(57)【要約】【課題】地表に照射される太陽光を大規模に遮光することが可能な太陽光遮光方法及び遮光ユニットを提供する。【解決手段】地表へ照射される太陽光を遮光する方法であって、太陽光の少なくとも一部の波長を遮断可能であり且つ空中を自律飛行して任意位置で浮遊可能な遮光ユニット１を複数準備する工程と、複数の遮光ユニット１を、地表の所望位置に設定された被遮光領域Ａに対応して設定される空中の遮光領域Ｂへ個別に飛行させる工程と、空中の遮光領域Ｂを浮遊する複数の遮光ユニット１を整列させて集合体１００を形成する工程とを備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表へ照射される太陽光を遮光する方法であって、
太陽光の少なくとも一部の波長を遮断可能であり且つ空中を自律飛行して任意位置で浮遊可能な遮光ユニットを複数準備する工程と、
複数の前記遮光ユニットを、地表の所望位置に設定された被遮光領域に対応して設定される空中の遮光領域へ個別に飛行させる工程と、
前記空中の遮光領域を浮遊する前記複数の遮光ユニットを整列させて集合体を形成する工程と、
を備える太陽光遮光方法。
【請求項２】
前記集合体を構成する前記複数の遮光ユニットのうち一部の前記遮光ユニットを前記集合体から離脱させ、所定の帰還先へ飛行させて回収する工程と、
前記集合体から一部の前記遮光ユニットの離脱により生じた欠落部へ別の前記遮光ユニットを飛行させて補完する工程と、
を備える請求項１に記載の太陽光遮光方法。
【請求項３】
太陽光における少なくとも一部の波長を遮断可能な遮光体と、
回転翼を有し、前記遮光体と一体となって空中を浮遊する浮遊体と、
前記回転翼による前記浮遊体の自律飛行を制御する制御部と、
を備える遮光ユニット。
【請求項４】
前記遮光体は、赤外線を遮断可能である、請求項３に記載の遮光ユニット。
【請求項５】
前記遮光ユニット同士を解除可能に連結させる連結部を備える、請求項３又は４に記載の遮光ユニット。
【請求項６】
前記回転翼及び前記制御部へ電源を供給する太陽電池を備える、請求項３乃至５の何れか一項に記載の遮光ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光遮光方法及び遮光ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人や展示商品等を太陽光から遮光する太陽光遮光装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照。）この従来の太陽光遮光装置は、遮光体を空中にさせると共に、被遮光体に照射する太陽光を遮るように被遮光体に対する遮光体の位置を制御する装置であって、遮光体を手で支える必要がなく人が動いても、時間が経過して太陽が動いても、人を含む被遮光体に対して常に太陽光を遮光することができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５００１０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、太陽光を遮光できる面積がテントやパラソル等の遮光体の大きさに制約されるという問題がある。一方、従来技術において地表のより広い領域で太陽光を遮光しようとすれば、遮光体の大型化により風の影響を受けやすくなって飛行の制御が困難となったり、空中を浮遊する遮光体が破損した時にメンテナンスが困難となったりするという問題が想定される。
【０００５】
本発明は、地表に照射される太陽光を大規模に遮光することが可能な太陽光遮光方法及び遮光ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る太陽光遮光方法は、地表へ照射される太陽光を遮光する方法である。そして、太陽光遮光方法は、太陽光の少なくとも一部の波長を遮断可能であり且つ空中を自律飛行して任意位置で浮遊可能な遮光ユニットを複数準備する工程と、複数の前記遮光ユニットを、地表の所望位置に設定された被遮光領域に対応して設定される空中の遮光領域へ個別に飛行させる工程と、前記空中の遮光領域を浮遊する前記複数の遮光ユニットを整列させて集合体を形成する工程とを備える。
【０００７】
この方法によれば、複数の遮光ユニットを地表の所望位置に設定された被遮光領域に対応して設定される空中の遮光領域へ個別に飛行させるので、風の影響を少なくしてスムーズに空中を飛行させることができる。そして、空中の遮光領域を浮遊する複数の遮光ユニットを整列させて集合体を形成するので、小型で製造の容易な遮光ユニットを複数用いて、地表に照射される太陽光を大規模に遮光することが可能となるという効果を奏する。
