JP2018190690A - Light irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電パネルへの入射効率を向上させることができる光照射装置に関する。 The present invention relates to a light irradiation apparatus capable of improving the efficiency of incidence on a power generation panel.
近年、二酸化炭素の排出量の低減のため、電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）の導入に注目が集まっている。これらの電気自動車の中には、ルーフに発電パネルを取り付け、走行中や停車中でも、給電を可能としたものがある。 In recent years, attention has been focused on the introduction of electric vehicles (EV) and plug-in hybrid electric vehicles (PHEV) in order to reduce carbon dioxide emissions. Some of these electric vehicles have a power generation panel attached to the roof so that power can be supplied even when the vehicle is running or stopped.
ルーフに発電パネルを備える電気自動車は、太陽光が照射されることによる給電以外に、たとえば、充電ステーションに立ち寄って給電することがある。充電ステーションには、発電パネルに光を照射する光照射装置が備えられている。充電ステーションでは、光照射装置から発電パネルに光を照射し、発電パネルが発生する電力によって給電する。 An electric vehicle having a power generation panel on the roof may supply power by stopping at a charging station, for example, in addition to power supply by being irradiated with sunlight. The charging station is provided with a light irradiation device for irradiating the power generation panel with light. In the charging station, light is emitted from the light irradiation device to the power generation panel, and power is supplied by the electric power generated by the power generation panel.
一般的に、太陽光発電パネルは太陽光（平行光）を照射することを前提に構成されている。ところが、充電ステーションの光照射装置からは、たとえばレーザ光などの人工的な拡散光が照射される。 Generally, a photovoltaic power generation panel is configured on the assumption that sunlight (parallel light) is irradiated. However, artificial diffused light such as laser light is irradiated from the light irradiation device of the charging station.
発電パネルの発電効率は、太陽光を照射したときよりも人工的な拡散光を照射したときの方が低下する。太陽光は光の強度分布が均一であるが、人工的な拡散光は光の強度分布が不均一だからである。 The power generation efficiency of the power generation panel is lower when irradiated with artificial diffused light than when irradiated with sunlight. This is because sunlight has a uniform light intensity distribution, whereas artificial diffused light has a non-uniform light intensity distribution.
人工的な拡散光を照射したときの発電効率を低下させないためには、特許文献１に記載されているように、拡散光を均一な強度分布の光に変換して発電パネルに照射する光学系を用いることが考えられる。 In order not to reduce the power generation efficiency when artificial diffused light is irradiated, as described in Patent Document 1, an optical system that converts diffused light into light having a uniform intensity distribution and irradiates the power generation panel. Can be considered.
しかし、充電ステーションの光照射装置に、引用文献１に記載されているような光学系を設置すると、光照射装置の大型化を招くとともに、充電ステーションの設置コストが大幅に増加する。 However, when the optical system as described in the cited document 1 is installed in the light irradiation device of the charging station, the light irradiation device is increased in size and the installation cost of the charging station is significantly increased.
また、一般的に、発電パネルの受光面の形状は四角形であるので、充電ステーションの光照射装置に、引用文献１に記載されているような光学系を用いても、発電パネルの受光面から外れて照射される光が生じる。引用文献１に記載されているような光学系では発電パネルに照射される光の強度分布が完全に均一なトップハット型の形状にはならないからである。発電パネルの受光面から外れて照射される光は、発電パネルの発電には寄与しないため損失となり、発電パネルの入射効率が低下する。 In general, since the shape of the light receiving surface of the power generation panel is a quadrangle, even if an optical system as described in the cited document 1 is used for the light irradiation device of the charging station, the light receiving surface of the power generation panel Light is emitted that is off. This is because the optical system as described in the cited document 1 does not have a top hat shape in which the intensity distribution of the light applied to the power generation panel is completely uniform. The light emitted off the light receiving surface of the power generation panel does not contribute to the power generation of the power generation panel and is lost, and the incident efficiency of the power generation panel is reduced.
さらに、引用文献１に記載されているような光学系は、光源から入射されるすべての光が透過するために、光学系による透過損失および反射損失という光の損失が生じる。これらの損失も発電パネルの入射効率を低下させる要因となる。 Further, in the optical system described in the cited document 1, since all light incident from the light source is transmitted, light loss such as transmission loss and reflection loss due to the optical system occurs. These losses also cause the incident efficiency of the power generation panel to decrease.
本発明は、以上のような従来の技術の問題点を解消するために成されたものであり、発電パネルに入射される光の損失を最小限にして、発電パネルへの入射効率を向上させることができる光照射装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and minimizes the loss of light incident on the power generation panel to improve the incidence efficiency on the power generation panel. An object of the present invention is to provide a light irradiation apparatus that can perform the above-described process.
上記目的を達成するための光照射装置は、複数のレーザ光源と均一化機構とを有する。複数のレーザ光源は、特定の強度分布を持つレーザ光を発電パネルに向けて照射する。均一化機構は、複数のレーザ光源の内の特定のレーザ光源と発電パネルとの間に介在しレーザ光の強度分布を均一化する。複数のレーザ光源からは発電パネルのそれぞれの領域にレーザ光が照射される。均一化機構が介在される特定のレーザ光源は、発電パネルの外周領域にレーザ光を照射するレーザ光源である。特定のレーザ光源のレーザ照射強度は、他のレーザ光源のレーザ照射強度よりも小さい。 A light irradiation apparatus for achieving the above object includes a plurality of laser light sources and a uniformizing mechanism. The plurality of laser light sources irradiate a power generation panel with laser light having a specific intensity distribution. The uniformizing mechanism is interposed between a specific laser light source of the plurality of laser light sources and the power generation panel, and uniformizes the intensity distribution of the laser light. Laser light is irradiated to each region of the power generation panel from the plurality of laser light sources. The specific laser light source in which the uniformizing mechanism is interposed is a laser light source that irradiates the outer peripheral region of the power generation panel with laser light. The laser irradiation intensity of a specific laser light source is smaller than the laser irradiation intensity of other laser light sources.
以上のような構成を有する光照射装置によれば、発電パネルに入射される光の損失を最小限にして、発電パネルへの入射効率を向上させることができる。 According to the light irradiation apparatus having the above-described configuration, it is possible to minimize the loss of light incident on the power generation panel and improve the incidence efficiency on the power generation panel.
次に、図面を参照しながら本発明に係る光照射装置の実施形態を、［実施形態１］から［実施形態７］に分けて説明する。図１は、光照射装置を備える充電ステーションの概略構成図である。 Next, an embodiment of a light irradiation apparatus according to the present invention will be described separately from [Embodiment 1] to [Embodiment 7] with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a charging station including a light irradiation device.
近年、ルーフに発電パネルを備える電気自動車の開発が進められている。この種の電気自動車の充電は、充電ステーションにおいて、光照射装置から発電パネルに光を照射することによって行う。 In recent years, development of electric vehicles having a power generation panel on a roof has been underway. This type of electric vehicle is charged by irradiating the power generation panel with light from the light irradiation device at the charging station.
図１に示すように、充電ステーション１００は電気自動車１１０を充電させるための充電スペース１２０を有する。充電スペース１２０には、光照射装置２００を設置してある。電気自動車１１０のルーフには、発電パネル３００が設けてある。 As shown in FIG. 1, the charging station 100 has a charging space 120 for charging an electric vehicle 110. A light irradiation device 200 is installed in the charging space 120. A power generation panel 300 is provided on the roof of the electric vehicle 110.
