JPH08296904A - 多目的熱光分離形集光発電装置 - Google Patents
多目的熱光分離形集光発電装置Info
- Publication number
- JPH08296904A JPH08296904A JP7141047A JP14104795A JPH08296904A JP H08296904 A JPH08296904 A JP H08296904A JP 7141047 A JP7141047 A JP 7141047A JP 14104795 A JP14104795 A JP 14104795A JP H08296904 A JPH08296904 A JP H08296904A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- solar cell
- light
- concave mirror
- parabolic concave
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-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】太陽光を屋根設置の固定パネルケース表面の強
化ガラスを通して内部の光学系レンズで太陽追尾する事
で垂直な太陽光線を得、可視光反射、赤外線透過出来る
レンズ及び凹面鏡を組み合わせる事で集光発電、集光集
熱を行ない熱媒体の高温利用を計れる多目的エネルギー
利用を目的としている。 【構成】本発明は、赤外線透過形の放物凹面鏡で可視光
反射して太陽電池で集光発電し、透過した赤外線を放物
凹面鏡で集熱し熱媒体を高温加熱し、冷房や暖房にも利
用できることを特徴とした機構となっている。
化ガラスを通して内部の光学系レンズで太陽追尾する事
で垂直な太陽光線を得、可視光反射、赤外線透過出来る
レンズ及び凹面鏡を組み合わせる事で集光発電、集光集
熱を行ない熱媒体の高温利用を計れる多目的エネルギー
利用を目的としている。 【構成】本発明は、赤外線透過形の放物凹面鏡で可視光
反射して太陽電池で集光発電し、透過した赤外線を放物
凹面鏡で集熱し熱媒体を高温加熱し、冷房や暖房にも利
用できることを特徴とした機構となっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光を利用するソー
ラー発電を行なう時、うすい太陽光を集光式のレンズで
太陽光を追尾集光し、全波長の領域を分解し、可視光波
長での発電と、熱利用を計れる長波長領域での赤外線で
集熱することで集光発電と高温領域での集熱を太陽電池
の特性である可視光領域での発電と赤外線領域の集熱を
同一の直達光を分離利用することで安価で効率の良い装
置を提供せんとするものである。
ラー発電を行なう時、うすい太陽光を集光式のレンズで
太陽光を追尾集光し、全波長の領域を分解し、可視光波
長での発電と、熱利用を計れる長波長領域での赤外線で
集熱することで集光発電と高温領域での集熱を太陽電池
の特性である可視光領域での発電と赤外線領域の集熱を
同一の直達光を分離利用することで安価で効率の良い装
置を提供せんとするものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ソーラー発電を行なう場合、太陽
電池単独でのものが主流であるが、太陽電池の単価が高
く、発生する電力との価格バランスが取れない欠点をも
っていた。
電池単独でのものが主流であるが、太陽電池の単価が高
く、発生する電力との価格バランスが取れない欠点をも
っていた。
【０００３】又、太陽光により集熱するだけの方式であ
る太陽温水器も太陽光の中の赤外線部分を１対１で集熱
する方式をとっているために、温水温度が比較的低く、
単位時間内での能力が低い欠点を持っていた。
る太陽温水器も太陽光の中の赤外線部分を１対１で集熱
する方式をとっているために、温水温度が比較的低く、
単位時間内での能力が低い欠点を持っていた。
【０００４】又、太陽電池に直達光を集光し、太陽電池
で集光発電を行ない、その背面で太陽電池の冷却をかね
て温水をとるハイブリッド形太陽電池方式もこころみら
れているが、表面の太陽電池が、高温になると発電効率
が非常に悪くなる為に，高温域の温水が得られず、５０
度Ｃ程度の低レベル温水しか取れず利用価値が低い欠点
を持っていた。
で集光発電を行ない、その背面で太陽電池の冷却をかね
て温水をとるハイブリッド形太陽電池方式もこころみら
れているが、表面の太陽電池が、高温になると発電効率
が非常に悪くなる為に，高温域の温水が得られず、５０
度Ｃ程度の低レベル温水しか取れず利用価値が低い欠点
を持っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するためになされたもので、太陽光の可視光と赤
外線を分離できるレンズ系をパネル内部で太陽光追尾
し、集光集熱する事で、集光発電及び熱媒体を高温加熱
する事を可能としている多目的熱光分離形集光発電装
置。
を解決するためになされたもので、太陽光の可視光と赤
外線を分離できるレンズ系をパネル内部で太陽光追尾
し、集光集熱する事で、集光発電及び熱媒体を高温加熱
する事を可能としている多目的熱光分離形集光発電装
