JPH11245897A - 太陽電池パドル - Google Patents
太陽電池パドルInfo
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- JPH11245897A JPH11245897A JP10071510A JP7151098A JPH11245897A JP H11245897 A JPH11245897 A JP H11245897A JP 10071510 A JP10071510 A JP 10071510A JP 7151098 A JP7151098 A JP 7151098A JP H11245897 A JPH11245897 A JP H11245897A
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- solar
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 人工衛星用太陽電池パドルの発電量、発電効
率を低コストで実現し、かつ小型化を図る。 【解決手段】 太陽電池セル４を配置した太陽電池パネ
ル２を有する太陽電池パドル１において、太陽電池パネ
ル２の周囲に折り畳み及び展開可能な反射板６を設け
た。反射板６は、太陽電池パネル２を折畳み展開機構５
で複数枚屏風状に折畳及び展開可能に接続した太陽電池
パネル２の列の両側の辺に設けられる。反射板駆動機構
７は、反射板６が取り付けられる辺を軸として反射板６
を回転可能に保持し、かつ太陽電池パネル２に対して所
定角度θに保持する。ストレスリリーフ機構８は、反射
板６を太陽電池パネル２の裏側（または表側）に折畳ん
だり（ストレス）展開したり（リリーフ）する。角度θ
は、反射板６に入射した光がすべて太陽電池パネル２に
反射されるように選ばれる。
率を低コストで実現し、かつ小型化を図る。 【解決手段】 太陽電池セル４を配置した太陽電池パネ
ル２を有する太陽電池パドル１において、太陽電池パネ
ル２の周囲に折り畳み及び展開可能な反射板６を設け
た。反射板６は、太陽電池パネル２を折畳み展開機構５
で複数枚屏風状に折畳及び展開可能に接続した太陽電池
パネル２の列の両側の辺に設けられる。反射板駆動機構
７は、反射板６が取り付けられる辺を軸として反射板６
を回転可能に保持し、かつ太陽電池パネル２に対して所
定角度θに保持する。ストレスリリーフ機構８は、反射
板６を太陽電池パネル２の裏側（または表側）に折畳ん
だり（ストレス）展開したり（リリーフ）する。角度θ
は、反射板６に入射した光がすべて太陽電池パネル２に
反射されるように選ばれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池パドルに
関し、特に、人工衛星等に使用される太陽電池パドルに
関する。
関し、特に、人工衛星等に使用される太陽電池パドルに
関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に、従来の人工衛星の外観図を示
す。通常、人工衛星の電力源としては、太陽電池が使用
され、人工衛星本体１０の両側に、２つの太陽電池パド
ル１１が対称に支持体１２により支持される。この太陽
電池パドル１１は、太陽電池パネルを複数枚屏風状に折
り畳み及び展開可能に接続して形成される。
す。通常、人工衛星の電力源としては、太陽電池が使用
され、人工衛星本体１０の両側に、２つの太陽電池パド
ル１１が対称に支持体１２により支持される。この太陽
電池パドル１１は、太陽電池パネルを複数枚屏風状に折
り畳み及び展開可能に接続して形成される。
【０００３】図６は、図５の太陽電池パドルの詳細を示
す平面図である。太陽電池パネル２には、複数個のスト
リング３が配列され、各ストリング３には、複数個の太
陽電池セル４が配列される。ストリング３は、太陽電池
セル４を所定の電圧を獲得するように直列接続し、さら
に、所定の電流容量を得るように、直列接続した太陽電
池セル群を並列接続したもので構成される。
す平面図である。太陽電池パネル２には、複数個のスト
リング３が配列され、各ストリング３には、複数個の太
陽電池セル４が配列される。ストリング３は、太陽電池
セル４を所定の電圧を獲得するように直列接続し、さら
に、所定の電流容量を得るように、直列接続した太陽電
池セル群を並列接続したもので構成される。
【０００４】尚、図６では、少数個のストリング３、太
陽電池セル４しか示していないが、実際には、太陽電池
パネル２に多数個のストリング３、太陽電池セル４が設
けられている。例えば、太陽電池セル４を３０個直列接
続した太陽電池セル群を５段を並列接続したものを１ス
トリングとし、１パネルに１６ストリング設け、１パネ
ルに２４００個の太陽電池セルを取り付けるというよう
に、多数個の太陽電池セル４が設けられる。
陽電池セル４しか示していないが、実際には、太陽電池
パネル２に多数個のストリング３、太陽電池セル４が設
けられている。例えば、太陽電池セル４を３０個直列接
続した太陽電池セル群を５段を並列接続したものを１ス
トリングとし、１パネルに１６ストリング設け、１パネ
ルに２４００個の太陽電池セルを取り付けるというよう
に、多数個の太陽電池セル４が設けられる。
【０００５】図７は、図１の人工衛星の太陽電池パドル
の展開を説明するための正面図であり、図８は、図１の
太陽電池パドルの展開を説明するためのフローチャート
である。
の展開を説明するための正面図であり、図８は、図１の
太陽電池パドルの展開を説明するためのフローチャート
である。
【０００６】人工衛星を地球から発射するときには、太
陽電池パドル１１は、屏風を折り畳んだように折り畳ま
れている。そして、ステップＳ１１において、人工衛星
は太陽を捕捉するように制御される。
