JP2003218378A - 光発電ユニット - Google Patents
光発電ユニットInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
きい面積に照射される光を取り込んで効率的に発電可能
で、少ない太陽電池でも多くの発電量を得る。 【解決手段】 太陽電池20とその受光面の入射側に配
置した導光板10とからなり、導光板10は太陽電池2
0の受光面に対応する形状の対応領域Aとその周辺の周
辺領域Bとを備えた透明板からなり、周辺領域Bには光
導入手段3が設けられ、対応領域Aには光出射手段2が
設けられており、周辺領域Bの光導入手段3から透明板
内部に導入された光は対応領域Aに集められ、光出射手
段2により太陽電池20の受光面に入射するように外部
に出射される光発電ユニット1。
Description
関し、特に、太陽電池に導光板を組み合わせることによ
り多くの太陽光等の光を取り込んで効率的に発電可能な
光発電ユニットに関するものである。 【0002】 【従来の技術】太陽電池を利用する太陽光発電システム
においては、太陽電池間にデッドスペースがあり、この
デッドスペースに照射される太陽光は発電に活用されて
いない。 【0003】その問題を防止するために、太陽電池を敷
き詰めて発電量を得ようとする場合には、面積に比例し
て多くの太陽電池を必要とし、コストがかさむ問題が起
こる。 【0004】さらに、曇天においては、太陽電池の面積
当たりの発電量は少ないという問題もある。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術のこ
のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的
は、太陽電池1個に対してその受光面積よりも大きい面
積に照射される光を取り込んで効率的に発電可能で、少
ない太陽電池でも多くの発電量を得ることが可能な光発
電ユニットを提供することである。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光発電ユニットは、太陽電池とその受光面の入射側
に配置した導光板とからなり、前記導光板は前記太陽電
池の受光面に対応する形状の対応領域とその周辺の周辺
領域とを備えた透明板からなり、前記周辺領域には光導
入手段が設けられ、前記対応領域には光出射手段が設け
られており、前記周辺領域の光導入手段から透明板内部
に導入された光は前記対応領域に集められ、前記光出射
手段により前記太陽電池の受光面に入射するように外部
に出射されることを特徴とするものである。 【0007】本発明によると、太陽電池の受光面の入射
側に配置した導光板が、太陽電池の受光面に対応する形
状の対応領域とその周辺の周辺領域とを備えた透明板か
らなり、その周辺領域には光導入手段が設けられ、その
対応領域には光出射手段が設けられており、周辺領域の
光導入手段から透明板内部に導入された光は対応領域に
集められ、光出射手段により前記太陽電池の受光面に入
射するように外部に出射されるので、太陽電池の受光面
が小さくてもより多くの発電量が得られ、効率的に発電
可能である。また、その導光板により太陽電池を機械
的、化学的に保護することも可能になる。 【0008】 【発明の実施の形態】本発明の光発電ユニットは、太陽
電池と、その太陽電池の受光面より大きな光導入面を持
つ導光板とを組み合わせることにより、太陽電池に照射
される太陽光よりも多い太陽光を取り込んで太陽電池に
入射させ、太陽電池1個当たりの発電量をより多くする
ものである。以下、実施例に基づいて本発明の光発電ユ
ニットを説明する。 【0009】まず、図2を参照にして、本発明において
使用する導光板10について説明する。図2(a)はそ
の導光板10の平面図、図2(b)はその断面図であ
り、導光板10は、例えば矩形のPET、アクリル樹
脂、ポリカーボネート等の透明樹脂製あるいはガラス製
の透明板1からなり、その例えば円形の中心領域Aの裏
面には、表面平均粗さRaのサンドブラスト処理面(凹
凸面、粗面)2に加工されており、また、中心領域Aの
表面は平滑面となっている。また、中心領域A外の周辺
領域Bの表面には、表面平均粗さRaのサンドブラスト
処理面(凹凸面、粗面)3に加工されており、周辺領域
Bの裏面は平滑面となっている。ここで、凹凸面3は、
熱転写、成形(射出成形、押出成形等)の熱可塑性樹脂
に型を接触させて作成したり、微細ビーズをバインダー
に添加して表面に塗布したり、レジストにて形成する
等、種々の方法を採用して作成することが可能である。 【0010】導光板10はこのような構成であり、周辺
領域Bの表面の凹凸面3に入射した光は、そこで透明板
1内に散乱され、大部分の散乱光は透明板1の両面に空
気の屈折率と透明板1の屈折率の差で決まる臨界角以上
の角度で入射して全反射され、透明板1内で多重反射さ
れて導光される光に変換され、その導光光は中心領域A
へと導かれ、その裏面の凹凸面2に入射した光はそこで
大部分透明板1外に散乱されて出射する。すなわち、導
光板10の周辺領域Bの表面側から入射する光は導光板
10内に取り込まれてその中心領域Aへと導かれて集め
られ、中心領域Aの裏面から出射することになる。ま
た、導光板10の中心領域Aの表面側から入射する光
は、大部分導光板10を通り抜け、裏面から出射する。 【0011】ここで、透明板1内で多重反射されて周辺
領域Bの外周端面に達する光は外部に出てしまい中心領
域Aには集まらない。そこで、その外周端面には、A
g,Al,Au,Pt,Cu等の光反射金属、白色塗料
等の光反射層4を施して、その外周端面に入射した導光
光を反対側に反射させて有効に中心領域Aに集めるよう
にすることが望ましい。 【0012】なお、中心領域Aの裏面の凹凸面2、周辺
領域Bの表面の凹凸面3の表面平均粗さRaとしては、
0.1〜10000μmの範囲に選ぶことが効率的に光
を導入するのに好ましく、さらには1〜1000μmの
範囲に選ぶことがより好ましく、その範囲が1〜100
μmの範囲に選ぶことが最も好ましい。 【0013】なお、凹凸面2、凹凸面3の代わりに、略
同心の溝、凹みあるいは突起を設けるようにしてもよ
い。これらは、同心円状に配置するのも好ましい。 【0014】本発明の光発電ユニット1は、図1に模式
的に示すように、図1のような導光板10の中心領域A
の裏面の凹凸面2に面して太陽電池20を配置してなる
ものであり、太陽Sからの太陽光は導光板10の表面側
から入射し、その周辺領域Bに入射した太陽光は凹凸面
3で導光板10内に散乱され、導光板10内で多重反射
されてその中心領域Aへ集められ、中心領域Aの裏面の