置。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】上記の目的を達成する
ために、本発明は、可視光領域の４０００オングストロ
ームから少し赤外線領域になる９０００オングストロー
ムの波長のものは反射するために，柱状の放物面をもっ
たガラスの面に数層のシリコン蒸着層を設けた放物凹面
鏡で反射することで解決し、９０００オングストローム
以上の赤外線は通過させ、その後方に設けた放物凹面鏡
で赤外線部を集光させ、焦点で熱媒体集熱管内の熱媒体
を加熱する事で高温の熱媒体を得る事が出来る。
ために、本発明は、可視光領域の４０００オングストロ
ームから少し赤外線領域になる９０００オングストロー
ムの波長のものは反射するために，柱状の放物面をもっ
たガラスの面に数層のシリコン蒸着層を設けた放物凹面
鏡で反射することで解決し、９０００オングストローム
以上の赤外線は通過させ、その後方に設けた放物凹面鏡
で赤外線部を集光させ、焦点で熱媒体集熱管内の熱媒体
を加熱する事で高温の熱媒体を得る事が出来る。
【０００７】又、パネル内設置の放物面ミラーで太陽直
達光を追尾し、その焦点に設けた集熱管の手前で，波長
の分離を行ないながら、可視光部分の分離利用を計る事
も可能としている。
達光を追尾し、その焦点に設けた集熱管の手前で，波長
の分離を行ないながら、可視光部分の分離利用を計る事
も可能としている。
【０００８】
【作用】従って、太陽光の波長の内、太陽電池に必要な
波長のものと、集熱に必要な波長のものとを分離集光す
る事で各々集光発電と集光集熱により高度な利用が計れ
る。
波長のものと、集熱に必要な波長のものとを分離集光す
る事で各々集光発電と集光集熱により高度な利用が計れ
る。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。
る。
【００１０】図１は、本装置の一部破断側面図を、図２
は、その一部破断平面図を示し、図３は、その別側図の
一部破断側面図を示し、図４は、その別例図の一部破断
側面図を示し、図５は、その別例図の一部破断側面図を
示し、図６は、別例図の一部破断側面図を示す。
は、その一部破断平面図を示し、図３は、その別側図の
一部破断側面図を示し、図４は、その別例図の一部破断
側面図を示し、図５は、その別例図の一部破断側面図を
示し、図６は、別例図の一部破断側面図を示す。
【００１１】図１に示すように、本装置は、屋根設置固
定形を主体に考えられたもので、屋根に設置された深さ
の浅い長方形をした箱形の固定パネルケース１の上面に
端部にＲ部を持った強化ガラス２が固着されている。
定形を主体に考えられたもので、屋根に設置された深さ
の浅い長方形をした箱形の固定パネルケース１の上面に
端部にＲ部を持った強化ガラス２が固着されている。
【００１２】その内部には、長方形の固定パネルケース
１の中に入る程度の長さを持った入光用３角プリズム３
及びその下方に中間用３角プリズム５が、両端をそれぞ
れ入光用プリズム支軸４、中間用プリズム支軸６で、固
定パネルケース１に回転できる様にベアリングで支持さ
れており、必要に応じて太陽光の光軸にそって、光軸を
下力に向かって垂直の万向に向きを変える様に互いに別
々モーターで位置を出しながら回転出来る様になってい
る。
１の中に入る程度の長さを持った入光用３角プリズム３
及びその下方に中間用３角プリズム５が、両端をそれぞ
れ入光用プリズム支軸４、中間用プリズム支軸６で、固
定パネルケース１に回転できる様にベアリングで支持さ
れており、必要に応じて太陽光の光軸にそって、光軸を
下力に向かって垂直の万向に向きを変える様に互いに別
々モーターで位置を出しながら回転出来る様になってい
る。
【００１３】中間用３角プリズム５の下方中央には、ア
ルミ等の金属又はガラス製の低温冷却ユニット７がその
下面に集光用太陽電池８を接着固定した状態で固定パネ
ルケース１に固着設置されており、内部を不凍液で循環
して使用できるようにするために図２に示すように外部
に冷却ユニット導管１３で導き出されており、これを放
熱ユニット１６の内部に設けた空冷用ファン１５により
冷却して循環する構造となっている。
ルミ等の金属又はガラス製の低温冷却ユニット７がその
下面に集光用太陽電池８を接着固定した状態で固定パネ
ルケース１に固着設置されており、内部を不凍液で循環
して使用できるようにするために図２に示すように外部
に冷却ユニット導管１３で導き出されており、これを放
熱ユニット１６の内部に設けた空冷用ファン１５により
冷却して循環する構造となっている。
【００１４】集光用太陽電池８の位置に焦点を結ぶよう
な下方の位置に、シリコン真空蒸着を行なったシリコン
コーティング付放物凹面鏡９が固定設置されており、こ
れにより、太陽電池に必要な領域の波長を反射集光させ
る。
な下方の位置に、シリコン真空蒸着を行なったシリコン
コーティング付放物凹面鏡９が固定設置されており、こ
れにより、太陽電池に必要な領域の波長を反射集光させ
る。
【００１５】これを透過した長波長光部の赤外線は、こ
の下方に設けた真空熱吸収管１０に焦点を結ぶ位置に固
定設置された放物凹面鏡１１により集光集熱して真空熱
吸収管１０の中に封入したポリエチレングリコール等の
