(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外界から射す光を受ける受光部と、当該受光部が受けた光を伝送する光伝送部と、当該光伝送部に接続された格納庫と、を有し、
前記格納庫は、鏡面によって形成された内壁を有し、
前記格納庫は、前記光伝送部が伝送する光を、前記格納庫の中に照射可能に、当該光伝送部に接続されており、
前記格納庫は、光電変換を行う半導体層の側面が露出している１個または複数個の太陽電池セルを個別に支承して収納可能に構成されており、
前記格納庫は、太陽電池セルを個別に出し入れ可能に構成された開閉口を有し、
前記格納庫は、複数個の太陽電池セルを互いに平行に、且つ、積層した状態で収納可能に構成され、
透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された導光部材が、前記格納庫の中に収納される前記太陽電池セルに隣接して配置される
ことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
外界から射す光を受ける受光部と、当該受光部が受けた光を伝送する光伝送部と、当該光伝送部に接続された格納庫と、を有し、
前記格納庫は、鏡面によって形成された内壁を有し、
前記格納庫は、前記光伝送部が伝送する光を、前記格納庫の中に照射可能に、当該光伝送部に接続されており、
前記格納庫は、光電変換を行う半導体層の側面が露出している１個または複数個の太陽電池セルを個別に支承して収納可能に構成されており、
前記格納庫は、太陽電池セルを個別に出し入れ可能に構成された開閉口を有し、
前記格納庫は、複数個の太陽電池セルを互いに平行に、且つ、積層した状態で収納可能に構成され、
透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された導光部材が、前記格納庫の中に収納される前記太陽電池セルに隣接して配置され、
前記格納庫の内壁をなす鏡面には、光を乱反射可能に凹凸が形成されている
ことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項３】
外界から射す光を受ける受光部と、当該受光部が受けた光を伝送する光伝送部と、当該光伝送部に接続された格納庫と、を有し、
前記格納庫は、鏡面によって形成された内壁を有し、
前記格納庫は、前記光伝送部が伝送する光を、前記格納庫の中に照射可能に、当該光伝送部に接続されており、
前記格納庫は、光電変換を行う半導体層の側面が露出している１個または複数個の太陽電池セルを個別に支承して収納可能に構成されており、
前記格納庫は、太陽電池セルを個別に出し入れ可能に構成された開閉口を有し、
前記格納庫は、複数個の太陽電池セルを互いに平行に、且つ、積層した状態で収納可能に構成され、
透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された導光部材が、前記格納庫の中に収納される前記太陽電池セルに隣接して配置され、
前記格納庫に収納されている太陽電池セルの半導体層を支承する基板が、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成されている
ことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項４】
外界から射す光を受ける受光部と、当該受光部が受けた光を伝送する光伝送部と、当該光伝送部に接続された格納庫と、を有し、
前記格納庫は、鏡面によって形成された内壁を有し、
前記格納庫は、前記光伝送部が伝送する光を、前記格納庫の中に照射可能に、当該光伝送部に接続されており、
前記格納庫は、光電変換を行う半導体層の側面が露出している１個または複数個の太陽電池セルを個別に支承して収納可能に構成されており、
前記格納庫は、太陽電池セルを個別に出し入れ可能に構成された開閉口を有し、
前記格納庫は、複数個の太陽電池セルを互いに平行に、且つ、積層した状態で収納可能に構成され、
透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された導光部材が、前記格納庫の中に収納される前記太陽電池セルに隣接して配置され、
前記格納庫の内壁をなす鏡面には、光を乱反射可能に凹凸が形成され、
前記格納庫に収納されている太陽電池セルの半導体層を支承する基板が、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成されている
ことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項５】
前記導光部材の表面に、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された表層が、形成されており、当該表層において、光の屈折率が、不均一であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
【請求項６】
前記導光部材を形成する透明なガラス又は透明な樹脂において、光の屈折率が、不均一であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
【請求項７】
