WO2012169618A1 - 集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置及び集光型太陽光発電システム - Google Patents

集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置及び集光型太陽光発電システム Download PDF

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WO2012169618A1
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WO
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power generation
solar power
concentrating solar
panel
light
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PCT/JP2012/064804
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English (en)
French (fr)
Inventor
岩崎　孝
正伸 古金谷
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0543—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the refractive type, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a concentrating solar power generation panel, a concentrating solar power generation device, and a concentrating solar power generation system having display properties and decorative properties.
  • a photovoltaic power generation panel generally has a large number of power generation elements (cells) arranged adjacent to each other in a planar shape, and its light receiving surface is generally black because of its peculiarity of absorbing light.
  • a concentrating solar power generation panel that condenses sunlight with a condensing lens such as a Fresnel lens and irradiates the power generation element to concentrate solar energy to generate power.
  • This concentrating solar power generation panel has been attracting attention because of its high power generation efficiency per installation area, which is installed on a platform that catches the sun.
  • one power generating element 12 is provided for each condensing lens 14a.
  • the condensing lens 14a is irradiated.
  • Direct light which constitutes about 70% of sunlight, is collected (condensed) by the condenser lens 14 a and applied to the power generation element 12 to generate electricity, and the remaining 30% of the scattered light is scattered around the power generation element 12. Irradiate.
  • a protective cover having only the light receiving portion of each power generating element 12 as a through-hole is provided.
  • the back side of the light collector 14 is provided on the entire surface (the entire surface around the power generation element 12 is covered with a protective cover).
  • various colors of light-emitting elements are provided in a solar power generation panel so as to have display properties and decorative properties (see, for example, paragraph 0022 of Patent Document 2).
  • the general photovoltaic power generation panel has a black light-receiving surface, it is not decorative and not aesthetically pleasing.
  • the technology that provides light-emitting elements to provide display properties and decorative properties also depends on the display properties only for the light-emitting devices, and the photovoltaic power generation panel of the technology is not a concentrating type, There is almost no change in display properties in the viewing direction, and it is not interesting.
  • the reflecting surface is used as the condensing lens.
  • the focusing lens focused on the point that what is on the rear surface of the lens looks different depending on the direction seen from the front.
  • the present invention pays attention to the fact that the surface on which the scattered light is reflected can be seen through the condensing lens, and the visible one varies depending on the viewing direction, and a plurality of directions with respect to the panel light receiving surface, for example, diagonally lower right, left A part of the image is drawn around the power generation element so that the images viewed through the condenser lens from different directions such as obliquely upward are different.
  • the configuration of the concentrating solar power generation panel according to the present invention includes a substrate, a power generation element that converts light provided on the substrate into electricity, and a condensing lens disposed above the power generation element.
  • the condensing type is preferably made of a compound semiconductor.
  • the compound semiconductor can be a III-V group compound.
  • the condensing lens various lenses such as a convex lens can be adopted, but a Fresnel lens is preferable because it can be made thin.
  • the color arrangement member is a member that is colored on a plate-like surface drawn with a paint or the like having a display property and a decoration property by reflecting light received from others such as printed matter, and emits light by itself such as a light emitting element. It does not include those with display and decoration.
  • the means for color arrangement it is common to draw the color arrangement (image) on the substrate, but in the concentrating solar power generation panel provided with the protective cover around the power generation element, An image will be drawn on the cover.
  • This cover may be a plate for drawing this image, not for protecting the equipment around the power generating element.
  • the size and shape are not limited to the mode in which only the light receiving portion of each power generating element is formed as a through hole, as long as an image can be drawn.
  • the image is drawn with, for example, paint, and the paint preferably has a high heat dissipation function.
  • the surface color of the color arrangement member may be different in each basic power generation configuration, or the surface of the color arrangement member is divided in the same manner in each basic power generation configuration, and each of the divided areas has a color arrangement.
  • the image can be made different across the panel depending on the viewing direction.
  • a light emitting element can be arranged instead of the color arrangement member, and a reflecting member can be arranged on the substrate other than the light emitting element and the light emitting element.
  • each image can be represented by light emission of the light emitting element not only in the daytime but also at night when sunlight is lost.
  • the reflection member reflects the emitted light to make the brightness brighter.
  • the light-emitting element power can be obtained by attaching a storage battery to the panel, storing the daytime power obtained by the power generation element in the storage battery, and using the stored power.
  • the light-emitting elements include not only light-emitting diodes but also all elements that emit light by themselves and have display properties and decorative properties.
  • the light emitting element includes a light emitting element such as a liquid crystal using backlight or reflection.
  • the reflection member can be the color arrangement member or different from the color arrangement member such as a mirror. When the entire surface is a single color, white, blue, green, etc. are optional, but white is preferred.
  • the number of light emitting elements that can be substituted for the color arrangement member in the basic power generation configuration is not limited to one, and the number of light emission elements that are necessary for substituting the color arrangement member may be used. , And could be.
  • each of the concentrating solar power generation panels can be arranged vertically and horizontally to form the concentrating solar power generation apparatus (equipment) shown in FIG. 1 or a mega solar apparatus (concentrating solar power generation system) that collects them. .
  • each of the concentrating solar power generation panels can form a partial image, and the plurality of concentrating solar power generation panels can form a single image.
  • each concentrating solar power generation panel represents an image, each group of concentrating solar power generation panels represents one image, the other represents a different image, and each of the plurality of groups is different. It can represent an image.
  • a concentrating solar power generation apparatus can be obtained, and means for driving the installation support section and means for capturing the position of the sun. It is also possible to drive the concentrating photovoltaic power generation panel so that the light receiving surface of the concentrating photovoltaic power generation panel faces the sun position. Further, if a plurality of each of the concentrating solar power generation devices are provided, a concentrating solar power generation system is formed, and the whole of the plurality of concentrating solar power generation devices (concentrating solar power generation system) is one. You can also create an image.
  • each concentrating solar power generation device represents an image
  • each group of concentrating solar power generation devices represents one image
  • the other represents a different image
  • each of the plurality of groups represents an image.
  • the concentrating solar power generation panel or the like has a solar sunshine function with the installation support portion, the direction change toward the sun of the solar power generation panel when viewed from the same position (to the sun)
  • the images that can be confirmed (visible) are also different.
  • different advertisements can be displayed in the morning, noon, evening, etc. when viewed from the same position. For example, “Good morning” can be displayed in the morning, “Okaeri” in the evening, and the like can be displayed. Also, for example, a person on a train that passes through the same place said, “Good morning! I ’m fine!” In the morning.
  • a device having a light emitting element can express various patterns at night, such as a starry sky as well as advertisements, advertisements and characters.