電気自動車１１０を充電させるときには、充電スペース１２０に電気自動車１１０を入庫し、充電を指示する。充電の指示がされると、光照射装置２００から発電パネル３００に特定の（たとえば正規分布の）強度分布を持つレーザ光２５０が照射される。発電パネル３００は照射されているレーザ光２５０によって発電し、電気自動車１１０に給電する。 When charging the electric vehicle 110, the electric vehicle 110 is stored in the charging space 120 and charging is instructed. When an instruction for charging is given, the light irradiation device 200 irradiates the power generation panel 300 with a laser beam 250 having a specific (for example, normal distribution) intensity distribution. The power generation panel 300 generates power with the irradiated laser beam 250 and supplies power to the electric vehicle 110.
［実施形態１］
図２は、実施形態１に係る光照射装置の構成図である。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a configuration diagram of the light irradiation apparatus according to the first embodiment.
光照射装置２００は、レーザ光源２１１−２１９と均一化機構２３１−２３８とを有する。レーザ光源２１１−２１９は、特定の強度分布を持つレーザ光を発電パネル３００に向けて照射する。ここで、特定の強度分布とはたとえば正規分布状の強度分布である。強度分布が正規分布であると、レーザ光の強度は、その光軸を中心として放射状に弱くなる。したがって、正規分布のレーザ光は、発電パネル３００の所定の領域に集中的に照射できるので、所定の領域を外れて漏れる光の損失を少なくすることができる。なお、実施形態１では、レーザ光の強度分布として正規分布を例示するが、レーザ光の強度分布は正規分布には限られず、正規分布以外の任意の分布であっても良い。 The light irradiation apparatus 200 includes laser light sources 211-219 and a uniformizing mechanism 231-238. Laser light sources 211-219 irradiate the power generation panel 300 with laser light having a specific intensity distribution. Here, the specific intensity distribution is, for example, a normal distribution intensity distribution. When the intensity distribution is a normal distribution, the intensity of the laser light is weakened radially around the optical axis. Therefore, since the laser beam having the normal distribution can be intensively applied to a predetermined region of the power generation panel 300, the loss of light leaking outside the predetermined region can be reduced. In the first embodiment, a normal distribution is exemplified as the intensity distribution of the laser beam. However, the intensity distribution of the laser beam is not limited to the normal distribution, and may be any distribution other than the normal distribution.
均一化機構２３１−２３８は、レーザ光源２１１−２１８と発電パネル３００との間に介在しレーザ光の強度分布を均一化する。したがって、レーザ光源２１１−２１８は均一化機構２３１−２３８を介して発電パネル３００に向けてレーザ光を照射し、レーザ光源２１９は均一化機構を介さずに直接発電パネル３００に向けてレーザ光を照射する。ここで、均一化機構２３１−２３８としては、たとえば回折型光学素子を用いることができる。均一化機構２３１−２３８は、単にレーザ光の強度分布を均一化するだけではなく、レーザ光の形状を放射状からトップハット型の形状に変化させる。均一化機構２３１−２３８を通過した光の照射領域を発電パネル３００の受光面に合わせやすくなる。 The uniformizing mechanism 231-238 is interposed between the laser light sources 211-218 and the power generation panel 300, and uniformizes the intensity distribution of the laser light. Therefore, the laser light sources 211-218 emit laser light toward the power generation panel 300 via the uniformizing mechanism 231-238, and the laser light source 219 emits laser light directly toward the power generation panel 300 without passing through the uniformizing mechanism. Irradiate. Here, as the homogenizing mechanism 231-238, for example, a diffractive optical element can be used. The homogenizing mechanism 231-238 does not simply equalize the intensity distribution of the laser beam, but also changes the shape of the laser beam from a radial shape to a top hat shape. The irradiation area of the light that has passed through the uniformizing mechanism 231-238 can be easily aligned with the light receiving surface of the power generation panel 300.
複数のレーザ光源２１１−２１９からは発電パネル３００のそれぞれの領域にレーザ光が照射される。実施形態１の発電パネル３００は、格子状に配置された複数の発電セル３１１−３１９から構成される。レーザ光源２１１−２１８からのレーザ光は、均一化機構２３１−２３８を介して発電パネル３００の外周領域、すなわち発電パネル３００の最外周に位置する発電セル３１１−３１８にそれぞれ照射される。一方、レーザ光源２１９からのレーザ光は、発電パネル３００の中心に位置する発電セル３１９に直接照射される。このように、発電セル３１９に直接照射するレーザ光源２１９を設けることによって、均一化機構による損失がなくなるので、発電パネル３００への入射量が増加する。 A plurality of laser light sources 211-219 irradiate each region of the power generation panel 300 with laser light. The power generation panel 300 according to the first embodiment includes a plurality of power generation cells 311 to 319 arranged in a lattice shape. Laser light from the laser light sources 211-218 is irradiated to the power generation cells 311 to 318 located in the outer peripheral region of the power generation panel 300, that is, the outermost periphery of the power generation panel 300, via the uniformizing mechanism 231 to 238. On the other hand, the laser light from the laser light source 219 is directly irradiated to the power generation cell 319 located at the center of the power generation panel 300. Thus, by providing the laser light source 219 that directly irradiates the power generation cell 319, the loss due to the uniformizing mechanism is eliminated, and the amount of incident light on the power generation panel 300 increases.
均一化機構２３１−２３８が介在される特定のレーザ光源２１１−２１８は、発電パネル３００の外周領域にレーザ光を照射する。これらのレーザ光源２１１−２１８のレーザ照射強度は、レーザ光源２１９のレーザ照射強度よりも小さくしてある。好ましくは、レーザ光源２１１−２１８のレーザ照射強度は、レーザ光源２１９のレーザ照射強度の６０〜９５％の大きさである。特定のレーザ光源２１１−２１８の下側に位置する発電セル３１１−３１８には、中心部に位置するレーザ光源２１９からのレーザ光も照射されることになるので、その大きさを６０〜９５％とすることで、全ての発電セル３１１−３１９のレーザ照射強度が均一化される。一方、その大きさが６０％未満であると、特定のレーザ光源２１１−２１８のレーザ照射強度が小さくなりすぎるので、発電パネル３００としての出力が低下する。このように、レーザ光源２１１−２１８のレーザ照射強度を小さくすると、発電パネル３００の最外周に位置する発電セル３１１−３１８から外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失を減少させることができる。 Specific laser light sources 211-218 interposing the uniformizing mechanism 231-238 irradiate the outer peripheral region of the power generation panel 300 with laser light. The laser irradiation intensities of these laser light sources 211-218 are smaller than the laser irradiation intensities of the laser light source 219. Preferably, the laser irradiation intensity of the laser light sources 211-218 is 60 to 95% of the laser irradiation intensity of the laser light source 219. Since the power generation cells 311 to 318 located below the specific laser light sources 211 to 218 are also irradiated with the laser light from the laser light source 219 located at the center, the size is set to 60 to 95%. By doing so, the laser irradiation intensity of all the power generation cells 311 to 319 is made uniform. On the other hand, if the size is less than 60%, the laser irradiation intensity of the specific laser light source 211-218 becomes too small, and the output as the power generation panel 300 is reduced. Thus, if the laser irradiation intensity of the laser light sources 211-218 is reduced, the loss of irradiation energy due to irradiating off the power generation cells 311-318 located on the outermost periphery of the power generation panel 300 can be reduced. .
