JPS63318503A - 光収集装置 - Google Patents
光収集装置Info
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- JPS63318503A JPS63318503A JP62155818A JP15581887A JPS63318503A JP S63318503 A JPS63318503 A JP S63318503A JP 62155818 A JP62155818 A JP 62155818A JP 15581887 A JP15581887 A JP 15581887A JP S63318503 A JPS63318503 A JP S63318503A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、海底または湖底を利用した藻類栽培或いは養
殖漁場での魚礁等に藻類を付着生育させるために必要な
光を、太陽光の伝送に工って供給する光収集装置、に関
する。
殖漁場での魚礁等に藻類を付着生育させるために必要な
光を、太陽光の伝送に工って供給する光収集装置、に関
する。
く従来の技術〉
従来、自然光の届かない場所での植物栽培に、人工光源
に頼っているが、海岸や湖水でに電線を引くことが困難
であり、筐た電球を水底で作動させるごとも防水等の面
で困難を伴う。これを避けるため光ファイバーによる太
陽光伝送が考えられる。太陽光をレンズ系で集束して光
ファイバーに導入する方法については、特開昭５６−６
７８０５号特開昭５８−２１２２３号、特開昭５８−１
８７２６８号特開昭５８−１３７８０２号等がある。ま
た、太陽光を蛍光集光板（以下ＬＣ板と記す）の表面か
ら入射させ、蛍光体からの発光成分をＬＣ板の側面に置
いた太陽電池に入射させる方法も知られている（Ａ、Ｍ
、）（ｅｒｍａｎｎ、５ｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｖ
ｏｌ、２９゜３２３頁、１９８２）。
に頼っているが、海岸や湖水でに電線を引くことが困難
であり、筐た電球を水底で作動させるごとも防水等の面
で困難を伴う。これを避けるため光ファイバーによる太
陽光伝送が考えられる。太陽光をレンズ系で集束して光
ファイバーに導入する方法については、特開昭５６−６
７８０５号特開昭５８−２１２２３号、特開昭５８−１
８７２６８号特開昭５８−１３７８０２号等がある。ま
た、太陽光を蛍光集光板（以下ＬＣ板と記す）の表面か
ら入射させ、蛍光体からの発光成分をＬＣ板の側面に置
いた太陽電池に入射させる方法も知られている（Ａ、Ｍ
、）（ｅｒｍａｎｎ、５ｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｖ
ｏｌ、２９゜３２３頁、１９８２）。
〈発明が解決しょうとする問題点〉
従来知られている光ファイバーによる太陽光伝送技術で
は、レンズ系を使って集光し精密な太陽追尾を必要とす
ることから、水上設置を目的とする場合には適用できな
い。一方、ＬＣ板による集光装置は、集束光を太陽電池
に入射させることを目的としており、光の直接利用のた
めに光ファイバーと組み合わせる様な意図をもつもので
はない。
は、レンズ系を使って集光し精密な太陽追尾を必要とす
ることから、水上設置を目的とする場合には適用できな
い。一方、ＬＣ板による集光装置は、集束光を太陽電池
に入射させることを目的としており、光の直接利用のた
めに光ファイバーと組み合わせる様な意図をもつもので
はない。
また、これらの技術では、太陽光を全部光の１まで、利
用するか、全部を電気に変換するかの何れか一方を目的
としており、光と電気を使用者の要求に応じて供給する
ような配慮はなされていない。その他、ＬＣ板の発光波
長を目的に合わせて調整することは従来技術では必要と
されていなかった０ く問題を解決するための手段〉 本発明は、太陽追尾を必要としないＬＣ板を用い太陽光
を集束して端部エフ放出する装置を提供する。放出光の
波長に、藻類の光合成に要求される範囲に入る工うにＬ
