JPH07146011A - 太陽光の集光装置 - Google Patents

太陽光の集光装置

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Publication number
JPH07146011A
JPH07146011A JP3361490A JP36149091A JPH07146011A JP H07146011 A JPH07146011 A JP H07146011A JP 3361490 A JP3361490 A JP 3361490A JP 36149091 A JP36149091 A JP 36149091A JP H07146011 A JPH07146011 A JP H07146011A
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JP
Japan
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sunlight
change
fresnel lens
linear fresnel
incident angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP3361490A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimi Kaneda
吉見 金田
Yoshikazu Danmura
芳和 団村
Takeshi Iyama
武司 井山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuigura Kk
Original Assignee
Fuigura Kk
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuigura Kk filed Critical Fuigura Kk
Priority to JP3361490A priority Critical patent/JPH07146011A/ja
Publication of JPH07146011A publication Critical patent/JPH07146011A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/20Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking

Abstract

(57)【要約】 【目的】 縦幅方向に凹凸ラインを有するリニヤフレネ
ルレンズを移動させ、集光器を移動させることによって
太陽光線を高効率で集光させることを目的とする。 【構成】 縦幅方向に凹凸ラインを有するリニヤフレネ
ルレンズによる太陽光の収束位置又はその近傍に沿って
細長形状をなす集光器を設置し、太陽光の季節の変化に
伴う南北方向の入射角度変化及び一日の時間経過に伴う
東西方向の入射角度変化に対応して、リニヤフレネルレ
ンズの位置の調整を行うことに基づく太陽光の集光装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光を比較的簡単な
装置によって効率良く集光し、これを利用する太陽光の
集光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】太陽光を集光し、その発熱を利用する装
置又は、太陽光を集光して光電変換によって電気エネル
ギーを得る技術につき、様々な開発が行われているが、
何れにせよ凹面鏡又はレンズ(フレネルレンズ又は通常
のレンズの双方を含む)によって、効率よく太陽光を収
束し、これを受光表面に照射することが不可欠である。
【0003】然るに、太陽の位置は、日の出から日の入
りにかけて一日中東方向から略西方向にかけて変化する
だけでなく、季節に応じて略南方向から北方向にかけて
変化し、これらの変化によって太陽光線の入射角度は2
次元的に変化することになる。
【0004】このような太陽光線の入射角度変化に対応
して、従来の技術の一例としては、季節及び一日の変化
に対応して、集光レンズ又は集光反射鏡の太陽光に向か
う方向を予め定めた計算式に沿って、順次回転させて変
化することが行われていた。
【0005】しかしながら、太陽光をライン状に収束さ
せる為に横幅又は縦幅が長いリニヤフレネルレンズを使
用する場合には、該レンズの太陽光に向かう方向を前記
入射角度変換に応じて順次回転させて変化するには相当
