(57)【要約】      （修正有）【課題】電力発生を増強し且つ太陽電池アレイの使用による負の面を低減した飛行船の電力発生システムを提供する。【解決手段】飛行船用の電力発生システムは、太陽放射線及びアルベド放射線を電気エネルギーに変換するための太陽電池アレイ２０及び地球アレイ３０をそれぞれ含む。飛行船１０は、電気エネルギーを受け取って、電力蓄積装置２８及び／又は飛行船に搭載された電気構成部品３２に伝達するための電力分配制御装置２２を搭載する。飛行船はまた、地球アレイに意図的に指向された人造の源の放射線を受け取ることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部分及び底部分を有する船体、
前記頂部分に支持された太陽電池アレイ、
前記底部分に支持された地球アレイ、及び
前記太陽電池アレイ及び前記地球アレイからの電気エネルギーを受ける電力分配制御装置
を包含しており、前記太陽電池アレイが太陽放射線を電気エネルギーに変換し、前記地球アレイが、アルベド放射線を電気エネルギーに変換する、飛行船及び電力発生システム。
【請求項２】
前記電力分配制御装置が前記電気エネルギーを電力蓄積装置に伝達し且つこの電力蓄積装置から飛行船の電気構成部品へ前記電気エネルギーを伝達するようにする前記電力蓄積装置
をさらに包含する、請求項１記載の電力発生システム。
【請求項３】
前記太陽電池アレイ及び地球アレイが太陽電池で構成されている、請求項１記載の電力発生システム。
【請求項４】
前記太陽電池が、光起電力効果により、約０.２ミクロン〜約３.０ミクロンの波長をもつ電磁放射線を電気エネルギーに変換する、請求項３記載の電力発生システム。
【請求項５】
前記太陽電池アレイ及び前記地球アレイが、同種の太陽電池で構成されている、請求項１記載の電力発生システム。
【請求項６】
前記太陽電池アレイ及び前記地球アレイが、異なる太陽電池で構成されている、請求項１記載の電力発生システム。
【請求項７】
前記太陽電池アレイが、直射太陽放射線のスペクトルのために特有に調整された太陽電池で構成され、前記地球アレイが、アルベド放射線のスペクトルのために特有に調整された太陽電池で構成されている、請求項６記載の電力発生システム。
【請求項８】
前記太陽電池アレイが、前記地球アレイよりも前記飛行船の少ない表面積を覆う、請求項１記載の電力発生システム。
【請求項９】
飛行船に電力供給する方法であって、
頂部分及び底部分をもつ船体と電子装置とを飛行船に備え、
前記底部分に地球アレイを設け、
前記地球アレイの電子装置に電力分配制御装置を接続し、
前記電力分配制御装置に電力蓄積装置を接続し、
前記地球アレイに当たる入射放射線を電気エネルギーに変換し、
前記電力分配制御装置で前記電気エネルギーを受け取り、
前記電力分配制御装置、前記電力蓄積装置及び前記電子装置の間で電気エネルギーを伝達する、
ことを包含する、方法。
【請求項１０】
前記飛行船に人造の源の放射線を指向する、
ことをさらに包含する、請求９項記載の方法。
【請求項１１】
光起電力効果により、前記地球アレイに当たる入射放射線を電気エネルギーに変換する、ことをさらに包含する、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記頂部分に太陽電池アレイを設け、
前記太陽電池アレイを前記電力分配制御装置に接続する、
