JPH10335689A - 太陽電池装置 - Google Patents
太陽電池装置Info
- Publication number
- JPH10335689A JPH10335689A JP9143783A JP14378397A JPH10335689A JP H10335689 A JPH10335689 A JP H10335689A JP 9143783 A JP9143783 A JP 9143783A JP 14378397 A JP14378397 A JP 14378397A JP H10335689 A JPH10335689 A JP H10335689A
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- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- sunlight
- light
- prism element
- cell device
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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
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽光の損失が低減され、発電効率を向上で
きる太陽電池装置を提供する。 【解決手段】 断面が楔形状のプリズム要素１０を２つ
略対称に対向配置し、２つの放射面２２と１つの頂部２
４とを有する一体の山形形状の集光装置が、一定間隔Ｌ
1で配置されている。プリズム要素１０の放射面２２に
面して、太陽電池１８が配置されている。放射面２２
は、太陽電池１８の受光面上で間隔Ｌ0離された状態と
なっている。これにより、太陽光は一部がプリズム要素
１０で集光され、放射面２２から太陽電池１８に入射さ
れる。また残りの太陽光は、太陽電池１８の間隔Ｌ0の
領域に直接入射される。これにより、集光装置のプリズ
ム要素１０における太陽光の損失を低減することができ
る。
きる太陽電池装置を提供する。 【解決手段】 断面が楔形状のプリズム要素１０を２つ
略対称に対向配置し、２つの放射面２２と１つの頂部２
４とを有する一体の山形形状の集光装置が、一定間隔Ｌ
1で配置されている。プリズム要素１０の放射面２２に
面して、太陽電池１８が配置されている。放射面２２
は、太陽電池１８の受光面上で間隔Ｌ0離された状態と
なっている。これにより、太陽光は一部がプリズム要素
１０で集光され、放射面２２から太陽電池１８に入射さ
れる。また残りの太陽光は、太陽電池１８の間隔Ｌ0の
領域に直接入射される。これにより、集光装置のプリズ
ム要素１０における太陽光の損失を低減することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池装置、特に
集光装置により集光しながら発電を行う太陽電池装置の
改良に関する。
集光装置により集光しながら発電を行う太陽電池装置の
改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、集光装置を使用して太陽光を
集光することにより、高価な太陽電池の使用面積を減ら
した太陽電池装置が種々考案されている。特開昭５４−
１８７６２号公報には、このような集光装置を利用した
太陽電池装置の例が開示されている。本従来例において
は、図５に示されるような、楔形の集光装置が使用され
ている。図５において、高い屈折率を有する楔形のプリ
ズム要素１０に太陽光１２が入射面１４から入射する
と、反射面１６で反射され、入射面１４で全反射され
る。このように入射面１４及び反射面１６で全反射及び
反射を繰り返し、太陽電池１８に太陽光１２を収束させ
るように構成されている。
集光することにより、高価な太陽電池の使用面積を減ら
した太陽電池装置が種々考案されている。特開昭５４−
１８７６２号公報には、このような集光装置を利用した
太陽電池装置の例が開示されている。本従来例において
は、図５に示されるような、楔形の集光装置が使用され
ている。図５において、高い屈折率を有する楔形のプリ
ズム要素１０に太陽光１２が入射面１４から入射する
と、反射面１６で反射され、入射面１４で全反射され
る。このように入射面１４及び反射面１６で全反射及び
反射を繰り返し、太陽電池１８に太陽光１２を収束させ
るように構成されている。
【０００３】以上のような構成の集光装置を用いた集光
型の太陽電池装置では、機械的な追尾機構を設けること
なく、比較的広範囲の太陽光１２の入射角変化に対応す
ることができる。
型の太陽電池装置では、機械的な追尾機構を設けること
なく、比較的広範囲の太陽光１２の入射角変化に対応す
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の太
陽電池装置においては、太陽光１２はすべて集光装置で
あるプリズム要素１０を介して太陽電池１８に入射して