の空間(スペース)が要求され、且つ一日の角度変化に
応じて該レンズを回転させるには、相当大きな回転モー
メントが要求され、そのコントロールは極めて不便であ
る。
【0006】このような状況に鑑み、リニヤフレネルレ
ンズによる太陽光の集光において、図1に示すように、
集光器の受光表面を断面V字状とするライン状の集光器
2を複数本並べ、季節及び一日の時間変化による角度変
化にも対応できる構成が存在する。
【0007】しかしながら、図1に示す構成において
は、集光器2の受光表面21又はその近傍に太陽光の焦
点が必ずしも存在することにはならず、太陽光を高密度
で集光し、又は高温集熱を可能とするとの点において不
十分であり、且つ集光表面の面積が大きくなり経済コス
ト上の負担が大きいとの欠点が存在する。
【0008】他方、出願人は、本出願の前に、リニヤフ
レネルレンズを固定して集光器を太陽光線の入射角度変
化に対応して移動させる構成による出願を行っており、
これは従来の技術に比し、設計上のコストが安価である
点、及び比較的コンパクトな空間によって装置の移動を
行うことが可能である点において優れているが、集光器
によって発熱を利用する場合には、集光器が即水の貯蔵
器であったり又はこれと直結している場合が多い為、集
光器を移動することはこれと一体をなす温水器を移動す
ることに連なり、その労力は極めて大きい。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の如き
問題点の欠点を克服し、比較的簡単な装置でありながら
太陽光を高密度に収集し、これによって効率的な太陽熱
の利用又は太陽光による光電変化の利用を可能とする装
置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前項の課題を解決する
為、本願発明の構成は、縦幅方向に凹凸ラインを有する
リニヤフレネルレンズによる太陽光の収束位置又はその
近傍に沿って細長形状をなす集光器を設置し、太陽光の
季節の変化に伴う南北方向の入射角度変化及び一日の時
間経過に伴う東西方向の入射角度変化に対応して、リニ
ヤフレネルレンズの位置の調整を行うことに基づく太陽
光の集光装置からなる。
【0011】最初に本願発明の構成の原理について説明
する。
【0012】図2(ロ)は、一日の時間変化に伴う太陽
光線の東西方向の入射角度変化を示す。
【0013】リニヤフレネルレンズの横幅方向を正午に
おける太陽光と直交する方向(東西方向)に固定した場
合、春分又は秋分時において太陽光の入射方向が正午に
おける入射方向に対し、角度αだけ東西方向に偏角して
いる場合には、正午の場合の位置に対しリニヤフレネル
レンズ1の焦点の位置が、該フレネルレンズ1の横幅方
向(これをX方向とする)につき、 ΔX=Fsinα(F:リニヤフレネルレンズの焦点
距離) だけ移動することから、リニヤフレネルレンズ1の位置
も横幅方向に前記の距離だけ移動することが要求される
(但し、図2(ロ)においては、時計方向《午前におけ
る入射方向》をプラス方向と設定しているので、反時計
方向《午後における入射方向》はマイナス方向であっ
て、前記ΔXの大きさはプラスの値及びマイナスの値
の双方を取り得る。以下の数式においてもこの点は全く
同様である。)。
【0014】他方、リニヤフレネルレンズ1の焦点方向
(これをY方向とする)につき、焦点の位置が前記偏角
αによって ΔY=F(1−cosα) だけフレネルレンズ1側に移動するので、前記距離だけ
リニヤフレネルレンズ1を移動することが要求される。
【0015】太陽光の季節に伴う入射角度の変化は、図
2(ロ)によって表すことはできないが、図2(イ)に
おいてリニヤフレネルレンズの縦幅方向をZ軸方向(図
2(ロ)におい ヤフレネルレンズの縦方向幅と直交する方向に設定して
いる。
【0016】他方、図2(イ)は、太陽光の入射角度が
春分又は秋分時の場合に比し、南北方向にβだけ変角し
た状態を示している。
【0017】但し、図2(イ)XY平面と直交するYZ
平面であり、太陽光の入射光はYZ平面に対し、角度α
だけ偏角していることから、図2(イ)では偏角β自体
を表現とすることができない為に、角度βに代えてこれ
を図2(イ)の平面図に射影したことにより、tan
β’=tanβ・cosαを充足する偏角β’によって
表現せざるを得ない。
【0018】この場合Z方向の焦点の位置の変化は、 ΔZ=Fsinβ となることから、集光器をZ方向に前記距離だけ移動す
ることが要求される。