ことをさらに包含する、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般に、本発明は、飛行船用の電力発生システムに関係する。特に、本発明は、地球及びその大気により反射された太陽エネルギーを利用する飛行船用の電力発生システムに関する。特に、現在では、飛行船の電力発生能力を改善すると同時に、飛行船の物理的特性を改善する飛行船用の電力発生システムに指向している。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーは、飛行船、軽航空機及び他の空気より軽い乗り物やプラットホームに主電力又は補助電力のいずれかを供給する所望の電力源として長く認められている。太陽電力の利点は、高高度及び／又は長い航続時間で飛行するこれらの乗り物やプラットホームで特に認識されており、その場合には、何週間、何カ月、何年も電力を供給するために、水素、炭化水素又は他の燃料のような十分な燃料を搭載することは、実行不可能である。毎日太陽電力を獲得する（そして、もし望むなら、後の使用のために、余分な電力をバッテリー、燃料電池あるいは他のエネルギー貯蔵システムに蓄積する）能力は、成層圏用の飛行船を含む幾多の分野のための技術を可能にするキーである。
【０００３】
太陽の放射エネルギーを成層圏用の飛行船に有益なエネルギーに変換するための従来のアプローチは、太陽電池である。光電池とも称される太陽電池は、光起電力効果により太陽電磁エネルギーを電気に変換する装置である。光起電力効果の理論によると、当業分野でよく理解されているように、太陽又は日光からの電磁エネルギーは、太陽電池の半導体材料で吸収される。エネルギーは、半導体材料における電子により吸収され、エネルギー量（入射放射線の周波数の関数）が閾値（バンドギャップ）を超える場合、電子は半導体材料の原子から放出され、これら電子の流れは電気エネルギーを生成し、この電気エネルギーは電力に変換することができる。
【０００４】
太陽電池は、入射した日光（インソレーション）のごく一部だけを電気エネルギーに変換する。現在、太陽電池は、日光の電磁エネルギーの５０％未満を電気エネルギーに変換でき、残りのエネルギーの大部分は、熱エネルギー又は熱に変換される。入射太陽エネルギーの量は、海面での１平方メートル当たり約１０００ワット（Ｗ／ｍ２）から成層圏の高所での１３５０Ｗ／ｍ２以上に変動する。今日のエネルギー変換効率を与えられた、あるいは計画されている太陽電池では、空気よりも軽い乗り物及びこれに搭載される任意の電気装置に電力を供給するために、大きな表面積の太陽電池が必要とされるということを、当業者は認識するであろう。
【０００５】
従来の飛行船及び軽航空機の設計は、典型的に、空力的に且つ長手方向軸線に関して全体的に対称となるように設計された船体を有する。代わりのアプローチは、中央垂直軸線に関して対称にすることである。船体の上部又は太陽に面する半部分に太陽電池を組み込むことは、当業分野において一般に知られている。設計の重点は、重量、抗力及び不利益な熱効果を最小限にする一方で、太陽電池の配置を最適化して直射日光を最大限にさらす（従って、電力の発生を最大限にする）ことに置かれている。しかしながら、先行技術の設計に関連した或る実際の現実は、飛行船に装備された太陽電池の電力発生能力を制限するチャレンジをしている。
【０００６】
これらのチャレンジの１つは、日陰にすること、及び、飛行船の船体に設置された太陽電池（太陽電池アレイ）の収集の曲率に関係する効果を含む。飛行船の湾曲表面に載置された太陽電池アレイは、平らにはならない。船体の曲率は、大きい太陽角（太陽電池の垂線と太陽への進路との角度として定義される）をもつ太陽電池アレイの部分での太陽電池性能に影響を及ぼし、その結果、大きい太陽角は、太陽電池の有効性能を低減させる。９０°より大きい太陽角では、太陽電池は日陰にあり、直射日光は太陽電池に到達しない。船体に取り付けられた太陽電池アレイは、船体の曲率のため局所的な太陽角が変化するので、太陽電池アレイは、その最大の理論性能を達成することは決してない。従って、設計者は、現在では、この太陽角の無効性を考慮して、太陽電池アレイのサイズを増加させることを要求される。
【０００７】
