JP2012119644A - 色収差利用集光型太陽光利用装置 - Google Patents
色収差利用集光型太陽光利用装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】高倍率で集光した時の太陽電池の発熱を吸収し、エネルギ変換効率を向上した集光型太陽電池を提供する。
【解決手段】太陽光スペクトルのエネルギを吸収する波長帯を決定し、当該波長帯の最小光子エネルギを算出し、最小光子エネルギと以下のバンドギヤツプの太陽電池素子を決定し当該波長帯の集光レンズの色収差範囲に太陽電池素子を配置する。この方法により積層することなしに何種類のバンドギヤツプの太陽電池ができる。低コスト、高効率、軽装備の装置で高効率の太陽電池が可能となる。水の電気分解の水を太陽電池の冷却に使用する。集光レンズの下で植物栽培することで農地の使用が可能となる。
【選択図】図1
【解決手段】太陽光スペクトルのエネルギを吸収する波長帯を決定し、当該波長帯の最小光子エネルギを算出し、最小光子エネルギと以下のバンドギヤツプの太陽電池素子を決定し当該波長帯の集光レンズの色収差範囲に太陽電池素子を配置する。この方法により積層することなしに何種類のバンドギヤツプの太陽電池ができる。低コスト、高効率、軽装備の装置で高効率の太陽電池が可能となる。水の電気分解の水を太陽電池の冷却に使用する。集光レンズの下で植物栽培することで農地の使用が可能となる。
【選択図】図1
Description
本発明は色収差利用集光式太陽光利用装置に関するものである。
集光式太陽光発電用太陽電池は効率の高いものが求められている。
太陽電池は太陽光を有用な電気エネルギに変換する事が出来る。
太陽電池の光電流出力は半導体材料によって吸収される異なるエネルギ及び波長の光子の総数を増大させることにより増大することができる。太陽光のスペクトルは30Aから約220Åの波長領域に分布し、これらはエネルギに換算して約4.2evから約0.59evに相当する。太陽電池で吸収される太陽光のスペクトル領域は半導体材料のバンドギヤツプエネルギの大きさで決定される。従来、太陽電池は約1.45evのバンドギヤツプエネルギを持つガリウム砒素または約1.1eVのバンドギヤツプエネルギのシリコン等の単結晶材料で製作されていた。バンドギヤツプエネルギ以下のエネルギの太陽光は半導体材料で吸収されず、太陽電池の光電流出力に寄与しない。
ガリウム砒素、単結晶シリコンのような半導体材料を太陽電池に共に用いて太陽エネルギの電気エネルギへの総変換効率向上を計ったこともあるが、異なる半導体材料を同一の太陽電池に使用することには問題があった。異なる半導体材料を用いて太陽電池を製作する問題1の解法は第1の材料の太陽電池上に適当な波長の光を反射し、吸収されない光を第2の半導体材料の太陽電池に透過するフィルタを使用することであった。第2の解法はアルミニウム・ガリウム砒素、ガリウム砒素、ガリウム燐のように互いにエピタキシヤル成長させ得る異なるハンドギヤツプの半導体材料を使用することであった。これら2つの構造は漠然と直列接合型太陽電池と呼ばれて来た。第3の案は異なるバンドギヤツプエネルギの太陽電池を個々に作り、それを直列に接続して積層する方法である。これらの3つの方法はいずれも複雑、高価または装置の大型化といった欠点を有している。
太陽電池は太陽光を有用な電気エネルギに変換する事が出来る。
太陽電池の光電流出力は半導体材料によって吸収される異なるエネルギ及び波長の光子の総数を増大させることにより増大することができる。太陽光のスペクトルは30Aから約220Åの波長領域に分布し、これらはエネルギに換算して約4.2evから約0.59evに相当する。太陽電池で吸収される太陽光のスペクトル領域は半導体材料のバンドギヤツプエネルギの大きさで決定される。従来、太陽電池は約1.45evのバンドギヤツプエネルギを持つガリウム砒素または約1.1eVのバンドギヤツプエネルギのシリコン等の単結晶材料で製作されていた。バンドギヤツプエネルギ以下のエネルギの太陽光は半導体材料で吸収されず、太陽電池の光電流出力に寄与しない。
ガリウム砒素、単結晶シリコンのような半導体材料を太陽電池に共に用いて太陽エネルギの電気エネルギへの総変換効率向上を計ったこともあるが、異なる半導体材料を同一の太陽電池に使用することには問題があった。異なる半導体材料を用いて太陽電池を製作する問題1の解法は第1の材料の太陽電池上に適当な波長の光を反射し、吸収されない光を第2の半導体材料の太陽電池に透過するフィルタを使用することであった。第2の解法はアルミニウム・ガリウム砒素、ガリウム砒素、ガリウム燐のように互いにエピタキシヤル成長させ得る異なるハンドギヤツプの半導体材料を使用することであった。これら2つの構造は漠然と直列接合型太陽電池と呼ばれて来た。第3の案は異なるバンドギヤツプエネルギの太陽電池を個々に作り、それを直列に接続して積層する方法である。これらの3つの方法はいずれも複雑、高価または装置の大型化といった欠点を有している。
シャープ技報 第93号 p49〜53p 2005年12月
財団法人 地球環境産業技術研究機構 RITE NOW44号 水素製造用光触媒チップ
集光型太陽電池のエネルルギ変換効率の向上が望まれている。
単一の太陽電池素材例えばシリコン太陽電池では太陽光スペクトルの一部しか電気エネルギーに変換出来ない。この問題の解決の為に多接合構造が提案されている。