【0019】ここで、太陽光線が春分又は秋分における
位置よりもβだけ偏角した場合のX方向及びY方向の焦
点の位置の変化について検討するに、βだけ偏角が生じ
た場合には、フレネルレンズの焦点の長さが図2(イ)
において投影した長さがcosβ倍だけ小さくなったこ
とに他ならない。
【0020】従って、太陽の入射光が秋分及び春分の場
合に比しβだけ偏角し、太陽の入射光が正午の場合に比
しαだけ偏角している場合には、上下方向幅(X方向
幅)に移動すベきリニヤフレネルレンズ1の距離は、 ΔX=Fcosβsinα となる。
【0021】同様に、前記の場合における焦点方向にリ
ニヤフレネルレンズ1を移動すべき距離は、
【0022】ΔY=F(1−cosαcosβ) となる。
【0023】ここで、一年を通じて最も効率的な集光が
可能である8時〜16時の集光を行った場合には、 −60°≦α≦60° であり、時刻tとαとの関係は、
【0024】α=15(12−t) となる(但し、t:時刻を表す変数)。
【0025】他方、季節による春分及び秋分から冬至及
び夏至に至るまでの偏角の我国における平均的な範囲
は、 −23.5°≦β≦23.5° である。
【0026】ここで北緯36°の時点で、ラインフレネ
ルレンズ1の横幅方向を東西方向とし、焦点方向を秋分
及び春分の太陽光線の入射方向としたうえで、8月21
日における角度変化に対応したX方向及びY方向の変位
を求めた場合には、理科年表によれば北緯36°におけ
る正午の時点の太陽光の水平面との角度は、図3に示す
ように65°である。
【0027】従って、 β=65°−(90゜−36°)=11° であるから、 ΔX=Fsin11°cos(12−t)15° ΔY=F{1−cos11°・cos(12−t)1
5°} ΔZ=Fsin11° となる。
【0028】図3では、リニヤフレネルレンズの焦点方
向が、秋分及び春分時における太陽光の入射方向と一致
していることから、水平面に射影した該焦点方向は真南
方向となっており、且つリニヤフレネルレンズ1の縦幅
方向と水平方向の角度とが北緯の度数(36°)と一致
している。
【0029】しかしながら、設置条件によっては図3に
示すような角度とすることができず、例えば図4に示す
ように北緯36°の時点でありながら、リニヤフレネル
レンズ1の縦幅方向と水平方向との角度(XY平面にお
ける角度)が30°であって、しかもリニヤフレネルレ
ンズ1の焦点方向が水平面に射影した場合、図5に示す
ように、南南東方向を向くような状態で設置した場合に
は、リニヤフレネルレンズ1の焦点方向と、春分又は秋
分時の正午における太陽光の入射方向表示を表すもので
はない。
【0030】このような場合には、リニヤフレネルレン
ズ1の縦幅方向、横幅方向及び焦点方向の調整距離につ
いて、図3の場合と異なる基準に基づいて計算をしなけ
ればならない。
【0031】8月21日における図4、図5に示す場合
のリニヤフレネルレンズ1の偏角α、βを求めた場合に
は、 α=(12−t)×15°−22.5゜ β=65°−(90°−30°)=5゜ であるから、 ΔX=Fsin5°cos{(12−t)15°−2
2.5°} ΔY=F[1−cos5°cos{(12−t)15
°−22.5°}] ΔZ=Fsin5° となる。
【0032】以上の一般原理及びその設例を参考にし
て、以下実施例に即して説明する。
【0033】
【実施例1】実施例1は、入射光の偏角α、βの各変化
に応じて集光器の位置を忠実に調節する構成を示す。
【0034】即ち、図6(イ)、(ロ)に示すように、
ライン状の集光器2の横幅方向の両端から、リニヤフレ
ネルレンズ1の両端側にアーム4を結合し、且つアーム
4はライン状の集光器2の横幅方向及び縦幅方向の双方
に回転自在とすることによって(但し、図6(イ)、
(ロ)では縦幅方向の両端からアーム4を結合した場合
を示すが、横幅方向の両端から結合した場合において
も、アーム4の作動は何ら変りはない。)、偏角α、同
βの変化に伴ってアーム4の方向を太陽光の入射方向と
同一と異なるよう調整する(尚、図6においては、偏角
β自体を表現することができず、tanβ’=tanβ
・cosαを充足するβ’によって表現せざるを得ない
点は図3の場合と同様である。)。
【0035】アーム4がライン状のリニヤフレネルレン
ズ1を固着する位置を、ライン状の集光器2との結合位
置からの焦点距離の位置となるように設計しているの
で、アーム4の前記角度調整によって、集光器の変位は
前記ΔX、ΔY、ΔZの各式を充足することにな
る。
