JP2011249506A - 太陽光分離発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光を分離する分離手段の温度上昇を抑え、分離手段への集光量を上げることができる太陽光分離発電装置を提供する。
【解決手段】太陽光分離発電装置１は、太陽光を集める集光器２と、集光器２によって集められた太陽光線を少なくとも紫外線と赤外線とに分離する分離機構３と、紫外線を用いて発電する発電セル４と、赤外線を用いて発電する太陽熱発電ユニット５とを備えている。分離機構３は、赤外線を透過し、かつ、赤外線による内部の温度上昇を抑制する構成を有している。例えば、分離機構３は、透明な材料からなり、入射面８と、この入射面８に対して傾斜した出射面９とを有するプリズム６を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光を分光して得られた紫外線と赤外線とを用いて発電を行う太陽分離発電装置に関する。

太陽光を利用した発電装置として、大きく分けて２種類の発電装置、すなわち、太陽光線に含まれる紫外線や可視光の一部を主に利用して発電を行う太陽電池（発電セル）と、太陽光線に含まれる赤外線を主に利用して発電を行う太陽熱発電装置とがある。いずれの場合も、太陽電池等の面積を小さくするために、太陽光を集光器によって一旦集光させた後、集光させた太陽光を太陽電池等に照射させて発電を行う。

しかし、これらの発電装置では、紫外線または赤外線のいずれか一方しか利用されていないため、発電能力の向上が難しいという問題がある。

また、集光した太陽光を太陽電池に照射したとき、発電に利用されない赤外線が太陽電池に吸収されることによって、太陽電池の温度が上昇するので、太陽電池を冷却する必要がある。太陽電池を冷却するための冷却装置は、太陽電池の後方に配置されるが、冷却能力に限界がある。そのため、冷却能力との関係で太陽電池への集光量が制限されていた。

そこで、近年では、太陽電池と太陽熱発電装置とを組み合わせた発電装置が種々研究されている。

例えば、特許文献１に記載されているように、太陽電池パネルと熱電変換素子を備えた熱発電装置とが組み合わされたハイブリッドモジュールが提案されている。

また、特許文献２に記載されているように、分離シートにより紫外線と可視光を分離して利用する太陽光採光装置が提案されている。

特開２００７―８１０９７号公報 特開２００１―４２２４９号公報

ここで、上記の特許文献１および２を参考にして、集光した太陽光を、分離シートによって紫外線と赤外線とに分離させ、紫外線を太陽電池に照射して発電し、それとともに赤外線を太陽熱発電装置に照射して発電する発電装置が考えられる。

しかし、分離シートでは、透過する赤外線の一部が分離シートに吸収されることによって、温度上昇して高温になりやすく、分離シートが劣化や損傷するおそれがある。したがって、分離シートが高温にならないように、分離シートへの集光量を制限せざるを得なくなり、発電能力の向上が困難になっている。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、太陽光を分離する分離手段の温度上昇を抑え、分離手段への集光量を上げることができる太陽光分離発電装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明の太陽光分離発電装置は、太陽光を集める集光手段と、前記集光手段によって集められた太陽光線を少なくとも紫外線と赤外線とに分離する分離手段と、前記分離手段によって分離された紫外線を用いて発電する第１発電手段と、前記分離手段によって分離された赤外線を用いて発電する第２発電手段とを備えており、前記分離手段は、少なくとも前記赤外線を透過し、かつ、前記赤外線による内部の温度上昇を抑制する構成を有していることを特徴とする。

この構成によれば、集光手段によって集められた大光量の太陽光線を分離手段によって紫外線と赤外線に分離する構造において、分離手段が赤外線の一部を吸収することに起因する温度上昇を抑えるため、分離手段は、分離した赤外線を透過させ、赤外線による内部の温度上昇を抑制する構成、例えば、プリズムを有する構成および／または冷却手段を有する構成を有している。かかる構成により、分離手段の温度上昇を抑えて、集光量を増やすことができ、その結果、発電能力を向上することが可能である。

前記分離手段は、透明な材料からなり、入射面と、この入射面に対して傾斜した出射面とを有するプリズムを有しており、当該プリズムは、集められた太陽光線を少なくとも赤外線および紫外線に分光し、当該赤外線および紫外線を透過させるのが好ましい。