陽電池パドル１１は、屏風を折り畳んだように折り畳ま
れている。そして、ステップＳ１１において、人工衛星
は太陽を捕捉するように制御される。
【０００７】次に、ステップＳ１２において、太陽電池
パドル１１を展開する。図７（ａ）は、太陽電池パドル
展開途中の状態を示し、図７（ｂ）には、太陽電池パド
ル１１が完全に展開した状態が示される。
パドル１１を展開する。図７（ａ）は、太陽電池パドル
展開途中の状態を示し、図７（ｂ）には、太陽電池パド
ル１１が完全に展開した状態が示される。
【０００８】次に、ステップＳ１３において、人工衛星
は、周回軌道に乗り、地球を捕捉するように制御され
る。人工衛星には、気象衛星や通信衛星のように静止衛
星となるものと、観測衛星や探査衛星のように地球を万
遍なく掃引するものとがある。
は、周回軌道に乗り、地球を捕捉するように制御され
る。人工衛星には、気象衛星や通信衛星のように静止衛
星となるものと、観測衛星や探査衛星のように地球を万
遍なく掃引するものとがある。
【０００９】次に、ステップＳ１４において、人工衛星
は姿勢制御され、運用開始可能となる。
は姿勢制御され、運用開始可能となる。
【００１０】図９は、静止軌道に置かれた人工衛星の発
生電力の時間的な変化を示す図である。
生電力の時間的な変化を示す図である。
【００１１】発生電力の時間変化は、人工衛星が地球と
共に太陽の周りを周回していることと、太陽電池が太陽
から発射される放射線を浴びることによって劣化すると
いう２つの要因によって起こる。前者の要因による変化
は周期的であり、後者の要因による変化は単調減少であ
る。
共に太陽の周りを周回していることと、太陽電池が太陽
から発射される放射線を浴びることによって劣化すると
いう２つの要因によって起こる。前者の要因による変化
は周期的であり、後者の要因による変化は単調減少であ
る。
【００１２】周知のように、地球の自転軸は公転軌道の
面に対して２３．４°傾いているから、太陽は１年の間
に地球の北回帰線と南回帰線との間を往復する。そのた
め、春夏秋冬の季節変化を生じるが、これは地球の緯度
に対する太陽光の入射角度が変化するためである。
面に対して２３．４°傾いているから、太陽は１年の間
に地球の北回帰線と南回帰線との間を往復する。そのた
め、春夏秋冬の季節変化を生じるが、これは地球の緯度
に対する太陽光の入射角度が変化するためである。
【００１３】北半球においては、太陽が赤道上にあると
きが春分及び秋分、北回帰線に来たときが夏至で太陽が
最も高い位置にあり、南回帰線に来たときが冬至で太陽
が最も低い位置にある、人工衛星が赤道上を周回してい
るときは春分及び秋分のときに太陽光の入射角が最大と
なり、夏至と冬至のときに太陽光の入射角が最小とな
る。
きが春分及び秋分、北回帰線に来たときが夏至で太陽が
最も高い位置にあり、南回帰線に来たときが冬至で太陽
が最も低い位置にある、人工衛星が赤道上を周回してい
るときは春分及び秋分のときに太陽光の入射角が最大と
なり、夏至と冬至のときに太陽光の入射角が最小とな
る。
【００１４】人工衛星が赤道より少し北側を周回すると
春分、秋分、夏至、冬至の順で低くなる。図９の発生電
力の周期的変化はこれを示している。発生電力が周期的
に変化しながら徐々に低下するのは、太陽からの放射線
による太陽電池セルの劣化に起因する。
春分、秋分、夏至、冬至の順で低くなる。図９の発生電
力の周期的変化はこれを示している。発生電力が周期的
に変化しながら徐々に低下するのは、太陽からの放射線
による太陽電池セルの劣化に起因する。
【００１５】太陽電池パドルの設計は、設計寿命の最終
年の冬至または夏至において必要電力量が得られるよう
に、また予想外のトラブルが起こっても必要電力量が供
給できるように行なわれるので、初期に相当に大きいマ
ージンを有している。そして、大きいマージンを持たせ
ようとすると必然的に太陽電池セルが多数必要となり、
太陽電池パドルが大きくなり、コストが高くなるという
問題を生じる。
年の冬至または夏至において必要電力量が得られるよう
に、また予想外のトラブルが起こっても必要電力量が供
給できるように行なわれるので、初期に相当に大きいマ
ージンを有している。そして、大きいマージンを持たせ
ようとすると必然的に太陽電池セルが多数必要となり、
太陽電池パドルが大きくなり、コストが高くなるという
問題を生じる。
【００１６】太陽電池セルは、技術の進歩と大量生産に
より相当価格が安くなったが、まだまだ高価であり、発
電コストは水力発電や火力発電に比べて高値である。そ
のため、太陽電池の発電効率を上げる工夫が多くなされ
ている。
より相当価格が安くなったが、まだまだ高価であり、発
電コストは水力発電や火力発電に比べて高値である。そ
のため、太陽電池の発電効率を上げる工夫が多くなされ
ている。
【００１７】図１０は、従来の太陽光発電システムの第
１の例を示す平面図である。これは特開昭６０−１７８
６７１号公報に開示されたもので、支柱５３で太陽電池
パネル５１を垂直に支える。これは、太陽電池パネルの
表面に塵やごみが体積して太陽電池セルの光電変換が妨
げられるのを防ぐためである。また、太陽電池パネル５
１の前部に反射板５５を支柱５６を用いて設ける。反射
板５５の大きさ及び角度は、反射板５５に入射した太陽
光５４が太陽電池パネル５１に向かって有効に反射され
るように選ばれる。
１の例を示す平面図である。これは特開昭６０−１７８
６７１号公報に開示されたもので、支柱５３で太陽電池
パネル５１を垂直に支える。これは、太陽電池パネルの
表面に塵やごみが体積して太陽電池セルの光電変換が妨
げられるのを防ぐためである。また、太陽電池パネル５
１の前部に反射板５５を支柱５６を用いて設ける。反射
板５５の大きさ及び角度は、反射板５５に入射した太陽
