JP5672462B2 - 集光レンズ、発光ダイオード(可視光線)、反射板を内蔵した太陽電池セル及び高階層構造を一体化した太陽光発電システム - Google Patents

集光レンズ、発光ダイオード(可視光線)、反射板を内蔵した太陽電池セル及び高階層構造を一体化した太陽光発電システム Download PDF

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この発明は、太陽電池セルに集光レンズ、発光ダイオード(可視光線)反射板を内蔵した光導管を埋め込み、高階層(例として、十階建て)のモジュールと一体化した、太陽電池パネルの変換効率向上に関するものである
従来の太陽電池セルでは、変換効率は10パーセントから50パーセントである。
(1) 太陽光発電の大量発電には、広い設置面積が必要だった。
(2) 更に、セル及びモジュールの生産コストが割高である。
(3) 昼間中、南側に向けたモジュールに太陽光が直入射する時間が限られている。
(4) 夜間、雨天は発電はしない。
本発明は、以上のような欠点を大幅に改良する為に、なされたものである。
(1)
太陽電池セル(1)の一端に、集光レンズ、反射板、発光ダイオード照明(可視光線)の装置を内蔵した光導管を埋め込む。
(2)
高階層の各部屋(3)において、床面と天井面の太陽電池モジュール両面に、太陽光を吸収、反射させる。
本発明は、以上の構造よりなる、集光レンズ、反射板、発光ダイオード照明(可視光線)の光導管を内蔵した、太陽電池セル及びモジュールである。
太陽電池セルと集光レンズ、反射板、発光ダイオード照明(可視光線)の光導管が一体となっており、特に、高階層の最上部(屋根)にあるセルの形状、角度、更に、集光レンズ、反射板、発光ダイオード照明(可視光線)を工夫設置する事で、昼間の時間、全方位から採光できる。
雨天、夜間は発光ダイオード照明(可視光線)装置で代替できる。
例えば、十階から一階部分まで、床面と天井面で、モジュールによる太陽光発電が可能である。
これにより、太陽電池セルの変換効率の向上、土地面積の効率向上を大幅に図る事ができる。
本発明の平面図である。 本発明の断面図である。 本発明の断面図である。
発明を実施する為の形態
以下、本発明を実施する為の形態について説明する。
太陽電池セル(1)の一端に、光導管を内蔵させ、その光導管の内側部分(2)はアルミの反射板として、集光レンズ、発光ダイオード照明(可視光線)装置とする。
そのセルを集合したモジュールは、高階層式「3]に固定する。光導管を使い各階のモジュールの床面、天井面の両面構造で太陽光を吸収させる。
一方、天井面の反射板で反射された光は、床面の光導管に入り、集光レンズで強められ、下の階の床面、天井面のモジュールに吸収され、反射された光は順次、下の階へ伝えられて、吸収、反射を繰り返していく。
本発明は、以上のような構造である。
光の直進、反射、屈折の三法則を考えて、最上階の屋根の部分に当たるモジュールは全方位の太陽光を採光する為に、角度の異なる複数の反射板と、集光レンズを設置する。
高階層における、各階の床面と天井面の反射板、更に、床面と天井面の間隔はセル及びモジュールの性質に応じて、変換効率を考えて採用する。
これを使用するときは、太陽電池セル及びモジュール、光導管のメンテナンスを考慮し、修理及び取替の為の適切な間隔を採用する。
高階層の構築物には、反射板の壁を設けるか、外側に反射板を設けるかは、太陽光発電の目的、状況に応じて選ぶ事が出来る。
その他の応用例として、屋根発電、電気自動車、建設機械、移動式太陽光発電機器。
又、光導管の代用として、光の損失が少ない、光ファイバの線を活用する。
光の強さと発電量は正比例するので、太陽光発電の目的、状況に応じて、低倍率、高倍率の集光レンズの組み合わせを採用する。
反射された光を、集光レンズを通すことで、光の強さを維持する。
Iセンチ角の電池セルでも、充分に威力を発揮できる。高効率の太陽光発電システムを作り出すことが可能になる。
三波長合成の白色光ダイオードは、太陽光に近い。太陽光の代用として雨天、夜間の発電に活用。室内、地下室の発電も可能。
小型の発光ダイオード電球を内蔵させる。集光レンズを通じて、発光ダイオード(可視光線)をモジュールに反応させる。
多くの光を干渉させて、受光器、光導管に入れると、光の増幅の掛け算ができる。
光を吸収する側のセルは,八面体、パラボアアンテナ型も有効。
光導管の集光レンズを二段活用。
発光ダイオードは、白熱電灯のように過大な熱は出さない。
高集光タイプの光学系レンズは、200倍から500倍。
1 太陽電池セル(光導管内臓)
2 光導管
3 高階層の床面、天井面

Claims (1)

  1. 高階層構造の太陽電池装置であって、該高階層構造の各階において、床面及び天井面に太陽電池モジュールが配置されており、該太陽電池モジュールは太陽電池セルの一端に集光レンズ、可視光線を照射する発光ダイオード照明装置、アルミ反射板の付いた光導管を内蔵させることを特徴とする高階層構造の太陽電池装置。
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