  • a concentrating solar power generation panel having high display properties (message properties) and high decorativeness can be set as an optical solar power generation device or a concentrating solar power generation system. That is, it can have a function of not only a photovoltaic power generation panel but also a message board. At this time, if a part of the image is drawn with a paint or the like having a display property and a decoration property by reflecting light received from others, the display property and the decoration property can be obtained at a low cost.
  • a perspective view of an example of a concentrating solar power generation device Partial cutaway perspective view of the photovoltaic panel
  • the principal part top view of one Embodiment of this invention The principal part top view of the coloring member of the embodiment Action explanatory diagram of the same embodiment
  • the top view of the color arrangement member in the one concentrating photovoltaic power generation panel of other embodiment Action explanatory diagram of the same embodiment
  • the principal part top view of the coloring member of other embodiment The top view of the color arrangement member in the one concentrating photovoltaic power generation panel of the same embodiment
  • the principal part top view of the coloring member of other embodiment The principal part top view of the coloring member of other embodiment
  • the present invention relates to a concentrating solar power generation panel in which condensing lenses are arranged vertically and horizontally, and a power generation element is disposed on the rear side (opposite to the sun) of each condensing lens, from a plurality of directions of the light receiving surface A portion of each of the different images is drawn around the power generation element so that the image of the entire light receiving surface viewed through the condenser lens is different.
  • a plurality of photovoltaic power generation panels P shown in FIG. It is adopted for a concentrating solar power generation device that is vertically and horizontally.
  • This concentrating solar power generation apparatus has a grid-like frame F on an additional date frame D in the left-right direction (around the axis of the additional date frame D) and the vertical direction (of the additional date frame D). Along the axis), each of them is rotatably attached by an electric motor or the like, and a concentrating solar power generation panel P is arranged vertically and horizontally on this frame F.
  • the number of vertical and horizontal arrangements of the photovoltaic power generation panel P is arbitrary.
  • this concentrating solar power generation device can be arranged vertically and horizontally to form a concentrating solar power generation system (equipment).
  • the number of vertical and horizontal arrangements of the concentrating solar power generation apparatus is also arbitrary.
  • This concentrating solar power generation panel P is preferably, for example, vertical: 850 cm, horizontal: 650 cm, thickness: 70 cm, etc., and has a size and weight (lightweight and thin) that can be carried by one person.
  • this size it is possible to reduce the manufacturing cost of the light converging plate 14 and the like and to reduce the cost by automatically mounting the power generation element 12 by applying the production technology of Japan's thin TV, LED lighting fixtures, etc. It is.
  • each panel P In the central part of each panel P, a solar azimuth meter (solar day indicator) C1, an all-sun radiometer C2 and a solar direct light meter C3 are arranged.
  • the position (azimuth) of the sun is confirmed by the sun azimuth meter C1, and based on the confirmation signal, the frame F moves left and right and up and down, and the rotation angle ⁇ and the angle of attack ⁇ are directed straight to the sun. That is, the azimuth angle (rotation angle ⁇ ) that moves the light-receiving surface of the photovoltaic power generation panel P from the east direction to the west direction is always controlled in addition to the daily operation of the sun.
  • the elevation angle that moves the light-receiving surface of the photovoltaic panel P in the elevation angle direction in addition to the daily altitude change of the sun from sunrise at low altitude to high altitude and sunset at low altitude again. (Attack angle ⁇ ).
  • the panel light-receiving surface is set in a state where each photovoltaic power generation panel P (light-receiving surface) faces straight (right angle) toward the sun (the light-receiving surface faces directly) so that the power generation efficiency is the best.
  • the solar radiation amount of the whole sky is detected by the total solar radiation meter C2
  • the solar radiation amount of the direct light is detected by the solar direct light meter C3
  • the power generation efficiency and the like are calculated by comparing the detected amount and the power generation amount.
  • the Patterns a and b corresponding to the mouth and eyebrows are drawn around the three solar azimuth meters C1, solar illuminance total solar radiation meter C2, and direct sunlight photometer C3.
  • the solar azimuth meter C1 and the solar illuminance total solar radiation meter C2 are anthropomorphic corresponding to human eyes
  • the direct sunlight photometer C3 is anthropomorphic.
  • the solar azimuth meter C1, the solar radiation meter C2 and the direct sunlight photometer C3 are located in the center of the photovoltaic power generation panel P arranged vertically and horizontally. Since there is little shift (shift in the detection direction) with respect to the entire frames of C2 and C3, there is an advantage that there is little deterioration in detection accuracy.
  • the solar power generation panel P is provided with a high heat dissipation substrate 11 in a rectangular frame-shaped metal box frame 10.
  • Small power generating elements (for example, 5 mm squares) 12 made of a III-V group compound semiconductor are arranged vertically and horizontally on the substrate 11.
  • a substrate in which 16 power generating elements 12 are arranged in a straight line on a high heat dissipation substrate 11 at equal intervals in the vertical direction is defined as one unit, and the unit is set to 12 units. Implemented in parallel.
  • the front surface of the box frame 10 is covered with a condensing lens 14 made of Fresnel lenses (for example, a regular square of 5 cm on a side) 14a arranged vertically and horizontally (vertical: 16, horizontal: 12).
  • the center of 14a is opposed to each power generating element 12.
  • the sunlight condensed by the condensing lens 14a is irradiated to the power generation element 12 with much (direct light), and efficient power generation is performed.
  • the surrounding image of the power generation element 12 is confirmed by reflection of the scattered light of the sunlight.
  • 13 is a cable for guiding the power generated by the concentrating solar power generation panel P to the outside.
  • the condensing lens 14a is formed by arranging four concentrating plate pieces, which are four vertically and horizontally integrated, and three concentrating plates, to form the condensing plate 14.
  • the condensing plate 14 has a size and shape. Accordingly, the vertical and horizontal numbers of the condensing lenses 14a in the light collecting plate pieces and the number of light collecting plate pieces can be arbitrarily determined.
  • the power generation efficiency is the same and the size of the light receiving surface is the same, the amount of sunlight irradiation is the same and the power generation amount is also the same.
  • 192 (16 ⁇ 12) small power generation elements 12 are arranged on a light collector 14 having a length of 850 cm, a width of 650 cm, and a thickness of 70 cm. This is because the space around each power generating element 12 is wider than the photovoltaic power generation panel provided with 48 large power generating elements, for example, on the light receiving surface of the same size. The heat dissipation is high.
  • the present invention forms a part of a different image W around each power generation element 12 and a plurality of directions with respect to the entire surface (light receiving surface) of the solar power generation panel P.
  • the image W seen through the condensing lens 14a is different from each other. That is, the collective image W viewed from one direction through the respective condensing lenses 14a is displayed, for example, “Good morning”, “Advertisement characters”, “Advertisement images”, etc. It is characterized by having a decorative property.
  • the image W is drawn with paint or the like on the cover.