また、各発電セル３１１−３１９に照射されるレーザ光の照射領域は、各発電セル３１１−３１９の面積よりも大きくしている。このように、レーザ光の照射領域を各発電セル３１１−３１９の面積よりも大きくすると、各発電セル３１１−３１９の全面にレーザ光源２１１−２１９からのレーザ光が照射されるので、発電パネル３００としての出力の低下が抑制できる。 Moreover, the irradiation area of the laser beam irradiated to each power generation cell 311-319 is larger than the area of each power generation cell 311-319. Thus, if the irradiation area of the laser light is made larger than the area of each power generation cell 311-319, the entire power generation cell 311-319 is irradiated with the laser light from the laser light source 211-219. As a result, a decrease in output can be suppressed.
また、発電パネル３００の角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７に照射されるレーザ光が、これらの発電セル３１１、３１３、３１５、３１７の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失は、発電セル３１１、３１３、３１５、３１７の１辺当たり、レーザ光の照射エネルギーの１８％以下となるように、各レーザ光源２１１、２１３、２１５、２１７の照射領域が調整されている。なお、１辺当たりとは、発電パネル３００の外周を形成するそれぞれの発電セル３１１、３１３、３１５、３１７の１辺である。換言すれば、発電セルと相互に隣接しない辺の１辺である。このように、角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７の照射エネルギーの損失を１８％以下とすると、発電パネル３００としての出力の低下を抑制できる。一方、その損失が１８％を超えるときには、均一化機構２３１、２３３、２３５、２３７による損失を加えると、角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７に照射されるレーザ光の照射エネルギーが低下するため、発電パネル３００としての出力が低下する。 Further, the irradiation energy by the laser light irradiated to the power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners of the power generation panel 300 is irradiated outside the power generation cells 311, 313, 315, and 317. Of the laser light sources 211, 213, 215, and 217 is adjusted so that the loss is less than 18% of the irradiation energy of the laser light per side of the power generation cells 311, 313, 315, and 317. . The term “per side” refers to one side of each of the power generation cells 311, 313, 315, and 317 forming the outer periphery of the power generation panel 300. In other words, it is one side that is not adjacent to the power generation cell. Thus, when the loss of irradiation energy of the power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners is 18% or less, a decrease in output as the power generation panel 300 can be suppressed. On the other hand, when the loss exceeds 18%, the loss by the uniformizing mechanisms 231, 233, 235, and 237 reduces the irradiation energy of the laser light applied to the power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners. Therefore, the output as the power generation panel 300 is reduced.
発電パネル３００の角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７に照射されるレーザ光の光軸を、角部以外の発電セル３１２、３１４、３１６、３１８、３１９に照射されるレーザ光の光軸と比較して、角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７内において、発電パネル３００の中心方向にオフセットさせることもできる。このように、角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７に照射されるレーザ光の光軸を発電パネル３００の中心方向にオフセットさせると、角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７に照射されるレーザ光の照射エネルギーの損失が少なくなって、入射量が増加する。このため、角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７の出力が高まる。 The optical axis of the laser light applied to the power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners of the power generation panel 300 is set to the light of the laser light applied to the power generation cells 312, 314, 316, 318, and 319 other than the corners. Compared to the shaft, the power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners can be offset toward the center of the power generation panel 300. As described above, when the optical axis of the laser light irradiated to the corner power generation cells 311, 313, 315, 317 is offset toward the center of the power generation panel 300, the corner power generation cells 311, 313, 315, 317 The loss of irradiation energy of the irradiated laser beam is reduced, and the incident amount is increased. For this reason, the output of the power generation cells 311, 313, 315 and 317 at the corners is increased.
各発電セル３１１−３１９に照射されるレーザ光の照射エネルギーの差は５％以内となるようにしている。このように、照射エネルギーの差を５％以内とすると、各発電セル３１１−３１９間の出力差がほとんどなくなり、各発電セル３１１−３１９の出力を均衡させることができるので、発電パネル３００としての出力が高まる。一方、その差が５％を超えると、各発電セル３１１−３１９の発電量に差が出るため、発電パネル３００としての出力が低下する。 The difference in the irradiation energy of the laser light irradiated to each power generation cell 311-319 is set to be within 5%. Thus, when the difference in irradiation energy is within 5%, the output difference between the power generation cells 311 to 319 is almost eliminated, and the output of the power generation cells 311 to 319 can be balanced. Output increases. On the other hand, when the difference exceeds 5%, the power generation amount of each of the power generation cells 311 to 319 is different, and the output as the power generation panel 300 is reduced.
図３は、実施形態１に係る光照射装置２００で発電パネルを照射した状態を示す図である。実施形態１では、発電パネル３００の各発電セル３１１−３１９に図示するようなレーザ照射強度の光を照射している。 FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the power generation panel is irradiated with the light irradiation apparatus 200 according to the first embodiment. In the first embodiment, each power generation cell 311 to 319 of the power generation panel 300 is irradiated with light having a laser irradiation intensity as illustrated.
発電セル３１１、３１３、３１５、３１７には図２に示したレーザ光源２１１、２１３、２１５、２１７から均一化機構２３１、２３３、２３５、２３７を介して９０％のレーザ照射強度の光が照射される。また、発電セル３１２、３１４、３１６、３１８にはレーザ光源２１２、２１４、２１６、２１８から均一化機構２３２、２３４、２３６、２３８を介して７５％のレーザ照射強度の光が照射される。さらに、発電セル３１９にはレーザ光源２１９から１００％のレーザ照射強度の光が照射される。 The power generation cells 311, 313, 315, and 317 are irradiated with 90% laser irradiation intensity from the laser light sources 211, 213, 215, and 217 shown in FIG. The The power generation cells 312, 314, 316, and 318 are irradiated with light having a laser irradiation intensity of 75% from the laser light sources 212, 214, 216, and 218 through the uniformizing mechanisms 232, 234, 236, and 238. Further, the power generation cell 319 is irradiated with light having a laser irradiation intensity of 100% from the laser light source 219.
図３の場合、各発電セル３１１−３１８の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失は、１辺当たり１１％である。また、均一化機構２３１−２３８の光透過率は７０％である。 In the case of FIG. 3, the loss of irradiation energy due to irradiation outside the power generation cells 311 to 318 is 11% per side. The light transmittance of the uniformizing mechanism 231-238 is 70%.
まず、角部の４枚の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７の入射効率は、９０％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−１１％（照射エネルギーの損失）×２）＝０．９×０．７×０．７８＝０．４９、すなわち４９％である。 First, the incidence efficiency of the four power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners is 90% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% -11% (irradiation) Energy loss) x 2) = 0.9 x 0.7 x 0.78 = 0.49, ie 49%.
次に、角部の発電セルに挟まれた周辺４枚の発電セル３１２、３１４、３１６、３１８の入射効率は、７５％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−１１％（照射エネルギーの損失））＝０．７５×０．７×０．８９＝０．４７、すなわち４７％である。 Next, the incidence efficiency of the peripheral four power generation cells 312, 314, 316, and 318 sandwiched between the corner power generation cells is 75% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% -11% (loss of irradiation energy)) = 0.75 × 0.7 × 0.89 = 0.47, that is, 47%.
最後に、中央部の発電セル３１９の入射効率は１００％である。 Finally, the incidence efficiency of the central power generation cell 319 is 100%.