他のチャレンジは、太陽の視運動である。地球にいる観察者によれば、太陽は、東から西へ空を横切る一定の動きをする。飛行船や軽航空機自体が静止している場合でさえも、この運動は、一日を通して、太陽電池アレイの各太陽電池に対する太陽角を連続的に変化させる結果となる。太陽の位置（方位と高度の両方）は一日の時刻だけでなく、一年の時刻及び緯度に依存する。従って、日陰になる太陽電池アレイの部分は、連続的に変わっている。この無効性の源は、また、太陽電池アレイのサイズを増大させることにより、太陽電池の有効性能の低減を補償することを設計者に強いる。
【０００８】
更なるチャレンジは、風向きの変わり易さである。相対的な位置を維持しようとする飛行船や軽航空機は、風に向かうまで、偏揺れする傾向にある。この動きは、太陽の運動の複雑さとを合わさり、従って、太陽電池アレイの有効性能をさらに低減させる。
【０００９】
さらに他のチャレンジは、半球の冬の間に太陽電池で動力供給される飛行船や軽航空機を高緯度で運航することである。これらの条件下で太陽電池で動力供給される飛行船を運航することは、非常に短い日中（太陽電力を利用できる時間を減少させる）、非常に長い夜（バッテリーを充電するのに必要な太陽電力の量を増加させる）及び非常に低い太陽角の組み合せによるチャレンジであることが、当業者には認識されるであろう。これら要因の組み合せは、せいぜい、太陽で動力供給される飛行船を半球の冬に高緯度で運航させるのを困難にさせる。
【００１０】
また他のチャレンジは、太陽電池アレイにより引き起こされる熱作用である。太陽電池アレイは太陽放射線の吸収を最大限にするように設計されているので、船体の頂部に太陽電池アレイを配置することは、不利益な熱作用をもたらす。再び、太陽電池へのエネルギー入射のうちの可成りの部分は、熱エネルギーに変換される。この熱エネルギーは、日中に飛行船の揚力ガスを加熱して、圧力を増大させることが、当業者には認識されるであろう。夜間にガスは冷えるので、圧力は低下する。圧力変化が大きくなるにつれて、より高い強度（そして結局は重量）が船体の織物に必要とされるので、この日々（昼間）のサイクルは、船体の織物に関する性能要求を強めることとなる。従来の設計は、反射を最大限にし且つ昼間の揚力ガス温度変化を最小限にするために船体への太陽放射線の透過率を最小限にする船体の織物被覆を含む。従って、太陽電池アレイで取られる船体の表面積は増大するので、太陽放射線を反射する被覆を有する船体の織物の表面積は減少する。
【００１１】
他のチャレンジは、太陽電池アレイの重量である。太陽電池アレイは、飛行船の頂部に配置され、多数の別個の太陽電池で構成される。これらの太陽電池は、電気配線により相互に接続され、太陽電池アレイにより発生された電流は、ケーブル手段により飛行船の他の部分に接続され伝達され、これらすべては飛行船の重量の一因となる。飛行船の幾何学的形状のために、飛行船の頂部への重量配分は、底部への重量配分よりも不安定で、望ましくない。
【００１２】
或る例では、エネルギー源として「黒体」放射線を使用することが知られている。黒体放射線は、長波放射線（ＯＬＲ）あるいは長波赤外線（ＬＷＩＲ）として時々称される。これは、反射した日光ではなく、むしろ地球の温度による放射である。この放射線は、典型的に５ミクロン（μｍ）〜４０ミクロンの波長である別個の分離したスペクトルバンドにある。ＯＬＲは、日夜連続的であり、成層圏用の飛行船で利用される場合には、約２００Ｗ／ｍ２で当る。光子エネルギーは、任意の従来の光電池のバンドギャップよりはるかに低い僅か０.１電子ボルト（ｅＶ）であるので、この放射線は、従来の光起電性手段あるいは光電気化学手段で有益な電気エネルギーに変換することができない。熱力学的には、レシーバーが源の黒体の温度に関して冷却されれば、このスペクトルで採取するエネルギーは可能である。例えば、上層雲頂部の黒体の温度は−４０℃〜−６０℃である。これらの条件下では、成層圏用の飛行船のレシーバーがエネルギーを収集できる唯一の方法は、寒い温度である場合で、次に、理論的な効率（カルノー）が温度差に比例することである。ＬＷＩＲ光センサの関連する分野では、適度の光−電子変換効率さえ可能にするためにセンサを極低温に冷やすことは、慣習的な実務である。ＯＬＲエネルギー収集のための光起電性レシーバーを冷やすのに必要なエネルギー、あるいは貯蔵された多量の極低温冷却液は、マス・センシティブ（mass-sensitive）な飛行船システムでは禁止されている。エネルギーレシーバーより高温にあるエネルギー源のためのこの同じ要件は、直射太陽インソレーション及び地球のアルベド放射線変換の両方に当てはまり、この場合、主エネルギー源は、約６０００℃の黒体の温度をもつ太陽である。