現在最高で3接合である。
この方法は複雑、高価で製造装置の大型化を招いている。
単一の太陽電池素材例えばシリコン太陽電池では太陽光スペクトルの一部しか電気エネルギーに変換出来ない。この問題の解決の為に多接合構造が提案されている。
現在最高で3接合である。
この方法は複雑、高価で製造装置の大型化を招いている。
本目的を達成する為の太陽光を集光して太陽光エネルギを利用する色収差利用集光型太陽光利用装置であって、
太陽光スペクトルの太陽光利用手段毎の波長帯を決定する太陽光利用手段毎波長帯決定手段と、
前記太陽光利用手段毎波長帯決定手段で決定された波長帯毎の集光レンズによる太陽光利用手段毎の波長帯の色収差範囲を算出する太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲算出手段と、前記太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲に波長帯毎太陽光利用手段を配置することを特徴とするものである。
太陽光スペクトルは遠紫外線、可視光線、遠赤外線と様々な波長の光線が含まれている。
太陽光利用手段とは、太陽電池による発電、水の電気分解による水素生成、紫外線による殺菌作用、可視光線利用の採光利用、遠赤外線利用の加熱がある。
太陽光利用手段はその波長毎に適しているものと不適のものがある。
現状の太陽光発電はすべての波長を対象にしているが、紫外線、赤外線の吸収発電能力は低い。
使用例として
水の電気分解には1.23ev以上の光子エネルギが必要である。しかし実際には2.0ev以上の光子エネルギが必要である。
集光レンズの色収差を利用して2.0ev以上の光子エネルギの波長の色収差範囲に水の電気分解手段を配置する。
2.00ev以下の光子エネルギの波長帯は太陽電池による発電に使用する。太陽電池は光子エネルギ2.00ev以下の波長帯の集光レンズの色収差範囲に配置する。
また遠赤外線領域は余り太陽電池では有効ではないので加熱に使用する。
これで太陽光のエネルギ使用効率が向上する。
紫外線の殺菌作用を活用する時は紫外線の色収差範囲を利用する。
太陽光スペクトルの太陽光利用手段毎の波長帯を決定する太陽光利用手段毎波長帯決定手段と、
前記太陽光利用手段毎波長帯決定手段で決定された波長帯毎の集光レンズによる太陽光利用手段毎の波長帯の色収差範囲を算出する太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲算出手段と、前記太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲に波長帯毎太陽光利用手段を配置することを特徴とするものである。
太陽光スペクトルは遠紫外線、可視光線、遠赤外線と様々な波長の光線が含まれている。
太陽光利用手段とは、太陽電池による発電、水の電気分解による水素生成、紫外線による殺菌作用、可視光線利用の採光利用、遠赤外線利用の加熱がある。
太陽光利用手段はその波長毎に適しているものと不適のものがある。
現状の太陽光発電はすべての波長を対象にしているが、紫外線、赤外線の吸収発電能力は低い。
使用例として
水の電気分解には1.23ev以上の光子エネルギが必要である。しかし実際には2.0ev以上の光子エネルギが必要である。
集光レンズの色収差を利用して2.0ev以上の光子エネルギの波長の色収差範囲に水の電気分解手段を配置する。
2.00ev以下の光子エネルギの波長帯は太陽電池による発電に使用する。太陽電池は光子エネルギ2.00ev以下の波長帯の集光レンズの色収差範囲に配置する。
また遠赤外線領域は余り太陽電池では有効ではないので加熱に使用する。
これで太陽光のエネルギ使用効率が向上する。
紫外線の殺菌作用を活用する時は紫外線の色収差範囲を利用する。
また、更に前記太陽光利用手段は太陽電池による発電であり、太陽電池発電に利用する太陽光の波長帯の色収差範囲に太陽電池を配置することを特徴とするものである。
太陽電池とは太陽電池素子集合体に保護する部材を加えたものである。
太陽電池素子はp型半導体、n型半導体、電極、基板からできているものである。
太陽電池とは太陽電池素子集合体に保護する部材を加えたものである。
太陽電池素子はp型半導体、n型半導体、電極、基板からできているものである。
また、更に前記太陽光利用手段は光触媒利用水素生成手段であり、電気分解に必要な光子エネルギの波長帯の集光レンズによる色収差範囲に光触媒利用水素生成手段を配置することを特徴とするものである。
また、更に前記太陽光利用手段は可視光線利用採光手段であり可視光の波長帯の集光レンズによる色収差範囲に可視光採光手段を配置することを特徴とするものである。
また、太陽光を集光レンズで集光する集光型太陽光発電用太陽電池素子集合体であって、
太陽光スペクトルを吸収する波長帯を決定する太陽光吸収波長帯決定手段と、
太陽光吸収波長帯決定手段で決定された波長帯の波長帯最小光子エネルギを算出する波長帯最小光子エネルギ算出手段と、
前記波長帯最小光子エネルギ以下のバンドギヤツプを有する太陽電池素子用半導体選択手段と、
集光レンズによる太陽光吸収波長帯の色収差範囲を算出する太陽光吸収波長帯色収差範囲算出手段と、