したがって、発電パネル３００の全体としての入射効率は、（４９％×４＋４７％×４＋１００％）／（９０％×４＋７５％×４＋１００％）＝（０．４９×４＋０．４７×４＋１．０）／（０．９×４＋０．７５×４＋１．０）＝４.８４／７.６０＝０．６４、すなわち６４％となる。 Therefore, the incident efficiency as a whole of the power generation panel 300 is (49% × 4 + 47% × 4 + 100%) / (90% × 4 + 75% × 4 + 100%) = (0.49 × 4 + 0.47 × 4 + 1.0) / ( 0.9 × 4 + 0.75 × 4 + 1.0) = 4.84 / 7.60 = 0.64, that is, 64%.
［実施形態２］
図４は、実施形態２に係る光照射装置で発電パネルを照射した状態を示す図である。実施形態２では、実施形態１と同様に、発電パネル３００の各発電セル３１１−３１９に図示するようなレーザ照射強度の光を照射している。なお、実施形態２と実施形態１とで異なるのは、各発電セル３１１−３１８の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失が、１辺当たり８％となっていることである。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the power generation panel is irradiated with the light irradiation apparatus according to the second embodiment. In the second embodiment, similarly to the first embodiment, each power generation cell 311 to 319 of the power generation panel 300 is irradiated with light having a laser irradiation intensity as illustrated. Note that the difference between the second embodiment and the first embodiment is that the loss of irradiation energy due to irradiation outside the power generation cells 311 to 318 is 8% per side. .
図４のように各発電セル３１１−３１９にそれぞれのレーザ照射強度のレーザ光が照射された場合、発電パネル３００へのレーザ光の入射効率は次のようにして算出できる。なお、実施形態１と同様に、発電セル３１９にはレーザ照射強度が１００％のレーザ光が照射され、角部の４枚の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７には、レーザ照射強度が９０％のレーザ光が照射され、角部の発電セルに挟まれた周辺４枚の発電セル３１２、３１４、３１６、３１８には、レーザ照射強度が７５％のレーザ光が照射される。また、均一化機構２３１−２３８の光透過率は７０％である。 When the power generation cells 311 to 319 are irradiated with the laser beams having the respective laser irradiation intensities as shown in FIG. 4, the incident efficiency of the laser beams to the power generation panel 300 can be calculated as follows. As in the first embodiment, the power generation cell 319 is irradiated with laser light having a laser irradiation intensity of 100%, and the four power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners have a laser irradiation intensity of 90%. % Of laser light is irradiated, and the four peripheral power generation cells 312, 314, 316, and 318 sandwiched between the power generation cells at the corners are irradiated with laser light having a laser irradiation intensity of 75%. The light transmittance of the uniformizing mechanism 231-238 is 70%.
まず、角部の４枚の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７の入射効率は、９０％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（（照射エネルギーの損失））×２）＝０．９×０．７×０．８４＝０．５３、すなわち５３％である。 First, the incidence efficiency of the four power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners is 90% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% −8% (( Loss of irradiation energy)) × 2) = 0.9 × 0.7 × 0.84 = 0.53, ie 53%.
次に、角部の発電セルに挟まれた周辺４枚の発電セル３１２、３１４、３１６、３１８の入射効率は、７５％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失））＝０．７５×０．７×０．９２＝０．４８、すなわち４８％である。 Next, the incidence efficiency of the peripheral four power generation cells 312, 314, 316, and 318 sandwiched between the corner power generation cells is 75% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% -8% (loss of irradiation energy)) = 0.75 × 0.7 × 0.92 = 0.48, that is, 48%.
最後に、中央部の発電セル３１９の入射効率は１００％である。 Finally, the incidence efficiency of the central power generation cell 319 is 100%.
したがって、発電パネル３００の全体としての入射効率は、（５３％×４＋４８％×４＋１００％）／（９０％×４＋７５％×４＋１００％）＝（０．５３×４＋０．４８×４＋１．０）／（０．９×４＋０．７５×４＋１．０）＝５．０４／７.６０＝０．６６、すなわち６６％となる。 Therefore, the overall incident efficiency of the power generation panel 300 is (53% × 4 + 48% × 4 + 100%) / (90% × 4 + 75% × 4 + 100%) = (0.53 × 4 + 0.48 × 4 + 1.0) / ( 0.9 × 4 + 0.75 × 4 + 1.0) = 0.04 / 7.60 = 0.66, that is, 66%.
実施形態１と実施形態２とを比較すると、実施形態２の方が各発電セル３１１−３１８の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失が少ない分、発電パネル３００へのレーザ光の入射効率は向上している。具体的には、実施形態１の６４％から実施形態２の６６％へと、２％向上している。 Comparing the first embodiment and the second embodiment, the laser light to the power generation panel 300 is less because the loss of irradiation energy due to the irradiation of the second embodiment outside the power generation cells 311 to 318 is reduced. The incident efficiency is improved. Specifically, it is improved by 2% from 64% in the first embodiment to 66% in the second embodiment.
［実施形態３］
図５は、実施形態３に係る光照射装置で発電パネルを照射した状態を示す図である。実施形態３では、実施形態２と同様に、発電パネル３００の各発電セル３１１−３１９に図示するようなレーザ照射強度の光を照射している。なお、実施形態３と実施形態２とで異なるのは、発電パネル３００の角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７に照射されるレーザ光の光軸を、角部以外の発電セル３１２、３１４、３１６、３１８、３１９に照射されるレーザ光の光軸と比較して、角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７内において、発電パネル３００の中心方向にオフセットしている点である。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the power generation panel is irradiated with the light irradiation apparatus according to the third embodiment. In the third embodiment, similarly to the second embodiment, each power generation cell 311 to 319 of the power generation panel 300 is irradiated with light having a laser irradiation intensity as illustrated. The difference between the third embodiment and the second embodiment is that the optical axis of the laser light applied to the power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners of the power generation panel 300 is changed to the power generation cells 312 other than the corners. Compared with the optical axis of the laser beam irradiated to 314, 316, 318, 319, it is offset in the central direction of the power generation panel 300 in the power generation cells 311, 313, 315, 317 at the corners. .
このため、角部の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失は、１辺当たり４％となり、角部以外の発電セル３１２、３１４、３１６、３１８の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失は、１辺当たり８％となっている。 For this reason, the loss of irradiation energy due to irradiation outside the power generation cells 311, 313, 315 and 317 at the corners is 4% per side, and the power generation cells 312, 314 and 316 other than the corners are generated. The loss of irradiation energy due to irradiating outside 318 is 8% per side.
図５のように各発電セル３１１−３１９にそれぞれのレーザ照射強度のレーザ光が照射された場合、発電パネル３００へのレーザ光の入射効率は次のようにして算出できる。なお、実施形態１と同様に、発電セル３１９にはレーザ照射強度が１００％のレーザ光が照射され、角部の４枚の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７には、レーザ照射強度が９０％のレーザ光が照射され、角部の発電セルに挟まれた周辺４枚の発電セル３１２、３１４、３１６、３１８には、レーザ照射強度が７５％のレーザ光が照射される。また、均一化機構２３１−２３８の光透過率は７０％である。 As shown in FIG. 5, when each power generation cell 311-319 is irradiated with laser light having the respective laser irradiation intensity, the incident efficiency of the laser light on the power generation panel 300 can be calculated as follows. As in the first embodiment, the power generation cell 319 is irradiated with laser light having a laser irradiation intensity of 100%, and the four power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners have a laser irradiation intensity of 90%. % Of laser light is irradiated, and the four peripheral power generation cells 312, 314, 316, and 318 sandwiched between the power generation cells at the corners are irradiated with laser light having a laser irradiation intensity of 75%. The light transmittance of the uniformizing mechanism 231-238 is 70%.