  • the image W is drawn on the substrate 11, but the aspect drawn on the conventional protective cover is that the plate on which the image (pixel w) is drawn in FIG.
  • the substrate 11 is located on the side.
  • the protective cover is formed with a through-hole at a position where the center of each condensing lens 14a opposes, and the light condensing by the condensing lens 14a is irradiated to each power generating element 12 through the through-hole. It has become.
  • the image W includes one power generation element 12 and one condensing lens 14 a corresponding to the power generation element 12 as a unit, and the periphery of the unit of power generation element 12 is vertically changed.
  • Divided into four equal parts on the left and right, and colored w1, w2, w3, and w4 of “R (red)”, “B (blue)”, “Y (yellow)”, and “G (green)” are applied to the four divided parts (See the upper left corner in FIG. 3).
  • the part corresponding to the light collecting plate piece in the frame 10 in one photovoltaic power generation panel P has a color arrangement as shown in FIG.
  • each color portion consisting of four colors around one power generation element 12 is Since some w1, w2, w3, and w4 are formed, it can be considered to form one pixel of each image.
  • the one set of pixels (four pixels w1, w2, w3, w4) and the power generation element 12 form one basic power generation configuration L in the claims, and each of the pixels w1, w2, w3, w4. Is a color arrangement member of a portion other than the power generation element 12.
  • an image seen through one condenser lens 14a has a basic power generation configuration corresponding to the condenser lens 14a surrounded by a chain line in the left corner of FIG.
  • the portion L it is not the entire pixel w1, w2, w3, w4 of the basic power generation configuration L.
  • the combination of pixels that can be seen in the panel P changes depending on the orientation of the panel P. That is, a plurality of types of images are formed on the panel P depending on where the person views the panel P. When a person views the panel P that follows the sun at the same place, the image formed on the panel P changes with time.
  • the power generating element 12 can be confirmed only when looking straight at the panel P (when viewed from the direction of sunlight), when the panel P such as the lower left side is viewed obliquely, the power generating element 12 is can not see. That is, the power generation element 12 looks black and extremely small, but when each color is visible, the black (black dot) is hardly visible, and thus the visual influence of the power generation element 12 on each image can be almost ignored.
  • each basic power generation configuration L in the frame 10 has “R (red)”, “B (blue)”, “Y (yellow)”, “G ( Green) ”(coloring w1, w2, w3, w4) (when each pixel around one power generating element 12 is constituted by four frames (four colored portions) as in FIG. 3), the lower right side As shown in FIG. 7A, as shown in FIG.
  • one basic power generation configuration L is divided into three equal parts in length and width, and the power generation element 12 is arranged in the center thereof.
  • the pixel w1 in the eight divisions around the power generation element 12 is “red”, “green” is the same w2, “gray” is the same w3, “white” is the same w4, “blue” is the same w5, “Blue”, w7 “yellow”, and w8 “pink”.
  • FIG. 8 if various color schemes are performed as shown in FIG. 9 (pixels w1: red, w2: blue, w3: yellow, w4: green, w5: orange, w6: black, w7: white, w8: If (brown) is formed), the images of FIGS. 10 (a) to 10 (h) can be obtained. That is, when viewed from the upper left side, “duck” in FIG. If the state gradually shifts from the state to the right side (shifts to the right side with respect to the panel P), first, “fox” in FIG. Further, when passing a straight position with respect to the panel P, the “rabbit” in FIG. 5C is confirmed, and then the “whale” in FIG.
  • the method of creating the pixel w in each basic power generation configuration L of each image W is that the pixel w corresponding to the image W viewed from each direction is represented by a portion (divided portion) of each basic power generation configuration.
  • a portion (divided portion) of each basic power generation configuration For example, in the case of the “chick”, one pixel w of the image “W” of the “chick” is allocated to each visible portion of the basic power generation configuration L.
  • the number of divisions of the basic power generation configuration L is 4, 9, 16, 25, 36, etc., and is divided into vertical and horizontal divisions, the number of vertical and horizontal divisions is different, or the division is not divided equally (equal division). And is optional.
  • the images W that can be confirmed differ depending on the degree of division.
  • each color arrangement portion of the basic power generation configuration L is not evenly divided around the power generation element 12 (if it is non-uniformly divided), the image is confirmed to be long (long time) in a certain angle range depending on the angle at which the image is viewed. In a certain angle range, it can be confirmed to be short (short time).
  • each pixel w can be confirmed as a frame advance, and a moving image in which a person is running can be confirmed.
  • it can also be set as the several color arrangement pixel made into the concentric circle centering on the electric power generation element 12, and the color arrangement is arbitrary.
  • the surface of the high heat dissipation substrate 11 (coloring member) around the power generation element 12 is all the same color, it represents the owner of the concentrating solar power generation device, for example, the image color of the present applicant. It can be “light blue (sky blue)”. When each pixel appears to overlap, it can be recognized as an intermediate color, or a gradation effect in which the color or the like changes with the movement of the photovoltaic power generation panel P can be obtained.
  • each divided part becomes the same pixel, so that the same image is always confirmed even if the panel P is tilted. Can do.
  • each photovoltaic power generation panel P in the concentrating photovoltaic power generation apparatus of FIG. 1 when viewed from various directions such as up, down, left and right, etc. Since each solar power generation panel P is shaken left and right and up and down with the movement of the sun, a different character is confirmed (displayed) from a person at a fixed position in front of the extra-day rack D. . For example, in the morning, if you lean to the left, you will see the upper right direction, near the middle of the day, you will see the upper left, and you will see the lower right side. The direction will be confirmed, and in the evening, it will be tilted to the right and the above left side will be confirmed.
  • the display characters on one panel P are not limited to one character, but may be two characters, three characters, etc., and symbols, facial expressions and the like can be expressed.
  • the display can display not only simple characters but also various characters such as emoticons, pictures of Mt. Fuji, advertisements, etc. If it is a mega solar having a large light receiving area, it is possible to express a stylized image such as a Nasca line picture. It is also possible to confirm (express) a frame-by-frame moving image.
  • a light emitting element such as an LED is loaded in an arbitrary panel P of the solar power generation apparatus or the solar power generation system, the electric power generated in the daytime is stored in a storage battery, and at night when power is not generated.
  • the same message and decoration as the conventional one can be expressed by the light emission color of the light emitting element with the electric power from the storage battery.
  • the light emission color of each light emitting element forms a part w1, w2, w3, w4... Of the image W, when the light receiving surface of the panel P is viewed from different directions, the different images W Can be confirmed (see). For example, in FIGS.
  • the light emitting elements of the same color are arranged in colored portions such as red, blue, yellow, and green and each light emitting element emits light at night, A similar image can be recognized.
  • the structure provided with this light emitting element can be used together with the image made of the paint or the like, or can be made to represent each image only by the emission color of the light emitting element without using it together.