くる。従って、太陽光１２の透過率は１００％になら
ず、プリズム要素１０による損失が伴うので、その分、
発電効率が低下するという問題があった。
陽電池装置においては、太陽光１２はすべて集光装置で
あるプリズム要素１０を介して太陽電池１８に入射して
くる。従って、太陽光１２の透過率は１００％になら
ず、プリズム要素１０による損失が伴うので、その分、
発電効率が低下するという問題があった。
【０００５】また、図６に示されるように、図５のプリ
ズム要素１０を２つ組合せ、Ｖ字状の集光装置を形成す
ることも考えられる。この場合、Ｖ字の先端部分２０
は、図５に示されるような鋭角に加工することが極めて
困難であるので、所定の幅ｌの平面形状となるように加
工されていた。このため、一旦プリズム要素１０に入射
した太陽光１２は、その一部が太陽電池１８との界面で
反射され、この反射された光がＶ字の先端部分２０の幅
ｌの平面から外に漏れだし、そのぶん集光効率が低下す
るという問題もあった。
ズム要素１０を２つ組合せ、Ｖ字状の集光装置を形成す
ることも考えられる。この場合、Ｖ字の先端部分２０
は、図５に示されるような鋭角に加工することが極めて
困難であるので、所定の幅ｌの平面形状となるように加
工されていた。このため、一旦プリズム要素１０に入射
した太陽光１２は、その一部が太陽電池１８との界面で
反射され、この反射された光がＶ字の先端部分２０の幅
ｌの平面から外に漏れだし、そのぶん集光効率が低下す
るという問題もあった。
【０００６】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、太陽光の損失が低減され、発電
効率を向上できる太陽電池装置を提供することにある。
のであり、その目的は、太陽光の損失が低減され、発電
効率を向上できる太陽電池装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、集光装置を備えた太陽電池装置であっ
て、太陽電池の受光面に、集光装置を介することなく直
接太陽光を受光する直射光受光部を備えることを特徴と
する。
に、本発明は、集光装置を備えた太陽電池装置であっ
て、太陽電池の受光面に、集光装置を介することなく直
接太陽光を受光する直射光受光部を備えることを特徴と
する。
【０００８】また、上記発明において、集光装置は、反
射と全反射とにより放射面から太陽光を放射する楔形状
のプリズム要素から構成されたものであることを特徴と
する。
射と全反射とにより放射面から太陽光を放射する楔形状
のプリズム要素から構成されたものであることを特徴と
する。
【０００９】また、上記発明において、集光装置は、プ
リズム要素２つが略対称に対抗配置された、２つの放射
面と１つの頂部を有する一体の山形形状とされたことを
特徴とする。
リズム要素２つが略対称に対抗配置された、２つの放射
面と１つの頂部を有する一体の山形形状とされたことを
特徴とする。
【００１０】また、上記発明において、プリズム要素の
延長方向と直行する方向に延びる冷却水通路が太陽電池
の背面側に形成されたことを特徴とする。
延長方向と直行する方向に延びる冷却水通路が太陽電池
の背面側に形成されたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１２】図１には、本発明に係る太陽電池装置に使
用される集光装置の例が示される。図１において、集光
装置は、２つの楔形状のプリズム要素１０を、略対称に
対向配置させたものである。これにより、集光装置とし
ては２つの放射面２２と１つの頂部２４とを有する一体
の山形形状となっている。なお、図１において、集光装
置はその断面形状が示されており、図の紙面垂直方向に
延長された形状となっている。また、図１に示された集
光装置を形成するプリズム要素１０では、図５に示され
た例と同様に、入射した太陽光が入射面１４と反射面１
６との間で反射及び全反射を繰り返しながら放射面２２
に到達し、そこから太陽電池１８に入射される。
用される集光装置の例が示される。図１において、集光
装置は、２つの楔形状のプリズム要素１０を、略対称に
対向配置させたものである。これにより、集光装置とし
ては２つの放射面２２と１つの頂部２４とを有する一体
の山形形状となっている。なお、図１において、集光装
置はその断面形状が示されており、図の紙面垂直方向に
延長された形状となっている。また、図１に示された集
光装置を形成するプリズム要素１０では、図５に示され
た例と同様に、入射した太陽光が入射面１４と反射面１
６との間で反射及び全反射を繰り返しながら放射面２２
に到達し、そこから太陽電池１８に入射される。
【００１３】図１に示された例においては、２つの集光
装置が間隔Ｌ1で並んでおり、放射面２２に太陽電池１
８の受光面の一部が面するように配置されている。太陽
電池１８の幅はＬ2であるが、このうち幅Ｌ0の部分は、
集光装置の放射面２２からではなく、集光装置を介さず
に直接太陽光が照射される構成となっている。この幅Ｌ
