JPH0319432A - Antenna and system using the antenna for reception and power generation - Google Patents
Antenna and system using the antenna for reception and power generationInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野〕
本発明は、電波受信面に太陽電池を設けたアンテナ及び
該アンテナを用いた受信兼発電システムに関し、例えば
、マイクロウェーブ等の平面または曲面状の受信アンテ
ナの表面に太陽電池を設けた受信兼発電システムに関す
るものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an antenna having a solar cell on its radio wave receiving surface and a reception and power generation system using the antenna. This relates to a receiving and power generation system in which a solar cell is provided on the surface of a receiving antenna.
[従来の技術]
近年、世界的にエネルギー危機が問題となり、無公害で
,無尽蔵の太陽エネルギーを利用して発電する太陽電池
が注目されている。[Background Art] In recent years, the energy crisis has become a problem worldwide, and solar cells that generate electricity using non-polluting and inexhaustible solar energy are attracting attention.
この太陽電池の中でも省エネルギー、省資源型として、
アモルファスシリコン等の薄膜太陽電池が盛んに研究さ
れ、コンシューマー用途の電卓、カメラ等に応用されて
いる.これらの応用製品は電力システムとしては小規模
のものであるが、大電力発電システムに対しても、アモ
ルファスシリコン等の薄膜太陽電池には期待が持たれて
いる.
ところが大電力発電システムに於いては、既存の電力料
金との競合に於いて、太陽電池システムの発電コストが
充分安くなければ発電事業としては成立しない.太陽電
池発電システムには、光起電力発生用の太陽電池素子を
組合せた太陽電池モジュール以外に、夜間使用時の為の
電力蓄積用の蓄電池、交流直流変換用のインバーター、
負荷変動時のコントローラーが必要である.また、それ
に加えて太陽電池モジュールを固定する治具(架台と呼
ぶ)が必要である.戸外で用いられる太陽電池モジュー
ルは、風雨に耐えられる仕様が求められ、特に強度につ
いては、50m/s以上の風速に耐える必要がある.現
在、太陽電池発電システムの総コストのうち、この固定
治具(架台)にかかる費用が大きな部分を占め、従来、
太陽電池モジュール,蓄電池,インバーターコントロー
ルのコストダウンによりディーゼル発電並みの発電コス
トが達成できたとしても、総コストの太きな部分を占め
るのは、依然として架台の費用となる。そのため、この
架台をなくしてモジュールそのものを、建物の屋根にそ
のまま使用したり、屋根瓦そのものを太陽電池で作製す
る工夫がされているがシステムとして、まだ十分なコス
トダウンが計られていないという問題がある.
一方、最近、人工衛星を用いたマイクロ波通信が栄んに
なり、リアルタイムで全世界の情報をキャッチし、又交
換する時代になってきている。Among these solar cells, as an energy-saving and resource-saving type,
Thin film solar cells such as amorphous silicon are being actively researched and are being applied to consumer calculators, cameras, etc. Although these applied products are small-scale power systems, thin-film solar cells made of amorphous silicon and other materials are expected to be used in large power generation systems as well. However, in a large power generation system, in competition with existing electricity rates, unless the power generation cost of the solar cell system is sufficiently low, the power generation business will not be viable. In addition to solar cell modules that combine solar cell elements for generating photovoltaic power, solar power generation systems also include storage batteries for storing power for nighttime use, inverters for AC/DC conversion,
A controller is required when the load fluctuates. In addition, a jig (called a pedestal) is required to secure the solar cell module. Solar cell modules used outdoors are required to have specifications that can withstand wind and rain, and in terms of strength in particular, they need to be able to withstand wind speeds of 50 m/s or more. Currently, the cost of this fixing jig (frame) accounts for a large portion of the total cost of a solar power generation system.
Even if it were possible to achieve power generation costs comparable to diesel power generation by reducing the costs of solar cell modules, storage batteries, and inverter controls, the cost of the mount would still account for a large portion of the total cost. For this reason, efforts have been made to eliminate this frame and use the module itself on the roof of the building, or to make the roof tiles themselves from solar cells, but the problem is that the system has not yet achieved sufficient cost reductions. There is. On the other hand, recently, microwave communication using artificial satellites has flourished, and we are now in an era where information from all over the world can be captured and exchanged in real time.
各家庭でもマイクロ波受信用の機器を設備し、主として
衛星放送テレビに活用される様になってきている.とこ
ろで、マイクロ波受信用のアンテナは、マイクロ波が水
に吸収されやすいという性質上、雨の多い地域では、受
信しにくいという問題がある.又、アンテナの表面に水
滴がついていたり、雪が積っていたりすると、受信状態
が悪くなって、画面や音声にノイズが入り、見にくくな
ったり、聞こえにくくなるという欠点がある。Every home is now equipped with microwave reception equipment, which is mainly used for satellite TV. By the way, antennas for receiving microwaves have a problem in that they are difficult to receive in areas with a lot of rain because microwaves are easily absorbed by water. Furthermore, if there are water droplets or snow on the surface of the antenna, reception conditions will deteriorate and noise will enter the screen and audio, making it difficult to see and hear.