  • the light emitting element can be a simple illuminating tool for the image W (pixels w1, w2, w3, w4... Wn) drawn around the power generating element 12.
  • a power generation element made of silicon or the like can be arranged so that power can be generated with scattered light as long as the color arrangement members around the power generation element 12 do not interfere with the display. At this time, the power generation element can be colored to display the same display as that of the coloring member.
  • the present invention is not limited to the concentrating solar power generation apparatus in which the concentrating solar power generation panel P is provided in the vertical and horizontal directions. Of course, it can also be adopted in a concentrating solar power generation system in which power generation devices are arranged vertically and horizontally. From the above, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
  • Concentration type solar power generation device F day frame F Concentration type solar power generation device frame P Concentration type solar power generation panel W Image w1, w2, w3, w4, w5, w6, w7, w8 One of the images Part (pixel) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solar power generation panel box frame 11 High heat dissipation substrate 12 Power generation element 14 Condensing plate 14a Condensing lens

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Abstract

　縦横配置した各集光レンズの後側に発電素子を配置した集光型太陽光発電パネルを縦横に設けて集光型太陽光発電装置とする。パネル内の各発電素子の周りに複数の画像の一部が描かれている。この各パネルが太陽に追日し左右上下に振れると、この装置の前方定位置で見ている人は、集光レンズの特性から、その集光レンズを通して確認できる画像がパネルの振れた角度（方位回転角θ、迎え角α）によって異なるため、各画像をその振れ角度に応じたものとすれば、例えば、上側に振れれば、「Ｙ」、下側に振れれば、「Ｂ」、右側に振れれば、「Ｇ」、左側に振れれば、「Ｒ」がそれぞれ表れる。このため、太陽の動きに伴ってその表れる文字等の画像を変化させることができ、その時刻に応じたメッセージ等を表示することができる。

Description

集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置及び集光型太陽光発電システム
　この発明は、表示性や装飾性を持たせた集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置及び集光型太陽光発電システムに関するものである。
　太陽光発電パネルは、発電素子（セル）の多数を平面状に隣接して配列したものが一般的であり、光を吸収するという特殊性から、その受光面は全面黒色が一般的である。
　一方、フレネルレンズ等の集光レンズで太陽光を集光して発電素子に照射し太陽光エネルギーを濃縮して発電する集光型太陽光発電パネルがある。この集光型太陽光発電パネルは、太陽を追日する架台に設置されていて、設置面積当りの発電効率の高いことから注目されている（特許文献１参照）。
　この集光型太陽光発電パネルは、図２を参照して説明すると、各集光レンズ１４ａに対して一つの発電素子１２が設けられ、例えば、我国においては、その集光レンズ１４ａに照射する太陽光の約７０％をなす直達光が集光レンズ１４ａによって集められ（集光され）発電素子１２に照射されて発電し、太陽光の残り約３０％の散乱光はその発電素子１２の周りに照射する。このとき、追日精度の低下によって、その集光位置がズレて発電素子１２周りの機器に障害が生じることを無くすため、各発電素子１２の受光部のみを透孔とした保護カバーを受光面（集光板１４裏側）全面に設けている（発電素子１２の周り全面を保護カバーで被っている）。
　また、太陽光発電パネル内に、種々の色の発光素子を設けて表示性や装飾性を持たせる技術がある（特許文献２段落００２２等参照）。
特開２００２－２８９８９６号公報 特開２００５－１１６８３４号公報
　前記一般的な太陽光発電パネルはその受光面の全面が黒色とされているため、装飾性がなく、美観的に優れたものではない。
　また、発光素子を設けて表示性や装飾性を持たせた技術も、その発光素子のみにその表示性等を依存しており、また、その技術の太陽光発電パネルは集光型ではなく、見る方向における表示性等の変化は殆どなく、おもしろさに欠ける。
　この発明は、集光レンズの特性を生かして表示性や装飾性の高い集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置及び集光型太陽光発電システムを提供することを課題とする。
　前記課題を達成するため、この発明は、まず、集光型太陽光発電パネルにおいては、発電素子の周りには散乱光が照射して反射しているため、その反射する面を、集光レンズを通して見ること（確認すること）ができる点に着目したのである。
　つぎに、集光レンズは、その前面から見る方向によってそのレンズ後面にあるものが異なって見える点に着目したのである。
　この発明は、その散乱光が反射する面を、集光レンズを通して見ることでき、かつその見えるものが見る方向によって異なることに着目し、パネル受光面に対する複数の方向、例えば、右斜め下方、左斜め上方等の各方向から集光レンズを通して見た画像が異なるように発電素子の周りにその画像の一部を描くこととしたのである。すなわち、パネル受光面に対して複数の方向から見た際、その各方向から認識し得る（見える）意図された画像の一部（一画素）を各発電素子の周りに描き、各方向から、受光面を通して各発電素子周りの画像の一部の集合体として各画像を確認し得るようにしたのである。