前記導光部材の表面には、光を乱反射可能に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
【請求項８】
前記導光部材は、表面が鏡面によって形成された反射体を含有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を内蔵する太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、原油価格の高騰や原子力発電施設の安全性等が問題視されており、発電手段を多様化することが求められつつある。また、地球温暖化防止の観点からも、二酸化炭素の排出量を削減可能な発電手段が求められている。かかる要求に応える発電手段として、風力発電システムや太陽光発電システムが脚光を浴びている。我々の周囲において、これらの発電システムが様々な場面で利用されつつある。
【０００３】
一般に、太陽光発電システムにおいては、太陽電池が使われている。太陽電池は、基板と、基板の上に形成された半導体層と、電極と、を有する（例えば、特許文献１を参照）。この基板にはガラスを用いることが多い。これらの基板と、半導体層と、電極と、が、太陽電池セルを形成している。そして、半導体層が太陽光を受光すると、光電変換により電気エネルギーが発生する。発生した電気エネルギーは、電極から取り出され、太陽光発電システムに接続された負荷において消費される。
【０００４】
１個当たりの太陽電池セルから得られる電気エネルギーは、比較的小さなことが多い。そこで、一般的な太陽光発電システムにおいては、複数個の太陽電池セルを直列に接続することによって、高電圧が得られる。さらに、直列に接続した太陽電池セルの組どうしを、並列に接続することによって、高電流が得られる。
【０００５】
多くの場合、太陽光発電システムにおいては、太陽光が光源として利用される。したがって、太陽電池を屋上や屋根等の屋外に設置することが多い（例えば、特許文献２を参照）。太陽電池を屋外に設置するに際しては、半導体層や電極が水分や腐食性物質によって劣化することを防止しなければならない。このため、太陽電池セルの半導体層や電極は、樹脂内に封入されている（例えば、特許文献３を参照）。そして、複数個の太陽電池セルが、まとめて樹脂内に封入されて、一体化した太陽電池モジュールが形成されている（例えば、特許文献４を参照）。さらに、屋外に設置される太陽電池の表面はガラスによって覆われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２０４８３２号公報
【特許文献２】特開２００９−００７７８３号公報
【特許文献３】特開２０１１−２５３８３６号公報
【特許文献４】特開２０１１−１５９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来ある太陽電池において、太陽光の受光面積を広くすることは、太陽電池が生み出す電気エネルギーの増加につながる。しかし、このことは、太陽電池が大型化する原因になる。太陽電池の大型化は、太陽電池の重量が増加する原因にもなる。また、大型化した太陽電池を屋外に設置する場合、その設置場所に対する自由度が低くなりやすい。このことは、太陽光発電システムの導入を妨げる大きな原因の一つになる。
【０００８】
太陽電池を屋外に設置する際は、架台等の付帯設備が必要である。太陽電池が大型化すると、架台も大型化してしまう。また、基板を形成するガラスや表面を覆うガラスの損傷を防止するため、架台は強固な構造を有していなければならない。このような架台の大型化や強固化は、付帯設備にかかるコストに直ちに反映し、最終的には太陽光発電システムの導入コストが増加することとなる。
【０００９】
ひとつの太陽電池モジュールを構成する複数個の太陽電池セルのうちのいずれか１個が損傷した場合を考える。この場合、他の太陽電池セルが健全であったとしても、太陽電池モジュール全体を交換しなければならない。このようなことは、資源の有効利用の観点から好ましくない。また、屋外に設置された太陽電池モジュール全体を交換する作業は大掛かりなものとなりやすい。結果的に、太陽光発電システムのメンテナンスが面倒なものとなり、メンテナンスコストが高額化することにもなる。
本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的とするところは、設置場所の自由度が高く、メンテナンスの容易化が可能であり、メンテナンスコストの低廉化が可能である太陽光発電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係る太陽光発電システムは、外界から射す光を受ける受光部と、当該受光部が受けた光を伝送する光伝送部と、当該光伝送部に接続された格納庫と、を有し、前記格納庫は、鏡面によって形成された内壁を有し、前記格納庫は、前記光伝送部が伝送する光を、前記格納庫の中に照射可能に、当該光伝送部に接続されており、前記格納庫は、光電変換を行う半導体層の側面が露出している１個または複数個の太陽電池セルを個別に支承して収納可能に構成されており、前記格納庫は、太陽電池セルを個別に出し入れ可能に構成された開閉口を有している。前記格納庫は、複数個の太陽電池セルを互いに平行に、且つ、積層した状態で収納可能に構成され、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された導光部材が、前記格納庫の中に収納される前記太陽電池セルに隣接して配置される。