この構成では、分離手段が透明な材料からなり、入射面と、この入射面に対して傾斜した出射面とを有するプリズムを有しているので、シート状の分離手段と比べて断面積が大きいものとなり、赤外線が透過するときにプリズムの温度が部分的に上昇するのを抑えることが可能である。また、プリズムは、入射面から入射された太陽光線をプリズム内部で分光し、分光された赤外線および紫外線等を出射面から出射させる構造であるので、透明な材料で製造することが可能になり、例えば、ガラスや石英などの融点の高い材料で製造することが可能になる。これにより、プリズムの温度上昇を抑えて、集光量を増やすことができ、その結果、発電能力を向上することが可能である。

また、プリズムは、太陽光線を分光して少なくとも赤外線および紫外線、例えば、赤外線、紫外線および可視光線に分けることができる。得られた赤外線は、熱発電に利用され、紫外線は、太陽電池による発電に利用される。また、可視光線は、植物への照射による植物成長利用や照明に用いることができる。

前記分離手段は、前記プリズムを冷却するプリズム冷却機構をさらに有していることが好ましい。この場合、プリズム冷却機構によってプリズムを冷却してプリズムの温度上昇をさらに抑えることが可能となり、その結果、プリズムへの集光量をさらに増やすことが可能になる。

さらに、前記プリズムの内部には、入口と出口を有する空間部が形成され、前記プリズム冷却機構は、透明な冷却液を前記入口から前記空間部に連続的に導入するのが好ましい。この構成によれば、透明な冷却液がプリズム内部の空間部に導入されることにより、透明なプリズムを構成することができ、太陽光線を分光することが可能である。また、冷却液が空間部に連続的に導入および排出されるので、冷却液が赤外線を吸収して発生する熱もプリズム外部に排出することができ、プリズムの温度上昇をさらに効果的に抑えることができる。その結果、プリズムへの集光量をさらに増やすことが可能になる。

前記分離手段が、紫外線を反射し、赤外線を透過させる分離シートと、前記分離シートを冷却するシート冷却機構とを有しているのが好ましい。

この構成によれば、分離手段が、紫外線と赤外線とを分離する分離シートを冷却するシート冷却機構を有しているので、分離シートが赤外線を吸収して発生した熱をシート冷却機構によって冷却することが可能となり、分離シートの温度上昇を効果的に抑えることができる。その結果、分離シートへの集光量を増やすことが可能になる。

さらに、前記分離シートの内部には、入口と出口を有する空間部が形成され、前記シート冷却機構は、透明な冷却液を前記入口から前記空間部に連続的に導入するのが好ましい。

この構成によれば、透明な冷却液が、分離シートの空間部に連続的に導入および排出されるので、冷却液が赤外線を吸収して発生する熱も分離シート外部に排出することができ、分離シートの温度上昇を効果的に抑えることができる。その結果、分離シートへの集光量をさらに増やすことが可能になる。

前記分離シートは、熱伝導性を有する材料で製造されているのが好ましい。この構成によれば、分離シートが赤外線を吸収して発生した熱をシート冷却機構によって円滑に冷却することが可能になり、シート冷却機構による分離シートの冷却効果を向上させることが可能である。

前記集光手段と前記分離手段とを互いに連動させながら太陽光の追尾をさせる追尾手段をさらに備えているのが好ましい。この構成によれば、追尾手段が、集光手段と分離手段とを互いに連動させて太陽光の追尾をさせるので、太陽が移動しても、集光手段によって集められた太陽光線の分離手段への入射角を一定に保つことができ、また、分離手段によって分離された後の紫外線の第１発電手段への入射角および赤外線の第２発電手段への入射角も一定に保つことが可能になる。これにより、太陽の位置に合わせて最適な入射角を保ちながら発電を行うことができるので、発電能力が向上する。

以上説明したように、本発明の太陽光分離発電装置によれば、集光された太陽光線を紫外線と赤外線に分離する分離手段がその内部を通る赤外線によって温度上昇が生じることを抑制する構成にしているため、分離手段の温度上昇を抑えて、集光量を増やすことができる。その結果、発電能力の向上を達成することができる。