【０００８】
本発明に係る遮光ユニットは、太陽光における少なくとも一部の波長を遮断可能な遮光体と、回転翼を有し、前記遮光体と一体となって空中を浮遊する浮遊体と、前記回転翼による前記浮遊体の自律飛行を制御する制御部とを備える。この構成によれば、回転翼を有する浮遊体が遮光体と一体となって空中を浮遊することにより、太陽光における少なくとも一部の波長が遮断され、地表への入射量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る遮光ユニットの全体構成を示す平面図である。
【図２】太陽光遮光方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】地表の上空から見た準備工程の様子を示す説明図である。
【図４】地表の上空から見た飛行工程の様子を地表の上空から示す説明図である。
【図５】地表の上空から見た整列工程の様子を示す説明図である。
【図６】地表の上空から見た空中に集合体全体が完成した様子を示す説明図である。
【図７】地表の上空から見た集合体に破損が生じた場合の回収工程及び補完工程の様子を示す説明図である。
【図８】地表の上空から見た撤収工程の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態＞
以下、本発明の太陽光遮光方法及び遮光ユニットの実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（１．遮光ユニット１の構成）
実施形態の遮光ユニット１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る遮光ユニット１の全体構成を示す平面図である。
【００１１】
遮光ユニット１は、赤外線遮断シート２と、浮遊体３と、連結部４とを備えて構成される。赤外線遮断シート２は、赤外線領域の光に吸収性を有し、それ以外の波長領域の光を透過させる特性を有する公知のシート部材である。赤外線遮断シート２は、拡げた状態で浮遊体３のフレーム３１に取付けられている。赤外線遮断シート２が、本発明の遮光体を構成するものである。
【００１２】
浮遊体３は、フレーム３１、複数の回転翼３２、制御部３３及び太陽電池シート３４を備え、赤外線遮断シート２と一体となって空中を飛行し、浮遊する装置である。フレーム３１は、平面視矩形状を呈する枠体であって、軽量で剛性の高い材料、例えば、軽量で剛性の高いアルミニウム合金やマグネシウム合金、又はＣＦＲＰ（カーボン繊維強化プラスチック）等の材料が用いられる。フレーム３１には、赤外線遮断シート２と、複数の回転翼３２と、制御部３３と、太陽電池シート３４と、連結部４とが取り付けられる。
【００１３】
回転翼３２は、プロペラ翼と、プロペラ翼を回転駆動する回転駆動部とを備えて構成される。本実施形態では、フレーム３１の４隅に１基ずつ合計４基の回転翼３２が取り付けられている。制御部３３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えて構成され、回転翼３２の回転駆動部を制御して浮遊体３（赤外線遮断シート２を含む遮光ユニット１）を自律飛行させる制御装置であり、コントローラ１０との通信を行うための通信機能や飛行位置を知るためＧＰＳ機能を備えている。制御部３３は、フレーム３１に取付けられている。太陽電池シート３４は、シート状に形成された太陽電池であり、フレーム３１に貼り付けられている。太陽光の照射により太陽電池シート３４で発電された電力は、回転翼３２及び制御部３３へ供給される。
【００１４】
連結部４は、他の遮光ユニット１と連結するための部材である。具体的には、図１に示すように、浮遊体３の上側と左側に凸部４ａが、下側と右側に凹部４ｂが設けられている。凸部４ａが他の遮光ユニット１の凹部４ｂと嵌合すると共に、凹部４ｂが他の遮光ユニット１の凸部４ａと嵌合することにより、遮光ユニット１同士が解除可能に連結される。上述した遮光ユニット１は、図３等に示すコントローラ１０から無線通信により送信された指令を受信することにより、制御部５により動作が制御される。コントローラ１０は、遮光ユニット１へ各種の指令を送信する無線通信機能を備えた制御装置である。
【００１５】
（２．太陽光遮光方法の説明）
