JP3172254U - 太陽エネルギー反射集光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光の反射と屈折を利用して、ソーラーパネルがより多くの光エネルギーを受けることができる太陽エネルギー反射集光装置を提供する。【解決手段】ベース１は、内凹弧体状を呈し、その内凹弧状面に沿ってソーラーパネルモジュール３を敷設する。ベース１の内底縁には高度反射光面を有する光エネルギー反射球体２を設ける。この構造により、ベース内縁面に敷設されたソーラーパネルモジュールの正常な受光に加え、光エネルギー反射球体の光エネルギー反射作用により、ベースの内縁面に敷設されたソーラーパネルモジュールの機能が増進し、その受光性が向上して、より高い光電変換効率を得ることができる。【選択図】図３

Description

本考案は太陽エネルギー反射集光装置に関し、特に光エネルギー反射原理と屈折原理によって、ソーラーパネルやソーラーパネルモジュールの機能を増進させて、その受光度を高めることができ、その後の設備の充電変換効率を向上させることができる太陽エネルギー反射集光装置に関する。

本考案の技術分野は、環境保護に優れたグリーンエネルギーの中の、汚染性が完全にない太陽エネルギーの開発に属する。現在のソーラーパネルが開発されて以来、現在にいたるまで、ソーラーパネルのエネルギー変換効率を如何にして向上させることができるかが、現在の科学業界がずっと解決したがっている問題であると同時に、本考案で討論すべき重要な課題である。

現在の設備と技術の制約の中で、ソーラーパネル充電効率を高めることができる方法としては、以下の二種類の手段しかない。
一つ目は、ソーラーパネルの構造、或いは製造原料を変えることで、その充電変換効率を高める方法である。
二つ目は、補助的なメカニズムを用いて、光を受ける有効時間の内での、ソーラーパネルの受光度合いを高めることで、その充電変換効率を高める方法である。

しかしながら、前述の一点目の方法に関しては、原料を変えるためには、原料の取得や原料のコスト等を考慮しなければならないため制限があり、大量生産できるかどうか、幅広く適用できるかどうかは、現在のところ未知数である。従って、一歩引いて逆に考えてみると、現在のところ、ソーラーパネルの充電変換効率を向上させることができる唯一の方法は、補助的なメカニズムを用いて光を受ける有効時間の内でのソーラーパネルの受光度合いを高めるという方法しかない。

本考案の技術方法では、光エネルギー反射球体により 光の照射の有効時間内に、照射された太陽エネルギーに対して、全面性の反射と屈折を同時に行う。なお、光エネルギー反射球体表面の反射度と光の照射の強度は正比例する。簡単に言うと、太陽光の照射が強ければ強いほど、光エネルギー反射球体表面の反射光エネルギーの照度も強くなる。従って、本考案の光エネルギー反射球体表面は、反射性が優れた面である必要があり、それにより、太陽光が照射された後、全面性の反射作用或いは屈折作用が行われる。

光エネルギー反射球体表面が受けた太陽光が反射及び屈折した後、光エネルギー反射球体は極めて明るい光球体のようになり、本考案のベース内縁面に敷設されたソーラーパネルモジュールは凹弧体型態の構造で対応し、前記光エネルギー反射球体表面に現れた反射光エネルギーを受けとる。それにより、本考案のベースに敷設されたソーラーパネルモジュールは、一つ目の太陽光の照射と、二つ目の光エネルギー反射球体の二重の光エネルギー照射を形成し、ソーラーパネルモジュールの受光性と充電変換効率を大幅に向上させることができる。

科学技術が進歩するにつれて、人々の生活物質に対する需要は高まり続けている。「エネルギー」は、全ての文明と進歩の源泉である以外に、人々の生活に密接に関係し欠かすことができない。「エネルギー」に関して言及すると、初期のエネルギーである炭鉱の採掘と石炭の利用は、すでに石油にとって代わられているが、この高汚染度の石油エネルギーは、ここ数十年ずっと、全世界各地で全面的で広範囲にわたる採掘が行われているとともに、絶え間なく使用され続けており、晩かれ早かれエネルギーが尽きて枯渇してしまうことを人類はすでに気付いている。しかも、この高汚染度のエネルギーを大量に利用し続けると、天候が変わり、生物の種が滅び、地球温暖化が拡大するとともに、エネルギー取得の欠乏は、地球上の各個人に深く影響し、且つ危害を及ぼす。

そのため、自然環境保護と汚染性のないエネルギーが提唱されるにつれ、一部の人々の良識が呼びさまされ、グリーンエネルギーの開発と取得が積極的に行われるようになり、さらに、各国の科学者の共鳴と尽力もあり、汚染性のない太陽エネルギーが真に最も優れたグリーンエネルギーであることが世間に浸透していった。その結果として、ここ何年かで、ウェハーベースの結晶シリコンを原料として生成されたソーラーパネルが登場し、太陽エネルギーブームを巻き起こした。アメリカ、日本、ヨーロッパのドイツ、イギリス、フランス等で、大量の金銭と資源が投入されている以外に、相関性のある風力発電エネルギーの設計と取得も同時に実施され、現在のところ素晴らしい成果を上げているとともに着実に利用されはじめており、グリーンエネルギーの中の最も重要な一部となっている。