【0036】太陽光の入射光は、季節の変化に伴う南北
方向の変化は緩慢であるのに対し、一日の時間変化に伴
う東西方向の変化は速やかである。
【0037】従って、偏角βについては手動によって角
度調整を行うことができるが、偏角αについては、時刻
の変化に従って自動装置(図示せず)によってアームの
角度を変化することが妥当である。
【0038】
【実施例2】実施例1においては、アーム4を偏角α変
化に応じてリニヤフレネルレンズ1をその横幅方向に回
転させることによる調整を行っているが、本来横幅方向
については、集光器2を一定の幅を有するように設計す
るならば、特に一日における太陽光の入射光の偏角に応
じてリニヤフレネルレンズ1の位置を調整する必要はな
い。
【0039】この点に着目し、実施例2においては、図
7(イ)、(ロ)に示すように、実施例1の場合と同
様、フレネルレンズ1の横幅方向又は縦幅方向の両端に
おいてアーム4を回転自在な状態で結合し(但し、図7
(イ)、(ロ)では横幅方向の両端からアーム4を結合
した場合を示すが、縦幅方向の両端から結合した場合に
おいても、アーム4は同様の作動を行い得る。)、リニ
ヤフレネルレンズ1をアームに沿って移動可能な状態で
支持する為、アーム4に長孔41を設けている。
【0040】そして、集光器は横方向に幅を有するよう
に設計し、該アームは偏角βに沿って変位可能である
も、偏角αに沿って角度を調整自在としてはいない(こ
の部分は、実施例1と異なる)。
【0041】その代わり、βの変位に伴ってリニヤフレ
ネルレンズ1を駆動カム5がY方向を前記ΔYを充足
するようにアーム4の長孔41に沿って移動させるなら
ば、リニヤフレネルレンズは前記ΔXをも充足するこ
とになるので、集光器2は太陽光の焦点位置に存在する
よう調整することになる。
【0042】実施例2における駆動カム5は、アーム4
と同様集光器2の横側両端付近に設けられ、アーム4と
同様内側に長孔51を設けており、リニヤフレネルレン
ズ1は偏角βの変化に伴って該長孔51内に支持された
状態で移動する。
【0043】実施例2においても、季節の変化に伴う太
陽光の入射角度の偏角βに応じてアームの角度を手動に
よって調節することは可能であるが、駆動カムの移動に
ついては、自動装置(図示せず)を使用をするのが妥当
である。
【0044】
【実施例3】実施例3も又、図8(イ)、(ロ)に示す
ように、ライン状の集光器2のZ方向を十分長く設計
し、該アームは偏角βに応じて角度を調整する点、及び
焦点方向に位置を調整する駆動カム5を有している点に
おいては、実施例2と同様である。
【0045】しかしながら、実施例3における駆動カム
5は、図8(イ)に示すように、アーム4上において移
動自在に設置されており、実施例2の場合のように、ア
ーム4と独立した状態で設置され、且つ駆動カム5自体
に集光器2を移動させる為の長孔51を設けていない。
【0046】図8(イ)における集光器のXY平面にお
ける座標は、P(Fcosαsinβ,Fcosαco
sβ)である。
【0047】従って、OP=Fcosαであるから、実
施例3においては、アーム4に沿って偏角βの値に拘ら
ず(季節の変化に拘りなく)、一日の太陽光の入射光の
偏角αに応じて駆動カムを移動することによって、集光
器2上に太陽光を集光することが可能となる(この意味
では、実施例3の方が実施例2の場合よりも駆動カム5
の制御が簡便である。)。
【0048】尚、実施例3においても、偏角βに応じて
アームの角度を調整することは手動によって可能である
が、駆動カム5の調整は自動装置(図示せず)を使用す
るのが妥当である点は、実施例1、同2の場合と同様で
ある。
【0049】
【実施例4】実施例4においては、図9(イ)、(ロ)
に示すように、ライン上の集光器2のZ方向を充分長く
設計し、且つアーム4においては、長孔41に沿って焦
点方向に1を調整する駆動カム5を有している点におい
て実施例3と同様であるが、アームは偏角αに応じて角
度を調整する点において実施例3と異なっている。
【0050】図9(ロ)における集光器のXY平面にお
ける座標は、P(Fcosβ・sinα,Fcosα・
cosβ)である。
【0051】従って、OP=Fcosβであるから、実
施例6においては、アーム4に沿って偏角αの値に拘ら
ず(一日の時刻変化に関わりなく)、四季の変化に伴う
入射光の偏角βに応じて駆動カム5を移動することによ
って、集光器2上に太陽光を集光することが可能とな
る。
【0052】
【実施例5】実施例5においては、図10(イ)、
