JPH0792309A - 改良型リニアフレネルレンズ - Google Patents
改良型リニアフレネルレンズInfo
- Publication number
- JPH0792309A JPH0792309A JP3349337A JP34933791A JPH0792309A JP H0792309 A JPH0792309 A JP H0792309A JP 3349337 A JP3349337 A JP 3349337A JP 34933791 A JP34933791 A JP 34933791A JP H0792309 A JPH0792309 A JP H0792309A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fresnel lens
- linear fresnel
- focal point
- receiving surface
- face
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
- F24S23/31—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リニアフレネルレンズを使用した集光によっ
て、受光表面が焦点の位置から多少ずれたとしても、高
い集光効率を維持でき、しかも焦点付近にあっても、太
陽光が直接的に集光しない改良型のリニアフレネルレン
ズを提供することを目的とする。 【構成】 リニアフレネルレンズの溝を形成する横方向
に沿って面を二分し、二分された一方の面の焦点は、前
記横方向と直交する縦方向において他方の面側にそれぞ
れ形成され、且つ各焦点は、該リニアフレネルレンズ面
から等距離に形成することに基づく、改良型リニアフレ
ネルレンズ。整を行うことに基づく太陽光の集光装置。
て、受光表面が焦点の位置から多少ずれたとしても、高
い集光効率を維持でき、しかも焦点付近にあっても、太
陽光が直接的に集光しない改良型のリニアフレネルレン
ズを提供することを目的とする。 【構成】 リニアフレネルレンズの溝を形成する横方向
に沿って面を二分し、二分された一方の面の焦点は、前
記横方向と直交する縦方向において他方の面側にそれぞ
れ形成され、且つ各焦点は、該リニアフレネルレンズ面
から等距離に形成することに基づく、改良型リニアフレ
ネルレンズ。整を行うことに基づく太陽光の集光装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光を集光するリニ
アフレネルレンズの集光方法の改良に関するものであ
る。
アフレネルレンズの集光方法の改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】太陽光をライン上に集光する為には、所
謂リニアフレネルレンズが用いられるが、従来技術によ
るリニアフレネルレンズは、図１に示すように、１校の
リニアフレネルレンズ１に対し、縦方向（溝が形成され
た横方向と直交する方向）につき、一か所に光を収束さ
せ、焦点３において集光された光線は、言わば一本のラ
イン状を形成している。
謂リニアフレネルレンズが用いられるが、従来技術によ
るリニアフレネルレンズは、図１に示すように、１校の
リニアフレネルレンズ１に対し、縦方向（溝が形成され
た横方向と直交する方向）につき、一か所に光を収束さ
せ、焦点３において集光された光線は、言わば一本のラ
イン状を形成している。
【０００３】ところで、太陽光の入射角度が、年間に於
て季節の変動に伴い、又一日に於て時間の変動に伴って
変化し、これによって太陽光の収束する位置も当然変動
する。
て季節の変動に伴い、又一日に於て時間の変動に伴って
変化し、これによって太陽光の収束する位置も当然変動
する。
【０００４】前記の如き従来技術によるリニアフレネル
レンズでは、一個の焦点に太陽光をライン上に収束させ
ているため、集光機の受光表面が、太陽光の収束位置か
ら多少ずれた場合には、集光効率が大きく劣化するとの
欠点が存在する一方、他方では、太陽電池を構成する受
光表面の場合には、これが焦点の位置において集光した
場台には、必要な太陽光が局所的に集中しすぎるため、
光電変換によって生じた電子の流れが乱れ、逆に変換効
率が悪化したり、受光表面が高温となって熱劣化を生ず
るとの欠点を免れることが出来なかった。
レンズでは、一個の焦点に太陽光をライン上に収束させ
ているため、集光機の受光表面が、太陽光の収束位置か
ら多少ずれた場合には、集光効率が大きく劣化するとの
欠点が存在する一方、他方では、太陽電池を構成する受
光表面の場合には、これが焦点の位置において集光した
場台には、必要な太陽光が局所的に集中しすぎるため、
光電変換によって生じた電子の流れが乱れ、逆に変換効
