JP2008518192A - 集光装置 - Google Patents

集光装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2008518192A
JP2008518192A JP2007538864A JP2007538864A JP2008518192A JP 2008518192 A JP2008518192 A JP 2008518192A JP 2007538864 A JP2007538864 A JP 2007538864A JP 2007538864 A JP2007538864 A JP 2007538864A JP 2008518192 A JP2008518192 A JP 2008518192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sheet
joint
sheets
oscillating
light collecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007538864A
Other languages
English (en)
Inventor
ステネビー、ベングト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Parans Daylight AB
Original Assignee
Parans Daylight AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Parans Daylight AB filed Critical Parans Daylight AB
Publication of JP2008518192A publication Critical patent/JP2008518192A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S11/00Non-electric lighting devices or systems using daylight
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04DROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D13/00Special arrangements or devices in connection with roof coverings; Protection against birds; Roof drainage ; Sky-lights
    • E04D13/03Sky-lights; Domes; Ventilating sky-lights
    • E04D13/033Sky-lights; Domes; Ventilating sky-lights provided with means for controlling the light-transmission or the heat-reflection, (e.g. shields, reflectors, cleaning devices)
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04FFINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F17/00Vertical ducts; Channels, e.g. for drainage
    • E04F17/06Light shafts, e.g. for cellars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B2009/2417Light path control; means to control reflection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10Special components
    • F24S2030/13Transmissions
    • F24S2030/136Transmissions for moving several solar collectors by common transmission elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)

Abstract

本発明は、太陽光の集光及び前記太陽光の所定空間への移送に関する。太陽光集光装置は、少なくとも第1収束レンズ及び少なくとも第1集光器を備える。第1及び第2可動シートは互いに対して第1垂直距離を置いて配置される。揺動体は、収束レンズを保持するとともに、第1継ぎ手によって第1シートに連結され、第2継ぎ手によって第2シートに連結される。前記第1及び第2継ぎ手は、少なくとも直交する二つの方向の動きを提供する。