次に、遮光ユニット１を用いた太陽光遮光方法について、図２のフローチャートを中心に、適宜、図３〜図８の地表の上空から見た説明図を参照しつつ説明する。まず、ステップ１（以下、Ｓ１と略記する。他のステップも同様。）の準備工程で、複数の遮光ユニット１を準備する。例えば、図３において、格納庫等を含む基地２０へ数百〜数千基の遮光ユニット１を準備する。また、準備工程では、太陽光を遮光したい地表の領域（被遮光領域Ａと称する）を、被遮光領域Ａの頂点Ａ１〜Ａ４の位置情報をコントローラ１０により入力することにより設定する。点Ａ１〜Ａ４の位置情報は、緯度及び経度情報を含んでいる。図３では、市街地の一部を被遮光領域Ａとして設定した例を示している。
【００１６】
コントローラ１０は、点Ａ１〜Ａ４の位置情報が入力されると、図示しない太陽位置データベースを参照して、被遮光領域Ａに対応する所定高度の遮光領域Ｂの位置を計算し、頂点Ｂ１〜Ｂ４の位置情報（緯度経度情報）を記憶する。遮光領域Ｂは、遮光ユニット１が飛行・浮遊可能な大気圏内で、航空機の飛行の障害とならない高度に設定される。
【００１７】
次に、Ｓ２の飛行工程で、図３に示すように、コントローラ１０からの指令により、複数の遮光ユニット１を個別に空中の所定高度の遮光領域Ｂ周辺に向かって飛行させる。続いて、Ｓ３の整列工程で、図４に示すように、遮光領域Ｂ周辺に到達した遮光ユニット１を順次整列させて、遮光領域Ｂに対応する集合体１００を形成する。尚、図４において、地表に設定される被遮光領域Ａの図示を省略している（図５、図７及び図８も同様）。
【００１８】
次に、Ｓ４で、集合体１００が完成したか否かを判定する。集合体１００が完成したか否かの判定は、各遮光ユニット１のＧＰＳ情報によって判定することができる。集合体１００が未完成の場合（Ｓ３：Ｎｏ）、Ｓ２へ戻る。そして、Ｓ２〜Ｓ４を繰り返すことにより、遮光領域Ｂに対応する集合体１００全体が完成する。これにより、被遮光領域Ａに照射される太陽光から赤外線が遮光され、当該領域において温度上昇が抑制される。尚、赤外線以外の可視光は遮光領域Ｂによって遮光されないため、遮光領域Ｂの影響で被遮光領域Ａにおける明るさは変化しない。
【００１９】
集合体１００が完成した場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、Ｓ５の追従工程を実行する。すなわち、地球の自転により地表に対する太陽の相対位置が時々刻々と変化するため、被遮光領域Ａに対応する遮光領域Ｂの位置を常時更新し、集合体１００を構成する各遮光ユニット１を更新後の遮光領域Ｂの位置へ追従移動させる。これにより、被遮光領域Ａから見た太陽の相対位置が変わっても、当該領域に照射される太陽光から赤外線は継続的に遮光されるため、当該領域において温度上昇が継続的に抑制されることになる。
【００２０】
続いて、Ｓ６において、集合体１００に破損があるか否かを判定する。破損の有無は、例えば、遮光ユニット１に赤外線遮断シート３の破れを検出するセンサを搭載し、センサからの信号をコントローラ１０が受信することにより判定してもよい。集合体１００を構成する遮光ユニット１のいずれかに破損がある場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、Ｓ７の回収工程を実行する。すなわち、破損した遮光ユニット１を集合体１０から離脱させて基地２０に向かって帰還させて回収する。続いて、Ｓ８の補完工程を実行する。すなわち、破損した遮光ユニット１の交替用として、基地２０から遮光ユニット１を飛行させ、集合体１００の欠落部の周囲の遮光ユニット１と連結させることにより欠落部の補完を行う。
【００２１】
Ｓ６で破損が無い場合（Ｓ６：Ｎｏ）、Ｓ９において、コントローラ１０から撤収指令を受信したか否かを判定する。撤収指令を受信していない場合（Ｓ９：Ｎｏ）、Ｓ５へ戻る。撤収指令を受信した場合（Ｓ９：Ｙｅｓ）、図８に示すように、Ｓ１０の撤収工程で、集合体１を形成する遮光ユニット１を、順次、基地２０に向かって飛行させ、帰還させる。Ｓ１１で撤収が完了したか否かを判定し、撤収が完了していない場合は（Ｓ１１：Ｎｏ）、Ｓ１０を繰り返し、全ての遮光ユニット１の撤収が完了した場合は（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、終了する。
【００２２】
（３．まとめ）