前記太陽光吸収波長帯色収差範囲に前記太陽電池素子用半導体選択手段で選択された太陽電池素子用半導体を配置からなる太陽電池素子をすることを特徴とするものである。
集光レンズとはフレネルレンズ、凸レンズである。
太陽電池素子とはp型、n型の半導体と電極からなるものである。
太陽電池とは太陽電池素子集合体に保護材等を備えたものである。
集光レンズで集光すると波長の違いで屈折率が違い色収差が発生する。
屈折率は集光レンズの材質毎に固有のものである。
屈折率は波長が短いほど大きくなる。
太陽光は波長毎に光子エネルギが違う。
太陽電池素子はそのバンドギヤツプより大きい光子エネルギの波長の太陽光スペクトルを吸収し発電する。
バンドギヤツプより小さい光子エネルギの波長は透過し発電に寄与しない。
またバンドギヤツプから大きく離れた光子エネルギの波長は吸収しても、電気に変換できず発光するか発熱する。
そこで数多くのバンドギヤツプの太陽電池素子を配するとより多くの太陽光エネルギを電気エネルギに変換できる。
太陽光スペクトルを吸収する波長帯を決定する太陽光吸収波長帯決定手段と、
太陽光吸収波長帯決定手段で決定された波長帯の波長帯最小光子エネルギを算出する波長帯最小光子エネルギ算出手段と、
前記波長帯最小光子エネルギ以下のバンドギヤツプを有する太陽電池素子用半導体選択手段と、
集光レンズによる太陽光吸収波長帯の色収差範囲を算出する太陽光吸収波長帯色収差範囲算出手段と、
前記太陽光吸収波長帯色収差範囲に前記太陽電池素子用半導体選択手段で選択された太陽電池素子用半導体を配置からなる太陽電池素子をすることを特徴とするものである。
集光レンズとはフレネルレンズ、凸レンズである。
太陽電池素子とはp型、n型の半導体と電極からなるものである。
太陽電池とは太陽電池素子集合体に保護材等を備えたものである。
集光レンズで集光すると波長の違いで屈折率が違い色収差が発生する。
屈折率は集光レンズの材質毎に固有のものである。
屈折率は波長が短いほど大きくなる。
太陽光は波長毎に光子エネルギが違う。
太陽電池素子はそのバンドギヤツプより大きい光子エネルギの波長の太陽光スペクトルを吸収し発電する。
バンドギヤツプより小さい光子エネルギの波長は透過し発電に寄与しない。
またバンドギヤツプから大きく離れた光子エネルギの波長は吸収しても、電気に変換できず発光するか発熱する。
そこで数多くのバンドギヤツプの太陽電池素子を配するとより多くの太陽光エネルギを電気エネルギに変換できる。
また、更に色収差利用集光型太陽電池であって集光型太陽光発電用太陽電池素子集合体と、太陽電池素子集合体が載置されたレシーバ基板と、
太陽電池素子集合体を保護する透光製被覆板と、
透光製樹脂注入部と、
透光製被覆板固定部と、を備えることを特徴とするものである。
太陽電池素子は集合体にするときに互いに電気的に接触しないようにする必要がある
絶縁体を太陽電池素子相互間に配置しても良い
太陽電池素子集合体を外気に曝さないように保護しなければならない。
レシーバ基板とは太陽電池素子集合体を載せる基板である。
透光製被覆板は通常はガラスである。
固定部とは透光製被覆板およびレシーバ基板を固定する筐体のことである。
太陽電池素子集合体を保護する透光製被覆板と、
透光製樹脂注入部と、
透光製被覆板固定部と、を備えることを特徴とするものである。
太陽電池素子は集合体にするときに互いに電気的に接触しないようにする必要がある
絶縁体を太陽電池素子相互間に配置しても良い
太陽電池素子集合体を外気に曝さないように保護しなければならない。
レシーバ基板とは太陽電池素子集合体を載せる基板である。
透光製被覆板は通常はガラスである。
固定部とは透光製被覆板およびレシーバ基板を固定する筐体のことである。
また、更に前記色収差利用太陽電池と、
太陽光集光手段と、
太陽光集光レンズと、
を備える事を特徴とするものである。
集光手段と集光レンズを取り付ける装置のことで、上面平板固定式、東面平板固定式、南面平板固定式、西面平板固定式、追尾装置がある。
太陽光集光手段と、
太陽光集光レンズと、
を備える事を特徴とするものである。
集光手段と集光レンズを取り付ける装置のことで、上面平板固定式、東面平板固定式、南面平板固定式、西面平板固定式、追尾装置がある。
また、更に前記光触媒利用水素生成手段を備えることを特徴とするものである。
また、更に蓄電手段を備える事を特徴とするものである。
蓄電手段とは蓄電池のことである。リチウムイオン電池、NAS電池である。
蓄電手段とは蓄電池のことである。リチウムイオン電池、NAS電池である。
また、更に水素貯蔵手段を備える事を特徴とするものである。
水素貯蔵手段とは、液体水素タンク、高圧水素タンク、水素貯蔵合金がある。
水素貯蔵手段とは、液体水素タンク、高圧水素タンク、水素貯蔵合金がある。
また、更に追尾装置を備える事を特徴とするものである。
集光式では追尾装置を使用すると直達日射をより多く集光できる。
集光式では追尾装置を使用すると直達日射をより多く集光できる。
また、更に冷却手段を備える事を特徴とするものである。
高倍率で集光すると電気エネルギに変換されない太陽光エネルギは熱となる。
このため冷却手段を備えることが重要となる。
ヒートシンク、水冷、冷凍サイクル低温部との熱交換がある。
高倍率で集光すると電気エネルギに変換されない太陽光エネルギは熱となる。
このため冷却手段を備えることが重要となる。