このように雨に弱いという欠点に対しては、単純に、ア
ンテナの面積を大きくすることによって解決することも
できるが、面積を大きくすることは装置のコストアップ
や設置の費用が増加することになり、又、雪等も積もり
やすくなり、かえって問題を大きくしてしまう.そのた
め、ある程度の大きさで十分な性能を得るためには、ブ
ースターアンプ等の受信信号の増幅器をコンバーターの
後段に入れて受信後の信号を増幅してやる必要があり、
このための電源も必要となる.又、アンテナ自身は屋根
の上に乗せるために、体裁を重んじようとすると、何戸
かの家庭の使用分をまとめて、lつのアンテナで受信す
る方式となる.この場合も、信号線や給電線が長くなる
ため、やはり信号を増幅するためのブースターアンプが
必要となる。This disadvantage of being susceptible to rain can be solved by simply increasing the area of the antenna, but increasing the area increases the cost of the device and the installation cost. Also, snow, etc. will accumulate more easily, making the problem even worse. Therefore, in order to obtain sufficient performance with a certain size, it is necessary to insert a received signal amplifier such as a booster amplifier in the downstream stage of the converter to amplify the received signal.
A power source is also required for this purpose. Also, since the antenna itself is placed on the roof, if you want to be more aesthetically pleasing, you will have to combine the usage of several households and receive it with one antenna. In this case as well, since the signal line and power supply line become long, a booster amplifier is still required to amplify the signal.
また、マイクロ波受信用の機器は、最近、移動用として
も用いられる様になり、バックアップ電源としてバッテ
リー等を搭載する事も度々行なわれる様になったが、長
時間の受信に関してはバッテリー切れ等が起る場合があ
り、問題となっている.
【発明が解決しようとする課題〕
上述の様に、従来、太陽電池発電システムは架台のコス
トダウンが難しいという問題があり、できれば、屋根の
様な、すでに存在している架台を利用するのが得策とな
る.
一方、マイクロウエーブ等の受信システムは、そのアン
テナ近傍に受信信号の増幅器等の電源が必要となってき
ているが、このための電源を新たに設けると、配線が長
くなったり、アンテナ近傍にコンパクトにまとまらなか
ったり、新たな電気代がかかるという欠点がある.
また、特に、移動用の受信システムでは、移動場所によ
っては受信システムで必要とする電源の確保が難しいと
いう問題がある。Additionally, recently, microwave receiving equipment has come to be used for mobile purposes, and is often equipped with a battery as a backup power source. This may occur and is a problem. [Problem to be solved by the invention] As mentioned above, conventional solar cell power generation systems have had the problem that it is difficult to reduce the cost of the mount, and if possible, it is better to use an already existing mount such as a roof. It's a good idea. On the other hand, receiving systems such as microwaves require a power source for the received signal amplifier, etc. near the antenna, but installing a new power source for this requires long wiring or a compact device near the antenna. The disadvantages are that it may not be organized properly and that additional electricity costs may be required. Furthermore, particularly in mobile reception systems, there is a problem in that it is difficult to secure the power required for the reception system depending on the location of the movement.
[発明の目的]
本発明の目的は、上述した太陽電池発電システムの架台
として5マイクロウエーブ等の受信アンテナを利用する
ことにより,架台のコストダウンを実現すること.かつ
、受信システムで必要な電力を、この太陽電池発電シス
テムにより供給することにより、新たな外部電源を設け
ることなく、アンテナ近傍にコンパクトにまとめるとと
もに、無料の太陽エネルギーによって、電気代を節約す
ることにある.
また、移動受信システムに対しても、電源確保の難しい
移動場所であっても、太陽光さえあれば、電気の供給を
可能とすることを目的としている.
[課題を解決するための手段]
本発明は、前述した課題を解決するための手段として、
電波受信面に太陽電池を有することを特徴とするアンテ
ナを供給し、
又、太陽電池を電波受信面に設けたアンテナ面を、電波
非受信時には、太陽エネルギーを良く吸収できる方向に
向け、電波受信時には受信電波を良く受信できる方向に
向けるためのアンテナ駆動手段と、
前記受信又は非受信を選択するための選択手段を有する
受信兼発電システムを提供する.更に、前記太陽電池に
よって得られた電力を蓄えるための蓄電池と、前記受信
電波の増幅器とを具備し、前記増幅器と、アンテナ駆動
手段への電力供粕を前記蓄電池、または太陽電池から行
なうことを特徴とするアンテナ及び該アンテナを使用す
る受信兼発電システムを提供するものである。[Object of the Invention] An object of the present invention is to reduce the cost of the mount by using a receiving antenna such as a 5 microwave as the mount of the solar cell power generation system described above. In addition, by supplying the power necessary for the receiving system with this solar cell power generation system, it is possible to compactly consolidate it near the antenna without installing a new external power source, and to save on electricity costs by using free solar energy. It is in. Furthermore, the aim is to make it possible to supply electricity to mobile reception systems as long as there is sunlight, even in moving locations where it is difficult to secure a power source. [Means for Solving the Problems] The present invention provides, as means for solving the above-mentioned problems,
An antenna characterized by having a solar cell on the radio wave receiving surface is provided, and when the radio wave receiving surface is not receiving radio waves, the antenna surface with the solar cell provided on the radio wave receiving surface is oriented in a direction that can absorb solar energy well, so that the radio wave reception is possible. To provide a reception and power generation system having an antenna driving means for sometimes directing received radio waves in a direction where they can be received well, and a selection means for selecting reception or non-reception. The device further includes a storage battery for storing electric power obtained by the solar battery and an amplifier for the received radio waves, and supplies power to the amplifier and antenna driving means from the storage battery or the solar battery. The present invention provides a characteristic antenna and a reception/power generation system using the antenna.
