JPWO2013015190A1 - 太陽光集光用ミラー及び当該太陽光集光用ミラーを有する太陽熱発電システム - Google Patents

Abstract

タワー式太陽熱発電システムのように、反射鏡から集熱器までの距離が数十メートルから数百メートルと長距離となる太陽熱発電システムにおいても、高い集光効率を得ることができ、しかも、容易かつ安価に製造でき、加えて、様々な曲率の凹面鏡も容易に得ることができる太陽光集光用ミラー及びそれを用いた太陽熱発電システムを提供する。基板の突出部が、反射部の内接円の位置を基準位置として、それより径方向外側における反射部の裏面を付勢するようにし、それにより基準位置より径方向外側における反射部の表面が、Ｚ方向表面側に曲がるようにした。

Description

本発明は、太陽光集光用ミラーと、それを用いた太陽熱発電システムに関する。

近年、石油、天然ガス等の化石燃料エネルギーに代わるエネルギーとしては現在、バイオマスエネルギー、核エネルギー、風力エネルギー、太陽エネルギー等の自然エネルギーの検討がなされているが、化石燃料の代替エネルギーとして最も安定しており、且つ量の多い自然エネルギーとして、太陽エネルギーの利用が有望であると考えられている。しかしながら、太陽エネルギーは非常に有力な代替エネルギーであるものの、これを活用する観点からは、（１）太陽エネルギーのエネルギー密度が低いこと、（２）太陽エネルギーの貯蔵及び移送が困難であること等が問題となると考えられる。

太陽エネルギーの上記課題に対し、太陽エネルギーのエネルギー密度が低いという問題は、巨大な反射装置で太陽エネルギーを集めることによって解決する方法が提案されている。そのような太陽熱発電システムの一つとして、例えば特許文献１に記載されているようなタワー式太陽熱発電システムが挙げられる。このシステムは、略円状や略扇状に並べられた複数の反射鏡と、中央部に設置されたタワーとを有し、反射鏡でタワーにある集熱部に太陽光を集中させることで集光し、その熱を利用して発電するものである。

ここで、タワー式太陽熱発電システムのように、反射鏡から集熱部までの距離が数十メートルから数百メートルと長距離となる太陽熱発電システムにおいては、集光効率において未だ充分ではなく、更なる集光効率の改善が求められている。その点について以下に詳述する。

太陽光線は完全な平行光ではなく、視野角０．５２°〜０．５４°に相当する角度範囲の傾きをもった光線である。反射鏡から集熱部までの距離が数メートルと短い場合、この太陽光の視野角はほとんど無視できる。しかしながら、タワー式太陽熱発電システムのように、反射鏡から集熱部までの距離が長くなる場合、反射鏡が平面鏡であると、太陽光線を反射した光線のうち視野角に相当する成分の光線が集光距離に比例して拡散するため、集熱部の限られた受光面積で反射光線全部を受け切れず、そのために集光効率が低下してしまうという問題があった。

その問題を解消するため、特許文献１の図６に記載されるような複数の平面鏡を組み合わせて疑似凹面鏡を構成するという構成も考えられてはいるが、そのような疑似の凹面鏡では、集光効率の観点からまだ十分とは言えなかった。

更に、平面の組み合わせではなく曲面からなる凹面鏡を得るためには複雑な製造工程を必要とし、簡便かつ安価に当該凹面鏡を得ることは困難であった。特に、タワー式太陽熱発電システムに凹面鏡を用いる場合は、集熱部から反射鏡までの距離に応じて凹面の曲率を変える必要があるため、そのような様々な曲率の凹面鏡を安価に製造することは更に困難であり、そのような様々な曲率の凹面鏡を複数有する太陽熱発電システムは必然的に高価なものとなる。

そこで、タワー式太陽熱発電システムのように、反射鏡から集熱部までの距離が数十メートルから数百メートルと長距離となる太陽熱発電システムにおいても、高い集光効率を得ることができ、しかも、容易かつ安価に製造でき、加えて、様々な曲率の凹面鏡も容易に得ることができる太陽光集光用ミラーが求められていた。

特開２００９−２１８３８３号公報

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、タワー式太陽熱発電システムのように、反射鏡から集熱部までの距離が数十メートルから数百メートルと長距離となる太陽熱発電システムにおいても、高い集光効率を得ることができ、しかも、容易かつ安価に製造でき、加えて、様々な曲率の凹面鏡も容易に得ることができる太陽光集光用ミラー及びそれを用いた太陽熱発電システムを提供することである。

請求項１に記載の本発明は、太陽光集光用ミラーであって、
変形可能な多角形状の反射部と、多角形状の基板とを有し、
前記基板は、前記反射部の内接円の位置を基準位置として、それより径方向外側における前記反射部の裏面を付勢する突出部を有し、それにより前記基準位置より径方向外側における前記反射部の表面が、Ｚ方向表面側に曲がるようにしていることを特徴とする。

本発明者は鋭意研究の結果、ミラーとして用いる反射部の弾性変形を利用することにより、曲面からなる凹面鏡を容易に得ることができることを見出した。特に、本発明者は、反射部を弾性変形させ、中心部と周辺部とのＺ方向の相対位置を変えることで凹状のミラー構造を得ることにより、単なる曲面ではなく、略放物面形状の曲面からなる凹面鏡を容易に得られるため、反射部から集熱部までの距離が長距離であっても、非常に高い集光効率を得られることを見出したのである。

しかるに、反射部を例えば円形とすると、ミラーを地上に敷き詰めた際に、ミラー同士の間に非反射部が生じ、太陽光を有効に利用できないこととなる。そこで、太陽光を有効に利用するためには、ミラーを極力スキマなく敷き詰めるべく、反射部を多角形状（例えば矩形）とする必要がある。ところが、このような反射部を略放物面形状に近づけるように変形させるためには、反射部の中央部に対して、その裏面における内接円に相当する位置をＺ方向に押し出すことが有効であるが、このとき、内接円より径方向外側では反射部の角度が一様になり、効率的な集光を行えない恐れがある。

そこで、本発明においては、前記基板の突出部が、前記反射部の内接円の位置を基準位置として、それより径方向外側における前記反射部の裏面を付勢するようにし、それにより前記基準位置より径方向外側における前記反射部の表面が、Ｚ方向表面側に曲がるようにしたのである。「Ｚ方向表面側に曲がる」とは、前記基準位置における前記反射部表面の接線に対して、径方向外側における前記反射部の表面が、Ｚ方向表面側にシフトしていることをいう。

また、多角形状の反射部を凹面にする際に、反射部の角部に近い領域は無理な力がかかり歪みを生じる可能性が高くなる。この歪んでいる部分においては、光が所望の方向に反射せず、光の反射効率の低下を招く恐れがある。また、この歪んでいる部分から反射部が劣化しやすくなり、長期に渡って高い反射性能を維持することが困難となる可能性が高まってしまう。そこで、反射部の内接円の径方向外側における反射部の裏面を付勢することにより、この歪みを減らすことができ、光の反射効率の低下を防ぎ、高い反射性能を長期にわたって維持することが可能となる。

請求項２に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項１の発明において、前記反射部の中心部は、前記反射部のＸ方向及びＹ方向の位置が固定されており、前記反射部の前記中心部と、前記反射部の周辺部との、Ｚ方向の相対位置が可変であり、前記反射部の前記周辺部は、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の位置が固定されておらず、前記反射部を弾性変形させ、前記中心部と前記周辺部との前記Ｚ方向の相対位置を変えることにより、凹状のミラー構造を得ることを特徴とする。

本発明の効果を有効に発揮するために、反射部の中心部は、Ｘ方向及びＹ方向の位置が固定されているが、反射部の周辺部及び突出部との当接点は、Ｘ方向及びＹ方向の位置が固定されておらず、中心部と周辺部のＺ方向の相対位置を変えたときに、周辺部（基準位置より径方向外側の領域を含む）の位置は或る程度自由度があり、相対移動が可能即ち、ずれることができることが望ましい。そのため、反射部を弾性変形させて凹面鏡を形成した際に、周辺部に過大な応力が生じる事がなく、周辺部における凹面鏡の歪を少なくすることができる。周辺部におけるミラーの歪を少なくすることにより、主に以下に挙げる二つのメリットを享受することができる。

第１のメリットは、周辺部における凹面鏡の歪を少なくすることができるため、周辺部における集光効率の低下も発生しにくく、更なる集光効率の向上に寄与できる、という点である。

第２のメリットについて、以下に詳述する。太陽光集光用ミラーは、屋外で用いられるものであり、太陽光による熱や紫外線、風雨、砂嵐等にさらされるため、周辺部において凹面鏡の歪が発生すると、その歪んだ部分を中心に外部環境による凹面鏡の劣化が促進されてしまうという問題がある。しかしながら、周辺部における凹面鏡の歪を少なくすることによって、屋外での使用に関わらず、太陽光集光用ミラーの性能の長期維持が可能となる。

尚、周辺部と中心部のＸ方向、Ｙ方向の位置を共に固定し、Ｚ方向の相対位置のみを変えることにより凹面鏡を形成する場合は、周辺部に歪が生じてしまうため、集光効率と使用期間の点で、周辺部を固定しない方が優れているといえる。例えば、気圧変化等によってミラーを凹面ミラーに変形させる構成の場合は、反射部の周辺部が支持体に密着し、気密状態にする必要があるため、周辺部のＸ方向、Ｙ方向の位置が固定されてしまい、周辺部が歪むため、上述の課題が発生してしまう。

請求項３に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項１又は２の発明において、前記突出部は、前記Ｚ方向の突出量を調節可能となっていることを特徴とする。これにより、前記基準位置より径方向外側における前記反射部の表面の形状を所望の形状に調整できる。

請求項４に記載の太陽光集光ミラーは、請求項２又は３に記載の発明において、前記太陽光集光用ミラーは弾性変形可能な構造体を有し、前記反射部は、前記構造体の表面に形成されており、前記反射部が形成された前記構造体の中心部は、Ｘ方向及びＹ方向の位置が固定されており、前記反射部が形成された前記構造体の前記中心部と、前記反射部が形成された前記構造体の周辺部との、Ｚ方向の相対位置が可変であり、前記反射部が形成された前記構造体の前記周辺部は、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の位置が固定されておらず、前記反射部が形成された前記構造体を弾性変形させ、前記中心部と前記周辺部との前記Ｚ方向の相対位置を変えることにより、凹状のミラー構造を得ることを特徴とする。

例えば、反射部がフィルムミラーなどのように薄く剛性が低い素材である場合、単体では、弾性変形により凹面鏡を形成できたとしたとしても、表面が波打ち、集光効率を低下させる恐れがある。これに対し、反射部の裏面に弾性変形可能な構造体を固着させることで、反射部と構造体とを一体的に弾性変形した際に、反射部の波打ち等を有効に抑制できる。尚、反射部の裏面に構造体が設けられている場合、突出部は構造体を介して反射部の裏面を付勢することとなる。