ヒートシンク、水冷、冷凍サイクル低温部との熱交換がある。
また、更にAC−DC変換装置を備える事を特徴とするものである。
AC−DC変換装置は太陽電池で発電された直流を交流に変換する装置である。
AC−DC変換装置は太陽電池で発電された直流を交流に変換する装置である。
また、更に前記太陽光集光レンズをフレネルレンズとする事を特徴とするものである。
また、更に前記冷却手段を水による冷却とする事を特徴とするものである。
水の電気分解用の水を太陽電池の冷却に兼用する事で効率があがる。
水の電気分解用の水を太陽電池の冷却に兼用する事で効率があがる。
また、更に前記冷却手段をヒートシンク設置する事を特徴とするものである。
太陽電池のレシーバ基板にヒートシンクを取り付ける。
レシーバ基板とヒートシンクを一体化しても良い。
材質は銅、アルミ等伝導率の良いものを使用する。
太陽電池のレシーバ基板にヒートシンクを取り付ける。
レシーバ基板とヒートシンクを一体化しても良い。
材質は銅、アルミ等伝導率の良いものを使用する。
また、更に前記冷却手段は冷凍サイクルの低温部との熱交換とする事を特徴とするものである。
冷凍サイクルの低圧膨張低温部と太陽電池のレシーバ基板もしくはヒートシンクと熱交換する。
このことで太陽電池を冷却する。
冷凍サイクルの低圧膨張低温部と太陽電池のレシーバ基板もしくはヒートシンクと熱交換する。
このことで太陽電池を冷却する。
また、更に前記集光レンズはレンズの表面に波長より微細な凹凸構造形成する反射防止構造を形成する反射防止構造を備えることを特徴とするものである。
また、更に植物を栽培する植物栽培手段を備えることを特徴とするものである。
植物栽培手段とは植物を栽培することすなわち農作物を栽培することである。
農地、植物工場がある。
植物栽培で重要なものは水と光である。
太陽の日射には直達日射と散乱日射がある。
植物の栽培は散乱日射だけでも可能である。
また降雨は直達日射により蒸発する。
集光レンズで集光する集光型太陽光利用装置では直達日射のみを利用するので散乱日射は通過させる。
ゆえに集光型太陽光利用装置の下では植物の栽培は可能である。
次に水であるが、直達日射がないので水の蒸発が押さえられ乾燥地帯でも農業が可能となる。
事例として年間降雨量600mm,年間直達日射時間1800時間の乾燥地帯のエネルギを示す
1平方メートル当たり 水の気化熱
水 600キログラム*2.227MJ=1.336GJ
1平方メートル当たり 直達日射熱量は 直達日射を0.8kwとして
0.8×60×60×1800=5.184GJ
気温による蒸発を除外しても5.184GJ−1.336GJ=3.848GJ分の水約2280kgの補給、灌漑が必要となる。
しかし集光レンズによって直達日射が吸収されるので年間降雨量600mmの乾燥地帯でも植物栽培が可能となる。
光の量の調整は追尾装置の場合、植物の生育上直達日射が必要な場合は追尾装置を光量の調整に使用する。例えば水平に固定すれば光量は50%位になる。
固定式の場合は後述の降雨の誘導手段の隙間をあらかじめ必要光量を算出して決めることで対応できる。
植物栽培手段とは植物を栽培することすなわち農作物を栽培することである。
農地、植物工場がある。
植物栽培で重要なものは水と光である。
太陽の日射には直達日射と散乱日射がある。
植物の栽培は散乱日射だけでも可能である。
また降雨は直達日射により蒸発する。
集光レンズで集光する集光型太陽光利用装置では直達日射のみを利用するので散乱日射は通過させる。
ゆえに集光型太陽光利用装置の下では植物の栽培は可能である。
次に水であるが、直達日射がないので水の蒸発が押さえられ乾燥地帯でも農業が可能となる。
事例として年間降雨量600mm,年間直達日射時間1800時間の乾燥地帯のエネルギを示す
1平方メートル当たり 水の気化熱
水 600キログラム*2.227MJ=1.336GJ
1平方メートル当たり 直達日射熱量は 直達日射を0.8kwとして
0.8×60×60×1800=5.184GJ
気温による蒸発を除外しても5.184GJ−1.336GJ=3.848GJ分の水約2280kgの補給、灌漑が必要となる。
しかし集光レンズによって直達日射が吸収されるので年間降雨量600mmの乾燥地帯でも植物栽培が可能となる。
光の量の調整は追尾装置の場合、植物の生育上直達日射が必要な場合は追尾装置を光量の調整に使用する。例えば水平に固定すれば光量は50%位になる。
固定式の場合は後述の降雨の誘導手段の隙間をあらかじめ必要光量を算出して決めることで対応できる。
また、更に降雨を植物栽培手段へ誘導する降雨誘導手段を備えることを特徴とするものである。
降雨を均等に栽培手段に供給しなければならないので、集光レンズ固定部、架台に水を通過させる隙間を設ける。これは同時に直達日射も通過させることとなる。
作物により直達日射が必要な場合はこの隙間で調整できる。
降雨を均等に栽培手段に供給しなければならないので、集光レンズ固定部、架台に水を通過させる隙間を設ける。これは同時に直達日射も通過させることとなる。
作物により直達日射が必要な場合はこの隙間で調整できる。
また、更に前記色収差利用集光型太陽光利用装置を備えた事を特徴とする建築物である。
また、本目的を達成する為の太陽光を集光して太陽光エネルギを利用する色収差利用集光型太陽光利用方法であって、
