JP2013528936A - ソーラーエネルギー発電機 - Google Patents

Abstract

ソーラーエネルギー発電機を提供する。自動太陽追尾のソーラーエネルギー発電機は、8.8倍の八卦形PV発電機、30-50倍の八卦形加熱機、八卦形加熱機のスターリング外部燃焼光熱発電機、2百万ワット以上の風光相互補完発電機を備え、前三種の設備は八卦形で、多陽光構造で、第四種の設備は風光相互補完平面シリコン電池発電機で、前三種の設備は多陽光機、太陽追尾機という２個の構成部品により組成し、多陽光機は、金属サポートフレームと平面ガラスにより組成され、太陽追尾機は、太陽を追尾する機械駆動構成部品とバランスウェイト41により構成される。

Description

本発明はソーラーエネルギー発電機に関し、特に易経八卦形のソーラーエネルギー8.8倍PV発電、30-50倍加熱機、多陽光型の八卦形加熱機のスターリング外部燃焼光熱発電機及び特大型のソーラーエネルギー風光相互補完発電機であるソーラーエネルギー発電機に関する。

現在のPV発電機には、シリコン電池のコストが高く、全自動太陽追尾機構の寿命が短く、追跡の信頼性が低いという問題がある。特に、百万ワット以上のPV発電機で、それが顕著である。

従来の太陽熱温水器の多くは、生活用水として用いられてきたが、八卦形で高熱を発する太陽熱温水器は非常に高価である。工業用温水、或いは住宅ビル屋上のハイパワー発熱システムは、家庭やビル全体に熱を供給する目的でも使用される。中でも、ハイパワーの八卦形加熱機は、スターリング外部燃焼光熱発電機に応用されており、前途洋洋の独立発電機である。

人類は、日々降り注ぐ陽光から熱を採集し、保存し、応用することを常に願ってきた。本発明のハイパワー蓄熱システムは、人類のその願いをかなえるものである。八卦形ソーラーエネルギー多数倍発電、ハイパワー加熱、光熱発電、風光相互補完発電の機種は、易経八卦の原理を採用し、太陽光熱を地下に保存する目的を実現することができる。上記した各独立機種の生産は、より幅広いソーラーエネルギーの応用範囲を切り開くものである。

なし

本発明が解決しようとする課題は、中国に古代から伝わる易経太極原理に啓発されて設計したソーラーエネルギーの四種の応用機種で、その要点技術は、多陽光機、太陽追尾機、無噛み合いギア式太陽追尾装置、湾曲三ウェイト、独立単独機のサポートフレームで、これらの設計に成功すれば、これら機種の技術における難関を突破することができ、四機種のキーテクノロジーは、上記したその要点技術が共有する発明で、中でも八卦形加熱機のスターリング外部燃焼光熱発電機は、八卦形の多陽光機と太陽追尾機の結合応用における意義は深遠で、中国に古代から伝わる易経八卦原理には「無極生太極、太極生八卦(無極から太極が生まれ、太極から八卦が生まれる)」というが、この八卦とは、方位を用いて、天体運動の規律を表現するもので、この規律をソーラーエネルギーの応用に運用したソーラーエネルギー発電機を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は下記のソーラーエネルギー発電機を提供する。
ソーラーエネルギー発電機は、以下の９点に分けられる。
１．太陽追尾のギアボックスは壊れ易い：大型PV発電装置は、太陽光照射に正面対応しなければならない。そのため、太陽の運動軌跡を追跡しなければならない。特に、起動と停止の瞬間に必要な駆動力は、回転過程の100倍必要で、ギアボックスはしばしばこの一瞬に損壊する。同時に、天気の変化による不確定性から、変速ボックス構造の耐用性を守ることも技術的な難題である。本発明の太陽追尾無噛み合いギアスライド構造は、この難題を解決することができる。特に、2百万ワット以上の独立単独機能において成功しており、この種の信頼できる独立単独機は、今後の電動自動車の充電において条件となるだろう。

２．八卦形サポートフレームの太陽追尾は、簡単な環状構造ではない。太陽が東から上り西に沈むことを重点とした陽光の採集でなければ、陽光を制御することはできない。中国易経の乾、兌、離、震、巽、坎、艮、坤方位に設置した八卦形平面反射ガラスミラーユニットは、採集した陽光を計算し、コントロールすることができる。この設計は異形の光学ガラスを必要とせず、サポートフレームも最も普通な三角サポートフレームで、低コストで製造することができる。

