JPH1163684A - 太陽エネルギーを利用する装置 - Google Patents

太陽エネルギーを利用する装置

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JPH1163684A
JPH1163684A JP10155716A JP15571698A JPH1163684A JP H1163684 A JPH1163684 A JP H1163684A JP 10155716 A JP10155716 A JP 10155716A JP 15571698 A JP15571698 A JP 15571698A JP H1163684 A JPH1163684 A JP H1163684A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空間に関する要件を低く抑えながらより高い
効率で太陽エネルギーを変換することができる装置を製
造すること。 【解決手段】 本発明は、一様な多角形、特に十二面体
から形成された外側シェル・ボディ（１１）を利用す
る。その中に内側ボディ（４０）と、これらの間に形成
された中空ボディ（３０）とを含む。シェル・ボディ
（１１）および中空ボディ（３０）は、太陽光線入射用
の少なくとも１つの開口（１２、１３、１５）を備え
る。シェル・ボディ（１１）はその中で、太陽に向けて
配向された十二面体の形をした多角形の一部分から形成
された反射パン（２０）の上方に配置されて、シェル・
ボディ（１１）中に集中した太陽エネルギーを変換して
それをさらに需要家まで導く手段を利用することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一様な多角形から
形成された外側シェル・ボディと、その中に含まれる少
なくとも１つの内側ボディとを有する太陽エネルギーを
利用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】刊行物ＤＥ−Ａ−３２３８７９７による
太陽光発電装置では、それに入射する太陽光線を光導波
路および受光器に反射するいくつかのヘリオスタットが
設けられている。これらの受光器は支持ユニットまたは
タワー上に装着される。この太陽光発電装置は、こうし
たヘリオスタットおよびそれらと連動する光導波路を大
面積に配列することを必要とし、したがって例えば砂漠
や山岳地帯など、十分な空間が利用できる地域でしか有
意義に利用されない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この既知の装置に基づ
いて、本発明は、空間に関する要件を低く抑えながらよ
り高い効率で太陽エネルギーを変換することができる、
大規模設備と同様に小規模設備にも適した装置を製造す
るという課題に基づく。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、一様な多角形
から形成された外側シェル・ボディと、その中に含まれ
る少なくとも１つの内側ボディとを有するシェル・ボデ
ィが太陽に向けて配向された反射パンの上方に配置され
る。この反射パンはシェル・ボディおよびその中に含ま
れる内側ボディと同じ多角形から形成されている。シェ
ル・ボディ中に熱交換器を配置し、シェル・ボディ内に
集中した太陽エネルギーを変換してそれをさらに需要家
まで導く手段を利用することができるようにした。
【０００５】本発明によるこの装置を使用すれば、既存
設備より製造コストを高くすることなく効率を改善した
驚くべき方法で、太陽エネルギーを使用することができ
る。さらにこの装置は、小型であることから、例えば屋
根の上など、事実上どのような場所にも置くことができ
る。所望のエネルギー要件に依存するそのサイズに基づ
いて、小型にも超大型にも構築することができる。
【０００６】本発明の例示的な実施形態およびそのさら
に別の利点について、図面に関連してさらに詳細に説明
する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、太陽エネルギーを利用す
る本発明一実施形態による装置１０を示す概略図であ
る。この装置１０は、最上部の外側シェル・ボディ１１
と、その中に含まれる中空ボディ３０と、中空ボディ中
に配置された内側ボディ４０とを含む。これらのボディ
１１、３０、４０は、それらの中でそれぞれ一様な多角
形から形成され、互いに同心配列になるように位置決め
される。これらはいくつかの接続ロッド（図示せず）な
どを介して固定することができ、これらの接続ロッドは
隣接する２つのコーナで固定されることが好ましい。
【０００８】本発明によれば、シェル・ボディ１１は、
太陽光線を受け、反射する少なくとも１つの反射パン２
０と連動し、この反射パン２０はシェル・ボディ１１の
多角形の下側部分と同じ形状を有する。
【０００９】シェル・ボディ１１、中空ボディ３０、お
よびその中に配置された特定の内側ボディ４０は、非常
に有利な実施形態では、１２個の正五角形から形成され
る十二面体（型）で実施される。すなわち、シェル・ボ
ディ１１は、底の正五角形面１３と、その各辺に連接さ
れた下側の正五角形面１２と、頂部の正五角形面１５
と、その各辺に連接された上側の正五角形面１４とで構
