JPS5834803B2 - 集光型太陽電池装置 - Google Patents
集光型太陽電池装置Info
- Publication number
- JPS5834803B2 JPS5834803B2 JP53028213A JP2821378A JPS5834803B2 JP S5834803 B2 JPS5834803 B2 JP S5834803B2 JP 53028213 A JP53028213 A JP 53028213A JP 2821378 A JP2821378 A JP 2821378A JP S5834803 B2 JPS5834803 B2 JP S5834803B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- fresnel lens
- light
- cell device
- prism
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- Y02E10/44—Heat exchange systems
-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は均一な光強度分布の得られる集光型太陽電池装
置の改良に関するものである。
置の改良に関するものである。
太陽電池は太陽電池セル上に照射される光の量が多い程
、大電流を取り出すことが可能である。
、大電流を取り出すことが可能である。
コノため、従来より円形のフレネルレンズなどにより太
陽光を一点に集め、その焦点付近に太陽電池セルを設け
ることが行なわれている。
陽光を一点に集め、その焦点付近に太陽電池セルを設け
ることが行なわれている。
円形フレネルレンズは第１図に示すように、断面形状が
鋸歯状となるような同心円環群のプリズム２で構成され
、各プリズム２に入射する平行光線３が光軸１上に設定
される集光点Ｆに収束するようにした点集光型のレンズ
である。
鋸歯状となるような同心円環群のプリズム２で構成され
、各プリズム２に入射する平行光線３が光軸１上に設定
される集光点Ｆに収束するようにした点集光型のレンズ
である。
また、このフレネルレンズは軽量で、−産金型を作れば
精度よく複製でき、量産に適している。
精度よく複製でき、量産に適している。
ところが、従来の円形フレネルレンズは点集光型である
ため、太陽電池セル９を、第１図のフレネルレンズの焦
点Ｆに配置すると、太陽電池セル上の光強度分布は第２
図に示すように、光軸（太陽電池セル９の中心を光軸に
一致させた場合はその中心）で極端に大きく、光軸（あ
るいは太陽電池セル９の中心）から離れると急激に小さ
くなる。
ため、太陽電池セル９を、第１図のフレネルレンズの焦
点Ｆに配置すると、太陽電池セル上の光強度分布は第２
図に示すように、光軸（太陽電池セル９の中心を光軸に
一致させた場合はその中心）で極端に大きく、光軸（あ
るいは太陽電池セル９の中心）から離れると急激に小さ
くなる。
このため、光学系効率（太陽電池セルに入射する光エネ
ルギＥｓとレンズに入射する光エネルギＥＬとの比：Ｅ
ｓ／ＥＬ）が良いにもかかわらず、太陽電池セル中心部
の極端に大きい照射光量が原因でこの部分に大きな光電
流が発生し、太陽電池内部直列抵抗による電圧降下が生
じ、太陽電池の出力が急激に下がるという欠点がある。
ルギＥｓとレンズに入射する光エネルギＥＬとの比：Ｅ
ｓ／ＥＬ）が良いにもかかわらず、太陽電池セル中心部
の極端に大きい照射光量が原因でこの部分に大きな光電
流が発生し、太陽電池内部直列抵抗による電圧降下が生
じ、太陽電池の出力が急激に下がるという欠点がある。
一般に太陽電池は均一な強度で光が受光面に照射される
ことが望ましいため、太陽電池セルをフレネルレンズの
焦点よりレンズ面寄りに配置すると（第１図のＥの位置
）、第３図に示すように太陽電池からはずれる光量の割
合がふえ、光学系効率が下がり、結局太陽電池の出力は
あまり上らない。
ことが望ましいため、太陽電池セルをフレネルレンズの
焦点よりレンズ面寄りに配置すると（第１図のＥの位置
）、第３図に示すように太陽電池からはずれる光量の割
合がふえ、光学系効率が下がり、結局太陽電池の出力は
あまり上らない。
本発明は、上記のような欠点に鑑み、太陽電池に対して
均一で、高い光強度を与え、しかも太陽電池からはずれ
る光量を少なくした、高出力の得られるフレネルレンズ
を使用した集光型太陽電池装置を提供するものである。
均一で、高い光強度を与え、しかも太陽電池からはずれ
る光量を少なくした、高出力の得られるフレネルレンズ
を使用した集光型太陽電池装置を提供するものである。
本発明は、第４図に示すようにフレネルレンズ１０の各
プリズムＩに入射する平行光線８の、光軸６上での交点
とレンズ中心間の距離（以下、各プリズムの焦点距離と
称する）を、光軸から離れた距離にあるプリズムはど（
端部に近いものほど）レンズ面に近くしたものである。
プリズムＩに入射する平行光線８の、光軸６上での交点
とレンズ中心間の距離（以下、各プリズムの焦点距離と
称する）を、光軸から離れた距離にあるプリズムはど（