請求項５に記載の太陽光集光ミラーは、請求項４に記載の発明において、前記基板と前記構造体との間に設けられ、前記内接円もしくはそれより径方向内側で、前記構造体に対して３点以上或いは周状に、前記構造体が相対移動可能に接触すると共に、前記構造体の前記Ｚ方向の高さを規制する支持構造体とを有し、
前記反射部が形成された前記構造体の前記中心部の前記Ｚ方向の位置又は、前記支持構造体の前記Ｚ方向の位置が可変であり、
前記中心部の前記Ｚ方向の位置又は、前記支持構造体の前記Ｚ方向の位置を変えることに伴い、前記反射部が形成された前記構造体の前記周辺部は前記支持構造体に接触しながら移動することにより、前記反射部が形成された前記構造体を弾性変形させ、凹状のミラー構造を得るようになっていることを特徴とする。

本発明によれば、前記基板と前記構造体との間に支持構造体を設けることで、前記反射部が形成された前記構造体の前記周辺部と、前記基板との相対移動を容易にでき、また、前記反射部が形成された前記構造体の前記周辺部のＺ方向の高さも規定できるため、これにより弾性変形による前記反射部の凹面鏡形状を高精度に確保できる。

請求項６に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項５に記載の発明において、前記反射部が形成された前記構造体の前記中心部の前記Ｚ方向の位置が可変であり、前記中心部の前記Ｚ方向の位置を変えることに伴い、前記反射部が形成された前記構造体の前記周辺部は前記支持構造体に接触しながら移動することにより、前記反射部が形成された前記構造体を弾性変形させ、凹状のミラー構造を得ることを特徴とする。

本発明によれば、前記反射部の中心部をＺ方向に変位させることで、容易に凹状のミラー構造を得ることができ、多数の太陽光集光用ミラーにおける曲率を、集熱部からの距離に合わせて簡単に設定できる。

請求項７に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項５又は６に記載された発明であって、前記支持構造体の形状は、Ｚ方向から見た際に、前記構造体の前記中心部を中心とし等距離に配置された形状であることを特徴とする。

支持構造体を上述のような構造とすることで、中心部と周辺部のＺ方向の相対位置を変化させた際に、歪みの少ないきれいな凹曲面を形成することができ、集光効率を向上することができるため好ましい。

請求項８に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項７に記載の発明であって、前記支持構造体の形状は、Ｚ方向から見た際に、前記構造体の前記中心部を中心としたリング状の形状であることを特徴とする。

支持構造体をリング状構造とすることで、中心部と周辺部のＺ方向の相対位置を変化させた際に、特に歪みの少ないきれいな凹曲面を形成することができ、集光効率を大きく向上することができるため好ましい。特に、支持構造体は前記内接円上又はその内側に設けるのが好ましい。つまり、支持構造体を設ける場合、突出部は支持構造体の外側に設けることが好ましい。

請求項９に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項４乃至８のいずれかに記載の発明において、前記反射部は、フィルムミラーであることを特徴とする。

フィルムミラーは、軽量で扱いやすく、安価であるという利点がある一方で、通常のガラスミラーに比べると平面性に劣り、平面鏡として用いると充分な集光効率が得られない場合がある。しかしながら本発明のように、弾性変形可能な構造体表面にフィルムミラーを固着することで弾性変形させて凹面状にすることで、平面性が劣るフィルムミラーであったとしても充分な集光効率を得ることができる。従って、フィルムミラーの軽量、安価という利点を活かしつつ、平面性が比較的低いという欠点を本発明によって補うことができる。

請求項１０に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記反射部は、薄板ガラスミラーであることを特徴とする。

薄板ガラスミラーは、フィルムミラーに比べ比較的高価ではあるが、ガラスの厚みによってはそれ自体である程度の剛性を有するため、フィルムミラーのように構造体に固着しなくても、単体で弾性変形させることで凹状のミラー構造を得ることができる。但し、薄板ガラスミラーのガラス厚みが非常に薄い場合は、構造体表面に固着させても良い。

請求項１１に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項１乃至１０のいずれかに記載の発明において、前記太陽光集光用ミラーは、太陽熱発電用ミラーであることを特徴とする。

請求項１２に記載の太陽熱発電システムは、少なくとも１つの集熱部と、請求項１１に記載の太陽光集光用ミラーとを有し、前記太陽光集光用ミラーは、太陽光を反射して前記集熱部に照射することを特徴とする。これにより、安価な太陽熱発電システムを形成できる。

請求項１３に記載の太陽光発電システムは、請求項１２に記載の発明において、前記集熱部の周囲に、前記太陽光集光用ミラーが複数配置されており、前記集熱部から、それぞれの前記太陽光集光用ミラーまでの距離に応じて、前記反射部の前記中心部と、前記反射部の前記周辺部との、Ｚ方向の相対位置を設定したことを特徴とする。本発明の太陽光集光ミラーを用いることで、その曲率を、集熱部からの距離に合わせて簡単に設定できるため、調整が容易である。

請求項１４に記載の太陽光発電システムは、請求項１２又は１３に記載の発明において、前記集熱部と前記太陽光集光用ミラーまでの距離のうち最も短い距離が、１０ｍ以上であることを特徴とする。即ち、本発明の太陽光集光ミラーを用いることで、特に遠方にある集熱部に対して、効率的に太陽光を集光できる。

太陽光集光用ミラーは、少なくとも多角形状の反射部と多角形状の基板を有し、好ましくは更に構造体を有する。さらに、支持構造体を有することがより好ましい。基板は、反射部の内接円の位置を基準位置として、それより径方向外側における反射部の裏面を付勢する突出部を有すると好ましい。「内接円」とは、反射部の中心を含み、少なくとも二辺に接する円であり、好ましくは全ての辺に接するものである。図１４（ａ）は、内接円ＣＩが正方形の反射部Ｍの全ての辺に接する例であり、図１４（ｂ）は内接円Ｃ１が長方形の反射部の対向する二辺に接する例であり、図１４（ｃ）は、内接円ＣＩが正方形の反射部Ｍの中心Ｏを含み且つ二辺に接する例である。更に突出部は、Ｚ方向の突出量を調整可能であると好ましい。

反射部の中心部は、反射部のＸ方向及びＹ方向の位置が固定されていると好ましい。この時、反射部の中心部は、基板に固定されることにより、Ｘ方向及びＹ方向の位置が固定されることが好ましい。尚、反射部に構造体が固着されている場合には、反射部が形成された構造体の中心部が、Ｘ方向及びＹ方向の位置が固定されていることが好ましい。尚、太陽光集光用ミラーは、太陽熱発電用ミラーであることが好ましい。

反射部又構造体の中心部を基板に固定することによってＸ方向及びＹ方向の位置が固定される場合、固定部材によって反射部又は構造体の中心部を基板に固定することが好ましい。固定部材の例としては、ネジ、スペーサ、磁石、接着剤などが挙げられる。尚、固定部材は、構造体を貫通して基板に固定してもよいが、反射部を貫通せずに基板に固定することが好ましい。更に好ましくは、反射部の表面には固定部材が一切露出していないことである。より具体的には、固定部材がネジやスペーサであって、反射部が形成された構造体を有する場合、固定部材は構造体を貫通させ構造体を基板に固定し、反射部は固定部材の上に設けられており、固定部材が反射部を貫通せず、固定部材（ネジのネジ頭や、スペーサの一部）が反射部状に露出しないことが好ましい。固定部材が反射部を貫通しないことによって、反射部の貫通部端面が外気に触れ劣化する可能性を防止できると共に、反射部の貫通部付近の歪みも防止できる。更に、反射部の表面には固定部材が一切露出しないことにより、反射部の全面を太陽光の反射に用いることができるため、集光効率を向上できる。

また、固定部材が可動部を有していてもよい。例えば、固定部材が、基板に接触する部位と反射部又は構造体に接触する部位の間に可動部を有し、基板と反射部又は構造体の間の位置関係にフレキシビリティを与えるようにしてもよい。極論すれば、反射部又は構造体の中心部は原則としてはＸ方向及びＹ方向に固定されているが、僅かにＸ方向及びＹ方向に動けるようにしてもよい。このような構成にすることにより、よりスムーズな曲凹面を得られる可能性を増すことができる。

尚、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」とは、図５に示すように、反射部平面に平行な方向であり、Ｘ方向とＹ方向は互いに直交している。また、ここでいう「中心部」とは、反射部の表面垂直方向から見た際の中心点付近の部分をいう。好ましくは重心付近の部分である。中心部は、構造体表面の全面積の１０％以下の面積であることが好ましい。

反射部の中心部と周辺部との、Ｚ方向の相対位置が可変である。尚、「Ｚ方向」とは、図５に示すように、反射部平面に垂直な方向である。反射部に構造体が固着されている場合には、反射部が形成された構造体の中心部と、反射部が形成された構造体の周辺部との、Ｚ方向の相対位置が可変である。

この時、中心部の位置をＺ方向に固定し、周辺部の位置をＺ方向に可変としてもよいし、周辺部の位置をＺ方向に規制し、中心部の位置をＺ方向に可変としてもよいし、周辺部の位置も中心部の位置もＺ方向に可変としてもよい。好ましくは、周辺部の位置をＺ方向に規制し、中心部の位置をＺ方向に可変とすることである。

尚、「Ｚ方向に規制する」例としては以下が挙げられる。例えば、反射部又は構造体を支持する基板に一定のＺ方向の高さを有する支持構造体を設け、その上に反射部又は構造体の周辺部を接して配置することにより、周辺部は必ずＺ方向の高さが支持構造体の高さより低くなることがないようにできる。但し、この場合、反射部又は構造体の周辺部の一点を見ると、Ｘ，Ｙ方向に移動しながら、Ｚ方向の位置も変化する可能性はあり、「Ｚ方向に規制する」とはこのことを排除するものではない。即ち、「Ｚ方向に規制する」とは、Ｚ方向に固定するという意味ではない。

Ｚ方向に位置を可変とする手段としては、反射部又は構造体の中心部に設けられたネジ、スペーサ、磁石などを、手動又はアクチュエーターによってＺ方向に動かす機構が考えられる。例えば、基板の中心部と反射部又は構造体の中心部を貫通するネジを設け、当該ネジを締める量に応じて、反射部又は構造体の中心部の位置をＺ方向に変化させることができ、それに応じて、凹面ミラーの曲率も変化させることができる。上述の固定部材が、Ｚ方向に位置を可変とする手段を兼ねていてもよい。また後述する支持構造体が、Ｚ方向に位置を可変とする手段を兼ねていてもよい。

反射部又は構造体の周辺部は、Ｘ方向及びＹ方向の位置が固定されていない。例えば、基板上に突出部と支持構造体を設け、その上に反射部又は構造体が支持構造体に接するように配置する場合、中心部と周辺部のＺ方向の相対位置を変える際には、反射部又は周辺部が突出部と支持構造体に接しながらその上を滑って移動し得る。