Ｃ板に添加する蛍光体材料を選択して用いることにエフ
調節する。
用するか、全部を電気に変換するかの何れか一方を目的
としており、光と電気を使用者の要求に応じて供給する
ような配慮はなされていない。その他、ＬＣ板の発光波
長を目的に合わせて調整することは従来技術では必要と
されていなかった０ く問題を解決するための手段〉 本発明は、太陽追尾を必要としないＬＣ板を用い太陽光
を集束して端部エフ放出する装置を提供する。放出光の
波長に、藻類の光合成に要求される範囲に入る工うにＬ
Ｃ板に添加する蛍光体材料を選択して用いることにエフ
調節する。
更に、ＬＣ板を設置する水面上の浮体の灯標等に用いる
電力を必要とする場合には、ＬＣ板の裏側に太陽電池セ
ルを取り付けたモジュールを構成することで対処する。
電力を必要とする場合には、ＬＣ板の裏側に太陽電池セ
ルを取り付けたモジュールを構成することで対処する。
く作用〉
本発明によれば、太陽光を平板状の装置で必要とする波
長の光に変換後集束して放出することができるので、容
易に光ファイバーへの光導入が可能となり、同時に従来
集光装置の設置が不可能であ、った水面上での集光も可
能となる。
長の光に変換後集束して放出することができるので、容
易に光ファイバーへの光導入が可能となり、同時に従来
集光装置の設置が不可能であ、った水面上での集光も可
能となる。
一方、光利用に寄与できない波長域の光は例えば光発電
に利用し、水面上の浮体（ＬＣ板を置く）に必要な電力
を供給することとする。
に利用し、水面上の浮体（ＬＣ板を置く）に必要な電力
を供給することとする。
〈実施例〉
第１図は、本発明の実施例に供する光収集板ｌを示す斜
視図である。光収集板１は、蛍光体３を散在させたガラ
スまたは樹脂材料エリなるＬＣ板部２と蛍光体を含まな
いガラスまたに樹脂材料エフなる光ガイド部４ニジなる
ＯＬＣ板部は蛍光体からの発光の大部分が表面で全反射
を示すように屈折率が表面に向って小さくなる工うに調
節され、また光ガイド部４と接する面取外の三側面には
反射板（又は膜）６が取り付けられて側面からの光流出
を避ける工うに構成されていて、殆んどの発光成分は光
ガイド部へ導かれる。第１図は説明の容易さを図るため
に光ガイド部を一つの側面に設けた例を示しているが、
光ガイド部に至る行程での損失を少なくするためには、
全側面に光ガイド部を設けることが最善である。
視図である。光収集板１は、蛍光体３を散在させたガラ
スまたは樹脂材料エリなるＬＣ板部２と蛍光体を含まな
いガラスまたに樹脂材料エフなる光ガイド部４ニジなる
ＯＬＣ板部は蛍光体からの発光の大部分が表面で全反射
を示すように屈折率が表面に向って小さくなる工うに調
節され、また光ガイド部４と接する面取外の三側面には
反射板（又は膜）６が取り付けられて側面からの光流出
を避ける工うに構成されていて、殆んどの発光成分は光
ガイド部へ導かれる。第１図は説明の容易さを図るため
に光ガイド部を一つの側面に設けた例を示しているが、
光ガイド部に至る行程での損失を少なくするためには、
全側面に光ガイド部を設けることが最善である。
光ガイド部４に光放出端５に向って集束した形状をもち
、この部分も表面で全反射を示す工うに反射膜を設ける
か屈折率の調節を行なうように構成される。
、この部分も表面で全反射を示す工うに反射膜を設ける
か屈折率の調節を行なうように構成される。
光放出端は、光フアイバ端部に類似した形状と寸法をも
ちファイバとの結合を容易にする。
ちファイバとの結合を容易にする。
第２図は、光収集板１の断面図で、太陽光７を蛍光体３
が吸収して蛍光８を発し、その発光成分が光ガイド部４
を経て光放出端５がら光ファイバー９へ導入される状態
を示す。
が吸収して蛍光８を発し、その発光成分が光ガイド部４
を経て光放出端５がら光ファイバー９へ導入される状態
を示す。
光ファイバーに入った光は水底のファイバ一端部より放
出され藻類の光合成に使われる。第３図は藻類の光合成
で光吸収の役割りを担っている色素の吸収スペクトルで
ある（Ｇ、Ｅ、Ｆｏｇｇ著、柴田訳、光合成、２７頁、
共立出版）ｏ＄線１０［紅藻に含まれる色素フィユエリ