(ロ)に示すように、集光器2の受光表面21のXY方
向面の断面図を略V字型とし、且つ略V字型の角度を
(180°−α゜)とし、しかも受光表面21のリニヤ
フレネルレンズ1の横幅方向に対する角度をそれぞれα
/2とした場合には、リニヤフレネルレンズ1を偏角β
に応じてY方向の位置を調整するならば、自動的に太陽
光の焦点は断面略V字型の集光器2の表面上に存在す
る。
【0053】この点は、図10(ロ)に示すXY平面に
おいて、断面略V字型の集光器2の断面の中心部位Pが
(0、Fcosβ)の位置にあるならば、偏角αによっ
て入射した太陽光線が、断面略V字型の受光表面21と
交わる座標の位置Qが(Fcosβsinα,Fcos
βcosα)であって、これは正にX方向にΔX=F
cosβsinαだけ変位した位置、 及びY方向にΔ
=F(1−cosβcosα)だけ変位させた位置
に他ならないことからも明らかであろう。
【0054】即ち、実施例5においては、季節による偏
角βに応じて、Y方向に手動で調整するならば、αに対
する角度の調整のみによって受光表面にフレネルレンズ
の焦点位置に太陽光線の集光を行うことが可能となる。
【0055】
【実施例6】実施例6は、季節の変化に伴う入射光の偏
角(β)に基づく調整を行うも、1日の時間変化に伴う
入射光の偏角(α)による調整を行わない実施例を示
す。
【0056】集光器の受光表面21を横幅方向に沿っ
て、図11(ロ)に示すように、リニヤフレネル1側を
窪んだ状態とする円弧上に設計する。
【0057】この場合、受光表面21を横幅方向に沿っ
て円弧上に設計するのは、1日の時間変化如何に係わら
ず、フレネルレンズの焦点距離はFであり、且つ季節の
変化に伴う入射光角度をβとした場合には、これを水平
方向に投影した長さは、図11(イ)に示すように、F
cosβであって1日の時間変化に伴う入射角αの値に
左右されないことに基づく。
【0058】円弧の径の大きさは、特に特定される訳で
はないが、リニヤフレネルレンズの焦点距離F又はこれ
に近い長さに設定するならば、概ね一日中太陽光の焦点
の近傍に受光表面21を位置させることが可能である
(但し、季節の変化に伴う入射角度の変化によって焦点
の位置が異なり、例えば春分及び秋分時に入射角度βを
0と設定し、且つ円弧の径の大きさを焦点距離Fとした
場合には、春分及び秋分時以外の場合には光は受光表面
に到達する前に、焦点に収束することになる。)。
【0059】実施例6においても、アーム4を集光器2
の横幅方向又は縦幅方向の両端において、縦幅方向に回
転自在の状態で結合している(但し、図10(イ)、
(ロ)では横幅方向の両端からアーム4を結合した場合
を示すが、縦幅方向の両端から結合した場合において
も、アーム4の作動は何ら変りはない。)。
【0060】前記構成において、季節の変動に伴う偏角
(β)に応じて、アームの角度を上下方向に移動するこ
とによって、概略効率のよい太陽光の集光が可能とな
る。
【0061】
【実施例7】以上の各実施例においては、集光器2がリ
ニヤフレネルレンズ1に対し並行状態を維持しながらそ
の前後方向及び横幅方向の位置を調整している。
【0062】しかしながら、太陽光線がリニヤフレネル
レンズに対し、斜方向に入射した場合には、リニヤフレ
ネルレンズが集光する光束は、直交する場合に比し小さ
くなり、而も焦点における光の収差が大きいという欠点
が生じる。
【0063】この点を解決するため、従来では、リニヤ
フレネルレンズを集光器を中心として公転させる構成が
実施されていた。
【0064】しかしながら、相当の横方向幅を有するリ
ニヤフレネルレンズを公転させることは大きな空間(ス
ペース)を要すると共に、これに要する装置も複雑なも
のとなる。
【0065】実施例7においては、太陽光の季節の変化
又は一日の時間変化の何れか又は一方に伴う入射角度の
変化において、リニヤフレネルレンズの面が入射光線と
直交するように、リニヤフレネルレンズ自体を図12
(イ)、(ロ)に示すように入射角度の変化に応じて自
転させる構成を採用している(尚、図12(イ)では、
季節の変化に伴う太陽光の入射角度の変化に応じた場合
を示し、図12(ロ)では、一日の時間変化に伴う入射
角度の変化に応じた構成を示す。)。
【0066】そしてリニヤフレネルレンズを自転させる
構成は、実施例1〜5に示すような、リニヤフレネルレ
ンズの前後方向及び横幅方向の移動と同時に行うことが
可能であって、前記各実施例と併用できる構成である。
【0067】
【実施例8】実施例8は、実施例7のように、リニヤフ