Description

本発明は太陽光の集光に関する。より詳しくは、本発明は太陽自動追跡装置及び太陽光集光用のレンズ配置に関する。
昼光を建物に導入することができるようにすることは常に注目されている。人間は、電灯が存在する現代は別として、長年昼光に依存し、この制約のもと生物学的に発展してきた。昼光の強度及び色の変化は、少し例を挙げるだけでも、各種の食事を摂る時間、眠る時間及び起きる時間等、時間経過に対する人々の認識に大きく影響する。
建物を設計する際、昼光の導入は重要な設計検討要件である。様々な種類の窓及び天窓が、最も一般的な技術として使われる。窓及び天窓は、昼光を建物内に入れるために用いられる際に、窓または天窓に近い領域を照らすことに限定される。窓または天窓はまた建物の外観のかなりの場所を占め、これは、換気扇及びアンテナのような他の機器にも必要とされる屋根において特に問題となる。
数種類の太陽光集光器が、照明を目的として今日利用されているが、それらは全て大きく、建築に統合することが困難である。太陽光集光器のうちの大部分はまた、天候及び風に晒される可動部分を有しており、そのことが機能不良の恐れを増加させている。
本発明に係る一態様の目的は、太陽光を効率的に集光して、建物、船舶、道路トンネル、地下室、採掘坑、宇宙船等の空間内に送る装置及び方法を提供することにある。
本発明の態様に係る目的は、建物又は他の構造に複数備えられる際に、天井面又は壁面として機能する実施形態における前記装置を提供することにある。多数の前記装置の表面は天気及び風に対する遮蔽体を成し、寒さや暑さを遮断する。
本発明の態様に係る目的は、サンシールドまたはシャッタとして機能するように窓または天窓と組み合わされて設けられる実施形態における前記装置を提供することにある。サンシールドまたはシャッタは、異なった位置において光を遮蔽、部分的に遮蔽、或いは窓または天窓を通過させることができる。
本発明の態様に係る目的は、所定の平面領域に達する太陽輻射を、日中に、効率的な態様で集光することができる前記装置を提供することにある。
本発明の態様に係る目的は、少なくとも一つの透明な面を有するブロックとして形成される外観を備える前記装置を提供することにある。ブロックは、四角板状または他のいかなる幾何学的形状に形成されることもできる。このような形状は、複数で互いに隣接する類似したブロックに覆い面を形成させる。前記ブロックは、建物または建物の一部のような幾何学体を覆うために前記覆い面を形成することができる。前記覆い面は、天井面または/及び壁面として機能することができる。
本発明の態様に係る目的は、建物のような幾何学体を覆う表面のための、太陽光集光能力が備わったシステムを提供することにある。前記装置は特別なゲージブロックと共に、ほとんどの幾何学体を覆うことができる。前記特別なゲージブロックは、前記装置と類似した外見を有する。しかし前記特別なゲージブロックと前記装置とは、前記覆い面を成す
ための異なった適切な形状を有するとともに、集光能力を有さない。
本発明の態様に係る目的は、センサ及び制御回路によって制御される複数の光学要素が、簡単な方法で、同時に同一の角運動を行う前記装置を提供することにある。これは、日中において適切に太陽輻射を集光するために行われる。
本発明の態様に係る目的は、電気または熱のようなエネルギを生じさせることを目的として、太陽輻射を光変換要素へ集める前記装置を提供することにある。
本発明の態様に係る目的は、電気または熱のようなエネルギを生じさせることを目的として、光を光変換要素に集めるために、光学ファイバのような光伝達要素を用いる前記装置を提供することにある。
とりわけ、これらの本発明の一態様に係る目的は、複数の機械的要素に同一の角運動を行わせる装置によって達成される。二つの面が複数のビームすなわち揺動体によって互いに連結される。各ビームすなわち揺動体は各面に継ぎ手によって連結される。継ぎ手は二方向において自由な角運動を付与する。全ての揺動体は、継ぎ手間に同じ距離を有する。面が可動方向に相互に関連して移動されられる際、全ての揺動体は同一の角運動で移動する。
継ぎ手は、一実施形態において、球関節であることができる。球関節は、機械的に包囲された球体を有することができる、または、外力によって所定位置に保持される球体を有することができる。外力はばねまたは磁石に起因することができる。球体に作用する力の大きさ及び方向は、他の予期される力と共に、ソケット中心に向かって方向付けられたベクトル合力を付与する。そのベクトル合力は、球体が回転する際の摩擦によって生じるベクトル合力よりも大きい。これにより、球体をソケット内に留めて、球体の位置を外れないようにすることができる。
各ビームには、少なくとも一つの集光光学要素が固定される。各ビームには、少なくとも一つの光学ファイバまたは光電池要素のような光伝達要素または光変換要素が固定される。これらの要素は、ビームが適切に方向付けられている際に太陽輻射が光伝達要素または光変換要素に焦点が合うように、固定される。
上記の目的は、本発明の一態様に従い、少なくとも第1収束レンズ及び少なくとも第1集光器を備え、入射太陽光を集光及び収束させる集光装置によって達成される。該集光装置は、第1位置において互いに所定の第1略垂直距離を置いて設けられる第1及び第2可動シートと、第1収束レンズを第1端に保持する少なくとも第1揺動体と、を備え、揺動体は、第1継ぎ手によって前記第1シートに連結されるとともに第2継ぎ手によって第2シートに連結され、第1及び第2継ぎ手は少なくとも略直交する二つの方向への移動をもたらす。