反射部又は構造体を弾性変形させ、中心部と周辺部とのＺ方向の相対位置を変えることにより、凹状のミラー構造を得ることができる。また、その凹状のミラー構造はきれいな曲面とでき、放物面または略放物面形状という集光効率の高い形状を容易に得ることができる。また、基準位置より径方向外側では、突出部が反射部の裏面を付勢することで、反射部が多角形であっても、突出部がない場合に比べて反射部全面を歪みの少ない放物面形状に近い形状とすることができる。周辺部が固定されていないため、中心部と周辺部のＺ方向の相対位置を変えて反射部材を凹面ミラー状とした時に、周辺部で歪が生じることも防止できる。

ここで、「反射部」とは、太陽光を反射可能であって、弾性変形可能な部材である。厚いガラスミラー、薄板ガラスミラー、フィルムミラー等が、反射部の例として挙げられる。反射部が厚いガラスミラーの場合は、ガラスが弾性変形可能となっていることが好ましい。反射部がフィルムミラーや薄板ガラスミラーである場合には、弾性変形可能な構造体に固着させることが好ましい。弾性変形を可能とするに際し、反射部の好ましいヤング率は、３００ＧＰａ以下である。反射部は、１枚でもよいし、複数枚に分割されていてもよい。更に、多角形状、特に正方形や長方形等の四角形状、正六角形状、正八角形状等の形状であることが好ましい。反射部の中心部とは、四角形状の場合は対角線の交点近辺、正六角形状、正八角形状の場合も対角線の交点近辺であることが好ましい。

「フィルムミラー」とは、フィルム状の樹脂基材に反射層を設けたフィルム状のミラーをいう。フィルムの厚さは、５０〜４００μｍであり、好ましくは７０〜２５０μｍであり、特に好ましいのは１００〜２２０μｍである。厚さを５０μｍ以上にすることにより、フィルムミラーを構造体に貼り付けた時に、ミラーがたわむことなく、良好な正反射率を得やすくなるため好ましい。また４００μｍ以下にすることにより、取り扱い性が良好になるため好ましい。

尚、フィルムミラーの表面から反射層までの厚さが、０．２ｍｍ以下であることが、タワー式太陽光発電システムに用いる太陽光集光用ミラーの反射部としては好ましい。その理由を以下に詳述する。

タワー式太陽光発電システムのような反射部から集熱部までの距離が長いシステムにおいては、朝や夕方に、フィルムミラーに入射する太陽光の入射角が大きくなることがある。（例えば、４５度以上）そのような場合、図１３（ｂ）に示すように表面層（フィルムミラーの表面から反射層の間にある層。１層でもよいし、複数層まとめて表面層と称してもよい。）が厚いと、以下のような問題が起きる。フィルムミラー表面にゴミ１００が付着していた場合、ゴミ１００の部分に入射する光Ｂは当然反射層１０２に到達せず、反射されないまたは散乱してしまい、集光効率には寄与しない。それに加えて、ゴミ１００のない部分に入射する光Ａも、表面層１０１内を透過し、反射層１０２で反射はされるのだが、入射角が大きいが故に、反射光がゴミ１００でブロックされてしまい、集光効率に寄与しなくなってしまうという問題が発生する。それに対して、図１３（ａ）に示すように表面層を０．２ｍｍ以下と薄くすると、集光効率の低下に寄与するのはゴミ１００の部分に入射する光Ｂ´のみであり、図１３（ｂ）におけるＡのような反射層で反射された光が集光効率の低下に寄与することを防止できる。従って、ゴミが付着した際の集光効率の低下を押さえることができるため好ましい。即ち、フィルムミラーの表面層を０．２ｍｍ以下と薄くすることにより、ゴミが表面に付着した際に、入射角が大きくても、光Ａのような反射光の問題が発生せず、集光効率の低下を防止できるため好ましいのである。尚、表面層の厚さを０．２ｍｍ以下にすることが好ましいことは、フィルムミラーに限られる話ではなく、薄板ガラスミラー等、他の反射部においても表面層の厚さが０．２ｍｍ以下であると、上記と同様の理由で好ましい。以下、フィルムミラーについて具体的に説明する。

本発明におけるフィルムミラーの一例を図１に示す。図１に示す例において、フィルムミラーＥは太陽光側から順番に、高分子フィルム層１、金属酸化物からなるガスバリア層２、金属からなる反射層（Ａｇ層）３、粘着層４が積層されてなる。粘着層４の下側の表面には剥離フィルム５をつけて、粘着させたい時に適宜剥離フィルム５を剥がして構造体である金属板、樹脂板又は積層板に固着させることができる。例えば、図１５のように、図１の剥離フィルム５を剥がしてからフィルムミラーＥを弾性変形可能な構造体９の表面に固着させる。なお、弾性変形可能な構造体９の厚さは、５０〜１００００μｍの範囲内であることが好ましい。

なお、本発明のフィルムミラーは、図１に示す構成に限らず、様々な機能層を付加することが好ましい。逆に、ガスバリア層等をなくした構成であってもよい。また、上記構成であってもそれぞれの層に機能性を付与することができる。以下に、様々な機能層を付加した、別のフィルムミラーの態様を説明する。しかし、本発明に用いることができるフィルムミラーはこれらの態様のみに限定されない。尚、以下の説明で「上」は太陽光が入射する側を意味し、「下」はその反対側を意味する。

例えば、図１において、高分子フィルム層１に紫外線吸収剤を添加し、その下のガスバリア層２を水蒸気バリア層として機能させ、更にその下の反射層３は銀蒸着層からなり、該銀蒸着層の下に、粘着層４と剥離フィルム５を積層した構成を有するフィルムミラーとしてもよい。高分子フィルム層に紫外線吸収剤を添加することにより、耐久性が増加する。

また、上記フィルムミラーにおいて、反射層３と粘着層４との間に腐食防止剤層（腐食防止剤入り高分子層）を設けたフィルムミラーとしてもよい。腐食防止剤層を付加することで、フィルムミラーの酸素、硫化水素ガス、塩分に対する劣化防止及び平滑な光学面を長期間提供することができる。

前記フィルムミラーにおいて、ガスバリア層２と反射層３との間に太陽光を入射する側から順に接着層と腐食防止剤層を積層し、更に、反射層３と粘着層４との間に高分子フィルム層を設けたフィルムミラーとしてもよい。

前記フィルムミラーにおいて、紫外線吸収剤が添加された高分子フィルム層１の代わりに、太陽光を入射する側から順にハードコート層と高分子フィルム層を積層したフィルムミラーとしてもよい。ハードコート層は紫外線吸収剤等を含有することが好ましい。

上記フィルムミラーにおいて、ハードコート層の代わりに高分子フィルム層の上に、紫外線反射層を設けたフィルムミラーとしてもよい。

前記フィルムミラーにおいて、腐食防止剤層の代わりに、犠牲防食層を設けたフィルムミラーとしてもよい。

別の例としては、光入射側から順に、ハードコート層、５０μｍ以上、３００μｍ以下の厚みを有する紫外線吸収剤を含有したアクリル樹脂層、接着層、腐食防止剤層、銀反射層、銀反射層を支持体に形成するためのアンカー層、ポリエチレンテレフタレート製の支持体、粘着層、を有するフィルムミラーが好ましい例の一つとして挙げられる。更に別の例としては、光入射側から順に、ハードコート層、５０μｍ以上、３００μｍ以下の厚みを有する紫外線吸収剤を含有したアクリル樹脂層、腐食防止剤層、銀反射層、銀反射層を支持体に形成するためのアンカー層、ポリエチレンテレフタレート製の支持体、粘着層、を有するフィルムミラーが好ましい例の一つとして挙げられる。

続いて、フィルムミラーの各層及び各層に用いられる素材について説明する。

（高分子フィルム層）
高分子フィルム層のフィルム材料としては、フレキシブル性や軽量化の点で、例えば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、セルロース、ポリアミドのいずれかを含むことが好ましい。これらの中で耐候性に優れ、特に、少なくとも２種以上のアクリル系モノマーを共重合したアクリル系共重合体が好適である。

好適なアクリル系共重合体としては、具体的には例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等のアルキル（メタ）アクリレートのような側鎖中に官能性基を有しないモノマー（以下、非官能性モノマーという）から選ばれる１種または２種以上のモノマーを主成分とし、これに２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、等のモノマーから選ばれる１種または２種以上のモノマーの側鎖中にＯＨやＣＯＯＨなどの官能性基を有するモノマー（以下、官能性モノマーという）の１種または２種以上を組合せて、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法、塊状重合法等の重合法により共重合させることにより得られる重量平均分子量が４万ないし１００万、好ましくは１０万ないし４０万のアクリル系共重合体が挙げられ、中でも、エチルアクリレート、メチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等の比較的Ｔｇの低いポリマーを与える非官能性モノマーを５０〜９０質量％、メチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等の比較的Ｔｇの高いポリマーを与える非官能性モノマーを１０〜５０質量％、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル酸、イタコン酸等の官能性モノマーを０〜１０質量％含有するようなアクリル系重合体が最も好適である。

フィルムの形状は、平面、拡散面、凹面、凸面、台形等、各種のフィルムミラーの表面被覆材として求められる形状であればよい。

高分子フィルム層の厚さは、１０〜１２５μｍが好ましい。１０μｍより薄いと引っ張り強度、引き裂き強度が弱くなる傾向にあり、１２５μｍよりも厚いと１６００ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲の平均反射率が８０％を下回る。

高分子フィルム層表面は、金属酸化物層、ハードコート層、誘電体コーティング層等との密着性を向上させるために、コロナ放電処理、プラズマ処理等が施されていてもよい。

また、高分子フィルム層は、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系、シアノアクリレート系、ポリマー型の紫外線吸収剤のうちいずれかを含むことが好ましい。

（紫外線吸収剤）
高分子フィルム層に使用される紫外線吸収剤としては、波長３７０ｎｍ以下の紫外線の吸収能に優れており、かつ太陽光利用の観点から、波長４００ｎｍ以上の可視光の吸収が少ないものが好ましい。

紫外線吸収剤としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物、トリアジン系化合物等を挙げることができるが、ベンゾフェノン系化合物や着色の少ないベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物が好ましい。また、特開平１０−１８２６２１号、同８−３３７５７４号公報記載の紫外線吸収剤、特開平６−１４８４３０号、特開２００３−１１３３１７号公報記載の高分子紫外線吸収剤を用いてもよい。

ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の具体例として、２−（２′−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′−ｔｅｒｔ−ブチル−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′−（３″，４″，５″，６″−テトラヒドロフタルイミドメチル）−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２，２−メチレンビス（４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール）、２−（２′−ヒドロキシ−３′−ｔｅｒｔ−ブチル−５′−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′−ｔｅｒｔ−ブチル−５′−（２−オクチルオキシカルボニルエチル）−フェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′−（１−メチル−１−フェニルエチル）−５′−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−フェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（直鎖及び側鎖ドデシル）−４−メチルフェノール、オクチル−３−〔３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−（クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェニル〕プロピオネートと２−エチルヘキシル−３−〔３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェニル〕プロピオネートの混合物等を挙げることができるが、これらに限定されない。