光５４が太陽電池パネル５１に向かって有効に反射され
るように選ばれる。
【００１８】この例では、雪５７が積もったとしても、
雪の表面は反射板５５の表面に対して略々平行であるか
ら、反射板の働きが大きく損なわれることはない。雪の
ように、反射率の高い物質の場合はさほど影響はない
が、煤その他の反射率の低い物質の塵が積もった場合に
は光電変換効率の低下は免れない。また、太陽電池パネ
ル５１と反射板５５とは別々の支柱５３、５６で地上に
設置され、固定されるため、太陽の運行に追随できず、
光電変換効率が低くなるという問題がある。
雪の表面は反射板５５の表面に対して略々平行であるか
ら、反射板の働きが大きく損なわれることはない。雪の
ように、反射率の高い物質の場合はさほど影響はない
が、煤その他の反射率の低い物質の塵が積もった場合に
は光電変換効率の低下は免れない。また、太陽電池パネ
ル５１と反射板５５とは別々の支柱５３、５６で地上に
設置され、固定されるため、太陽の運行に追随できず、
光電変換効率が低くなるという問題がある。
【００１９】図１１は、従来の太陽光発電システムの第
２の例を示す平面図である。これは特開平６−２６５２
１８号公報に開示されたもので、受光器（太陽電池）１
０１の周囲に４枚の矩形反射板１０２乃至１０５と４枚
の３角形反射板１０６乃至１０９を配置し、反射板に入
射した太陽光を受光器１０１へ反射して受光器の発電効
率を上げようとするものである。
２の例を示す平面図である。これは特開平６−２６５２
１８号公報に開示されたもので、受光器（太陽電池）１
０１の周囲に４枚の矩形反射板１０２乃至１０５と４枚
の３角形反射板１０６乃至１０９を配置し、反射板に入
射した太陽光を受光器１０１へ反射して受光器の発電効
率を上げようとするものである。
【００２０】この発電システムは、安価な反射板を使用
して受光面積を大きくして、高価な太陽電池の面積を大
きくすることなく受光量を大きくし、太陽電池の発電効
率を上げ、コストを低減した点において優れている。ま
た、太陽電池と反射板とが一体化されていて地上に固定
されていないため、太陽追跡装置に取り付けると、太陽
電池と反射板の向きを太陽の運行に合わせることができ
るので光電変換効率を高く維持できるという利点があ
る。
して受光面積を大きくして、高価な太陽電池の面積を大
きくすることなく受光量を大きくし、太陽電池の発電効
率を上げ、コストを低減した点において優れている。ま
た、太陽電池と反射板とが一体化されていて地上に固定
されていないため、太陽追跡装置に取り付けると、太陽
電池と反射板の向きを太陽の運行に合わせることができ
るので光電変換効率を高く維持できるという利点があ
る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第１及び
第２の従来例は、共に反射板を利用するものであるが、
第１の従来例では前述の問題がある他に、地上固定型で
あるため、人工衛星に搭載できないという問題がある。
第２の従来例は、共に反射板を利用するものであるが、
第１の従来例では前述の問題がある他に、地上固定型で
あるため、人工衛星に搭載できないという問題がある。
【００２２】第２の従来例の太陽光発電システムにおい
ては、反射板を折り畳むことができないため、屏風のよ
うに折り畳んだり展開する太陽電池に取り付けることが
難しく、人工衛星に搭載できないという問題がある。
ては、反射板を折り畳むことができないため、屏風のよ
うに折り畳んだり展開する太陽電池に取り付けることが
難しく、人工衛星に搭載できないという問題がある。
【００２３】本発明は、屏風のように折り畳んだり展開
する太陽電池パネルに、折り畳み展開可能に取り付ける
ことができる反射板を設けることによって、発電効率の
向上と太陽電池パネルの小型化が図れ、人工衛星に最適
の太陽電池パドルを提供することを目的とする。
する太陽電池パネルに、折り畳み展開可能に取り付ける
ことができる反射板を設けることによって、発電効率の
向上と太陽電池パネルの小型化が図れ、人工衛星に最適
の太陽電池パドルを提供することを目的とする。
【００２４】
【００２５】請求項１記載の発明は、太陽電池セルを配
置した太陽電池パネルを有する太陽電池パドルにおい
て、該太陽電池パネルの周囲に折り畳み及び展開可能な
反射板を設けたことを特徴とする。
置した太陽電池パネルを有する太陽電池パドルにおい
て、該太陽電池パネルの周囲に折り畳み及び展開可能な
反射板を設けたことを特徴とする。
【００２６】請求項２記載の発明は、前記太陽電池パド
ルは、屏風状に折り畳み及び展開可能に接続された複数
枚の太陽電池パネルを有し、該太陽電池パドルの屏風状
接続部分以外の辺に前記反射板を設けたことを特徴とす
る。
ルは、屏風状に折り畳み及び展開可能に接続された複数
枚の太陽電池パネルを有し、該太陽電池パドルの屏風状
接続部分以外の辺に前記反射板を設けたことを特徴とす
る。
【００２７】請求項３記載の発明は、前記太陽電池パネ
ルは略々矩形状に形成され、前記反射板を前記太陽電池
パネルの各辺を軸として回転可能に保持し、かつ前記太
陽電池パネルに対して前記反射板を所定角度に保持する
反射板駆動機構が設けられていることを特徴とする。
ルは略々矩形状に形成され、前記反射板を前記太陽電池
パネルの各辺を軸として回転可能に保持し、かつ前記太
陽電池パネルに対して前記反射板を所定角度に保持する
反射板駆動機構が設けられていることを特徴とする。
【００２８】請求項４記載の発明は、前記反射板を前記
太陽電池パネルの裏側または表側に折り畳み、または前
記太陽電池パネルと同一面となるように展開するストレ
スリリーフ機構が設けられていることを特徴とする。
太陽電池パネルの裏側または表側に折り畳み、または前