0の部分が本発明に係る直射光受光部に相当する。この
ような構成により、集光装置による太陽光の集光効果に
よって高価な太陽電池１８の面積を減らすことができ
る。また、太陽電池１８の受光面の一部には、集光装置
を介さず直接太陽光が照射されるので、集光装置のプリ
ズム要素１０による太陽光の損失をなくすことができ
る。従って、太陽電池の発電効率を向上させることがで
きる。
装置が間隔Ｌ1で並んでおり、放射面２２に太陽電池１
８の受光面の一部が面するように配置されている。太陽
電池１８の幅はＬ2であるが、このうち幅Ｌ0の部分は、
集光装置の放射面２２からではなく、集光装置を介さず
に直接太陽光が照射される構成となっている。この幅Ｌ
0の部分が本発明に係る直射光受光部に相当する。この
ような構成により、集光装置による太陽光の集光効果に
よって高価な太陽電池１８の面積を減らすことができ
る。また、太陽電池１８の受光面の一部には、集光装置
を介さず直接太陽光が照射されるので、集光装置のプリ
ズム要素１０による太陽光の損失をなくすことができ
る。従って、太陽電池の発電効率を向上させることがで
きる。
【００１４】本実施形態においては、山形形状の集光装
置を使用しており、集光装置を機械的に動かして太陽の
追尾を行わなくても、太陽光の入射角変化の広い範囲に
わたって集光することが可能となる。また、図１に示さ
れるように、山の頂部２４は、図の縦方向に一定の肉厚
があるため、図６のＶ字の先端部分２０のように平面形
状とする必要がなく鋭角に加工することが可能となる。
これにより、頂部２４の部分から太陽電池１８で反射し
てきた光が外に逃げ出すことを防止することができる。
これによっても、発電効率を向上させる効果がある。
置を使用しており、集光装置を機械的に動かして太陽の
追尾を行わなくても、太陽光の入射角変化の広い範囲に
わたって集光することが可能となる。また、図１に示さ
れるように、山の頂部２４は、図の縦方向に一定の肉厚
があるため、図６のＶ字の先端部分２０のように平面形
状とする必要がなく鋭角に加工することが可能となる。
これにより、頂部２４の部分から太陽電池１８で反射し
てきた光が外に逃げ出すことを防止することができる。
これによっても、発電効率を向上させる効果がある。
【００１５】さらに、集光装置は、太陽電池１８の受光
面上でＬ0だけ間隔をあけて配置すればよいので、同じ
楔の角度であればその高さを低くすることができる。こ
のため、太陽電池装置の厚さを薄くすることができ、そ
の分太陽電池装置の設置性を向上させることができる。
面上でＬ0だけ間隔をあけて配置すればよいので、同じ
楔の角度であればその高さを低くすることができる。こ
のため、太陽電池装置の厚さを薄くすることができ、そ
の分太陽電池装置の設置性を向上させることができる。
【００１６】なお、集光装置は必ずしも図１の山形形状
とする必要はない。例えば、山形形状を形成する２つの
プリズム要素１０を頂部２４で接合させず、それぞれ独
立させておくことも可能である。
とする必要はない。例えば、山形形状を形成する２つの
プリズム要素１０を頂部２４で接合させず、それぞれ独
立させておくことも可能である。
【００１７】図２には、図１に示された集光装置を使用
した、本発明に係る太陽電池装置の構成例が示される。
また図３には、図２のＡ−Ａ断面が示され、図４にはＢ
−Ｂ断面がそれぞれ示される。
した、本発明に係る太陽電池装置の構成例が示される。
また図３には、図２のＡ−Ａ断面が示され、図４にはＢ
−Ｂ断面がそれぞれ示される。
【００１８】図２、図３、図４において、太陽電池１８
は所定間隔で配置されており、この上に２つのプリズム
要素１０によって構成される山形形状の集光器が所定の
間隔をあけて配置されている。この集光器の上部には、
カバーガラス２６が設けられる。また、太陽電池１８
は、基板２８上に設けられている。なお、図２において
は、カバーガラス２６、プリズム要素１０をそれぞれ取
り除いた状態の三段階の図が示されている。これらのプ
リズム要素１０、カバーガラス２６、基板２８等は、シ
ール材３０及びねじ３２により、フレーム３４に固定さ
れている。太陽電池１８の受光面上の間隔Ｌ0の範囲で
は、プリズム要素の放射面２２が存在せず、この部分に
太陽光が直接照射される構成となっている。
は所定間隔で配置されており、この上に２つのプリズム
要素１０によって構成される山形形状の集光器が所定の
間隔をあけて配置されている。この集光器の上部には、
カバーガラス２６が設けられる。また、太陽電池１８
は、基板２８上に設けられている。なお、図２において
は、カバーガラス２６、プリズム要素１０をそれぞれ取
り除いた状態の三段階の図が示されている。これらのプ
リズム要素１０、カバーガラス２６、基板２８等は、シ
ール材３０及びねじ３２により、フレーム３４に固定さ
れている。太陽電池１８の受光面上の間隔Ｌ0の範囲で
は、プリズム要素の放射面２２が存在せず、この部分に
太陽光が直接照射される構成となっている。
【００１９】太陽電池１８が設けられた基板２８の背面