また、市販品として、チヌビン（ＴＩＮＵＶＩＮ）１７１、チヌビン（ＴＩＮＵＶＩＮ）９００、チヌビン（ＴＩＮＵＶＩＮ）９２８、チヌビン（ＴＩＮＵＶＩＮ）３６０（いずれもチバ・ジャパン社製）、ＬＡ３１（ＡＤＥＫＡ社製）、ＲＵＶＡ−１００（大塚化学製）が挙げられる。

ベンゾフェノン系化合物の具体例として、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２′−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノン、ビス（２−メトキシ−４−ヒドロキシ−５−ベンゾイルフェニルメタン）等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

（金属酸化物からなるガスバリア層）
金属酸化物からなるガスバリア層は、酸化珪素、酸化アルミニウム、または酸化珪素、酸化アルミニウムを出発材料とした複合酸化物、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化ニオブ、酸化クロム等が挙げられ、特に水蒸気バリア性の観点から酸化珪素、酸化アルミニウム、または珪素、アルミニウムを出発材料とした複合酸化物が好ましい。そのほか波長５５０ｎｍにおける屈折率が１．３５から１．８の低屈折率層と、波長５５０ｎｍにおける屈折率が１．８５から２．８である高屈折率膜を交互に積層した多層膜であっても良い。低屈折率膜材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどが挙げられる。高屈折率膜材料としては、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。
これらは真空蒸着法、スパッター法、イオンブレーティングなどのＰＶＤ法（物理蒸着法）、あるいは、ＣＶＤ法（化学蒸着法）などの真空プロセスにより形成される。金属酸化物からなるガスバリア層の厚さは５〜８００ｎｍの範囲が好ましく、更に好ましくは１０〜３００ｎｍの範囲である。

高分子フィルム上でガスバリア層を作製することによって、このようにして得られる酸化珪素層または酸化アルミニウム層、または酸化珪素、酸化アルミニウムを出発材料とした複合酸化物層は酸素、二酸化炭素、空気などのガスまたは水蒸気に対する高いバリア作用に優れる。

また、酸化珪素層または酸化アルミニウム層、または酸化珪素、酸化アルミニウムを出発材料とした複合酸化物層と高分子フィルムの積層体は、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が１×１０^-2ｇ／ｍ²・２４ｈ以下であることが好ましい。水蒸気透過度はＭＯＣＯＮ社製の水蒸気透過度測定装置ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ３−３３にて測定できる。

さらに、酸化珪素層または酸化アルミニウム層、または酸化珪素、酸化アルミニウムを出発材料とした複合酸化物層は、膜厚がそれぞれ１μｍ以下であり、それぞれの光線透過率の平均値は９０％以上であることが好ましい。これによって、光損失がなく、太陽光を効率よく反射することができる。

（高分子フィルム層と金属酸化物からなるガスバリア層の厚みの比率）
高分子フィルム層と金属酸化物からなるガスバリア層の厚みの比率は０．１％〜５％の範囲であることが好ましい。比率が０．１％よりも大きいと、すなわち高分子フィルムに対するガスバリア層の厚みが厚くなると、十分なガスバリア性が得られ、劣化進行を抑える機能が発揮されるため好ましい。比率が５％よりも小さい、すなわち高分子フィルムに対するガスバリア層の厚みが薄くなると、外部からの曲げの力が加わったときでも金属酸化物にクラックが入りにくく、結果ガスバリア性が得られ、劣化進行を抑える機能が発揮されるため好ましい。

（金属からなる反射層）
金属からなる反射層としては、例えば、銀または銀合金、その他、金、銅、アルミニウム、これらの合金も用いることができる。特に、銀を使用することが好ましい。このような反射層は、光を反射させる反射膜としての役割を果たす。反射層を銀または銀合金からなる膜とすることにより、フィルムミラーの赤外域から可視光領域での反射率を高め、入射角による反射率の依存性を低減できる。赤外域から可視光領域とは、２５００〜４００ｎｍの波長領域を意味する。入射角とは、膜面に対して垂直な線（法線）に対する角度を意味する。

銀合金としては、反射層の耐久性が向上する点から、銀と、金、パラジウム、スズ、ガリウム、インジウム、銅、チタンおよびビスマスからなる群から選ばれる１種以上の他の金属とからなる合金が好ましい。他の金属としては、高温耐湿性、反射率の点から、金が特に好ましい。

反射層が銀合金からなる膜である場合、銀は、反射層における銀と他の金属との合計（１００原子％）中、９０〜９９．８原子％が好ましい。また、他の金属は、耐久性の点から０．２〜１０原子％が好ましい。

また、反射層の膜厚は、６０〜３００ｎｍが好ましく、８０〜２００ｎｍが特に好ましい。反射層の膜厚が６０ｎｍより大きいと、膜厚が充分であり、光を透過してしまうことがなく、フィルムミラーの可視光領域での反射率を十分確保できるため好ましい。２００ｎｍ程度までは膜厚に比例して反射率も大きくなるが、２００ｎｍ以上は膜厚に依存しない。むしろ反射層の膜厚が３００ｎｍ未満であると、反射層の表面に凹凸が発生しにくく、これにより光の散乱が生じにくいため、可視光領域での反射率が低下せず、好ましい。

フィルムミラーには光沢が求められるが、金属箔を作製して接着する方法では表面凹凸があるために光沢を失う。広い面積範囲で均一な表面粗さを求められるフィルムミラーでは金属箔ラミネートは製造方法として好ましくない。金属からなる反射層は、湿式めっきや、真空蒸着等の乾式めっきで形成することが好ましい。または、銀錯体化合物を含む塗布液を塗布し、焼成や還元剤によって還元して銀を発生させ、反射層を形成するようにしてもよい。

（粘着層）
粘着層としては、特に制限されず、例えばドライラミネート剤、ウエットラミネート剤、ヒートシール剤、ホットメルト剤などのいずれもが用いられる。例えばポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ニトリルゴムなどが用いられる。ラミネート方法は特に制限されず、例えばロール式で連続的に行うのが経済性及び生産性の点から好ましい。粘着層の厚さは通常１〜５０μｍ程度の範囲から選ばれる。厚さが１μｍより大きいと充分な粘着効果が得られるため好ましく、一方５０μｍ未満であると粘着剤層が厚すぎて乾燥速度が遅くなるということがなく、能率的である。しかも本来の粘着力が得られ、溶剤が残留するなどの弊害が生じることもない。

（剥離フィルム）
剥離フィルムは、基材と、基材上に設けられた剥離剤層とを有していることが好ましい。

剥離フィルムは、その外表面が高い平滑性を有している。剥離フィルムを構成する剥離剤としては、例えば、シリコーン系樹脂、長鎖アルキル系樹脂、フッ素系樹脂、フルオロシリコーン樹脂、長鎖アルキル変性アルキド樹脂、シリコーン変性アルキド樹脂等のアルキド系樹脂等が挙げられる。

上述した中でも、シリコーン樹脂を剥離剤の材料として用いた場合、より優れた剥離性を発揮する。シリコーン樹脂としては、付加型、縮合型、無溶剤型等いずれのものでも用いることができる。

剥離フィルムを構成する剥離剤の平均厚さは、特に限定されないが、０．０１〜０．３μｍであるのが好ましく、０．０５〜０．２μｍであるのがより好ましい。剥離剤層の平均厚さが前記下限値より大きいと、剥離剤層としての機能を十分に発揮できる。一方、剥離剤層の平均厚さが前記上限値より小さいと、剥離フィルムをロール状に巻き取った際に、ブロッキングが発生しにくく、繰り出しに不具合を生じることがないため好ましい。

（腐食防止剤層）
腐食防止剤層は、金属からなる反射層（具体的にはＡｇ層）の変色防止として機能し、例えばチオエーテル系、チオール系、Ｎｉ系有機化合物系、ベンゾトリアゾール系、イミダゾール系、オキサゾール系、テトラザインデン系、ピリミジン系、チアジアゾール系が挙げられる。

腐食防止剤層は、大別して銀との吸着基を有する腐食防止剤と、酸化防止剤が好ましく用いられる。以下、これらの腐食防止剤と酸化防止剤について具体例を挙げる。

《銀との吸着基を有する腐食防止剤》
銀との吸着基を有する腐食防止剤としては、アミン類およびその誘導体、ピロール環を有する物、トリアゾール環を有する物、ピラゾール環を有する物、チアゾール環を有する物、イミダゾール環を有する物、インダゾール環を有する物、銅キレート化合物類、チオ尿素類、メルカプト基を有する物、ナフタレン系の少なくとも一種またはこれらの混合物から選ばれることが望ましい。

アミン類およびその誘導体としては、エチルアミン、ラウリルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ｏ−トルイジン、ジフェニルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２Ｎ−ジメチルエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール、アセトアミド、アクリルアミド、ベンズアミド、ｐ−エトキシクリソイジン、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト、ジシクロヘキシルアンモニウムサリシレート、モノエタノールアミンベンゾエート、ジシクロヘキシルアンモニウムベンゾエート、ジイソプロピルアンモニウムベンゾエート、ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、シクロヘキシルアミンカーバメイト、ニトロナフタレンアンモニウムナイトライト、シクロヘキシルアミンベンゾエート、ジシクロヘキシルアンモニウムシクロヘキサンカルボキシレート、シクロヘキシルアミンシクロヘキサンカルボキシレート、ジシクロヘキシルアンモニウムアクリレート、シクロヘキシルアミンアクリレート等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。

ピロール環を有する物としては、Ｎ−ブチル−２，５−ジメチルピロール，Ｎ−フェニル−２，５ジメチルピロール、Ｎ−フェニル−３−ホルミル−２，５−ジメチルピロール，Ｎ−フェニル−３，４−ジホルミル−２，５−ジメチルピロール等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。

トリアゾール環を有する物としては、１，２，３−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール、３−メルカプト−１，２，４−トリアゾール、３−ヒドロキシ−１，２，４−トリアゾール、３−メチル−１，２，４−トリアゾール、１−メチル−１，２，４−トリアゾール、１−メチル−３−メルカプト−１，２，４−トリアゾール、４−メチル−１，２，３−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール、４，５，６，７−テトラハイドロトリアゾール、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−５−メチル−１，２，４−トリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ３’５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−４−オクトキシフェニル）ベンゾトリアゾール等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。

ピラゾール環を有する物としては、ピラゾール、ピラゾリン、ピラゾロン、ピラゾリジン、ピラゾリドン、３，５−ジメチルピラゾール、３−メチル−５−ヒドロキシピラゾール、４−アミノピラゾール等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。

チアゾール環を有する物としては、チアゾール、チアゾリン、チアゾロン、チアゾリジン、チアゾリドン、イソチアゾール、ベンゾチアゾール、２−Ｎ，Ｎ−ジエチルチオベンゾチアゾール、Ｐ−ジメチルアミノベンザルロダニン、２−メルカプトベンゾチアゾール等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。

イミダゾール環を有する物としては、イミダゾール、ヒスチジン、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５ジヒドロキシメチルイミダゾール、４−フォルミルイミダゾール、２−メチル−４−フォルミルイミダゾール、２−フェニル−４−フォルミルイミダゾール、４−メチル−５−フォルミルイミダゾール、２−エチル−４−メチル−５−フォルミルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−４−フォルミルイミダゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾール等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。

