汚染物質を降雨で回収する事は
通常困難である。ところが、オーストラリアのメルビル
島で、対流圏を越えて上空２０ｋｍに達する巨大積乱雲
（ヘクター）が強い日射のもとで発生する事が観測され
ている。実施例２は人工的に、メルビル島同様の上昇気
流または雲を再現する方法である。

【００２４】図２において、上昇気流が発生し易い傾斜
面を持つ山２７を有する島２８を選び、低地や周辺の海
面上にヘリオスタット群２９と３１を設置する。尚、山
の傾斜面に日射を吸収し易い黒色物質の石炭または黒土
またはアスファルトなどの日射吸収体３０を敷き詰めて
も良い。海上に浮かべる形態のヘリオスタットの場合
は、浮遊構造体３２の上に背丈が低く、耐風性が良いセ
グメントミラー方式のヘリオスタット３３を設置した構
成でも良い。図３はその場合の、セグメントミラー方式
のヘリオスタット３３を設置した浮遊構造体３２の概念
を示す図である。太陽追尾機構を持つヘリオスタット群
２９と３１を制御し、斜面の日射吸収体３０を敷き詰め
た個所に太陽光を集光することで、日射吸収体３０を熱
して、それは、接している空気を熱し、上昇気流を発生
させる。上昇気流が発生すれば、周囲の海面で生じた水
蒸気が上昇気流に引っ張られて、上昇して上空に雲を作
り出す事になる。水蒸気が発生し易いように、一部のヘ
リオスタット群は海面に集光しても良い。

【００２５】ヘリオスタット群２９と３１の反射鏡の合
計面積がもし、島の表面積と同じであれば、島への直達
日射と合わせて、通常の２倍の量の日射が島に当たる事
になり、通常より高温を発生させる事ができて、発生さ
せた上昇気流は、より高く上昇し、より高い上空に雲を
生じさせる事が可能に成る。気象現象が生じ難い成層圏
に、雲を作り、降雨現象を生じさせると、成層圏内の大
気汚染物質を、雨に吸着させて地上に回収する事が可能
になる。また、成層圏まで上昇する上昇気流を作れば、
逆に下降気流もできる事になるので、成層圏及び対流圏
を繋ぐ大気の対流活動が活発になり、成層圏で停滞して
いた大気汚染物質が対流に巻き込まれ、低い高度の雲に
接する機会や海面に接する機会が増して、それらに吸収
される割合が増す事になり、回収を促進させる事ができ
る。また、高層の雲ほど、日射の日傘効果に有利であ
る。

【００２６】石炭などの日射吸収体３０の代わりに、太
陽光の熱や光を利用する集熱器や光電変換器などの、太
陽光熱利用機器を設置しても良い。上昇気流のみを作る
時は、太陽光熱利用機器は作動させなければ、日射が熱
に変換し上昇気流を作る事にのみ使用される。また、ア
モルファス太陽電池を、日射吸収体として用いた場合
は、電力変換効率は、現在１０％前後と低い事から、大
部分は熱に変換する事になり、電力を作りながら、同時
に雲を作る事ができる。図４のように山を有する島の代
わりに、日射を吸収し、上昇気流を生じ易い形状の人工
の構造体３６を用いても良い。構造体はどのような形状
でも良いが、図４においては、上昇気流を作り易いよう
に、なだらかな斜面を持った山に似せた形態としてい
る。吸収面には、集熱管や光電変換器などの、太陽光熱
利用機器を設置しても良い。島に集光する場合は、適切
な島を捜さなければならず、設置位置や数量の制限を受
けるが、人工の構造体ならば、移動が可能であり、場所
の制限が少なく、システムの設置数量の制限がない。海
面に照射される直達日射は、海水に吸収され、海水を温
め、それは、地球温暖化の一因として関与する事になる
が、ヘリオスタット群を海面に設置する事で、その箇所
の海面に吸収されるべき日射を遮る事から、海水温の上
昇を妨げる事になり、温暖化抑制に寄与する事ができ
る。

