JP2017108539A

JP2017108539A - 集光性のある複数の凸レンズ形状を付帯するソーラーパネルカバーにより充電効率を高めることのでき、さらに、経済的なソーラー充電法

Info

Publication number: JP2017108539A
Application number: JP2015240704A
Authority: JP
Inventors: 一見園本; Kazumi Sonomoto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2017-06-15

Abstract

【課題】充電効率を高め、経済的なソーラー充電法を提供する。【解決手段】ソーラーユニットＳは、複数の発電セルを付帯するソーラーパネル本体１と、透過性のある強靭な板状で集光性のある複数の凸レンズ状の突起形状付帯の樹脂素材（ソーラーパネルカバー）２と、別のソーラーファン駆動専用の小型ソーラーパネル付帯のソーラーファン３から成る。ソーラーパネル本体１は、発電セルＨ枠外にアルミ板材を設けて放熱を助けることで、温度上昇を防ぎ充電効率を高める。【選択図】図１

Description

本発明は、集光性のある複数の凸レンズ形状を付帯するソーラーパネルカバーにより充電効率を高めることのでき、さらに、経済的なソーラー充電法に関するものである。

従来の太陽光によりソーラーパネルを使用して充電する際、天候の状態により充電量に差があり、いざ発電し利用しようとした時、必要電力が充電されていなかったり、短時間の利用時間で終わってしまうことがあった。
かかる問題点を解決するために多くの技術が提案されている。その一例として、下記特許文献１に開示されているソーラーパネルによる充電法が公知である。
この特許文献１によるソーラーパネルは、季節毎の太陽光の入射角に応じて屋根面夫々に設置するが、屋根全体を対応するには、費用が嵩み、季節対応のことを考えると集光性に無駄がある。
次に、特許文献２においても、窓の一部に光反射面を利用して集光性を高めるとあるが、太陽光の照射時間は屋根より短く、照射面積も屋根より狭くて、集光、つまり、充電量を期待することができない。
また、特許文献３において、スーパーチャージャー等の急速充電器を使用して、日照時間の短い時の対応を考慮されているが、効果的な集光性、つまり、充電効率が成されていないし、その分の費用も嵩む。
さらに、特許文献４においては、存在することも否定できなく、効果的な集光性が成されているが、集光性のある複数の凸レンズを付帯するソーラーパネルカバーを使用することによりソーラーパネルに非照射部分ができ、その部分が経済的でない。
本発明は、集光性のある複数の凸レンズを付帯するソーラーパネルカバーにより充電効率をより高めることができ、さらに、ソーラーパネルをコンパクト化した経済的なソーラー充電法である。

特開２００８−１０４２４９特開２０１３−１６８５５７特開２０１５−０４２０１６特開２００３−０４６１０９

前記にあるように、屋根にあるソーラーパネルについてばかりでなく、例えば、庭園灯や街灯の場合には点灯時間が短くなり、防犯上にもよくないという問題点が起こる。また、道路標示灯の場合には点灯時間も短く、照度も暗くなり、安全上危険であるという問題点もあった。さらに、ソーラー充電が不充分であれば、予備電源としての電源及び蓄電設備が主電源として考えなければならなくなり、ソーラー充電としての本来の主旨がなくなるという問題があった。本発明は、前記実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、集光性のある複数の凸レンズを付帯するソーラーパネルカバーにより充電効率を高めるソーラー充電法を提供することである。

前記目的を達成するための本発明にかかる集光性のある複数の凸レンズを付帯するソーラーパネルカバーにより充電効率を高めるソーラー充電法において、ソーラーパネルユニットは、単結晶シリコンセルの太陽電池やハイブリット型太陽電池（ＨＩＴ）等のソーラーパネルと透過性のある軽量、且つ、強靭な板状の樹脂素材に集光性のある凸レンズ状の突起を均等に適量数設け、ソーラーパネルの表側で前記凸レンズ状の突起の焦点距離１／２〜２／３以内に位置するソーラーパネルカバーを付帯するように構成したことを特徴とするものである。この構成によると、例えば、ソーラーパネルの表側で、充電の際の太陽光による温度上昇を考慮して前記凸レンズ状の突起の焦点距離１／２〜２／３以内に位置し、また、このように付帯することにより通常よりも広い範囲で集光し、凸レンズが突起形状をしているため、太陽光の入射角度においても許容範囲が広く、集光性を高め、より充電効率を高めることができる。
また、前記凸レンズを入射する太陽光の集光を考えて、発電セルをコンパクト化することができる。