インダゾール環を有する物としては、４−クロロインダゾール、４−ニトロインダゾール、５−ニトロインダゾール、４−クロロ−５−ニトロインダゾール等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。

銅キレート化合物類としては、アセチルアセトン銅、エチレンジアミン銅、フタロシアニン銅、エチレンジアミンテトラアセテート銅、ヒドロキシキノリン銅等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。

チオ尿素類としては、チオ尿素、グアニルチオ尿素等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。

メルカプト基を有する物としては、すでに上記に記載した材料も加えれば、メルカプト酢酸、チオフェノール、１，２−エタンジオール、３−メルカプト−１，２，４−トリアゾール、１−メチル−３−メルカプト−１，２，４−トリアゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾール、グリコールジメルカプトアセテート、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。

ナフタレン系としては、チオナリド等が挙げられる。

《酸化防止剤》
本発明に係る腐食防止剤層に用いることの出来る酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、チオール系酸化防止剤およびホスファイト系酸化防止剤を使用することが好ましい。フェノール系酸化防止剤としては、例えば、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、テトラキス−〔メチレン−３−（３’、５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕メタン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，３，５−トリス（３’、５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシベンジル）−Ｓ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）トリオン、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、トリエチレングリコールビス〔３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネー〕、３，９−ビス［１，１−ジ−メチル−２−〔β−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ〕エチル］−２，４，８，１０−テトラオキオキサスピロ〔５，５〕ウンデカン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン等が挙げられる。

特に、フェノール系酸化防止剤としては、分子量が５５０以上のものが好ましい。チオール系酸化防止剤としては、例えば、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−（β−ラウリル−チオプロピオネート）等を挙げられる。ホスファイト系酸化防止剤としては、例えば、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジ（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）−ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラキス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）４，４’−ビフェニレン−ジホスホナイト、２，２’−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイト等が挙げられる。

フィルムミラーの製造方法の一例としては、高分子フィルム層の上の表面に、金属からなる反射層を形成し、更に、その上に腐食防止剤層を積層する例が挙げられる。高分子フィルム層の下の表面に粘着層と、剥離フィルムとを積層した後、高分子フィルム層の上の表面、すなわち腐食防止剤層の上に接着層を形成することができる。別の高分子フィルム層の下の表面に、ガスバリア層を成膜し、別の高分子フィルム層のガスバリア層と上記高分子フィルム層の接着層を対面させて張り合わせて作製するようにしてもよい。

（接着層）
接着層としては、樹脂からなり、フィルムと上述の紫外線吸収剤入りの高分子フィルム層とを密着するものである。従って、接着層はフィルムと紫外線吸収剤含有高分子フィルム層とを密着する密着性、及びの金属からなる反射層が本来有する高い反射性能を引き出すための平滑性、透明性が必要である。

接着層に使用する樹脂は、上記の密着性、耐熱性、及び平滑性の条件を満足するものであれば特に制限はなく、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体系樹脂等の単独またはこれらの混合樹脂が使用でき、耐候性の点からポリエステル系樹脂とメラミン系樹脂の混合樹脂が好ましく、さらにイソシアネート等の硬化剤を混合した熱硬化型樹脂とすればより好ましい。

接着層の厚さは、０．０１〜３μｍが好ましく、より好ましくは０．１〜１μｍである。厚さが、０．０１μｍより薄いと、密着性が悪くなり接着層を形成した効果がなく、またフィルム基材表面の凹凸を覆い隠すことができ難くなり、平滑性が悪くなるので好ましくない。厚さが、３μｍより厚くても、密着性の向上は望めず、かえって塗りムラの発生により平滑性が悪くなったり、接着層の硬化が不充分となる場合があるので好ましくない。

接着層の形成方法は、グラビアコート法、リバースコート法、ダイコート法等、従来公知のコーティング方法が使用できる。

（ハードコート層）
フィルムミラーの最外層として、ハードコート層を設けることができる。ハードコート層は、傷防止のために設けられる。

ハードコート層は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、有機シリケート化合物、シリコーン系樹脂等で構成することができる。特に、硬度と耐久性等の点で、シリコーン系樹脂やアクリル系樹脂が好ましい。さらに、硬化性、可撓性及び生産性の点で、活性エネルギー線硬化型のアクリル系樹脂、または熱硬化型のアクリル系樹脂からなるものが好ましい。

活性エネルギー線硬化型のアクリル系樹脂または熱硬化型のアクリル系樹脂とは、重合硬化成分として多官能アクリレート、アクリルオリゴマーあるいは反応性希釈剤を含む組成物である。その他に必要に応じて光開始剤、光増感剤、熱重合開始剤あるいは改質剤等を含有しているものを用いてもよい。

アクリルオリゴマーとは、アクリル系樹脂骨格に反応性のアクリル基が結合されたものを始めとして、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート等であり、また、メラミンやイソシアヌール酸等の剛直な骨格にアクリル基を結合したもの等も用いられ得る。

また、反応性希釈剤とは、塗工剤の媒体として塗工工程での溶剤の機能を担うと共に、それ自体が一官能性あるいは多官能性のアクリルオリゴマーと反応する基を有し、塗膜の共重合成分となるものである。

市販されている多官能アクリル系硬化塗料としては、三菱レイヨン株式会社；（商品名“ダイヤビーム（登録商標）”シリーズ等）、長瀬産業株式会社；（商品名“デナコール（登録商標）”シリーズ等）、新中村株式会社；（商品名“ＮＫエステル”シリーズ等）、大日本インキ化学工業株式会社；（商品名“ＵＮＩＤＩＣ（登録商標）”シリーズ等）、東亜合成化学工業株式会社；（商品名“アロニックス（登録商標）”シリーズ等）、日本油脂株式会社；（商品名“ブレンマー（登録商標）”シリーズ等）、日本化薬株式会社；（商品名“ＫＡＹＡＲＡＤ（登録商標）”シリーズ等）、共栄社化学株式会社；（商品名“ライトエステル”シリーズ、“ライトアクリレート”シリーズ等）等の製品を利用することができる。

ハードコート層中には、さらに各種の添加剤を必要に応じて配合することができる。例えば、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤等の安定剤、界面活性剤、レベリング剤及び帯電防止剤等を用いることができる。

レベリング剤は、特に機能層を塗工する際、表面凹凸低減に効果的である。レベリング剤としては、例えば、シリコーン系レベリング剤として、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体（例えば東レダウコーニング（株）製ＳＨ１９０）が好適である。

（紫外反射層）
フィルムミラーに紫外反射層を設けてもよい。紫外反射層は、紫外線を反射し可視光及び赤外光を透過する層のことである。紫外反射層は、３００ｎｍ〜４００ｎｍの電磁波（紫外線）に対する平均反射率が７５％以上であることが好ましい。また、紫外反射層は、４００ｎｍ〜２５００ｎｍの電磁波（可視光及び赤外光）に対する平均透過率が８０％以上であることが好ましい。

フィルムミラーは、金属反射層の太陽光を入射する側に高分子フィルム層を配置し、高分子フィルム層を通過した太陽光を金属反射層で反射するため、高分子フィルム層は常に太陽光に曝される。したがって、高分子フィルム層の太陽光を入射する側に紫外反射層を配置することにより、紫外線による高分子フィルム層の劣化、変色を防止でき、高分子フィルム層の光線透過率の低下を低減できるため、フィルムミラーの反射率低下を低減することが可能となる。また、高分子フィルム層の太陽光を入射する側に紫外反射層を設けることにより、太陽光の紫外線による高分子フィルム層の劣化に起因した、高分子フィルム層の防湿性の低下も低減できる。そのため、高分子フィルム層の防湿性の劣化に伴う金属反射層の劣化も防止できるため、フィルムミラーの反射率低下を低減することが可能となる。

紫外反射層としては特に限定されないが、屈折率の異なる２種類以上の誘電体物質の交互層からなる誘電体多層膜を用いることができる。本発明に係る誘電体多層膜としては、高屈折率の誘電体層と低屈折率の誘電体層を交互に２層以上６層以下積み重ねて構成することが好ましい。このように、誘電体層を積み重ねた多層構造にすることにより、誘電体多層膜の耐傷性を高めることができる。高屈折率の誘電体層は、屈折率が２．０〜２．６であることが好ましい。また、低屈折率の誘電体層は、屈折率が１．８以下であることが好ましい。

高屈折率の誘電体層としてはＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂低屈折率の誘電体層としてはＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃を好ましく用いることができる。本発明で用いられる高屈折率の誘電体層としてはＴｉＯ₂、低屈折率の誘電体層としてはＳｉＯ₂をより好ましく用いることができる。ＴｉＯ₂を高屈折率の誘電体操として、紫外反射層の最表面つまりフィルムミラーの最表面で用いる場合、ＴｉＯ₂の光触媒効果によるミラー表面の防汚効果を得ることができるため、ミラー表面の汚れに起因したフィルムミラーの反射率の低下を低減することが可能となる。

（犠牲防食層）
フィルムミラーは犠牲防食層を有していてもよい。犠牲防食層とは、金属反射層を犠牲防食により保護する層のことであり、犠牲防食層を金属反射層と保護層との間に配置することにより、金属反射層の耐食性を向上させることができる。犠牲防食層としては銀よりもイオン化傾向の高い銅が好ましく、銅の犠牲防食層は銀から成る反射層の下に設けることによって、銀の劣化を抑制することができる。

フィルムミラーは、例えば以下のような工程にて製造することができる。

［工程１］
高分子フィルム層（基材）として、２軸延伸ポリエステルフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ６０μｍ）を準備し、蒸着機内部に配置し、蒸着機内部を真空ポンプによって真空にする。真空蒸着機内には、ロール状に巻いた高分子フィルムを繰り出す繰り出し装置と、高分子フィルムに蒸着処理を施して金属蒸着された高分子フィルムを巻き取る巻き取り装置とが配置されている。繰り出し装置と巻き取り装置との間には、フィルムをそれぞれ案内するように、ロールが多数配置され、駆動手段により高分子フィルム走行と同期して回転駆動されるようになっている。

［工程２］
高分子フィルム層走行方向上流側部分と対向する位置には、金属酸化物の蒸着核蒸発源が配置されている。蒸着核蒸発源は、Ｓｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、等の金属を高分子フィルムに蒸着するためのものであり、真空蒸着法等により金属蒸気を発生させ、フィルムの全幅に亘って均一に金属酸化物蒸着膜および金属蒸着膜を形成する。

［工程３］
工程２で作製した金属蒸着膜の表面にポリエステル系の接着剤を５μｍ厚に塗布する。
上記の作製順序に限らず、工程２の後に金属の劣化防止に効果のある腐食防止剤を塗布しても良いし、同じく金属の劣化防止に犠牲防食層、例えばＣｕを蒸着しても良い。

また、強い紫外線から高分子フィルムを保護するために高分子フィルムやそのほか太陽光を入射する側に配置されるハードコート層に紫外線吸収剤を添加すれば、着色を防止し、反射効率を維持することができる。

