JPH08233373A - 多目的熱光分離形集光発電装置 - Google Patents

多目的熱光分離形集光発電装置

Info

Publication number
JPH08233373A
JPH08233373A JP7077044A JP7704495A JPH08233373A JP H08233373 A JPH08233373 A JP H08233373A JP 7077044 A JP7077044 A JP 7077044A JP 7704495 A JP7704495 A JP 7704495A JP H08233373 A JPH08233373 A JP H08233373A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concave lens
solar cell
sunlight
concave
visible light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7077044A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisao Izumi
久雄 泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP7077044A priority Critical patent/JPH08233373A/ja
Publication of JPH08233373A publication Critical patent/JPH08233373A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】太陽光を直接又ピラミッド形プリズム板を通し
て可視光反射、赤外線透過できる凹面レンズで可視光に
よる集光発電を行ない、後方に設けた凹面鏡により赤外
線を集光して集熱管内の熱媒体を高温に加熱して多目的
に利用できるようにした多目的エネルギー利用を目的と
している。 【構成】本発明は、赤外線透過形の凹面レンズで可視光
反射して太陽電池で集光発電し、透過した赤外線を凹面
鏡で集熱し熱媒体を高温加熱し冷房や暖房にも利用でき
ることを特徴とした機構となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光を利用してソー
ラー発電を行なうとき、薄い太陽光を可視光は反射し、
赤外線は通過出来る凹面鏡で、可視光は集光し、通過し
た赤外線は、その後方に設けた凹面鏡により集熱し、そ
れぞれの焦点に設けた太陽電池、集熱管で発電及び高温
の熱媒体を得ることで電気と熱交換等により高温の蒸気
を得る高効率で安価な装置を提供せんとするものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ソーラー発電を行なう場合、太陽
電池単独でのものが主流であるが、太陽電池の単価が高
く、発生する電力との価格バランスが取れない欠点を持
っていた。
【０００３】又、太陽光により集熱するだけの方式であ
る太陽温水器も太陽光の中の赤外線部分を１対１で集光
する方式をとっているために、温水温度が比較的低く単
位時間内での能力が低い欠点を持っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するためになされたもので、太陽光の可視光と赤
外線を分離できる凹面レンズ又は、その表裏面を曲率の
大きい多面体にする凹面レンズにより可視光を反射し、
赤外線はそのまま通過させる事で可視光の焦点で多面体
又は円柱状の太陽電池による集光発電を行ない、通過し
た赤外線を後方の凹面鏡の焦点で集熱管によりその内部
の熱媒体を高温に加熱することを可能としている。
【０００５】又、太陽光をそのまま反射する柱状凹面鏡
の焦点に中空パイプの表面に太陽電池を多面体又は円柱
状に設置し、中空部に冷却水を流すことで太陽電池を冷
却しながら温水を得、集光発電による電力を効率良く発
生させることも可能とした多目的熱光分離形集光発電装
置。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】上記の目的を達成する
ために、本発明は、可視光領域の４０００ストロングオ
ームから７０００ストロングオームの波長のものは、反
射するために、柱状の凹面ガラスの面に数層のシリコン
蒸着層を設けることで解決し、７０００ストロングオー
ム以上の赤外線は通過させれる凹面鏡を用いる。
【０００７】赤外線は、後方に設けた通常のアルミまた
はガラス製の凹面鏡により集光反射させ、焦点部の集熱
管内の熱媒体を加熱することを可能とし、可視光の集光
発電と共に発電及び高温の熱媒体を得る事が出来る。
【０００８】
【作 用】従って、太陽光の波長のうち可視光と赤外
線との分離をシリコンコーティングの凹面レンズで行な
い、赤外線も通常の凹面レンズで集光を行ない、それぞ
れ集光発電、集熱加熱を行なう事で、高いレベルでの蒸
気発生等で冷房や暖房及び通常の給湯等多目的に利用が
計れる。
【０００９】
【 実施例 】以下に本発明の一実施例を図面と共に説
明する。
【００１０】図１は、本装置の一部破断側面図を、図２
は、その一部破断平面図を示し、図３は、凹面レンズの
多面体断面図を示し、図４は、中空パイプ太陽電池管の
断面図を示す。
【００１１】図１に示すように、本装置は、屋根設置固
定形を主体に追尾形にも対応するように、パネル１が、
ステンレス等で作られた強度の有るフレーム構造で作ら
れており、その内部には、最深心部に断熱材１０が設け
られ、その上方に普通の鏡で作られたガラス凹面鏡５が
設けられ、その焦点部分には外周部を外周ガラス管６で
覆われた集熱管８が、その内部に熱媒体９が貯留できる
ように設けられその空間部は、真空に保たれた真空部７
となっている。
【００１２】この上方には、ガラス凹面にシリコン蒸着
したシリコン蒸着凹面レンズ３が設けられ、これは、数
層のシリコン蒸着層により可視光は、反射し赤外線は透
過する機能を有している。
【００１３】可視光は、このシリコン蒸着凹面レンズ３
で反射してその上方に焦点を結ぶために、その焦点位置
に板状又は多面体状あるいは円柱状に表面に太陽電池を
設けた多面体太陽電池４が設けられておりこの集光可視
光及び上面部により直接降り注ぐ太陽光により一般発電
及び集光発電が行なえる。
【００１４】パネル１の上面は、埃や雨等から内部の部
分を保護するため表面用強化ガラス２で覆われている。
【００１５】図２に示すように、多面体太陽電池４の各
端部は、起電力取出タブ結合線１１により結線され電力
が取り出せれる様になっており、集熱管８の管端には、
