JP5568035B2 - 太陽光利用による複合発電装置 - Google Patents

Description

本発明は太陽光利用の複合発電装置に係り、特にソーラーパネル等による太陽光受光により得られる太陽熱ならびに該太陽熱より得られる温水，上昇気流による風力ならびにペルチェ素子による発電を併せて利用した複合発電装置に関するものである。

一般に採用されている発電装置には火力発電，原子力発電，風力発電等の発電装置が知られているが、エネルギー問題や環境問題があり、近時、太陽光を利用した太陽光発電が注目され、屋根の上に太陽熱を利用した温水や発電のパネルを設置している家も多く見られるようになっている。

しかし、従来の太陽熱利用の設備は太陽熱をそのまま利用して温水や発電のパネルを設置することによって温水を作り、風呂や給湯あるいは床暖房等に使用するのが通常であった。そこで、太陽熱を利用し空気を加熱して上昇気流を作り、この上昇気流により発電することに着目し、例えば太陽光により風洞内に発生した上昇気流を利用して風車を回転させて発電装置の発電効率を向上させる風力発電装置（特許文献１参照）や、高さ方向に伸びる筒体の内部を上昇する気流を利用して発電を行う風力発電装置（特許文献２参照）あるいは太陽電池の発電効率を高い状態に維持した太陽光発電と、太陽光エネルギーによって発生する上昇気流により風車を回転させ発電する風力発電とを複合させた装置（特許文献３参照）などが提案され、更に太陽熱と地下放熱との温度差を利用し、太陽熱を受光し、高温となる上部板と、地中もしくは水中に熱導パイプで熱を放熱するか、地中もしくは水中の低温を熱導パイプで導いて冷却し、低温となる下部板との間にペルチェ素子を挟み込んだ発電装置（例えば特許文献４参照）が提案されている。

しかし、これらの各装置は上昇気流により風車を駆動して発電するか、温度差を利用してペルチェ効果により発電するかの違いがあるにせよ、上昇気流，ペルチェ効果の各別による発電装置であるにすぎない。

特開２００７−４６５２０号公報 特開２００２−２７６５３１号公報 特開２００５−８３３２７号公報 特開２００８−２８３７７０号公報

本発明は上述の如き実状に鑑み、太陽光ならびに太陽光による上昇気流あるいは温度差によるペルチェ効果による各単独発電でなく、これらの複合による新規な発電装置について検討を重ね、これに適合するシステムを見出すことにより効率的な発電装置を確立すると共に家庭内部における風呂や給湯あるいは床暖房等における発電の簡易化を図ることを目的とするものである。

即ち、上記目的に適合する本発明発電装置は、透光材よりなる内外２重構成の筒体を基本とし、内筒と外筒との間に空気流通路を形成して上昇気流通路となし、かつ外筒外周に反射板を層着し、その外側に少なくとも半周にわたり断熱材を配層すると共に、内筒内部に透光材よりなる角パイプを内挿して、該各パイプと内筒との隙間空間を温水タンクとなす一方、角パイプ内部を上昇気流通路となる空気流通路として、その一側に長さ方向にわたりソーラーパネルを配設して太陽光を受光せしめて太陽熱及び温水熱利用の発電を可能とすると共に、２重構成の筒体上部に前記の空気流通路に連通する先細円筒を連設し、その上端を空気流通路を上昇する上昇気流の排出口として風力発電用プロペラ駆動出力として風力発電を可能とすると共に、更に２重構成の筒体の中間部外周適宜位置に吸熱板を周設し、筒体内部の温水熱を吸熱せしめると共に、吸熱板外側にペルチェ素子を挟んで放熱板を配設して内部の温水と外気との温度差にもとづくペルチェ効果による発電を可能として総合的に太陽熱、該太陽熱による温水熱，風力ならびにペルチェ効果の複合発電を可能としたことを特徴とする。

上記複合発電装置により本発明は従来の太陽熱あるいは温水，風力，ペルチェ効果による発電の如く単一又は２種の複合による発電ではなく、太陽光を利用して太陽熱，温水熱，風力，ペルチェ効果による発電の各発電態様の複合による発電を可能として、発電能力を高め、発電効率を向上せしめると共に、一般家庭における電力使用の如き小規模でも容易に設備することができるので家庭内使用における実用性も頗る大である。