太陽光スペクトルの太陽光利用手段毎の波長帯を決定する太陽光利用手段毎波長帯決定手段と、
前記太陽光利用手段毎波長帯決定手段で決定された波長帯毎の集光レンズによる太陽光利用手段毎の波長帯の色収差範囲を算出する太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲算出手段と、前記太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲に波長帯毎太陽光利用手段を配置することを特徴とするものである。
太陽光スペクトルの太陽光利用手段毎の波長帯を決定する太陽光利用手段毎波長帯決定手段と、
前記太陽光利用手段毎波長帯決定手段で決定された波長帯毎の集光レンズによる太陽光利用手段毎の波長帯の色収差範囲を算出する太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲算出手段と、前記太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲に波長帯毎太陽光利用手段を配置することを特徴とするものである。
また、更に前記太陽光利用手段は太陽電池による発電であり、太陽電池発電に利用する太陽光の波長帯の色収差範囲に太陽電池を配置することを特徴とするものである。
更に前記太陽光利用手段は光触媒利用水素生成手段であり、電気分解に必要な光子エネルキの波長帯の集光レンズによる色収差範囲に光触媒利用水素生成手段を配置することを特徴とするものである。
また、更に前記太陽光利用手段は可視光線利用採光手段であり可視光の波長帯の集光レンズによる色収差範囲に可視光採光手段を配置することを特徴とするものである。
また、太陽光を集光レンズで集光する集光型太陽光発電用太陽電池集合方法であって、
太陽光スペクトルを吸収する波長帯を決定する太陽光吸収波長帯決定手段と、
太陽光吸収波長帯決定手段で決定された波長帯の波長帯最小光子エネルギを算出する波長帯最小光子エネルギ算出手段と、
前記波長帯最小光子エネルギ以下のバンドギャップを有する太陽電池素子用半導体選択手段と、
集光レンズによる太陽光吸収波長帯の色収差範囲を算出する太陽光吸収波長帯色収差範囲算出手段と、
前記太陽光吸収波長帯色収差範囲に前記太陽電池素子用半導体選択手段で選択された太陽電池素子用半導体からなる太陽電池素子を配置することを特徴とするものである。
太陽光スペクトルを吸収する波長帯を決定する太陽光吸収波長帯決定手段と、
太陽光吸収波長帯決定手段で決定された波長帯の波長帯最小光子エネルギを算出する波長帯最小光子エネルギ算出手段と、
前記波長帯最小光子エネルギ以下のバンドギャップを有する太陽電池素子用半導体選択手段と、
集光レンズによる太陽光吸収波長帯の色収差範囲を算出する太陽光吸収波長帯色収差範囲算出手段と、
前記太陽光吸収波長帯色収差範囲に前記太陽電池素子用半導体選択手段で選択された太陽電池素子用半導体からなる太陽電池素子を配置することを特徴とするものである。
また、更に色収差利用集光型太陽電池であって集光型太陽光発電用太陽電池素子集合体と、
太陽電池素子集合体が載置されたレシーバ基板と、
太陽電池素子集合体を保護する透光製被覆板と、
透光製樹脂注入部と、
透光製被覆板固定部と、を備えることを特徴とするものである。
太陽電池素子集合体が載置されたレシーバ基板と、
太陽電池素子集合体を保護する透光製被覆板と、
透光製樹脂注入部と、
透光製被覆板固定部と、を備えることを特徴とするものである。
また、更に前記色収差利用太陽電池と、
太陽光集光手段と、
太陽光集光レンズと、
を備える事を特徴とするものである。
太陽光集光手段と、
太陽光集光レンズと、
を備える事を特徴とするものである。
また、更に光触媒利用水素生成手段を備えることを特徴とするものである。
また、更に蓄電手段を備える事を特徴とするものである。
また、更に水素貯蔵手段を備える事を特徴とするものである。
また、更に追尾装置を備える事を特徴とするものである。
また、更に冷却手段を備える事を特徴とするものである。
また、更にAC−DC変換装置を備える事を特徴とするものである。
また、更に前記太陽光集光レンズをフレネルレンズとする事を特徴とするものである。
また、更に前記冷却手段を水による冷却とする事を特徴とするものである。
また、更に前記冷却手段をヒートシンク設置とする事を特徴とするものである。
また、更に前記冷却手段は冷凍サイクルの低温部との熱交換とする事を特徴とするものである。
また、更に前記集光レンズはレンズの表面に波長より微細な凹凸構造形成する反射防止構造を形成する反射防止構造を備えることを特徴とするものである。
また、更に植物を栽培する植物栽培手段を備えることを特徴とするものである。
また、更に降雨を植物栽培手段へ誘導する降雨誘導手段を備えることを特徴とするものである。
太陽光をレンズで集光する波長毎に色収差が発生する。
これを利用して波長毎の利用手段を使い分ける事で、太陽光全体の変換効率が高まる。
太陽電池素子半導体を多接合せずに色収差を利用して平面配置する事で既存の基板が使用でき広い帯域の太陽光スペクトルを吸収することができる。
多数のバンドギヤツプの半導体を使用できる。
これを利用して波長毎の利用手段を使い分ける事で、太陽光全体の変換効率が高まる。