端部に近いものほど）レンズ面に近くしたものである。
すなわち、フレネルレンズ１０の中央部のプリズムの焦
点距離を長くし、端部にゆくほど短かくしたものである
。
点距離を長くし、端部にゆくほど短かくしたものである
。
こうすることにより、光軸上の一点への光の集中をさげ
、光軸から外側へも光を分散させることが可能となる。
、光軸から外側へも光を分散させることが可能となる。
太陽電池セル１１はフレネルレンズの各プリズムの焦点
距離のうち最も近い距離よりさらにレンズよりに設ける
ことにより本発明の効果は向上する。
距離のうち最も近い距離よりさらにレンズよりに設ける
ことにより本発明の効果は向上する。
また各プリズム７の焦点距離を次式に近似させれば、本
発明の効果は特に顕著である。
発明の効果は特に顕著である。
（ただし、Ｆｍは光軸からｍ番目のプリズムの焦点距離
、Ｘｍは光軸からｍ番目のプリズム環までの半径、ａ、
ｂは定数） なお、上式においてａ、ｂを適当に選択することにより
、均一な光強度分布の範囲を変えることができる。
、Ｘｍは光軸からｍ番目のプリズム環までの半径、ａ、
ｂは定数） なお、上式においてａ、ｂを適当に選択することにより
、均一な光強度分布の範囲を変えることができる。
本発明のフレネルレンズによる光強度分布を第５図に示
す。
す。
この図より明らかなように太陽電池セル９上にはほぼ均
一に、しかも高い集光比で光を照射でき太陽電池セル９
からはずれる光量もほとんどない。
一に、しかも高い集光比で光を照射でき太陽電池セル９
からはずれる光量もほとんどない。
第６図に太陽電池のＶ−Ｉ特性を示す。
本図においてａは第１図に示す焦点Ｆの上に太陽電池セ
ルを設置した場合の、ｂは第１図のＥに太陽電池セルを
設置した場合の、Ｃは本発明のフレネルレンズを用いた
場合の太陽電池セルのＶ−Ｉ特性をそれぞれ示す。
ルを設置した場合の、ｂは第１図のＥに太陽電池セルを
設置した場合の、Ｃは本発明のフレネルレンズを用いた
場合の太陽電池セルのＶ−Ｉ特性をそれぞれ示す。
本発明によるフレネルレンズ１０を用いた集光装置によ
り、太陽電池の出力は従来に比べ約２５％増加した。
り、太陽電池の出力は従来に比べ約２５％増加した。
第７図に本発明の円形フレネルレンズ１０を用いた集光
型太陽電池装置θつ１実施例を示す。
型太陽電池装置θつ１実施例を示す。
本発明のフレネルレンズ１０の下方には当然太陽電池９
が配置されている。
が配置されている。
また、太陽電池セル９を線状配列するときあるいは長尺
の太陽電池セル１２を用いるときは、第８図に示すよう
な線形フレネルレンズ１１を用いることも可能である。
の太陽電池セル１２を用いるときは、第８図に示すよう
な線形フレネルレンズ１１を用いることも可能である。
この場合も線形フレネルレンズ１１による光強度は太陽
電池９，１２上に均一に集光させるようにしである。
電池９，１２上に均一に集光させるようにしである。
本実施例のように線形のフレネルレンズ１１および長尺
の太陽電池セル１２を用いれば大規模の太陽熱発電装置
の組立てが容易となる。
の太陽電池セル１２を用いれば大規模の太陽熱発電装置
の組立てが容易となる。
本発明は太陽電池を利用した太陽光発電以外にも太陽熱
発電などへの利用も可能である。
発電などへの利用も可能である。
第１図は従来のフレネルレンズの集光状態を説明する図
、第２図および第３図は従来のフレネルレンズの光強度
分布を示す図、第４図は本発明のフレネルレンズの集光
を説明する図、第５図は本発明のフレネルレンズの光強
度分布を示す図、第６図は従来と本発明のフレネルレン
ズにより集光した光による太陽電池のＶ−Ｉ特性図、第
７図は本発明の円形フレネルレンズを用いた集光装置の
実施例を示す斜視図、第８図は本発明の別の実施例を示
す断面斜視図である。 ７・・・・・・本発明のフレネルレンズの各プリズム、
９・・・・・・太陽電池、１０・・・・・・本発明のフ
レネルレンズ。
、第２図および第３図は従来のフレネルレンズの光強度
分布を示す図、第４図は本発明のフレネルレンズの集光
を説明する図、第５図は本発明のフレネルレンズの光強
度分布を示す図、第６図は従来と本発明のフレネルレン
ズにより集光した光による太陽電池のＶ−Ｉ特性図、第
７図は本発明の円形フレネルレンズを用いた集光装置の
実施例を示す斜視図、第８図は本発明の別の実施例を示
す断面斜視図である。 ７・・・・・・本発明のフレネルレンズの各プリズム、
９・・・・・・太陽電池、１０・・・・・・本発明のフ
レネルレンズ。
Claims (1)
- １ 同心円環状に配列されるプリズムを一体的に連結し
て成るフレネルレンズと、該フレネルレンズを介して照
射される光を受光する太陽電池素子と、を具備して成る
集光型太陽電池装置に於いて、前記プリズムの各々の集
光点を前記フレネルレンズの光軸上でかつ中央部に接近
するものに従って順次前記フレネルレンズより離間する
位置へ設定し、前記太陽電池素子の受光面を前記各プリ
ズムの集光点より前記フレネルレンズに近接する光軸上