　このように、見る方向から視認できる画像、例えば、文字、絵等が変れば、従来になかった太陽光発電パネルとなって、その太陽光発電パネルは種々の表示性や装飾性を持つものとなる。因みに、発電素子の周りの画像の一部が一色であっても、集光レンズを通して確認できる画像は、見る方向によって色合いが異なるため、この発明においては、その一色の場合も含む。
　この発明の集光型太陽光発電パネルに係る構成としては、基板と、この基板上に設けた光を電気に変換する発電素子と、その発電素子の上方に配置した集光レンズとを備える基本発電構成を複数並べて一体化した集光型太陽光発電パネルであって、各基本発電構成における基板上の発電素子以外の部分に配色部材を配置し、その１つ１つの前記基本発電構成の配色部材を１つの画素としてパネル全体で画像をなすようにした構成を採用することができる。
　前記発電素子は種々のものが採用できるが、集光型としては、化合物半導体からなるものが好ましく、例えば、その化合物半導体はIII－Ｖ族化合物とすることができる。
　前記集光レンズは、凸レンズ等の種々のものを採用できるが、薄くし得ることから、フレネルレンズが好ましい。
　前記配色部材は、印刷物等の他から受けた光を反射して表示性や装飾性を持つ塗料等で描かれた板状表面に配色された部材であって、発光素子等の自分自身で発光して表示性や装飾性を持つものは含まない。
　その配色する手段としては、前記基板上にその配色（画像）を描くのが一般的であるが、発電素子の周りに前記保護用カバーを設けた集光型太陽光発電パネルにあっては、そのカバー上に画像を描くこととなる。このカバーは、発電素子周りの機器の保護用としてではなく、この画像を描くための板でもよい。この板の場合、各発電素子の受光部のみを透孔とした態様に限らず、画像を描き得れば、その大きさ・形状は任意である。
　その画像は、例えば、塗料等によって描くこととなるが、その塗料は高放熱性の機能を有するものが好ましい。
　この構成において、前記配色部材の表面の色は各基本発電構成で異なるようにしたり、前記配色部材の表面は前記各基本発電構成において同じように分割され、その分割された領域の各々に配色が施されて、見る方向によって前記パネル全体で画像が異なるようにしたりすることができる。
　また、前記配色部材に代えて発光素子を配置することもでき、前記基板上に発光素子及び発光素子以外の部分に反射部材を配置することもできる。このようにすれば、昼間のみならず、太陽光の無くなった夜間等においても、発光素子の発光によって各画像を表すことができる。反射部材はその発光を反射して輝きを鮮やかにする。
　その発光素子用電力は、パネルに蓄電池を付設し、この蓄電池に発電素子によって得た昼間の電力を蓄え、その蓄電した電力を使用することができる。発光素子は、発光ダイオード等のみならず、自分自身で発光して表示性や装飾性を持つもの全てを含む。また、発光素子は、液晶のようにバックライトや反射を利用して光るものも含む。
　反射部材は、前記配色部材としたり、鏡等の配色部材とは異なるものとしたりすることができ、その全面が一色の場合は、白、青、緑等と任意であるが、白が好ましい。また、基本発電構成における配色部材に代る発光素子は一つに限らず、その配色部材の代用をなすのに必要な数であったり、その複数の場合、各発光色も異なるものであったり、とし得る。
　これらの集光型太陽光発電パネルは縦横に配置することによって図１に示す集光型太陽光発電装置（設備）やそれらを集めたメガソーラー装置（集光型太陽光発電システム）等とし得る。このとき、その１つ１つの前記集光型太陽光発電パネルが部分画像を成し、その複数の前記集光型太陽光発電パネル全体で１つの画像を成すようにすることができる。また、各集光型太陽光発電パネルでそれぞれ画像を表したり、集光型太陽光発電パネルのある群で１つの画像を表し、他は異なる画像を表したり、同複数の群でそれぞれ異なる各画像を表したりすることができる。
　前記各集光型太陽光発電パネルを設置支持部に複数設置すれば、集光型太陽光発電装置とすることができ、その設置支持部を駆動する手段と太陽の位置を捕捉する手段とを備えて、太陽の位置に対して前記集光型太陽光発電パネルの受光面が正対するように前記集光型太陽光発電パネルを駆動するようにすることもできる。
　また、前記各集光型太陽光発電装置を複数備えれば、集光型太陽光発電システムとなり、その複数の前記集光型太陽光発電装置全体（集光型太陽光発電システム）で１つの画像を成すこともできる。また、各集光型太陽光発電装置でそれぞれ画像を表したり、集光型太陽光発電装置のある群で１つの画像を表し、他は異なる画像を表したり、同複数の群でそれぞれ画像を表したりすることができる。このとき、空から見たら、１つの大きな画像をなし、地上から見たら、一つ以上の小さな画像をなすようにすることもできる。
　前記設置支持部でもって、前記集光型太陽光発電パネル等を、太陽追日機能を有するものとすれば、同一の位置から見た場合、太陽光発電パネルの太陽に向く方向変化（太陽への追日）に伴って確認し得る（見える）画像も異なることとなる。例えば、太陽の移動に伴って太陽光発電パネルはその太陽に向くため、同一の位置から見た場合、朝、昼、夕方等において、異なる広告を表示したりすることができる。例えば、朝は、「おはよう」、夕方は「おかえり」等の表示を行い得る。また、例えば、同一場所を通る電車に乗った人からは、朝は「おはようございます。元気で！」、昼前は、「もうすぐ、お昼ですよ！」、昼過ぎは「さあ、一がんばり！」、夕方は「お疲れ様、気を付けてお帰りください。」等の挨拶、「安全（あんぜん）」「品質（ひんしつ）」「環境（かんきょう）」「開発（かいはつ）」等のメッセージを表示できる。
　発光素子を有するものにあっては、夜間においても、それらの各種の模様、例えば、広告・宣伝・キャラクターは勿論のこと、星空等を表すことができる。
　以上のように、この発明は、集光レンズの特性でもって見る方向により異なる画像を認識し得るようにしたので、表示性（メッセージ性）や装飾性の高い集光型太陽光発電パネル、集光型太陽光発電装置又は集光型太陽光発電システムとし得る。すなわち、太陽光発電パネルのみならずメッセージボードの機能を持つものとし得る。このとき、画像の一部を他から受けた光を反射して表示性や装飾性を持つ塗料等で描かれたものとすれば、安価にしてその表示性や装飾性を得ることができる。
この発明に係る集光型太陽光発電装置の一例の斜視図 同太陽光発電パネルの一部切り欠き斜視図 この発明の一実施形態の要部平面図 同実施形態の配色部材の要部平面図 同実施形態の作用説明図 他の実施形態の一集光型太陽光発電パネルにおける配色部材の平面図 同実施形態の作用説明図 他の実施形態の配色部材の要部平面図 同実施形態の一集光型太陽光発電パネルにおける配色部材の平面図 同実施形態の作用説明図 他の実施形態の配色部材の要部平面図