【００１３】
従って、当業分野において、電力発生を増強し且つ太陽電池アレイの使用による負の面を低減した、飛行船又は軽航空機用の改善された電力発生システムを必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前述に照らして、アルベド由来の飛行船電力システムを提供することが、本発明の第１の様相である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の他の様相は、頂部分及び底部分を有する船体、頂部分に支持された太陽電池アレイ、底部分に支持された地球アレイ、及び記太陽電池アレイ及び地球アレイからの電気エネルギーを受ける電力分配制御装置を包含しており、太陽電池アレイが太陽放射線を電気エネルギーに変換し、地球アレイが、アルベド放射線を電気エネルギーに変換する、飛行船及び電力発生システムを提供することである。
【００１６】
本発明のさらに他の様相は、飛行船に電力供給する方法であって、頂部分及び底部分をもつ船体と電子装置とを飛行船に備え、底部分に地球アレイを設け、地球アレイの電子装置に電力分配制御装置を接続し、電力分配制御装置に電力蓄積装置を接続し、地球アレイに当たる入射放射線を電気エネルギーに変換し、記電力分配制御装置で電気エネルギーを受け取り、電力分配制御装置、電力蓄積装置及び電子装置の間で電気エネルギーを伝達することを包含する、方法を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のこれら及び他の特徴及び利点は、以下の説明、付随する特許請求の範囲及び添付図面に関して一層よく理解されるであろう。
【００１８】
太陽電池の直射太陽光線照度は、日光の最強の利用可能な自然光源であるが、それは電磁気又は放射エネルギーの唯一の源ではない。運航中の軽航空機や飛行船への放射エネルギーの入射は、地球及び地球の大気で反射された日光をも含む。この反射した日光は、一般にアルベド放射、あるいは単にアルベドと称される。アルベドは、入射電磁放射線に対する反射放射線の比率として定義され、表面の反射率を示す単位の無い基準である。様々な表面に関する典型的なアルベドの値は、木炭の約４％から新雪の約９０％まで変動する。平均的な地球のアルベドは、約３０％であると考えられる。従って、地球の成層圏で運航する飛行船は、昼光時間中に直射太陽放射線とアルベド放射線の両方で照射される。
【００１９】
地球の大気の一番上の直射太陽放射線は、主として約０.２ミクロン（μｍ）〜３.０ミクロンの波長を含む。直射太陽放射線は、地球の大気を通って進むので、そのエネルギーの一部は、様々なガス、粒子、及び地球の表面を含む固体物質に吸収される。残りのエネルギーが反射され、これはアルベドと称される。従って、アルベド放射線は、直射太陽放射線に似ているが、直射太陽放射線の一部の吸収に関する２つのスペクトルの間で相違のあるスペクトル範囲をもつ放射線である。再び、アルベドは、入射放射線に対する反射放射線の比率であるので、アルベド放射線は、直射太陽放射線に比べて単位面積当りのエネルギーのごく一部分にすぎない。しかしながら、平均的な地球のアルベドは、局所的な地域で様々な量の直射太陽放射線を反射することで約３０％であるため、この一部分は無視できないものである。このアルベド放射線は、従来の光起電性電池や光電気化学電池によって、あるいは熱機関及び潜在的に熱起電性電池によっても有効な電気エネルギーに変換することができる。また再び、直射太陽放射線及びアルベド放射線は、地球の黒体放射線あるいはＯＬＲ放射線とは異なる。図４を簡単に参照すると、日光、そして従ってアルベド放射線も、地球黒体放射線あるいは地球ＯＬＲとは異なるスペクトル範囲を占めることが明らかである。