３．この種の八卦形のモデルは、純粋に円形に取り囲むのではなく、東、西、南、北に分かれ、その他は通風し重さを軽減し、しかも平面ガラスミラーが覆い、さまざまな緯度の陽光の照度の違いに応じて、ガラスミラーで覆いコントロールし、光熱発電の独立単独機とし、異なるワット数の機種を生産し、一戸建て、ビル等の応用に適している。

４．本発明機種の湾曲三ウェイトは、一般のバランスウェイトではなく、その位置と角度は、追跡技術の失敗と成功を決定する。

５．多陽光機により、多数の太陽があるように用いることができる。なぜならその構造は、陽光を、中空に逆さまに掛けるシリコン太陽電池上に反射させることができ、シリコン電池は、陽を陰に変え、多数の平面ガラスミラーは陽光を反射することができる。これにより、多数の陽光は、電池パネル上に重なり、すなわちソーラーエネルギー量が多くなり、つまり多数の太陽があるような状況になり、多陽光機により、上空に９個の太陽があるのと同様のエネルギーを取り込むことができる。シリコン電池PV発電には、60℃以下の温度を維持する必要があるが、我々は水冷の方法で、シリコン電池多数倍発電中で生じる高熱の技術的難題の解決に成功した。冷卻水はさらに生活用水として用いることができる。

６．多陽光機は多数倍発電効果を備えるが、電池材料種類の改変と発電効率の向上に従い、より大きな経済価値が生み出され、多陽光機は、加熱、保存、応用、暖房において二酸化炭素排出効果が顕著である。

７．八卦形のサポートフレームに設置する平面ガラスミラーの、採集する陽光エネルギーに対する角度は、太陽光コサインに対する損失は計算でき、コントロールでき、PV発電機を製造することができる。その資料は非常に重要で、PV発電機は赤道で使用し、或いは南北半球で使用する場合には、ミラー面によりエネルギーをコントロールする必要がある。

８．八卦形加熱機にスターリング発動機を加えた光熱発電機の長所は、異なる規格の独立単独機の光熱発電機を製造でき、太陽から収集した陽光は、発熱機の下方或いは地底下に保存し、良好な保温保存技術は簡単で、コストは高くない。300℃のオイルにより熱を給水管に伝えれば、簡単に、ビルに、生活用水或いは暖房用を提供でき、熱いオイルを直接、或いは間接的に、スターリング発動機に送れば、外熱発電ができ、地面上で操作でき、意義深い。

９．以上から、各種モデルは、機械構造に制限され、全自動の独立単独機の設備とし、さらに配置が必要な電気コントロールパーツいついては、本発明では記述しない。

本発明のソーラーエネルギー発電機は、以下２点の長所を備える。
１）本発明風光分離クランプ式伝動の風光相互補完ソーラーエネルギーPV発電機中でいうクランプ式の伝動機構とは、環状運動ガイドレールに、大型バネを備える加圧ローラーを用い、その上下に押しながら回転する運動方式を形成する。この構造は、特大型の風力発電機或いは風光相互補完ソーラーエネルギーPV発電機上に適用し、風光相互補完の発電機のサポートフレームはみな、同一のコンクリート台上に設置し、すなわち風力発電サポートフレームは中央で、シリコン太陽電池サポートフレームは辺縁で、両者の機体は相互に接触せず、分離式風光相互補完発電の目的を達成し、緯度の運転は、クランプ式の伝動機構により行い、経度の運転は、ウォームギア減速ボックスのスイング動により行い、特大型風光相互補完発電の目的を実現する。

２）本発明において、八卦状平面反射ガラスミラーユニット真ん中の中空位置上に掛ける集熱器は、円形金属管内の液体と外に設置する蓄熱ボックス中の円形金属管内の液体とが熱交換を行い、蓄熱ボックス外を保温材料により保温し、蓄熱ボックスには円形金属管を備え、管中の水或いは化学液体は熱交換を行い、工業或いは生活に使用でき、その集熱は15倍以上の効果があり、中空に掛かる円形金属管上には、金属反射板及び保温材料を設置し、保温材料の上層にはシリコンソーラーエネルギー電池パネルを設置し、蓄熱器のループポンプ、注水ポンプ、照明に給電することができる。

