JP3211019U7

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Publication number: JP3211019U7
Application number: JP2016002003U
Authority: JP
Filing date: 2016-05-01
Publication date: 2020-02-20
Anticipated expiration: 2025-01-26

Description

太陽光発電の太陽電池並びにＬＥＤ照明などの省エネ技術

太陽光発電モジュールの技術並びにＬＥＤ電球などの省エネ発光技術

１９９４年９月２０日発行編者浜川主弘桑野幸徳太陽エネルギー工学２００６年７月１日発行編者ＬＥＤ照明推進協議会ＬＥＤ照明ハンドブック２００８年１月２８日発行著者谷腰欣司発光ダイオードの本

発電方法を太陽光発電に限っていうと
従来の発電方法は、太陽電池に太陽光を当てて発電するために、
まず夜間は発電できず大雨・暴風雨などの天変地変に影響され
その時々の発電量が予測できないという欠点がある。
大容量の蓄電池が開発されない限り
発電量は結果として、その時頼みというのが現状である。

太陽電池に太陽光ではなくＬＥＤ照明などの照明を当て発電する。
この場合、太陽電池の形状や構成などはセットする照明器に合わせて
セットされるよう作成する。
また、太陽電池で発電した電力を二次電池やスーパーキャパシタなどに充電して利用する。
通常は発電し出力された電力を他に電気的な加算がない場合、出力以上の電力は生み出せない。
しかしながら発電された電力を二次電池などに充電して、その充電電力との対比でみれば
出力以上の電力が充電電力として可能となる。

これは二次電池などで充電時間は各々の二次電池で違うも、これは二次電池そのものが充電用電力を
１００％充電できてなくロスしていることの証左でしょう。つまり電力ロスの少ない二次電池が充電時間は早く、
ロスが多いのは遅くなるでしょう。つまり充電は各々の二次電池などのいわゆる性能で充電時間の長短が決まる。
また、二次電池の中でリチウムイオン電池の充電曲線は、充電量の少ない時は充電スピードは速く
満充電に近くなればそれより遅くなる特性があります。
このようなことからＬＥＤなどで光を発し、それを媒介として太陽電池から発電し二次電池などに充電するため
ＬＥＤなどの光源電力と同じスピードで充放電はしない。
つまり光源にだけの放電だけなら放電電力は一定になるが、二次電池などへの充電は様々な設定により
充電時間は変化する。ために放電電力より充電電力を多くする必要がある。
これは二次電池などの充電機能にあわせて電流もしくは電圧を倍増するなどして
充電量を多くすることで実現する。
この場合、ＬＥＤなどの光源電力と太陽電池は電気的に繋がってなく独立しており
お互いの干渉もない。ために結果としてこの光発電システムは、ＬＥＤなどの光源電力より
太陽電池から発電され充電された電力が大なることが実現される。

また、太陽電池の電力は、電流×電圧になるため
太陽電池が最も反応しやすい波長を当てるのが
効率が良い。その点、ＬＥＤだと色の３要素の
赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）の三つの原色を混ぜて
幅広い色を再現する加法混合が可能である。
ために現在では可視光線から遠赤外域までＬＥＤ照明は
商品化されている。
つまりＬＥＤ照明の光波長は、現在ほとんどの波長が
生み出せる技術は確立されている。

以上から、太陽電池は様々な種類があり
かつ発電する光波長も太陽電池の様式により様々である。
ために最適な波長でＬＥＤなどの照明を当てれば効率よく発電が可能である。
つまりＬＥＤなどの光源は最適な波長光のみ照射が可能であり
むしろ太陽光より扱いやすいものである。
最終的に、このようにして少しの電力補充からもっと大きい電力補充へと
沢山の利用が考えられる。

電力を産むために使用する電力より
ほんの少しでも多い電力が生まれるのであれば
利用方法は多岐にわたる。
電気自動車などや停電時の電源システムなど
活用は多岐にわたる。

今まで太陽光に当てて発電するしか方法がなかったことに対し
ＬＥＤ照明などの人工光源を当てて発電することがわかれば
それに伴い蓄電池や太陽電池、ＬＥＤもしくはそれを進化した
様々な工業機器が出現するはず。