集熱管端金具１２により各管を熱媒体取出管１３で連結
して熱媒体が取り出せれる様になっている。
【００１６】図３は、パネル１の高さを低くする方法と
して考えられたもので、使用するガラス凹面鏡５及びシ
リコン蒸着凹面レンズ３の面を多面体の凹レンズ形状に
することで曲率を小さくし、倍率が大きいのに焦点距離
は小さくする目的の多面体凹面鏡１４を表示している。
【００１７】図４は、前述の２種類の凹面レンズで、各
波長毎に分離して発電と熱媒体加熱を行なうことを説明
したが、この他に太陽光を直接断熱材１０で保温したガ
ラス凹面鏡５で集光し、その焦点部分に、外周ガラス管
６で覆われ、その表面に多面体太陽電池４を設けた中空
パイプ太陽電池管１５が固着されており、その中を熱媒
体９が表面の太陽電池を４０度Ｃ以下に冷却しながら通
過する。
【００１８】外周ガラス管６と中空パイプ太陽電池管１
５との間は、真空部７となっている。この方式だと太陽
電池の効率上温度の上昇が有ると効率が極端に悪くなる
ため、冷却に使用する熱媒体９の温度を４０度Ｃ以上に
上昇できない欠点が有る。
【００１９】したがって、図１に示す多面体太陽電池４
を図４に示す中空パイプ太陽電池管１５に置き換えた場
合、その中空部を冷却水を通す事で４０度Ｃ程度の温水
を得ることは可能である。
【００２０】図５は、太陽光の受け入れ口部に季節や朝
夕により変化する太陽光軸をパネル１の内部にできるだ
け一定の方向に光軸を向かわせる方法として考えられた
もので、パネル１の表面部に設けた表面用強化ガラス２
の内部又は直接的に、上方表面に４面を持つピラミッド
形のプリズムが連続して多数設けられたピラミッド形プ
リズム板１６がアクリルやガラスで作られ設置されてい
る。
【００２１】このために季節による太陽光の傾斜角や朝
夕の左右方向での入射角の変化に対しても、一つづつの
４面プリズムにより下方に向かって垂直に光軸を変えて
入射できる。
【００２２】これによりシリコン蒸着凹面レンズ３に対
して可視光の集光が安定し、焦点に設けたわん曲形両面
太陽電池１７の裏面わん曲部太陽電池で集光発電が可能
となりその表面部の太陽電池でも一般的な起電が行なわ
れると共にその後方に設けたガラス凹面鏡に対しても安
定した方向での入射が維持される。
【００２３】このように太陽光の全波長を余すところな
く利用することで、太陽光の降り注ぐ単位面積当たりの
生産効率を上げられると共に家庭等で使用するあらゆる
エネルギーに対して高温の熱媒体で対応することを特徴
とする多目的熱光分離集光発電装置である。
【００２４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の構成
は、直接太陽光を集光する可視光反射、赤外線透過の凹
面レンズと透過した赤外線を更に集光する凹面鏡で構成
され、それぞれに太陽電池、集熱管で機能を最大限取り
出せるようにすることで、設備費の償却を早く行なえる
ことを特徴とした多目的熱光分離形集光発電装置を提供
することが出来る。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置本体の一部破断側面図。
【図２】本発明の装置本体の一部破断平面図。
【図３】本発明の凹レンズの多面体断面図。
【図４】本発明の中空パイプ太陽電池管の断面図。
【符号の説明】
１ パネル ２ 表面用強化ガラス ３ シリコン蒸着凹面レンズ ４ 多面体太陽電池 ５ ガラス凹面鏡 ６ 外周ガラス管 ７ 真空部 ８ 集熱管 ９ 熱媒体 １０ 断熱材 １１ 起電力取出タブ結合線 １２ 集熱管端金具 １３ 熱媒体取出管 １４ 多面体凹面鏡 １５ 中空パイプ太陽電池管 １６ ピラミッド形プリズム板 １７ わん曲形両面太陽電池
【手続補正書】
【提出日】平成７年７月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置本体の一部破断側面図。
【図２】本発明の装置本体の一部破断平面図。
【図３】本発明の凹レンズの多面体断面図。
【図４】本発明の中空パイプ太陽電池管の断面図。
【図５】本発明のピラミッド形プリズム設置の断面図。
【符号の説明】 １ パネル ２ 表面用強化ガラス ３ シリコン蒸着凹面レンズ ４ 多面体太陽電池 ５ ガラス凹面鏡 ６ 外周ガラス管 ７ 真空部 ８ 集熱管 ９ 熱媒体 １０ 断熱材 １１ 起電力取出タブ結合線 １２ 集熱管端金具 １３ 熱媒体取出管 １４ 多面体凹面鏡 １５ 中空パイプ大陽電池管 １６ ピラミッド形プリズム板 １７ わん曲形両面太陽電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 5/04 Ｇ０２Ｂ 5/04 Ｇ Ｈ０１Ｍ 14/00 Ｈ０１Ｍ 14/00 Ｐ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 太陽光の波長の内、可視光領域と赤外線
    領域とを分離可能な凹面レンズにより可視光は反射し、
    その焦点に太陽電池を設け、通過した赤外線は、その後
    方に設けた凹面レンズ焦点の集熱管で集熱できる多目的
    熱光分離形集光発電装置。
  2. 【請求項２】太陽光を反射する凹面レンズの面を曲率の
    大きい多面体にすることで、その焦点距離を小さくする
    多目的熱光分離形集光発電装置。
  3. 【請求項３】太陽光を反射する柱状の凹面鏡の焦臭部分
    に中空パイプの表面に太陽電池を多面体又は円柱状に設
    けた多目的熱光分離形集光発電装置。
  4. 【請求項４】多方向の太陽光の入射光軸を多数の四面を
    持ったピラミッド形のプリズムを表面に持った透明板で
    光軸を一定方向に変換できる多目的熱光分離形集光発電
    装置。
JP7077044A 1995-02-24 1995-02-24 多目的熱光分離形集光発電装置 Pending JPH08233373A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7077044A JPH08233373A (ja) 1995-02-24 1995-02-24 多目的熱光分離形集光発電装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7077044A JPH08233373A (ja) 1995-02-24 1995-02-24 多目的熱光分離形集光発電装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08233373A true JPH08233373A (ja) 1996-09-13