【００２０】
本発明は、飛行船用の電力発生システムに関連して記載されているが、当業者には、軽航空機及び空気より軽いプラットホーム、空気より重いプラットホームを含む他の乗り物やプラットホーム、あるいはアルベド放射線で照射される表面を有する他の物体に本発明を適用できることが理解されるであろう。
【００２１】
図面及び特に図１−３を参照すると、本発明の実施例に従って構成した電力発生システムを有する飛行船は、符号１０で総括的に示されている。飛行船１０は、頂部分１３Ａ及び底部分１３Ｂに全体的に細分され得る外表面又は船体１２と、安定フィン又は方向舵１４とを含む。船体１２は、ヘリウムのような揚力ガスを封入するガス嚢又は補助気嚢（図示しない）を含む。船体１２は、また、船体１２のガス嚢に相補的な容積をもつ空気容積（図示しない）を含む。船体１２は、可撓性及び剛性材料を含む、当業分野において周知の適宜な材料で作られていてよい。船体１２は、また、入射放射線の反射を最大化し且つ船体への入射放射線の透過率を最少化する目的のための被覆あるいは他の表面処理を含んでいてよい。飛行船１０は、また、飛行船１０の動きを制御するためのプロペラ１６を含む。もちろん、プロペラの代わりに、あるいはプロペラと共に、他の推進装置を使用することができる。
【００２２】
太陽に面する頂部太陽電池アレイ２０は、一般に頂部分１３Ａに取り付けられる。太陽電池アレイ２０は、太陽電池アレイ２０を形成するために互いに電気的に接続される、別個の太陽電池２１で構成されていてよい。太陽電池アレイ２０は、光起電力効果により電気エネルギーを生成し、太陽電池アレイ２０により生成された電気エネルギーは集められて、導電性ワイヤ２４により電力分配制御装置２２に送られる。
【００２３】
地球に面する底部地球アレイ３０は、一般に底部分１３Ｂに取り付けられる。地球アレイ３０も、地球アレイ３０を形成するために互いに電気的に接続される、別個の太陽電池３１で構成されていてよい。地球アレイ３０は、光起電力効果により電気エネルギーを生成し、地球アレイ３０により生成された電気エネルギーは集められて、導電性ワイヤ２６により電力分配制御装置２２に送られる。船体の下側に通常保持される電力分配制御装置２２に地球アレイ３０を接続するワイヤ２６は、ワイヤ２４より比較的短いことが認識されるであろう。このことは、十分な電気エネルギーが地球アレイ３０で発生されて、太陽電池アレイ２０のサイズの縮小あるいはこのアレイの除去を可能にする場合には、船体の全重量を潜在的に減ずることができるとともに、飛行船内での重量の配分を改善することができる。
【００２４】
太陽電池アレイ２０及び地球アレイ３０は、特に光起電力効果による電磁放射線の電気エネルギーへの変換に影響を与えるように、任意の物質で作られていてよい。
太陽電池アレイ２０及び地球アレイ３０は、同種の太陽電池で作られていてよく、あるいは、太陽電池アレイ２０及び地球アレイ３０は、直射太陽放射線とアルベド放射線とのスペクトルの差が大気のフィルタリング及び表面反射により少なくとも部分的に影響を受けることで、スペクトルの差を考慮して設計されていてもよい。
【００２５】
直射太陽放射線及びアルベド放射線の両方は、約０.２ミクロン（μｍ）〜３.０ミクロンの波長を含み、スペクトルの差は、直射太陽放射線の一部の吸収に関係する。太陽電池は、直射太陽放射線のスペクトルに特に適合する太陽電池アレイ２０のために選択されてよい。また、太陽電池は、特にアルベド放射線のスペクトルに適合する地球アレイ３０のために選択されてよい。アルベド放射線のスペクトルは運航条件に依存するので、飛行船１０が地球の大部分を樹木に覆われた部分の上を運航する場合よりも、飛行船１０が地球の大部分が雪だらけの部分の上を運航する場合に、異なる太陽電池が地球アレイ３のために選択され得ることが、当業者には理解できるであろう。