八卦状３層２４枚平面ガラスミラーの発電量が8.8倍であることを示す模式図である。 八卦状５層６４枚の平面ガラスミラーが15-30倍の集熱が可能であることを示す模式図である。 8.8倍PV発電機立体図（冷卻水）である。 30倍加熱機の立体図である。 百万ワット以上の風光相互補完発電機の立体図である。 三ローラークランプ式構成部品の模式図である。 典型的な太陽追尾機の構造図である。 30倍の300℃オイル蓄熱機の模式図である。

以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳述する。

図１〜３に示す風光分離クランプ式伝動の風光相互補完ソーラーエネルギーPV発電機は、コンクリート底台5上に固定する風力発電サポートフレーム1を備え、さらに風力発電サポートフレーム1外部に設置するシリコン太陽電池サポートフレームを備える。シリコン太陽電池サポートフレームは、風力発電サポートフレーム1を巡り円周回転を行う経度回転軸を備える。

図４と図５に示すように、経度回転軸には、２個の大型バネ33を備える加圧ローラー31を設置し、その上の環状運動ガイドレール32でスライドさせ、こうして押しながら回転するクランプ式の伝動機構を形成する。環状運動ガイドレール32は、風力発電サポートフレーム1外部に環状に固定する。

シリコン太陽電池サポートフレームはさらに、風力発電サポートフレーム1の垂直面に平行でスイング動を行う緯度回転軸21を備え、その両側固定端は、両側のバランスウェイト41に固定して連接する。風力発電サポートフレーム1上には、回転カバー22を設置し、回転カバー22は回転枠フレーム23を外へと延伸する。緯度回転軸21は、回転枠フレーム23上に回転状に接続する。回転部は、経度回転軸に回転して連接する。加圧ローラー31は、回転枠フレーム23に固定して連接する。バランスウェイト41は、回転枠フレーム23と可動状に接続する枠フレーム42上に設置する。

本発明は自然の摂理に基づき、中国古来の太極八卦から啓発を受け、八卦方位法を採用し、太陽が東から昇り西に沈むという天体運動規律に基づき、設計する。

図１に示すように、太極八卦式の大型工業温オイル機/温水機は、八卦の乾、兌、離、震、巽、坎、艮、坤方位を設置する八卦状平面反射ガラスミラーユニット1を備える。各組の反射ガラスミラーユニットはすべて、一枚以上の傾斜状に設置する平面ガラスミラーユニットが順序よく配列して構成する。各平面ガラスミラーユニットは、太陽の反射光を、中空に逆さまに掛ける円形金属管2の光レシーブ面上に投射する。八卦状平面反射ガラスミラーユニット1は、相互に対応する８本が延伸してサポートするサポートフレーム上にそれぞれ設置し、八卦状を形成する。

16或いは24枚以上の八卦状平面反射ガラスミラーユニットを備える光熱用の八卦状平面反射ガラスミラーユニットは、八卦状平面反射ガラスミラーユニット1真ん中の中空位置上の集熱器に掛ける。それは、円形金属管2により組成する。円形金属管2上には、順番に、金属反射板6、保温材料層隔熱層10、シリコン太陽電池7を設置する。

さらに、蓄熱ボックス3を設置し、円形金属管2内に充填する液体は、ループ管4を通して、蓄熱ボックス3内の液体と熱交換を行う。蓄熱ボックス3外は、保温材料層8で覆い、ボックス内には、円形金属管9を設置する。蓄熱ボックス3と集熱器の円形金属管2との間には、ループポンプ5を連接する。シリコン太陽電池7は、ループポンプ5に連接し、シリコン太陽電池7は、ループポンプ5に給電する。シリコン太陽電池7はさらに、蓄熱器3に連接する注水ポンプ11及び照明に給電する。

集熱器円形金属管2内の液体と外に設置する蓄熱ボックス3の円形金属管9内の液体とは、熱交換を行い、蓄熱ボックス3は、300度前後を蓄熱でき、大型工業用温水機及び温オイル機に直接用いることができる。

上記の本発明名称と内容は、本発明技術内容の説明に用いたのみで、本発明を限定するものではない。本発明の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本発明の保護範囲に含むものとする。