Family

ID=13622787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7077044A Pending JPH08233373A (ja) 1995-02-24 1995-02-24 多目的熱光分離形集光発電装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08233373A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008075858A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Insig Seong Semi-cylindrical solar collecting apparatus for solar boiler
US7536861B2 (en) 2005-09-21 2009-05-26 Solartrec Inc. Solar heat engine system
CN101025305B (zh) 2006-02-20 2010-06-16 淄博绿能环保设备科技有限公司 介质热传导承压光电热转化直通太阳真空玻璃复合换能管
CN101025306B (zh) 2006-02-20 2010-06-16 淄博绿能环保设备科技有限公司 介质热传导承压光电热转化太阳真空玻璃复合换能管
KR100986459B1 (ko) * 2007-06-20 2010-10-08 김성종 태양열을 이용한 온수 생성장치
WO2011066286A3 (en) * 2009-11-25 2011-09-29 Minano Juan Carlos On-window solar-cell heat-spreader
US8065876B2 (en) 2005-09-21 2011-11-29 Solartrec Inc. Heat engine improvements
KR101103591B1 (ko) * 2010-01-06 2012-01-09 강원대학교산학협력단 반사율을 유지하고 열손실을 줄일 수 있는 집열기
NL2006403C2 (nl) * 2011-03-16 2012-09-18 Heering Kunststof Profielen B V Paneel voor opnemen van zonnewarmte.
US9523516B2 (en) 2008-12-30 2016-12-20 3M Innovative Properties Company Broadband reflectors, concentrated solar power systems, and methods of using the same