グリーンエネルギーにおける太陽エネルギーに関して言うと、太陽エネルギーは、主に、ソーラーパネルと太陽光の照射エネルギーの関係によって決まる。簡単に言うと、太陽エネルギーがどれだけ得られるかは、有効時間内での光の照射の程度によって決まる。つまり、有効時間内での光の照射の程度が強ければ強いほど、ソーラーパネルが収集できる太陽エネルギーも多くなる。また、現在のソーラーパネルの太陽エネルギーに対する変換効率は低く、決して理想的とはいえない。この事実を変えることができない中で、この欠点を補う唯一の方法は、ソーラーパネルの受光面積を拡大させることとソーラーパネルの使用量を増加させることである。従って、現在普及している太陽エネルギー収集装置の大部分は、屋根、屋上、或いは、広々とした地域に敷設され、それにより、太陽光の照射面積を拡大させるとともにソーラーパネルの使用量を増やし、エネルギー貯蔵効率と変換効率不足を補って、相対的な利用性を高めている。もちろん、これらの問題と技術に関し、ソーラーパネルからなるソーラーパネルモジュールも、その変換効率と充電効率に確実に影響を与える。しかしながら、この可変要素を除くと、問題は、光照射の有効時間と光の照射の強度に最終的に帰することになる。

従来の太陽エネルギー収集装置は、主に、ソーラーパネルからなるソーラーパネルモジュールによって構成されている。その形態は平板状を呈しており、各ソーラーパネルは、フレームによって固定され、面が上に向いて、太陽光のエネルギーに向かい合うような設計になっている。しかしながら、この種の形態の太陽エネルギー収集装置は、基本的に、太陽光のエネルギーを収集する能力はあるものの、前述した光の照射の有効時間における強度の問題を解決することはできない。しかも、雨水が溜まり、雨水により腐蝕することもあり、管理とメンテナンスする上でいくつかの問題があり、コストもかかる。従って、従来の太陽エネルギー収集装置のハードウェアは、ソーラーパネルやソーラーパネルモジュールの受光効率と変換効率を高めることができないため、従来の太陽エネルギー収集装置は改善する必要性があり、その点が、本考案で討論する主要な課題でもある。

上述した問題を鑑み、本考案は、ソーラーパネルやソーラーパネルモジュールの受光性の問題を改善してエネルギー変換効率を高めることができる、太陽エネルギー反射集光装置を提供することを目的とする。

本考案による太陽エネルギー反射集光装置は、ベースと、光エネルギー反射球体と、ベース内縁面に敷設されたソーラーパネルモジュールとによって構成する。その内、ベースは、内凹弧体形態を呈する。また、ベース内縁面に完全性の内凹弧面型のソーラーパネルモジュールを形成させるために、内凹弧体形態のベース内縁面には、面性完全のソーラーパネルが敷設される。また、前記ベースは底座を備えるとともに、前記ベースの外縁には、ベースに固定されたフレームが設けられ、それにより、地震の揺れに影響を受けない優れた安定性を得ることができる。また、ベースの内底縁には、高度反射光面を有する光エネルギー反射球体が安定して設けられる。光エネルギー反射球体の光エネルギー反射作用と屈折作用により、ベース内縁面に敷設されたソーラーパネルモジュールに対して太陽光のエネルギーの照射が二重で行われることになり、ソーラーパネルモジュールの受光性が向上し、最終的に必要なエネルギー変換効率を得ることができる。

前述した本考案のベースは内凹弧体形態を呈し、基本的に、各ソーラーパネルは傾斜をつけて設けられ、ベースの底部には排水孔或いは溝が設けられ、溜まった雨水を素早く排水すること、及び、溜まった汚れやほこりを素早く取り除くことができる。従って、このベースの型態の利点により、雨水が溜まる問題を克服することができるとともに、雨水が溜まることから引き起こされる腐蝕の問題を取り除くことができ、管理、交換、メンテナンスコストを下げることができる。

前述した本考案の光エネルギー反射球体の表面は、反射性が優れた面であり、太陽光のエネルギーが照射された後、全面性の反射と屈折作用が行われる。この反射によって得られた光エネルギーも、当然、同様に、ソーラーパネルモジュールに利用することができる。光エネルギー反射球体は球体形態を呈するため、光エネルギーを反射及び屈折する上で、全面性の反射機能と屈折機能を発揮するだけでなく、光の照射を増進する機能も発揮する。簡単に言うと、太陽光がソーラーパネルモジュールの一つ目の太陽光の照射であり、光エネルギー反射球体は二つ目の反射光エネルギーも形成し、二重の光エネルギー照射を作り出す。それにより、ソーラーパネル或いはソーラーパネルモジュールの受光性が向上し、充電変換効率を高めることができる。