本発明の第１実施形態に係わる太陽光分離発電装置の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の第２実施形態に係わる太陽光分離発電装置の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の第３実施形態に係わる太陽光分離発電装置の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の第４実施形態に係わる太陽光分離発電装置の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の第５実施形態に係わる太陽光分離発電装置の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の第６実施形態に係わる太陽光分離発電装置の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の第７実施形態に係わる太陽光分離発電装置の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の第８実施形態に係わる太陽光分離発電装置の構成を概略的に示す正面図である。

以下、本発明の太陽光分離発電装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示される太陽光分離発電装置１は、集光器２と、分離機構３と、発電セル４と、太陽熱発電ユニット５とを備えている。分離機構３は、本発明の分離手段の概念に含まれるものである。

集光器２は、太陽光を集めるものであり、例えば、凸レンズが用いられる。

分離機構３は、集光器２によって集められた太陽光線Ｓを少なくとも紫外線Ｖと赤外線Ｒとに分離する。分離機構３は、赤外線Ｒを透過し、かつ、赤外線Ｒによる内部の温度上昇を抑制する構成を有している。具体的には、分離機構３は、透明な材料からなり、入射面８と、この入射面８に対して傾斜した出射面９とを有する三角柱状のプリズム６を有している。プリズム６は、集光器２によって集められた太陽光線Ｓが入射面８に入射するように、配置されている。

プリズム６は、集められた太陽光線Ｓを赤外線Ｒ、紫外線Ｖおよび可視光線に分光し、当該赤外線Ｒ、紫外線Ｖおよび可視光線をすべて透過させる。プリズム６は、例えば、融点の高い透明な材料、ガラスや石英などの材料で製造されている。

発電セル４は、紫外線Ｖおよび可視光線の一部を用いて発電する太陽電池であり、本発明の第１発電手段の概念に含まれるものである。

太陽熱発電ユニット５は、赤外線Ｒを用いて発電する装置であり、本発明の第２発電手段の概念に含まれるものである。太陽熱発電ユニット５は、例えば、赤外線Ｒを用いて水を加熱して蒸気を発生させ、その蒸気でタービンを回転させる発電機、または熱エネルギーから電気エネルギーに変換する熱電素子などから構成されている。

第１実施形態の太陽光分離発電装置１では、集光器２によって集められた大光量の太陽光線Ｓを分離機構３によって紫外線Ｖと赤外線Ｒに分離する構造において、分離機構３が赤外線Ｒの一部を吸収することに起因する温度上昇を抑える構成となっているため、分離機構３の温度上昇を抑えて、集光量を増やすことができ、その結果、発電能力を向上することが可能である。

しかも、本実施形態では、分離機構３が、プリズム６を備えた構成を有しているので、分離機構３の温度上昇を抑えて、集光量を増やすことができる。すなわち、入射面８と出射面９とが傾斜した三角柱状のプリズム６は、シート状の分離機構３と比べて断面積が大きいものとなり、赤外線が透過するときにプリズム６の温度が部分的に上昇するのを抑えることが可能である。

また、プリズム６は、入射面８から入射された太陽光線Sをプリズム６内部で分光し、分光された赤外線R、紫外線Vおよび可視光線を出射面９から出射させる構造であるので、透明な材料で製造することが可能になり、例えば、ガラスや石英などの融点の高い材料で製造することが可能になり、さらにプリズム６の温度上昇を抑えることが可能になる。

また、プリズム６は、太陽光線Ｓを分光して赤外線Ｒ、紫外線Ｖ、および可視光線に分けることができる。得られた赤外線Ｒは、熱発電に利用され、紫外線Ｖは、太陽電池による発電に利用される。そして、可視光線は、植物への照射による植物成長利用や照明に用いることができる。

なお、図１に示されるプリズム６は、三角柱形状を呈しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、透明な材料からなり、入射面８と、この入射面８に対して傾斜した出射面９とを有していればよい。したがって、入射面８と出射面９とが傾斜した六角柱形状その他の多角柱形状でもよい。

（第２実施形態）
また、第２実施形態として、図２に示されるように、プリズム６を冷却するために、分離機構３がプリズム冷却機構７をさらに備えてもよい。その他の構成は、図１に示される構成と共通している。

