(57)【要約】  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。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、比較的曲率を小さ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、比較的曲率を大き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。
2012105351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光集光用ミラーであって、
弾性変形可能な反射部を有し、
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太陽光集光用ミラー。
【請求項２】
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１に記載の太陽光集光用ミラー。
【請求項３】
基板と、前記基板と前記構造体との間に設けられ、前記構造体の前記周辺部に対して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２に記載の太陽光集光用ミラー。
【請求項４】
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３に記載の太陽光集光用ミラー。
【請求項５】
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３又は４に記載の太陽光集光用ミラー。
【請求項６】
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５に記載の太陽光集光用ミラー。
【請求項７】
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２乃至６のいずれか１項に記載の太陽光集光用ミラー。
【請求項８】
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６のいずれか１項に記載の太陽光集光用ミラー。
【請求項９】
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８のいずれか１項に記載の太陽光集光用ミラー。
【請求項１０】
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９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。
【請求項１１】
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１０に記載の太陽熱発電システム。
【請求項１２】
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１０又は１１に記載の太陽熱発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２１８３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、弾性変形可能な反射部を有し、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。【００１２】
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を有する凹面鏡とし得るため、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。【００１３】
このとき、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、反射部の周辺部は、Ｘ方向及びＹ方向の位置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たときに、周辺部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。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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
請求項２に記載の太陽光集光ミラーは、請求項１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。【００１８】
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。【００１９】
請求項３に記載の太陽光集光ミラーは、請求項２に記載の発明において、基板と、前記基板と前記構造体との間に設けられ、前記構造体の前記周辺部に対して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。【００２０】
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。【００２１】
請求項４に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項３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。【００２２】
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。【００２３】
請求項５に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項３又は４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。【００２４】
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。【００２５】
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。【００２６】
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。【００２７】
請求項７に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項２乃至６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。【００２８】
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。【００２９】
請求項８に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項１乃至６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。【００３０】
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。【００３１】
請求項９に記載の太陽光集光用ミラーは、請求項１乃至８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。  【００３２】
請求項１０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９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。【００３３】
請求項１１に記載の太陽光発電システムは、請求項１０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。【００３４】
請求項１２に記載の太陽光発電システムは、請求項１０又は１１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。【００３５】
太陽光集光用ミラーは、少なくとも反射部を有し、好ましくは更に構造体を有する。さらに、基板と、支持構造体を有することがより好ましい。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。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。【００３６】
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。【００３７】
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。【００３８】
尚、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」とは、図６、図７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。【００３９】
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６、図７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。【００４０】
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。【００４１】
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。【００４２】
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。なお、反射部の直径が１ｍ以上である場合、中心部付近に、Ｚ軸方向の光入射側方向（凹にする方向とは逆方向）の力を加える弾性部材を有することが好ましい。当該弾性部材を設けることによって、中心部が凹み過ぎて凹形状が歪むことを防止できる。反射部の直径とは、反射部が円形でない場合は、反射部をＺ方向から見た際の内接円の直径をいう。【００４３】