上述したように、本実施形態の太陽光遮光方法によれば、複数の遮光ユニット１を地表の所望位置に設定された被遮光領域Ａに対応して設定される空中の遮光領域Ｂへ個別に飛行させるので、風の影響を少なくしてスムーズに空中を飛行させることができる。そして、空中の遮光領域Ｂを浮遊する複数の遮光ユニット１を整列させて集合体１００を形成するので、小型で製造の容易な遮光ユニット１を複数用いて、地表に照射される太陽光を大規模に遮光することが可能となるという効果を奏する。
【００２３】
また、Ｓ７の回収工程で、集合体１００を構成する複数の遮光ユニット１のうち一部の遮光ユニット１を集合体１００から離脱させて所定の帰還先である基地２０へ飛行させて回収すると共に、Ｓ８の補完工程で、その離脱により生じた欠落部へ別の遮光ユニット１を基地２０から飛行させて補完する。よって、破損等により修理が必要となった箇所のみ、正常な遮光ユニット１と交換することによりメンテナンスを容易に行うことができる。
【００２４】
また、本実施形態の遮光ユニット１によれば、回転翼３２を有する浮遊体３が遮光体である赤外線遮断シート２と一体となって空中を浮遊することにより、太陽光に含まれる赤外線が遮断され、地表への赤外線の入射量を低減することができる。
【００２５】
また、遮光ユニット１は、遮光ユニット１同士を解除可能に連結させる連結部７を備えるので、遮光ユニット１を隙間無く整列させて一体化した集合体１００を形成することができる。また、遮光ユニット１は、太陽電池シート３４を備えて回転翼３２及び制御部３３へ継続的に電源を供給するので、電池切れの発生を防止して、長時間に亘って空中を飛行し、浮遊することができる。
【００２６】
＜変形例＞
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変更を施すことが可能である。例えば、上記実施形態で示した遮光ユニット１の構成は一例であって、これに限られるものではない。ドローンと称される既存の無人航空機（ＵＡＶ）に赤外線遮断シートを取り付けて遮光ユニット１を構成してもよい。
【００２７】
また、赤外線遮断シート２として赤外線を吸収する素材に代えて、赤外線を反射する素材を用いる構成としてもよい。赤外線反射シートを用いて遮光ユニット１の集合体１００により遮光領域Ｂを形成した場合も、太陽光から赤外線を遮断した被遮光領域Ａを地表に形成することができる。
【００２８】
また、赤外線遮断シート２に代えて、特定の波長領域を遮断可能なシートを用いる構成としてもよい。この構成によれば、太陽光から所定の波長領域を遮断した被遮光領域を地表に形成することができる。例えば、赤外線遮断シート２に代えて、紫外線を遮断可能な紫外線遮断シートを用いる構成としてもよい。この構成によれば、太陽光から紫外線を遮断した被遮光領域を地表に形成することができる。
【００２９】
また、図３では、市街地の一部に被遮光領域Ａを設定した例を示したが、これには限られない。被遮光領域Ａは、地表すなわち地球表面におけるどのような範囲に設定してもよい。例えば、被遮光領域Ａは、公園や屋外競技場などの数百ｍ四方の領域でもよいし、数Ｋｍ〜数十Ｋｍ四方の都市の一部や全体の領域でもよいし、数百Ｋｍ〜数万Ｋｍの国や地域全体の領域でもよい。被遮光領域Ａを、国や大陸レベルの広い範囲に設定することにより、気温上昇の原因である太陽エネルギーの入射量を地球規模で低減し、地球温暖化の抑制に一定の寄与が期待される。
【００３０】
また、上述した実施形態では、遮光ユニット１に連結部４を設け、遮光ユニット１同士を解除可能に連結させる構成としたが、連結部４を省略して構成してもよい。その場合、遮光ユニット１同士を機械的に連結させることなく、互いに近接した状態で群状に浮遊させることにより集合体１００を形成する。
【００３１】
また、上述した実施形態では、遮光体としての赤外線遮断シート２とは別体で浮遊体３のフレーム３１を設けて赤外線遮断シート２を取り付ける構成を示したが、遮光体を剛性の高い素材で構成すれば、フレーム３１を省略して遮光体自体が回転翼３２や制御部３３等を支持するフレーム３１としての役割を果たす構成とすることも可能である。
【００３２】
１…遮光ユニット、２…赤外線遮断シート（遮光体）、３…浮遊体、３２…回転翼、３３…制御部、３４…太陽電池シート、４…連結部、１００…集合体、Ａ…被遮光領域、Ｂ…遮光領域、Ｓ１…準備工程、Ｓ２…飛行工程、Ｓ３…整列工程、Ｓ７…回収工程、Ｓ８…補完工程。
【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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