本発明に係る発電装置の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。

以下更に添付図面を参照し、本発明発電装置の具体的形態を説明する。図１は本発明に係る発電装置の全体構成を示し、図において１はアクリルパイプ等の透光材からなる外筒１Ａと内筒１Ｂの２重構成よりなる筒体であって、本発明の基本的形態をなしており、図３の断面に示す如く外筒１Ａの外周にはアルミ反射板等の反射板３を介して少なくとも半周にわたり断熱材４が層着されていると共に、外筒１Ａと内筒１Ｂの間は空気流通路２として筒体下部より吸気する空気を上昇気流として上昇させる上昇気流通路となっている。

そして、一方、上記内筒１Ｂの内部には透明塩化ビニール樹脂等の如き透光材よりなる角パイプ５が内挿され、角パイプ５と前記内筒１Ｂとの隙間空間は温水タンク６となっていると共に、角パイプ５内部は筒体下部より吸気する空気流通路７に形成され、その一側に筒体１長さ方向にわたり、ソーラーパネル８が配設されて太陽光を受光するようになっていると共に、併せて透光材よりなる外筒１Ａを通して入射してくる太陽光を前記した断熱材４が層着されたアルミ等の反射板３により反射させるようになっている。

以上のように２重構成の筒体１によりソーラーパネルによる太陽光受光、該太陽光の熱により温水化された温水タンク６の温水熱を利用することにより適宜空間を用いて太陽光ならびに温水熱利用による発電の発電装置にインバータ，二次電池、それらをつなぐ配線などで連結し、両者による発電が達成される。

しかして、本発明は更に上記による発電に加え、上記２重構成の筒体１の上部に前述した内外筒間の空気流通路２及び角パイプ５内部の空気流通路７に連通して該通路を上昇する上昇気流を排気する排気口９ａを有する先細円筒９が連設されており、排気口９ａより排気される上昇気流のもつエネルギーをプロペラ駆動出力として、図示していないが風力発電用の風車等を回転させ、適宜、駆動軸により発電機に連結して風力発電を可能としている。

また、上記２重構成の筒体１の中間部適宜位置、図においては筒体１の比較的上部位置にアルミ等からなる吸熱板１０を筒体１のまわりに周設して、その外面にペルチェ素子１１を挟んでアルミ等よりなる放熱板１２が取り付けられ、角パイプ５内部の温水タンク６内の温水熱と外気との温度差により適宜、配線を連結してペルチェ素子による発電がなされるようになっている。

即ち、上記本発明装置によれば２重構成の筒体内におけるソーラーパネルによる太陽光の受光、温水熱ならびに温水熱と外気との温度差にもとづくペルチェ効果による発電と、太陽光ならびに温水により加熱され空気流通路２を上昇する上昇気流による風力発電が複合して得られ、これらによって本発明の特徴とする複合発電が行われる。

１：筒体
１Ａ：外筒
１Ｂ：内筒
２：空気流通路（上昇気流通路）
３：反射板
４：断熱材
５：角パイプ
６：温水タンク
７：空気流通路（上昇気流通路）
８：ソーラーパネル
９：先細円筒
９ａ：排気口
１０：吸熱板
１１：ペルチェ素子
１２：放熱板

Claims (1)

1. 透光材よりなる内外２重構成の筒体において、内筒と外筒との間に空気流通路を形成し、かつ外筒外周に反射板を層着してその外側少なくとも半周にわたり断熱材を配層してなると共に、内筒内部に透光材よりなる角パイプを内挿して、該角パイプと内筒との隙間空間を温水タンクとなす一方、角パイプ内部を空気流通路として、その一側長さ方向にわたりソーラーパネルを配設してなると共に、前記２重構成筒体の上部に空気流通路に連通する先細円筒を連設し、その上端を空気流通路を上昇する上昇気流の排気口として風力発電用プロペラ駆動出力となす一方、２重構成筒体の中間部適宜位置外周に吸熱板を周設し、筒体内部の温水熱を吸熱せしめると共に、該吸熱材外側にペルチェ素子を挟んで放熱板を配設し、ソーラーパネルによる太陽光受光、該太陽光熱による温水熱及び上昇気流による風力ならびに温水と外気との温度差にもとづくペルチェ効果により複合的に発電せしめるようにしたことを特徴とする太陽光利用による複合発電装置。

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