記太陽電池パネルと同一面となるように展開するストレ
スリリーフ機構が設けられていることを特徴とする。
【００２９】請求項５記載の発明は、前記反射板の表面
が赤外線を吸収し、可視光を反射する材質で形成されて
いることを特徴とする。
が赤外線を吸収し、可視光を反射する材質で形成されて
いることを特徴とする。
【００３０】請求項６記載の発明は、前記反射板の表面
が白色皮膜で被覆されていることを特徴とする。
が白色皮膜で被覆されていることを特徴とする。
【００３１】そして、請求項１記載の発明によれば、太
陽電池パネルの周囲に折り畳み及び展開可能な反射板を
設けて高価な太陽電池の面積を大きくすることなく受光
量を大きくしたので、低コストで太陽電池の発電量及び
発電効率の向上と太陽電池パネルの小型化を図ることが
できる。
陽電池パネルの周囲に折り畳み及び展開可能な反射板を
設けて高価な太陽電池の面積を大きくすることなく受光
量を大きくしたので、低コストで太陽電池の発電量及び
発電効率の向上と太陽電池パネルの小型化を図ることが
できる。
【００３２】請求項２記載の発明によれば、太陽電池パ
ドルの屏風状接続部分以外の辺に安価な反射板を設けて
高価な太陽電池の面積を大きくすることなく受光量を大
きくしたので、低コストで太陽電池の発電量及び発電効
率の向上と太陽電池パネルの小型化を図ることができ
る。
ドルの屏風状接続部分以外の辺に安価な反射板を設けて
高価な太陽電池の面積を大きくすることなく受光量を大
きくしたので、低コストで太陽電池の発電量及び発電効
率の向上と太陽電池パネルの小型化を図ることができ
る。
【００３３】請求項３記載の発明によれば、反射板駆動
機構を設けることにより、反射板を所定角度に保持する
ことができ、入射太陽光を有効に太陽電池パネルに反射
させることができ、太陽電池の発電量及び発電効率を向
上させることができる。
機構を設けることにより、反射板を所定角度に保持する
ことができ、入射太陽光を有効に太陽電池パネルに反射
させることができ、太陽電池の発電量及び発電効率を向
上させることができる。
【００３４】請求項４記載の発明によれば、ストレスリ
リーフ機構を設けることにより反射板を太陽電池パネル
の裏側または表側に折り畳み、または太陽電池パネルと
同一面となるように展開することができるので、人工衛
星に搭載するのに最適な太陽電池パドルを得ることがで
きる。
リーフ機構を設けることにより反射板を太陽電池パネル
の裏側または表側に折り畳み、または太陽電池パネルと
同一面となるように展開することができるので、人工衛
星に搭載するのに最適な太陽電池パドルを得ることがで
きる。
【００３５】請求項５記載の発明によれば、反射板の表
面を赤外線を吸収し可視光を反射する材質で形成したの
で、太陽電池セルに入射する赤外線量を低減することが
でき、太陽電池セルが昇温して光電変換効率が低下した
り、損傷したりするのを防ぐことができる。
面を赤外線を吸収し可視光を反射する材質で形成したの
で、太陽電池セルに入射する赤外線量を低減することが
でき、太陽電池セルが昇温して光電変換効率が低下した
り、損傷したりするのを防ぐことができる。
【００３６】請求項６記載の発明によれば、反射板の表
面が白色皮膜で被覆されているので、効率良く赤外線を
吸収し可視光を反射することができる。
面が白色皮膜で被覆されているので、効率良く赤外線を
吸収し可視光を反射することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる太陽電池パ
ドルの実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明す
る。
ドルの実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明す
る。
【００３８】図１（ａ）に示すように、本発明にかかる
太陽電池パドル１は、太陽電池パネル２を折り畳み展開
機構５で複数枚屏風状に折り畳み及び展開可能に接続し
た太陽電池パネル列の両側の辺に、この辺を軸として反
射板６を回転可能に保持し、かつ太陽電池パネルに対し
て所定角度に保持する反射板駆動機構７を設けたものに
支持体１２を取り付けて構成される。
太陽電池パドル１は、太陽電池パネル２を折り畳み展開
機構５で複数枚屏風状に折り畳み及び展開可能に接続し
た太陽電池パネル列の両側の辺に、この辺を軸として反
射板６を回転可能に保持し、かつ太陽電池パネルに対し
て所定角度に保持する反射板駆動機構７を設けたものに
支持体１２を取り付けて構成される。
【００３９】太陽電池パドル１の折り畳み展開機構５
は、従来と同様である。太陽電池パネル２には複数個の
ストリング３が行列に並べられ、各ストリング３には複
数個の太陽電池セル４が行列に並べられて直並列接続さ
れていることも、図６で説明した従来例と同様である。
は、従来と同様である。太陽電池パネル２には複数個の
ストリング３が行列に並べられ、各ストリング３には複
数個の太陽電池セル４が行列に並べられて直並列接続さ
れていることも、図６で説明した従来例と同様である。
【００４０】反射板６の表面は、赤外線を吸収し可視光
を反射する材質で形成し、太陽電池セル４に入射する赤
外線量を低減する。これは、赤外線が太陽電池セル４に
入射すると太陽電池セル４が昇温し、光電変換効率が低
下したり、損傷したりするのを防ぐためである。そのた
め、白色塗料で反射板表面を被覆するのが好適である。
を反射する材質で形成し、太陽電池セル４に入射する赤
外線量を低減する。これは、赤外線が太陽電池セル４に
入射すると太陽電池セル４が昇温し、光電変換効率が低
下したり、損傷したりするのを防ぐためである。そのた
め、白色塗料で反射板表面を被覆するのが好適である。
【００４１】図１（ｂ）に示すように、反射板６は、太