【００２６】
太陽電池アレイ２０及び地球アレイ３０がほぼ同じ表面区域をカバーするように描かれているが、各アレイの相対的なサイズは、総電気エネルギー要求量、太陽電池の電気変換効率、電気蓄積能力、入射太陽放射線及びアルベド放射線の大きさ、熱効果、重量配分等のような要因に基づいて特定の運航状況のために調整できることが、当業者には理解できるであろう。
【００２７】
電力分配制御装置２２は、太陽電池アレイ２０及び地球アレイ３０等の電力生成部品、プロペラ１６及び飛行船１０の他の電子装置３２等の電力消費部品を含む飛行船１０の様々な構成部品と、電力蓄積装置２８を含む電力蓄積構成部品との間での電気エネルギーの伝達を容易にする。電力分配制御装置２２は、また、電気エネルギーの伝達を容易にするための適切な制御信号を与える。電力蓄積装置２８は、電気エネルギーの蓄積を容易にし、電気化学セルバッテリー、燃料電池又は同種のものの形態であってよい。電力分配制御装置２２及び電力蓄積装置２８は、船体１２の内部に描かれているが、船体の外部を含む飛行船の他の領域、あるいはゴンドラや他のペイロードコンパートメント（図示しない）内に電力分配制御装置２２及び電力蓄積装置２８を設置できることが認識されるであろう。さらに、ワイヤ２４及び２６は単一のケーブルとして描かれているが、これらは、太陽電池アレイ２０及び地球アレイ３０から電力分配制御装置２２へ電気エネルギーを伝達できるあらゆる形態とすることができる。
【００２８】
図１の概略図は、地球Ｅの上方の高度で飛行する飛行船１０を運航状況で示す。飛行船１０及び地球Ｅの両方は、日光４０で照らされる。日光４０は、太陽電池アレイ２０の局所的な区域が太陽角θＳで特徴づけられるように太陽電池アレイ２０上に入射されており、θＳは、太陽電池アレイ２０の局所垂直線ｎと太陽Ｓへ進路との角度として定義される。図１に示されるように、太陽電池アレイ２０の部分は高い太陽角θＳにより特徴づけられ、太陽電池アレイ２０の他の部分は日陰となり得る。日光４１は、大気（図示しない）と共に地球Ｅ上に入射し、この直射太陽放射線の一部は、アルベド放射線５０として、雲や地球Ｅと飛行船１０の間の他の何かを含む大気及び地球Ｅから反射される。アルベド放射線５０は、地球アレイ３０を含む飛行船１０の一部を照射する。太陽Ｓの相対的な位置により、地球アレイ３０も直射日光４０により照らされ得る。図１に示すように、太陽Ｓの相対的な位置のために、太陽電池アレイ２０の部分が高い太陽角あるいは日陰の領域を有する可能性にもかかわらず、地球アレイ３０は、一般にアルベド放射線５０により全面的に照射される。
【００２９】
さらに、電磁放射線の人造の源、可視及び近赤外線レーザービーム（即ち、地球アレイ３０と適合する波長を有する）のような電磁放射線の人造の源は、追加の構成部品又は主要部なしで、飛行船１０での日光４０及びアルベド放射線５０の収集を補足することができる。図１に示されるように、地球上の光源６０は飛行船１０を照射する光線６１を生成する。光線６１は、日光４０及びアルベド放射線５０を含めて、地球アレイ３０への他の放射線入射を補足し、さらに電気エネルギーの生成に寄与する。光線の人造源を使用することにより、日光４０及びアルベド放射線５０が不足する場合さえ、飛行船１０は電気エネルギーを生成し得る。
【００３０】
前述に基づいて、本発明の利点は容易に明白である。１つとして、本発明は、例えば、空気より軽いシステム（拘束した軽航空機システムを含む）、空気より重いシステム及びハイブリッドシステムを含む幾つかのプラットホームで上手く使用することができる。また、本発明は、ユーザが、飛行緯度及び季節のような予期される運航条件に依存して最適のアレンジで太陽電池アレイと地球アレイ３０との組合せを巧みに計画実行することを可能にする。