プリズム冷却機構７は、プリズム６を冷却する機構であり、例えば、水又は空気の冷媒Ｃをプリズム６の表面に供給することによってプリズム６を冷却する。

第２実施形態によれば、集光器２によって集められた大光量の太陽光線Ｓを分離機構３によって紫外線Ｖと赤外線Ｒに分離する構造において、分離機構３が赤外線Ｒの一部を吸収することに起因する温度上昇を抑えるため、分離機構３が、プリズム６およびプリズム冷却機構７を備えた構成を有している。

すなわち、プリズム６自体が、シート状の分離機構３と比べて断面積が大きいものとなり、赤外線が透過するときにプリズム６の温度が部分的に上昇するのを抑えることが可能である。それに加えて、プリズム冷却機構７によってプリズム６を冷却してプリズム６の温度上昇をさらに抑えることが可能となり、その結果、プリズム６への集光量をさらに増やすことが可能になる。

（第３実施形態）
また、第１〜２実施形態のプリズム６は、ガラスまたは石英で一体形成された中実の三角柱であるが、この構成に加えて、プリズム６の内部に冷却液を流すような構成にしてもよい。

すなわち、図３に示される第３実施形態では、プリズム６の内部には、入口６ｂと出口６ｃを有する空間部６ａが形成されている。プリズム冷却機構７は、透明な冷却液Ｗを入口６ｂから空間部６ａに連続的に導入する。空間部６ａに導入された冷却液Ｗは、出口６ｃから外部へ排出される。冷却液Ｗは、水またはグリコール類などの透明な冷媒が用いられる。

この場合、透明な冷却液Ｗがプリズム６内部の空間部６ａに導入されることにより、透明な三角形状のプリズム６を構成することができ、太陽光線Ｓを分光することが可能である。また、冷却液Ｗが空間部６ａに連続的に導入および排出されるので、冷却液Ｗが赤外線Ｒを吸収して発生した熱もプリズム６外部に排出することができ、プリズム６の温度上昇をさらに効果的に抑えることができる。その結果、プリズム６への集光量をさらに増やすことが可能になる。

（第４実施形態）
図４に示される太陽光分離発電装置２１は、集光器２２と、分離機構２３と、発電セル２４と、太陽熱発電ユニット２５とを備えている。また、分離機構２３は、分離シート２６と、シート冷却機構２７とから構成されている。分離機構２３は、本発明の分離手段の概念に含まれるものである。

集光器２２は、太陽光を集めるものであり、例えば、凸レンズが用いられる。

分離機構２３は、集光器２２によって集められた太陽光線Ｓを少なくとも紫外線Ｖと赤外線Ｒとに分離する。分離機構２３は、赤外線Ｒを透過し、かつ、赤外線Ｒによる内部の温度上昇を抑制するために、分離シート２６と、シート冷却機構２７とから構成されている。

分離シート２６は、紫外線Ｖを反射し、赤外線Ｒを透過させるシートである。分離シート２６は、熱伝導性を有する銀などの材料を用いて製造され、例えば、透明の合成樹脂などの表面に、反射膜として銀を蒸着することにより製造される。銀製の反射膜は、紫外線Ｖを反射するが、赤外線Ｒを透過する性質を有する。分離シート２６は、集光器２２によって集められた太陽光線Ｓが入射するように配置されている。

シート冷却機構２７は、分離シート２６を冷却する機構であり、例えば、水又は空気の冷媒Ｃを分離シート２６の表面に供給することによって、分離シート２６を冷却する。

発電セル２４は、紫外線Ｖおよび可視光線の一部を用いて発電する太陽電池であり、本発明の第１発電手段の概念に含まれるものである。

太陽熱発電ユニット２５は、赤外線Ｒを用いて発電する装置であり、本発明の第２発電手段の概念に含まれるものである。太陽熱発電ユニット２５は、例えば、赤外線Ｒを用いて水を加熱して蒸気を発生させ、その蒸気でタービンを回転させる発電機、または熱エネルギーから電気エネルギーに変換する熱電素子などから構成されている。

第４実施形態によれば、集光器２によって集められた大光量の太陽光線Ｓを分離機構２３によって紫外線Ｖと赤外線Ｒに分離する構造において、分離機構２３が赤外線Ｒの一部を吸収することに起因する温度上昇を抑える構成となっているため、分離機構２３の温度上昇を抑えて、集光量を増やすことができ、その結果、発電能力を向上することが可能である。