陽電池パネル２に折り畳み可能に取り付けられる。この
実施例では太陽電池パネル２の裏側に折り畳んだ場合を
示しているが、表側に折り畳むようにすることもでき
る。また、この実施例では、裏側に折り畳んだとき、両
側の反射板６が重ならないように、反射板６を太陽電池
パネル２の半分以下の大きさにしているが、折り畳み展
開機構５と反射板駆動機構７との設計を工夫することに
より両側の反射板６が重なって折り畳まれるようにする
と、反射板の大きさを太陽電池パネル２とほぼ同じ大き
さにすることができる。さらにまた、一方の側の反射板
は裏側に、他方の側の反射板は表側に折り畳むようにし
ても良い。
陽電池パネル２に折り畳み可能に取り付けられる。この
実施例では太陽電池パネル２の裏側に折り畳んだ場合を
示しているが、表側に折り畳むようにすることもでき
る。また、この実施例では、裏側に折り畳んだとき、両
側の反射板６が重ならないように、反射板６を太陽電池
パネル２の半分以下の大きさにしているが、折り畳み展
開機構５と反射板駆動機構７との設計を工夫することに
より両側の反射板６が重なって折り畳まれるようにする
と、反射板の大きさを太陽電池パネル２とほぼ同じ大き
さにすることができる。さらにまた、一方の側の反射板
は裏側に、他方の側の反射板は表側に折り畳むようにし
ても良い。
【００４２】人工衛星発射時には、反射板６は太陽電池
パネル２の裏側（または表側）に折り畳まれ、さらに太
陽電池パネル２も屏風状に折り畳まれる。人工衛星が地
球を捕捉し、太陽電池パドル１が展開した後、反射板６
が展開されるが、この展開を容易に行なえるようにする
ため、太陽電池パネル２の裏側にストレス・リリーフ機
構８を設ける。この機構は、太陽電池パドル１の折り畳
み状態（ストレス）の保持及び展開状態（リリーフ）の
保持を行なう折り畳み展開機構５と類似で、反射板６の
折り畳み、及び太陽電池パネル２と同一面に展開する機
能を有している。
パネル２の裏側（または表側）に折り畳まれ、さらに太
陽電池パネル２も屏風状に折り畳まれる。人工衛星が地
球を捕捉し、太陽電池パドル１が展開した後、反射板６
が展開されるが、この展開を容易に行なえるようにする
ため、太陽電池パネル２の裏側にストレス・リリーフ機
構８を設ける。この機構は、太陽電池パドル１の折り畳
み状態（ストレス）の保持及び展開状態（リリーフ）の
保持を行なう折り畳み展開機構５と類似で、反射板６の
折り畳み、及び太陽電池パネル２と同一面に展開する機
能を有している。
【００４３】図１（ｃ）に示すように、反射板６は、太
陽電池パネル２に対して所定角度θをなすように反射板
駆動機構７により制御される。角度θは、反射板６に入
射した光がすべて太陽電池パネル２に向かって反射され
る角度に選ばれる。
陽電池パネル２に対して所定角度θをなすように反射板
駆動機構７により制御される。角度θは、反射板６に入
射した光がすべて太陽電池パネル２に向かって反射され
る角度に選ばれる。
【００４４】太陽光が太陽電池パネル２に垂直に入射す
る場合は、光の入射角θと反射板の傾斜角度θとが等し
くなる。簡単な幾何光学から明らかなように、θ＝４５
°で反射光は太陽電池パネル２に平行になるから、入射
した光がすべて太陽電池パネル２へ反射されるためには
反射板の傾斜角度θの範囲は、４５°＜θ＜９０°とな
る。
る場合は、光の入射角θと反射板の傾斜角度θとが等し
くなる。簡単な幾何光学から明らかなように、θ＝４５
°で反射光は太陽電池パネル２に平行になるから、入射
した光がすべて太陽電池パネル２へ反射されるためには
反射板の傾斜角度θの範囲は、４５°＜θ＜９０°とな
る。
【００４５】今、反射板６の長さをＬとすると、反射板
６に入射する太陽光量Ｑは、 Ｑ＝Ｌｃｏｓθ で表される。太陽電池パネル２の長さを反射板６の長さ
の２倍の２Ｌとし、 ψ＝π／２−θ とすると、 ｔａｎ２ψ＝（２＋ｃｏｓθ）／ｓｉｎθ が成り立つ。
６に入射する太陽光量Ｑは、 Ｑ＝Ｌｃｏｓθ で表される。太陽電池パネル２の長さを反射板６の長さ
の２倍の２Ｌとし、 ψ＝π／２−θ とすると、 ｔａｎ２ψ＝（２＋ｃｏｓθ）／ｓｉｎθ が成り立つ。
【００４６】ここで、ｔａｎ２ψは次式のように書き換
えられるから、 ｔａｎ２ψ＝ｔａｎ２（π／２−θ）＝−ｔａｎ２θ ∴ −ｔａｎ２θ＝（２＋ｃｏｓθ）／ｓｉｎθ となり、これを解けば、 ｃｏｓθ≒０．５９３０７ θ≒５３．６° が得られる。
えられるから、 ｔａｎ２ψ＝ｔａｎ２（π／２−θ）＝−ｔａｎ２θ ∴ −ｔａｎ２θ＝（２＋ｃｏｓθ）／ｓｉｎθ となり、これを解けば、 ｃｏｓθ≒０．５９３０７ θ≒５３．６° が得られる。
【００４７】すなわち、長さＬの反射板の約６０％に入
射した光が長さ２Ｌの太陽電池パネルに入射するのであ
るから、単位長当たりの太陽電池パネル２の入射光量は
約３０％増しとなる。従って、この反射板を２枚取り付
けることにより太陽電池パネル２は、約６０％増しの光
量を受けることになり、発電量は反射板のない場合の
１．６倍となり、発電効率が向上する。逆に同じ発電量
を得る場合は、太陽電池パネルを約６３％の大きさに小
型化することができる。
射した光が長さ２Ｌの太陽電池パネルに入射するのであ
るから、単位長当たりの太陽電池パネル２の入射光量は
約３０％増しとなる。従って、この反射板を２枚取り付
けることにより太陽電池パネル２は、約６０％増しの光
量を受けることになり、発電量は反射板のない場合の
１．６倍となり、発電効率が向上する。逆に同じ発電量
を得る場合は、太陽電池パネルを約６３％の大きさに小
型化することができる。
【００４８】反射板を太陽電池パネルと同じ大きさにし
た場合、すなわち太陽電池パネル２の長さと反射板６の
長さを共にＬとし、 ψ＝π／２−θ とすると、 ｔａｎ ２ψ＝（２＋ｃｏｓ θ）／ｓｉｎ θ が成り立つ。