スリンの、また曲線ＩＩは藍藻に含まれる色素フィコシ
アニンの吸収スペクトルである。これらの曲線かられか
るように、藻類の光合成に寄与できる波長域は限られて
おり、使用する蛍光体はその発光スペクトルが藻類の吸
光スペクトルと工くマツチングしているものを選定する
必要がある。
出され藻類の光合成に使われる。第３図は藻類の光合成
で光吸収の役割りを担っている色素の吸収スペクトルで
ある（Ｇ、Ｅ、Ｆｏｇｇ著、柴田訳、光合成、２７頁、
共立出版）ｏ＄線１０［紅藻に含まれる色素フィユエリ
スリンの、また曲線ＩＩは藍藻に含まれる色素フィコシ
アニンの吸収スペクトルである。これらの曲線かられか
るように、藻類の光合成に寄与できる波長域は限られて
おり、使用する蛍光体はその発光スペクトルが藻類の吸
光スペクトルと工くマツチングしているものを選定する
必要がある。
第４図は、透明プラスチック板中に蛍光染料を加えて作
製した市販ＬＣ板の中で第３図の吸収特性をもつ藻類に
使用できるものの発光スペクトルである（ＢＡＳＦ
ＪＡＰＡＮ Ｌｔｄ社技術資料）。曲線１２は、紅藻の
吸光スペクトル（第３図曲線１１）によくマツチし・て
いるといえる。曲線ｔａＵ、藍藻の吸光領域に発光領域
が入ってはいるがピーク波長が両者間で５０ｎｍ程ズし
ており光吸収効率（吸収光量／供給光量）に紅藻の場合
、ｃｖかなり低くなる。このように、生育目標とする藻
類の種類にエフ使用する蛍光体を選ぶことは重要であり
、本発明の実施に当っても蛍光体の種類、混合比、添加
量を調節して発光−吸光スペクトルの合致を図ったＬＣ
板を選択して使用した。
製した市販ＬＣ板の中で第３図の吸収特性をもつ藻類に
使用できるものの発光スペクトルである（ＢＡＳＦ
ＪＡＰＡＮ Ｌｔｄ社技術資料）。曲線１２は、紅藻の
吸光スペクトル（第３図曲線１１）によくマツチし・て
いるといえる。曲線ｔａＵ、藍藻の吸光領域に発光領域
が入ってはいるがピーク波長が両者間で５０ｎｍ程ズし
ており光吸収効率（吸収光量／供給光量）に紅藻の場合
、ｃｖかなり低くなる。このように、生育目標とする藻
類の種類にエフ使用する蛍光体を選ぶことは重要であり
、本発明の実施に当っても蛍光体の種類、混合比、添加
量を調節して発光−吸光スペクトルの合致を図ったＬＣ
板を選択して使用した。
第５図は、ＬＣ板２の裏側に太陽電池Ｉ４を取り付けた
構成を示す。この構成に、ｃｎば光収集板を水面上に設
置した場合に必要となる電力を供給するのに有効であり
、更にＬＣ板に通常の太陽電池モジュールの表板の機能
を付与することができるので、別途に太陽電池モジュー
ルを設置するエフは、経済的に有利である。全体エネル
ギーを考えても、入射太陽光の未吸収分（透過分）を利
用蛍光体を限定して使う場合にその蛍光体の吸収波長領
域も限られたものになる。この之め透過光量に多種の蛍
光体を使って光収集率を高＜Ｌ７ｔＬＣ板に比較して多
くなり、従って太陽電池への入射光量も多くなることか
ら特に有利である。第５図に、原理的な取付状態を示し
ているが、太陽電池の動作信頼性を得るためには通常の
太陽電池モジュールと同様の封入技術を適用することに
なる。
構成を示す。この構成に、ｃｎば光収集板を水面上に設
置した場合に必要となる電力を供給するのに有効であり
、更にＬＣ板に通常の太陽電池モジュールの表板の機能
を付与することができるので、別途に太陽電池モジュー
ルを設置するエフは、経済的に有利である。全体エネル
ギーを考えても、入射太陽光の未吸収分（透過分）を利
用蛍光体を限定して使う場合にその蛍光体の吸収波長領
域も限られたものになる。この之め透過光量に多種の蛍
光体を使って光収集率を高＜Ｌ７ｔＬＣ板に比較して多
くなり、従って太陽電池への入射光量も多くなることか
ら特に有利である。第５図に、原理的な取付状態を示し
ているが、太陽電池の動作信頼性を得るためには通常の
太陽電池モジュールと同様の封入技術を適用することに
なる。
第６図は、光収集板Ｉの光入射面側に太陽電池１４を取
り付け、更に光収集板の裏側には反射板（膜）６を設け
た構成を示す０この構成では、第５図とは逆に太陽電池