本実施形態では、分離機構２３が、分離シート２６を冷却するシート冷却機構２７を有する構成となっているので、分離シート２６の温度上昇を抑えて、集光量を増やすことができる。

また、分離シート２６は、銀などの熱伝導性を有する材料で製造されているので、分離シート２６（とくに表面の反射膜の部分）が赤外線Ｒを吸収して発生した熱をシート冷却機構２７によって円滑に冷却することが可能になり、シート冷却機構２７による分離シート２６の冷却効果を向上させることが可能である。

（第５実施形態）
また、第４実施形態の分離シート２６は、透明な合成樹脂などで形成された中実のシートであるが、その内部に冷却液を流すような構成にしてもよい。

図５に示される第５実施形態では、分離シート２６の内部には、入口２６ｂと出口２６ｃを有する空間部２６ａが形成されている。シート冷却機構２７は、透明な冷却液Ｗを入口２６ｂから空間部２６ａに連続的に導入する。空間部２６ａに導入された冷却液Ｗは、出口２６ｃから外部へ排出される。冷却液Ｗは、水またはグリコール類などの透明な冷媒が用いられる。

この場合、冷却液Ｗが分離シート２６内部の空間部２６ａに連続的に導入および排出されるので、冷却液Ｗが赤外線Ｒを吸収して発生した熱も分離シート２６外部に排出することができ、分離シート２６の温度上昇を効果的に抑えることができる。その結果、分離シート２６への集光量をさらに増やすことが可能になる。

（第６実施形態）
さらに、図６に示される第６実施形態のように、分離シート２６を無端ループ状に形成して、シート冷却機構２７によって冷却された分離シートの部分を太陽光線の照射側へ連続的に供給できるようにしてもよい。

具体的には、図６に示されるように、無端ループ状の分離シート２６が一対のロール２８、２９に取り付けられている。ロール２８、２９のいずれか一方または両方は、図示しない駆動手段により回転する。

分離シート２６は、集光器２２で集められた太陽光線Ｓが照射されて温度上昇する照射側２６ａと、温度上昇する箇所以外の箇所であって、シート冷却機構２７から冷媒Ｃが供給されて冷却される冷却側２６ｂとを通るように、ロール２８、２９の間に配置される。

したがって、ロール２８、２９を回転することにより、分離シート２６は、照射側２６ａと、冷却側２６ｂとの間を循環することができる。

この構成によれば、分離シート２６の照射側２６ａが太陽光線Ｓに含まれる赤外線Ｒの一部を吸収することにより高温になっても、分離シート２６が回転して、温度上昇する箇所以外の冷却側２６ｂにおいてシート冷却機構２７から冷媒Ｃが供給されて冷却される。その結果、冷却された分離シート２６の部分を照射側２６ａに連続的に供給することができる。

また、ロール２８、２９を熱伝導の良い材料で製造して、ロール２８、２９自体を水または空気などの冷却媒体で冷却することで、分離シート２６から抜熱するようにしてもよい。とくに、水などの冷却液でロール２８、２９を冷却する場合には、ロール２８、２９の内部に冷却液を通して冷却するのが望ましい。なお、ロール２８、２９を冷却しない場合でも、ロール２８、２９自体による分離シート２６からの抜熱が十分な場合には、上記した冷却媒体による冷却は不要である。

さらに、上記のようなロール２８、２９による分離シート２６からの抜熱だけで、分離シート２６を所望の温度以下まで下げることができる場合には、冷媒Ｃを供給するシート冷却機構は省略しても良い。この場合、ロール２８、２９が本発明のシート冷却機構の概念に含まれる。

（第７実施形態）
さらに、上記の第１〜６実施形態における集光器および分離機構を、太陽光の向きの変化に合わせて位置調整を行うようにしてもよい。

すなわち、図７に示される第７実施形態に係る太陽光分離発電装置３１は、集光器３２と、分離機構３３と、発電セル３４と、太陽熱発電ユニット３５と、太陽光追尾機構３８とを備えている。