【００２７】図５はヘリオスタット群３９を、湖４０を
囲む陸地に配置した場合の横断面で見た概念図である。
ヘリオスタット群３９を制御し、反射させた太陽光２を
湖面に集光して湖水を熱すると、熱せられた湖水は、湖
面に接する空気を熱し、上昇気流４１を作り、また、湖
水が熱せられる事で、同時に水蒸気が生じる。大気中に
浮遊した水蒸気は、近辺に生じている上昇気流に乗り上
昇する事になる。上昇気流４１に乗った水蒸気が上昇し
て上空にて冷却され、凝縮して水滴となれば、水溶性の
物質を溶かし込み、エアロゾロ等の物質なら吸収・付着
して、降雨時に地上や海面への回収が可能となる。温暖
化の主な原因と考えられる二酸化炭素、亜酸化窒素など
は水溶性があり、また、メタンもわずかながら水溶性が
あり、溶け込ませて、回収することができる。

【００２８】湖には、大気汚染物質と反応し易い物質、
例えば、フロンが分解して生じる塩素と反応し易い物質
を溶かし込んで一緒に、上昇させても良い。また、雨雲
４２の凝結核になり易い物質を湖水に混ぜ溶かし込んで
一緒に蒸発させて上昇させても良い。雲の高度が高けれ
ば、雲４２による太陽光１の地球外への反射光の大気物
質に吸収される割合は、低空の雲よりも少なく、日傘効
果に有利であり、地球の放射冷却にも有利である。湖面
に集光される太陽光２を、効率良く吸収させるために、
湖面に熱伝達の良いアルミニュームフイルムやシートや
板等の金属材料、又は耐熱性のある合成樹脂などのフイ
ルム又はシート、又は繊維布等で表面に黒色の選択性吸
収膜を施して任意形状に構成した中空の日射吸収体４３
を多数浮かべても良い。日射吸収体４３の水面より上の
部分は空気を暖めて上昇気流を作り、下の部分は湖水を
暖めて水蒸気を作り易くしている。図５では、湖に集光
する場合であるが、川や海洋でも可能である。また、山
の斜面に沿って風が上空に上がり、上昇気流が生じてい
る地形があれば、その風の下流にある湖や、川などに前
述のような方法で、水蒸気を発生させ、雲を作っても良
い。

【００２９】図６、図７を用いて実施例３を説明する。
図６において、個人住宅４４のソーラー発電器４５に太
陽光を供給する場合に、必要太陽エネルギー量が反射鏡
２枚分であり、それに対して離れた所にある２個の太陽
光反射装置４６と４７を適用する場合、下記のようにな
る。

【００３０】上空の飛行船５４に設置した光転送装置５
３の反射鏡５０が、入射光の入射点の面積に比して、面
積が十分大きければ、異なる地点からの入射光でも、反
射鏡５０への入射点と入射角度をそれぞれ適切に選択す
れば、同じ目標地点に集光させる事ができる。太陽光反
射装置４６で反射した太陽光は上空の光転送装置５３の
反射鏡５０の入射点５１に入射すると、その反射光は伝
送ルート６５を通り、個人住宅４４のソーラー発電器４
５に至る。また、別の太陽光反射装置４７で反射した太
陽光は光転送装置５３の反射鏡５０の入射点５２に入射
すると、その反射光は伝送ルート６６を通り、ソーラー
発電器４５に至る。つまり、入射光の入射点の面積に比
して、光転送装置５３の反射鏡５０の面積が十分大き
く、また、反射鏡５０の適切な入射点に入射すれば、異
なる地点からの入射光でも同じ目標地点に集光する事が
可能である。