１）凸レンズ状突起付帯の透過性のある板状の素材がカバーの役目をし、ソーラーパネルの破損を防ぐことができる。
２）送風用のソーラーファンをソーラーユニットの上縁部に付帯するため、ほこりの入りにくい構造になっている。
３）集光性のある凸レンズ形状をしているため、太陽光の入射角度においても許容範囲が広く、通常のソーラー充電より、充電効率を高めることができることにより、発電セルを３０％程度コンパクト化することでき、経済的である。さらに、発電セルを離すことにより、放熱を助け、温度上昇を防ぐことができ、充電効率を高めることができる。
４）ソーラーパネルに空気孔を設けることにより放熱を助け、ソーラーファンの送風によりソーラーパネルの温度上昇を防ぎ、充電効率を高めることができる。
５）ソーラーパネルユニットにソーラーパネルカバー壁材を具備し、貯水槽を設けることにより、充電効率を高める水冷循環して充電することができ、また、ソーラーユニット給水蛇口Ｗで循環した水を温湯として利用することができる。

本発明にかかる集光性のある複数の凸レンズを付帯するソーラーパネルカバーにより充電効率を高めるソーラー充電法を特徴とするソーラー充電法の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、集光性のある凸レンズを付帯するソーラーパネルカバーにより充電効率を高めるソーラー充電法を示す構成斜視図である。

このソーラーユニットＳは、複数の発電セルを付帯するソーラーパネル本体１と、透過性のある強靭な板状で集光性のある複数の凸レンズ状の突起形状付帯の樹脂素材（ソーラーパネルカバー）２と、別のソーラーファン駆動専用の小型ソーラーパネル付帯のソーラーファン３から成る。
また、このソーラーユニットＳは、前記ソーラーパネル本体１の表側上方に、前記凸レンズ状突起の焦点距離１／２〜２／３以内の位置に前記板状の樹脂素材２を付帯することから成る。さらに、前記ソーラーユニットＳは、太陽光による温度上昇を考慮して、前記ソーラーパネル本体１と前記透過性のある板状の樹脂素材２との間の上縁部に、前記小型ソーラーパネル付帯のソーラーファン３を付帯することから成る。
またさらに、前記ソーラーパネル本体１は、凸レンズを入射する太陽光の入射・集光の範囲を考えて、発電セルHをコンパクト化することから成る。コンパクト化した発電セルH枠外にアルミ板材等を設けて放熱を助けることで、温度上昇を防ぐことができる。

図２は、従来より使用されているソーラーパネル１’によるソーラー充電法を示す構成斜視図である。このソーラーユニットＳ’は、本実施形態にかかるソーラーユニットＳと同様のソーラー充電法から成る。

図３は、太陽光等によるソーラーユニットＳ・Ｓ’の充電状態を示す断面図である。図３（ａ）は、太陽光等による従来のソーラーユニットＳ’の充電状態である。屋根等に設置されたソーラーユニットＳ’の表面温度について、通常太陽光発電の発電効率を表現するときの条件は、気温25℃のときとなっているが、これはソーラーパネル内部の温度を指し、例えば、真夏30℃を越すようなときには、照射される太陽光によって、ソーラーパネル内部の温度は、最大で70℃〜80℃まで上昇するといわれている。
発電効率は、25℃での発電量が最大値となり、温度が1℃上昇するごとに0.5％くらいずつダウンしていくといわれている。
そのため、ソーラーパネル温度が80℃に達するようなときには、（80-25）×0.5＝27.5％
つまり、そのソーラーパネルが最大限発電する場合に比べて、27.5％も低下することになる。
図３（ｂ）は、本実施形態にかかる太陽光等によるソーラーユニットＳの充電状態である。ソーラーユニットＳは、ソーラーパネル本体１の表側上方に凸レンズ状突起の焦点距離１／２〜２／３以内の位置に保持部４により、前記板状の樹脂素材２を保持し、上方に付帯するソーラーファン３の送風５により表面温度を下げることができる。これにより、集光性を高め、より充電効率を高めることができる。また、凸レンズが突起形状をしているため、太陽光の入射角度においても許容範囲が広く、集光性を高め、より充電効率を高めることができる。さらに、図1にあるように、前記凸レンズを入射する太陽光の入射・集光の範囲を考えて、発電セルを３０％程度コンパクト化することできる。