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支持構造体に接しながらその上を滑って移動し得る。【００４４】
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る。さらに、放物面または略放物面形状を有する集光効率の高い形状にもし得る。また、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。【００４５】
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、１ＧＰａ以上、２５０ＧＰａ以下である。より好ましくは、１０ＧＰａ以上、２５０ＧＰａ以下、更に好ましくは、５０ＧＰａ以上、２５０ＧＰａ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、円状、楕円状、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。反射部の中心部とは、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。【００４６】
「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。【００４７】
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。【００４８】
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１８（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１８（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１８（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。【００４９】
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。【００５０】
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。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。【００５１】
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。【００５２】
また、上記フィルムミラー１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。【００５３】
前記フィルムミラー１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。【００５４】
前記フィルムミラー２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。【００５５】
上記フィルムミラー４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。【００５６】
前記フィルムミラー２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。【００５７】
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。【００５８】
（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。【００５９】
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。【００６０】
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。【００６１】
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。【００６２】
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。【００６３】
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。【００６４】
（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。【００６５】
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。【００６６】
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。【００６７】
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。【００６８】
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。【００６９】
（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。【００７０】
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。【００７１】
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。【００７２】
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。【００７３】
（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。【００７４】
（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。【００７５】
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。【００７６】
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。【００７７】
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。【００７８】
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。【００７９】
（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。【００８０】
（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。【００８１】
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。【００８２】
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。【００８３】
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。【００８４】
（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。【００８５】
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。【００８６】
《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。【００８７】
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。【００８８】
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。【００８９】
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。【００９０】
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。【００９１】
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。【００９２】
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。【００９３】
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。【００９４】
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。【００９５】
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。【００９６】
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。【００９７】
ナフタレン系としては、チオナリド等が挙げられる。【００９８】
《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。【００９９】
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。【０１００】
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。【０１０１】
（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。【０１０２】
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。【０１０３】
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。【０１０４】
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。【０１０５】
（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。【０１０６】