以上が、「フィルムミラー」についての説明となる。

次に、「薄板ガラスミラー」とは、薄いガラスの基材に反射層を設けたミラーをいう。
ガラスの厚さは２５〜１５００μｍであると好ましい。薄板ガラスミラーは、構造体を設けることなく、直接基板に取り付けることが可能であるが、構造体に固着した上で、基板に取り付けてもよい。

「構造体」は、弾性変形可能であり、反射部がその表面に形成されるものである。例えば、フィルムミラーや薄板ガラスミラー等の反射部を接着剤や粘着剤によって構造体の表面に固着するようにしてもよい。弾性変形を可能とするに際し好ましい構造体のヤング率は、１０ＧＰａ以上であり、特に「反射部」よりヤング率が高いと好ましい。構造体は、その表面に反射部を形成するため、表面が平滑な平面であることが好ましい。

構造体の形状としては、構造体表面直交方向から見た形状が、多角形状、特に正方形や長方形等の四角形状、正六角形状、正八角形状等の形状であることが好ましい。構造体の表面直交方向から見た形状及び大きさが、反射部の表面直交方向から見た形状及び大きさと同じであることが好ましい。また、構造体は、一枚の板形状であってもよいし、異なる材料の複数の板を積層させた形状であってもよい。構造体の表面にミラーが固着するため、構造体表面は平面状であることが好ましい。但し、構造体は板状ではなくフレーム状の構造であってもよい。その場合、反射部がフレームに直接設けられてもよいし、反射部が別の弾性変形可能な部材を介してフレームに設けられてもよい。別の弾性変形可能な部材の例としては、フレームの表面全面又は一部を覆う薄板又は薄膜が挙げられる。また、構造体は、単一構造でもよいし、複数に分割されていてもよい。構造体の素材としては、アルミ、ＦＲＰ、ＳＵＳ、鋼板、樹脂、ベニヤ板（好ましくは防水処理がされたもの）などの木板等を用いることができる。構造体の中心部とは、円状の場合はその中心近辺、四角形状の場合は対角線の交点近辺、正六角形状、正八角形状の場合も対角線の交点近辺であることが好ましい。

フレームの形状としては、フレーム表面直交方向から見た形状が、正方形や長方形等の四角形状、正六角形状等の多角形状であることが好ましい。フレームの表面直交方向から見た形状及び大きさが、反射部の表面直交方向から見た形状及び大きさと同じであることが好ましい。フレームは、フレームの外形輪郭形状を規定し、強度を保つ外枠部材を有することが好ましい。外枠部材の形状としては、厚みの薄い長板部材、厚みのある棒状部材、又は、断面がロの字、コの字、エの字、凸の字、凹の字の棒状部材などが例として挙げられる。

また、フレームは、複数の梁から形成され、少なくとも縦糸部材を含む。縦糸部材とは、反射部の中心部に対応する位置（フレームの中心部であると好ましい）から放射状に延在する部材をいう。縦糸部材の形状としては、厚みの薄い長板部材、厚みのある棒状部材、又は、断面がロの字、コの字、エの字、凸の字、凹の字の棒状部材などが例として挙げられる。また、中心部に対応する位置から放射状に延在する縦糸部材の本数をｎ（本）とし、フレームの径をＬ（ｍ）としたとき、以下の条件式を満たすことが好ましい。
６・Ｌ≦ｎ≦１０・Ｌ
また、フレームの径は、フレーム表面直交方向から見た形状の内接円の直径であることが好ましい。更に好ましくは、ｎが、８・Ｌを四捨五入して整数にした値となることである。

更に、フレームは横糸部材を含むと好ましい。横糸部材とは、縦糸部材同士を周方向に連結するものである。横糸部材を設ける場合、フレームの中心部に対して同心円状又は略同心円状に連結すると好ましい。横糸部材が直線状の構造である場合、完全な同心円にならなくても、円に近い多角形状に連結することがここでいう略同心円状の連結である。また、横糸部材の形状としては、厚みの薄い長板部材、厚みのある棒状部材、又は、断面がロの字、コの字、エの字、凸の字、凹の字の棒状部材などが例として挙げられる。

また、フレームは、単一構造でもよいし、複数のフレームユニットを組み合わせて一つのフレームを構成してもよい。例えば、正方形状のフレームユニットを４つ組み合わせて一つの大きな正方形状のフレームとしてもよい。複数のフレームユニットを有する場合、それぞれのフレームユニットに反射部を設けた後、組み合わせて一つの大きなフレーム及び反射部を形成するようにしてもよい。フレームの素材としては、アルミ、ＦＲＰ、ＳＵＳ、鋼板、樹脂、ベニヤ板（好ましくは防水処理がされたもの）などの木板等を用いることができる。フレームの中心部とは、円状の場合はその中心近辺、四角形状の場合は対角線の交点近辺、正六角形状の場合も対角線の交点近辺であることが好ましい。

「基板」は、反射部又は構造体を支持する部材であって、少なくとも突出部を備える。
反射部又は構造体の中心部を基板に固定し、中心部のＸ方向及びＹ方向の位置を固定することが好ましい。基板の表面は平滑な平面であることが好ましいが、中心部で反射部や構造体を固定でき、後述する支持構造体を固定できる構造であれば、基板は板状の構造でなくてもよい。又基板は、ある程度の剛性があることが好ましく、例えば、基板は、反射部又は構造体の２倍以上のヤング率を有することが望ましい。但し、中心部のＺ方向の位置は固定しなくてもよい。基板は、支持構造体をその表面にすべて含められるような面積を有していることが好ましい。基板の形状としては、基板表面直交方向から見た形状が、反射部又は構造体と同様の多角形状、特に正方形や長方形等の四角形状、正六角形状等の形状であることが好ましい。基板の表面直交方向から見た形状及び大きさが、反射部又は構造体の表面直交方向から見た形状及び大きさと同じであることが好ましい。また、基板は、一枚の板形状であってもよいし、異なる材料の複数の板を積層させた形状であってもよいし、軽量化のために内部がハニカム構造や格子状枠を有し、表面を薄板で覆った形状であってもよい。基板の素材としては、チタン、鉄、鋼、ＳＵＳ、ＦＲＰ、銅、黄銅又は青銅、アルミ、ガラス等を単体、又は複合材として用いることができる。複合材として用いる場合、これらの素材を板材としてハニカム構造など中空の構造を挟むようにすると軽量化が促進され好ましい。ハニカム構造は、アルミ、樹脂、紙などを加工することで形成できる。基板のより具体的な例としては、２枚のアルミ合金板でハニカム構造を挟んだもの、２枚のアルミ合金板で発泡層を挟んだもの、２枚のＦＲＰボードでハニカム構造を挟んだもの、アルミ合金板とＦＲＰボードでハニカム構造を挟んだもの、ＳＵＳ板でハニカム構造を挟んだものなどが挙げられる。

「支持構造体」は、基板と、反射部又は構造体との間に設けられ、反射部又は構造体の周辺部に対して３点以上、或いは周状に接触するものをいう。支持構造体は、基板に固定されていることが好ましい。また、支持構造体は、反射部又は構造体を固定せず、Ｚ方向の高さを規制することが好ましい。支持構造体の好ましい形状としては、円周状、四角周状、３点以上の複数の凸部等が挙げられる。複数の凸部とする場合は、隣り合う凸部間の距離はそれぞれ等しいことが好ましい。また、支持構造体は、基板からの高さが同一であることが好ましい。

特に、支持構造体の形状は、Ｚ方向から見た際に、構造体の中心部を中心とし等距離に配置された形状であることが好ましい。支持構造体をこのような構造とすることで、中心部と周辺部のＺ方向の相対位置を変化させた際に、歪みの少ないきれいな凹曲面を形成することができ、集光効率を向上することができるため好ましい。より好ましくは、支持構造体の形状が、図６、図７に示すように、Ｚ方向から見た際に、構造体の中心部を中心としたリング状の形状であることである。従って、最も好ましい支持構造体は、基板上で周辺部に配置されたリング状であって、基板からの高さが同一で中心部から等しい距離に円形配置されることである。支持構造体は、好ましくは反射部、構造体又は基板の内接円である。

また、円周状や四角周状等の周状の支持構造体は、そのＺ方向の断面形状として様々なものを用いることができ、例えば図２（ａ）〜（ｑ）に示すような、周方向に一様な断面形状とすることができる。特に、支持構造体は、反射部の周辺部が歪まないように反射部又は構造体が移動しやすくするために、反射部又は構造体と点接触することが望ましい。
従って、その観点から、支持構造体の断面は、図２（ａ）〜（ｇ）、（ｌ）〜（ｏ）であると好ましい。特に好ましくは、断面形状が少なくとも円または楕円の形状の一部を上部に含む形状である。（図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｌ）、（ｍ））支持構造体も、ある程度の剛性があることが好ましく、例えば反射部又は構造体の２倍以上のヤング率を有することが望ましい。支持構造体の材質としては例えば、チタン、鉄、鋼、ＳＵＳ、ＦＲＰ、銅、黄銅又は青銅、アルミ、ガラス、ゴム、シリコン、テフロン（登録商標）、樹脂等を用いることができる。支持構造体の表面は滑りやすい形状及び材質であることが好ましい。

尚、支持構造体、基板及び構造体とからなる空間は密閉されておらず、通気性がある事が好ましい。密閉されていると、屋外での温度変化による空気圧力の変化によって構造体及び反射部が変形してしまう可能性があるため、通気性があることにより砂漠のような温度変化が激しいところに設置したとしても、空気圧力の変化によって構造体及び反射部が変形することなく好ましい。

また、支持構造体のＺ方向の高さを可変とすることにより、中心部と周辺部とのＺ方向の相対位置を変えてもよい。

「太陽熱発電システム」は、少なくとも１つの集熱部と、太陽光を反射して集熱部に照射するための少なくとも１つの太陽光集光用ミラーとを有し、例えば集熱部に集められた熱を用いて液体を加熱しタービンを回して発電するものがある。尚、集熱部の周囲に、太陽光集光用ミラーが複数配置されていることが好ましい。好ましくは、図３に示すように同心円状や、同心の扇状に複数の太陽光集光用ミラーが配置されていることである。また、集熱部から、それぞれの太陽光集光用ミラーまでの距離に応じて、反射部又は構造体の中心部と、周辺部との、Ｚ方向の相対位置が異なることが好ましい。

集熱部と太陽光集光用ミラーまでの距離のうち最も短い距離が、１０ｍ以上であるようなシステムにおいて、軽量のフィルムミラーを使用可能としつつ、集光効率を低下させないという本発明の太陽光集光ミラーの効果が顕著となる。特に、タワー型（ビームダウン式、タワートップ式等）の太陽熱発電システムにおいてこの発明は好ましく用いられる。

四角形状や、六角形状の太陽光集光用ミラーを複数隣接させ組み合わせて、疑似凹状の大きなミラーとしてもよい。好ましくは正六角形状をハニカム構造のように組み合わせることである。それぞれの太陽光集光用ミラーを任意の曲率の凹面ミラーとできるため、集光効率を大幅に向上できる。

