JP2005304250A - Thermophtovoltaic generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高熱源体から放射される赤外光を電気エネルギーに変換して出力するための、熱光発電装置に関する。 The present invention relates to a thermophotoelectric generator for converting infrared light emitted from a high heat source into electrical energy and outputting the same.
熱光発電装置(Thermophotovoltaic−System)は、エミッタと呼ばれる物体を高温に熱することによって主に赤外光を発生させ、これを光電池で受光し電気エネルギーとして取り出す発電装置である。この装置では、エミッタの加熱温度を調節することによって、光電池の高感度領域に対応したスペクトルの放射光を生成することが可能であり、それによって高いエネルギー変換効率、即ち発電効率を期待することができる。また、可動部を有さないことから、低騒音、低振動の装置を実現することが可能であり、高寿命、分散型の発電装置として将来が期待されている。 A thermophotovoltaic power generation device (thermophotovoltaic-system) is a power generation device that mainly generates infrared light by heating an object called an emitter to a high temperature, receives the light with a photovoltaic cell, and extracts it as electric energy. In this apparatus, by adjusting the heating temperature of the emitter, it is possible to generate radiation with a spectrum corresponding to the high sensitivity region of the photovoltaic cell, thereby expecting high energy conversion efficiency, that is, power generation efficiency. it can. In addition, since there is no moving part, it is possible to realize a low noise and low vibration device, and the future is expected as a long-life, distributed power generation device.
現在開発されている熱光発電装置は、高温の燃焼ガスによって加熱されるエミッタの発光面の周りに多数の光電池セルを配置した構造を有する。この場合、装置の発電効率を上げるためには、エミッタからの放射光の全てが光電池セルによって受光される必要があり、そのために光電池セルをエミッタの発光面に近接しかつこれを覆うように配置するなどの方法を取っている。しかしながら、配置されたセル間の隙間などから放射光が漏れることを完全に防止することはできず、また光電池セルの受光面の構成および配置がエミッタ発光面の構成および配置に制約され、装置設計の自由度を低下させる欠点がある。即ち、光電池セルの受光面およびエミッタ発光面の形状および配置を、それぞれが最も効率よく動作する形状および配置とすることが困難であるという欠点を有する。 The currently developed thermophotoelectric generator has a structure in which a large number of photovoltaic cells are arranged around the light emitting surface of an emitter heated by a high-temperature combustion gas. In this case, in order to increase the power generation efficiency of the device, it is necessary for all the emitted light from the emitter to be received by the photovoltaic cell, and for this purpose, the photovoltaic cell is arranged close to and covering the light emitting surface of the emitter. The method of doing is taken. However, it is not possible to completely prevent the radiated light from leaking from the gaps between the arranged cells, and the configuration and arrangement of the light receiving surface of the photovoltaic cell are restricted by the configuration and arrangement of the emitter emitting surface, and the device design There is a drawback of reducing the degree of freedom. That is, it has a drawback that it is difficult to make the shape and arrangement of the light receiving surface and the emitter light emitting surface of the photovoltaic cell to be the shapes and arrangements in which each operates most efficiently.
さらに、エミッタからの放射はエミッタの表面全体から行われるが、エミッタの裏面側に燃焼室を設けるタイプの装置では光電池セルはエミッタの表面側にしか配置できず、そのためエミッタ裏面からの放射光は光電池セルの発電に寄与することができず、その多くが外部に熱として排出される。その結果、装置の発電効率は大きく低下する。 Further, although radiation from the emitter is performed from the entire surface of the emitter, in a device of a type in which a combustion chamber is provided on the back surface side of the emitter, the photovoltaic cell can be disposed only on the front surface side of the emitter. It cannot contribute to the power generation of the photovoltaic cell, and most of it is discharged to the outside as heat. As a result, the power generation efficiency of the device is greatly reduced.