次に、本実施形態にかかるソーラーユニットＳの作用を説明する。図４は、ソーラーユニットＳに係合された複数の凸レンズ状突起形状付帯の透過性のある強靭な板状の樹脂素材（ソーラーパネルカバー）２の状態である。ソーラーパネル本体１の表側上方の複数の凸レンズ状突起の焦点距離１／２〜２／３以内の位置に前記透過性のある板状の素材２を付帯する。そして、このソーラーユニットＳは、前記ソーラーパネル本体１と前記透過性のある板状の素材２との間の上方部に前記小型ソーラーパネル付帯のソーラーファン３を付帯する。さらに、ソーラーパネル本体１の凸レンズ状の突起間に、均等に空気孔６を設ける。前記空気孔６により放熱を助け、ソーラーファン３の送風５によりソーラーパネルの温度上昇を防ぎ、充電効率を高めることができる。
また、本実施形態では、ソーラーユニットの大きさ、形状については、制約に基づき適宜設計変更可能である。

また、次に、本実施形態にかかるソーラーユニットＳの別作用を説明する。図５は、ソーラーユニットＳに係合された凸レンズ状突起形状付帯の透過性のある強靭な板状の樹脂素材（ソーラーパネルカバー）２の状態である。ソーラーパネル本体１の表側上方の凸レンズ状突起の焦点距離１／２〜２／３以内の位置に前記透過性のある板状の素材２を付帯する。ここまでは、図４と同様であるが、図５においては、ソーラーパネルユニットＳにソーラーパネルカバー壁材７を具備し、貯水槽等を設けることにより、充電効率を高める水冷循環して充電することができ、また、ソーラーユニット給水蛇口Ｗで循環した水を温湯として利用することができる。

本実施形態にかかる、集光性のある凸レンズを付帯し、充電効率を高めるソーラー充電法を示す機構ユニット斜視図従来より使用されているソーラーパネルによるソーラー充電法を示す構成斜視図（ａ）太陽光等による従来のソーラーユニットの充電状態を示す断面図（ｂ）本実施形態にかかる、太陽光等によるソーラーユニットの充電状態を示す断面図本実施形態にかかる、集光性のある凸レンズを付帯し、充電効率を高めるソーラー充電法を示す斜視図本実施形態にかかる、集光性のある凸レンズを付帯し、充電効率を高める水冷循環充電法を示す斜視図

１発電セルを付帯するソーラーパネル本体
１’ 従来のソーラーパネル本体
２集光性の凸レンズ付帯の透過性のある板状の素材
３小型ソーラーパネル付帯のソーラーファン
４保持部
５ソーラーによる送風
６空気孔
７ソーラーパネルカバー壁材
H 発電セル
Ｓ本実施形態にかかるソーラーユニット
Ｓ’ 従来のソーラーユニット
Ｗソーラーユニット給水蛇口

Claims

太陽光等により充電する際、透過性のある板状の素材に集光性のある複数の凸レンズ状の突起を均等に設け、ソーラーパネルの表側で前記凸レンズ状の突起の焦点距離１／２〜２／３以内の位置に付帯し、集光性を高め、より充電効率を高めることを特徴とするソーラー充電法。
太陽光等により充電する際、前記ソーラーパネルの凸レンズを入射する太陽光の入射・集光の範囲を考えて、発電セルをコンパクト化することにより経済的であることを特徴とする請求項１に記載のソーラー充電法。
太陽光等により充電する際、前記コンパクト化した発電セル外枠にアルミ板材等をヒートシンクとして付帯し、放熱を助け、ソーラーパネルの温度上昇を防ぎ、充電効率を高めることを特徴とする請求項１または２に記載のソーラー充電法。
太陽光等により充電する際、前記透過性のある板状の素材に均等配置された前記凸レンズ状の突起間に、均等に設けられた空気孔により放熱を助け、ソーラーパネルの温度上昇を防ぎ、充電効率を高めることを特徴とする請求項１〜３に記載のソーラー充電法。
太陽光等により充電する際、消費電力の少ないソーラーファンを前記ソーラーパネルユニットに付帯させ、外気を送風させて、前記ソーラーパネルの温度上昇を防ぎ、充電効率を高めることを特徴とする請求項１〜４に記載のソーラー充電法。
太陽光等により充電する際、前記ソーラーパネルユニットにソーラーパネルカバー壁材を具備し、貯水槽を設けることにより、充電効率を高める水冷循環して充電することができ、また、循環した水を温湯として利用することのできることを特徴とする請求項１〜５に記載のソーラー充電法。