レネルレンズを自転することに変えて、集光機の集光表
面を太陽光の入射角度の変化に応じて自転させる構成を
示す。
【0068】一般に、光電変換において集光表面が焦点
の位置又はその近傍の場合には、集光表面温度が余りに
も高温となって、光電変換を行なっている素材の効率が
低下する。
【0069】これを避ける為に、集光表面を敢えて焦点
距離からずらすか又は、図13(イ)、(ロ)に示すよ
うにリニヤフレネルレンズの凹凸面を、2本の焦点が生
じるように設計し、集光面を各両端が交差する部位(図
13におけるQ点によって示す。)に配置する構成が考
えられる。
【0070】このような場合、集光表面の横方向幅に一
定の限界が存在している場合に、太陽光と斜向したとき
には、図13(イ)に示すように集光した太陽光が集光
表面に照射しないことによるロスが生じることになる。
【0071】これに対し、集光表面を、自転によって入
射する太陽光と直交する方向とした場合には、図13
(イ)に示すようにそのロスとなる領域は狭くなる。
【0072】更には、実施例7の技術をも併用して、リ
ニヤフレネルレンズ及び集光表面が共に入射する太陽光
と直交するように設計した場合には、そのロスとなる領
域は更に減少し、又集光する光束も増加することにな
る。
【0073】
【発明の効果】以上のように、本願発明は、ライン状の
集光器を固定しながら、リニヤフレネルレンズを移動す
るという簡単な構造によって、太陽光を集光器表面又は
その近傍に収束するよう設計することが可能であり、ひ
いては効率のよい太陽光の集光が可能となる。
【0074】他方、本発明ではリニヤフレネルレンズを
使用しながら、比較的コンパクトな空間によって装置の
作動を行うことが可能であり、しかも設計上のコストが
安価でありながら、太陽光を効率的に集光できる点にお
いて極めて便利であり、その価値は絶大であると共に、
実施例7、実施例8のように、リニヤフレネルレンズ又
は集光器自体の自転を行なう技術とも両立させることが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 斜視図 従来のリニヤフレネルレンズを使用した太陽光収集装置
において使用された集光器を示す。
【図2(イ)】 側面図 一日の時刻変化に応じて、リニヤフレネルレンズの横幅
方向及び焦点方向の変位を示す。
【図2(ロ)】 側面図 季節の変動に応じて、太陽光の焦点の位置のリニヤフレ
ネルレンズの縦幅方向及び焦点方向の変位を示す。
【図3】 断面図 北緯36°の地点において8月21日の偏角αを示す。
【図4】、
【図5】 断面図 リニヤフレネルレンズ北緯36°の地点において、南北
方向につき、水平線に対し30°の傾きをもち、且つ水
平面に射影した焦点方向の角度を南南東方向(南方向よ
り22.5°東側)に設置した場合において、8月21
日の偏角α及びβを示す。
【図6(イ)】、
【図6(ロ)】 実施例1の構成を示す縦幅方向側断面
図及び横幅方向側断面図
【図7(イ)】、
【図7(ロ)】 実施例2の構成を示す縦幅方向側断面
図及び横幅方向側断面図
【図8(イ)】、
【図8(ロ)】 実施例3の構成を示す縦幅方向側断面
図及び横幅方向側断面図
【図9(イ)】、
【図9(ロ)】 実施例4の構成を示す縦幅方向側断面
図及び横幅方向側断面図
【図10(イ)】、
【図10(ロ)】 実施例5の構成を示す縦幅方向側断
面図及び横幅方向側断面図
【図11(イ)】、
【図11(ロ)】 実施例6の構成を示す縦幅方向側断
面図及び横幅方向側断面図
【図12(イ)】、
【図12(ロ)】 実施例7の構成を示す縦幅方向側面
図及び横幅方向側面図
【図13(イ)】、
【図13(ロ)】 実施例8の構成を示す縦幅方向側面
図及び横幅方向側面図
【付合の説明】
1:リニヤフレネルレンズ 2:集光器 21:受光表面 3:入射光線 4:アーム 41:アームの長孔 5:駆動カム 51:駆動カムの長孔

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦幅方向に凹凸ラインを有するリニヤフ
    レネルレンズによる太陽光の収束位置又はその近傍に沿
    って細長形状をなす集光器を設置し、太陽光の季節の変
    化に伴う入射角度変化及び一日の時間経過に伴う入射角
    度変化に対応して、リニヤフレネルレンズの位置の調整
    を行うことに基づく太陽光の集光装置。
  2. 【請求項2】 ライン状の集光器の縦幅方向又は横幅方
    向の両端において縦幅方向及び横幅方向の双方に回転自