集光器３２は、太陽光Ｌを集め、集められた太陽光線Ｓをプリズム３６へ導くものであり、例えば、凹面鏡が用いられる。

分離機構３３は、透明な材料からなり、入射面３７と、この入射面３７に対して傾斜した出射面３９とを有する三角柱状のプリズム３６から構成されている。プリズム３６は、集められた太陽光線Ｓを赤外線Ｒ、紫外線Ｖおよび可視光線に分光し、当該赤外線Ｒ、紫外線Ｖおよび可視光線をすべて透過させる。

発電セル３４は、紫外線Ｖおよび可視光線の一部を用いて発電する太陽電池であり、本発明の第１発電手段の概念に含まれるものである。

太陽熱発電ユニット３５は、赤外線Ｒを用いて発電する装置であり、本発明の第２発電手段の概念に含まれるものである。太陽熱発電ユニット３５は、例えば、赤外線Ｒを用いて水を加熱して蒸気を発生させ、その蒸気でタービンを回転させる発電機、または熱エネルギーから電気エネルギーに変換する熱電素子などから構成されている。

太陽光追尾機構３８は、集光器３２と分離機構３３のプリズム３６とを互いに連動させながら、太陽光Ｌを追尾させる。具体的には、太陽光追尾機構３８は、集光器３２によって集められた太陽光線Ｓを、プリズム３６へ一定の入射角で入射するように、集光器３２およびプリズム３６の向きを調整する。

太陽光追尾機構３８は、例えば、集光器３２およびプリズム３６の向きを変えるサーボモータ、および現時点の太陽の位置に合わせてサーボモータの回転を制御する制御用マイコンなどによって構成される。太陽の位置は、例えば、太陽光分離発電装置３１が設置された位置の緯度と経度ならびに現在の時刻のデータを用いて制御用マイコンが計算することによって求められる。

第７実施形態の太陽光分離発電装置３１は、太陽光追尾機構３８を備えており、この太陽光追尾機構３８によって集光器３２とプリズム３６とを互いに連動させて太陽光Ｌの追尾をさせるので、集光器３２によって集められた太陽光線Ｓのプリズム３６への入射角を一定に保つことができ、さらに、プリズム３６によって分離された後の紫外線Ｖの発電セル３４への入射角および赤外線Ｒの太陽熱発電ユニット３５への入射角も一定に保つことが可能になる。これにより、太陽の位置に合わせて最適な入射角を保ちながら発電を行うことができるので、発電能力が向上する。

（第８実施形態）
また、第７実施形態のプリズム３６を備えた分離機構３３の代わりに、分離シート４６およびシート冷却機構４７を備えた分離機構４３を備えた太陽光分離発電装置４１でも、集光器４２および分離機構４３を、太陽光Ｌの動きに連動して位置調整を行うことは可能である。

すなわち、図８に示される第８実施形態に係る太陽光分離発電装置４１は、集光器４２と、分離機構４３と、発電セル４４と、太陽熱発電ユニット４５と、太陽光追尾機構４８とを備えている。

集光器４２は、太陽光Ｌを集め、集められた太陽光線Ｓを分離シート４６へ導くものであり、例えば、凹面鏡が用いられる。

分離機構４３は、分離シート４６と、シート冷却機構４７とから構成されている。

分離シート４６は、紫外線Ｖを反射し、赤外線Ｒを透過させるシートである。分離シート４６は、熱伝導性を有する銀などの材料を用いて製造され、例えば、透明の合成樹脂の表面に、反射膜として銀を蒸着することにより製造される。銀製の反射膜は、紫外線Ｖを反射するが、赤外線Ｒを透過する性質を有する。

シート冷却機構４７は、分離シート４６を冷却する。例えば、水又は空気の冷媒Ｃを分離シート４６の表面に供給することによって、分離シート４６を冷却する。

発電セル４４は、紫外線Ｖおよび可視光線の一部を用いて発電する太陽電池であり、本発明の第１発電手段の概念に含まれるものである。

太陽熱発電ユニット４５は、赤外線Ｒを用いて発電する装置であり、本発明の第２発電手段の概念に含まれるものである。太陽熱発電ユニット４５は、例えば、赤外線Ｒを用いて水を加熱して蒸気を発生させ、その蒸気でタービンを回転させる発電機、または熱エネルギーから電気エネルギーに変換する熱電素子などから構成されている。