なお、プリズムあるいはレンズを使用して太陽光を光電池セルに効率よく集光し、発電効率を上げる技術(例えば特許文献1および2参照)が開発されているが、熱光発電装置にこのような新たな部品を付加することは、装置のサイズを大きくしまた光電池セルの受光面とエミッタの発光面の構成および配置においてさらに設計の自由度を下げる結果となり、適切ではない。
In addition, a technique (for example, see
本発明は、既に開発されている熱光発電装置の上記のような欠点を解決することを目的として為されたもので、エミッタと光電池セルの構造および配置関係に自由度を持たせると共に、エミッタからの放射光を損失なく光電池セルに導くことによって、発電効率を大幅に向上させた熱光発電装置を提供することをその課題とする。 The present invention has been made for the purpose of solving the above-described drawbacks of the thermophotovoltaic power generation apparatus that has already been developed, and provides flexibility in the structure and arrangement relationship between the emitter and the photovoltaic cell, and the emitter. It is an object of the present invention to provide a thermophotovoltaic power generation device that greatly improves power generation efficiency by guiding radiation emitted from the solar cell to a photovoltaic cell without loss.
前記課題を解決するために、第1の発明にかかる熱光発電装置では、燃焼室と、該燃焼室を取り囲む形状を有し前記燃焼室における燃焼により高温に加熱されて赤外光を放射するエミッタと、前記エミッタの前記燃焼室方向とは反対側の少なくとも一部の表面に対向して配置される複数の光電池セルとを備える熱光発電装置において、前記燃焼室の前記エミッタ側表面を反射面で構成したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the thermophotoelectric generator according to the first invention has a combustion chamber and a shape surrounding the combustion chamber, and is heated to a high temperature by combustion in the combustion chamber to emit infrared light. A thermophotoelectric generator comprising an emitter and a plurality of photovoltaic cells arranged to face at least a part of a surface of the emitter opposite to the combustion chamber direction, and reflects the emitter side surface of the combustion chamber It is characterized by comprising a surface.
上記装置では、燃焼室のエミッタに対向する表面が反射面とされているので、エミッタから燃焼室方向に放射され本来は光電池セルによる発電に寄与しない放射を、燃焼室反射面による反射によってエミッタにより回収することができる。これによってエミッタはさらに加熱され高温となって放射量を増加させると共に、放射スペクトルにおけるピーク波長を短波長側にシフトさせる。その結果、光電池セルにおける光電変換の有効波長放射量が増加し、光電池セル出力を増大させる。 In the above apparatus, since the surface of the combustion chamber facing the emitter is a reflecting surface, radiation emitted from the emitter toward the combustion chamber and not originally contributing to power generation by the photovoltaic cell is reflected by the emitter by reflection from the combustion chamber reflecting surface. It can be recovered. As a result, the emitter is further heated to a high temperature to increase the amount of radiation and shift the peak wavelength in the radiation spectrum to the short wavelength side. As a result, the effective wavelength radiation amount of photoelectric conversion in the photovoltaic cell is increased, and the photovoltaic cell output is increased.
また、第2の発明にかかる熱光発電装置では、高温に加熱することによって赤外光を放射するエミッタと、前記エミッタの放射面の少なくとも一部に対向して配置された複数の光電池セルとを備える熱光発電装置において、前記エミッタの放射面を前記複数の光電池セルと共に実質的に包囲する反射板を設け、該反射板によって前記エミッタからの放射光を前記複数の光電池セルにガイドするようにしたことを特徴とする。 Moreover, in the thermophotoelectric generator according to the second invention, an emitter that emits infrared light by heating to a high temperature, and a plurality of photovoltaic cells that are disposed to face at least a part of the emission surface of the emitter, A reflecting plate that substantially surrounds the radiation surface of the emitter together with the plurality of photovoltaic cells, and the reflecting plate guides the emitted light from the emitter to the plurality of photovoltaic cells. It is characterized by that.