た場合、すなわち太陽電池パネル２の長さと反射板６の
長さを共にＬとし、 ψ＝π／２−θ とすると、 ｔａｎ ２ψ＝（２＋ｃｏｓ θ）／ｓｉｎ θ が成り立つ。
【００４９】ここで、ｔａｎ ２ψは次式のように書き
換えられるから、 ｔａｎ ２ψ＝ｔａｎ ２（π／２−θ）＝−ｔａｎ ２
θ ∴ −ｔａｎ ２θ＝（１＋ｃｏｓ θ）／ｓｉｎ θ となる。
換えられるから、 ｔａｎ ２ψ＝ｔａｎ ２（π／２−θ）＝−ｔａｎ ２
θ ∴ −ｔａｎ ２θ＝（１＋ｃｏｓ θ）／ｓｉｎ θ となる。
【００５０】これを解けば、 ｃｏｓ θ ≒ ０．４１１４３ θ ≒ ６５．７° が得られる。
【００５１】すなわち、太陽電池パネル２と同じ長さの
反射板を１枚取り付けることにより太陽電池パネル２
は、約４１％増しの光量を受けることになり、２枚取り
付けることにより約８２％増しの光量を受けることにな
り、発電量は反射板のない場合の約１．８２倍となる。
反射板を１枚取り付けることにより太陽電池パネル２
は、約４１％増しの光量を受けることになり、２枚取り
付けることにより約８２％増しの光量を受けることにな
り、発電量は反射板のない場合の約１．８２倍となる。
【００５２】この２つの例から明らかなように、反射板
６に入射した光を全部太陽電池パネルへ反射する場合、
反射板が大きくなればなる程反射板の傾斜角度（＝入射
角度）θが大きくなり、受光量はｃｏｓθに比例するか
ら、反射板を大きくした割りには太陽電池パネル２への
入射光量はさほど増えない。
６に入射した光を全部太陽電池パネルへ反射する場合、
反射板が大きくなればなる程反射板の傾斜角度（＝入射
角度）θが大きくなり、受光量はｃｏｓθに比例するか
ら、反射板を大きくした割りには太陽電池パネル２への
入射光量はさほど増えない。
【００５３】図２は本発明の第１の実施例の動作を説明
する正面図である。太陽電池パネル２の裏側に、反射板
６を折り畳み（ストレス）状態にしたり、太陽電池パネ
ル２と同一面に展開した（リリーフ）状態にするストレ
スリリーフ機構８が設けられる。さらに、反射板６は、
折り畳み展開機構５と反射板駆動機構７によって太陽電
池パネル２の辺を軸としてその周りに回転可能に、かつ
所定角度θに保持される。反射板駆動機構７は、図２の
左側に示すように、反射板６を位置６’から位置６”ま
での範囲（図２でクロスハッチした範囲）２１で駆動す
ることができる。
する正面図である。太陽電池パネル２の裏側に、反射板
６を折り畳み（ストレス）状態にしたり、太陽電池パネ
ル２と同一面に展開した（リリーフ）状態にするストレ
スリリーフ機構８が設けられる。さらに、反射板６は、
折り畳み展開機構５と反射板駆動機構７によって太陽電
池パネル２の辺を軸としてその周りに回転可能に、かつ
所定角度θに保持される。反射板駆動機構７は、図２の
左側に示すように、反射板６を位置６’から位置６”ま
での範囲（図２でクロスハッチした範囲）２１で駆動す
ることができる。
【００５４】しかし、図２の右側に斜線で示す範囲２２
が実際に使用される範囲である。先に説明したように、
θ＝４５°で反射光は太陽電池パネル２に平行になるか
ら、使用できる範囲は４５°＜θ＜９０°である。
が実際に使用される範囲である。先に説明したように、
θ＝４５°で反射光は太陽電池パネル２に平行になるか
ら、使用できる範囲は４５°＜θ＜９０°である。
【００５５】図３は図１の太陽電池パドルの展開を説明
するためのフローチャートである。人工衛星を地球から
発射するとき、太陽電池パドル１は、屏風を折り畳んだ
ように折り畳まれている。そして、ステップＳ１におい
て、人工衛星は太陽を捕捉するように制御される。
するためのフローチャートである。人工衛星を地球から
発射するとき、太陽電池パドル１は、屏風を折り畳んだ
ように折り畳まれている。そして、ステップＳ１におい
て、人工衛星は太陽を捕捉するように制御される。
【００５６】次に、図５に示すように、ステップＳ２に
おいて、太陽電池パドル１を展開する。
おいて、太陽電池パドル１を展開する。
【００５７】その後、図１（ｃ）に示すように、ステッ
プＳ３において、反射板６を展開する。
プＳ３において、反射板６を展開する。
【００５８】さらに、ステップＳ４において、人工衛星
は周回軌道に乗り、地球を捕捉するように制御される。
は周回軌道に乗り、地球を捕捉するように制御される。
【００５９】次に、ステップＳ５において、人工衛星は
姿勢制御され運用開始可能となる。
姿勢制御され運用開始可能となる。
【００６０】図４は本発明の第２の実施例の展開図であ
る。第２の実施例では、太陽電池パネル２の４辺にそれ
ぞれ反射板６を反射板駆動機構７で回転可能に取り付け
る。第１の実施例では太陽電池パドル１の両端の辺に反
射板を取り付けなかったが、第２の実施例のように、両
端の辺にも反射板を取り付けると、発電効率をさらに向
上させることができる。
る。第２の実施例では、太陽電池パネル２の４辺にそれ
ぞれ反射板６を反射板駆動機構７で回転可能に取り付け
る。第１の実施例では太陽電池パドル１の両端の辺に反
射板を取り付けなかったが、第２の実施例のように、両
端の辺にも反射板を取り付けると、発電効率をさらに向
上させることができる。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１または請
求項２記載の発明によれば、太陽電池パネルの周囲に折
り畳み及び展開可能な反射板を設けて高価な太陽電池の
面積を大きくすることなく受光量を大きくしたので、低
コストで太陽電池の発電量及び発電効率の向上と太陽電
池パネルの小型化が可能な太陽電池パドルを提供するこ
とができる。
求項２記載の発明によれば、太陽電池パネルの周囲に折