【００３１】光転送装置の反射板は凹面鏡、凸面鏡、平
面鏡、フレネル反射鏡等、非球面反射鏡など、任意の物
を選択して用いて良い。尚、輪形のフレームの両面に金
属を蒸着したマイラー樹脂製のフィルムを張り内部の空
気を負圧にして構成した凹面鏡を用いた太陽光反射装置
が既知であるが、本発明に用いる光転送装置や太陽光反
射装置は同様な構成にすると軽く仕上がり、駆動系も小
型化できて有利である。また、移動体通信基地のプラッ
トホームとして、飛行船の制御技術の研究が近年盛んで
あるが、そのような制御技術の向上した飛行船に光転送
装置を設置しても良く、凸面鏡型の反射鏡を用いる場合
は、飛行船と反射鏡を一体型に形成しても良い。

【００３２】関連する機器を効率的に運営するために通
信ネットワークで繋ぎ、通信ネットワークを介して情報
のやり取りを行っても良い。その場合に、ホストコンピ
ュータを中心としたネットワークの構成でも良い。例え
ば、太陽光を個人住宅４４のソーラー発電器４５に供給
する時に、ホストコンピュータ（図示せず）を中心とし
たネットワーク（図示せず）を介して情報のやり取り行
う場合においては、下記のようでも良い。

【００３３】ホストコンピュータは、ネットワークを介
して、次のような情報を取得する。（イ）個人住宅４４のソーラー発電器４５からの要求太
陽エネルギー量の情報。（ロ）上空の光転送装置５３が飛行船５４に搭載されて
いる場合に、光転送装置５３の加速度や速度等の動的な
情報、傾き情報、またＧＰＳ（又はＤＧＰＳ）信号受信
装置等を用いて検出した３次元位置情報などの情報。（ハ）上空の光転送装置５５が地球の周回軌道上の人工
衛星５６に設置されている時は、その光転送装置の動的
な情報、及び３次元位置情報（ニ）海上に設置してある、光転送装置５８，５９、６
９の動的な情報、及び３次元位置情報（ホ）気象予報局（図示せず）からの気象情報。（ヘ）各地の太陽光反射装置の送射可否の情報など、必要と判断した上記のような情報を、ホストコン
ピュータは、任意の通信手段でネットワークから取得す
る。

【００３４】そして、ホストコンピュータは、得られた
情報を元に、太陽エネルギー需要者である個人住宅４４
に対して、気象情報を考慮して使用可能な必要台数の太
陽光反射装置４８と４９を選出する。そして、伝送ル
ート内の光転送装置の情報を使用して、太陽光反射装置
４８と４９とに見合った伝送ルート等を算出し、つまり
太陽を追尾しながらの照射角度、及び照射時間等の制御
情報を算出し、その算出した情報を、任意の通信手段を
使って該太陽光反射装置４８と４９の制御コンピュータ
（図示せず）に送る。尚、該太陽光反射装置４８と４９
の制御コンピュータを通信手段を介して、ホストコンピ
ュータが、直接リモートコントロールしても良い。

【００３５】ホストコンピュータより、送られた制御情
報を得た該太陽光反射装置４８と４９のそれぞれの制御
コンピュータは、指示されたそれぞれの制御情報でそれ
ぞれの駆動手段を制御駆動して太陽光を送射する。太陽
光反射装置４８は、指示された海上の光転送装置５８の
反射鏡の指示された入射点に太陽光を送射すると、太陽
光は更に、次の光転送装置５９で反射を繰り返して、伝
送ルート６４を通って、ソーラー発電器４５に至る。ま
た、太陽光反射装置４９は指示された人工衛星５６搭載
の光転送装置５５の反射鏡の指示された入射点に太陽光
を送射すると、太陽光は更に、海上の光転送装置６９、
上空の光転送装置５３と、順次反射を繰り返し伝送ルー
ト６７を通って、ソーラー発電器４５に至る。伝送ルー
ト６４または、伝送ルート６７のように、上空と海上
（又は、地表）の複数個の光転送装置で順次、反射を重
ねる事で、太陽光を遠方まで伝送する事が可能である。