上記装置では、エミッタの放射面が反射板と複数の光電池セルとで実質的に包囲されているので、エミッタからの放射光の装置外部への漏洩が効果的に防止される。また、エミッタからの放射光は反射板によりガイドされて複数の光電池セルに向かうので、複数の光電池セルの受光面積をエミッタの放射面全体を包囲するものとする必要がない。したがって、複数の光電池セルの受光面積を、エミッタからの放射光を最も発電効率の高い受光密度で受光することができる値に設定して、さらに装置の発電効率を上げることができる。 In the above apparatus, since the emission surface of the emitter is substantially surrounded by the reflector and the plurality of photovoltaic cells, leakage of the emitted light from the emitter to the outside of the apparatus is effectively prevented. Further, since the emitted light from the emitter is guided by the reflecting plate and travels to the plurality of photovoltaic cells, it is not necessary that the light receiving area of the plurality of photovoltaic cells surround the entire radiation surface of the emitter. Therefore, the light receiving area of the plurality of photovoltaic cells can be set to a value that can receive the radiated light from the emitter with the light receiving density with the highest power generation efficiency, and the power generation efficiency of the device can be further increased.
さらに、第3の発明にかかる熱光発電装置では、上記第1の発明の熱光発電装置において、前記エミッタの前記燃焼室とは反対側の表面を前記複数の光電池セルと共に実質的に包囲する反射板を設け、該反射板によって前記エミッタからの放射を前記複数の光電池セルにガイドするようにしたことを特徴とする。 Furthermore, in the thermophotoelectric generator according to the third invention, in the thermophotoelectric generator of the first invention, the surface of the emitter opposite to the combustion chamber is substantially surrounded together with the plurality of photovoltaic cells. A reflection plate is provided, and radiation from the emitter is guided to the plurality of photovoltaic cells by the reflection plate.
この装置によれば、エミッタから燃焼室方向に向かう放射を燃焼室の反射面によってエミッタにより回収させ光電池セルにおける発電に寄与させることができる。同時にエミッタから複数の光電池セル方向に放射した光は、反射板によって装置外部に漏洩することなく複数の光電池セル方向にガイドされる。その結果、本熱光発電装置の発電効率をさらに向上させることができる。 According to this apparatus, radiation directed from the emitter toward the combustion chamber can be collected by the emitter by the reflection surface of the combustion chamber and contribute to power generation in the photovoltaic cell. At the same time, the light emitted from the emitter in the direction of the plurality of photovoltaic cells is guided in the direction of the plurality of photovoltaic cells by the reflector without leaking to the outside of the apparatus. As a result, the power generation efficiency of the thermoelectric power generator can be further improved.
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1にかかる熱光発電装置の概略構成を示す断面図である。図において、1は耐熱性セラミックで構成された円筒状の筐体であって、内部に燃焼室2およびこの燃焼室2を取り囲むように設けられたエミッタ3を有している。燃焼室2は、燃焼ガスおよび空気の供給用ノズル5を取り囲んで設けた筒状ガイド4で構成される。筒状ガイド4のエミッタと対向する表面4aは、金メッキ等の鏡面仕上げにより反射面(第1の反射面)とされている。この反射面4aは、アルミ、ステンレスの研磨面によって構成することも可能であり、また、金、銀、プラチナ、アルミ等の蒸着によっても構成される。なお、反射面の材料は耐酸化性、耐熱性の要求により適宜選択される。
[Example 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a thermophotovoltaic power generator according to
エミッタ3は、SiCあるいはYb2O3等を材料とする多孔性セラミックで構成され、例えば1500℃程度に加熱されることによって赤外光を効率よく発光する。6は光選択フィルタであって、石英ガラス等にコーティングを施して光電池セルでの発電に有効な波長の光を透過し、発電に寄与しない波長の光を反射して、光電池セルが不必要に加熱されることを防止している。7は、筐体1の内部底面に設けられた光電池モジュールであって、多数の光電池セルを直列、あるいは直並列に接続して構成されている。8は光電池モジュール7の冷却ブロックである。
The
本装置において、筐体1の底面以外の内壁全体には、第2の反射面9が形成されている。反射面9は第1の反射面と同様に、金メッキ、ステンレスあるいはアルミ等の鏡面仕上げによって構成される。
