JPH02224375A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、光ファイバ導入光で駆動される新規な太陽
電池モジュールに関する。Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to a novel solar cell module driven by optical fiber introduced light.
(従来の技術)
最近、電子回路の低消費電力化と太陽電池の低価格化と
が進み、光のエネルギーで電子回路を駆動することが卓
上計算機等の分野において広〈実施されている。(Prior Art) Recently, the power consumption of electronic circuits has been reduced and the price of solar cells has been reduced, and driving electronic circuits with the energy of light has become widely practiced in the field of desktop computers and the like.
しかし、一般の電子機器の分野においては、大陽光や他
の照明光を直接に確保することが困難な場合や、太陽位
置に拘らず連続動作を行う必要等の為に、光ファイバを
用いて駆動に必要なエネルギーを必要な場所まで電送す
ることが考えられてきた。However, in the field of general electronic equipment, optical fibers are used when it is difficult to directly obtain sunlight or other illumination light, or when continuous operation is required regardless of the position of the sun. Consideration has been given to electrically transmitting the energy necessary for driving to the required location.
この場合、電子回路を駆動するために最低必要な電圧を
確保するために、一般に太陽電池は複数個以上を直列に
接続し、それに対し光ファイバで電送された光を照射す
る必要がある。In this case, in order to ensure the minimum voltage required to drive the electronic circuit, it is generally necessary to connect a plurality of solar cells or more in series and irradiate them with light transmitted through optical fibers.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、光ファイバからの出射光はそのファーフ
ィールドパターンにおいて−様ではなく中心部がエネル
ギー密度の大きい分布を有しているために、通常のレン
ズ等で光ファイバから出射される光束を拡げたりしても
−様な強度の光を得ることはできない。(Problem to be Solved by the Invention) However, the far-field pattern of the light emitted from the optical fiber is not uniform, but has a distribution with a large energy density in the center. Even if you expand the luminous flux emitted from the -, it is not possible to obtain light with a similar intensity.
したがって、複数の太陽電池に均一な電力を発生させる
ことが困難であり、太陽電池が直列に接続されている場
合、受光エネルギーが他に比べ小さい太陽電池が全体の
出力エネルギーを太き(束縛し、エネルギー変換効率を
低下させるという問題点があった。Therefore, it is difficult to generate uniform power across multiple solar cells, and when solar cells are connected in series, a solar cell that receives less light energy than others will increase (constrain) the overall output energy. However, there was a problem in that energy conversion efficiency was reduced.
この発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、エネルギー変換効率の良好な
太陽電池モジュールを提供することにある。This invention was made in view of the above problems,
The purpose is to provide a solar cell module with good energy conversion efficiency.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
この発明は、上記の目的を達成するために、互いに直列
接続された複数の太陽電池を内蔵するとともに、それら
の太陽電池に対して光ファイバ接続口から入射された光
を照射することにより電気エネルギーを取り出すように
した太陽電池モジュールにおいて、前記光ファイバ接続
口から入射される光束をリング状乃至回転対称に展開す
る光学系を設けるとともに、該展開された光束の照射位
置に対応して、前記複数の太陽電池をリング状乃至回転
対称に配列すること、を特徴とするものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention incorporates a plurality of solar cells connected in series, and connects the solar cells with an optical fiber. In a solar cell module that extracts electrical energy by irradiating light incident from a connection port, an optical system is provided that expands the light beam incident from the optical fiber connection port in a ring shape or rotationally symmetrical manner, and The solar cell is characterized in that the plurality of solar cells are arranged in a ring shape or rotationally symmetrical according to the irradiation position of the expanded light beam.
(作用)
このような構成によれば、光ファイバから出射した光を
複数の太陽電池に対して均等に照射することができ、こ
れによりエネルギー変換効率の良好な太陽電池モジュー
ルを製作できる。(Function) According to such a configuration, a plurality of solar cells can be uniformly irradiated with light emitted from an optical fiber, thereby making it possible to manufacture a solar cell module with good energy conversion efficiency.
(実施例)
第1図は、本発明に係わる太陽電池モジュルの一実施例
を示す断面図である。(Example) FIG. 1 is a sectional view showing an example of a solar cell module according to the present invention.
同図に示されるように、この太陽電池モジュールは一端
が開口された四角筒状ケース1とこのケース1の開口部
を塞ぐ光コネクタリセプタクル2とを備えた密閉構造体
となっており、光コネクタリセクタブル2には光コネク
タ3を介して光ファイバ4が接続可能になされている。As shown in the figure, this solar cell module has a sealed structure including a square cylindrical case 1 with an open end and an optical connector receptacle 2 that closes the opening of the case 1. An optical fiber 4 can be connected to the resectable 2 via an optical connector 3.