【００３６】また、照射対象物の位置を検出するために
位置検出手段として画像入力装置と画像処理装置を併用
する場合において、画像入力装置はどこに設置しても良
い。上空の光転送装置５３に画像入力装置（図示せず）
を設置して、その画像データを画像処理装置（図示せ
ず）で処理し、照射対象物の夜間操業中の海上の漁船６
０の位置を検出できれば、遠方の昼間部にある太陽光反
射装置からの、太陽光を適切な光転送装置を介して伝送
し、漁船６０や船上の漁業従事者へ照明と暖房を兼ねた
太陽光の照射をする事ができる。

【００３７】また、照射対象が動いている物の場合、必
要なら、照射対象物から追尾信号を発信させ、位置検出
手段と連動させて位置を検出させ、太陽光反射装置と更
に連動させても良い。例えば、屋外で動いて作業やスポ
ーツを行う人６１が、太陽エネルギーを要求し追尾信号
を発信していれば、追尾信号に連動した位置検出手段
（図示せず）で位置を検出し、更に太陽光反射装置の制
御系と連動させる事で、太陽光を照射・供給する事がで
きる。他に様々な動く物、例えば、家畜、自動車６２、
電車等動く物に季節、時刻、昼夜の区別なく、太陽光エ
ネルギーを照射・供給する事が可能である。自動車６２
の場合、夜間時のヘッドランプの光６３の代わりに用い
る事も可能である。

【００３８】必要な、情報の検出・伝送・処理や、また
制御の精度が高くなれば、高速で動いている物体にも追
尾し、太陽光エネルギーを送射・供給する事が可能であ
る。例えば、太陽光エネルギーを飛行中の飛行機６８が
要求した場合に、位置検出手段であるＧＰＳ信号受信装
置（図示せず）などで検出した飛行機６８の自機位置情
報の精度や、または、レーダー（図示せず）を用いて検
出した飛行機６８の３次元位置情報や動的情報（加速
度、速度）の精度や、太陽光反射装置の制御精度や、光
転送装置を設置した飛行船や衛星の位置検出精度やそれ
らの制御精度や、上記のそれぞれの情報の処理および伝
送精度・速度などが高くなれば、高速で動いている飛行
機６８に追尾し太陽光エネルギーを供給する事が可能で
ある。また、照射中の太陽光反射装置の照射範囲外に飛
行機が出た時でも、代わりの太陽光反射装置を随時選出
し、対応する事ができる。

【００３９】図７は、海上に、図５で用いた、日射吸収
体４３を複数浮かべて、その周りに、ヘリオスタット群
３７を配置し、ヘリオスタット群３７で、直接、日射吸
収体４３に直接集光するか、又は、上空の光転送装置５
３、５５を介して、日射吸収体４３に太陽光２を集光し
ている。日射吸収体４３を用いる事で、図４のような、
大型の人工の構造体３６を用いる事なく、また、光転送
装置５３、５５を介する事で、ヘリオスタット群が干渉
することなく、海上の低い照射対象物である日射吸収体
４３に太陽光２を集光する事ができる。日射吸収体４
３に太陽光２を集光する事で、上昇気流４１と水蒸気を
発生させ、上空に雲を作る事が可能になる。海の波で破
損されず、管理する事ができれば、日射吸収体４３の大
きさは、数ｃｍから数百ｍなど任意の大きさで良い。

【００４０】図８に示される実施例では、関連する機器
や機関のコンピュータ及びネットワークをインタネット
に接続する環境を整えて、インタネットに接続または相
互接続して、インタネットを介して、情報のやり取りが
できる等の通信ネットワーク環境においての場合であ
り、そのようなインタネット環境において情報をやりと
りする事で、インタネットに接続された機器類を効率良
く運営する事ができ、地球７２規模で太陽光エネルギを
所望の箇所に伝送して活用する事が可能になる。