In the present apparatus, a second reflecting
図1において、10は熱交換器、11は排気口、12は空気導入パイプを示す。ブタンなどの燃料は図示しない導入口(矢印方向に存在する)から筐体に導入され、ノズル5から空気と共に燃焼室2内に導入されて燃焼する。燃焼ガスは、筒状ガイド4によってエミッタ3の底部に導かれ、その後エミッタ3の側壁に沿って上昇しながらエミッタ3を均一に加熱し、開口14を介して熱交換器10に導かれる。熱交換器10では、空気導パイプ12より導入された空気と排出される燃焼ガスとの間で熱交換が行われ、空気が加熱されると共に燃焼ガスは冷却され、排気口11から外部に排出される。
In FIG. 1, 10 is a heat exchanger, 11 is an exhaust port, and 12 is an air introduction pipe. Fuel such as butane is introduced into the casing from an inlet (not shown) (not shown), and is introduced from the
以上のように、実施例1に示す熱光発電装置では、光電池モジュールを装置の内部底面にのみに配置し、それ以外の装置内壁に反射面を形成したこと、および燃焼室を構成する筒状ガイド4の表面(エミッタ3に対向する面)を反射面とした構成を特徴とする。 As described above, in the thermophotovoltaic power generation device shown in Example 1, the photovoltaic cell module is disposed only on the inner bottom surface of the device, the reflective surface is formed on the other inner wall of the device, and the cylindrical shape constituting the combustion chamber A feature is that the surface of the guide 4 (the surface facing the emitter 3) is a reflecting surface.
以下に、図2を参照して実施例1にかかる熱光発電装置の作用効果について説明する。図2において、矢印15はエミッタ3の内面、即ち燃焼室2に対向する側の表面より発光した光を示し、矢印16はエミッタ3の外面、即ち筐体1の内壁方向の表面より発光した光を示す。エミッタ3は高温に加熱されることによって放射光を出力するものであり、放射方向に指向性を持たないので、エミッタ3の両面で同じように放射が起こる。エミッタ3の内面から発光した光15は、燃焼室を構成する筒状ガイド4の反射面4a(第1の反射面)で反射され、再びエミッタ3に入射して吸収されエミッタ3を加熱する。
Below, with reference to FIG. 2, the effect of the thermophotoelectric generator concerning Example 1 is demonstrated. In FIG. 2, an
この加熱によってエミッタ3はさらに高温となり、放射量を増加させる。また、エミッタの温度が上がることにより、放射スペクトルのピーク波長は短波長側へシフトする。光電池セルは短波長領域で発電効率が高いので、放射スペクトルのうち光電変換に有効な波長の割合、即ち有効波長率が向上する。その結果、発電効率が向上する。本装置では、このようにして、エミッタの燃焼室方向に放射され本来は光電池セルの発電に寄与せず放熱される光を回収し、光電池セルの発電に有効に寄与させることができる。
This heating causes the
また、図2に示すように、エミッタ3の筐体1内壁方向に放射された光16は、直接あるいは第2の反射面9によって反射されて、そのほとんど全てが筐体1底面に配置された光電池モジュールに入射し、受光される。筐体1の内壁は底面を除いてそのほとんどが反射面で覆われているので、筐体1の壁面を介して光が外部に漏れることもなくまた壁材によって吸収されることがない。そのため、エミッタからの放射を光電池モジュールで損失なく受光し発電に寄与させることができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、エミッタのセル側発光面を反射板で取り囲んで、エミッタからの放射光を光電池モジュール方向にガイドする構成であるため、エミッタ発光面および光電池モジュールの受光面をそれぞれ独立した構成として設計することができ、装置の設計上の自由度が増加する。その結果、エミッタ発光面および光電池モジュール受光面がそれぞれの動作性能においてピーク値を示す形状および大きさを採用することができるので、熱光発電装置の発電効率をさらに向上させることができる。また、熱光発電装置の形状の自由度が増すので、例えば車載用の熱光発電装置を構成する場合等、形状における制約が小さくなる利点を有している。 In addition, since the cell-side light emitting surface of the emitter is surrounded by a reflector and the emitted light from the emitter is guided in the direction of the photovoltaic module, the emitter emitting surface and the light receiving surface of the photovoltaic module are designed to be independent from each other. This increases the degree of freedom in device design. As a result, the emitter light-emitting surface and the photovoltaic module light-receiving surface can adopt shapes and sizes that exhibit peak values in their respective performances, so that the power generation efficiency of the thermophotoelectric generator can be further improved. In addition, since the degree of freedom of the shape of the thermophotoelectric generator increases, there is an advantage that restrictions on the shape are reduced, for example, when an in-vehicle thermophotoelectric generator is configured.