[作用]
本発明のアンテナは、電波受信面に太陽電池を設けてい
ることを特徴とし、このアンテナでは、電波の受信と発
電を一つのアンテナで行なえる。[Function] The antenna of the present invention is characterized in that a solar cell is provided on the radio wave receiving surface, and with this antenna, radio wave reception and power generation can be performed with one antenna.
又上記アンテナを用いた本発明の受信兼発電システムは
、上記アンテナの性能を十分発揮させた受信兼発電シス
テムとなる.
本発明の受信兼発電システムに於では、コンバーター、
ブースターアンプとにより受信信号の増幅を行い、太陽
電池、太陽電池制御部、蓄電池によって太陽光エネルギ
ーを有効に取り入れ5蓄積し、かつ受信増幅及びアンテ
ナの駆動制御の電力を供給する.
本発明の受信兼発電システムによれば、アンテナと太陽
電池とが一体、すなわち,アンテナの基体と太陽電池の
基体が同一でかつ、ブースターアンプ、コンバーターが
一体となって、近傍に配置されることによって、コンパ
クトな構造で、かつ安価でノイズに強いアンテナ及び該
アンテナを使用する受信兼発電システムが可能となる.
又、受信信号が入力した時のみ太陽電池一体型電波受信
用アンテナを電波放射体の方向に向け、それ以外の時に
は、太陽からの最大エネルギーが得られる方向に向けて
おくことにより、太陽光エネルギーを有効に利用するこ
とが可能となる.アンテナを駆動制御するエネルギーも
太陽電池、又は内蔵する蓄電池のエネルギーを用いるこ
とにより、外部電源のいらない移動用のシステムとして
も使えるようになる.又、太陽電池設置の上からも、電
波受信用のアンテナと架台は一体となっているのでコス
トを安くすることができる.
〔実施例〕
本発明の一実施例について、図を用いて説明する.
本発明は、第1図のシステム系統図で示される様な構成
をとっている。同図において、マイクロ波アンテナ10
2と太陽電池103は一体となり、アンテナ/太陽電池
部100を構成している.マイクロ波アンテナ102か
らの受信信号は、まずコンバータ105によって、ロス
の少ない周波数に変換される。このコンバータ105の
出力は、衛星放送の場合、ブースターアンプ106に送
られる.コンバーター105では通常受信周波数11.
716}Iz〜12. 01GHzを1. 036G
Hz−1. 332GHzに変換するが、ロスが少ない
という点では2 G}Iz以下であればよい.コンバー
ター内部の変換用素子としてはGaAsを用いたショッ
トキー素子やFETが用いられる.駆動用の電源として
は、通常DC 1 5V程度の電圧が必要で、この電圧
を、太陽電池制御部107を介して太陽電池103より
供給する。受信信号はブースターアンプ106で増幅さ
れ、分配器114を通してチュナー及び受信/受像ti
llll〜113に送られる.
ブースターアンプ10Bの駆動電力も、太陽電池103
の電力を太陽電池制御部107を介して供給する.
太陽電池制御部107は、従来技術として知られている
ものだが、第2図の様に、太陽電池制御部107は過充
電防止回路202、サーキットブレーカー203、過放
電防止回路204、DC安定化回路205、電圧設定用
マイクロプロセッサー206からなっている.ターミナ
ル207より入力された太陽発電電力は、安定な電圧で
ターミナル209〜211に出力されると共に、夕一ミ
ナル208に接続した電池109へ余剰電力として蓄え
られ、夜間に於いても、受信時の電力を取り出して、コ
ンバーター105やブースターアンプ106に供給する
ことができる.
又、太陽電池の出力は、上記以外の用途に供給する事も
できる.その場合には、例えば、第2図の太陽電池制御
部107に、その用途に応じて交直変換用のインバータ
ーを搭載し、出力して使用する.
