JP2011142118A - Photovoltaic power generation unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電素子に集光素子を介して太陽光を集光させて起電する太陽光発電ユニットに関する。 The present invention relates to a photovoltaic power generation unit that generates electricity by concentrating sunlight on a photovoltaic power generation element via a condensing element.
一般にこの種の太陽光発電ユニットは、小型で発電効率の高い太陽光発電素子に対して太陽光を効率よく照射するため太陽光発電素子の受光面側に数百倍の倍率を有する集光素子を配置する構成が知られている。 In general, this type of solar power generation unit is a condensing element having a magnification of several hundred times on the light receiving surface side of the solar power generation element in order to efficiently irradiate sunlight with a small and high power generation efficiency. The structure which arrange | positions is known.
従来、このような太陽光発電ユニットにおいては、太陽光発電素子と集光素子をそれぞれ所定の実装位置に個別に取り付けていた。 Conventionally, in such a photovoltaic power generation unit, the photovoltaic power generation element and the light collecting element are individually attached to predetermined mounting positions.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
As prior art document information related to the invention of this application, for example,
しかしながら、集光素子の倍率が大きいことから太陽光発電素子の受光面に対する集光素子の組み付けバラツキが太陽光発電素子の発電効率に大きく影響を及ぼしてしまうため、この組み付け作業が非常に精度を要することから生産性を向上させることが困難であった。 However, since the magnification of the condensing element is large, the assembling variation of the condensing element with respect to the light receiving surface of the photovoltaic power generation element greatly affects the power generation efficiency of the photovoltaic power generation element. Therefore, it has been difficult to improve productivity.
そこで、本発明はこのような課題を解決し、太陽光発電ユニットの生産性向上を目的とする。 Therefore, the present invention aims to solve such problems and improve the productivity of the photovoltaic power generation unit.
そして、この目的を達成するために本発明は、太陽光発電素子と、この太陽光発電素子に集光素子を介して太陽光を集光させ太陽光発電ユニットにおいて、集光素子として平凸レンズを用い、平凸レンズの平面に太陽光発電素子を取り付ける構造としたのである。 In order to achieve this object, the present invention provides a solar power generation element and concentrating sunlight on the solar power generation element via a condensing element. The solar power generation element is attached to the plane of the plano-convex lens.
これにより本発明は、太陽光発電ユニットの生産性を向上させることが出来るのである。 Thereby, this invention can improve the productivity of a photovoltaic power generation unit.
以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は集光素子1を介して太陽光を太陽光発電素子2の受光面2aに受光させ起電する太陽光発電ユニットを示したもので、発電効率が高く受光面積が小さい太陽光発電素子2を用いるため受光面2aの前方に倍率が100倍程度の集光素子1を配置している。より具体的には集光素子1の有効径Dが7mmに対して受光面2aの外接円径dが0.7mmとしている。
FIG. 1 shows a photovoltaic power generation unit that generates light by receiving sunlight on a
また、この太陽光発電ユニットに用いる集光素子1は、光源側が凸面1aで集光側が平面1bである平凸レンズを採用するとともに、この集光素子1の平面1bに太陽光発電素子2を取り付けた構造とすることで太陽光発電ユニットの生産性を高めた構造としているのである。
Moreover, the
すなわち、太陽光発電素子2を集光素子1に直接取り付ける構造とすることで、集光素子1の平面1bが太陽光発電素子2の実装基準面となることから、光路中における太陽光発電素子2と集光素子1の位置精度が上述した従来の個別取り付け構造に比べ格段に向上でき、結果としてこれらの組立て作業が容易となり太陽光発電ユニットの生産性が高められるのである。
That is, since the solar
また、この集光素子1の焦点Pの位置を太陽光発電素子2の受光面2aよりも外側に設定したことで、受光面2aに集光される光束の径を受光面2aの径dに一致させ太陽光発電ユニットの光電変換効率を高めることができる。
Further, by setting the position of the focal point P of the
なお、平凸レンズの凸面1aを球面設計した場合、凸面1aの開口数を大きくすると受光面2aと焦点P‘との間隔が小さくなるため図2の破線3で示すようにその光強度分布が受光面2aの中央部分に集中してしまう。また凸面1aの開口数を小さくすると受光面2aと焦点P“との間隔が大きくなるため図2の破線4で示すようにその光強度分布が受光面2aの外周部分に集中してしまい、受光面2aの全体において均一な光強度分布を得ることができず、結果的に太陽光発電素子2のもつ光電変換効率を十分に引き出すことが出来ない。
When the convex surface 1a of the plano-convex lens is designed as a spherical surface, if the numerical aperture of the convex surface 1a is increased, the distance between the light receiving
そこで、この凸面1aのレンズ設計を非球面設計とすることで、非球面を定義する非球面係数の調節により受光面2aにおける光強度分布を調節でき、その結果、図2の実線5で示すような受光面2aにおける光強度分布を均一なものとし太陽光発電素子2のもつ光電変換効率を十分に引き出すことが出来るものである。
Therefore, by making the lens design of the convex surface 1a an aspherical design, the light intensity distribution on the
また、平凸レンズの凸面1aを非球面形状とすることでより精度良く光強度分布を均一にすることができる。 Further, by making the convex surface 1a of the plano-convex lens an aspherical shape, the light intensity distribution can be made uniform with higher accuracy.
なお、このような太陽光発電ユニットは、100mm×100mmの枠内に約200個の太陽光発電素子2を整列させるというように複数の太陽光発電素子2を用いた集合体であり、このような集合体を作成する上で太陽光発電素子2と集光素子1を一体化したものを個別に作成し組み合わせる構造とすると非常に手間の掛かるものとなることから、複数の集光素子1を一体化したアレイ構造を採用することで太陽光発電素子2の実装が容易にでき、また集光素子1が平凸レンズ形状であることからアレイ構造とした場合にも光学硝材を用いた加熱プレス成形が可能なものである。
In addition, such a photovoltaic power generation unit is an assembly using a plurality of photovoltaic
本発明は太陽光発電ユニットの生産性が高められるものであり、主として光電変換効率の高い高性能太陽光発電素子を用いる太陽光発電ユニットにおいて有用となる。 The present invention increases the productivity of a photovoltaic power generation unit, and is useful mainly in a photovoltaic power generation unit that uses a high-performance photovoltaic power generation element with high photoelectric conversion efficiency.
1 集光素子
1a 凸面
1b 平面
2 太陽光発電素子
P’,P” 焦点
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010000386A JP2011142118A (en) | 2010-01-05 | 2010-01-05 | Photovoltaic power generation unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010000386A JP2011142118A (en) | 2010-01-05 | 2010-01-05 | Photovoltaic power generation unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2011142118A true JP2011142118A (en) | 2011-07-21 |
Family
ID=44457788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2010000386A Pending JP2011142118A (en) | 2010-01-05 | 2010-01-05 | Photovoltaic power generation unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011142118A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9306095B2 (en) | 2011-12-14 | 2016-04-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Solar cell and method for manufacturing same |
-
2010
- 2010-01-05 JP JP2010000386A patent/JP2011142118A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9306095B2 (en) | 2011-12-14 | 2016-04-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Solar cell and method for manufacturing same |
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