熱媒体を数百度になるまで加熱し、必要な時まで貯留す
ると共に、必要に応じて真空熱吸収管導管１４で外部に
取り出して水との熱置換や直接冷暖房に使用する。
の下方に設けた真空熱吸収管１０に焦点を結ぶ位置に固
定設置された放物凹面鏡１１により集光集熱して真空熱
吸収管１０の中に封入したポリエチレングリコール等の
熱媒体を数百度になるまで加熱し、必要な時まで貯留す
ると共に、必要に応じて真空熱吸収管導管１４で外部に
取り出して水との熱置換や直接冷暖房に使用する。
【００１６】固定パネルケース１の最下方には、シリコ
ンコーティング付放物凹面鏡９や放物凹面鏡１１をおお
う状態で断熱材１２が設けられているため熱の放熱を防
止出来る構造となっている。
ンコーティング付放物凹面鏡９や放物凹面鏡１１をおお
う状態で断熱材１２が設けられているため熱の放熱を防
止出来る構造となっている。
【００１７】図３は、固定パネルケース１の高さを低く
する為に考えられたもので、低温冷却ユニット７と真空
熱吸収管１０をならべて設置し、その各々で焦点を結ば
せる為に、下方にシリコンコーティング付放物凹面鏡９
とそれより半径の大きい放物凹面鏡１１を内部に透明状
ガラス液を密封した状態にし、その両端を追尾用鏡支軸
２１で支持できる様に固定パネルケース１にベアリング
で支持され太陽光の光軸に従って追尾できる構造となっ
ている。
する為に考えられたもので、低温冷却ユニット７と真空
熱吸収管１０をならべて設置し、その各々で焦点を結ば
せる為に、下方にシリコンコーティング付放物凹面鏡９
とそれより半径の大きい放物凹面鏡１１を内部に透明状
ガラス液を密封した状態にし、その両端を追尾用鏡支軸
２１で支持できる様に固定パネルケース１にベアリング
で支持され太陽光の光軸に従って追尾できる構造となっ
ている。
【００１８】この為、シリコンコーティング付放物凹面
鏡９により垂直な直達光は、太陽電池に必要な波長の可
視光は反射集光し、集光用太陽電池８で起電する。
鏡９により垂直な直達光は、太陽電池に必要な波長の可
視光は反射集光し、集光用太陽電池８で起電する。
【００１９】これを透過した赤外線部は、ガラスの屈折
率に近い値の透明状ガラス液２０を通って放物凹面鏡１
１で反射集光集熱して真空吸収管１０の内部の熱媒体を
高温加熱する。
率に近い値の透明状ガラス液２０を通って放物凹面鏡１
１で反射集光集熱して真空吸収管１０の内部の熱媒体を
高温加熱する。
【００２０】図４は、固定パネルケース１の高さを一層
低くすると共に構造を簡素化したもので、強化ガラス２
の下方に真空熱吸収管１０が固定設置してあり、そこに
焦点を結ばせる為に、下方部に両端を一部切り欠いた放
物凹面鏡１１が設けられ、太陽の垂直光を反射して焦点
を結ぶ手前にシリコンコーティング付平面鏡２２が設け
られており、ここで赤外線部は透過して真空熱吸収管１
０内の熱媒体を加熱する。
低くすると共に構造を簡素化したもので、強化ガラス２
の下方に真空熱吸収管１０が固定設置してあり、そこに
焦点を結ばせる為に、下方部に両端を一部切り欠いた放
物凹面鏡１１が設けられ、太陽の垂直光を反射して焦点
を結ぶ手前にシリコンコーティング付平面鏡２２が設け
られており、ここで赤外線部は透過して真空熱吸収管１
０内の熱媒体を加熱する。
【００２１】ここで反射する可視光は、下方で焦点を結
ぶ位置に集光用太陽電池８及びその冷却の為の低温冷却
ユニット７を設け、これらを端部で追尾用鏡支軸１４に
より固定パネルケース１にベアリングで回転自由に支持
され太陽光を追尾出来る構造となっている。
ぶ位置に集光用太陽電池８及びその冷却の為の低温冷却
ユニット７を設け、これらを端部で追尾用鏡支軸１４に
より固定パネルケース１にベアリングで回転自由に支持
され太陽光を追尾出来る構造となっている。
【００２２】この構造では、可視光の焦点位置が非常に
微妙である欠点を持っている。
微妙である欠点を持っている。
【００２３】この欠点を改良する為に図５及び図６が考
えられた別例である。
えられた別例である。
【００２４】図５は、図４のシリコンコーティング付平
面鏡２２のかわりにシリコンコーティング付放物線鏡２
３を設ける事で下方に向かって可視光を垂直な方向へ光
軸を変える方法であり、この為下方に設けた集光用太陽
電池８は比較的幅を必要とする為、コストが高い欠点あ
る。
面鏡２２のかわりにシリコンコーティング付放物線鏡２
３を設ける事で下方に向かって可視光を垂直な方向へ光
軸を変える方法であり、この為下方に設けた集光用太陽
電池８は比較的幅を必要とする為、コストが高い欠点あ
る。
【００２５】この欠点をおぎなう為図６に示すように図
４のシリコンコーティング付平面鏡２２のかわりにシリ
コンコーティング付放物線集光凸面鏡２４を設ける事
で、可視光を放物凹面鏡１１の下面に安定して集光が出
来る様にしたもので、したがって集光用太陽電池８も小
さく出来る為経済的である。
４のシリコンコーティング付平面鏡２２のかわりにシリ
コンコーティング付放物線集光凸面鏡２４を設ける事
で、可視光を放物凹面鏡１１の下面に安定して集光が出
来る様にしたもので、したがって集光用太陽電池８も小
さく出来る為経済的である。
【００２６】このように屋根設置形のパネルケースの内