この構成によって、揺動体の方向、結果として収束レンズの方向は、第1及び第2シートを互いに対して変位させることによって決定される。シートは、例えば樹脂または金属材料から構成されるが、どの様な堅い材料でも用いることができる。
本発明の一態様によれば、第1及び第2継ぎ手は玉継ぎ手である。
玉継ぎ手すなわち球関節は、略直交する二つの角方向における動きをもたらす。揺動体を玉継ぎ手によって接続することによって、二方向における作用だけでなく大きな角作用も達成される。よって、揺動体は直線において方向付けられるだけでなく、平面内の直交する二つの方向においても方向付けられる。
本発明の一変形例によれば、玉継ぎ手における球体は、前記揺動体の中心線からオフセットして揺動体に設けられる。
球体を揺動体に設けるとともに球体を揺動体の側部に搭載することによって、より大きな角作用が達成される。更に大きな角作用を要する場合、球体を揺動体に搭載するのに代えて柱に設けて、揺動体の中心線から更に大きくオフセットさせるようにしてもよい。
本発明の一態様によれば、ばねが前記揺動体を前記第1及び第2シートに向けて付勢するように設けられ、揺動体を前記玉継ぎ手の所定位置に保持する。
揺動体を2つのシートに向けて付勢することによって、そして揺動体に設けられた球体を各シートに設けられたソケットに向けて付勢することによって、大きな角作用をもたらすことができる更に大きく開いたソケットを用いることができる。この構成によって、揺動体の角運動を減少させる可能性のあるスナップフィットをソケットと玉継ぎ手の球体との間に用いる必要がない。
同様に、球体はシートに設けられてもよく、したがってソケットが揺動体に設けられてもよいことは明らかとなるであろう。しかしながら、この構成は、シートに設けられたソケットを有する構成ほどの大きな角作用をもたらさないであろう。これは、揺動体が傾いた際に、球体からソケットに対称的な力が与えられない結果となる。球体は、大きな角度でより容易にソケットを跳び出すであろう。
また、シートに設けられたソケットを必ずしも別体としなくともよく、シート自身のソケット状凹部から構成されてもよいことは明らかであろう。
本発明の一態様によれば、第1及び第2シートは、それぞれ少なくとも第1縁部及び少なくとも第2縁部を備え、該第1及び第2縁部は互いに反対向きである。第1継ぎ手は第1シートの第1縁部に設けられ、第2継ぎ手は第2シートの第1縁部に設けられる。集光手段は更に、少なくとも第3及び第4継ぎ手と、第2収束レンズを第1端に保持する第2揺動体とを備える。第3継ぎ手は第1シートの第2縁部に設けられ、第4継ぎ手は第2シートの第2縁部に設けられる。第1揺動体は第1及び第2継ぎ手に装着されるとともに、第2揺動体は第3及び第4継ぎ手に装着される。第1及び第2揺動体間に接続されるとともに第1及び第2揺動体を互いに向けて付勢するばねが設けられ、該ばねは第1及び第2揺動体を継ぎ手の所定位置に保持する。
上記構成は、2本の揺動体を備えている。2本の揺動体は、各々のシートに設けられた互いに反対向きの縁部に継ぎ手を用いて接続されるように設計され、揺動体は互いに向けて付勢されている。この構成において、ばねは一対の揺動体に接続され、したがってシートが互いに対して変位させられる際、ばねは揺動体と共に移動し、揺動体を位置決めする。したがって、シートが動かされる際、ばねはいかなる働きも行わない。シートを動かして揺動体を位置決めするために少ない労力しか要されないので、この点は利点である
本発明の一態様によれば、集光器は、収束レンズの略焦点位置において揺動体に設けられる。
集光器を揺動体に設けるとともに、光を集光器に収束させるための収束レンズを設けることによって、揺動体が最大量の太陽光を集光するように動いた際に、集光器は常に焦点に位置決めされる。
本発明の一態様によれば、集光器は、ファイバ、光電セル及び光熱変換器を含む集光器の群から選択される。
本発明の一態様によれば、少なくとも第1揺動体を特定の方向を指向するように傾動させるべく、第1シートの水平位置を第2シートに対して調整する変位装置が提供される。
明らかに、変位装置は第2シートの位置を等しく調整することができる。変位装置は、好ましくはモータであって、電気モータを用いることができるが、例えば熱または入射太陽光によって異なる位置をとることができる所謂形状記憶合金を備える構成とすることもできる。
本発明の一態様によれば、入射太陽光を集光及び収束させる集光装置であって、複数の切り欠きを有する第1シートと、第1シートから所定垂直距離を置いて設けられ、第1シートの切り欠きに対して略垂直な関係で対応配置された複数の切り欠きを有する第2シートと、シートの各々に対する法線に平行に設けられるとともに第1及び第2シートの対応する切り欠きに配置される複数の揺動体と、複数のレンズ及び集光器であって、各揺動体は入射光を特定の集光器に収束する少なくとも一つのレンズを備えることと、揺動体を第1及び第2シートの切り欠きの縁部に向けて付勢する複数のばねと、を備える装置が提供される。
この構成によれば、上記複数のレンズは、対応する揺動体に設けられて共に配置される。これによって、例えば屋外の太陽光へアクセスすることのできない領域を照らすべく、建物内へ移送可能な太陽光を集光するために用いられる好適な建築ブロックを提供することができる。
本発明の一態様によれば、複数のばねは、各対の揺動体間に連結されるとともに、各対の揺動体を切り欠きの互いに反対向きの縁部に対して付勢する。
この態様によれば、シートが動かされる際、ばねはどのような作用もしない。揺動体を位置決めすべくシートを動かすのに、ばねの作用が必要ないので有利である。