本考案は、同じ面積のソーラーパネルやソーラーパネルモジュールに、より高いエネルギー変換効率をもたせることができることに加え、ソーラーパネルやソーラーパネルモジュールの使用と組み立てコストを全面的に下げることができる。

本考案の最も好ましい実施例の外観を示した斜視図である。 本考案の構造を示した分解図である。 本考案の実施例で照射された光が反射した状態を示した概略図である。 本考案の別の実施例の構造を示した概略図である。

図１と図２に示すように、本考案による太陽エネルギー反射集光装置は、主に、ベース１と、光エネルギー反射球体２と、ベース内縁面に敷設されたソーラーパネルモジュール３とによって構成する。その内、ベース１は、内凹弧体形態を呈する。また、ベース１内縁面に完全性の内凹弧面型のソーラーパネルモジュール３を形成させるために、内凹弧体形態のベースの内縁面に、面性完全のソーラーパネル３１が敷設される。

図２に示すように、ベース１の底部には底座１１が設けられ、底座１１には排水孔或いは溝１２が設けられる。また、ベース１の外縁にはベース１に固定されるフレーム１１１が設けられ、それにより、外界或いは自然現象の震動や地震の影響を受けないようにすることができる。また、ベース１に配置された内底縁１３には、底座１１の排水孔或いは溝１２に対応するように、連通する下水孔或いは溝１３１が設けられる。内底縁１３には高度反射光面を有する光エネルギー反射球体２が安定して設けられ、光エネルギー反射球体２は、ベース１の内凹弧体形態に囲まれ、その高さはベース１開口面の水平面より低い。以上の構造により、ベース１内縁面に敷設されたソーラーパネルモジュール３の正常な受光に加え、光エネルギー反射球体２の光エネルギー反射作用により、ベース１の内縁面に敷設されたソーラーパネルモジュール３の機能が増進し、その受光性が向上して最終的に必要な充電変換効率を得ることができる。

続けて、図３を参照する。ベース１内に安定して設けられた光エネルギー反射球体２は、球体形態を呈しており、光エネルギーを反射及び屈折する上で、全面性の反射機能と屈折機能を発揮するだけでなく、光の照射を増進する機能も発揮する。従って、その優位性のある機能に関し、太陽光は、ソーラーパネル、或いは、ソーラーパネルモジュール３の一つ目の太陽光の照射であり、また、光エネルギー反射球体２は、二つ目の反射光エネルギーも形成し、二重の光エネルギー照射を作り出すことにより、ソーラーパネル、或いは、ソーラーパネルモジュール３の受光性と、充電変換効率を高めることができる。また、光エネルギー反射球体２は、ベース１の内底縁１３に安定して設けられるが、光エネルギー反射球体２を動かないように安定させて配置するために、実施例では、光エネルギー反射球体２の底部を切断平面２１にするか、或いは、ベース１の内底縁１３に嵌合中空部１４を設け、それにより、全球体式の光エネルギー反射球体２を固定することができる。また、それと同時に、図４に示すように、内底縁１３の周辺に、出下水孔或いは溝１３１を設けることで、溜まった水を排水すること、及び、溜まった汚れやほこりを素早く取り除くことができる。

１ ベース
１１ 底座
１１１ フレーム
１２ 排水孔或いは溝
１３ 内底縁
１４ 嵌合中空部
１３１ 下水孔或いは溝
２ 光エネルギー反射球体
２１ 切断平面
３ ソーラーパネルモジュール
３１、 ソーラーパネル

Claims (4)

1. ベースと、光エネルギー反射球体と、ベース内縁面に敷設されたソーラーパネルモジュールとによって構成する、太陽エネルギー反射集光装置であって、
   ベースは内凹弧体形態を呈し、ベース内縁面に完全性の内凹弧面型のソーラーパネルモジュールを形成させるために、内凹弧体形態のベース内縁面には、面性完全のソーラーパネルが敷設され、
   ベースの底部には底座が設けられ、ベースの外縁にはフレームが設けられ、
   光エネルギー反射球体の表面は、優れた反光面を備えるとともに、光エネルギー反射球体は、ベースの内底縁に安定して設けられるとともに、ベースの内凹弧体形態に囲まれ、光エネルギー反射球体の高さは、ベース開口面の水平面より低く、
   ソーラーパネルモジュールはソーラーパネルからなり、面性且つ完全なソーラーパネルモジュールを形成させるために、ソーラーパネルモジュールはベース内凹弧体の内縁面に敷設されることを特徴とする、太陽エネルギー反射集光装置。
2. ベース内の底縁には、下水孔或いは溝が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の太陽エネルギー反射集光装置。
3. 光エネルギー反射球体の底部は、切断平面であることを特徴とする、請求項１に記載の太陽エネルギー反射集光装置。
4. ベースの内底縁には、全球体式の光エネルギー反射球体を固定するために、嵌合中空部が設けられ、ベースの内底縁の周辺には下水孔或いは溝が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の太陽エネルギー反射集光装置。

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