に配置したことを特徴とする集光型太陽電池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53028213A JPS5834803B2 (ja) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | 集光型太陽電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53028213A JPS5834803B2 (ja) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | 集光型太陽電池装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54121149A JPS54121149A (en) | 1979-09-20 |
| JPS5834803B2 true JPS5834803B2 (ja) | 1983-07-29 |
Family
ID=12242355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53028213A Expired JPS5834803B2 (ja) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | 集光型太陽電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5834803B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1138350B (it) * | 1981-05-19 | 1986-09-17 | Siv Soc Italiana Vetro | Rifrattore fisso a profilo asimmetrico idoneo alla concentrazione di energia solare su un opportuno piano di raccolta |
| IT1150272B (it) * | 1982-03-11 | 1986-12-10 | Siv Soc Italiana Vetro | Rifrattore a prismi atto a concentrare energia solare,su un opportuno piano di raccolta,rimanendo in posizione fissa nel tempo |
| JPH0712637Y2 (ja) * | 1988-02-12 | 1995-03-29 | ワイケイケイ株式会社 | 電動遮閉装置の太陽電池パネル取付装置 |
| JP2002317866A (ja) | 2001-02-13 | 2002-10-31 | Ricoh Co Ltd | 駆動装置、駆動装置の製造方法、走行体移動装置及び画像読み取り装置 |
| ITTO20030734A1 (it) | 2003-09-24 | 2005-03-25 | Fiat Ricerche | Concentratore di luce multifocale per un dispositivo per la conversione di radiazione, ed in particolare per la conversione della radiazione solare in energia elettrica, termica o chimica. |
| US20090223553A1 (en) * | 2003-12-11 | 2009-09-10 | World Energy Solutions Pty Ltd. | Solar energy collection system |
| JP2010109045A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Konica Minolta Holdings Inc | 集光型太陽電池モジュール |
| JPWO2010061636A1 (ja) * | 2008-11-27 | 2012-04-26 | 日本カーバイド工業株式会社 | 調光型太陽光発電モジュール用光学層、及び、調光型太陽光発電モジュール、及び、調光型太陽光発電パネル |
| JP2014057094A (ja) * | 2013-11-19 | 2014-03-27 | Technic Solar Ltd | 太陽エネルギー捕集システム |
| GB201911080D0 (en) * | 2019-08-02 | 2019-09-18 | Heliac Aps | Safety lens |
-
1978
- 1978-03-14 JP JP53028213A patent/JPS5834803B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54121149A (en) | 1979-09-20 |
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