側には、太陽電池１８を冷却するための冷却水通路３６
が水路構成板３８によって構成されている。この冷却水
通路３６の方向は、プリズム要素１０の延長方向と直交
する方向となっている。このようにプリズム要素１０と
冷却水通路３６の延長方向が直交することにより、太陽
電池装置の強度を向上させることができる。また、本実
施形態では、太陽電池１８の冷却に冷却水を用いている
ので、空冷とする場合に比べ基板２８の背面側のスペー
スを薄くすることが可能となる。空冷の場合には、基板
２８の背面側の空気の通りをよくするために広い間隔を
空ける必要があるからである。
側には、太陽電池１８を冷却するための冷却水通路３６
が水路構成板３８によって構成されている。この冷却水
通路３６の方向は、プリズム要素１０の延長方向と直交
する方向となっている。このようにプリズム要素１０と
冷却水通路３６の延長方向が直交することにより、太陽
電池装置の強度を向上させることができる。また、本実
施形態では、太陽電池１８の冷却に冷却水を用いている
ので、空冷とする場合に比べ基板２８の背面側のスペー
スを薄くすることが可能となる。空冷の場合には、基板
２８の背面側の空気の通りをよくするために広い間隔を
空ける必要があるからである。
【００２０】さらに、図２には、太陽電池１８を基板２
８を介して冷却する構成が示されているが、例えば、基
板２８の太陽電池１８の裏面に相当する部分に孔をあ
け、冷却水により太陽電池１８を直接冷却する構成とす
ることも可能である。
８を介して冷却する構成が示されているが、例えば、基
板２８の太陽電池１８の裏面に相当する部分に孔をあ
け、冷却水により太陽電池１８を直接冷却する構成とす
ることも可能である。
【００２１】本実施形態においては、太陽光の一部がカ
バーガラス２６を通過した後プリズム要素１０に入射
し、その放射面２２から太陽電池１８に入射する。また
残りの太陽光は、太陽電池１８の幅Ｌ0の部分に直接入
射する。このように、本実施形態においては、太陽電池
１８に入射する太陽光のうち一定部分が太陽電池１８に
直接入射されるので、集光装置による損失を低減するこ
とができる。
バーガラス２６を通過した後プリズム要素１０に入射
し、その放射面２２から太陽電池１８に入射する。また
残りの太陽光は、太陽電池１８の幅Ｌ0の部分に直接入
射する。このように、本実施形態においては、太陽電池
１８に入射する太陽光のうち一定部分が太陽電池１８に
直接入射されるので、集光装置による損失を低減するこ
とができる。
【００２２】太陽光が太陽電池１８に入射されることに
より発電された電力は、図示しない配線により取り出さ
れ、必要な負荷部で消費される。また、太陽光のうち熱
に変換されたエネルギは、冷却水通路３６を流れる水を
介して外部に運ばれ、熱源として利用される。
より発電された電力は、図示しない配線により取り出さ
れ、必要な負荷部で消費される。また、太陽光のうち熱
に変換されたエネルギは、冷却水通路３６を流れる水を
介して外部に運ばれ、熱源として利用される。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
太陽光の一部を、太陽電池に直接入射させることができ
るので、集光装置による損失を低減でき、高い発電効率
を得ることができる。
太陽光の一部を、太陽電池に直接入射させることができ
るので、集光装置による損失を低減でき、高い発電効率
を得ることができる。
【００２４】また、山形形状の集光装置を使用すること
により、集光装置を機械的に動かして太陽を追尾しなく
ても、太陽光の入射角度の広い範囲にわたって集光する
ことができる。
により、集光装置を機械的に動かして太陽を追尾しなく
ても、太陽光の入射角度の広い範囲にわたって集光する
ことができる。
【００２５】また、集光装置の延長方向と冷却水通路の
延長方向とを直交させることにより、太陽電池装置の強
度を向上させることができる。さらに、集光装置は、太
陽電池の受光面上で一定間隔間をあけて配置できるの
で、楔形状の角度が同一の場合、プリズム要素の高さを
低くすることができる。これにより、太陽電池装置の厚
さを薄くすることができ、この点でも強度を向上させる
ことができる。
延長方向とを直交させることにより、太陽電池装置の強
度を向上させることができる。さらに、集光装置は、太
陽電池の受光面上で一定間隔間をあけて配置できるの
で、楔形状の角度が同一の場合、プリズム要素の高さを
低くすることができる。これにより、太陽電池装置の厚
さを薄くすることができ、この点でも強度を向上させる
ことができる。
【図１】 本発明に係る太陽電池装置に使用されるプリ
ズム要素の構成を示す図である。
ズム要素の構成を示す図である。
【図２】 本発明に係る太陽電池装置の構成例を示す図
である。
である。
【図３】 図２に示された実施形態のＡ−Ａ断面図であ
る。
る。
【図４】 図２に示された実施形態のＢ−Ｂ断面図であ
る。
る。
【図５】 従来における楔形集光装置の例を示す図であ
る。
る。