本発明の一態様によれば、複数の揺動体を第1及び第2シートに連結する複数の玉継ぎ手が提供され、複数のばねは複数の揺動体を玉継ぎ手に向けて付勢し、揺動体を玉継ぎ手の所定位置に保持する。
玉継ぎ手を備えるとともに、揺動体に設けられた球体を各シートに設けられたソケットに向けて付勢することによって、大きな角作用をもたらすように大きく開口したソケットを用いることができる。この構成によって、玉継ぎ手のソケット及び球体間に、揺動体の角運動を減少させるであろうスナップフィットを用いる必要がない。同様に、球体がシートに設けられるとともにソケットが揺動体に設けられてもよいことは明らかであろう。
本発明の一態様によれば、揺動体に設けられた収束レンズを空の太陽の位置に略指向させるべく、第1及び/または第2シートの位置を調整するように変位装置を制御する太陽追跡装置が提供される。
太陽追跡装置は、空の太陽の位置を測定及び/または算出する装置である。太陽追跡装置は、太陽への方向を検出可能な感光器を含んでもよく、または位置及び時刻に基づいて太陽の位置を算出可能なカレンダを備えてもよい。この効果を目的として、太陽追跡装置は、時刻だけでなく位置を定めるGPS(グローバル・ポジショニング・システム)装置を備えてもよい。この情報に基づく太陽の位置の算出方法は公知である。太陽の位置を検出する装置は市場において容易に入手可能である。
本発明の一態様によれば、垂直方向において互いに変位して設けられた第1シート及び第2シートと、一端に少なくとも第1集束レンズを備えるとともに第1及び第2シートに連結された第1揺動体とを設け、収束レンズが入射太陽光を集光器に収束させるように配置された入射太陽光の集光方法であって、空の太陽の位置を検出及び/または算出する段階と、第1及び第2シートの相対位置を変位させて、検出及び/または算出された空の太
陽の位置を略指向するように収束レンズを傾動させる段階と、を備える方法が提供される。
本発明の更なる特徴及び利点は、後述の本発明の実施形態の詳細な説明から明らかとなるであろう。
以下に、非限定的な説明を目的として、特定の技術及び適用等の具体的な詳細を、本発明についての理解を通じて提供するために説明する。しかしながら、本発明がこれらの具体的な詳細から逸脱する他の実施形態で実施できることは、当業者にとって明らかであろう。他の例においては、本発明の説明を不必要な詳細によって不明瞭にしないために、公知の方法及び装置の詳細な説明は省略される。
図1は本発明の一実施形態であって、16本のビームすなわち揺動体1は、それらに取り付けられた集光光学要素2を有している。本実施形態はまた、2方向の角方向に自由に動く32個の継ぎ手3と、第1及び第2面すなわちシート4a,4bとを備えている。
図2は、実施形態の概略断面図であって、本発明の原理を示している。集光光学要素2の焦点には光学ファイバ5が固定されている。複数のビーム1はばね6によって所定位置に方向付けられており、これによって複数のビーム1が同一の角位置に保持されるとともに各ビームの2個の継ぎ手3間にある軸を中心として回動させられる。
図3は、本発明の原理を示す概略断面図であって、ビーム1及び集光光学要素2及び光学ファイバ5は同一の角運動を行っている。面すなわちシート4は、互いに関連して動かされる。シート4の動きは、ビーム1及び集光光学要素2及び光学ファイバ5の同一の角運動をもたらす。
図4は、本発明の一態様に係る一実施形態であって、複数の集光装置8が特別なゲージブロック9とともに設けられ、建物または建物の一部等の幾何学体の覆い面7及び10を成している。前記ゲージブロック9は前記装置8と同様に見えるが、集光能力を有しない。覆い面7及び10は、屋根または/及び壁面として機能することができる。
図5は、本発明の一態様に係る一実施形態であって、複数の集光装置8が特別なゲージブロック9とともに設けられ、建物または建物の一部等の幾何学体の覆い面7及び10を成している。前記ゲージブロック9は前記装置8と同様に見えるが、集光能力を有しない。覆い面7及び10は、屋根または/及び壁面として機能することができる。
図6は、本発明に係る一実施形態の概略側面図である。第1シート601は、第2シート602から所定距離を置いて設けられる。シート601及び602は、第1揺動体603及び第2揺動体604によって互いに関連して配置されている。第1揺動体603及び第2揺動体604は、第1及び第2シート601,602に第1、第2、第3及び第4継ぎ手605,606,607,608を用いてそれぞれ接続されている。揺動体は、それぞれのシートの対応する切り欠きに位置している。第1、第2、第3及び第4継ぎ手605,606,607,608は、それぞれの切り欠きの縁部に位置している。第1及び第2揺動体間に接続されたばね609は、矢印610及び611で示すように、第1揺動体603及び第2揺動体604を付勢する。第1揺動体603は、第1及び第2継ぎ手605,606の方向に付勢され、第2揺動体604は、第3及び第4継ぎ手607,608の方向に付勢される。
第1揺動体は第1集光レンズ612を第1端に保持し、第1集光レンズ612は入射光
線を集光器613に収束する。集光器613は、例えば導光ファイバでもよいし、導光ファイバに接続されてもよいし、例えば入射光を熱または電気に変換する光変換器でもよい。同様に、第2揺動体604は、第1端に、入射光を集光器615に収束するための第2集光レンズ614を保持している。