【００４１】南極の成層圏の雲７３に冬場日射がまった
く当たらない事から、氷結してできる硝酸の氷粒が起因
して春場にフロンが分解される事が、オゾンホールの一
因と考えられ、また、ジェット気流が南極上空を取り囲
むように流れて壁を作っている事も、オゾンホール育成
の一因と考えられているが、インタネットを利用して、
地球７２規模で、空いている太陽光反射装置の情報を集
め、必要な情報をやりとりし時間や照射位置を調整し
て、南極の冬場の成層圏に太陽光を伝送して集光する事
ができる。太陽光を集光する事ができれば、成層圏の大
気を熱する事ができ、オゾンホールの原因と考えられて
いる硝酸の氷粒等の育成を少なくする事が可能になり、
また、その箇所の気温を上昇させる事で、近辺のジェッ
ト気流の渦の壁に影響を与えたりする事が可能だと考え
られる。

【００４２】図８において、インタネットに接続されて
いる太陽光反射装置７４が南極の成層圏の雲７３に太陽
光エネルギを集光する場合はインタネットを介して下記
の情報を取得する。（イ）南極成層圏の監視機関（図示せず）から太陽光エ
ネルギの供給の要請と成層圏への太陽光エネルギの照射
位置や時間の情報（ロ）気象情報提供機関（図省略）からの気象情報（ハ）光転送装置の運営管理機関（図示せず）から、南
極の成層圏の雲までの伝送ルート８０に関わる複数の光
転送装置７５、７６，７７，７８、７９の３次元位置情
報や、動的情報等上記のような、必要な情報をインタネットを介して取得
した太陽光反射装置７４の制御コンピュータは、南極の
成層圏までの、伝送ルート８０等の必要な制御情報を算
出する。そして、制御コンピュータは、その算出した制
御情報で太陽光反射装置７４を制御して、伝送ルート８
０で送射すれば、南極の成層圏の雲７３に太陽光エネル
ギを伝送する事が出来る

【００４３】また、インタネットに接続されている赤道
付近の海上に配置した太陽光反射装置群８１が南極の成
層圏の雲７３に太陽光を集光する場合、その制御コンピ
ュータ（図示せず）が、前述同様に必要な情報をインタ
ネットを介して取得し、伝送ルート８２や、８３等、必
要な制御情報を算出して、該太陽光反射装置群８１を制
御して南極の成層圏の雲７３に太陽光エネルギを集光す
れば良い。また、赤道付近の海上に多量に太陽光反射装
置群を配置する事ができれば、その近辺の海に、吸収さ
れるべき日射を防ぐ事が出来る事から、海水温の上昇を
押えられて、エル・ニーニョ現象を抑制できる可能性が
ある。

【００４４】また、地球の周回軌道上の人工衛星８４に
搭載した凹面鏡の太陽光反射装置８５が南極の成層圏の
雲７３に太陽光を照射する場合は該太陽光反射装置８５
の管理・制御コンピュータ（図示せず）が、前述同様に
必要な情報をインタネットを介して取得し、伝送ルート
８６を算出し、太陽光を照射すれば良い。人工衛星８４
に搭載の太陽光反射装置の場合、太陽光反射装置どうし
の干渉による遮光ロスが少なくなり、また地上の物体に
よる障害も少ない事から、広範囲の対象物を選択して直
接照射する事ができ、そして光転送装置を介する事が少
ない事から、反射鏡を使用による反射ロスが減って、効
率良く照射することが出来る。