成されている。反射パン２０も、正五角形の側壁２１お
よび底面２２を有する十二面体の一部分から構成され
る。シェル・ボディ１１は、例えば図示の支持脚１６を
介してパン２０の上方に据え付けられる。シェル・ボデ
ィ１１の底の五角形面１３およびパン２０の底面２２
は、互いにほぼ水平に、かつ中心を合わせて配置され
る。このシェル・ボディ１１はその中で、パンがその一
部を形成する十二面体と同心に、またはこの中心の上方
で、ただし好ましくはパンの中央軸上に据え付けること
ができる。ボディ１１、３０、４０の五角形に形成され
た各面、および反射パン２０の各面は互いに平行に配置
され、これらのボディによって反射された放射線の最適
な反射が得られるようになっている。このようにして、
パンの側面２１はシェル・ボディ１１の五角形１２と平
行になり、これらの五角形は中空ボディ３０または内側
ボディ４０の対応する面と平行になる。
【００１０】シェル・ボディ１１の下半分を形成する五
角形面１２および底の水平五角形面１３は開口され、内
面を反射面２３とされたパン１１から反射された放射線
が五角形面１２および１３の開口を通ってシェル・ボデ
ィ１１内部に到達するように実施すると有利である。シ
ェル・ボディ１１中に配置された中空ボディ３０では、
頂部および底部水平五角形面３１、３２は開口として形
成される。したがって放射線は、頂部では太陽光として
外側から直接入射し、底部では反射放射線としてこの中
空ボディ３０内部に入射することができ、中空ボディ
は、内側と同様に外側もミラーで覆うと有利である。内
側ボディ４０すなわち核は完全に閉じており、下記で説
明する適用例に応じて、ミラーとして実施して受けた放
射線を反射するか、またはそれらを吸収するか、いずれ
かになるように実施される。
【００１１】図２によれば、シェル・ボディ１１および
中空ボディ３０は、その五角形面１４’の各面の外側お
よび／または内側に、太陽エネルギーを電気エネルギー
に直接変換する、それ自体で市販の太陽電池を備えるこ
とができる。ここでも、五角形面１２、１３、１５に開
口を有するシェル・ボディ１１を図示する。
【００１２】本発明によるシェル・ボディ１１または中
空ボディ３０に集中した太陽エネルギーを取り出す手段
の概略図を図３に示す。この例では、熱交換器としての
熱伝導スループット・パイプ３５をシェル・ボディ１１
内に備えている。好ましくは水である媒体は、ポンプに
より、バルブ３６が開くことによって例えば家屋の屋根
上に取り付けられた装置１０を通ってそこから需要家ま
で移送される。加熱された水は、スループット・パイプ
３５の後で、家庭などにおいて、スイッチオーバー・バ
ルブ３８によって冬季の運転ではヒータ３９に、また夏
期には温水供給４４のために使用することができる。さ
らに、圧力調整用に備えられた集合容器３７を追加して
示す。
【００１３】スループット・パイプ３５は、ボディ１
１、３０を通る、スネーク、ねじ、らせんまたはその他
の形状で実施することができる。好ましい実施形態の例
では、このスループット・パイプ３５は、最大限のエネ
ルギー利用率を達成するために、これらの放射線を熱エ
ネルギーに変換する材料、例えば特定の鉄合金や合成材
料で形成される。また、シェル・ボディ１１はその内面
１４に、中空ボディ３０は内側および外側に、内側ボデ
ィ４０はその１２個の外面全てに、ミラー反射器を備え
ると有利である。
【００１４】図４は、装置１０で生成されたエネルギー
のさらに別の適用可能性を示す図であり、これは、概略
的に説明する設備５０によって、それ自体は従来通りの
方法で水素を生成することができる。装置１０から太陽
エネルギーを取り出す手段は、ここでは図示しないスル
ープット・パイプによって図３と同様に実施することが
でき、発電機５１を駆動するために、スループット・パ
イプ中で加熱された気体で駆動されるガス・タービンを
備えることができる。すなわち、この例の場合スループ
ット・パイプを通って加熱されるのはガスすなわち気体
である。このような設備５０は、この装置が１０メート
ル以下またはそれを超える高さに構築される発電所とし
て実施することもできる。
【００１５】設備５０では、容器５５中での電気分解な
どによって水素および酸素が生成される。この目的のた
めに、発電機５１に接続されたＤＣ母線５４が設けられ
る。容器５５は、水素または酸素を別々に受けるための
貯蔵器５６、５７に接続されている。さらに、電気分解
で発生した熱エネルギーおよび残留電気エネルギーを図
示の需要家６１、６３が利用することができる。この水
素発生は、例えば自動車の駆動手段と同様に混合気とし
て使用することができる。
【００１６】図５は、装置１０中で得られる太陽エネル
ギーを利用する、さらに別の実施形態を示す図である。
概略的に示す設備７０は、それ自体は既知の構造中に光
起電設備として設けられ、図１のタイプの装置１０で生
成された機械的エネルギーは、発電機７２を介して供給
されるか、または太陽光から直接発生した電流が電荷レ
ギュレータ７３を介してバッテリ７４に供給されるとい
う、図２で説明した方法で供給される。このバッテリ７
４に基づいて、需要家７６を、直接または［ＡＣ］イン
バータ７５に相互接続することによって接続することが
できる。