図6において、第1シート601及び第2シート602は互いに関連して変位しており、図6において明らかに示されるように、第1シート601の切り欠きは第2シート602の対応する切り欠きに対してオフセットしている。そして、継ぎ手と揺動体の相互作用は、集光レンズが特定の方向、好ましくは空における太陽の位置に向かった方向、を向くように揺動体を傾かせる。このように、第1シート601の第2シート602に対する相対位置を実質的に直交する二つの方向に調整することによって、揺動体を方向付けることが可能となり、レンズを所望の位置に向かって方向付けることができる。ばね609は公知のばねでよい。代わりに、金属または樹脂のような適当な材料から成る棒を、揺動体を固定するために用いてもよい。棒は、本発明の一変形例において、ばね作用を有する屈曲部または膝部を有してもよい。このばね作用は、ソケット内の球体を適切な力で位置決めするので、不必要な摩耗が起こらないとともに、球体を同時に所定位置にしっかりと保持することができる。ばね力は、例えば輸送中または操作中に突然の衝撃が生じた場合に、球体がソケットから滑り出ないように、極めて漸進的になるように選択されてもよい。
一般的には、ばねは、球体をそれぞれのソケットに押圧する正の力を提供するので、それぞれの揺動体を所定位置に保持することができる。
本発明の特定の実施形態の一変形例によると、球体をそれぞれのソケットに保持する力は、ばねによって提供されない。前記力は、好ましくは磁石によって提供される磁力であってもよい。このような正の力を提供する他のいかなる手段も同様に用いられるであろう。
磁石を用いることの格段な利点は、球体は磁力によってそれぞれのソケットに引き寄せられるであろうから、揺動体を製造することが非常に容易となることである。
図7は、本発明の一実施形態に係るシートの概略上面図である。本実施形態において、各シートには28個の切り欠きが設けられており、そのうちの1個は701で示されている。各切り欠きにおいて、球関節の2個のソケット702,703が反対向きの縁部704,705に設けられる。この2個のソケットは、切り欠き701に挿入される二つの揺動体の対応する球体を支持する。したがって、球関節をすでに開示されたものとみなす。明らかに、ソケットは容易に揺動体に設けられ、球体は対応する縁部に設けられる。また、本実施形態において、二つの揺動体は、必要な反対向きの縁部をもたらすように巧妙に設けられた共通の切り欠きに配置されているが、各揺動体が専用の切り欠きに配置されてもよいことは明らかである。
図8a及び図8bは、それぞれ本発明の一態様に係る揺動体の概略正面図及び概略側面図である。図8bにおいて、球体801及び802は揺動体に設けられ、揺動体を図6に開示される第1及び第2シートに接続する球関節の一部を形成する。第1端部803において、集束レンズを揺動体に接続するコネクタが設けられ、レンズの焦点において、集光器804が設けられる。ばねを揺動体に接続するばねコネクタは、805で示されている。
本発明の一変形例によると、ばねコネクタは固めの棒を用いて接続されてもよい。したがって、ばねコネクタ805は、球体をソケットに向かわせる正の力を提供するばね作用を有してもよい。ばねコネクタ805は、該ばねコネクタ805が揺動体と相互に作用する前に、比較的短いばね作用距離を有してもよい。したがって、球体をソケットに保持するばね作用が提供されている間、例えば運搬中または操作中において突然の衝撃が生じた
場合にも、球体はソケットから跳び出すことが許容されない。
図9は、本発明に係る一態様の概略側面図である。本実施形態において、揺動体は対ごとに付勢されない。代わりに、ばね901が揺動体902と本実施形態における第1シート903の接続部905との間に接続される。第2シート904が第1シート903に対して変位させられる際、揺動体は、揺動体を対で配置する必要なく、前述の実施形態と同様の傾動作用を行う。しかしながら、第2シート904が変位させられる際にはばね901が作用し、多くの揺動体が移動させられる場合にはかなりの力を要するので、本実施形態は前述の実施形態の正確さを欠いている。
図10は、本発明の一態様の概略側面図である。本実施形態において、ばねは設けられていないが、揺動体1001は対向するソケット1002及び1003によって所定位置にしっかりと保持されている。本実施形態は、前述の実施形態に比べて揺動体の角運動が減少させられるという不具合を有する。
本発明が複数の方法に変形させられることは明らかとなるであろう。このような変形は、本発明の範囲からの逸脱であると見なされるべきではない。当業者に明らかになるであろう全ての変更例は、付随した請求の範囲内に含まれる。
二つの角方向において自由に動く16本のビームと32個の継ぎ手が用いられている本発明の一実施形態を示す図。 本発明の原理を概略的に示した断面図。 本発明の原理を概略的に示した断面図であって、ビーム及び集光光学要素が同一の角運動を行った状態を示す図。 本発明の一実施形態を示す図であって、複数の集光装置が特別なゲージブロックとともに設けられ、建物等の幾何学体の覆い面を提供している。前記ゲージブロックは前記装置と同様に見えるが、集光能力を有しない。覆い面は、屋根または/及び壁面として機能することができる。 本発明の一実施形態を示す図であって、複数の集光装置が特別なゲージブロックとともに設けられ、建物等の幾何学体の覆い面を提供している。前記ゲージブロックは前記装置と同様に見えるが、集光能力を有しない。覆い面は、屋根または/及び壁面として機能することができる。 二つの揺動体を開示した本発明に係る一実施形態の概略側面図である。 シートを開示した本発明の一態様の概略上面図である。 本発明に係る揺動体の一態様の概略正面図。 本発明に係る揺動体の一態様の概略側面図。 本発明の一態様の概略側面図。 本発明の更なる態様の概略側面図。