　この発明は、縦横に集光レンズを配置し、その各集光レンズの後側（太陽と反対側）に発電素子を配置した集光型太陽光発電パネルにおいて、その受光面の複数の方向から集光レンズを通して見た前記受光面全体の画像が異なるように発電素子の周りに前記異なる各画像の一部を描いたものであり、例えば、図１に示す、複数の太陽光発電パネルＰを縦横に有する集光型太陽光発電装置に採用される。
　この集光型太陽光発電装置は、追日架台Ｄに格子状のフレームＦをその追日架台Ｄに対して左右方向（追日架台Ｄの軸心周り）かつ上下方向（追日架台Ｄの軸心に沿う）に電動機等によってそれぞれ回動可能に取付け、このフレームＦに集光型太陽光発電パネルＰを縦横に配置したものである。この太陽光発電パネルＰの縦横の配列個数は任意である。また、この集光型太陽光発電装置を縦横に並べて集光型太陽光発電システム(設備）とすることもできる。その集光型太陽光発電装置の縦横の配列個数も任意である。
　この集光型太陽光発電パネルＰは、例えば、縦：８５０ｃｍ、横：６５０ｃｍ、厚さ：７０ｃｍ等として、一人で持ち運べる大きさ・重さ（軽量・薄型）とすることが好ましい。また、この程度の大きさであると、我国の薄型ＴＶ、ＬＥＤ照明器具等の生産技術の応用によって、集光板１４等の製作コストの低減や発電素子１２の自動実装等による低コスト化が可能である。
　その各パネルＰの中央部に、太陽方位計（太陽追日計）Ｃ１、全天日射計Ｃ２及び太陽光直達光計Ｃ３が配置されている。太陽方位計Ｃ１によって太陽の位置（方位）を確認し、その確認信号に基づき、フレームＦが左右及び上下方向に動いて太陽に真っ直ぐ向く回転角θと迎え角αとされる。すなわち、常時、太陽の一日の運行に追日して、東方向から西方向へ太陽光発電パネルＰの受光面を可動とする方位角（回転角θ）に制御される。また、太陽高度が低い日の出から高度の高い昼そして再び高度の低くなる日没まで太陽の一日の高度変化に追日して、仰角方向に太陽光発電パネルＰの受光面を可動とする仰角（迎え角α）に制御される。また、パネル受光面を、発電効率が最良となるように、太陽に向かって各太陽光発電パネルＰ（受光面）が真っ直ぐ（直角）に向く（受光面が正対する）状態とされる。
　また、全天日射計Ｃ２によって全天空の日射量を検出し、太陽光直達光計Ｃ３によって直達光の日射量を検出し、それらの検出量と発電量との対比によって発電効率等が計算される。
　この３つの太陽方位計Ｃ１、太陽光照度全天日射計Ｃ２及び太陽光直達光計Ｃ３の周りには口、眉毛に相当する模様ａ、ｂが描かれている。この模様ａ、ｂによって、太陽方位計Ｃ１、太陽光照度全天日射計Ｃ２が人の目、太陽光直達光計Ｃ３が同鼻に相当して擬人化されたものとなっている。また、太陽方位計Ｃ１、全天日射計Ｃ２及び太陽光直達光計Ｃ３が太陽光発電パネルＰの縦横配列した中央部に位置することは、フレームＦの経年に伴う反りに基づく各計器Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の全体フレームに対するズレ（検出方向のズレ）が少ないため、検出精度の劣化が少ない利点がある。
　太陽光発電パネルＰは、図２に示すように、四角枠状の金属製箱フレーム１０内に高放熱基板１１が設けられている。その基板１１上にIII－Ｖ族化合物半導体からなる小型の発電素子（例えば、一辺５ｍｍ正四角）１２が縦横に配置されている。この例では、図２、図３に示すように、高放熱基板１１上に、上下方向等間隔に１６個の発電素子１２を直線上に直列配置した基板を１単位とし、その１単位を１２列並列に実装している。
　箱フレーム１０の前面はフレネルレンズから成る集光レンズ（例えば、一辺５ｃｍ正四角）１４ａが縦横（縦：１６、横：１２）に配置された集光板１４によって被われており、各集光レンズ１４ａの中心が各発電素子１２にそれぞれ対向している。このため、集光レンズ１４ａによって集光された太陽光は発電素子１２にその多く（直達光）が照射されて効率的な発電がなされる。一方、発電素子１２の周りはその太陽光の散乱光の反射によってその周りの画像が確認されることとなる。図中、１３は集光型太陽光発電パネルＰで発電された電力を外部に導くケーブルである。また、この例では、集光レンズ１４ａを、縦横４個を一体成形した集光板片を縦４枚、横３枚並べて集光板１４を形成しているが、集光板１４の大きさ・形状に応じて、その集光板片内の集光レンズ１４ａの縦横の数、及び集光板片の数は任意に決定し得る。
　因みに、この種の太陽光発電パネルにおいては、発電効率が同じで、その受光面の大きさが同じであれば、太陽光の照射量も同じであって発電量も同じとなる。この例では、縦：８５０ｃｍ、横：６５０ｃｍ、厚さ：７０ｃｍの集光板１４に１９２（１６×１２）個の小型発電素子１２を配置している。これは、同一の大きさの受光面に対して、例えば、４８個の大型発電素子を設けた太陽光発電パネルに比べれば、各発電素子１２の周りのスペースが広くなるため、基板１１からの放熱性が高くなっている。
　この発明は、このような集光型太陽光発電パネルＰにおいて、その各発電素子１２の周りに異なる画像Ｗの一部を形成し、その太陽光発電パネルＰ全面（受光面）に対する複数の方向から集光レンズ１４ａを通して見た画像Ｗが異なるようにしたことが特徴である。すなわち、一方向から見た各集光レンズ１４ａを通した集合画像Ｗが、例えば、「おはようございます」、「広告文字」、「広告画」等の表示性や、例えば、「花模様」等の装飾性を持つものとすることを特徴とする。このとき、その画像Ｗは、高放熱基板１１上又は発電素子１２の周りに保護用カバーがある場合にはそのカバー上に塗料等によって描く。この実施形態では、基板１１上に画像Ｗを描いているが、従来の保護カバーに描いた態様は、図２において、画像（画素ｗ）の描かれた板が保護カバーとなって、その下側に基板１１が位置することとなる。そして、その保護カバーには、各集光レンズ１４ａの中心が対向する位置に透孔が形成されて集光レンズ１４ａによる集光がその透孔を通って各発電素子１２に照射されるようになっている。
　その画像Ｗは、例えば、図３に示すように、一の発電素子１２とその発電素子１２に対応する一の集光レンズ１４ａとを一単位とし、その一単位の発電素子１２の周りを上下左右４等分に区画し、その４分割部分に、「Ｒ（赤）」「Ｂ（青）」「Ｙ（黄）」「Ｇ（緑）」の着色ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４を施す（図３の左上端参照）。この場合、一の太陽光発電パネルＰにおけるフレーム１０内の前記集光板片に対応する部分は図４のような色配置となる。
　因みに、この例では、左右上下の四方向から異なる画像Ｗを得ることができるため、表示装置（装飾装置）としては、一の発電素子１２の周りに４色からなる各色部分が、各画像の一部ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４をなすことからその各画像の一画素をなすと考えることもできる。この一の画素の集合（４個の画素ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４）と発電素子１２によって、請求項でいう一つの基本発電構成Ｌをなすこととなり、その各画素ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４が発電素子１２以外の部分の配色部材となる。