まず、角部の４枚の発電セル３１１、３１３、３１５、３１７の入射効率は、９０％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−４％（照射エネルギーの損失）×２）＝０．９×０．７×０．９２＝０．５８、すなわち５８％である。 First, the incident efficiency of the four power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners is 90% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% -4% (irradiation) Loss of energy) × 2) = 0.9 × 0.7 × 0.92 = 0.58, ie 58%.
次に、角部の発電セルに挟まれた周辺４枚の発電セル３１２、３１４、３１６、３１８の入射効率は、７５％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失））＝０．７５×０．７×０．９２＝０．４８、すなわち４８％である。 Next, the incidence efficiency of the peripheral four power generation cells 312, 314, 316, and 318 sandwiched between the corner power generation cells is 75% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% -8% (loss of irradiation energy)) = 0.75 × 0.7 × 0.92 = 0.48, that is, 48%.
最後に、中央部の発電セル３１９の入射効率は１００％である。 Finally, the incidence efficiency of the central power generation cell 319 is 100%.
したがって、発電パネル３００の全体としての入射効率は、（５８％×４＋４８％×４＋１００％）／（９０％×４＋７５％×４＋１００％）＝（０．５８×４＋０．４８×４＋１．０）／（０．９×４＋０．７５×４＋１．０）＝５．２４／７．６０＝０．６９、すなわち６９％となる。 Therefore, the incident efficiency of the entire power generation panel 300 is (58% × 4 + 48% × 4 + 100%) / (90% × 4 + 75% × 4 + 100%) = (0.58 × 4 + 0.48 × 4 + 1.0) / ( 0.9 × 4 + 0.75 × 4 + 1.0) = 5.24 / 7.60 = 0.69, that is, 69%.
実施形態２と実施形態３を比較すると、実施形態３の方が角部の各発電セル３１１、３１３、３１５、３１７の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失が少ない分、発電パネル３００へのレーザ光の入射効率は向上している。具体的には、実施形態２の６６％から実施形態３の６９％へと、３％向上している。 Comparing the second embodiment and the third embodiment, the power generation in the third embodiment is less due to the loss of irradiation energy due to irradiation outside the power generation cells 311, 313, 315, and 317 at the corners. Incidence efficiency of laser light to the panel 300 is improved. Specifically, it is improved by 3% from 66% in the second embodiment to 69% in the third embodiment.
［実施形態４］
図６は、実施形態４に係る光照射装置で発電パネルを照射した状態を示す図である。実施形態４では、発電パネル３００が１６枚の発電セル３１１−３２６によって構成されている。実施形態４に係る光照射装置は、図２に示した光照射装置とは異なる構成を有している。
[Embodiment 4]
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the power generation panel is irradiated with the light irradiation apparatus according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the power generation panel 300 includes 16 power generation cells 311 to 326. The light irradiation apparatus according to the fourth embodiment has a configuration different from that of the light irradiation apparatus illustrated in FIG.
実施形態４に係る光照射装置はレーザ光源を１６個有している。図６の発電セル３２３−３２６に対してレーザ光を照射するレーザ光源には発電パネル３００との間に均一化機構が設けられていない。一方、発電パネル３００の最外周に位置する発電セル３１１−３２２に対してレーザ光を照射するレーザ光源には発電パネル３００との間に均一化機構が設けられている。実施形態４では、発電パネル３００の各発電セル３１１−３２６に図示するようなレーザ照射強度の光を照射している。 The light irradiation apparatus according to the fourth embodiment has 16 laser light sources. The laser light source that irradiates the power generation cell 323-326 of FIG. 6 with a laser beam is not provided with a uniformizing mechanism between the power generation panel 300. On the other hand, the laser light source for irradiating the power generation cells 311 to 322 positioned on the outermost periphery of the power generation panel 300 with a laser beam is provided with a uniformizing mechanism between the power generation panel 300 and the laser light source. In the fourth embodiment, each power generation cell 311 to 326 of the power generation panel 300 is irradiated with light having a laser irradiation intensity as illustrated.
図６に示すように、発電セル３１１−３２２にはレーザ光源から均一化機構を介して７０％のレーザ照射強度の光が照射される。また、発電セル３２３−３２６にはレーザ光源から１００％のレーザ照射強度の光が照射される。 As shown in FIG. 6, the power generation cells 311 to 322 are irradiated with light having a laser irradiation intensity of 70% from a laser light source through a uniformizing mechanism. The power generation cell 323-326 is irradiated with light having a laser irradiation intensity of 100% from a laser light source.
図６の場合、各発電セル３１１−３２２の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失は、１辺当たり８％である。また、均一化機構の光透過率は７０％である。 In the case of FIG. 6, the loss of irradiation energy due to irradiation outside the power generation cells 311 to 322 is 8% per side. Further, the light transmittance of the uniformizing mechanism is 70%.
図６のように各発電セル３１１−３２６にそれぞれのレーザ照射強度のレーザ光が照射された場合、発電パネル３００へのレーザ光の入射効率は次のようにして算出できる。 As shown in FIG. 6, when each power generation cell 311-326 is irradiated with laser light of each laser irradiation intensity, the incident efficiency of the laser light to the power generation panel 300 can be calculated as follows.
まず、角部の４枚の発電セル３１１、３１４、３１７、３２０の入射効率は、７０％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失）×２）＝０．７×０．７×０．８４＝０．４１、すなわち４１％である。 First, the incidence efficiency of the four power generation cells 311, 314, 317, and 320 at the corner is 70% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% −8% (irradiation) Energy loss) × 2) = 0.7 × 0.7 × 0.84 = 0.41, ie 41%.
次に、角部の発電セルに挟まれた周辺８枚の発電セル３１２、３１３、３１５、３１６、３１８、３１９、３２１、３２２の入射効率は、７０％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失））＝０．７×０．７×０．９２＝０．４５、すなわち４５％である。 Next, the incident efficiency of the eight power generation cells 312, 313, 315, 316, 318, 319, 321, and 322 sandwiched between the power generation cells at the corners is 70% (laser irradiation intensity) × 70% (uniform) Light transmission of the control mechanism) × (100% −8% (loss of irradiation energy)) = 0.7 × 0.7 × 0.92 = 0.45, that is, 45%.
最後に、中央部の発電セル３２３−３２６の入射効率は１００％である。 Finally, the incident efficiency of the power generation cell 323-326 in the center is 100%.
したがって、発電パネル３００の全体としての入射効率は、（４１％×４＋４５％×８＋１００％×４）／（７０％×１２＋１００％×４）＝（０．４１×４＋０．４５×８＋４．０）／（８．４＋４）＝９．２４／１２．４＝０．７５、すなわち７５％となる。 Therefore, the incident efficiency as a whole of the power generation panel 300 is (41% × 4 + 45% × 8 + 100% × 4) / (70% × 12 + 100% × 4) = (0.41 × 4 + 0.45 × 8 + 4.0) / (8.4 + 4) = 9.24 / 12.4 = 0.75, that is, 75%.