率が悪化したり、受光表面が高温となって熱劣化を生ず
るとの欠点を免れることが出来なかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、以上の如
き従来技術の欠点を克服し、一方では焦点位置からずれ
ても、集光効率が然して低下せず、他方では、焦点又は
その近傍においても、太陽光線が局所的に集中しすぎな
い構成を提供することを課題とするものである。
き従来技術の欠点を克服し、一方では焦点位置からずれ
ても、集光効率が然して低下せず、他方では、焦点又は
その近傍においても、太陽光線が局所的に集中しすぎな
い構成を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題をを解決する
為、本願発明は、リニアフレネルレンズの溝を形成する
横方向に沿って面を二分し、二分された一方の面の焦点
は、前記横方向と直交する縦方向において他方の面側に
それぞれ形成され、且つ各焦点は、該リニアフレネルレ
ンズ面から等距離に形成することに基づく、改良型リニ
アフレネルレンズからなる。
為、本願発明は、リニアフレネルレンズの溝を形成する
横方向に沿って面を二分し、二分された一方の面の焦点
は、前記横方向と直交する縦方向において他方の面側に
それぞれ形成され、且つ各焦点は、該リニアフレネルレ
ンズ面から等距離に形成することに基づく、改良型リニ
アフレネルレンズからなる。
【０００７】ここで「二分された」とは、必ずしもリニ
アフレネルレンズ面を接断して分けるとの趣旨ではな
く、レンズを形成する凹凸模様が異なる焦点方向となる
ように「二分」されるという趣旨である。
アフレネルレンズ面を接断して分けるとの趣旨ではな
く、レンズを形成する凹凸模様が異なる焦点方向となる
ように「二分」されるという趣旨である。
【０００８】以下実施例に則して本願発明の作動原理に
ついて説明する。
ついて説明する。
【０００９】
【実施例 １】図２はリニアフレネルレンズの面を溝方
向と直行する縦方向に関して、二等分した場合の実施例
を示す。
向と直行する縦方向に関して、二等分した場合の実施例
を示す。
【００１０】この場合には、リニアフレネルレンズ１の
左側面１１の焦点は、右側の３１となり、右側面１２の
焦点は左側の３２となる。
左側面１１の焦点は、右側の３１となり、右側面１２の
焦点は左側の３２となる。
【００１１】ここで、図３（イ）に示す従来のリニアフ
レネルレンズと、図３（ロ）に示す実施例１に示すリニ
アフレネルレンズの場合の、各レンズの縦方向幅Ｗに対
し、例えばＷ／１０の幅を持つ受光表面を順次レンズ側
にずらした場合、当該受光表面に有効に収束する光束の
幅Ｗ’は、受光表面２と各リニアフレネルレンズとの距
離（Ｌ）との函数となる。
レネルレンズと、図３（ロ）に示す実施例１に示すリニ
アフレネルレンズの場合の、各レンズの縦方向幅Ｗに対
し、例えばＷ／１０の幅を持つ受光表面を順次レンズ側
にずらした場合、当該受光表面に有効に収束する光束の
幅Ｗ’は、受光表面２と各リニアフレネルレンズとの距
離（Ｌ）との函数となる。
【００１２】ここでＷ’／Ｗ＝Ｔとし、各焦点の長さを
Ｆとした場合、図３（イ）の場合には、簡単な比例式に
よって、Ｔ＝Ｆ／１０（Ｆ−Ｌ）である。
Ｆとした場合、図３（イ）の場合には、簡単な比例式に
よって、Ｔ＝Ｆ／１０（Ｆ−Ｌ）である。
【００１３】これに対し、図３（ロ）の場合には、各焦
点のフレネルレンズの面を二等分する位置において、該
フレネルレンズ面と直交する中心線からの距離をａとし
た場合、多少複雑な計算の後、 Ｔ＝Ｆ／１０（Ｆ−Ｌ）＋２ａＬ／Ｗ（Ｆ−Ｌ） となる。
点のフレネルレンズの面を二等分する位置において、該
フレネルレンズ面と直交する中心線からの距離をａとし
た場合、多少複雑な計算の後、 Ｔ＝Ｆ／１０（Ｆ−Ｌ）＋２ａＬ／Ｗ（Ｆ−Ｌ） となる。
【００１４】上記両式を参照した場合、同一のＬに対
し、図３（ロ）の場合のＴの方が第２項の分だけ大きい
値を得ることになる。
し、図３（ロ）の場合のＴの方が第２項の分だけ大きい
値を得ることになる。
【００１５】前記
【００１３】に示す式は、図４（イ）に示すように、Ｌ
＜９Ｆ／１０の領域に限定され、而も２ａ＞Ｗ／１０の
場合には、Ｌが９Ｆ／１０の付近で、図３（ロ）に示す
本発明に係るフレネルレンズでは、レンズの全面の光り
を収束することができないのに対し、図３（イ）に示す
従来のフレネルレンズの場合には、レンズの全面の光を
収束することになり、本発明のフレネルレンズの収束よ
りも多い。
＜９Ｆ／１０の領域に限定され、而も２ａ＞Ｗ／１０の
場合には、Ｌが９Ｆ／１０の付近で、図３（ロ）に示す
本発明に係るフレネルレンズでは、レンズの全面の光り
を収束することができないのに対し、図３（イ）に示す
従来のフレネルレンズの場合には、レンズの全面の光を