Claims (15)

  1. 少なくとも第1収束レンズ及び少なくとも第1集光器を備え、入射太陽光を集光及び収束させる集光装置であって、
    第1位置において互いに所定の第1略垂直距離を置いて設けられる第1及び第2可動シートと、
    前記第1収束レンズを第1端に保持する少なくとも第1揺動体と、を備え、
    前記揺動体は、第1継ぎ手によって前記第1シートに連結されるとともに第2継ぎ手によって第2シートに連結され、前記第1及び第2継ぎ手は少なくとも略直交する二つの方向への移動をもたらすことを特徴とする集光装置。
  2. 前記第1及び第2継ぎ手は玉継ぎ手である請求項1に記載の集光装置。
  3. ばねが前記揺動体を前記第1及び第2シートに向けて付勢するように設けられ、揺動体を前記玉継ぎ手の所定位置に保持する請求項2に記載の集光装置。
  4. 前記玉継ぎ手における球体は、前記揺動体の中心線からオフセットして前記揺動体に設けられる請求項1または請求項2に記載の集光装置。
  5. 前記第1シートは、少なくとも第1縁部及び少なくとも第2縁部を備え、該第1及び第2縁部は互いに反対向きであり、
    前記第2シートは、少なくとも第1縁部及び少なくとも第2縁部を備え、該第1及び第2縁部は互いに反対向きであるとともに、前記第1及び第2シートが前記第1位置にあるときに前記第1シートの第1縁部及び第2縁部に対して略垂直な関係で配置され、
    前記第1継ぎ手は前記第1シートの前記第1縁部に設けられ、
    前記第2継ぎ手は前記第2シートの前記第1縁部に設けられ、
    前記集光手段は更に、少なくとも第3及び第4継ぎ手と、第2収束レンズを第1端に保持する第2揺動体とを備え、
    前記第3継ぎ手は前記第1シートの前記第2縁部に設けられ、
    前記第4継ぎ手は前記第2シートの前記第2縁部に設けられ、
    前記第1揺動体は前記第1及び第2継ぎ手に装着されるとともに、前記第2揺動体は前記第3及び第4継ぎ手に装着され、
    前記第1及び第2揺動体間に接続されるとともに前記第1及び第2揺動体を互いに向けて付勢するばねが設けられ、該ばねは前記第1及び第2揺動体を前記継ぎ手の所定位置に保持する、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の集光手段。
  6. 前記集光器は、前記収束レンズの略焦点位置において前記揺動体に設けられる請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の集光装置。
  7. 前記集光器は、ファイバ、光電セル及び光熱変換器を含む集光器の群から選択される請求項6に記載の集光装置。
  8. 前記少なくとも第1揺動体を特定の垂直方向を指向するように傾動させるべく、前記第1シートの水平位置を第2シートに対して調整する変位装置を備える請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の集光器。
  9. 入射太陽光を集光及び収束させる集光装置であって、
    複数の切り欠きを有する第1シートと、
    前記第1シートから所定垂直距離を置いて設けられ、前記第1シートの前記切り欠きに対して略垂直な関係で対応配置された複数の切り欠きを有する第2シートと、
    前記シートの各々に対する法線に平行に設けられるとともに前記第1及び第2シートの対応する切り欠きに配置される複数の揺動体と、
    複数のレンズ及び集光器であって、各揺動体は入射光を特定の集光器に収束する少なくとも一つのレンズを備えることと、
    前記揺動体を前記第1及び第2シートの前記切り欠きの縁部に向けて付勢する複数のばねと、
    を備えることを特徴とする集光装置。
  10. 前記複数のばねは、各対の揺動体間に連結されるとともに、各対の揺動体を前記切り欠きの互いに反対向きの縁部に対して付勢する請求項9に記載の集光装置。
  11. 前記複数の揺動体を前記第1及び第2シートに連結する複数の玉継ぎ手を備え、
    前記複数のばねは前記複数の揺動体を前記玉継ぎ手に向けて付勢し、前記揺動体を前記玉継ぎ手の所定位置に保持する請求項10に記載の集光装置。
  12. 前記複数の玉継ぎ手の球体は、前記揺動体の中心線からオフセットしてそれぞれの揺動体に設けられる請求項11に記載の集光装置。
  13. 前記揺動体を特定の方向に傾動させるように、前記第1または第2シートの水平位置を前記第2または第1シートに対して調整する変位装置を備える請求項9〜請求項12のいずれか一項に記載の集光装置。
  14. 前記揺動体に設けられた前記収束レンズを空の太陽の位置に略指向させるべく、前記第1及び/または第2シートの位置を調整するように前記変位装置を制御する太陽追跡装置を備える請求項9〜請求項12のいずれか一項に記載の集光装置。
  15. 垂直方向において互いに変位して設けられた第1シート及び第2シートと、一端に少なくとも第1集束レンズを備えるとともに前記第1及び第2シートに連結された第1揺動体とを設け、前記収束レンズが入射太陽光を集光器に収束させるように配置された入射太陽光の集光方法であって、
    空の太陽の位置を検出及び/または算出する段階と、
    前記第1及び第2シートの相対位置を変位させて、前記検出及び/または算出された空の太陽の位置を略指向するように前記収束レンズを傾動させる段階と、
    を備えることを特徴とする集光方法。
JP2007538864A 2004-11-01 2005-11-01 集光装置 Pending JP2008518192A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62412304P 2004-11-01 2004-11-01
PCT/SE2005/001636 WO2006049560A1 (en) 2004-11-01 2005-11-01 Light collecting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008518192A true JP2008518192A (ja) 2008-05-29