本発明によれば、タワー式太陽熱発電システムのように、反射鏡から集熱器までの距離が数十メートルから数百メートルと長距離となる太陽熱発電システムにおいても、高い集光効率を得ることができ、しかも、容易かつ安価に製造でき、加えて、様々な曲率の凹面鏡も容易に得ることができる太陽光集光用ミラー及びそれを用いた太陽熱発電システムを提供することができる。

本発明におけるフィルムミラーＥの構造例を示す図である。 支持構造体の種々の断面形状（ａ）〜（ｑ）を示す図である。 本実施形態にかかる太陽光集光用ミラーを用いた太陽熱発電システムの斜視図である。 図３の太陽熱発電システムを側方から見た図である。 太陽光集光用ミラーＳＬの分解図である。 （ａ）は、一つの実施形態における太陽光集光用ミラーＳＬの上面図であり、（ｂ）は、太陽光集光用ミラーＳＬの断面図である。 （ａ）は、別の実施形態における太陽光集光用ミラーＳＬの上面図であり、（ｂ）は、太陽光集光用ミラーＳＬの断面図である。 更に別な太陽光集光用ミラーを示す図であり、（ａ）は基板と支持構造体の斜視図、（ｂ）は支持構造体の断面図である。 別な実施の形態にかかるヘリオスタットの斜視図である。 （ａ）は、更に別な太陽光集光用ミラーを示す上面図、（ｂ）は、図１０（ａ）の構成をXB-XB線で切断して矢印方向に見た断面図である。 更に別な太陽光集光用ミラーの基板を示す図である。 更に別な太陽光集光用ミラーの基板を示す図であり、（ａ）は基板の上面図、（ｂ）は図１２（ａ）の矢印方向Ｂから見た図、（ｃ）は図１２（ａ）の矢印方向Ｃから見た図である。 フィルムミラーの表面層が厚い場合にゴミが付着した様子（ａ）、フィルムミラーの表面層が薄い場合にゴミが付着した様子（ｂ）を示す図である。 反射部を正面から見た図であって、内接円を説明するための図であり、（ａ）は、内接円が正方形の反射部の全ての辺に接する例、（ｂ）は内接円が長方形の反射部の対向する二辺に接する例、（ｃ）は、内接円が正方形の反射部Ｍの中心を含み且つ二辺に接する例を示す。 図１のフィルムミラーＥを弾性変形可能な構造体に固着した例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。図３は、本実施形態にかかる太陽光集光用ミラーを用いた太陽熱発電システムの斜視図である。図４は、図３の太陽熱発電光システムを側方から見た図である。ここでは、ビームダウン式の太陽熱発電光システムを説明するが、タワートップ式の太陽熱発電光システムにも適用できる。

図３において、比較的大径の集光鏡１１は、複数枚のミラーを楕円形状に沿って組み合わせてなり、３本の支持タワー１２により所定の高さ位置に、反射面を下向き状態にして保持されている。集光鏡１１の下方には、太陽光Ｌを熱エネルギーに変換するための集熱部１４を有する熱交換施設１３が建設されている。そして、支持タワー１２の周囲の地上には、支持タワー１２を取り囲んだ状態で、多数のヘリオスタット１５が設けられている。集光鏡１１には、最大入射放射照度５ｋＷ／ｍ²以上の光が入射するようになっている。

図４において、各ヘリオスタット１５は、地面に植設された柱部ＰＬと、柱部ＰＬの上端に取り付けられた太陽光集光用ミラーＳＬとからなる。柱部ＰＬは、不図示のアクチュエータによって軸線回りに回動可能であり、且つ太陽光集光用ミラーＳＬは、柱部ＰＬに対して不図示のアクチュエータにより仰角を変更可能となっている。尚、最も熱交換器に近い太陽光集光用ミラーＳＬの距離は、光路長で１０ｍ以上である。

図５は、太陽光集光用ミラーＳＬの分解図である。太陽光集光用ミラーＳＬは、反射部であるフィルムミラーＦＭを上面に接着するアルミ板からなる矩形平板状の構造体ＳＴと、構造体ＳＴの中心から等距離にあり高さが一様であって且つ構造体ＳＴに内接するリング状であって断面が円状（図２（ａ））のテフロン（登録商標）チューブからなる支持構造体ＲＬと、アルミ合金板ＰＴ１，ＰＴ２の間にアルミハニカムコアＨＣとを挟持してなる矩形板状の基板ＢＳとを、それぞれの素材の中央に形成された開口にボルトＢＴを上側から下側のワッシャーＷまで挿通し、更にナットＮＴを螺合させることで一体化され、更に、そのボルトＢＴの頭部を覆うようにフィルムミラーＦＭが構造体ＳＴ上に設けられている。即ち、ボルトＢＴは、フィルムミラーＦＭを挿通しておらず、ボルトＢＴの一部がフィルムミラー表面上に露出していることもない。基板ＢＳに支持構造体ＲＬを固定する為に、同一半径の円周溝を形成しても良い。ここで、フィルムミラーＦＭの法線方向即ちボルトＢＴの軸線方向をＺ方向とし、フィルムミラーＦＭの面方向をＸ方向及びＹ方向とする。

図６（ａ）は、太陽光集光用ミラーＳＬの一例の上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の構成をVIB-VIB線で切断して矢印方向に見た断面図である。基準位置としてのフィルムミラーＦＭの内接円ＣＩより径方向外側にて、基板ＢＳの四隅近傍に４本のピンＰＮがＺ方向に延在するようにして植設されている。ピンＰＮは、支持構造体ＲＬの高さより高くなっている（Ｚ方向に突出している）。

ここで、構造体ＳＴの裏面がピンＰＮに当接した状態で、ナットＮＴを締め上げると、ボルトＢＴに作用する軸力によって、フィルムミラーＦＭを固着した構造体ＳＴが弾性変形を生じ、フィルムミラーＦＭの中央部Ｃが基板ＢＳに向かってＺ方向に接近し、次いで支持構造体ＲＬに当接する。このとき、フィルムミラーＦＭを固着した構造体ＳＴは、ピンＰＮの当接点及び周辺部Ｐが支持構造体ＲＬによってＺ方向に規制されているが、Ｘ方向及びＹ方向に規制されておらず固定されていないので、中央部Ｃの変位に伴って周辺部ＰがピンＰＮ及び支持構造体ＲＬとの間で摺動し、相対変位を生じることとなる。これにより支持構造体ＲＬの径方向内側では略放物面を形成し、支持構造体ＲＬの径方向外側ではピンＰＮの付勢力によって略放物面ではないが、それに近似した反射面形状を形成し、集光効率の高い凹面鏡ミラーを形成できることとなる。

ここで、ナットＮＴとボルトＢＴとの相対回動量と、ネジリードとによって、中央部Ｃの変位量が定まるため、かかる相対回動量を規定値に設定することにより任意の曲率の凹面鏡ミラーを形成できる。つまり、集光鏡１１に近いヘリオスタット１５の太陽光集光用ミラーＳＬでは、ナットＮＴとボルトＢＴとの相対回動量を大きくすることで、比較的曲率を大きくした凹面鏡ミラーとし、一方、集光鏡１１から遠いヘリオスタット１５の太陽光集光用ミラーＳＬでは、ナットＮＴとボルトＢＴとの相対回動量を小さくすることで、比較的曲率を小さくした凹面鏡ミラーとし、トータルで集光効率がよい太陽熱発電システムを実現することができる。但し、ナットＮＴとボルトＢＴとの相対回動量は、ピンＰＮが構造体ＳＴから離れない程度（その付勢力が喪失しない程度）に調整されることが望ましい。

又、基板ＢＳの四隅にネジ孔を設け、これに螺合させた小ネジの先端を構造体ＳＴの裏面に当接させることにより、ピンＰＮの代わりに用いることができる。かかる場合、ネジ孔と小ネジの螺合量を変化させることで、小ネジのＺ方向の突出量を調整でき、より高精度に反射面形状を調整できる。ネジ孔を基板ＢＳに貫通させれば、基板ＢＳの裏面側から小ネジの螺合量を調整でき、便利である。

図７は、別な実施の形態にかかる太陽光集光用ミラーを示す図である。本実施の形態では、フィルムミラーＦＭ及び構造体ＳＴの代わりに、薄板ガラスミラーＧＭを用いた点が異なり、それ以外の構成は上述の実施の形態と同様である。薄板ガラスミラーＧＭは、フィルムミラーに比べ剛性が高いので、必ずしも構造体を必要としない。

図８は、本実施の形態の変形例を示す斜視図である。図８において、基板ＢＳ上には、円筒形の３つの支持部ＨＬが周方向に等間隔に配置され、支持部ＨＬにより支持構造体ＲＬが定位置に設けられている。支持構造体ＲＬは、薄板状のスチールベルトを環状に丸めたものであって、支持部ＨＬの上面に設けた溝に嵌合し、上述したフィルムミラーＦＭと構造体ＳＴ、又は薄板ガラスミラーＧＭを弾性変形可能に支持するようになっている。尚、相対移動を容易にすべく、支持構造体ＲＬのエッジＥＤは、図８（ｂ）に示すように丸められていると好ましい。それ以外の点では、上述した実施の形態と同様である。

図９は、別の実施の形態にかかるヘリオスタット１５の分解斜視図である。図９において、ヘリオスタット１５は、地上に設置される架台ＳＳ上に、柱部ＰＬが補強板ＲＰにより補強された状態で配置され、モータＭＴ１の駆動力により太陽を追尾して回転するようになっている。柱部ＰＬの上端には、軸支持部Ｐ１が設けられている。軸支持部Ｐ１は、シャフトＳＨを回転可能に支持している。シャフトＳＨは、モータＭＴ２の駆動力により反射部の仰角を調整可能に回転するようになっている。

シャフトＳＨは、基板ＢＳの一部となっている。より具体的には、基板ＢＳは、シャフトＳＨと２本の円筒部材ＴＢとをＡ字形状に組み合わせてなる。更に、基板ＢＳは、円筒部材ＴＢに固定された横板部材ＨＰを備えており、横板部材ＨＰに設けた円筒部ＣＹから放射状に延在した十字形状のフレームＦＲも備えている。フレームＦＲは、スチールベルトを丸めた支持構造体ＲＬを、３つの円筒状の支持部ＨＬを介して保持していると共に、支持構造体ＲＬの径方向外側に延在するアルミ角材としてのフレームＦＲの４つの板状である延長部Ｆ１に、それぞれピンＰＮを植設している。即ち、本実施の形態では、基板は、シャフトＳＨ、円筒部材ＴＢ、横板部材ＨＰ、フレームＦＲからなる。