    在の状態で結合され、該結合の部位から該集光器の位置
    に焦点が存在するように調整した位置にリニヤフレネル
    レンズを固着するアームを設け、これによってリニヤフ
    レネルレンズの位置の調整を行うことを特徴とする請求
    項1記載の太陽光の集光装置。
  3. 【請求項3】 ライン状の集光器の縦幅方向又は横幅方
    向の両端において、縦幅方向に回転自在の状態で支持さ
    れたアームを結合し、これらのアームは、リニヤフレネ
    ルレンズを該アームに沿って移動自在に支持し、太陽光
    の季節の変化に伴う入射角度変化に応じて回転角度を調
    整し、太陽光の一日の時間経過に伴う入射角度の変化に
    応じて、リニヤフレネルレンズを移動させる為の駆動カ
    ムを設けることによって、リニヤフレネルレンズの位置
    の調整を行うことを特徴とする請求項1記載の太陽光の
    集光装置。
  4. 【請求項4】 縦幅方向に一定の長さを有する集光器の
    縦幅方向又は横幅方向の両端において、横幅方向に回転
    自在の状態で支持されたアームを結合し、これらのアー
    ムは縦幅方向に凹凸ラインを有すリニヤフレネルレンズ
    を支持すると共に、太陽光の一日の時間変化に伴う入射
    角度変化に応じて該アームの回転角度を調整し、太陽光
    の季節の変化に伴う入射角度の変化に応じて、リニヤフ
    レネルレンズを移動する為の駆動カムを設けることによ
    って、集光器の位置の調整を行うことを特徴とする請求
    項1記載の太陽光の集光装置。
  5. 【請求頂5】 集光器の受光表面を太陽光側に横幅方向
    の断面を略V字型に設計し、太陽光の季節の変化に伴う
    入射角度の変化に応じて、リニヤフレネルレンズの位置
    を焦点方向に調整を行うと共に、太陽光の1日の時間経
    過に伴う入射角度変化に応じて、受光器表面の略V字形
    の中央部の角度の大きさの調整を行うことを特徴とする
    請求項1記載の太陽光の集光装置。
  6. 【請求項6】 集光器の横方向幅に沿った表面を、リニ
    ヤフレネルレンズ側に窪んだ状態とする円弧状とし、集
    光器の横幅方向又は縦幅方向の両端から、縦幅方向に回
    転自在の状態で支持されたアームを結合し、該アームの
    略焦点距離の位置にリニヤフレネルレンズを固着し、太
    陽光の季節の変化に伴う入射角度変化に応じてリニヤフ
    レネルレンズの位置を調整することを特徴とする請求項
    1記載の太陽光の集光装置。
  7. 【請求項7】 太陽光の入射角度変化応じて、リニヤフ
    レネルレンズを自転させることを特徴とする請求項1記
    載の太陽光の集光装置
  8. 【請求頂8】 集光機の集光表面を太陽光の入射角度変
    化に応じて自転させることを特徴とする特許請求の範囲
    1記載の太陽光の集光装置。
  9. 【請求項9】 一日の時間変化に伴う太陽光の入射角度
    変化に対し、自動装置を用いて位置の調整を行うことを
    特徴とする請求項1記載の太陽光の集光装置。
  10. 【請求項10】 季節の変化に伴う太陽光の入射角度変
    化に対し、手動によって位置を調節することを特徴とす
    る請求項1記載の太陽光の集光装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005068605A1 (en) * 2004-01-16 2005-07-28 Wageningen University Reactor and process for the cultivation of phototrophic micro organisms
JP2008082594A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Wakasawan Energ Kenkyu Center 集光装置における集光レンズ位置調節機構
CN116961565A (zh) * 2023-07-26 2023-10-27 上海交通大学 调控太阳光利用率的装置及方法

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CN116961565B (zh) * 2023-07-26 2024-05-07 上海交通大学 调控太阳光利用率的装置及方法

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