り畳み及び展開可能な反射板を設けて高価な太陽電池の
面積を大きくすることなく受光量を大きくしたので、低
コストで太陽電池の発電量及び発電効率の向上と太陽電
池パネルの小型化が可能な太陽電池パドルを提供するこ
とができる。
【００６２】請求項３記載の発明によれば、反射板駆動
機構を設けることにより、反射板を所定角度に保持する
ことができ、入射太陽光を有効に太陽電池パネルに反射
させることができ、太陽電池の発電量及び発電効率を向
上させることが可能な太陽電池パドルを提供することが
できる。
機構を設けることにより、反射板を所定角度に保持する
ことができ、入射太陽光を有効に太陽電池パネルに反射
させることができ、太陽電池の発電量及び発電効率を向
上させることが可能な太陽電池パドルを提供することが
できる。
【００６３】請求項４記載の発明によれば、ストレスリ
リーフ機構を設けることにより反射板を太陽電池パネル
の裏側または表側に折り畳み、または太陽電池パネルと
同一面となるように展開することができるので、人工衛
星に搭載するのに最適の太陽電池パドルを提供すること
ができる。
リーフ機構を設けることにより反射板を太陽電池パネル
の裏側または表側に折り畳み、または太陽電池パネルと
同一面となるように展開することができるので、人工衛
星に搭載するのに最適の太陽電池パドルを提供すること
ができる。
【００６４】請求項５記載の発明によれば、反射板の表
面を赤外線を吸収し可視光を反射する材質で形成したの
で、太陽電池セルに入射する赤外線量を低減することが
でき、太陽電池セルが昇温して光電変換効率が低下した
り、損傷したりするのを防ぐことが可能な太陽電池パド
ルを提供することができる。
面を赤外線を吸収し可視光を反射する材質で形成したの
で、太陽電池セルに入射する赤外線量を低減することが
でき、太陽電池セルが昇温して光電変換効率が低下した
り、損傷したりするのを防ぐことが可能な太陽電池パド
ルを提供することができる。
【００６５】請求項６記載の発明によれば、反射板の表
面が白色皮膜で被覆されているので、効率良く赤外線を
吸収し可視光を反射することが可能な太陽電池パドルを
提供することができる。
面が白色皮膜で被覆されているので、効率良く赤外線を
吸収し可視光を反射することが可能な太陽電池パドルを
提供することができる。
【図１】本発明にかかる太陽電池パドルの第１実施例を
示す図であって、（ａ）は展開図、（ｂ）は反射板を折
り畳んだ状態の平面図、（ｃ）は光路を説明するための
断面図である。
示す図であって、（ａ）は展開図、（ｂ）は反射板を折
り畳んだ状態の平面図、（ｃ）は光路を説明するための
断面図である。
【図２】図１の太陽電池パドルの動作の一例を説明する
部分断面図である。
部分断面図である。
【図３】図１の太陽電池パドルの動作を説明するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】本発明にかかる太陽電池パドルの第２の実施例
の展開図である。
の展開図である。
【図５】従来の人工衛星の外観図である。
【図６】図５の太陽電池パドルの詳細を示す平面図であ
る。
る。
【図７】図１または図５の太陽電池パドルの展開を説明
するための正面図である。
するための正面図である。
【図８】図５の太陽電池パドルの展開を説明するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図９】静止軌道に置かれた人工衛星の発生電力の時間
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図１０】従来の太陽光発電システムの第１の例を示す
平面図である。
平面図である。
【図１１】従来の太陽光発電システムの第２の例を示す
斜視図である。
斜視図である。
１、１１ 太陽電池パドル ２ 太陽電池パネル ３ ストリング ４ 太陽電池セル ５ 折り畳み展開機構 ６ 反射板 ７ 反射板駆動機構 ８ ストレスリリーフ機構 ９ 入射光線 １０ 人工衛星本体 １２ 支持体
Claims (6)
- 【請求項１】 太陽電池セルを配置した太陽電池パネル
を有する太陽電池パドルにおいて、 該太陽電池パネルの周囲に折り畳み及び展開可能な反射
板を設けたことを特徴とする太陽電池パドル。 - 【請求項２】 前記太陽電池パドルは、屏風状に折り畳
み及び展開可能に接続された複数枚の太陽電池パネルを
有し、該太陽電池パドルの屏風状接続部分以外の辺に前
記反射板を設けたことを特徴とする請求項１記載の太陽
電池パドル。 - 【請求項３】 前記太陽電池パネルは略々矩形状に形成
され、前記反射板を前記太陽電池パネルの各辺を軸とし
て回転可能に保持し、かつ前記太陽電池パネルに対して
前記反射板を所定角度に保持する反射板駆動機構が設け
られていることを特徴とする請求項１または２記載の太
陽電池パドル。 - 【請求項４】 前記反射板を前記太陽電池パネルの裏側
または表側に折り畳み、または前記太陽電池パネルと同
一面となるように展開するストレスリリーフ機構が設け
られていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の太陽電池パドル。 - 【請求項５】 前記反射板の表面が赤外線を吸収し、可
視光を反射する材質で形成されていることを特徴とする
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の太陽電池パド
ル。 - 【請求項６】 前記反射板の表面が白色皮膜で被覆され
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