太陽光追尾機構４８は、集光器４２と分離機構４３の分離シート４６とを互いに連動させながら、太陽光Ｌを追尾させる。具体的には、太陽光追尾機構４８は、集光器４２によって集められた太陽光線Ｓを、分離シート４６へ一定の入射角で入射するように、集光器３２および分離シート４６の向きを調整する。

太陽光追尾機構４８は、例えば、集光器４２および分離シート４６の向きを変えるサーボモータ、および現時点の太陽の位置に合わせてサーボモータの回転を制御する制御用マイコンなどによって構成される。太陽の位置は、例えば、太陽光分離発電装置４１が設置された位置の緯度と経度ならびに現在の時刻のデータを用いて制御用マイコンが計算することによって求められる。

また、太陽光追尾機構４８は、分離シート４６の向きに合わせて、シート冷却機構４７の向きも変えるようにすれば、分離シート４６に対して最適な角度で冷媒Ｃを供給することが可能になる。

第８実施形態の太陽光分離発電装置４１は、太陽光追尾機構４８を備えており、この太陽光追尾機構４８によって集光器４２と分離シート４６とを互いに連動させて太陽光Ｌの追尾をさせるので、集光器４２によって集められた太陽光線Ｓの分離シート４６への入射角を一定に保つことができ、さらに、分離シート４６によって分離された後の紫外線Ｖの発電セル４４への入射角および赤外線Ｒの太陽熱発電ユニット４５への入射角も一定に保つことが可能になる。これにより、太陽の位置に合わせて最適な入射角を保ちながら発電を行うことができるので、発電能力が向上する。

１、２１、３１、４１ 太陽光分離発電装置
２、２２、３２、４２ 集光器（集光手段）
３、２３、３３、４３ 分離機構（分離手段）
４、２４、３４、４４ 発電セル（第１発電手段）
５、２５、３５、４５ 太陽熱発電ユニット（第２発電手段）
６、３６ プリズム
７ プリズム冷却機構
２６、４６ 分離シート
２７、４７ シート冷却機構
３８、４８ 太陽光追尾機構

Claims (9)

1. 太陽光を集める集光手段と、
   前記集光手段によって集められた太陽光線を少なくとも紫外線と赤外線とに分離する分離手段と、
   前記分離手段によって分離された紫外線を用いて発電する第１発電手段と、
   前記分離手段によって分離された赤外線を用いて発電する第２発電手段と
   を備えており、
   前記分離手段は、少なくとも前記赤外線を透過し、かつ、前記赤外線による内部の温度上昇を抑制する構成を有している、
   ことを特徴とする太陽光分離発電装置。
2. 前記分離手段は、透明な材料からなり、入射面と、この入射面に対して傾斜した出射面とを有するプリズムを有しており、
   当該プリズムは、集められた太陽光線を少なくとも赤外線および紫外線に分光し、当該赤外線および紫外線を透過させる、
   請求項１に記載の太陽光分離発電装置。
3. 前記分離手段は、前記プリズムを冷却するプリズム冷却機構をさらに有している、
   請求項２に記載の太陽光分離発電装置。
4. 前記プリズムの内部には、入口と出口を有する空間部が形成され、
   前記プリズム冷却機構は、透明な冷却液を前記入口から前記空間部に連続的に導入する、
   請求項３に記載の太陽光分離発電装置。
5. 前記分離手段が、
   紫外線を反射し、赤外線を透過させる分離シートと、
   前記分離シートを冷却するシート冷却機構と
   を有している、
   請求項１に記載の太陽光分離発電装置。
6. 前記分離シートの内部には、入口と出口を有する空間部が形成され、
   前記シート冷却機構は、透明な冷却液を前記入口から前記空間部に連続的に導入する、
   請求項５に記載の太陽光分離発電装置。
7. 前記分離シートが無端ループ状に形成され、
   前記シート冷却機構によって冷却された分離シートの部分が、太陽光線の照射側へ連続的に供給される、
   請求項５に記載の太陽光分離発電装置。
8. 前記分離シートは、熱伝導性を有する材料で製造されている、
   請求項５から７のいずれかに記載の太陽光分離発電装置。
9. 前記集光手段と前記分離手段とを互いに連動させながら太陽光の追尾をさせる追尾手段をさらに備えている、
   請求項１から８のいずれかに記載の太陽光分離発電装置。

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