太陽電池素子半導体を多接合せずに色収差を利用して平面配置する事で既存の基板が使用でき広い帯域の太陽光スペクトルを吸収することができる。
多数のバンドギヤツプの半導体を使用できる。
a1〜9 直達太陽光
b フレネルレンズ
c 架台
d 太陽光電池素材、酸化すず
e 太陽光電池素材、酸化チタン
f 太陽光電池素材、酸化タングステン
g 太陽光電池素材、りん化ゲッルマニウム
h 太陽光電池素材、亜酸化銅
i 太陽光電池素材、アルミニウムインジウムリン
j 太陽光電池素材、ヒ化ガリウム
k 太陽光電池素材、シリコン
l 太陽光電池素材、ゲルマニウム
m EV=2.0以上の光
n EV=2.0以下の光
1 酸化すずevV対応波長焦点
2 酸化チタンev対応波長焦点
3 酸化タングステンev対応波長焦点
4 りん化ゲルマニウムev対応波長焦点
5 亜酸化銅ev対応波長焦点
6 アルミニウムインジウムリンev対応波長焦点
7 ヒ化ガリウムev対応波長焦点
8 シリコンev対応波長焦点
9 ゲルマニウムev対応波長焦点
10 太陽電池
11 太陽電池素子
12 太陽電池固定部
13 仰角回転部
14 追尾装置
15 追尾装置水平回転軸
16 支持
17 AC−DC変換装置
18 電気配線
19 熱交換機
20 レシーバ基板
21 樹脂
22 ガラス
23 筐体
24 光触媒チップ
25 水槽
26 水
28 降雨誘導すき間
b フレネルレンズ
c 架台
d 太陽光電池素材、酸化すず
e 太陽光電池素材、酸化チタン
f 太陽光電池素材、酸化タングステン
g 太陽光電池素材、りん化ゲッルマニウム
h 太陽光電池素材、亜酸化銅
i 太陽光電池素材、アルミニウムインジウムリン
j 太陽光電池素材、ヒ化ガリウム
k 太陽光電池素材、シリコン
l 太陽光電池素材、ゲルマニウム
m EV=2.0以上の光
n EV=2.0以下の光
1 酸化すずevV対応波長焦点
2 酸化チタンev対応波長焦点
3 酸化タングステンev対応波長焦点
4 りん化ゲルマニウムev対応波長焦点
5 亜酸化銅ev対応波長焦点
6 アルミニウムインジウムリンev対応波長焦点
7 ヒ化ガリウムev対応波長焦点
8 シリコンev対応波長焦点
9 ゲルマニウムev対応波長焦点
10 太陽電池
11 太陽電池素子
12 太陽電池固定部
13 仰角回転部
14 追尾装置
15 追尾装置水平回転軸
16 支持
17 AC−DC変換装置
18 電気配線
19 熱交換機
20 レシーバ基板
21 樹脂
22 ガラス
23 筐体
24 光触媒チップ
25 水槽
26 水
28 降雨誘導すき間
Claims (41)
- 太陽光を集光して太陽光エネルギを利用する色収差利用集光型太陽光利用装置であって、太陽光スペクトルの太陽光利用手段毎の波長帯を決定する
太陽光利用手段毎波長帯決定手段と、
前記太陽光利用手段毎波長帯決定手段で決定された波長帯毎の集光レンズによる太陽光利用手段毎の波長帯の色収差範囲を算出する太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲算出手段と、前記太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲に波長帯毎太陽光利用手段を配置する色収差利用集光型太陽光利用装置 - 更に前記太陽光利用手段は太陽電池による発電であり、太陽電池発電に利用する太陽光の波長帯の色収差範囲に太陽電池を配置することを特徴とする請求項1の色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に前記太陽光利用手段は光触媒利用水素生成手段であり、電気分解に必要な光子エネルギの波長帯の集光レンズによる色収差範囲に光触媒利用水素生成手段を配置することを特徴とする請求項1の色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に前記太陽光利用手段は可視光線利用採光手段であり可視光の波長帯の集光レンズによる色収差範囲に可視光採光手段を配置することを特徴をする請求項1の色収差利用集光型太陽光利用装置
- 太陽光を集光レンズで集光する集光型太陽光発電用太陽電池素子集合体であって、太陽光スペクトルを吸収する波長帯を決定する太陽光吸収波長帯決定手段と、
太陽光吸収波長帯決定手段で決定された波長帯の波長帯最小光子エネルギを算出する波長帯最小光子エネルギ算出手段と、
前記波長帯最小光子エネルギ以下のバンドギヤツプを有する太陽電池素子用半導体選択手段と、
集光レンズによる太陽光吸収波長帯の色収差範囲を算出する太陽光吸収波長帯色収差範囲算出手段と、
前記太陽光吸収波長帯色収差範囲に前記太陽電池素子用半導体選択手段で選択された太陽電池素子用半導体からなる太陽電池素子を配置することを特徴とする集光型太陽光発電用の色収差利用太陽電池素子集合体 - 更に色収差利用集光型太陽電池であって請求項5の集光型太陽光発電用太陽電池素子集合体と、
太陽電池素子集合体が載置されたレシーバ基板と、
太陽電池素子集合体を保護する透光製被覆板と、
透光製樹脂注入部と、
透光製被覆板固定部と、を備えることを特徴とする色収差利用集光型太陽光利用装置 - 更に前記請求項6の色収差利用太陽電池と、
太陽光集光手段と、
太陽光集光レンズと、