【００４５】また、太陽光反射装置８７は砂漠化の進ん
でいる地域８８の気流の上流に当たる地域の川８９に、
上空の光転送装置９０を介して、伝送ルート９１を通
り、太陽光を送射している。また、人工衛星８４に搭載
の太陽光反射装置９２は、直接川８９に太陽光を送射し
ている。川８９に太陽光を集光して、実施例２のように
上昇気流と水蒸気を発生させ雲を作れば、雲は、日傘効
果で、日射を遮り、更に雨として降る時に、大気汚染物
質を地上に回収し、更に気流の下流地域の砂漠化の進ん
でいる地域８８に雨を降らせる事ができて、砂漠化の抑
制が可能になる。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４７】請求項１記載の発明によれば、太陽光を集
光し畑に走査して照射する事により太陽光の光と熱を農
薬の代わりに用いる事ができ、従来の農薬の使用量を減
らし、その環境の汚染を減少する事ができる。また、太
陽光を多く植物に照射する事から、光合成反応を促進
し、二酸化炭素の植物内固定を多くする事ができ、大気
中の二酸化炭素量を減らす事が出来て、また作物の収穫
量を増す事ができる。また、松食い虫の繁殖時期に松林
などに通常より強い日射を走査して照射することによ
り、病害虫を熱して生育を妨げ、逆に光合成を促進し
て、樹木の生命活動を活発にする事で害虫や環境の悪化
に対しての耐性をつける事も可能である。

【００４８】請求項２記載の発明によれば、日射吸収体
３０を敷き詰めた島や人工構造体や、湖や海洋などに、
ヘリオスタット群による太陽光を集光する事で、上昇気
流や水蒸気等を発生させ成層圏などの高い上空に雲を作
る事が可能になる。雲を作れば、気象現象が生じ難い成
層圏で降雨現象を生じさせる事が可能に成り、成層圏内
の大気汚染物質を、雨に吸着させて地上に回収する事が
可能になる。また、成層圏への上昇気流を作れば、逆に
下降気流もできる事になるので、成層圏及び対流圏を繋
ぐ大気の対流活動が活発になり、成層圏で停滞していた
大気汚染物質が対流に巻き込まれ、低い高度の雲に接す
る機会や海面に接する機会が増して、それらに吸収され
る割合が増す事になり、回収を促進させる事ができる。
また、高層の雲ほど、日射の日傘効果に有利である。

【００４９】請求項３記載の発明によれば、太陽光反射
装置に光転送装置を併用する事で、光ファイバや、送電
線を用いる事なく、個人の小規模なシステムでも太陽光
エネルギーを所望の箇所に伝送する事ができる。また、
少ない台数では、高温になる事は無く、照射強度を適当
に押さえれば、照射がずれて対象外の物に照射しても、
支障を及ぼす事が少ない。

【００５０】請求項４記載の発明によれば、また、画像
入力装置と画像処理装置を設置し画像を処理させて状態
の変化を識別して、太陽光反射装置と連動させる事で病
害虫に冒されている箇所や害鳥獣、雑草とそうでない物
等を区別して、太陽光を集中的に効率良く集光させる事
ができる。

【００５１】請求項５記載の発明によれば照射対象物の
位置を検出するために任意の位置検出手段併用する事
で、照射対象の位置を検出する事ができて、効率良く太
陽光反射装置により照射させる事が出来る。

【００５２】請求項６記載の発明によれば、インタネッ
ト環境において、情報をやりとりし、関連する機器類を
効率良く運営する事ができれば、地球規模で空いている
個人所有または、団体管轄の太陽光反射装置を適宜に選
出し効率良く活用する事ができて、第１実施例のような
個人の畑やソーラー発電器などの小規模な需要から、実
施例２の上昇気流の作成、更に南極の成層圏のような地
球規模での太陽光エネルギーの需要等、多角的に効率良
く応じる事が出来る。個人のソーラー発電器と併用し
て、その発電量を増す事から、ソーラー発電器の普及の
促進を図る事ができる。また、地球の昼間部と夜間部間
に渡る長距離の太陽光エネルギーの需要に効率良く対処
する事が容易になり、太陽光利用の欠点と言われていた
「希薄さ」と「不確実さ」をある程度克服し、より定常
的に太陽光エネルギー供給が可能になり、しかも上記の
システムの運用は、化石燃料の使用が少なく、太陽光エ
ネルギーを主に使用する事から、環境汚染が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の概念図。