［実施形態５］
図７は、実施形態５に係る光照射装置で発電パネルを照射した状態を示す図である。実施形態５では、発電パネル３００の各発電セル３１１−３２６に図示するようなレーザ照射強度の光を照射している。なお、実施形態５と実施形態４とで異なるのは、角部の４枚の発電セル３１１、３１４、３１７、３２０には、レーザ照射強度が９０％のレーザ光が照射され、角部の発電セルに挟まれた周辺８枚の発電セル３１２、３１３、３１５、３１６、３１８、３１９、３２１、３２２には、レーザ照射強度が７５％のレーザ光が照射されていることである。
[Embodiment 5]
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the power generation panel is irradiated with the light irradiation apparatus according to the fifth embodiment. In the fifth embodiment, each power generation cell 311 to 326 of the power generation panel 300 is irradiated with light having a laser irradiation intensity as illustrated. The difference between the fifth embodiment and the fourth embodiment is that the four power generation cells 311, 314, 317, and 320 at the corner are irradiated with laser light having a laser irradiation intensity of 90%, and the power generation at the corner is performed. The eight power generation cells 312, 313, 315, 316, 318, 319, 321, and 322 sandwiched between the cells are irradiated with laser light having a laser irradiation intensity of 75%.
図７のように各発電セル３１１−３２６にそれぞれのレーザ照射強度のレーザ光が照射された場合、発電パネル３００へのレーザ光の入射効率は次のようにして算出できる。なお、各発電セル３１１−３２２の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失は、１辺当たり８％である。また、発電セル３１１−３２２に対して設けた均一化機構の光透過率は７０％である。 As shown in FIG. 7, when each power generation cell 311-326 is irradiated with laser light of each laser irradiation intensity, the incident efficiency of the laser light to the power generation panel 300 can be calculated as follows. In addition, the loss of irradiation energy by irradiating outside the power generation cells 311 to 322 is 8% per side. The light transmittance of the uniformizing mechanism provided for the power generation cells 311 to 322 is 70%.
まず、角部の４枚の発電セル３１１、３１４、３１７、３２０の入射効率は、９０％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失）×２）＝０．９×０．７×０．８４＝０．５３、すなわち５３％である。 First, the incidence efficiency of the four power generation cells 311, 314, 317, and 320 at the corner is 90% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% −8% (irradiation) Energy loss) × 2) = 0.9 × 0.7 × 0.84 = 0.53, ie 53%.
次に、角部の発電セルに挟まれた周辺８枚の発電セル３１２、３１３、３１５、３１６、３１８、３１９、３２１、３２２の入射効率は、７５％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失））＝０．７５×０．７×０．９２＝０．４８、すなわち４８％である。 Next, the incident efficiency of the eight power generation cells 312, 313, 315, 316, 318, 319, 321, and 322 sandwiched between the power generation cells at the corners is 75% (laser irradiation intensity) × 70% (uniform) The light transmittance of the conversion mechanism) × (100% −8% (loss of irradiation energy)) = 0.75 × 0.7 × 0.92 = 0.48, that is, 48%.
最後に、中央部の発電セル３２３−３２６の入射効率は１００％である。 Finally, the incident efficiency of the power generation cell 323-326 in the center is 100%.
したがって、発電パネル３００の全体としての入射効率は、（５３％×４＋４８％×８＋１００％×４）／（９０％×４＋７５％×８＋１００％×４）＝（０．５３×４＋０．４８×８＋４．０）／（３．６＋６．０＋４．０）＝９．９６／１３．６＝０．７３、すなわち７３％となる。 Therefore, the incident efficiency as a whole of the power generation panel 300 is (53% × 4 + 48% × 8 + 100% × 4) / (90% × 4 + 75% × 8 + 100% × 4) = (0.53 × 4 + 0.48 × 8 + 4. 0) / (3.6 + 6.0 + 4.0) = 9.96 / 13.6 = 0.73, that is, 73%.
［実施形態６］
図８は、実施形態６に係る光照射装置で発電パネルを照射した状態を示す図である。実施形態６では、発電パネル３００が２５枚の発電セル３１１−３３５によって構成されている。実施形態６に係る光照射装置は、図２に示した光照射装置とは異なる構成を有している。
[Embodiment 6]
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the power generation panel is irradiated with the light irradiation apparatus according to the sixth embodiment. In the sixth embodiment, the power generation panel 300 includes 25 power generation cells 311 to 335. The light irradiation apparatus according to Embodiment 6 has a configuration different from that of the light irradiation apparatus shown in FIG.
実施形態６に係る光照射装置はレーザ光源を２５個有している。図８の発電セル３２７−３３５に対してレーザ光を照射するレーザ光源には発電パネル３００との間に均一化機構が設けられていない。一方、発電パネル３００の最外周に位置する発電セル３１１−３２６に対してレーザ光を照射するレーザ光源には発電パネル３００との間に均一化機構が設けられている。実施形態６では、発電パネル３００の各発電セル３１１−３２６に図示するようなレーザ照射強度の光を照射している。 The light irradiation apparatus according to the sixth embodiment has 25 laser light sources. The laser light source that irradiates the power generation cells 327 to 335 in FIG. 8 with a laser beam is not provided with a uniformizing mechanism between the power generation panel 300 and the laser light source. On the other hand, the laser light source that irradiates the power generation cells 311 to 326 located on the outermost periphery of the power generation panel 300 with a laser beam is provided with a uniformizing mechanism between the power generation panel 300 and the laser light source. In the sixth embodiment, each power generation cell 311 to 326 of the power generation panel 300 is irradiated with light having a laser irradiation intensity as illustrated.
図８に示すように、発電セル３１１−３２６にはレーザ光源から均一化機構を介して７０％のレーザ照射強度の光が照射される。また、発電セル３２７−３３５にはレーザ光源から１００％のレーザ照射強度の光が照射される。 As shown in FIG. 8, the power generation cells 311 to 326 are irradiated with light having a laser irradiation intensity of 70% from a laser light source through a uniformizing mechanism. The power generation cells 327 to 335 are irradiated with light having a laser irradiation intensity of 100% from a laser light source.
図８の場合、各発電セル３１１−３２６の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失は、１辺当たり８％である。なお、均一化機構の光透過率は７０％である。 In the case of FIG. 8, the loss of irradiation energy due to irradiation outside the power generation cells 311 to 326 is 8% per side. The light transmittance of the homogenizing mechanism is 70%.
図８のように各発電セル３１１−３３５にそれぞれのレーザ照射強度のレーザ光が照射された場合、発電パネル３００へのレーザ光の入射効率は次のようにして算出できる。 As shown in FIG. 8, when each power generation cell 311-335 is irradiated with laser light of each laser irradiation intensity, the incident efficiency of the laser light to the power generation panel 300 can be calculated as follows.
まず、角部の４枚の発電セル３１１、３１５、３１９、３２３の入射効率は、７０％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失）×２）＝０．７×０．７×０．８４＝０．４１、すなわち４１％である。 First, the incidence efficiency of the four power generation cells 311, 315, 319 and 323 at the corners is 70% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% −8% (irradiation) Energy loss) × 2) = 0.7 × 0.7 × 0.84 = 0.41, ie 41%.