Family

ID=36319456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007538864A Pending JP2008518192A (ja) 2004-11-01 2005-11-01 集光装置

Country Status (13)

Country Link
US (1) US7813061B2 (ja)
EP (1) EP1825189B1 (ja)
JP (1) JP2008518192A (ja)
KR (1) KR20070083891A (ja)
CN (1) CN100523595C (ja)
AT (1) ATE459844T1 (ja)
AU (1) AU2005301364A1 (ja)
CA (1) CA2585959A1 (ja)
DE (1) DE602005019782D1 (ja)
DK (1) DK1825189T3 (ja)
RU (1) RU2007118581A (ja)
WO (1) WO2006049560A1 (ja)
ZA (1) ZA200703487B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011055719A1 (ja) * 2009-11-06 2011-05-12 Kuno Hiromitsu 多数列の反射板を2軸制御する太陽光集光器

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2267382B1 (es) * 2005-04-27 2008-03-01 Sol3G, S.L. Submodulo para modulos de concentracion fotovoltaica, modulo de concentracion fotovoltaica, instalacion de energia solar, metodo de empaquetado y procedimiento de calibracion de posicion para modulos de concentracion fotovoltaica.
EP2060928A1 (en) * 2007-11-15 2009-05-20 The Technology Partnership Plc Light tracking device
US8861905B2 (en) 2008-07-16 2014-10-14 Wesley Calvin Moyer Modular lighting system
US20100212655A1 (en) * 2009-02-17 2010-08-26 David Vinayak Henkel-Wallace Positioning system for solar collection
WO2010101468A1 (en) * 2009-03-02 2010-09-10 Hans Gude Gudesen Multi-element device
DE102009045033A1 (de) * 2009-03-12 2010-10-07 Georg-Simon-Ohm Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nürnberg Nachführeinheit für einen Sonnenkollektor
US8811781B2 (en) * 2011-03-09 2014-08-19 Empire Technology Development Llc Shading system using liquid lens and light waveguide
US8902505B2 (en) 2011-09-30 2014-12-02 Suncentral, Inc. Opto-mechanical joint assemblies
KR101305381B1 (ko) * 2011-11-29 2013-09-06 한국과학기술연구원 집광형 태양전지용 집광비 제어장치
US9845929B2 (en) * 2012-02-28 2017-12-19 Institut National D'optique Sun tracking light distributor system
CA2776680A1 (en) * 2012-05-14 2013-11-14 James Thomas Beck Light weight solar concentrator
CA2913707C (en) 2013-05-29 2019-11-12 Centre De Recherche Industrielle Du Quebec V-shaped light distributor system
DE102013019793A1 (de) 2013-11-27 2015-05-28 Bavarianoptics Gmbh Parallaktische Sonnennachführung für konzentrierende Sonnenlichtsammelsysteme mit Lichtwellenleiter
TWI554734B (zh) * 2014-03-13 2016-10-21 國立臺灣師範大學 太陽光集光系統
CN111990124B (zh) * 2020-08-17 2022-05-13 北京诚筑国际贸易有限公司 一种可调整温室光照强度的装置
US12055745B2 (en) 2022-11-30 2024-08-06 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for improving the brightness of a building-window transparent display using supplemental light sources that include ambient light collected by an array of diffraction gratings
US11807167B1 (en) 2022-11-30 2023-11-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for improving the brightness of a transparent display using supplemental light sources that include ambient light collected by an array of metasurface lenses
US11897337B1 (en) 2022-11-30 2024-02-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for improving the brightness of a transparent display using supplemental light sources that include ambient light collected by an array of Fresnel lenses
US11747541B1 (en) 2022-11-30 2023-09-05 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for improving the brightness of a transparent display using supplemental light sources that include ambient light collected by an array of diffraction gratings
GB202403930D0 (en) 2024-03-19 2024-05-01 Objexs Ltd Solar light collector