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。【０１０７】
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。【０１０８】
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。【０１０９】
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。【０１１０】
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。【０１１１】
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。【０１１２】
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。【０１１３】
（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。【０１１４】
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。【０１１５】
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。【０１１６】
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。【０１１７】
（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。【０１１８】
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。【０１１９】
［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。【０１２０】
［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。【０１２１】
［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。【０１２２】
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。【０１２３】
以上が、「フィルムミラー」についての説明となる。【０１２４】
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。【０１２５】
「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、１ＧＰａ以上、２５０ＧＰａ以下である。より好ましくは、１０ＧＰａ以上、２５０ＧＰａ以下、更に好ましくは、５０ＧＰａ以上、２５０ＧＰａ以下である。なお、「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。なお、反射部及び／又は構造体は、全体が均等又は略均等の厚みであることが、フィルムミラー等の反射部を固着する際に作業効率の観点から好ましい。また、構造体は、全体の剛性が均等又は略均等であることが好ましい。【０１２６】
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、円状、楕円状、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。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。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、ステンレス鋼（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。樹脂板又はハニカムコア又はハニカム構造体をアルミ板でサンドイッチしたものや、樹脂板又はハニカムコア又はハニカム構造体をステンレス板でサンドイッチした積層体を用いてもよい。なお、樹脂板は発泡樹脂であってもよい。また、構造体が金属からなる場合であって、構造体をＺ方向から見た際の直径が１ｍ以下である場合、構造体の厚さは０．１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。また、構造体が金属からなる場合であって、構造体をＺ方向から見た際の直径が１ｍより大きく、３ｍ以下である場合、構造体の厚さは５ｍｍ以上、４０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、１０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下である。一方、構造体がＦＲＰからなる場合であって、構造体をＺ方向から見た際の直径が１ｍ以下である場合、構造体の厚さは０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ以上、３ｍｍ以下である。また、構造体がＦＲＰからなる場合であって、構造体をＺ方向から見た際の直径が１ｍより大きく、３ｍ以下である場合、構造体の厚さは２ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、４ｍｍ以上、１５ｍｍ以下である。また、構造体が樹脂からなる場合であって、構造体をＺ方向から見た際の直径が１ｍ以下である場合、構造体の厚さは０．２ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．３ｍｍ以上、１５ｍｍ以下である。また、構造体が樹脂からなる場合であって、構造体をＺ方向から見た際の直径が１ｍより大きく、３ｍ以下である場合、構造体の厚さは１０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、２０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下である。また、構造体が前述の様な積層体からなる場合であって、構造体をＺ方向から見た際の直径が１ｍ以下である場合、構造体の厚さは０．２ｍｍ以上、１５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。また、構造体が積層体からなる場合であって、構造体をＺ方向から見た際の直径が１ｍより大きく、３ｍ以下である場合、構造体の厚さは４ｍｍ以上、５０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、５ｍｍ以上、４０ｍｍ以下である。尚、構造体の直径とは、反射部が円形でない場合は、反射部をＺ方向から見た際の内接円の直径をいう。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、正六角形状の場合も対角線の交点近辺であることが好ましい。【０１２７】
「基板」は、反射部又は構造体を支持する部材である。より具体的には、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。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、円状、楕円状、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、ステンレス鋼、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、ステンレス鋼板でハニカム構造を挟んだものなどが挙げられる。【０１２８】
「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。【０１２９】
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。なお、図６に示すように、反射部をＺ方向から見た際の短辺方向において、反射部中心から支持構造体内周までの長さＢと、その延長上で反射部外周までの長さＡとの比、Ａ／Ｂが、１／８以上、１／１００以下であることが好ましい。より好ましくは、１／２０以上、１／５０以下である。この範囲を満たすことによって、凹形状を形成した時に、支持構造体の内側に反射部が落ち込んでしまい、支持構造体で支持されなくなってしまうということを防げると共に、逆に、支持構造体の外部に反射部がはみ出過ぎて、支持構造体の外部で反射部がたわむことを防止できるため好ましい。【０１３０】
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、ステンレス鋼、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。なお、支持構造体と、支持構造体に接触する反射部又は構造体の裏面部分とは、静摩擦係数が０．１以上、０．８以下であることが好ましく、より好ましくは、０．１５以上、０．７以下である。【０１３１】
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。【０１３２】
「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。【０１３３】
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。【０１３４】
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。
【発明の効果】
【０１３５】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】フィルムミラーＥの構造を示す図である。
【図２】支持構造体の種々の断面形状（ａ）乃至（ｑ）を示す図である。
【図３】本発明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】太陽熱発電光システムを側方から見た図である。
【図５】太陽光集光用ミラーＳＬの分解図である。