今後の利用は、二次電池やスーパーキャパシタなどをセットし燃料なしの電気的動力源として
利用が考えられる。ただ充電するだけのものであれば意味はなく電動動力源として使うので
またこれが終点ではなく発電側の太陽電池や二次電池などのそれぞれの機器を
より強力なものとするための進化は必要。
また、各性能の向上から将来、永久電池として利用されるのも夢ではない。

太陽電池の入力される光に対しての感度（分光感度）ＬＥＤ発光ダイオードを点で光るのではなく面で光りかつ表裏両方光る場合に、光が照射される面積が表裏とも発光する場合に倍増することで出力電力を多く取り入れる。また、太陽電池が照射光（ＬＥＤ単波長光）が一部通過するようであれば多重層の重ね太陽電池も考えられる。ＬＥＤ発光ダイオードを点で光るのではなく蛍光管のように円筒型として発光させ、その周囲を取り巻くように円筒型の太陽電池を設置する。このことで一つの光源から多くの出力電力をえることが可能となる。また、ＬＥＤ発光ダイオードを点で光らせそれを包みこむように球体の太陽電池が設置できればより一層の出力電力が得られる。本考案の骨子を列記したもの。

発電を必要とするもの総てに利用可能である。ただし機器の大きさや出力電力の大小はその機器設定によるので利用目的に沿った機器設定が必要となる。

Claims

発電方法は各々の太陽電池の中で必要な太陽電池を選択し、その太陽電池に当てるＬＥＤなどの光源の
光波長を近赤外部もしくはそれに近い光波長で禁止帯幅を超えない光波長をＡとするなら、
紫外部の３００ｎｍ以上かつ分光感度で反応するもっとも短い光波長をＢとし、
ＡとＢの間の中で熱をもっても可か不可かなど使用目的に合致する光波長を選択しかつ、
ＬＥＤなどの円筒光源に同じく円筒形で透明な形状で光源を包み込むような形状物に
内側の光源を向いた形で太陽電池を取り付け、
その太陽電池集合体であるセルを必要であれば分割し直列なら直列に並列なら並列に統一してつなぎ、
一番外側に内側を向いた光反射物を必要であれば取り付けて形状は光源と同じように円筒形でつくり、
光源光を密閉状態とすることを特徴とする人口光による光発電システム。
請求項１に記載の発電システムであって、光発電システムの用途にあった太陽電池を使い、
その太陽電池は発電部分そのものをいい、通常の太陽電池では取り付けられている前面背面などに
必要であれば固定板などをつけて使い、その発電された電力を二次電池やスーパーキャパシタなどに
充電して使い、ＬＥＤなどの光源用電力合計より発電し充電された電力合計が大なるように
システムされたことを特徴とする人口光による光発電システム。
請求項１に記載の発電システムであって、形状はＬＥＤなどの光源の形状で全体の形状が決まり、
請求項１では円筒形でのＬＥＤなどの光源による発電であったが
ＬＥＤなどの光源が球体であればそれを覆う太陽電池も球体となり、一番外側の内向きに光反射物がついた形状も
球体となり、ＬＥＤなどの光源が平面体であれば表裏両方に光源光がでるので、
平面体であるＬＥＤなどの光源をはさむ形で太陽電池も一番外側の内向きに光反射物がついた形状も平面となり、
これらＬＥＤなどの光源の形状により光発電システム全体の形状が決まり、
かつその種類は円筒形や球体や平面体など３種類ありかつそれ以外でも光源の形状により全体形状が決まり、
ＬＥＤなどの光源とそれを覆う太陽電池の距離が５ｃｍ以内とすることを特徴とする人口光による光発電システム。
請求項１に記載の発電システムであって、最終的に二次電池やスーパーキャパシタ等に充電するとして電圧や
電流を倍増するなどために、必要であれば太陽電池集合体であるセルを分離して各々直列やもしくは並列接続して使い、
その他接続に伴う様々な機器は既存の太陽光発電システムを使うことを特徴とする人口光による光発電システム。
請求項１に記載の発電システムであって、一番外側に必要であれば内側を向いた光反射物を取り付けて
使うが、この光反射物は鏡をつかうも、
光を反射しない形状物の上に温度２００度までの熱量に耐えうる光反射シールを漏れなく
貼り付けた光反射面を光反射物に代えて別に使うことができ、
このような光反射面を特徴とする人口光による光発電システム。