を備える事を特徴とする色収差利用集光型太陽光利用装置 - 更に前記請求項3の光触媒利用水素生成手段を備えることを特徴とする請求項7の色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に蓄電手段を備える事を特徴とする請求項7または8の色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に水素貯蔵手段を備える事を特徴とする請求項7〜9いずれかの色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に追尾装置を備える事を特徴とする請求項7〜10いずれかの色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に冷却手段を備える事を特徴とする請求項7〜11いずれかの色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更にAC−DC変換装置を備える事を特徴とする請求項7〜12いずれかの色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に前記太陽光集光レンズをフレネルレンズとする事を特徴とする請求項7〜13いずれかの色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に前記冷却手段を水による冷却とする請求項7〜14いずれかの色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に前記冷却手段をヒートシンク設置とする請求項7〜15いずれかの色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に前記冷却手段は冷凍サイクルの低温部との熱交換とする事を特徴とする請求項7〜16の色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に前記集光レンズはレンズの表面に波長より微細な凹凸構造形成する反射防止構造を形成する反射防止構造を備えることを特徴とする請求項7〜17いずれかの色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に植物を栽培する植物栽培手段を備えることを特徴とする請求項7〜18いずれかの色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に降雨を植物栽培手段へ誘導する降雨誘導手段を備えることを特徴とする請求項7〜19の色収差利用集光型太陽光利用装置
- 更に前記請求項7〜20いずれかの色収差利用集光型太陽光利用装置を備えた事を特徴とする建築物
- 太陽光を集光して太陽光エネルギを利用する色収差利用集光型太陽光利用方法であって、太陽光スペクトルの太陽光利用手段毎の波長帯を決定する太陽光利用手段毎波長帯決定手段と、
前記太陽光利用手段毎波長帯決定手段で決定された波長帯毎の集光レンズによる太陽光利用手段毎の波長帯の色収差範囲を算出する太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲算出手段と、前記太陽光利用手段毎波長帯色収差範囲に波長帯毎太陽光利用手段を配置する色収差利用集光型太陽光利用方法 - 更に前記太陽光利用手段は太陽電池による発電であり、太陽電池発電に利用する太陽光の波長帯の色収差範囲に太陽電池を配置することを特徴とする請求項22の色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に前記太陽光利用手段は光触媒利用水素生成手段であり、電気分解に必要な光子エネルギの波長帯の集光レンズによる色収差範囲に光触媒利用水素生成手段を配置することを特徴とする請求項22の色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に前記太陽光利用手段は可視光線利用採光手段であり可視光の波長帯の集光レンズによる色収差範囲に可視光採光手段を配置することを特徴とする請求項22の色収差利用集光型太陽光利用方法
- 太陽光を集光レンズで集光する集光型太陽光発電用太陽電池素子集合方法であって、太陽光スペクトルを吸収する波長帯を決定する太陽光吸収波長帯決定手段と、
太陽光吸収波長帯決定手段で決定された波長帯の波長帯最小光子エネルギを算出する波長帯最小光子エネルギ算出手段と、
前記波長帯最小光子エネルギ以下のバンドギヤツプを有する太陽電池素子用半導体選択手段と、
集光レンズによる太陽光吸収波長帯の色収差範囲を算出する太陽光吸収波長帯色収差範囲算出手段と、
前記太陽光吸収波長帯色収差範囲に前記太陽電池素子用半導体選択手段で選択された太陽電池素子用半導体からなる太陽電池素子を配置することを特徴とする集光型太陽光発電用の色収差利用太陽電池素子集合方法 - 更に色収差利用集光型太陽電池であって請求項26の集光型太陽光発電用太陽電池素子集合体と
太陽電池素子集合体が載置されたレシーバ基板と、
太陽電池素子集合体を保護する透光製被覆板と、
透光製樹脂注入部と、
透光製被覆板固定部と、を備えることを特徴とする色収差利用集光型太陽光利用方法 - 更に前記請求項27の色収差利用太陽電池と、
太陽光集光手段と、
太陽光集光レンズと、