　このように色配置された太陽光発電パネルＰは、例えば、パネルＰから１０メートル程離れた定置からその鉛直なパネルＰを見た場合、各集光レンズ１４ａへの視線がほほ平行と考え得る。そこで、例えば、図５（ａ）に示すように、パネルＰが上向き右傾斜した場合、人は、パネルＰの中心垂直軸に対して左側下方から見ることとなって、黄色のみを確認できる（黄色のみが表れる。）。また、同図（ｂ）に示すように、パネルＰが下向き右傾斜した場合、人は、同左側上方から見ることとなって、緑色のみを確認できる（緑色のみが表れる。）。また、同図（ｃ）に示すように、パネルＰが上向き左傾斜した場合、人は、同右側下方から見ることとなって、青色のみを確認できる（青色のみが表れる。）。また、同図（ｄ）に示すように、パネルＰが下向き左傾斜した場合、人は、同右側上方から見ることとなって、赤色のみが確認できる（赤色のみが表れる。）。
　このとき、パネルＰの傾斜角度（人がパネルＰを見る角度）によって、一の集光レンズ１４ａを通して見える画像は、その集光レンズ１４ａに対応する基本発電構成が図３左角の鎖線で囲まれた部分Ｌである場合、その基本発電構成Ｌの画素ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４の全体ではない。例えば、その基本発電構成部分Ｌ１に対応する集光レンズ１４ａを通して見た場合、その基本発電構成部分Ｌ１のみではなく、同Ｌ１の画素ｗ２、ｗ３と同Ｌ２の画素ｗ１、ｗ４を確認したり、同Ｌ２の画素ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４を確認したりする。従って、パネルＰの向きによって、パネルＰ内に見える画素の組み合わせが変化する。すなわち、人がパネルＰを見る場所に応じて、複数種類の画像がパネルＰ上に形成される。同じ場所で太陽を追うパネルＰを人が見る場合は、パネルＰに形成される画像は、時間の経過とともに変化する。
　なお、パネルＰに対して真っ直ぐに見る時（太陽光の方向から見る時）のみ、発電素子１２を確認し得るため、前記左側下方などのパネルＰを斜めに見る場合にはその発電素子１２は見えない。すなわち、発電素子１２は黒く極小さく見えるが、各色が見えるときにはその黒（黒点）は殆ど見えないため、発電素子１２による各画像への視覚上の影響は殆ど無視できる。
　以上から理解できるように、各発電素子１２の周りの色配置パターン等を変えることによって、パネルＰの全面（受光面）を見る方向によって確認できる（表れる）画像（文字等）Ｗが変わることとなる。
　このため、例えば、一のパネルＰにおいて、図６に示すように、そのフレーム１０内の各基本発電構成Ｌに「Ｒ（赤）」「Ｂ（青）」「Ｙ（黄）」「Ｇ（緑）」の着色ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４を施すと（図３と同様に、４つの枠（４つの着色部）で一つの発電素子１２の周りの各一画素を構成すると）、右側下方から見れば、図７（ａ）に示すように、青色によってその周りが黄色の「Ｂ」の文字を表す模様が確認できる（Ｂの文字が表れる。）。左側下方から見れば、同図（ｂ）に示すように、黄色によってその周りが青色の「Ｙ」の文字を表す模様が確認できる（Ｙの文字が表れる。）。右側上方から見れば、同図（ｃ）に示すように、赤色によってその周りが緑色の「Ｒ」の文字を表す模様が確認できる（Ｒの文字が表れる。）。左側上方から見れば、同図（ｄ）に示すように、緑色によってその周りが赤色の「Ｇ」の文字を表す模様が確認できる（Ｇの文字が表れる。）。なお、ここでは、４種の例示を行なったが、４種に限らない。
　また、図８に示すように、一基本発電構成Ｌを縦横３等分割とし、その中央に発電素子１２を配置した。また、その発電素子１２の周りの８分割部の画素ｗ１に「赤色」、同ｗ２に「緑色」、同ｗ３に「灰色」、同ｗ４に「白色」、同ｗ５に「空色」、同ｗ６に「青色」、同ｗ７に「黄色」、同ｗ８に「桃色」を、それぞれ配色した。
　このパネルＰから１０メートル程離れた定置からその鉛直なパネルＰを見たところ、パネルＰの傾斜によって、受光面全面が以下の色に見えることが確認できた。
　パネルＰが上向き左傾斜した場合　→　「青色」
　パネルＰが左右に傾くことなく上向いた場合　→　「黄色」
　パネルＰが上向き右傾斜した場合　→　「桃色」
　パネルＰが上下に向くことなく左傾斜した場合　→　「白色」
　パネルＰが上下に向くことなく右傾斜した場合　→　「空色」
　パネルＰが下向き左傾斜した場合　→　「灰色」
　パネルＰが左右に傾くことなく下向いた場合　→　「緑色」
　パネルＰが下向き右傾斜した場合　→　「赤色」
　さらに、図８において、図９に示すように種々の配色を行えば（画素ｗ１：赤色、ｗ２：青色、ｗ３：黄色、ｗ４：緑色、ｗ５：橙色、ｗ６：黒色、ｗ７：白色、ｗ８：茶色）を形成すれば）、図１０（ａ）～（ｈ）の画像を得ることができる。すなわち、左側上方から見れば、同図（ａ）の「あひる」を確認できる。その状態から右側に徐々に移行（パネルＰに対して右側に移行）すると、まず、同図（ｂ）の「きつね」を確認できる。さらに、パネルＰに対して真っ直ぐな位置を通り越すと、同図（ｃ）の「うさぎ」が確認された後、同図（ｄ）の「くじら」が確認される。同様に、左側下方から見れば、同図（ｅ）の「にわとり」を確認できる。その状態から右側に徐々に移行（パネルＰに対して右側に移行）すると、まず、同図（ｆ）の「ねこ」を確認できる。さらに、パネルＰに対して真っ直ぐな位置を通り越すと、同図（ｇ）の「ひよこ」が確認された後、同図（ｈ）の「ぺんぎん」を確認することができる。なお、各画像において、適宜に、各画素ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ｗ５、ｗ６、ｗ７、ｗ８の混ざり合った色、例えば、桃色等を確認できる。
　以上から、理解できるように、各画像Ｗの各基本発電構成Ｌにおける画素ｗの作成の仕方は、各方向から見える画像Ｗに相当する画素ｗを、その各基本発電構成の部位（分割部位）に配分する。例えば、前記「ひよこ」であれば、見える部分の各基本発電構成Ｌの部位にその「ひよこ」の画像Ｗの一画素ｗを配分する。
　また、基本発電構成Ｌの分割数は、４、９、１６、２５、３６・・等と縦横等分割としたり、縦横の分割数を異ならせたり、分割を等分（均等分割）としなかったりと任意である。この分割度合によって確認し得る画像Ｗが異なる。分割数が９、２５などの奇数の場合は中央の分割枡に発電素子１２を設ければ良いが（図８参照）、１６、３６等の偶数の場合には中心分割枡がないため、例えば、図３、図１１に示すように、中心をなす４つの分割枡（画素ｗｎ、ｎ＝１、２、３・・・）の突き当たり角に所要のスペースを形成して発電素子１２を設けることとなる。このとき、その発電素子１２を設けた４つの分割枡に着色等して画素ｗｎを構成するものとし得る。また、前者の分割数が奇数の場合の中央分割枡も発電素子１２以外のスペースに着色等して画素ｗを構成するものとすることもできる。