部に設けた光学レンズを、その上面に設けた強化ガラス
を通して太陽追尾する事で、通常パネルケースごと追尾
する方式に比較して格段に構造が簡単、安価に出来ると
共に、場所をとらないコンパクトなことと、太陽光の全
波長を余すところなく利用する集光発電による太陽電池
省資源化と高温熱媒体発生による熱エネルギーの高度利
用が計れる事を特徴とする多目的熱光分離集光発電装置
である。
部に設けた光学レンズを、その上面に設けた強化ガラス
を通して太陽追尾する事で、通常パネルケースごと追尾
する方式に比較して格段に構造が簡単、安価に出来ると
共に、場所をとらないコンパクトなことと、太陽光の全
波長を余すところなく利用する集光発電による太陽電池
省資源化と高温熱媒体発生による熱エネルギーの高度利
用が計れる事を特徴とする多目的熱光分離集光発電装置
である。
【００２７】以上に説明したように、本発明の構成は、
屋根設置の固定パネルケースとその内部の光学系の追尾
装置及び太陽光の光線を集光し、可視光反射、赤外線透
過するレンズで構成されており、それぞれに集光用太陽
電池、集熱管で機能を最大限取り出せられるようにする
事で、設備費の償却を早く行なえることを特徴とする安
価でコンパクトな多目的熱光分離形集光発電装置を提供
することが出来る。
屋根設置の固定パネルケースとその内部の光学系の追尾
装置及び太陽光の光線を集光し、可視光反射、赤外線透
過するレンズで構成されており、それぞれに集光用太陽
電池、集熱管で機能を最大限取り出せられるようにする
事で、設備費の償却を早く行なえることを特徴とする安
価でコンパクトな多目的熱光分離形集光発電装置を提供
することが出来る。
【００２８】
【図１】本発明の装置本体の一部破断側面図。
【図２】本発明の装置本体の一部破断平面図。
【図３】本発明の別例図の一部破断側面図。
【図４】本発明の別例図の一部破断側面図。
【図５】本発明の別例図の一部破断側面図
【図６】本発明の別例図の一部破断側面図。
１ 固定パネルケース ２ 強化ガラス ３ 入光用３角プリズム ４ 入光用プリズム支軸 ５ 中間用３角プリズム ６ 中間用プリズム支軸 ７ 低温冷却ユニット ８ 集光用太陽電池 ９ シリコンコーティング付放物凹面鏡 １０ 真空熱吸収管 １１ 放物凹面鏡 １２ 断熱材 １３ 冷却ユニット導管 １４ 真空熱吸収管導管 １５ 空冷用ファン １６ 放熱ユニット ２０ 透明状ガラス液 ２１ 追尾用鏡支軸 ２２ シリコンコーティング付平面鏡 ２３ シリコンコーティング付放物線鏡 ２４ シリコンコーティング付放物線集光凸面鏡
Claims (2)
- 【請求項１】 集光レンズで追尾集光した光の全波長を
選択的に可視光は反射し、透過長波長光は、熱吸収管内
の熱媒体に高レベル吸熱させ、可視反射光では、集光太
陽電池で起電する多目的熱光分離形集光発電装置。 - 【請求項２】 太陽光をパネル内の小形放物面ミラーで
追尾し、全波長を反射集光し、太陽電池に必要な可視光
領域を含めた波長光領域と赤外線領域の長波長光領域と
に分離後、低温冷却液で太陽電池を冷却しながら集光発
電を行なうと共に赤外線で集光集熱も出来る多目的熱光
分離形集光発電装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141047A JPH08296904A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 多目的熱光分離形集光発電装置 |
| KR1019970702248A KR100252687B1 (ko) | 1994-10-05 | 1995-10-03 | 태양광을 장파장과 단파장으로 분리함에 의해서 발전 및 가열을 하기 위한 혼성 태양광 집광기 |
| US08/809,705 US6057504A (en) | 1994-10-05 | 1995-10-03 | Hybrid solar collector for generating electricity and heat by separating solar rays into long wavelength and short wavelength |
| PCT/JP1995/002018 WO1996011364A1 (fr) | 1994-10-05 | 1995-10-03 | Dispositif de rechauffement et de production de courant electrique fonctionnant par separation de longueurs d'ondes et par condensation de lumiere |
| CA 2201733 CA2201733C (en) | 1994-10-05 | 1995-10-03 | Wavelength separating and light condensing type generating and heating apparatus |
| BR9509220A BR9509220A (pt) | 1994-10-05 | 1995-10-03 | Coletor solar hídrico para gerar eletricidade e calor através da separação dos raios solares em ondas longas e ondas curtas |