を備える事を特徴とする色収差利用集光型太陽光利用方法 - 更に前記請求項24の光触媒利用水素生成手段を備えることを特徴とする請求項28の色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に蓄電手段を備える事を特徴とする請求項28または29の色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に水素貯蔵手段を備える事を特徴とする請求項28〜30いずれかの色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に追尾装置を備える事を特徴とする請求項28〜31いずれかの色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に冷却手段を備える事を特徴とする請求項28〜32いずれかの色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更にAC−DC変換装置を備える事を特徴とする請求項28〜33いずれかの色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に前記太陽光集光レンズをフレネルレンズとする事を特徴とする請求項28〜34いずれかの色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に前記冷却手段を水による冷却とする請求項28〜35いずれかの色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に前記冷却手段をヒートシンク設置とする請求項28〜36いずれかの色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に前記冷却手段は冷凍サイクルの低温部との熱交換とする事を特徴とする請求項28〜37の色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に前記集光レンズはレンズの表面に波長より微細な凹凸構造形成する反射防止構造を形成する反射防止構造を備えることを特徴とする請求項28〜38いずれかの色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に植物を栽培する植物栽培手段を備えることを特徴とする請求項28〜39いずれかの色収差利用集光型太陽光利用方法
- 更に降雨を植物栽培手段へ誘導する降雨誘導手段を備えることを特徴とする請求項28〜40の色収差利用集光型太陽光利用方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010283692A JP2012119644A (ja) | 2010-12-03 | 2010-12-03 | 色収差利用集光型太陽光利用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010283692A JP2012119644A (ja) | 2010-12-03 | 2010-12-03 | 色収差利用集光型太陽光利用装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012119644A true JP2012119644A (ja) | 2012-06-21 |
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ID=46502119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010283692A Pending JP2012119644A (ja) | 2010-12-03 | 2010-12-03 | 色収差利用集光型太陽光利用装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012119644A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014057721A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Hitachi Appliances Inc | 空気清浄機 |
US11004995B2 (en) | 2016-10-14 | 2021-05-11 | Kaneka Corporation | Photovoltaic device |
-
2010
- 2010-12-03 JP JP2010283692A patent/JP2012119644A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014057721A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Hitachi Appliances Inc | 空気清浄機 |
US11004995B2 (en) | 2016-10-14 | 2021-05-11 | Kaneka Corporation | Photovoltaic device |
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