　前記基本発電構成Ｌの各配色部位が発電素子１２の周り均等分割で無い場合（不均等分割であれば）、画像が、それを見る角度によって、ある角度の範囲では長く（長時間）確認され、ある角度の範囲では短く（短時間）確認され得ることとなる。また、均等分割、不均等分割に拘わりなく、見る角度が連続的に変化すると、各画素ｗがコマ送りと同様になって、人間が走っているような動画を確認することもできる。さらに、発電素子１２を中心とした、複数の同心円とした複数の配色画素とすることもでき、その配色は任意である。
　なお、発電素子１２の周りの高放熱基板１１表面（配色部材）を全て同じ色とすれば、その集光型太陽光発電装置の所有者を表すもの、例えば、本出願人のイメージカラーである「水色（空色）」とし得る。また、各一画素が重なって見える場合は、中間色として認識したり、太陽光発電パネルＰの動きに伴って色等が変化するグラデーション効果を得ることができる。
　また、一つの画像Ｗの一画素ｗを、基本発電構成Ｌの各分割部位にそれぞれ形成すれば、各分割部位が同じ画素となるため、パネルＰが傾いても、常に同じ画像を確認することができる。
　このように、図１の集光型太陽光発電装置における各太陽光発電パネルＰにおいて、上下左右斜め等の種々の複数の方向から見た時、それぞれ異なる文字等を表すようにすれば、例えば、追日架台Ｄの前方の定位置にいる人からは、太陽の移動に伴って各太陽光発電パネルＰが左右上下に振られるため、その異なる文字を確認する（表示される）こととなる。例えば、朝は、左手前に傾くとすれば、前記の右側上方向の確認となり、昼近くは左上向きに傾き、前記の右側下方向の確認となり、昼過ぎは右上向きに傾き、前記の左側下方向の確認となり、夕方は右手前に傾き、前記の左側上方向の確認となる。
　このため、その各方向に応じた文字を表現するようにすれば、例えば、朝は「おはようございます。元気で！」、昼前は、「もうすぐ、お昼ですよ！」、昼過ぎは「さあ、一がんばり！」、夕方は「お疲れ様、気を付けてお帰りください。」等を表示できることとなる。このとき、１パネルＰの表示文字は１文字に限らず、２文字、３文字等と任意であり、また、記号、顔の表情等も表現できる。
　前記の表示は、図７、図１０から理解できるように、単なる文字のみならず、顔文字、富士山等の絵、広告等の各種のものを行なうことができ、例えば、プールの面積等に相当する大きな受光面積を有するメガソーラーであれば、ナスカの地上絵等の図案化された画像を表現し得る。また、コマ送りの動画を確認する（表現する）こともできる。
　さらに、この太陽光発電パネルＰ内、太陽光発電装置又は太陽光発電システムの任意のパネルＰ内にＬＥＤ等の発光素子を装填し、昼間において発電した電力を蓄電池に蓄え、発電しない夜間においては、その蓄電池からの電力でもって前記発光素子の発光色でもって従来と同様のメーセージや装飾を表現させることもできる。このとき、その各発光素子の発光色が前記画像Ｗの一部ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４・・をなすようにすれば、パネルＰの受光面を異なる方向から見た場合、その異なる画像Ｗを確認（見ることが）できる。例えば、図４、図６、図９において、赤、青、黄、緑等の着色した箇所に同色の発光素子を配置し、夜間、各発光素子を発光させれば、その発光色によって、前記と同様な画像を認識することができる。
　この発光素子を設けた構成は、前記の塗料等による画像と併用したり、併用せずに、その発光素子の発光色のみによって各画像を表すようにしたりすることもできる。
　また、発光素子を、発電素子１２の周りに描かれた画像Ｗ（画素ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４・・ｗｎ）の単なる照明具とすることもできる。
　なお、発電素子１２の周りの配色部材にもその表示に支障が生じない限りにおいて、シリコン製等の発電素子を配置して散乱光でもって発電し得るようにすることもできる。このとき、その発電素子に着色して配色部材と同様な表示を表すようにすることもできる。
　また、この発明は、集光型太陽光発電パネルＰを縦横に設けた集光型太陽光発電装置に限らず、その集光型太陽光発電パネルＰ単体においても、また、集光型太陽光発電装置を縦横に並べた集光型太陽光発電システムにおいても採用することができることは勿論である。
　以上から、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Ｄ　集光型太陽光発電装置の追日架台
Ｆ　集光型太陽光発電装置のフレーム
Ｐ　集光型太陽光発電パネル
Ｗ　画像
ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ｗ５、ｗ６、ｗ７、ｗ８　画像の一部（画素）
１０　太陽光発電パネルの箱フレーム
１１　高放熱基板
１２　発電素子
１４　集光板
１４ａ　集光レンズ

Claims (9)

  1. 　基板と、該基板上に設けた光を電気に変換する発電素子と、該発電素子の上方に配置した集光レンズとを備える基本発電構成を複数並べて一体化した集光型太陽光発電パネルであって、
    　前記各基本発電構成における基板上の発電素子以外の部分に配色部材を配置し、該１つ１つの前記基本発電構成の配色部材を１つの画素としてパネル全体で画像をなすようにしたことを特徴とする集光型太陽光発電パネル。
  2. 　前記配色部材の表面は前記各基本発電構成において同じように分割され、その分割された領域の各々に配色が施されて、見る方向によって前記パネル全体で画像が異なるようにしてなることを特徴とする請求項１に記載の集光型太陽光発電パネル。
  3. 　前記集光レンズはフレネルレンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の集光型太陽光発電パネル。
  4. 　前記配色部材に代えて発光素子を配置したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の集光型太陽光発電パネル。
  5. 　前記基板上の発光素子及び発光素子以外の部分に反射部材を配置したことを特徴とする請求項４に記載の集光型太陽光発電パネル。
  6. 　前記発電素子が化合物半導体からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載の集光型太陽光発電パネル。
  7. 　請求項１乃至６の何れか１つに記載の集光型太陽光発電パネルと、該集光型太陽光発電パネルを複数設置する設置支持部とを有する集光型太陽光発電装置であって、
    　１つ１つの前記集光型太陽光発電パネルが部分画像を成し、その複数の前記集光型太陽光発電パネル全体で１つの画像を成すようにしたことを特徴とする集光型太陽光発電装置。
  8. 　前記集光型太陽光発電パネルを複数設置する設置支持部を駆動する手段と、太陽の位置を捕捉する手段とをさらに備え、
    　太陽の位置に対して前記集光型太陽光発電パネルの受光面が正対するように前記集光型太陽光発電パネルを駆動することを特徴とする請求項７に記載の集光型太陽光発電装置。
  9. 　請求項７又は８に記載の集光型太陽光発電装置を複数備えた集光型太陽光発電システムであって、
    　複数の前記集光型太陽光発電装置全体で１つの画像をなすようにしたことを特徴とする集光型太陽光発電システム。
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