第1図に於ける電源/駆動部108の姿勢制御機110
はチュナー及び受信/受像機111からの信号、すなわ
ち受信状態ONで姿勢制御器110を動かし、マイクロ
波アンテナ102の向きを、あらかじめ設定された所望
の方向に動かし、固定する役割をもつ。その時、気象等
の影響で電波の状態が悪く、あらかじめ設定された方向
が悪い場合や、移動しながら受信したりする場合には、
信号強度に合わせて5チュナー及び受信/受像機111
よりフィードバック信号を送り、最適な位置に設定する
ことが可能である.受信状態でない場合には、同じくチ
ュナー及び受信/受像tIAl1lより送られる信号、
すなわち、受信状態OFFで、太陽追尾状態となり、マ
イクロプロセッサー206中のメモリの記憶情報により
、アンテナを最適な方向に向けて太陽光発電が可能とな
る.即ち、ここでは受信/受像機111が、電波の受信
又は非受信を選択するための選択手段となる.
次に本発明のシステムについて、第3図、第4図のシス
テムの概略図を用いて、もう少し具体的に説明する。Furthermore, the reception and power generation system of the present invention using the above antenna is a reception and power generation system that fully utilizes the performance of the above antenna. In the reception and power generation system of the present invention, a converter,
The booster amplifier amplifies the received signal, and the solar cell, solar cell control unit, and storage battery effectively capture and store solar energy, and supply power for receiving amplification and antenna drive control. According to the reception and power generation system of the present invention, the antenna and the solar cell are integrated, that is, the base of the antenna and the base of the solar cell are the same, and the booster amplifier and converter are integrated and placed nearby. This makes it possible to create an antenna that is compact, inexpensive, and resistant to noise, and a reception and power generation system that uses the antenna.
In addition, by pointing the solar cell-integrated radio wave receiving antenna toward the radio wave emitter only when a received signal is input, and at other times pointing it in the direction where the maximum energy from the sun can be obtained, solar energy can be This makes it possible to use the information effectively. By using solar cells or built-in storage batteries as energy to drive and control the antenna, it can also be used as a mobile system that does not require an external power source. In addition, since the antenna for receiving radio waves and the mount are integrated in the installation of solar cells, the cost can be reduced. [Example] An example of the present invention will be explained using figures. The present invention has a configuration as shown in the system diagram of FIG. In the figure, a microwave antenna 10
2 and the solar cell 103 are integrated to form an antenna/solar cell section 100. The received signal from the microwave antenna 102 is first converted by the converter 105 to a frequency with less loss. The output of this converter 105 is sent to a booster amplifier 106 in the case of satellite broadcasting. The converter 105 normally receives the reception frequency 11.
716}Iz~12. 01GHz to 1. 036G
Hz-1. 332 GHz, but in terms of low loss, it is sufficient as long as it is 2 G}Iz or less. A Schottky element or FET using GaAs is used as a conversion element inside the converter. As a driving power source, a voltage of approximately DC 15 V is normally required, and this voltage is supplied from the solar cell 103 via the solar cell control section 107 . The received signal is amplified by a booster amplifier 106 and sent through a distributor 114 to a tuner and a receiver/image receiver.
Sent to lllll~113. The driving power of the booster amplifier 10B is also provided by the solar battery 103.
Power is supplied via the solar cell control unit 107. The solar cell control section 107 is known as a conventional technology, and as shown in FIG. 205 and a voltage setting microprocessor 206. The solar generated power input from the terminal 207 is output to the terminals 209 to 211 at a stable voltage, and is stored as surplus power in the battery 109 connected to the Yuichi terminal 208. Electric power can be extracted and supplied to the converter 105 and booster amplifier 106. Additionally, the output of solar cells can also be used for purposes other than those mentioned above. In that case, for example, the solar cell control unit 107 shown in FIG. 2 is equipped with an inverter for AC/DC conversion depending on the application, and the output is used. Attitude controller 110 of power supply/drive unit 108 in FIG.
has the role of moving the attitude controller 110 in response to a signal from the tuner and receiver/receiver 111, that is, in the receiving state ON, to move and fix the orientation of the microwave antenna 102 in a preset desired direction. At that time, if the radio wave condition is poor due to weather, etc., the direction set in advance is poor, or if you are receiving while moving,
5 tuners and receiver/receiver 111 according to signal strength
It is possible to send a feedback signal and set the position to the optimum position. If it is not in the reception state, the signal sent from the tuner and reception/image reception tIAl1l,
That is, when the reception state is OFF, the sun tracking state is entered, and the information stored in the memory in the microprocessor 206 enables solar power generation by directing the antenna in the optimum direction. That is, here, the receiver/receiver 111 serves as a selection means for selecting reception or non-reception of radio waves. Next, the system of the present invention will be explained in more detail using the schematic diagrams of the system shown in FIGS. 3 and 4.
同図において電源駆動部301は、蓄電池109と、駆
動用モーター412、駆動用のモーターに接続した4つ
の歯車、407,408,409,410、引っぱり治
具411、を有している.上記姿勢制御用の信号により
、駆動モーター412を回転し、上記歯車の組合せでモ
ーターの回転を回転棒302に伝えたり、引っぱり治具
411に伝え、回転棒302中の駆動ワイヤー406を
引っぱることにより、マイクロ波アンテナ304の傾き
と方向を変えることができる.