なお、エミッタ発光面および光電池モジュール受光面の形状と効率の関係を以下に簡単に説明する。エミッタの放射熱量Qは、Q=εσT4Aで示される。ここで、εはエミッタ材料の放射率、σはステファンボルツマン係数(放射の係数)、Tはエミッタ発光面温度、さらにAは発光面積を示す。今、エミッタがある熱量Q1を放射しようとするとき、温度をT1に昇温し、発光面積をA1とすることがエミッタの加熱機構および構造から最も効率が良いとする。 The relationship between the shape and efficiency of the emitter light emitting surface and the photovoltaic module light receiving surface will be briefly described below. The radiant heat quantity Q of the emitter is represented by Q = εσT 4 A. Here, ε is the emissivity of the emitter material, σ is the Stefan Boltzmann coefficient (radiation coefficient), T is the emitter emission surface temperature, and A is the emission area. Now, when the emitter is going to radiate a certain amount of heat Q1, it is most efficient from the heating mechanism and structure of the emitter to raise the temperature to T1 and to set the light emission area to A1.
一方、光電池セルは受光密度によって発電効率が変化するので、ある熱量Q1を受光する場合の最も発電効率の高いセル面積A2が存在する。ここで面積A1とA2は相違するのが通常であるが、従来の熱光発電装置では、光の漏洩を防止するためエミッタの周りを取り囲んで受光セルを配置する関係上、エミッタ面積A1あるいはセル面積A2のいずれかをその効率を犠牲にして決定する必要があった。 On the other hand, since the power generation efficiency of the photovoltaic cell changes depending on the light reception density, there is a cell area A2 having the highest power generation efficiency when receiving a certain amount of heat Q1. Here, the areas A1 and A2 are usually different from each other. However, in the conventional thermophotovoltaic power generation device, the emitter area A1 or the cell is arranged because the light receiving cell is arranged around the emitter in order to prevent light leakage. It was necessary to determine any of the areas A2 at the expense of their efficiency.
ところが、図1に示す熱光発電装置では、エミッタ面積A1およびセル面積A2をいずれもがピークの動作性能を示す値に設定し、面積の相違する部分を反射面で構成して放射光をセル上にガイドすることにより、エミッタおよびセル共に効率を犠牲にして面積を決定する必要が無くなる。そのため、熱光発電装置の発電効率をさらに向上させることができる。 However, in the thermophotovoltaic power generation device shown in FIG. 1, the emitter area A1 and the cell area A2 are both set to values that indicate peak operation performance, and the portions having different areas are configured by the reflecting surface to transmit the radiated light to the cell. By guiding up, there is no need to determine the area at the expense of efficiency for both the emitter and the cell. Therefore, it is possible to further improve the power generation efficiency of the thermal light power generation device.