【００３１】
本発明は、従来の太陽電池（光電池）を使用してもよく、あるいは、太陽電池アレイ又は地球アレイのいずれかに特に適合した太陽電池を使用してもよい。本発明は、また、飛行船の総重量及び重量配分を改善することができる。地球アレイ及び先行技術の設計より小さい太陽電池アレイを有することで、飛行船の重量の多くが、その底部に沿って配分されて、飛行船をより安定させる結果となる。太陽電池アレイが除去される場合には、太陽電池アレイと電力分配制御装置の間で延びる電気ケーブルも除去され、総重量の更なる軽減を生じさせる。これらの重量軽減は、より大きなペイロード重量を可能にし、飛行船のサイズ及びコストの減少をも可能にし得る。また、飛行船の底部付近でのより大きな重量配分は、特定の適用のための飛行船の頂部にペイロードを置くのに非常に高い融通性を可能にする。
【００３２】
太陽電池アレイの減少又は除去は、エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されることで太陽電池アレイに吸収される代わりに、飛行船の太陽に面する船体表面に当たる太陽放射線が、船体の織物被覆及び光学処理により反射され得るので、揚力ガスの昼間での加熱による有害な影響を緩和することができる。
【００３３】
本発明は、また、発生される電気エネルギーの昼間での変動性を軽減する。図５に向けると、従来の太陽電池アレイが、昼間での電力発生の大きな変化を示していることがわかる。対照的に、地球アレイは、局所的な最大値が日の出及び日没に地球アレイに当たる直射太陽放射線と一致していることで、昼間での比較的一定の電力発生を示している。太陽が昇ったり沈む時には、太陽は低い太陽角にあり、地球アレイは直射太陽放射線を収集することができる。
本発明は、また、太陽放射線を収集するために地球アレイを使用する利点を有する。日の出又は日没のような非常に低い太陽角の間、及び高緯度の冬の間、太陽は、飛行船の底部分を照らす。低い太陽角で直射太陽放射線を収集する能力は、冬の間では高緯度の運航のための重大な利益である。従って、本発明は、緯度に関するエネルギーの依存性を軽減し得る。また、地球アレイが、太陽電池アレイよりも個々の太陽電池の規定の角度にさほど敏感ではないので、（ＲＦアンテナ素子のような）飛行船の他のエレメントは、電気エネルギー生成能力に大きく影響せずに、地球アレイの太陽電池を散在させ得る。
【００３４】
また、成層圏用の飛行船は、風に向かうように設計されているので、太陽電池アレイの一部はしばしば日陰になる。しかしながら、風向は、地球アレイにより発生される電気エネルギーでは、比較的僅かな影響しか及ぼさない。
【００３５】
従って、上述した構造及び使用の方法により、本発明の目的が履行されていることが理解できる。特許法に従いつつ、最良の形態及び好適な実施例だけを示し詳細に説明したが、本発明はこれに制限されるものではないことが理解される。従って、本発明の真の範囲を認識するため、特許請求の範囲を参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例に従って構成した飛行船を作動環境で示す概略正面図である。
【図２】本発明の概念を組込んだ飛行船の斜視図である。
【図３】飛行船の概略断面図である。
【図４】太陽放射線と外向性の長波放射線との差を示すスペクトルの図表である。
【図５】太陽電池アレイと地球アレイによって時間に関連して生起される電力を示す図表である。
【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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【外国語明細書】
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