マイクロ波アンテナ304はパラボラ形状を有し、この
パラボラの内側表面に太陽電池305を配置する.
アンテナ304に用いられる太陽電池はアンテナ304
と一体化可能となるものであれば、何でもよく,太陽電
池を構成する材料は、単結晶、非単結晶(アモルファス
、多結晶、マイクロクリスタル)材料より選ばれる。構
造はPN接合型、PIN接合型、ショットキー型いずれ
でもよく、これらを、積層してタンデム、トリプル構造
とすることも可能である。上記材料はパラボラの基体の
上に直接堆積してもよいし、別の薄膜状の基体上に形或
されたものをパラボラの基体の上にはりつけてもよい.
又単結晶のウエハを用いる場合、そのまま、はりつける
こともできるが、好ましくは、基体の上に直接堆積する
方が望ましい。In the figure, the power supply drive unit 301 includes a storage battery 109, a drive motor 412, four gears 407, 408, 409, and 410 connected to the drive motor, and a pulling jig 411. The drive motor 412 is rotated by the attitude control signal, and the rotation of the motor is transmitted to the rotary rod 302 by the combination of gears, or to the pulling jig 411, and the drive wire 406 in the rotary rod 302 is pulled. , the inclination and direction of the microwave antenna 304 can be changed. The microwave antenna 304 has a parabolic shape, and a solar cell 305 is placed on the inner surface of the parabola. The solar cell used for the antenna 304 is the antenna 304
Any material may be used as long as it can be integrated with the solar cell, and the material constituting the solar cell is selected from single crystal and non-single crystal (amorphous, polycrystalline, and microcrystalline) materials. The structure may be a PN junction type, a PIN junction type, or a Schottky type, and these can be stacked to form a tandem or triple structure. The above material may be deposited directly on the parabolic substrate, or it may be formed on another thin film-like substrate and then attached onto the parabolic substrate.
Further, when using a single crystal wafer, it is possible to bond it as is, but it is preferable to deposit it directly on the substrate.
太陽電池305は多数のサブセル307に分割されてお
り、部分的なショート状態によりパラボラの内面の太陽
電池全体が働かなくなるのを防ぐ構造となっている.
上部取出し電極308は、サブセル307上に有効に光
起電力が取り出される様に配置されている.各サブセル
で発電された電力はバスバー309で集められ、支え棒
306の近傍のパラボラの周辺で一つのリード線にまと
められて取り出され、支え棒306中を通って、変換制
御部303に導びかれる.上記バスバーの接続のし方で
所望の電圧・電流を選ぶことができる.又、電源/駆動
部301への配線は、回転棒302を通して行なわれ、
最終的に信号は配線310を通してチュナーへ送られろ
.
パラボラの基体の大きさは、信号の利得を大きくとるた
めには、大きい程よいが、強風に弱い等の欠点がでてく
る.比較的小さなものでもブースターアンプで増幅して
補償することができるので、風にも強く、最適な発電量
が得られる.パラボラの基体は,短径が45c鵬から7
5c讃のものが適切となる.パラボラの基体の材質とし
てはステンレス、アルミニュウム、鉄等が考えられる.
また基体の厚さは、強度を考慮に入れて0.3■〜2■
の厚さが好適である.又,パラボラの表面性は凹凸が1
mm以下であることが望ましい.パラボラは、一体成形
されているものが一般的であるが、短冊状、又は先の細
い扇状に切った塞体の上にあらかじめ太陽電池を形成し
ておき、その後パラボラ形状になるべく近づける様に、
わずかな重なりをもって,はり合わせていくことも可能
である.その場合、扇形の弧の長さはなるべく小さい方
がよいが、好適な長さとしては2側以下が望ましい.
又、導電性のフイルム、例えばアルミ薄上にあらかじめ
太陽電池を形成した後、パラボラの基体に沿うようには
りつけていくことも可能である。The solar cell 305 is divided into a large number of subcells 307, and is structured to prevent the entire solar cell on the inner surface of the parabola from becoming inoperable due to a partial short circuit. The upper extraction electrode 308 is arranged on the subcell 307 so that the photovoltaic force can be effectively extracted. The electric power generated in each subcell is collected by a bus bar 309, collected into one lead wire around the parabola near the support rod 306, taken out, passed through the support rod 306, and led to the conversion control unit 303. It will be destroyed. The desired voltage and current can be selected depending on how the busbars are connected above. Further, wiring to the power supply/drive unit 301 is performed through the rotating rod 302,
Finally, the signal is sent to the tuner via wire 310. The larger the size of the parabolic base, the better in order to increase the signal gain, but it has drawbacks such as being vulnerable to strong winds. Even if it is relatively small, it can be amplified and compensated by a booster amplifier, so it is resistant to wind and provides optimal power generation. The parabolic base has a short axis of 45cm to 7cm.