１４で吸収しなかった光をＬＣ板２で吸収することにな
るので、蛍光体としては、吸収波長が太陽電池で吸収で
きない長波長領域（シリコン結晶型太陽電池で１．２０
０ｎｍ以上の赤外域）にあり且つ発光波長が藻類の吸収
領域にあるものを使用する場合有効となる。この工うな
性質を示す蛍光体としては、赤外光を二重励起して緑色
の発光ピーク（５４０ｎｍ）を示すＹＦ３：Ｙｂ、Ｅｒ
が既に実用化されているので、紅藻生育用として使用で
きる。また、第６図の構成ではＬＣ板の裏面には反射板
を設けて蛍光の裏面からの洩出を防いでいる。さらにこ
の裏面反射成分及び蛍光体直接発蛍光成分の中でＬＣ板
の表面への入射角度が全反射条件を満たさないため表面
から洩出する光の大部分は表面に取り付けられた太陽電
池に吸収され電気出力に寄与するので、蛍光発光の殆ん
どを利用できるという利点を生じる。
り付け、更に光収集板の裏側には反射板（膜）６を設け
た構成を示す０この構成では、第５図とは逆に太陽電池
１４で吸収しなかった光をＬＣ板２で吸収することにな
るので、蛍光体としては、吸収波長が太陽電池で吸収で
きない長波長領域（シリコン結晶型太陽電池で１．２０
０ｎｍ以上の赤外域）にあり且つ発光波長が藻類の吸収
領域にあるものを使用する場合有効となる。この工うな
性質を示す蛍光体としては、赤外光を二重励起して緑色
の発光ピーク（５４０ｎｍ）を示すＹＦ３：Ｙｂ、Ｅｒ
が既に実用化されているので、紅藻生育用として使用で
きる。また、第６図の構成ではＬＣ板の裏面には反射板
を設けて蛍光の裏面からの洩出を防いでいる。さらにこ
の裏面反射成分及び蛍光体直接発蛍光成分の中でＬＣ板
の表面への入射角度が全反射条件を満たさないため表面
から洩出する光の大部分は表面に取り付けられた太陽電
池に吸収され電気出力に寄与するので、蛍光発光の殆ん
どを利用できるという利点を生じる。
こ＼で用いる太陽電池に、通常の技術にエフ裏面電極を
櫛状に形成するか、或いは透明電極を形成したものとす
る。また第５図の場合と同様に、動作信頼性を得るため
には太陽電池モジュールの封入技術を適用することがで
きる。
櫛状に形成するか、或いは透明電極を形成したものとす
る。また第５図の場合と同様に、動作信頼性を得るため
には太陽電池モジュールの封入技術を適用することがで
きる。
〈発明の効果〉
以上述べたように、本発明に工れば従来困難であった水
面上での太陽光の集光と光ファイバへの導入を容易にし
、′！几光の直接利用と光発電を併用して太陽エネルギ
ーの有効・多目的利用を果友すことができる。
面上での太陽光の集光と光ファイバへの導入を容易にし
、′！几光の直接利用と光発電を併用して太陽エネルギ
ーの有効・多目的利用を果友すことができる。
その結果、太陽光が届かないため藻類の生育ができない
水中に、水面上から生育に必要な波長域の光を送る装置
の実現が可能となり、領海内、或いは湖、ダムでの利用
可能水域を大きく拡大する効果を生じる。
水中に、水面上から生育に必要な波長域の光を送る装置
の実現が可能となり、領海内、或いは湖、ダムでの利用
可能水域を大きく拡大する効果を生じる。
第１図は、本発明の一実施例の説明に供する光収集板の
斜視図、第２図は光収集板の長さ方向中心断面図、第３
図は海藻に含まれる色素の光吸収スペクトル図、第４図
は市販蛍光集光板の発光スペクトル図、第５図は蛍光集
光板裏面への太陽電池取付状況を示す断面図、第６図は
裏面に反射板を備えた蛍光集光板の光入射面への太陽電
池取付状況を示す断面図である。 １・・・光収集板、２・・・蛍光集光板部、３・・・蛍
光体、４・・・光ガイド部、５・・・光放出端、６・・
・反射板（または膜）、７・・・太陽光、８・・・蛍光
、９・・・光ファイバ、１０・・・紅藻に含まれる色素
の光吸収スペクトル、１１・・・藍藻に含′！れる色素
の光吸収スペクトル、１２・・・緑色蛍光集光板の発光
スペクトル、１３・・・黄色蛍光集光板の発光スペクト
ル、１４・・・太陽電池、ｌ ５・・・リード線。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至 （他１名）第１図 ４４２印 第３図 第４図 →５図 ：ａ６図