【図６】（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。
【図７】（ａ）は、別な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。
【図８】別な実施形態における太陽光集光用ミラーＳＬの断面図である。
【図９】別な実施形態における太陽光集光用ミラーＳＬの断面図である。
【図１０】実施例１の上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１１】実施例２の上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１２】比較例１の上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１３】比較例２の上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１４】比較例３の上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１５】実施例１の凹面ミラーで太陽光を反射した後、反射光の広がりを表した図である。
【図１６】比較例１，２の平面ミラーで太陽光を反射した後、反射光の広がりを示した図である。
【図１７】縦軸に受光面積率をとり、横軸にミラーと反射光の受光位置までの距離をとって示すグラフである。
【図１８】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。
【発明を実施するための形態】
【０１３７】
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、本発明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、かかる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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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、太陽光集光用ミラーＳＬの一例の断面図である。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方向に接近する。一方、フィルムミラーＦＭを固着した構造体ＳＴは、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り、これにより略放物面を有する凹面鏡ミラーを形成できることとなる。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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、構造体ＳＴ、基板ＢＳを全て円形にした点が異なり、それ以外の構成は上述の実施の形態と同様である。
【０１４４】
図８は、更に別な太陽光集光用ミラーの例を示す断面図である。本例では、フィルムミラーＦＭ及び構造体ＳＴと、基板ＢＳとの間に、スペーサＳＰを挿入した例である。例えば現場にて、ナットＮＴとボルトＢＴとの相対回動量の微調整を行うのが困難であるような場合、高さの異なるスペーサＳＰを予め準備しておき、所望とするフィルムミラーの曲率に合わせた高さのスペーサＳＰを装着して、構造体ＳＴがスペーサＳＰを介して基板ＢＳに突き当たるまで、ナットＮＴとボルトＢＴとを相対回動させれば、簡単にフィルムミラーＦＭの曲率調整を行える。また、反射部及び構造体の面積によっては、中心部を一点のみで固定してしまうと中心部のみ急激に曲がってしまう可能性があるため、中心部付近の反射部及び構造体の曲がりを緩やかにするために、Ｚ方向から見てある程度の面積を有するスペーサを設けるようにしてもよい。
【０１４５】
図９は、更に別な太陽光集光用ミラーの例を示す断面図である。本例では、基板ＢＳに、磁性体であるスペーサＳＰをボルトＢＴで固定し、その上方からフィルムミラーＦＭ及び構造体ＳＴを被せて、中央部に磁石ＭＧを配置した例である。磁石ＭＧはスペーサＳＰに吸着することで、フィルムミラーＦＭ及び構造体ＳＴをスペーサＳＰ側に付勢する。これにより、フィルムミラーＦＭ及び構造体ＳＴの中央部が基板ＢＳに接近し、凹面鏡を形成できる。図８の例と同様に、所望とするフィルムミラーの曲率に合わせた高さのスペーサＳＰを装着すれば、簡単にフィルムミラーＦＭの曲率調整を行える。
【０１４６】
尚、以上の実施の形態では、フィルムミラーＦＭを固着した構造体ＳＴを用いているが、その代わりに薄板ガラスミラーを用いても良い。薄板ガラスミラーは、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。
【０１４７】
次に、本発明者が行った検討結果について説明する。実施例１，２として、図１０，１１に示す太陽光集光用ミラー（凹面）と、比較例１〜３として、図１２〜図１４に示す太陽光集光用ミラー（平面）について検討した。各仕様は以下の通りである。
【０１４８】
（実施例１）：図７に示す構造と同様（但し、フィルムミラーの外径φ５００ｍｍ、フィルムミラーを接着したアルミ製の構造体の厚さ２ｍｍ、断面が円であるテフロン（登録商標）チューブ製の支持構造体の断面外径φ３ｍｍ、アルミハニカム製の基板（アルマイト処理）の厚さ１０ｍｍであり、中央をネジ止めしてなる。但し、ネジはフィルムミラーを貫通しておらず、ネジ山の上にフィルムミラーが設けられている。）
（実施例２）：図６に示す構造と同様（但し、フィルムミラーは縦５００ｍｍ、横５００ｍｍの正方形状であり、他は実施例１に同様）
（比較例１）：矩形板状の基板ＢＳに薄い平面ガラスミラー（縦５００ｍｍ、横５００ｍｍの正方形状）を接着
（比較例２）：矩形板状の厚い平面ガラスミラー（縦５００ｍｍ、横５００ｍｍの正方形状）のみ
（比較例３）：矩形板状の基板ＢＳにフィルムミラー（縦５００ｍｍ、横５００ｍｍの正方形状）を接着
【０１４９】
検討結果を表１に示す。表中、検討結果としての集光効率は、◎は集光距離が１００ｍの場合の受光面積率が７０％以上であることを示し、△は集光距離が１００ｍの場合の受光面積率が５０％以上、７０％未満であることを示し、×は集光距離が１００ｍの場合の受光面積率が５０％未満であることを示している。一方、重量は、◎は軽い、△は並、×は重すぎである。
【０１５０】
【表１】
2012105351.tif 000003
【０１５１】
更に、本発明者は、実施例と比較例との集光効率の差となる、凹面ミラーと平面ミラーとの集光効率の差について検討した。図１５は、実施例１の凹面ミラーで太陽光を反射した後、反射光の広がりを表した図であり、図１６は、比較例１，２の平面ミラーで太陽光を反射した後、反射光の広がりを示した図である。図１７は、縦軸に受光面積率をとり、横軸にミラーと反射光の受光位置までの距離をとって示すグラフであり、反射鏡の外径をφ５００ｍｍ、受光部の外径をφ１０００ｍｍとする。ここでは、受光面積率を用いて集光効率を説明する。受光面積率とは、（太陽光を受光したい面積）／（実際の受光面積）である。但し、この値が１以上になる場合は全て１００％として扱っている。当然、この値が１００％であることが望ましい。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、受光面積率の結果は同様になる。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。
【０１５２】
太陽光は平均視野角０．５３度前後で拡散する光であるので、このような拡散光を平面ミラーで反射すると、図１６に示すように距離が離れるに連れて反射光の面積が拡大し、その結果、集熱部に集光される光の効率が大きく低下することとなる。つまり、受光面積率が１００％になるのは、ミラーと反射光の受光位置までの距離が５４ｍ以内に限られ、更に距離が遠くなるに連れて損失が増大する。
【０１５３】
これに対し、太陽光を本発明の凹面ミラーで反射すると、図１５に示すように距離が離れても反射光の面積が拡大することを抑制でき、その結果として遠方にある集熱部にも効率よく太陽光を反射させることが可能となる。受光面積率が１００％になるのは、ミラーと反射光の受光位置までの距離が９０ｍ以内までと、集光効率の高い受光位置までの距離を大幅に伸ばすことができることがわかる。
【０１５４】
尚、凹面ミラーを理想的な放物面にすれば、図１７に示すように、受光面積率が１００％になるのは、ミラーと反射光の受光位置までの距離が１０８ｍ以内までと、更に受光位置までの距離を伸ばすことができるが、その形状を高精度に仕上げることは難しい。一方、太陽熱発電システムに用いる場合、ミラーと集熱部までの距離は限られるので、本発明のように略放物曲面であれば、十分に実用化できることが分かった。又、理想的な放物面に比べ、曲率がゆるい凹面であることから、入射角の変化に対する集光効率の変化が小さく、或る程度太陽の位置の変化に対応できることが分かった。
【０１５５】
以上、本発明について実施形態および実施例を参照して説明したが、本発明は、本明細書に記載の実施形態および実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態、実施例および技術的思想から本分野の当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【０１５６】
１１ 集光鏡
１２ 支持タワー
１３ 熱交換施設
１４ 集光鏡
１５ ヘリオスタット
ＢＳ 基板
ＢＴ ボルト
Ｃ 中央部
ＦＭ フィルムミラー
ＨＣ アルミハニカムコア
Ｌ 太陽光
ＭＧ 磁石
ＮＴ ナット
Ｐ 周辺部
ＰＬ 柱部
ＰＴ１，ＰＴ２ アルミ合金板
ＲＬ 支持構造体
ＳＬ 太陽光集光用ミラー
ＳＰ スペーサ
ＳＴ 構造体
Ｗ ワッシャー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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