凹凸面2で散乱されて出射し、太陽電池20の受光面に
入射する。また、導光板10の中心領域Aに入射した太
陽光は導光板10を通り抜けて同様に太陽電池20の受
光面に入射する。したがって、太陽電池20より大きな
面積の導光板10に入射した太陽光は導光板10で集め
られて太陽電池20に入射することになり、太陽電池2
0を単独に設置した場合よりも多い光量の太陽光が太陽
電池20に入射することになり、発電量を増加させるこ
とができる。 【0015】ここで、導光板10(透明板1)の外形形
状としては、矩形に限定されないが、多数の光発電ユニ
ット1をデッドスペースなしに設置してより効率的に発
電するためには、規格化された矩形形状あるいは六角形
形状とすることが望ましい。また、導光板10の中心領
域Aの形状は、太陽電池20の受光面の形状に合わせる
ことが望ましい。 【0016】また、光発電ユニット1の導光板10は経
年使用により、劣化したりキズが付き、効率的に太陽光
を集めることができなくなり、発電効率が低下する。そ
の場合には、導光板10を取り外し、新しいものと交換
可能にして元の状態に戻すことができるようにすること
が望ましい。 【0017】以上、本発明の光発電ユニットを実施例に
基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定
されず種々の変形が可能である。導光光を出射する中心
領域Aは必ずしも導光板10の中心に位置する必要はな
く、中心からずれていても、あるいは端部にあってもよ
い。ただし、その領域Aが略中心に位置すると伝送効率
を高くすることが可能になる。 【0018】以上の本発明の光発電ユニットは、例えば
次のように構成することができる。 【0019】〔1〕 太陽電池とその受光面の入射側に
配置した導光板とからなり、前記導光板は前記太陽電池
の受光面に対応する形状の対応領域とその周辺の周辺領
域とを備えた透明板からなり、前記周辺領域には光導入
手段が設けられ、前記対応領域には光出射手段が設けら
れており、前記周辺領域の光導入手段から透明板内部に
導入された光は前記対応領域に集められ、前記光出射手
段により前記太陽電池の受光面に入射するように外部に
出射されることを特徴とする光発電ユニット。 【0020】〔2〕 前記光導入手段は前記透明板の表
面側に、前記光出射手段は前記透明板の裏面側に設けら
れていることを特徴とする上記1記載の光発電ユニッ
ト。 【0021】〔3〕 前記光導入手段と前記光出射手段
が前記透明板の面上に設けられた凹凸面からなることを
特徴とする上記1又は2記載の光発電ユニット。 【0022】〔4〕 前記凹凸面の表面平均粗さRaが
0.1〜10000μmの範囲にあることを特徴とする
上記3記載の光発電ユニット。 【0023】〔5〕 前記透明板の前記周辺領域の外周
端面に光反射層が設けられていることを特徴とする上記
1から4の何れか1項記載の光発電ユニット。 【0024】〔6〕 前記導光板が交換可能になってい
ることを特徴とする上記1から5の何れか1項記載の光
発電ユニット。 【0025】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光発電ユニットにおいては、太陽電池の受光面の入射
側に配置した導光板が、太陽電池の受光面に対応する形
状の対応領域とその周辺の周辺領域とを備えた透明板か
らなり、その周辺領域には光導入手段が設けられ、その
対応領域には光出射手段が設けられており、周辺領域の
光導入手段から透明板内部に導入された光は対応領域に
集められ、光出射手段により前記太陽電池の受光面に入
射するように外部に出射されるので、太陽電池の受光面
が小さくてもより多くの発電量が得られ、効率的に発電
可能である。また、その導光板により太陽電池を機械
的、化学的に保護することも可能になる。
成を模式的に示す図である。 【図2】本発明において使用する導光板の1例の平面図
(a)と断面図(b)である。 【符号の説明】 1…透明板 2、3…凹凸面(サンドブラスト処理面、粗面) 4…光反射層 10…導光板 20…太陽電池 A…中心領域 B…周辺領域 S…太陽
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 太陽電池とその受光面の入射側に配置し
た導光板とからなり、前記導光板は前記太陽電池の受光
面に対応する形状の対応領域とその周辺の周辺領域とを
備えた透明板からなり、前記周辺領域には光導入手段が
設けられ、前記対応領域には光出射手段が設けられてお
り、前記周辺領域の光導入手段から透明板内部に導入さ
れた光は前記対応領域に集められ、前記光出射手段によ
り前記太陽電池の受光面に入射するように外部に出射さ
れることを特徴とする光発電ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002013047A JP2003218378A (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | 光発電ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002013047A JP2003218378A (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | 光発電ユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003218378A true JP2003218378A (ja) | 2003-07-31 |
Family
ID=27650094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002013047A Pending JP2003218378A (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | 光発電ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003218378A (ja) |
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-
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- 2002-01-22 JP JP2002013047A patent/JP2003218378A/ja active Pending
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