斜視図、第２図は光収集板の長さ方向中心断面図、第３
図は海藻に含まれる色素の光吸収スペクトル図、第４図
は市販蛍光集光板の発光スペクトル図、第５図は蛍光集
光板裏面への太陽電池取付状況を示す断面図、第６図は
裏面に反射板を備えた蛍光集光板の光入射面への太陽電
池取付状況を示す断面図である。 １・・・光収集板、２・・・蛍光集光板部、３・・・蛍
光体、４・・・光ガイド部、５・・・光放出端、６・・
・反射板（または膜）、７・・・太陽光、８・・・蛍光
、９・・・光ファイバ、１０・・・紅藻に含まれる色素
の光吸収スペクトル、１１・・・藍藻に含′！れる色素
の光吸収スペクトル、１２・・・緑色蛍光集光板の発光
スペクトル、１３・・・黄色蛍光集光板の発光スペクト
ル、１４・・・太陽電池、ｌ ５・・・リード線。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至 （他１名）第１図 ４４２印 第３図 第４図 →５図 ：ａ６図
Claims (1)
- １、蛍光体を含有した集光板と、該集光板に設けられた
光ガイド部と、該光ガイド部より光ファイバーを介して
水中に配設される光放出部と、を具備して成り、前記光
ガイド部は収集光が全反射する内表面で形成されている
ことを特徴とする光収集装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62155818A JPS63318503A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 光収集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62155818A JPS63318503A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 光収集装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63318503A true JPS63318503A (ja) | 1988-12-27 |
Family
ID=15614150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62155818A Pending JPS63318503A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 光収集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63318503A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1565770A1 (en) * | 2002-10-24 | 2005-08-24 | Fluorosolar Systems Limited | A light transfer component |
| WO2005111693A1 (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Olympus Corporation | 頭部装着型画像表示装置 |
| KR101101417B1 (ko) * | 2010-02-11 | 2012-01-02 | 경북대학교 산학협력단 | 평면형 집광 장치 및 광전 변환 장치 |
-
1987
- 1987-06-22 JP JP62155818A patent/JPS63318503A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1565770A1 (en) * | 2002-10-24 | 2005-08-24 | Fluorosolar Systems Limited | A light transfer component |
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