[実施例2]
図3は本発明の実施例2にかかる熱光発電装置の概略構成を示す断面図である。なお、以降の実施例を示す図において、図1に示すものと同じ符号は、同一または同様の部材を示すため、従ってその重複した説明は行わない。
[Example 2]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a thermophotovoltaic power generator according to
図示するように、実施例2にかかる熱光発電装置は、筐体1の側壁1aの下部を筐体1の底面の面積を狭める方向に変形した構造を特徴とする。側壁1aの下部を図示のように変形することによって、光電池モジュール7の設置面積が小さくなり、図1に示す実施例に比べてより少ない面積領域にセルを配置することができる。壁面1aの内面は、実施例1と同様に反射面9とされているので、エミッタ3から発生した放射光はそのほとんどが反射面9により反射されて、あるいはエミッタ3から直接、光電池モジュール7に入射し、筐体外部に漏れることが無い。したがって、本実施例では、エミッタ3の発光量を同じとすると、実施例1に比べて光電池セルの受光密度は高くなる。
As shown in the drawing, the thermophotovoltaic power generator according to the second embodiment is characterized by a structure in which the lower part of the
[実施例3]
図4は、本発明の実施例3にかかる熱光発電装置の概略構成を示す断面図である。本実施例の装置では、筐体1の底面を実施例1および2の装置に比べて大きくし、筐体1の内壁1bを、底面方向に向かって広がるように湾曲させた構造としたことをその特徴としている。即ち、本実施例の側壁1bはランプの傘の形状に構成され、中心のエミッタ3からの放射光が傘の開いた部分、即ち光電池モジュール7の設置面方向に反射されるようにしている。この結果、エミッタ3からの放射光を光電池モジュール7に対してより均一に照射することができる。この実施例は、光電池モジュール7の受光面の面積を実施例1および2の場合に比べて広くし、セルの受光密度を小さくする場合に適している。
[Example 3]
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the thermophotovoltaic power generator according to
[実施例4]
図5は、本発明の実施例5にかかる熱光発電装置の概略構成を示す断面図である。図において、20は円筒状の筐体、21は筐体20内に設けられた光電池モジュール設置用の壁面である。この壁面21上には、エミッタ23を取り囲むように光電池モジュール22が設置されている。24は燃焼室、25は燃焼室側壁部材、26は空気噴出口、27は燃料ガス流入口、28は空気および燃料ガスの混合室、さらに29は空気導入口である。またエミッタ23の外側には光電池モジュール22での発電に寄与しない光を反射するためのフィルタ30が設けられている。
[Example 4]
FIG. 5: is sectional drawing which shows schematic structure of the thermophotovoltaic power generating apparatus concerning Example 5 of this invention. In the figure, 20 is a cylindrical casing, and 21 is a wall surface for installing a photovoltaic module provided in the
図5の装置において、空気導入口29から導入された空気は、光電池モジュール22を冷却しながら熱交換器31に達し、ここで排気ガスとの間に熱交換が行われ、高温に加熱された後、空気噴出口26を介して混合室28に供給される。一方、ブタン等の燃料ガスは流入口27から混合室28に供給され、ここで空気と混合されて燃焼室24に供給され燃焼する。燃焼ガスはエミッタ23の側壁に沿ってエミッタを加熱しながら上昇し、熱交換器31を経て排気口32から外部に放出される。なお、33は光電池モジュール22を背後から冷却する冷却部材である。
In the apparatus of FIG. 5, the air introduced from the
本装置では、燃焼室24を構成する側壁部材25のエミッタ23と対向する表面に、実施例1〜3に示す第1の反射面と同様の反射面25aが形成されている。したがって、エミッタ23が燃焼ガスによって加熱されて放射光を発光する場合、燃焼ガス方向に向かって本来は光電池セルでの発電に寄与しない放射光を、反射面25aによってエミッタ24方向に反射させる。これによって、エミッタ24が加熱されさらに高温となって光電池セル方向への放射量を増加させると共に、発電に寄与する有効波長率も向上させる。
In the present apparatus, a
なお、本実施例においても、熱光発電装置の各部の材料、反射面の構成等は実施例1で説明したものと同じかあるいは類似のものを採用しているので、その重複した説明は行わない。 In the present embodiment, the material of each part of the thermophotovoltaic power generation device, the configuration of the reflection surface, etc. are the same as or similar to those described in the first embodiment. Absent.