5c praise would be appropriate. Possible materials for the parabolic base include stainless steel, aluminum, and iron.
In addition, the thickness of the base is 0.3 to 2 cm, taking into consideration the strength.
A suitable thickness is . In addition, the surface properties of the parabola are such that the unevenness is 1
It is desirable that it be less than mm. Parabolas are generally molded in one piece, but solar cells are formed in advance on a rectangular or tapered fan-shaped obturator, and then the solar cells are shaped as closely as possible to the parabolic shape.
It is also possible to glue them together with a slight overlap. In that case, the length of the fan-shaped arc should be as small as possible, but the preferred length is two sides or less. It is also possible to form a solar cell in advance on a conductive film, such as thin aluminum, and then attach it along the parabolic base.
この場合、はり合わせる際の表面の凹凸は2Ilffi
以下であることが望ましい.
本発明の太陽電池一体型のパラボラを作製する際の方法
と装置の一例について、第5図を用いて説明する.この
装置では、真空チェンバー501を5つ備えるプラズマ
CVD装置を用いて、アモルファス半導体層を積層して
PIN型太陽電池を基体上に作成できる。In this case, the unevenness of the surface when gluing is 2Ilffi.
The following is desirable. An example of the method and apparatus for manufacturing the solar cell-integrated parabola of the present invention will be explained using FIG. In this apparatus, a PIN type solar cell can be created on a base by laminating amorphous semiconductor layers using a plasma CVD apparatus equipped with five vacuum chambers 501.
まず、十分洗浄したパラボラ基体511をホルダー51
0にのせ、ロードチェンバー501−1に入れた後、1
G””Torrの真空に真空引きする.^rガスを10
Torrに保持して流入させ、加熱板502−1で基体
511を加熱した後、ゲートバルブ506を開き、あら
かじめ10−’Torrの真空度としてある堆積室(チ
ェンバー) 501−2に基体送り治具507を用いて
、送り込む.次に基体を加熱しながら、シラン等のSt
膜堆積用のガスをガス導入口509より流入させ、堆積
室501−2内を一定の圧力に保ちながら電源505を
用いてパワーを加えて、上記ガスを放電分解して膜を堆
積させる.チェンバー501−2ではアモルファスSL
のn型層を,次にチェンバー501−3でSLのi型層
を形成した後、同じくゲートバルブ506を通してチェ
ンバー501−4に導入し,S1のp型層を形成する。First, the parabolic substrate 511 that has been thoroughly cleaned is placed on the holder 51.
0 and put it in the load chamber 501-1, then 1
Vacuum to G”” Torr. ^r10 gas
After heating the substrate 511 with the heating plate 502-1, the gate valve 506 is opened, and the substrate feeding jig is placed in the deposition chamber 501-2, which has a vacuum level of 10 Torr in advance. Send using 507. Next, while heating the substrate, St.
A gas for film deposition is introduced through the gas inlet 509, and power is applied using the power source 505 while maintaining a constant pressure in the deposition chamber 501-2 to decompose the gas by discharge and deposit a film. Amorphous SL in chamber 501-2
Next, after forming an i-type layer of SL in chamber 501-3, the n-type layer is similarly introduced into chamber 501-4 through the gate valve 506 to form a p-type layer of S1.
3つのチェンバー501−2〜4の放電用の電極はパラ
ボラ基体と同一の形状を有するため、放電が均一に生じ
、均一な膜を堆積することができる.次に本発明を実施
例で説明する.
(実施例!)
まず、SUS304の材料を用いたパラボラ短径60c
mの基体に真空蒸着装置を用いて、銀を1000人蒸着
した後、第5図に示した装置で基体温度を300℃に保
ち、501−2のチェンバー内に5 3CCMのSiH
4ガスと、5 0 SCCMのPH.ガスlooOpp
m/Hzべ−スを、圧力0、ITorrで流入させ、バ
ワー2Wで放電分解して、約200人のn型Si層を形
成した.次にチェンバー501−3にSiH. l O
O SCCMを流入させ、圧力0. ITorr下、
バワー5WでSiH<を放電分解し、5000人のi型
St層を形成した。最後にチェンバー501−4にSi
H+、5 SCCMとB−Haガス1000ppm/H
zベース、5 0 SCCMを流入させ、圧力0.IT
orr下でバワー50Wを投入して、流入ガスを放電分
解し、層厚50人のp型St層を堆積させた.次に、再
び同一条件でi型層のみ、厚さを3500人に変えて各
々n型、i型、p型のSi層を堆積させ、連続9層のタ
ンデム型構造を作成した。Since the discharge electrodes of the three chambers 501-2 to 501-4 have the same shape as the parabolic substrate, discharge occurs uniformly and a uniform film can be deposited. Next, the present invention will be explained with examples. (Example!) First, a parabola short diameter 60c using SUS304 material
After 1000 people deposited silver on the substrate 501-2 using a vacuum evaporation device, the temperature of the substrate was kept at 300°C using the device shown in FIG.