かに記載の太陽電池パドル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071510A JPH11245897A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 太陽電池パドル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071510A JPH11245897A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 太陽電池パドル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11245897A true JPH11245897A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=13462781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10071510A Pending JPH11245897A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 太陽電池パドル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11245897A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1313730C (zh) * | 2004-11-09 | 2007-05-02 | 陈忠生 | 大功率储能风力发电机组 |
| JP2008016595A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Nikkeikin Aluminium Core Technology Co Ltd | 太陽光発電装置 |
| JP2008159866A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光電変換装置 |
| JP2008159867A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽光発電装置 |
| US20110079269A1 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-07 | Brightleaf Technologies, Inc. | Non-parabolic solar concentration to an area of controlled flux density conversion system and method |
| CN112865700A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-05-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于卫星的供电系统及卫星 |
-
1998
- 1998-03-04 JP JP10071510A patent/JPH11245897A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1313730C (zh) * | 2004-11-09 | 2007-05-02 | 陈忠生 | 大功率储能风力发电机组 |
| JP2008016595A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Nikkeikin Aluminium Core Technology Co Ltd | 太陽光発電装置 |
| JP2008159866A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光電変換装置 |
| JP2008159867A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽光発電装置 |
| US20110079269A1 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-07 | Brightleaf Technologies, Inc. | Non-parabolic solar concentration to an area of controlled flux density conversion system and method |
| US9231142B2 (en) * | 2009-10-06 | 2016-01-05 | Brightleaf Technologies Inc. | Non-parabolic solar concentration to an area of controlled flux density conversion system and method |
| CN112865700A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-05-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于卫星的供电系统及卫星 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050208 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061121 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061127 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070326 |