【図２】本発明の実施例２の概念図。

【図３】セグメント方式のヘリオスタットを設置した浮
遊構造体の概念図。

【図４】実施例２において人工構造体を用いた場合の側
面から見た概念図。

【図５】実施例２において、湖に集光する場合の横断面
で見た概念図。

【図６】本発明の実施例３の概念図である。

【図７】実施例３において上昇気流と水蒸気を発生させ
る場合の概念図。

【図８】本発明の実施例４の概念図。

【符号の説明】

１太陽光（直達日射）２太陽光反射装置で反射した太陽光３、４、５ヘリオスタット６、７、８、９、４６，４７，４８，４９、７４、８
５、８７、９２太陽光反射装置１０始点１１略ジグザクの経路１２終点１３畑１４１個所の地点１５家畜小屋１６家畜１７えさ場１８、４４個人住宅１９松林の松２０、４５ソーラー発電器２１海上の養殖場２２、２３、２４、２５、画像入力装置２６、３５、７１海上の波２７山２８島２９、３１、３７、３９ヘリオスタット群３０日射吸収体３２、３８、５７浮遊構造体３３セグメントミラー方式のヘリオスタット３４ヘリオスタット駆動電源用太陽電池３６人工の構造体４０湖４１上昇気流４２雲４３日射吸収体５０反射鏡５１、５２入射点５３、５５、５８、５９、６９、７５、７６，７７，７
８，７９、９０光転送装置５４飛行船５６人工衛星６０漁船６１スポーツを行う人６２自動車６３ヘッドランプの光６４、６５、６６、６７、８０，８２，８３，８６，９
１伝送ルート６８飛行機７０島７２地球７３南極の成層圏の雲８１太陽光反射装置群８４人工衛星８８砂漠化の進んでいる地域８９川

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽を追尾して、反射させた太陽光を対象
物に集光する機能と、さらに反射させた太陽光を対象物
に走査して集光する機能を同時に備えた反射鏡で成る太
陽光反射装置であり、該太陽光反射装置の少なくとも一
基以上から成り、該太陽光反射装置の反射鏡にて反射さ
れた太陽光を対象物に走査しながら集光させる太陽光集
光システム
【請求項２】太陽を追尾して、反射させた太陽光を対象
物に集光する機能と、さらに反射させた太陽光を対象物
に走査して集光する機能のうち、太陽を追尾して反射さ
せた太陽光を対象物に集光する機能を少なくとも持つ太
陽光反射装置において、該太陽光反射装置を用いて太陽
光を対象物に集光させ、水蒸気と上昇気流の少なくとも
どちらか一方を発生させる太陽光集光システム
【請求項３】太陽光反射装置の少なくとも１基を用い
て、反射した太陽光を、上空または地球上の任意の個所
に設置した光転送装置のうち、少なくとも１個所を介し
て、直接所望の箇所に伝送し、対象物へ集光する場合の
請求項１又は請求項２記載の太陽光集光システム。
【請求項４】所望の対象物に太陽光を照射する目的で画
像入力装置と画像処理装置を併用する場合の請求項１〜
３のいずれか１項に記載の太陽光集光システム。
【請求項５】照射対象物の位置を検出するために、所望
の位置検出手段を併用する場合の請求項１〜４のいずれ
か１項に記載の太陽光集光システム。
【請求項６】関連する機器や機関のコンピュータ及びネ
ットワークをインタネットに接続する環境を整えて、イ
ンタネットに接続または相互接続して、インタネットを
介して、情報のやり取りや、制御を行い、太陽光反射装
置の反射光を任意の箇所に照射する場合の請求項１〜５
のいずれか１項に記載の太陽光集光システム。