次に、角部の発電セルに挟まれた周辺１２枚の発電セル３１２−３１４、３１６−３１８、３２０−３２２、３２４−３２６の入射効率は、７０％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失））＝０．７×０．７×０．９２＝０．４５、すなわち４５％である。 Next, the incidence efficiency of the 12 power generation cells 312 to 314, 316 to 318, 320 to 322, and 324 to 326 sandwiched between the power generation cells at the corners is 70% (laser irradiation intensity) × 70% (uniform) Light transmission of the control mechanism) × (100% −8% (loss of irradiation energy)) = 0.7 × 0.7 × 0.92 = 0.45, that is, 45%.
最後に、中央部の発電セル３２７−３３５の入射効率は１００％である。 Finally, the incident efficiency of the power generation cells 327-335 in the center is 100%.
したがって、発電パネル３００の全体としての入射効率は、（４１％×４＋４５％×１２＋１００％×９）／（７０％×１６＋１００％×９）＝（０．４１×４＋０．４５×１２＋９．０）／（０．７×１６＋１．０×９）＝１６．０４／２０．２０＝０．７９、すなわち７９％となる。 Therefore, the incident efficiency as a whole of the power generation panel 300 is (41% × 4 + 45% × 12 + 100% × 9) / (70% × 16 + 100% × 9) = (0.41 × 4 + 0.45 × 12 + 9.0) / (0.7 × 16 + 1.0 × 9) = 16.04 / 20.20 = 0.79, that is, 79%.
［実施形態７］
図９は、実施形態７に係る光照射装置で発電パネルを照射した状態を示す図である。実施形態７では、発電パネル３００の各領域に図示するようなレーザ照射強度の光を照射している。なお、実施形態７と実施形態６とで異なるのは、角部の４枚の発電セル３１１、３１５、３１９、３２３には、レーザ照射強度が９０％のレーザ光が照射され、角部の発電セルに挟まれた周辺１２枚の発電セル３１２−３１４、３１６−３１８、３２０−３２２、３２４−３２６には、レーザ照射強度が７５％のレーザ光が照射されていることである。
[Embodiment 7]
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the power generation panel is irradiated with the light irradiation apparatus according to the seventh embodiment. In the seventh embodiment, each region of the power generation panel 300 is irradiated with light having a laser irradiation intensity as illustrated. The difference between the seventh embodiment and the sixth embodiment is that the four power generation cells 311, 315, 319, and 323 at the corners are irradiated with laser light having a laser irradiation intensity of 90%, and the power generation at the corners is performed. The twelve power generation cells 312-314, 316-318, 320-322, and 324-326 sandwiched between the cells are irradiated with laser light having a laser irradiation intensity of 75%.
図９のように各発電セル３１１−３３５にそれぞれのレーザ照射強度のレーザ光が照射された場合、発電パネル３００へのレーザ光の入射効率は次のようにして算出できる。なお、各発電セル３１１−３２６の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失は、１辺当たり８％である。また、発電セル３１１−３２６に対して設けた均一化機構の光透過率は７０％である。 As shown in FIG. 9, when each power generation cell 311-335 is irradiated with laser light of each laser irradiation intensity, the incident efficiency of the laser light to the power generation panel 300 can be calculated as follows. In addition, the loss of irradiation energy by irradiating outside the power generation cells 311 to 326 is 8% per side. The light transmittance of the uniformizing mechanism provided for the power generation cells 311 to 326 is 70%.
まず、角部の４枚の発電セル３１１、３１５、３１９、３２３の入射効率は、９０％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失）×２）＝０．９×０．７×０．８４＝０．５３、すなわち５３％である。 First, the incidence efficiency of the four power generation cells 311, 315, 319 and 323 at the corners is 90% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% −8% (irradiation) Energy loss) × 2) = 0.9 × 0.7 × 0.84 = 0.53, ie 53%.
次に、角部の発電セルに挟まれた周辺１２枚の発電セル３１２−３１４、３１６−３１８、３２０−３２２、３２４−３２６の入射効率は、７５％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失））＝０．７５×０．７×０．９２＝０．４８、すなわち４８％である。 Next, the incidence efficiency of the 12 power generation cells 312 to 314, 316 to 318, 320 to 322 and 324 to 326 sandwiched between the power generation cells at the corners is 75% (laser irradiation intensity) × 70% (uniform) The light transmittance of the conversion mechanism) × (100% −8% (loss of irradiation energy)) = 0.75 × 0.7 × 0.92 = 0.48, that is, 48%.
最後に、中央部の発電セル３２７−３３５の入射効率は１００％である。 Finally, the incident efficiency of the power generation cells 327-335 in the center is 100%.
したがって、発電パネル３００の全体としての入射効率は、（５３％×４＋４８％×１２＋１００％×９）／（９０％×４＋７５％×１２＋１００％×９）＝（０．５３×４＋０．４８×１２＋９．０）／（３．６＋９．０＋９．０）＝１６．８８／２１．６０＝０．７８、すなわち７８％となる。 Therefore, the incident efficiency as a whole of the power generation panel 300 is (53% × 4 + 48% × 12 + 100% × 9) / (90% × 4 + 75% × 12 + 100% × 9) = (0.53 × 4 + 0.48 × 12 + 9. 0) / (3.6 + 9.0 + 9.0) = 16.88 / 21.60 = 0.78, that is, 78%.
図１０は、従来の光照射装置で発電パネルを照射した状態の比較例を示す図である。図１０では、発電パネル３００に対して１つのレーザ光源からレーザ光を照射している。レーザ光源と発電パネル３００との間には１つの均一化機構が設けてある。 FIG. 10 is a diagram illustrating a comparative example in a state where a power generation panel is irradiated with a conventional light irradiation device. In FIG. 10, the power generation panel 300 is irradiated with laser light from one laser light source. One uniformizing mechanism is provided between the laser light source and the power generation panel 300.
この場合、発電パネル３００にはレーザ照射強度が１００％のレーザ光が照射され、均一化機構の透過率は７０％、発電パネル３００の外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失は、１辺当たり８％、である。 In this case, the power generation panel 300 is irradiated with laser light having a laser irradiation intensity of 100%, the transmittance of the uniformizing mechanism is 70%, and the loss of irradiation energy due to irradiation outside the power generation panel 300 is as follows. 8% per side.
従来の光照射装置で発電パネル３００を照射した場合の入射効率は次のようにして算出できる。発電パネル３００の全体としての入射効率は、１００％（レーザ照射強度）×７０％（均一化機構の光透過率）×（１００％−８％（照射エネルギーの損失）×４）＝１．０×０．７×０．６８＝０．４８、すなわち４８％である。 The incident efficiency when the power generation panel 300 is irradiated with a conventional light irradiation device can be calculated as follows. The incident efficiency of the power generation panel 300 as a whole is 100% (laser irradiation intensity) × 70% (light transmittance of the uniformizing mechanism) × (100% −8% (loss of irradiation energy) × 4) = 1.0. × 0.7 × 0.68 = 0.48, that is, 48%.
図１０のように、１つのレーザ光源から発電パネル３００の全体を照射した場合の入射効率と、実施形態１−７に示した、複数のレーザ光源から各発電セルを照射した場合の入射効率とを比較すると、下記の通りとなる。 As shown in FIG. 10, the incident efficiency when the entire power generation panel 300 is irradiated from one laser light source, and the incident efficiency when each power generation cell is irradiated from a plurality of laser light sources shown in Embodiment 1-7 Is as follows.