収束することになり、本発明のフレネルレンズの収束よ
りも多い。
【００１６】しかし、その差はさして変わらない。
【００１７】他方２ａ≦Ｗ／１０の場合には、図３
（ロ）に示す本発明に係るフレネルレンズにおいては、
Ｌが９Ｆ／１０に至る前にＴ＝１となるのに対し、図３
（イ）に示す従来のフレネルレンズでは、Ｌ＝９Ｆ／１
０に至る迄、Ｔ＝１とはなり得ない。
（ロ）に示す本発明に係るフレネルレンズにおいては、
Ｌが９Ｆ／１０に至る前にＴ＝１となるのに対し、図３
（イ）に示す従来のフレネルレンズでは、Ｌ＝９Ｆ／１
０に至る迄、Ｔ＝１とはなり得ない。
【００１８】以上のような結果を図４（イ）、（ロ）の
グラフに示す。
グラフに示す。
【００１９】このように、従来技術に比し、同じ受光表
面でも大抵の場合、本願発明の方が焦点からずれた場合
有効光束の幅Ｗ′が広く、集光効率が高いことが判明す
る。
面でも大抵の場合、本願発明の方が焦点からずれた場合
有効光束の幅Ｗ′が広く、集光効率が高いことが判明す
る。
【００２０】
【実施例 ２】実施例１は、フレネルレンズを縦方向の
面に関して二等分しているが、本願発明は二等分の場合
に限定されるわけではなく、分割された幅が不等分の場
合においても成立する。
面に関して二等分しているが、本願発明は二等分の場合
に限定されるわけではなく、分割された幅が不等分の場
合においても成立する。
【００２１】図６は実施例２において、図３（イ）、
（ロ）の場合と同様、幅Ｗ／１０を有する受光表面にお
いて、これに有効に収束する光束の幅Ｗ’とし、実施例
一の場合と同様、Ｗ’／Ｗ＝Ｔと受光表面とリニアフレ
ネルレンズとの距離（Ｌ）との関係を求めた場合、 Ｔ＝Ｆ／１０（Ｆ−Ｌ）＋Ｌ（ａ＋ｂ）／Ｗ（Ｆ−Ｌ） （但しａ、ｂは、リニアフレネルレンズを前記のように
横方向に沿って区分する位置から、リニアフレネルレン
ズ面と直交する線と各焦点との距離を表す。）となり、
図４の場合と同様、従来のリニアフレネルレンズに比
し、焦点から離れた位置において、受光表面の集光効率
が高いことが判明する。
（ロ）の場合と同様、幅Ｗ／１０を有する受光表面にお
いて、これに有効に収束する光束の幅Ｗ’とし、実施例
一の場合と同様、Ｗ’／Ｗ＝Ｔと受光表面とリニアフレ
ネルレンズとの距離（Ｌ）との関係を求めた場合、 Ｔ＝Ｆ／１０（Ｆ−Ｌ）＋Ｌ（ａ＋ｂ）／Ｗ（Ｆ−Ｌ） （但しａ、ｂは、リニアフレネルレンズを前記のように
横方向に沿って区分する位置から、リニアフレネルレン
ズ面と直交する線と各焦点との距離を表す。）となり、
図４の場合と同様、従来のリニアフレネルレンズに比
し、焦点から離れた位置において、受光表面の集光効率
が高いことが判明する。
【００２２】
【発明の効果】このように本願発明においては、焦点距
離から受光表面がずれるとしても、従来のリニアフレネ
ルレンズに比し、高い集光効率によって太陽光を集光す
ることが出来る。
離から受光表面がずれるとしても、従来のリニアフレネ
ルレンズに比し、高い集光効率によって太陽光を集光す
ることが出来る。
【００２３】他方、焦点が２個に別れることによって、
太陽光を局所的に集中する点では従来の構成に劣るも、
逆に、太陽電池などにおいて、受光表面において局所的
な収束を避ける場合には、相互の焦点距離の近傍に、受
光表面を置くことによって、略均一の効率のよい集光を
行うことが可能となる。
太陽光を局所的に集中する点では従来の構成に劣るも、
逆に、太陽電池などにおいて、受光表面において局所的
な収束を避ける場合には、相互の焦点距離の近傍に、受
光表面を置くことによって、略均一の効率のよい集光を
行うことが可能となる。
【００２４】このように、本願発明では、太陽光の入射
角度が順次変動し、これによって受光表面が焦点位置か
らずれたとしても、依然として効率よい集光を可能と
し、且つ光の局所的な集中を避けることが出来る点で、
極めて画期的である。る。
角度が順次変動し、これによって受光表面が焦点位置か
らずれたとしても、依然として効率よい集光を可能と
し、且つ光の局所的な集中を避けることが出来る点で、
極めて画期的である。る。
【図１】従来のリニアフレネルレンズの構成を示す側面
図。
図。
【図２】本願の実施例１の構成を示す側面図。
【図３（イ）】従来のリニアフレネルレンズにおいて、
リニアフレネルレンズの幅の１０分の１の受光表面に対
する有効光束の幅を求めた場合を示す側面図。
リニアフレネルレンズの幅の１０分の１の受光表面に対
する有効光束の幅を求めた場合を示す側面図。
【図３（ロ）】本願の実施例１において、図３と同様の
有効光束の幅を求めた場合を示す側面図。
有効光束の幅を求めた場合を示す側面図。
【図４（イ）】２ａ＞Ｗ／１３の場合の従来のリニアフ
レネルレンズ及び本発明のリニアフレネルレンズにおけ