本発明は特許要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩性を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。

1：風力発電サポートフレーム
1：八卦状平面反射ガラスミラーユニット
11：注水ポンプ
2：円形金属管
21：緯度回転軸
22：回転カバー
23：回転枠フレーム
3：蓄熱ボックス
31：加圧ローラー
32：環状運動ガイドレール
33：大型バネ
4：ループ管
41：バランスウェイト
5：ループポンプ
5：コンクリート底台
6：金属反射板
7：シリコン太陽電池
8：保温材料層
9：円形金属管
10：保温材料層隔熱層

Claims (9)

1. 八卦形自動太陽追尾のPV発電機と、加熱機と、ソーラーエネルギー発電と発熱を応用する光熱発電機と、を含む数種類の独立単独機機種であって、
   独立単独機機種の第一種は、8.8倍の八卦形PV発電機で、
   独立単独機機種の第二種は30-50倍の八卦形加熱機で、
   独立単独機機種の第三種は、八卦形加熱機のスターリング外部燃焼光熱発電機で、
   独立単独機機種の第四種は、2百万ワット以上の風光相互補完発電機で、
   前記第一、二、三種は、八卦形機種で、前記第四種は、風光相互補完平面又は八卦形サポートフレームを備えるシリコン電池機種で、
   前記三種のモデルはすべて、多陽光機及び太陽追尾機又は太陽追跡と命名された二大構成部品により構成され、
   前記多陽光機はすべて、八卦形の金属サポートフレームと平面ガラスミラーユニットとからなり、
   前記太陽追尾機は、由太陽を追尾する機械と電子駆動構成部品、及びバランスウェイトにより構成され、
   前記三種のモデル構造は相同で、
   前記第一種から前記第三種モデルまですべて、相同の太陽追尾駆動機構を備え、すべて相同の金属サポートフレームを備えるため、太陽追尾機と呼称し、
   前記太陽追尾機には、多陽光機を設置して、八卦形PV発電機、八卦形加熱機、八卦形加熱機のスターリング外部燃焼光熱発電機と呼称し、
   前記第四種のモデルは、風光相互補完2百万ワット以上の大型平面又は八卦形サポートフレームを備える風光相互補完発電モデルで、その太陽追尾機械駆動機構も前記三種の太陽追尾機構造と相同であり、八卦形の金属サポートフレームは、平面の基礎サポートフレームだけとし、サポートフレーム上には、平板ガラスミラーがなく、重ねる機構としないように構成したことを特徴とするソーラーエネルギー発電機。
2. 前記多陽光機は、八卦形の方位に従い、前記金属サポートフレーム上において、８個の平面ガラスミラーを設置する位置を８等分し、
   前記金属サポートフレームは、外側へ、さらに上方へと、多層のサポートフレームを形成し、前記平面ガラスミラーを設置し、陽光を、中空に逆さまに掛けるシリコン太陽電池上に、反射させて重ね、PV発電を行い、
   前記８個の方位の第一層には、８枚のミラーを設置し、第二層には１６枚のミラーを設置し、第三層には２４枚のミラーを設置し、……６４枚、或いはさらに多く設置することができ、
   この種の八卦形の金属サポートフレーム方位は、易経上の乾、兌、離、震、巽、坎、艮、坤で、
   前記震、離、兌、坎方位とは、東、南、西、北方位で、この方位の平面ガラスミラーは方形で、
   前記巽、坤、艮、乾とは、東南、西南、東北、西北方位で、この方位の平面ガラスミラーは菱形であることを特徴とする請求項１に記載のソーラーエネルギー発電機。
3. 前記八卦形の多陽光機は、中空に逆さまに掛けるシリコン太陽電池の上端には、アルミ基板を緊密に圧迫して連接し、
   前記アルミ基板内には、円形冷卻水槽を設置し、ポンプにより水を循環させ、シリコン電池パネルを冷却し、これにより前記シリコン電池パネルの作業温度を65℃以内にコントロールでき、
   前記冷卻水は、家庭の生活用水とすることができることを特徴とする請求項１に記載のソーラーエネルギー発電機。
4. 前記八卦形の多陽光機は、中空に掛け、水或いはオイルを入れた金属缶で、