ケース1の内部には、半球ロッドレンズ5がその半球部
を光ファイバ接続口6へ向けて取付けられている。Inside the case 1, a hemispherical rod lens 5 is attached with its hemispherical portion facing the optical fiber connection port 6.
半球ロッドレンズ5を取巻くケース1の四方内面には、
4枚の太陽電池7が取付けられている。On the four sides of the inner surface of the case 1 surrounding the hemispherical rod lens 5,
Four solar cells 7 are attached.
これらの太陽電池7は互いに直列接続されている。These solar cells 7 are connected in series with each other.
太陽電池7としては、第2図(a)に示されるように、
個々に独立した太陽電池板7aを用いたり、或は第2図
(b)に示されるようにアモルファスシリコン等のフィ
ルム状太陽電i11!7bを用いることができる。As the solar cell 7, as shown in FIG. 2(a),
It is possible to use individual solar cell plates 7a or, as shown in FIG. 2(b), to use film-like solar cells i11!7b made of amorphous silicon or the like.
半球ロッドレンズ5の底部には、これを円錐状に削り取
ることによって円錐型凹部8が形成され、その表面は鏡
面に仕上げられている。A conical recess 8 is formed at the bottom of the hemispherical rod lens 5 by cutting it into a conical shape, and the surface thereof is mirror-finished.
ここで、半球ロッドレンズ5の球面部の半影をR,レン
ズの屈折率をnとすれば、球面レンズ部の前焦点距離Ω
は
であり、この距離gの位置にほぼ光ファイバ接続口6(
入射面)が位置するように設定されている。Here, if the penumbra of the spherical part of the hemispherical rod lens 5 is R, and the refractive index of the lens is n, then the front focal length of the spherical lens part is Ω
is, and the optical fiber connection port 6 (
(incidence plane) is located.
従って、光ファイバ接続口6から入射した光は、半球ロ
ッドレンズ5の半球レンズ部の作用で互いに平行な光束
となって半球ウッドレンズ5内を進むこととなる。Therefore, the light incident from the optical fiber connection port 6 becomes a mutually parallel light beam due to the action of the hemispherical lens portion of the hemispherical rod lens 5 and travels inside the hemispherical Wood lens 5.
一方、円錐型凹部8の頂角は丁度上述の平行光線が全反
射するような角度に設定されている。On the other hand, the apex angle of the conical recess 8 is set to an angle at which the above-mentioned parallel rays are totally reflected.
すなわち、屈折率1.5のガラスの全反射角は41.8
’であり、例えば円錐の頂角が90°てあれば、上述し
た平行光は入射角45°て全反射し、その結果反射光は
ケース1の内面へ向けてリング状に展開される。In other words, the total reflection angle of glass with a refractive index of 1.5 is 41.8
For example, if the apex angle of the cone is 90 degrees, the above-mentioned parallel light will be totally reflected at an incident angle of 45 degrees, and as a result, the reflected light will be expanded toward the inner surface of the case 1 in a ring shape.
以上の構成によれば、光ファイバ接続口6から入射され
た光束は、半球ロッドレンズ5の内部を平行な光束とな
って進んだのち、円錐型凹部8の界面において全反射さ
れ、ケース1の内面へ向けてリング状へ展開される。According to the above configuration, the light beam incident from the optical fiber connection port 6 travels inside the hemispherical rod lens 5 as a parallel light beam, and then is totally reflected at the interface of the conical recess 8, and the light beam enters the case 1. It expands into a ring shape toward the inner surface.
そして、展開された光束の照射位置には、太陽電池7が
取付けられているため、これらの太陽電池には均等な光
照射が行われ、個々の起電力が均一となることにより、
良好なエネルギー変換効率を得ることができる。Since the solar cells 7 are attached to the irradiation position of the expanded luminous flux, these solar cells are irradiated with light evenly, and the electromotive force of each one becomes uniform.
Good energy conversion efficiency can be obtained.
次に、第3図は本発明に係わる太陽電池モジュールの他
の実施例を示すもので、この実施例では光ファイバ接続
口6から入射された光束を、円錐ミラー9でリング状に
展開するとともに、その展開された光束の照射位置に対
応して複数の太陽電池7をリング状に配列したものであ
る。Next, FIG. 3 shows another embodiment of the solar cell module according to the present invention. In this embodiment, the light flux incident from the optical fiber connection port 6 is expanded into a ring shape by a conical mirror 9, and , a plurality of solar cells 7 are arranged in a ring shape corresponding to the irradiation position of the developed luminous flux.
この実施例によれば、レンズの場合と異なり、光の減衰
を生じないという利点がある。This embodiment has the advantage that, unlike the case of lenses, there is no attenuation of light.