【図６】 従来における楔形のプリズム要素を２つ組み
合わせた集光装置の例を示す図である。
合わせた集光装置の例を示す図である。
１０ プリズム要素、１２ 太陽光、１４ 入射面、１
６ 反射面、１８ 太陽電池、２０ Ｖ字の先端部分、
２２ 放射面、２４ 頂部、２６ カバーガラス、 ２
８ 基板、３０ シール材、３２ ねじ、３４ フレー
ム、３６ 冷却水通路、３８ 水路構成板。
６ 反射面、１８ 太陽電池、２０ Ｖ字の先端部分、
２２ 放射面、２４ 頂部、２６ カバーガラス、 ２
８ 基板、３０ シール材、３２ ねじ、３４ フレー
ム、３６ 冷却水通路、３８ 水路構成板。
Claims (4)
- 【請求項１】 集光装置を備えた太陽電池装置であっ
て、太陽電池の受光面に、集光装置を介することなく直
接太陽光を受光する直射光受光部を備えることを特徴と
する太陽電池装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の太陽電池装置において、
前記集光装置は、反射と全反射とにより放射面から太陽
光を放射する楔形状のプリズム要素から構成されたもの
であることを特徴とする太陽電池装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の太陽電池装置において、
前記集光装置は、前記プリズム要素２つが略対称に対抗
配置された、２つの放射面と１つの頂部を有する一体の
山形形状とされたことを特徴とする太陽電池装置。 - 【請求項４】 請求項２または請求項３記載の太陽電池
装置において、前記プリズム要素の延長方向と直行する
方向に延びる冷却水通路が太陽電池の背面側に形成され
たことを特徴とする太陽電池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9143783A JPH10335689A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 太陽電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9143783A JPH10335689A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 太陽電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335689A true JPH10335689A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15346909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9143783A Withdrawn JPH10335689A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 太陽電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10335689A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007041922A1 (fr) * | 2005-10-09 | 2007-04-19 | Chengwei Wang | Dispositif d’énergie solaire produisant de l’électricité avec lumière de doublage |
| WO2011161051A2 (de) | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Bayer Materialscience Ag | Solarmodule mit strukturierter vorderseitiger kunststoffschicht |
-
1997
- 1997-06-02 JP JP9143783A patent/JPH10335689A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007041922A1 (fr) * | 2005-10-09 | 2007-04-19 | Chengwei Wang | Dispositif d’énergie solaire produisant de l’électricité avec lumière de doublage |
| WO2011161051A2 (de) | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Bayer Materialscience Ag | Solarmodule mit strukturierter vorderseitiger kunststoffschicht |
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