以上、種々の実施例を示して説明したように、本発明の第1の発明にかかる熱光発電装置では、燃焼室のエミッタ側表面を反射面としたことにより、本来は光電池セルでの発電に寄与しないエミッタの放射光エネルギーをエミッタで回収し、光電池セルの発電に寄与させることができる。そのため、熱光発電装置の発電効率が大幅に向上する。 As described above, the thermophotoelectric generator according to the first invention of the present invention, as described above with reference to various embodiments, originally generates power in the photovoltaic cell by making the emitter side surface of the combustion chamber a reflective surface. The emitted light energy of the emitter that does not contribute to the energy can be recovered by the emitter and contribute to the power generation of the photovoltaic cell. Therefore, the power generation efficiency of the thermal light power generation device is greatly improved.
また、本発明の第2の発明にかかる熱光発電装置では、エミッタの光電池セル方向の発光面を反射面および光電池セルとで取り囲んだ構造であるため、エミッタからの放射光が筐体外部に漏洩するのを効果的に防止できると共に、光電池セルの面積をエミッタの形状に拘わらず自由に選択することができる。そのため、エミッタの発光効率および光電池セルの受光効率を最も高いに設定して熱光発電装置を構成することができ、発電効率をさらに向上させることができる。また、形状の選択の自由度が向上するので、車載用等の特殊な用途に対しても適した構造とすることが容易となる。 Moreover, in the thermophotovoltaic power generator according to the second aspect of the present invention, since the light emitting surface of the emitter in the direction of the photovoltaic cell is surrounded by the reflecting surface and the photovoltaic cell, the emitted light from the emitter is outside the casing. Leakage can be effectively prevented, and the area of the photovoltaic cell can be freely selected regardless of the shape of the emitter. Therefore, the thermoluminescent power generator can be configured by setting the light emitting efficiency of the emitter and the light receiving efficiency of the photovoltaic cell to the highest, and the power generating efficiency can be further improved. In addition, since the degree of freedom in selecting the shape is improved, it is easy to obtain a structure suitable for special applications such as in-vehicle use.
また、第1の発明と第2の発明とを組み合わせた熱光発電装置を構成することによって、さらに装置の発電効率を向上させることができる。 Moreover, the power generation efficiency of the apparatus can be further improved by configuring a thermophotovoltaic power generation apparatus that combines the first invention and the second invention.
1…円筒状筐体
2…燃焼室
3…エミッタ
4…筒状ガイド
4a…第1の反射面
5…燃焼ガスおよび空気の供給用ノズル
6…フィルタ
7…光電池モジュール
8…冷却ブロック
9…第2の反射面
10…熱交換器
11…排気口
12…空気導入口
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104577174B (en) * | 2015-01-20 | 2016-08-17 | 北京理工大学 | Utilize outdoor liquefied gas as the minicell that works long hours of fuel |
JP6021034B1 (en) * | 2015-08-29 | 2016-11-02 | 和浩 別役 | Radiation unit for thermophotovoltaic power generator and thermophotovoltaic power generator using the same |
KR20170124824A (en) * | 2016-05-03 | 2017-11-13 | 주식회사 아모센스 | Thermophotovoltaic device |
-
2004
- 2004-04-15 JP JP2004120192A patent/JP2005304250A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104577174B (en) * | 2015-01-20 | 2016-08-17 | 北京理工大学 | Utilize outdoor liquefied gas as the minicell that works long hours of fuel |
JP6021034B1 (en) * | 2015-08-29 | 2016-11-02 | 和浩 別役 | Radiation unit for thermophotovoltaic power generator and thermophotovoltaic power generator using the same |
KR20170124824A (en) * | 2016-05-03 | 2017-11-13 | 주식회사 아모센스 | Thermophotovoltaic device |
KR101888036B1 (en) * | 2016-05-03 | 2018-08-14 | 주식회사 아모센스 | Thermophotovoltaic device |
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