第4図は本発明に係わる太陽電池モジュールの他の実施
例を示すもので、この例では、光ファイバ接続口6から
入射され光束を、円錐型凹面レンズ10でリング状に展
開するとともに、その展開2された光束の照射位置に対
応して、第5図に示されるように、それぞれ扇形を有す
る4枚の太陽電池7を全体としてリング状になるように
配列したものである。FIG. 4 shows another embodiment of the solar cell module according to the present invention. In this example, the light beam incident from the optical fiber connection port 6 is expanded into a ring shape by a conical concave lens 10, and As shown in FIG. 5, four solar cells 7 each having a fan shape are arranged in a ring shape as a whole, corresponding to the irradiation position of the expanded light beam.
この実施例によれば、リング状に展開された光束を各太
陽電池7の上に無駄なく照射し、光のエネルギーを効率
よく取出すことができる。According to this embodiment, the luminous flux spread out in a ring shape can be irradiated onto each solar cell 7 without waste, and the energy of the light can be extracted efficiently.
第6図は、本発明に係わる太陽電池モジュールの更に他
の実施例を示すもので、この実施例にあっては光ファイ
バ接続口6から入射された光束11を四角錐ミラー12
によって四方に展開するととにもに、その展開された光
束の照射位置に対応して、4枚の太陽電池7を回転対称
に配列しものである。FIG. 6 shows still another embodiment of the solar cell module according to the present invention.
The four solar cells 7 are arranged rotationally symmetrically in correspondence with the irradiation position of the expanded light beam.
この実施例によっても、光束11のエネルギーを効率良
く電気エネルギーに変換させることができる。This embodiment also makes it possible to efficiently convert the energy of the luminous flux 11 into electrical energy.
[発明の効果]
以上の説明で明らかなように、この発明によれば、光フ
ァイバ接続口から入射した光を複数の太陽電池に対して
均等に照射することができ、これによりエネルギー変換
効率の良好な太陽電池モジュールを提供することができ
る。[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the present invention, it is possible to uniformly irradiate a plurality of solar cells with light incident from an optical fiber connection port, thereby improving energy conversion efficiency. A good solar cell module can be provided.
第1図は本発明に係わる太陽電池モジュールの一実施例
を示す断面図、第2図は太陽電池の配置及び構造を示す
説明図、第3図は本発明に係る太陽電池モジュールの他
の実施例を示す模式的断面図、第4図は本発明に係わる
太陽電池モジュールの他の実施例を示す模式的断面図、
第5図は第4図に態様した太陽電池の配列を示す説明図
、第6図は本発明に係わる太陽電池モジュールの他の実
施例を示す模式的断面図である。
5・・・半球ロッドレンズ
6・・・光ファイバ接続口
ア・・・太陽電池
8・・・円錐形四部
9・・・円錐ミラー
10・・・円錐形凹面レンズ
11・・・光束
12・・・四角錐ミラー
第 1 図FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the solar cell module according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the arrangement and structure of the solar cell, and FIG. 3 is another embodiment of the solar cell module according to the present invention. A schematic cross-sectional view showing an example, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of the solar cell module according to the present invention,
FIG. 5 is an explanatory view showing the arrangement of solar cells according to the embodiment shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the solar cell module according to the present invention. 5... Hemisphere rod lens 6... Optical fiber connection port a... Solar cell 8... Conical four part 9... Conical mirror 10... Conical concave lens 11... Luminous flux 12...・Square pyramid mirror Figure 1
Claims (1)
に、それらの太陽電池に対して光ファイバ接続口から入
射された光を照射することにより電気エネルギーを取り
出すようにした太陽電池モジュールにおいて、 前記光ファイバ接続口から入射される光束をリング状乃
至回転対称に展開する光学系を設けるとともに、該展開
された光束の照射位置に対応して一前記複数の太陽電池
をリング状乃至回転対称に配列すること、を特徴とする
太陽電池モジュール。[Scope of Claims] A solar cell that includes a plurality of solar cells connected in series and that extracts electrical energy by irradiating the solar cells with light incident through an optical fiber connection port. In the module, an optical system is provided that expands the light beam incident from the optical fiber connection port in a ring shape or rotationally symmetrical manner, and the plurality of solar cells are arranged in a ring shape or rotationally symmetrically according to the irradiation position of the developed light beam. A solar cell module characterized by being arranged rotationally symmetrically.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1046051A JPH02224375A (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Solar cell module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1046051A JPH02224375A (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Solar cell module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02224375A true JPH02224375A (en) | 1990-09-06 |
Family
ID=12736227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1046051A Pending JPH02224375A (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Solar cell module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02224375A (en) |
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- 1989-02-27 JP JP1046051A patent/JPH02224375A/en active Pending
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