4 gas and 50 SCCM of PH. gas looOpp
m/Hz base was introduced at a pressure of 0 and ITorr, and discharge decomposition was performed using a power of 2 W to form an n-type Si layer of about 200 layers. Next, SiH. L O
O SCCM is introduced and the pressure is 0. Under ITorr,
SiH< was discharge decomposed using a power of 5 W to form an i-type St layer of 5,000 people. Finally, Si is placed in chamber 501-4.
H+, 5 SCCM and B-Ha gas 1000ppm/H
z base, 50 SCCM flowing, pressure 0. IT
A power of 50 W was applied under the condition that the inflowing gas was decomposed by discharge, and a p-type St layer with a thickness of 50 nm was deposited. Next, under the same conditions, only the i-type layer was changed to a thickness of 3,500 layers, and n-type, i-type, and p-type Si layers were deposited, respectively, to create a tandem structure with nine consecutive layers.
その後上部にITOを基板温度180℃で700人堆積
させた後、サブセル307をITOのエッチング液でパ
ターン状にエッチングして形成した。Thereafter, 700 layers of ITO were deposited on the top at a substrate temperature of 180° C., and then subcells 307 were formed by etching in a pattern with an ITO etchant.
次にサプセル307内にAgペーストをパターンマスク
を用いてスクリーン印刷をした後、200℃で30分、
熱処理して、上部取り出し電極308を形成した.サブ
セル307の大きさは5cm角で、特性は太陽光のシュ
ミレータ一下AM1 .5 (100mW/cm”)
”C’、電圧111V,効率9%が得られた.サブセル
307は、バスパー309によって、直列に12個接続
させ、それを並列に接続させて、アンテナ一体型太陽電
池とした。Next, after screen-printing Ag paste into the sapcell 307 using a pattern mask, it was heated at 200°C for 30 minutes.
The upper lead-out electrode 308 was formed by heat treatment. The size of the subcell 307 is 5 cm square, and its characteristics are that of a solar simulator AM1. 5 (100mW/cm”)
"C', a voltage of 111 V, and an efficiency of 9% were obtained. Twelve subcells 307 were connected in series by a busper 309, and then connected in parallel to form an antenna-integrated solar cell.
次に第1図、第3図に示される様に、前述したパラボラ
をセットした所、コンバーターの後の総合利得は50d
Bとなり、衛星通信放送の受信もクリアな画像で得られ
た.又、チュナーを切ることによって、このアンテナは
太陽光の追尾へ切り変わり、5秒で安定となった.その
後、2時間程の経過後も太陽光の方向を保ちながら、発
電していることが検証された.
(実施例2)
次に(実施例l)と同様のアンテナ一体型太陽電池を用
いて、雨天の日に衛星通信の受信を行ったところ、ブー
スターアンプを働かせることによって、利得がldB低
下しただけで受信することができた.アンテナ太陽電池
一体型でない通常の受信システムのチュナー近傍にブー
スターアンプを用いた場合には5dBの利得の低下があ
り、本発明の実施例の方が良い結果が得られた。Next, as shown in Figures 1 and 3, when the aforementioned parabola is set, the total gain after the converter is 50d.
B, and we were able to receive clear images of satellite communication broadcasts. Also, by turning off the tuner, this antenna switched to sunlight tracking and became stable in 5 seconds. After that, it was verified that even after about two hours, the system was still generating electricity while maintaining the direction of the sunlight. (Example 2) Next, when we received satellite communication on a rainy day using the same antenna-integrated solar cell as in (Example 1), the gain was only reduced by 1 dB by activating the booster amplifier. I was able to receive it. When a booster amplifier is used near the tuner of a normal receiving system that does not have an integrated antenna and solar cell, the gain decreases by 5 dB, and better results were obtained in the embodiment of the present invention.
(実施例3)
太陽電池のみでAM1. 5 (100aiW/cm”
)の太陽光下では、最大出力電圧DC20V、最大出力
電力36Wが得られ、これは、チュナーも動かすことが
できるパワーであった.
次に、このシステム本体を車にのせて2 0 km/h
の速度で移動、回転しながら測定した所、アンテナは太
陽光の方向を完全に追尾し、上記と同じ出力電圧、電力
が得られた.
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の受信兼発電システムによれ
ば、電波(例えばマイクロ波)受信用アンテナと太陽電
池を一体化することにより、別に太陽電池用の架台を設
けなくても済むため、コストを下げることが出来る.
さらに、受信システムのブースターアンプ、コンバータ
ーに上記太陽電池、又は内蔵蓄電池より電力を供給する
ことにより、新たな外部電源を必要としないコンパクト
な受信システムを構成できる.
これは、つまり、電気代を節約するとともに、太陽光さ
えあれば、どこに移動しても電源が確保できるというこ
とである.