従来 ４８％
実施形態１ ６４％
実施形態２ ６６％
実施形態３ ６９％
実施形態４ ７５％
実施形態５ ７３％
実施形態６ ７９％
実施形態７ ７８％
以上のように、発電パネル３００への入射効率を比較してみると、図１０に示した従来の光照射装置よりも実施形態１−７の光照射装置の方がはるかに大きい。したがって、発電パネル３００の発電量も大きくなることがわかる。
Conventional 48%
Embodiment 1 64%
Embodiment 2 66%
Embodiment 3 69%
Embodiment 4 75%
Embodiment 5 73%
Embodiment 6 79%
Embodiment 7 78%
As described above, when the incidence efficiency on the power generation panel 300 is compared, the light irradiation device of Embodiment 1-7 is much larger than the conventional light irradiation device shown in FIG. Therefore, it can be seen that the power generation amount of the power generation panel 300 also increases.
実施形態１−７では、発電パネル３００の最外周に位置する発電セルのレーザ照射強度を、発電パネル３００の中心部に位置する発電セルのレーザ照射強度の７０％から９０％とした場合を例示した。レーザ照射強度の範囲は、６０％から９５％の間であることが好ましく、実施形態１−７で例示した７０％から９０％の間がより好ましい。 In Embodiment 1-7, the case where the laser irradiation intensity of the power generation cell located at the outermost periphery of the power generation panel 300 is set to 70% to 90% of the laser irradiation intensity of the power generation cell located at the center of the power generation panel 300 is illustrated. did. The range of laser irradiation intensity is preferably between 60% and 95%, and more preferably between 70% and 90% exemplified in Embodiment 1-7.
また、実施形態１−７では、発電パネル３００の最外周に位置する各発電セルの外側に外れて照射されることによる、照射エネルギーの損失が、１辺当たり４％、８％、１１％の場合を例示した。この照射エネルギーの損失は、１辺当たり１８％以下であることが好ましく、実施形態１−７で例示した４％から１１％の間がより好ましい。なお、照射エネルギーの損失は０％であることが最も好ましい。しかし、照射エネルギーの損失を０％とするためには、図１の充電ステーション１００で電気自動車１１０の発電パネル３００と光照射装置２００とを高精度で位置決めすることが必要となる。しかし、高精度で位置決めすることは現実的ではないので、実用的な範囲として、１８％以下としている。 Moreover, in Embodiment 1-7, the loss of irradiation energy by irradiating outside the power generation cells located on the outermost periphery of the power generation panel 300 is 4%, 8%, and 11% per side. The case was illustrated. This loss of irradiation energy is preferably 18% or less per side, and more preferably between 4% and 11% exemplified in Embodiment 1-7. The loss of irradiation energy is most preferably 0%. However, in order to reduce the loss of irradiation energy to 0%, it is necessary to position the power generation panel 300 of the electric vehicle 110 and the light irradiation device 200 with high accuracy at the charging station 100 of FIG. However, since positioning with high accuracy is not practical, the practical range is 18% or less.
さらに、各発電セルに照射されるレーザ光の照射エネルギーの差は５％以内であることが好ましい。実施形態１−７ではこの数値は明確に示してはいないが、図３から図９に示すように、各発電セルに照射されるレーザ光は、隣り合う発電セルにおいて、照射エネルギーの差が５％以内になるようにオーバーラップさせている。 Furthermore, it is preferable that the difference in the irradiation energy of the laser light irradiated to each power generation cell is within 5%. Although this numerical value is not clearly shown in Embodiment 1-7, as shown in FIGS. 3 to 9, the laser light irradiated to each power generation cell has a difference in irradiation energy of 5 between adjacent power generation cells. It is overlapped to be within%.
なお、発電パネル３００の角部に照射するレーザ光の光軸を発電パネル３００の中心方向にオフセットして、照射エネルギー損失を減少させる態様を実施形態３のみで示した。しかし、他の実施形態についても、この態様を適用しても良い。 Note that the embodiment in which the optical axis of the laser light applied to the corners of the power generation panel 300 is offset toward the center of the power generation panel 300 to reduce the irradiation energy loss is shown only in the third embodiment. However, this aspect may be applied to other embodiments.
以上のように、実施形態１−７では、光照射装置２００を、複数のレーザ光源と複数の光均一化機構とで構成している。このため、大型の光学系を必要としないので、光照射装置２００は大型化せず、充電ステーションの設置コストを抑えることができる。 As described above, in Embodiment 1-7, the light irradiation device 200 includes a plurality of laser light sources and a plurality of light equalizing mechanisms. For this reason, since a large-sized optical system is not required, the light irradiation apparatus 200 is not increased in size, and the installation cost of the charging station can be suppressed.
また、実施形態１−７では、発電パネル３００の最外周の領域に照射するレーザ光のレーザ照射強度を中央部の領域に照射するレーザ光のレーザ照射強度よりも小さくしている。また、最外周の領域に照射するレーザ光は均一化機構によって強度分布を均一化している。光照射装置２００をこのように構成すると、発電パネル３００への入射効率が向上し、発電パネル３００の発電量が増加する。 In Embodiment 1-7, the laser irradiation intensity of the laser light applied to the outermost peripheral region of the power generation panel 300 is set lower than the laser irradiation intensity of the laser light applied to the central region. Further, the intensity distribution of the laser light irradiated to the outermost peripheral region is made uniform by a uniformizing mechanism. If the light irradiation apparatus 200 is configured in this way, the incidence efficiency to the power generation panel 300 is improved, and the power generation amount of the power generation panel 300 is increased.
１００ 充電ステーション、
１１０ 電気自動車、
１２０ 充電スペース、
２００ 光照射装置、
２１１−２１９ レーザ光源、
２３１−２３８ 均一化機構、
３１１−３３５ 発電セル、
２５０ レーザ光、
３００ 発電パネル。
100 charging station,
110 electric car,
120 charging space,
200 light irradiation device,
211-219 laser light source,
231-238 homogenization mechanism,
311-335 power generation cell,
250 laser light,
300 Power generation panel.
Claims (8)
前記複数のレーザ光源の内の特定のレーザ光源と前記発電パネルとの間に介在し前記レーザ光の強度分布を均一化する均一化機構と、を有し、
前記複数のレーザ光源からは前記発電パネルのそれぞれの領域に前記レーザ光が照射され、
前記均一化機構が介在される前記特定のレーザ光源は、前記発電パネルの外周領域に前記レーザ光を照射するレーザ光源であり、
前記特定のレーザ光源のレーザ照射強度は、他のレーザ光源のレーザ照射強度よりも小さい、光照射装置。 A plurality of laser light sources for irradiating the power generation panel with laser light having a specific intensity distribution;
A uniformizing mechanism that is interposed between a specific laser light source of the plurality of laser light sources and the power generation panel, and uniformizes the intensity distribution of the laser light,
The laser light is irradiated from the plurality of laser light sources to each region of the power generation panel,
The specific laser light source in which the homogenizing mechanism is interposed is a laser light source that irradiates the laser light to an outer peripheral region of the power generation panel,
The laser irradiation intensity | strength of the said specific laser light source is a light irradiation apparatus smaller than the laser irradiation intensity | strength of another laser light source.
前記特定のレーザ光源は、前記発電パネルの最外周に位置する発電セルに対して前記レーザ光を照射する、請求項１に記載の光照射装置。 The power generation panel is composed of a plurality of power generation cells arranged in a grid pattern,
The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the specific laser light source irradiates the laser beam to a power generation cell located on an outermost periphery of the power generation panel.
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