   前記八卦形サポートフレームには、５層、６層等の構造があり、
   前記５層の構造には、６４枚のガラスミラーを設置でき、メイン反射ミラーには、２０個の平面ガラスミラー及び２０個のサブ反射ミラーを設置でき、
   前記サポートフレーム間には、通風間隙を備え、平面ガラスミラーを２４枚設置できるため、計６４枚の平面ガラスミラーを設置でき、
   各層の平面ガラスミラーの設置角度はすべて、それが反射する太陽光エネルギーが金属缶の被照面上に均一に投射されるようになっており、
   前記機種は、八卦形加熱機と呼称されることを特徴とする請求項１に記載のソーラーエネルギー発電機。
5. 前記八卦形加熱機は、前記八卦サポートフレーム上の６４枚、或いはさらに多層、さらに多数枚である平面ガラスミラーは、中空に掛かる集熱器に照射し、
   前記集熱器には、オイル或いは他の作動流体を充填し、この時、前記作動流体は30-50倍の熱量を得ることができ、前記保温ボックス内に回流し保存され、
   （１）回流用の保温ボックスは、独立加熱機のサポートフレーム下或いは地下に設置し、前記保温ボックス内の300℃前後の高温のオイルは、ループ型金属水管に設置され、加熱された回流水は、工業用水或いは屋内暖房用とでき、
   （２）回流用の保温ボックスは、独立加熱機のサポートフレーム下或いは地下に設置し、前記保温ボックス内の高温のオイル或いは他の作動流体は、前記スターリング発動機の外熱源光熱発電に用いることを特徴とする請求項４に記載のソーラーエネルギー発電機。
6. 前記太陽追尾機において、ソーラーエネルギーPV発電機、ソーラーエネルギー加熱機、ソーラーエネルギーの光熱発電機、風光相互補完2百万ワット以上の大型平面風光相互補完発電機等の全自動太陽追尾機の駆動減速ボックスの構造は、無噛み合いギアで、スライド可能な構造で、太陽追尾スライド構造と呼称し、
   その構造は、起動と停止の瞬間の加速度において、多数倍の力を生じる時、負荷を超え滑り、減速機構の安全を保証することができることを特徴とする請求項１に記載のソーラーエネルギー発電機。
7. 前記太陽追尾機は、垂直弧状軌道を採用し、無噛み合いギア構造を用いて追跡、太陽の高度角調整を行い、
   水平弧状軌道を採用し、無噛み合いギア構造を用いて、太陽の方位角を追跡し、
   前記機構は、瞬間起動と停止の加速度時に発生する多数倍の力、或いは天気の変化による暴風や突風の不確定性を消去することができ、負荷を超えた時のスライドは、変速ギアボックスが損壊しないよう確保し、
   前記垂直弧状軌道及び前記水平弧状軌道に、太陽追尾電気コントロールを加え、精確で信頼性が高く簡単な太陽追尾を完成することができることを特徴とする請求項１に記載のソーラーエネルギー発電機。
8. 前記湾曲三ウェイトは、ソーラーエネルギーPV発電機、ソーラーエネルギー加熱機、ソーラーエネルギーの八卦形加熱機のスターリング外部燃焼光熱発電機、風光相互補完2百万ワット以上の大型平面風光相互補完発電機等全自動太陽追尾機のサポートフレームが採用する湾曲三ウェイトの構造で、
   太陽追尾の複雑なプログラムを既に完成しており、太陽追尾構造のエネルギー消費を軽減し、
   前記ウェイトは、中央直形シングルウェイトと東西湾曲ダブルウェイトに分けられ、
   前記直形シングルウェイトのサポートフレームは、コンクリートバランスウェイトに掛け、
   前記東西ダブルウェイトは、湾曲130度前後の前伸サポートフレームを備え、コンクリートバランスウェイトに掛けることを特徴とする請求項１に記載のソーラーエネルギー発電機。
9. 前記風光相互補完発電機において、風力発電サポートフレームは、発電機の中央位置において、シリコン太陽電池サポートフレームは、風力発電サポートフレームの周辺において、同一の底台上に設置し、
   両者の機体は相互に接触せず、電気コントロール部分だけを共用し、
   平板シリコン太陽電池パネルは、前記八卦形のサポートフレーム上に設置し、その太陽追尾構造は、前記太陽追尾機構造と相同であることを特徴とする請求項１に記載のソーラーエネルギー発電機。