【００１７】上記の説明により、本発明を十分に説明し
た。実際に、十二面体の形状をしたボディの実施態様を
使用することにより、最高の効率が達成されることが示
された。これらのボディは、原理的には六角形または五
角形の面から構成される多角形で形成することができ
る。
【００１８】図１に示す反射パン２０はその底面２２が
ほぼ水平になるように配置される。その位置および緯度
に依存して、水平に対して１０゜から３０゜の間の角度
で配置することもできる。その場合、シェル・ボディ１
１は図１のようにこのパンの垂直中心軸上に位置決めさ
れることになる。
【００１９】さらに、シェル・ボディ中に、複数の中空
ボディ３０を備えることもできる。すなわち、中空ボデ
ィと内側ボディ４０との間に配置されたもう１つの中空
ボディを、適当な間隔を空けて固定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の原理を示す透視側面図で
ある。
【図２】 図１の装置のシェル・ボディの原理を示す透
視図である。
【図３】 図１による装置を有する貯蔵コレクタの基本
回路図である。
【図４】 図１による装置を有する水素生成設備のブロ
ック図である。
【図５】 光起電の原理に従って機能して電気を発生さ
せる、図１による装置を有する設備のブロック図であ
る。
【符号の説明】
１０ 装置 １１ 外側シェル・ボディ １３ 下側水平五角形 １６ 支持脚 ２０ 反射パン ２１ 側壁 ２２ 底面 ２３ 反射面 ３０ 中空ボディ ３１ 上側水平五角形 ３２ 下側水平五角形 ４０ 内側ボディ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一様な多角形から形成されたシェル・ボ
    ディ（１１）と、その中に含まれる少なくとも１つの内
    側のボディ（４０）とを有し、シェル・ボディ（１１）
    が、太陽光線入射用の少なくとも１つの開口（１２、１
    ３、１５）を含む太陽エネルギーを利用する装置であっ
    て、シェル・ボディ（１１）が太陽に向けて配向された
    反射パン（２０）の上方に配置され、この反射パンがシ
    ェル・ボディ（１１）およびその中に含まれる内側のボ
    ディ（４０）と同じ多角形から形成され、シェル・ボデ
    ィ（１１）中に集中した太陽エネルギーを変換してそれ
    をさらに需要家まで導く手段を利用することができるこ
    とを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 シェル・ボディ（１１）と内側のボディ
    （４０）の間に、少なくとも１つのさらに別の中空ボデ
    ィ（３０）が配置され、この中空ボディ（３０）が、ボ
    ディ（１１、４０）と同心にかつ間隔を空けて実施さ
    れ、これらのボディと同じ多角形から形成されることを
    特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 シェル・ボディ（１１）、中空ボディ
    （３０）、およびその中に配置された特定の内側ボディ
    （４０）が、１２個の正五角形面を含む多角形である十
    二面体から形成され、反射パンもまた正五角形を有する
    十二面体の一部分から形成されることを特徴とする請求
    項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 これらのボディ（１１、３０、４０）の
    五角形から形成される各面および反射パン（２０）の各
    面が、互いにほぼ平行な配列に配向されることを特徴と
    する請求項１または２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 シェル・ボディ（１１）の内側に、中空
    ボディ（３０）の内側と外側に、内側ボディ（４０）の
    外面に、ミラーを備えることを特徴とする請求項１から
    ４のいずれか一項に記載の装置。
  6. 【請求項６】 内側ボディ（４０）がその外側表面に、
    シェル・ボディ（１１）が少なくともその外面（１４）
    に太陽電池を備え、シェル・ボディ（１１）がその内側
    表面上に、また中空ボディ（３０）がその内側および外
    側にミラーを備えることを特徴とする請求項１から４の
    いずれか一項に記載の装置。
  7. 【請求項７】 反射パン（２０）が、１つの底面（２
    ２）および５つの側壁（２１）を含み、底面（２２）が
    シェル・ボディ（１１）の下側五角形面（１３）と平行
    かつ同心に配置されることを特徴とする請求項１から６
    のいずれか一項に記載の装置。
  8. 【請求項８】 シェル・ボディ（１１）中に集中した太
    陽エネルギーを変換する手段が、シェル・ボディ（１
    １）中の熱伝導スループット・パイプ（３５）として実
    施され、これを介して水または気体となる媒体が流れる
    ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載
    の装置。
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