| EP95932965A EP0785400A4 (en) | 1994-10-05 | 1995-10-03 | POWER GENERATION AND HEATING DEVICE WITH WAVELENGTH SEPARATION AND LIGHT CONDENSATION |
| CN95195538A CN1160441A (zh) | 1994-10-05 | 1995-10-03 | 经分离太阳射线为长波长射线和短波长射线的发电和加热的混合型太阳能聚集器 |
| AU35788/95A AU707630B2 (en) | 1994-10-05 | 1995-10-03 | Hybrid solar collector for generating electricity and heat by separating solar rays into long wavelength and short wavelength |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141047A JPH08296904A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 多目的熱光分離形集光発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08296904A true JPH08296904A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=15283022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7141047A Pending JPH08296904A (ja) | 1994-10-05 | 1995-04-27 | 多目的熱光分離形集光発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08296904A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030045365A (ko) * | 2001-12-03 | 2003-06-11 | 조용균 | 마주보는 오목거울의 물데우기 |
| GB2392556A (en) * | 2002-09-02 | 2004-03-03 | Dunstan Dunstan | Insolation receiving electricity generator |
| EP1497870A1 (fr) * | 2002-04-11 | 2005-01-19 | Alcatel | Generateur photovoltaique a concentration protege contre le chauffement |
| JP2009528569A (ja) * | 2006-02-28 | 2009-08-06 | コーニング インコーポレイテッド | 集光器 |
| KR101509741B1 (ko) * | 2013-06-14 | 2015-04-07 | 장민준 | 솔라셀 모듈을 구비한 온실 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP7141047A patent/JPH08296904A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030045365A (ko) * | 2001-12-03 | 2003-06-11 | 조용균 | 마주보는 오목거울의 물데우기 |
| EP1497870A1 (fr) * | 2002-04-11 | 2005-01-19 | Alcatel | Generateur photovoltaique a concentration protege contre le chauffement |
| GB2392556A (en) * | 2002-09-02 | 2004-03-03 | Dunstan Dunstan | Insolation receiving electricity generator |
| GB2392556B (en) * | 2002-09-02 | 2005-09-21 | Dunstan Dunstan | The double-irradiated near-infrared photon and photovoltaic-energy relay-system |
| JP2009528569A (ja) * | 2006-02-28 | 2009-08-06 | コーニング インコーポレイテッド | 集光器 |
| KR101509741B1 (ko) * | 2013-06-14 | 2015-04-07 | 장민준 | 솔라셀 모듈을 구비한 온실 |
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