JP2020522220A - 集光型多機能太陽エネルギーシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る集光型多機能太陽エネルギーシステムの一つの実施態様について、図1を参照されたい。図1は、本システムの縦方向に沿って分解した構造の構成概略図を示し、集光構造層110と、導光構造層120と、光エネルギー利用装置130と、底トレイ140とを含む。
本発明に係る集光型多機能太陽エネルギーシステムのもう一つの実施態様について、図6を参照されたい。図6は、本システムの縦方向に沿って分解した構造の構成概略図を示し、集光構造層210と、導光構造層220と、光エネルギー利用装置230と、底トレイ240とを含む。
本発明による集光型多機能太陽エネルギーシステムのもう1つの実施形態について、図7を参照されたい。図7は、本システムの縦方向に沿って分解した構造の構成概略図を示し、複合フレネルレンズ311を有する集光構造層310と、導光筒321を有する導光構造層320と、光エネルギー利用装置330と、作動媒体342を収容している底トレイ340とを含む。
Claims (15)
- 少なくとも1つのフレネル集光装置を含む集光構造層であって、各フレネル集光装置が一つの集光型フレネルレンズを含む集光構造層と、
前記集光構造層の下に配置され、少なくとも1つの反射型の導光筒を含む導光構造層であって、前記導光筒の内壁が少なくとも部分的に鏡面であり、且つ前記導光筒は頂部開口が大きく底部開口が小さく、前記フレネル集光装置を介して集光された光線が前記導光筒の頂部から入射する導光構造層と、
前記導光筒の底部または前記導光筒の中に配置され、光電変換デバイスを含む少なくとも1つの光エネルギー利用装置と、前記導光構造層の下に配置された底トレイとを含み、
前記集光構造層の周辺は、前記導光構造層の周辺または頂部と密接に協働し、これにより両者の間に密封された第1の空間が形成され、
前記導光構造層の周辺は、前記底トレイの周辺と密接に協働し、これにより両者の間に密封された第2の空間が形成され、
前記第2の空間に、作動媒体が収容され、前記作動媒体は前記光電変換デバイスと熱伝導接続されていることを特徴とする集光型多機能太陽エネルギーシステム。 - 前記第1の空間に、屈折率が1より大きい気体が充填されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記作動媒体は、水、冷却液、油及び冷媒の中から選択された少なくとも1種類の液体であり、
前記底トレイに作動媒体が流入及び流出するための入口及び出口が設けられていることを特徴とする請求項1〜2のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記導光構造層の周辺に、直筒形のキャップが配置されており、
前記集光構造層及び前記底トレイの周辺形状は、前記キャップの形状に対応する直筒形であり、これにより、前記キャップを前記集光構造層及び底トレイの周辺と密接に嵌め合わせることができることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記集光構造層は、アレイ状に配列された複数のフレネル集光装置を含み、
前記導光構造層は、アレイ状に配列された複数の導光筒を含み、各導光筒は、1つのフレネル集光装置に対応しており、前記導光筒の横断面形状が、4角形、6角形、及び円形から選ばれたものであり、前記キャップは、前記複数の導光筒のアレイの外周に沿うように前記アレイを取り囲んでいることを特徴とする請求項4に記載のシステム。 - 前記集光型フレネルレンズは、前記集光構造層の頂面の少なくとも一部に形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記フレネル集光装置は、前記集光型フレネルレンズの下に直立に配置され、入射した光線を下方に向けて偏向させる第1の非点収差型フレネルレンズをさらに含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記フレネル集光装置は、前記集光型フレネルレンズの下に直立に配置され、前記第1の非点収差型フレネルレンズと十字交差し、入射した光線を下方に向けて偏向させる第2の非点収差型フレネルレンズをさらに含むことを特徴とする請求項7に記載のシステム。
- 前記集光型フレネルレンズが集光型線形フレネルレンズである、及び、
前記第1及び第2の非点収差型フレネルレンズが、非点収差型線形フレネルレンズである、
という特徴のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 前記集光型フレネルレンズは、中心光軸との距離に応じて異なる複数のエリアに分けられ、中心光軸から離れたエリアは、焦点距離が短く、中心光軸に近いエリアは、焦点距離が大きいことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記光電変換デバイスは、片面受光型のソーラーパネルであり、前記導光筒の底部に配置され、受光面は、前記導光筒の頂部に向いている、あるいは、
前記光電変換デバイスは、両面受光型のソーラーパネルであり、前記導光筒の中に配置され、熱伝導性支持部材を介して導光筒に固定され、前記導光筒の底部は反射鏡面によって密封されている、あるいは、
前記光エネルギー利用装置は、内壁の少なくとも一部が反射鏡面である密封容器を含み、前記導光筒の底部は、前記密封容器の入口と突き合わせられ、前記光電変換デバイスは、前記密封容器の内壁上に配置され、または前記密封容器の中に配置されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のシステム。 - 密封容器の入口の周りに位置する部分は、頂部の開口が小さく且つ底部の開口が大きいテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記光エネルギー利用装置は、前記光電変換デバイス及び前記作動媒体の間の熱伝導経路に配置された熱電変換デバイスをさらに含むことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のシステム。
- 一つの圧電振動子及び駆動回路を備える圧電振動器をさらに含み、前記圧電振動子は、前記集光構造層あるいは前記導光構造層と機械的に接続されて、前記集光構造層あるいは前記導光構造層を振動させることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のシステム。
- 導光筒の外側に配置され、前記光電変換デバイスと接触する、または、前記光電変換デバイスの近傍であって前記光電変換デバイスと熱伝導することができる位置に配置された金属放熱フィンまたは熱伝導素子をさらに含むことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のシステム。
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