さらに、システム全体がコンパクトにまとまることによ
り、受信信号の利得の減衰を少なくできるという効果が
あり、ノイズの少ない良好な受信が可能となる,
また、受信信号が入力した時のみ太陽電池一体型電波(
例えばマイクロ波)受信用アンテナを電波放射体の方向
に向け、それ以外の時には、太陽からの最大エネルギー
が得られる方向に向けておくことにより、太陽エネルギ
ーを有効に利用することができる.(Example 3) AM1. 5 (100aiW/cm”
) under sunlight, a maximum output voltage of 20V DC and a maximum output power of 36W were obtained, which was enough to power the tuner. Next, put this system main body in a car and drive at 20 km/h.
When measuring while moving and rotating at a speed of , the antenna perfectly tracked the direction of sunlight, and the same output voltage and power as above were obtained. [Effects of the Invention] As described above, according to the receiving and power generation system of the present invention, by integrating the radio wave (for example, microwave) receiving antenna and the solar cell, it is possible to eliminate the need for a separate mount for the solar cell. Since it is possible to reduce the cost, it is possible to reduce the cost. Furthermore, by supplying power to the booster amplifier and converter of the receiving system from the solar cell or built-in storage battery, a compact receiving system that does not require a new external power source can be constructed. This means that you can save on electricity bills and have access to power wherever you go as long as you have sunlight. Furthermore, by making the entire system compact, it has the effect of reducing the attenuation of the gain of the received signal, making it possible to receive good reception with less noise. (
For example, by pointing the receiving antenna (for example, microwave) in the direction of the radio wave emitter, and at other times pointing it in the direction where the maximum energy from the sun can be obtained, solar energy can be used effectively.
第1図は本発明の一実施例のシステム系統図。
第2図は第1図に示した太陽電池制御部の詳細を示す図
.
第3図は本発明の一実施例のシステムの概略図.
第4図は実施例におけるアンテナの駆動方法の一例を示
す概略図.
第5図は本発明の、アンテナ/太陽電池部作成用の装置
の一部の概略図.
システム本体、
電源/駆動部、
回転棒、
変換制御部、
マイクロ波アンテナ、
太陽電池、
支え棒、
サブセル、
上部取り出し電極、
バスバー
配線、
駆動ワイヤー
〜410 歯車、
引っぱり治具、
駆動モーター
スプリング、
真空チェンバー
加熱板兼アノード電極、
ベローズ、
カソード電極、
電源、
ゲートバルブ、
基体送り治具、
導入口、
ガス導入口,
基体ホルダー
基体FIG. 1 is a system diagram of an embodiment of the present invention. Figure 2 is a diagram showing details of the solar cell control section shown in Figure 1. FIG. 3 is a schematic diagram of a system according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the antenna driving method in the embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram of a part of the apparatus for making the antenna/solar cell part of the present invention. System body, power supply/drive unit, rotating rod, conversion control unit, microwave antenna, solar cell, support rod, subcell, upper extraction electrode, busbar wiring, drive wire ~410 gear, pulling jig, drive motor spring, vacuum chamber Heating plate/anode electrode, bellows, cathode electrode, power supply, gate valve, substrate feeding jig, inlet, gas inlet, substrate holder substrate
Claims (3)
アンテナ。(1) An antenna characterized by having a solar cell on its radio wave receiving surface.
波非受信時には、太陽エネルギーを良く吸収できる方向
に向け、電波受信時には受信電波を受信できる方向に向
けるためのアンテナ駆動手段と、前記受信又は非受信を
選択するための選択手段を有する受信兼発電シシテム。(2) an antenna driving means for orienting the antenna surface, on which the solar cell is provided on the radio wave receiving surface, in a direction that can absorb solar energy well when not receiving radio waves, and in a direction that can receive the received radio waves when receiving radio waves; A reception and power generation system having a selection means for selecting reception or non-reception.
の蓄電池と、 前記受信電波の増幅器とを具備し、 前記増幅器と、アンテナ駆動手段への電力供給を前記蓄
電池、または太陽電池から行なうことを特徴とする請求
項2に記載の受信兼発電システム。(3) A storage battery for storing electric power obtained by the solar cell, and an amplifier for the received radio waves, and power is supplied to the amplifier and the antenna driving means from the storage battery or the solar cell. The reception and power generation system according to claim 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1152407A JPH0319432A (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Antenna and system using the antenna for reception and power generation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1152407A JPH0319432A (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Antenna and system using the antenna for reception and power generation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0319432A true JPH0319432A (en) | 1991-01-28 |
Family
ID=15539836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1152407A Pending JPH0319432A (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Antenna and system using the antenna for reception and power generation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0319432A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008192794A (en) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Drive unit of sunlight generator system |
WO2010065904A2 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | Gatekeeper Systems, Inc. | Solar powered transmitter |
JP6259140B1 (en) * | 2017-04-03 | 2018-01-10 | 株式会社Daylight energy | Photovoltaic generator |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP1152407A patent/JPH0319432A/en active Pending
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