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125765A (ja) * 1997-08-22 1999-05-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 追尾型太陽光発電装置及び太陽光追尾装置
JP2003028514A (ja) * 2001-07-16 2003-01-29 Mikio Kinoshita 太陽放射集中システム及び太陽放射の集中方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ284185B6 (cs) 1994-12-06 1998-09-16 Vladimír Ing. Csc. Jirka Solární žaluziové okno
US5581447A (en) 1995-02-27 1996-12-03 Raasakka; Benny O. Solar skylight apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125765A (ja) * 1997-08-22 1999-05-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 追尾型太陽光発電装置及び太陽光追尾装置
JP2003028514A (ja) * 2001-07-16 2003-01-29 Mikio Kinoshita 太陽放射集中システム及び太陽放射の集中方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011055719A1 (ja) * 2009-11-06 2011-05-12 Kuno Hiromitsu 多数列の反射板を2軸制御する太陽光集光器

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200703487B (en) 2008-06-25
RU2007118581A (ru) 2008-12-10
EP1825189A1 (en) 2007-08-29
DK1825189T3 (da) 2010-06-14
US7813061B2 (en) 2010-10-12
CN100523595C (zh) 2009-08-05
WO2006049560A1 (en) 2006-05-11
US20090195895A1 (en) 2009-08-06
AU2005301364A1 (en) 2006-05-11
CA2585959A1 (en) 2006-05-11
CN101052839A (zh) 2007-10-10
EP1825189B1 (en) 2010-03-03
DE602005019782D1 (de) 2010-04-15
KR20070083891A (ko) 2007-08-24
ATE459844T1 (de) 2010-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008518192A (ja) 集光装置
US7295372B2 (en) Day lighting device
EP2060928A1 (en) Light tracking device
US8100122B2 (en) Solar roof tracker
US20060201498A1 (en) Solar collection apparatus and methods
US8481906B2 (en) Tilting/tracking system for solar devices
WO2010101468A1 (en) Multi-element device
CN110024279B (zh) 用于吸收光或发射光的光学机械系统和对应的方法
JP6867771B2 (ja) 固定的に取り付けられた追跡用ソーラーパネル及び方法
KR101652243B1 (ko) 태양광 감지장치 및 이를 갖는 태양광 트랙커
JP3855160B2 (ja) 太陽放射集中装置
EP2280421B1 (en) Solar receiver for a solar concentrator with a linear focus
CN106091421B (zh) 一种太阳能聚光器
JP4978848B2 (ja) 集光型太陽光発電システム
CN206019032U (zh) 一种太阳能聚光器
MX2007005096A (en) Light collecting device
KR20200051948A (ko) 태양전지, 그 태양전지를 이용하는 발전시스템, 그 태양전지를 이용하는 건물
JP2014195035A (ja) 太陽などの移動体エネルギー発射源の追尾装置、パネル型エネルギー収集装置及びエネルギーの利用装置の提供
JP2006269523A (ja) 太陽光発電装置
WO2012088679A1 (zh) 太阳能装置
JPH06313629A (ja) 太陽光の集光装置
JP2007042565A (ja) 太陽採光器
ITMI20072097A1 (it) Dispositivo concentratore di luce solare

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081020

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110426

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110927