円筒部ＣＹは中央にネジ孔を有しており、これにボルトＢＴを螺合可能となっている。
ここで、支持構造体ＲＬの上に、フィルムミラーＦＭを貼り付けた構造体ＳＴを載置し、構造体ＳＴを貫通したボルトＢＴを円筒部ＣＹのネジ孔に螺合させて締め上げると、フィルムミラーＦＭを固着した構造体ＳＴが弾性変形を生じ、フィルムミラーＦＭの中央部Ｃが、基板ＢＳに向かってＺ方向に接近し、次いで支持構造体ＲＬに当接する。このとき、フィルムミラーＦＭを固着した構造体ＳＴは、ピンＰＮの当接点及び周辺部Ｐが支持構造体ＲＬによってＺ方向に規制されているが、Ｘ方向及びＹ方向に規制されておらず固定されていないので、中央部Ｃの変位に伴って周辺部Ｐが支持構造体ＲＬとの間で摺動し、相対変位を生じることとなる。これにより支持構造体ＲＬの径方向内側では略放物面を形成し、支持構造体ＲＬの径方向外側ではピンＰＮの付勢力によって略放物面ではないが、それに近似した反射面形状を形成し、集光効率の高い凹面鏡ミラーを形成できることとなる。本実施の形態は、基板ＢＳがフレーム状であるので、より軽量化できる。構造体ＳＴが弾性変形してもフレームＦＲと干渉しない。

図１０（ａ）は、本実施の形態の変形例の上面図であり、フィルムミラーＦＭを固着した構造体ＳＴを取り外している。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の構成をXB-XB線で切断して矢印方向に見た断面図である。本変形例では、円筒部ＣＹと支持構造体ＲＬとを連結するフレームＦＲ以外に、円筒部ＣＹと支持構造体ＲＬとを連結する補強板ＳＰを設けている。即ち、本実施の形態において、基板は、フレームＦＲ、補強板ＳＰ、円筒部ＣＹを有する。補強板ＳＰは、アルミやスチールの板材から形成されており、隣接するフレームＦＲ間を延在しており、図示するように軽量化のための複数の孔（円形、矩形等）を設けることが望ましい。補強板ＳＰは、構造体ＳＴが弾性変形したときに干渉しないように、円筒部ＣＹに近づくに連れ、高さが低くなっている。尚、本実施の形態では、ピンＰＮは、延長部Ｆ１に、それぞれ２本ずつ設けられている。尚、ピンＰＮを設けずに、補強板ＳＰを対角線上に設け、補強板ＳＰの高さが高い端部を突出部として用いてもよい。

図１１は、別の実施の形態を示す斜視図である。本実施の形態では、図９の柱部ＰＬ等に設置できる基板ＢＳは、矩形状であって、複数のアルミ又はスチールの６枚の板材ＰＴを組み合わせてなるが、四隅Ｐ４の高さＨ１が、それ以外の部位の高さＨ２よりも高くなっている。即ち、四隅Ｐ４が突出部を形成する。フィルムミラーＦＭを固着した構造体ＳＴを、基板ＢＳに載置して、構造体ＳＴの裏面を基板ＢＳの中央に接するように付勢すると、四隅Ｐ４が、構造体ＳＴの四隅を付勢することで、フィルムミラーＦＭの中央部Ｃがへこみ、周辺部ＰがＺ方向に突出するようになり、更に、板材ＰＴの上縁形状が放物面形状を近似しているので、構造体ＳＴが板材ＰＴの上縁に当接することで、放物面に近似した凹面ミラー形状を得ることができる。尚、板材ＰＴに軽量化のための孔を形成しても良い。

図１２は、更に別な太陽光集光用ミラーの基板を示す図で、（ａ）は基板の上面図、（ｂ）は図１２（ａ）の矢印方向Ｂから見た図、（ｃ）は図１２（ａ）の矢印方向Ｃから見た図である。図１２（ａ）〜（ｃ）において、基板ＢＳは、第１枠部材Ｓ１と、第２枠部材Ｓ２と、第３枠部材Ｓ３と、第４枠部材Ｓ４とを正方形状に組み合わせてなり、更に、第２枠部材Ｓ２と第４枠部材Ｓ４とを２本の梁部材Ｓ５，Ｓ６で連結してなる。第２枠部材Ｓ２と第４枠部材Ｓ４のそれぞれ両端に、ピンＰＮを植設している。基板ＢＳの下面には、横板部材Ｓ７が配置されており、横板部材Ｓ７の下面から、一対のアーム部Ｓ８，Ｓ９が延在している。

一方、ヘリオスタットの柱部ＰＬの上端には、中空の軸支持部Ｐ１が設けられており、アーム部Ｓ８，Ｓ９により挟持されるようにして、軸支持部Ｐ１が配置され、更に一方のアーム部Ｓ８から、軸支持部Ｐ１内を通って他方のアーム部Ｓ９に抜けるようにして、シャフトＳＨが配置されている。これにより、柱部ＰＬに対して基板ＢＳが傾き可能となる。

基板ＢＳの上面には、８つの円筒状の支持部ＨＬが設けられ、支持部ＨＬにより支持構造体ＲＬが定位置に設けられている。支持構造体ＲＬは、薄板状のスチールベルトを環状に丸めたものであって、ピンＰＮと共に、上述したフィルムミラーＦＭと構造体ＳＴとを弾性変形可能に支持するようになっている。尚、全ての実施の形態において、突出部としてはピンではなく、壁や隆起部など種々の形態が考えられる。

尚、ミラー形状が正方形でも、集光地点までの距離が長ければ、集光される光の形状は丸くなるので、反射効率は良好になる。但し、正方形状であると反射光量が増えるので、より実用的である。一方で、丸形状であると歪みをより減らせる可能性があるため、用途や優先度の高い性能に応じてどのような形状とするか決めることができる。

１１ 集光鏡
１２ 支持タワー
１３ 熱交換施設
１４ 集熱部
１５ ヘリオスタット
ＢＳ 基板
ＢＴ ボルト
Ｃ 中央部
ＣＩ 内接円
ＣＹ 円筒部
Ｆ１ 延長部
ＦＭ フィルムミラー
ＦＲ フレーム
ＧＭ 薄板ガラスミラー
ＨＣ アルミハニカムコア
ＨＬ 支持部
ＨＰ 横板部材
Ｌ 太陽光
ＭＴ１ モータ
ＭＴ２ モータ
ＮＴ ナット
Ｐ 周辺部
Ｐ１ 軸支持部
Ｐ４ 四隅
ＰＬ 柱部
ＰＮ ピン
ＰＴ 板材
ＰＴ１，ＰＴ２ アルミ合金板
ＲＬ 支持構造体
ＲＰ 補強板
Ｓ１ 枠部材
Ｓ２ 枠部材
Ｓ３ 枠部材
Ｓ４ 枠部材
Ｓ５，Ｓ６ 梁部材
Ｓ７ 横板部材
Ｓ８ アーム部
Ｓ９ アーム部
ＳＨ シャフト
ＳＬ 太陽光集光用ミラー
ＳＰ 補強板
ＳＳ 架台
ＳＴ 構造体
ＴＢ 円筒部材
Ｗ ワッシャー

Claims (14)

1. 太陽光集光用ミラーであって、
   変形可能な多角形状の反射部と、多角形状の基板とを有し、
   前記基板は、前記反射部の内接円の位置を基準位置として、それより径方向外側における前記反射部の裏面を付勢する突出部を有し、それにより前記基準位置より径方向外側における前記反射部の表面が、Ｚ方向表面側に曲がるようにしていることを特徴とする太陽光集光用ミラー。
2. 前記反射部の中心部は、前記反射部のＸ方向及びＹ方向の位置が固定されており、
   前記反射部の前記中心部と、前記反射部の周辺部との、Ｚ方向の相対位置が可変であり、
   前記反射部の前記周辺部は、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の位置が固定されておらず、
   前記反射部を弾性変形させ、前記中心部と前記周辺部との前記Ｚ方向の相対位置を変えることにより、凹状のミラー構造を得ることを特徴とする請求項１に記載の太陽光集光用ミラー。
3. 前記突出部は、前記Ｚ方向の突出量を調節可能となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光集光用ミラー。
4. 前記太陽光集光用ミラーは弾性変形可能な構造体を有し、
   前記反射部は、前記構造体の表面に形成されており、
   前記反射部が形成された前記構造体の中心部は、Ｘ方向及びＹ方向の位置が固定されており、
   前記反射部が形成された前記構造体の前記中心部と、前記反射部が形成された前記構造体の周辺部との、Ｚ方向の相対位置が可変であり、
   前記反射部が形成された前記構造体の前記周辺部は、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の位置が固定されておらず、
   前記反射部が形成された前記構造体を弾性変形させ、前記中心部と前記周辺部との前記Ｚ方向の相対位置を変えることにより、凹状のミラー構造を得ることを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽光集光用ミラー。
5. 前記基板と前記構造体との間に設けられ、前記内接円もしくはそれより径方向内側で、前記構造体に対して３点以上或いは周状に、前記構造体が相対移動可能に接触すると共に、前記構造体の前記Ｚ方向の高さを規制する支持構造体とを有し、
   前記反射部が形成された前記構造体の前記中心部の前記Ｚ方向の位置又は、前記支持構造体の前記Ｚ方向の位置が可変であり、
   前記中心部の前記Ｚ方向の位置又は、前記支持構造体の前記Ｚ方向の位置を変えることに伴い、前記反射部が形成された前記構造体の前記周辺部は前記支持構造体に接触しながら移動することにより、前記反射部が形成された前記構造体を弾性変形させ、凹状のミラー構造を得るようになっていることを特徴とする請求項４に記載の太陽光集光用ミラー。
6. 前記反射部が形成された前記構造体の前記中心部の前記Ｚ方向の位置が可変であり、前記中心部の前記Ｚ方向の位置を変えることに伴い、前記反射部が形成された前記構造体の前記周辺部は前記支持構造体に接触しながら移動することにより、前記反射部が形成された前記構造体を弾性変形させ、凹状のミラー構造を得ることを特徴とする請求項５に記載の太陽光集光用ミラー。
7. 前記支持構造体の形状は、Ｚ方向から見た際に、前記構造体の前記中心部を中心とし等距離に配置された形状であることを特徴とする請求項５又は６に記載の太陽光集光用ミラー。
8. 前記支持構造体の形状は、Ｚ方向から見た際に、前記構造体の前記中心部を中心としたリング状の形状であることを特徴とする請求項７に記載の太陽光集光用ミラー。
9. 前記反射部は、フィルムミラーであることを特徴とする請求項４乃至８のいずれかに記載の太陽光集光用ミラー。
10. 前記反射部は、薄板ガラスミラーであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の太陽光集光用ミラー。
11. 前記太陽光集光用ミラーは、太陽熱発電用ミラーであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の太陽光集光用ミラー。
12. 太陽熱発電システムであって、
    少なくとも１つの集熱部と、請求項１１に記載の太陽光集光用ミラーとを有し、前記太陽光集光用ミラーは、太陽光を反射して前記集熱部に照射することを特徴とする太陽熱発電システム。
13. 前記集熱部の周囲に、前記太陽光集光用ミラーが複数配置されており、前記集熱部から、それぞれの前記太陽光集光用ミラーまでの距離に応じて、前記反射部の前記中心部と、前記反射部の前記周辺部との、Ｚ方向の相対位置を設定したことを特徴とする請求項１２に記載の太陽熱発電システム。
14. 前記集熱部と前記太陽光集光用ミラーまでの距離のうち最も短い距離が、１０ｍ以上であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の太陽熱発電システム。

Images