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7536861B2 (en) 2005-09-21 2009-05-26 Solartrec Inc. Solar heat engine system
US8065876B2 (en) 2005-09-21 2011-11-29 Solartrec Inc. Heat engine improvements
CN101025305B (zh) 2006-02-20 2010-06-16 淄博绿能环保设备科技有限公司 介质热传导承压光电热转化直通太阳真空玻璃复合换能管
CN101025306B (zh) 2006-02-20 2010-06-16 淄博绿能环保设备科技有限公司 介质热传导承压光电热转化太阳真空玻璃复合换能管
WO2008075858A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Insig Seong Semi-cylindrical solar collecting apparatus for solar boiler
US8210163B2 (en) 2006-12-20 2012-07-03 Insig Seong Semi-cylindrical solar collecting apparatus for solar boiler
KR100986459B1 (ko) * 2007-06-20 2010-10-08 김성종 태양열을 이용한 온수 생성장치
US9523516B2 (en) 2008-12-30 2016-12-20 3M Innovative Properties Company Broadband reflectors, concentrated solar power systems, and methods of using the same
WO2011066286A3 (en) * 2009-11-25 2011-09-29 Minano Juan Carlos On-window solar-cell heat-spreader
KR101103591B1 (ko) * 2010-01-06 2012-01-09 강원대학교산학협력단 반사율을 유지하고 열손실을 줄일 수 있는 집열기
NL2006403C2 (nl) * 2011-03-16 2012-09-18 Heering Kunststof Profielen B V Paneel voor opnemen van zonnewarmte.
WO2012125039A3 (en) * 2011-03-16 2012-11-29 Heering Kunststof Profielen B.V. Panel for absorbing solar heat

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4148300A (en) Solar radiation energy concentrator
US6384320B1 (en) Solar compound concentrator of electric power generation system for residential homes
US6895145B2 (en) Apparatus and method for collecting light
CN2913955Y (zh) 可自散热的太阳能聚集型光伏发电装置
CN102620442B (zh) 基于槽式抛物面反射镜和人工黑体的太阳能集热器
US9140468B2 (en) Solar power unit
KR970706475A (ko) 태양광을 장파장과 단파장으로 분리함에 의해서 발전 및 가열을 하기 위한 혼성 태양광 집광기(hybrid solar collector for generating electricity and heat by separating solar rays into long wavelength and short wavelength)
US20030037814A1 (en) Multiple reflector solar concentrators and systems
US4282858A (en) Solar energy system and method
US8420925B2 (en) Solar energy device for electricity and heating
CN1908549B (zh) 热管式球面碟式太阳能聚光集热系统
CN101098112A (zh) 可自散热的太阳能聚集型光伏发电装置
US4150663A (en) Solar energy collector and concentrator
JPH08233373A (ja) 多目的熱光分離形集光発電装置
US4172740A (en) Solar energy system
JPH08306218A (ja) 多目的熱光分離形集光発電装置
JPH1197732A (ja) 多目的熱光分離形集光発電装置
CN105403986A (zh) 一种多焦点大口径太阳能聚光镜
KR102358978B1 (ko) 집광형 태양전지가 결합된 ptc형 태양열 시스템
JPH0629883B2 (ja) 太陽光発電装置
JPH08296904A (ja) 多目的熱光分離形集光発電装置
CN200989672Y (zh) 一种高性能太阳能装置
JPS5892753A (ja) 太陽熱の高温化集熱器
CN202973614U (zh) 一种自聚光全玻璃太阳能真空集热管
JP2003322419A (ja) 住宅用電力発電システムの太陽光複合集束機