る有効光束の比と、受光表面とリニアフレネルレンズと
の距離（Ｌ）との関係を示すグラフ（９Ｆ／１０の付近
まで上側の線が本発明によるリニアフレネルレンズの場
合を示す。）。
レネルレンズ及び本発明のリニアフレネルレンズにおけ
る有効光束の比と、受光表面とリニアフレネルレンズと
の距離（Ｌ）との関係を示すグラフ（９Ｆ／１０の付近
まで上側の線が本発明によるリニアフレネルレンズの場
合を示す。）。
【図４（ロ）】２ａ≦Ｗ／１０の場合の従来のリニアフ
レネルレンズ及び本発明のリニアフレネルレンズにおけ
るに有効光束の比と、受光表面とリニアフレネルレンズ
との距離（Ｌ）との関係を示すグラフ（９Ｆ／１０の付
近まで上側の線が本発明によるリニアフレネルレンズの
場合を示す。）。
レネルレンズ及び本発明のリニアフレネルレンズにおけ
るに有効光束の比と、受光表面とリニアフレネルレンズ
との距離（Ｌ）との関係を示すグラフ（９Ｆ／１０の付
近まで上側の線が本発明によるリニアフレネルレンズの
場合を示す。）。
【図５】本願の実施例２において、図３（イ）と同様の
有効光束の幅を求めた場合を示す側面図。
有効光束の幅を求めた場合を示す側面図。
１：リニアフレネルレンズ １１、１２：リニアフレネルレンズの工分された部分 ２：受光表面 ３、３１．３２：焦点
Claims (3)
- 【請求項１】 リニアフレネルレンズの溝を形成する横
方向に沿って面を二分し、二分された一方の面の焦点
は、前記横方向と直交する縦方向において他方の面側に
それぞれ形成され、且つ各焦点は、該リニアフレネルレ
ンズ面から等距離に形成することに基づく、改良型リニ
アフレネルレンズ。 - 【請求項２】 リニアフレネルレンズの面を、前記縦方
向に関して二等分したことを特徴とする請求項１記載の
改良型リニアフレネルレンズ。 - 【請求項３】 リニアフレネルレンズの面を、前記縦方
向に関して不等分したことを特徴とする請求項１記載の
リニアフレネルレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349337A JPH0792309A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 改良型リニアフレネルレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349337A JPH0792309A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 改良型リニアフレネルレンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792309A true JPH0792309A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=18403095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3349337A Pending JPH0792309A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 改良型リニアフレネルレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792309A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020106493A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | マークテック株式会社 | 紫外線照射装置、及び紫外線探傷装置 |
| WO2021023681A1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | Heliac Aps | Safety lens |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP3349337A patent/JPH0792309A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020106493A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | マークテック株式会社 | 紫外線照射装置、及び紫外線探傷装置 |
| WO2021023681A1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | Heliac Aps | Safety lens |
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