【００１１】
受光部に外界から射す光は、太陽光をはじめとする自然光であってもよいし、照明器具等から出る人工光であってもよい。光伝送部が、受光部が受けた光を格納庫の中へ伝送し、光伝送部によって伝送された光が、格納庫の中に照射される。
例えば、受光部をレンズによって形成可能であり、受光部を凹面とすることも可能である。光伝送部を光ファイバーによって形成可能である。受光部をレンズや凹面によって形成すれば、受光部が受ける光を集めて光伝送部に送ることが可能である。受光部が太陽光を受ける場合、受光部が太陽の方向を追尾可能に構成することも可能である。
【００１２】
格納庫の中に照射された光は、格納庫の中に収納される太陽電池セルを照らす。太陽電池セルの半導体層に光が当たると、光電変換が行われる。したがって、太陽電池を屋外に設置する必要がなくなり、太陽電池を屋外に設置する際に必要であった架台等の付帯設備が不要になる。太陽電池セルが太陽光によって光電変換を行う場合、太陽光が射す屋外等に受光部を設置すれば足りる。太陽電池セルを収納する格納庫は、屋内等の任意の場所に設置可能である。太陽電池を屋外に設置する際に必要であった架台等の付帯設備が不要である。この結果、太陽光発電システムの設置場所の自由度が高くなる。
【００１３】
太陽電池セルは格納庫に収納されるので、太陽電池の半導体層や電極が水分等によって劣化することは、容易に防止可能である。また、太陽電池が外力によって破損することも容易に防止可能である。例えば、格納庫を密閉可能に形成すれば、太陽電池の劣化や破損は、より容易に防止可能である。
また、太陽電池セルの半導体層や電極を樹脂内に封入する必要がなく、太陽電池の表面をガラスによって覆う必要もない。複数個の太陽電池セルを一体化して太陽電池モジュールを形成する必要もなくなる。この結果、一部の太陽電池セルに不具合が生じた場合、格納庫の開閉口を介して、不具合のある太陽電池セルのみを交換可能となる。
したがって、太陽光発電システムのメンテナンスが容易化され、太陽光発電システムのメンテナンスコストも低廉化される。
【００１４】
格納庫の中において、太陽電池セルの半導体層は、その側面が露出している。このため、半導体層の上面に光が当たるのみならず、その側面にも光が当たる。半導体層の側面に当たった光も光電変換に利用されることとなり、光電変換の効率が高まる。なお、半導体層において、基板側の面のことを下面といい、基板と反対側の面のことを上面ということとする。また、半導体層の側面とは、半導体層の厚さ方向に形成されている面のことをいうこととする。すなわち、半導体層の側面は、半導体層の上面と下面との間において、半導体層の周方向に連続して形成されている面である。
【００１５】
格納庫の内壁は鏡面によって形成されている。このため、格納庫内に照射された光のうち、太陽電池セルの半導体層に当たらなかった光は、内壁に当たって反射する。また、半導体層に当たった光のうち、光電変換に利用されなかった光は、内壁に当たって反射する。そして、内壁で反射した光は、光電変換に利用される。
太陽電池セルを形成する太陽電池は、その種類を特に限定されない。太陽電池は、例えば、シリコン系太陽電池であってもよいし、化合物系太陽電池であってもよいし、有機系太陽電池であってもよい。
【００１６】
シリコン系太陽電池として、例えば、単結晶型太陽電池、多結晶型太陽電池、アモルファス型太陽電池、多接合型太陽電池等を挙げることができる。また、化合物系太陽電池として、例えば、ＣＩＳ系太陽電池、ＣＩＧＳ系太陽電池、ＧａＡｓ系太陽電池、ＣｄＴｅ系太陽電池等を挙げることができる。さらに、有機系太陽電池として、例えば、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池等を挙げることができる。
【００１７】
太陽電池は、種類が異なると、光電変換に用いる光の波長域も異なる。したがって、互いに種類が異なる太陽電池を格納庫の中に収納することにより、格納庫の中に照射される光の幅広い波長域を光電変換に利用可能である。
太陽光発電システムの設置場所に応じて、受光部が受ける光の波長成分が変化する。太陽光発電システムの設置場所の光の波長成分に応じて、太陽電池の種類を選ぶことができる。
【００１８】
太陽電池セルを形成する太陽電池が、複数の種類の太陽電池であってもよいことは、勿論である。
格納庫の中に複数個の太陽電池セルが存在する場合を考える。受光部が受ける光は、光伝送部を介して格納庫の中に伝送される。格納庫の中に伝送された光は、格納庫の中のすべての太陽電池セルに当たる。格納庫の中においては、すべての太陽電池セルが光電変換を行う。一部の太陽電池セルにおいて光電変換が行われないという事態の発生が、防止される。
【００１９】
受光部の一部が日陰に入ると、受光部に当たる光の量が減少する。この減少分は、すべての太陽電池セルにほぼ均等に分散される。各太陽電池セルに当たる光の減少量は、軽微なものとなる。したがって、各太陽電池セルは、受光部に当たる光の量が減少することの影響を受けにくい。
なお、格納庫の中に太陽電池セルを支承して収納するにあたっては、例えば、格納庫の中に太陽電池セルを支承するラックやスロットを形成すればよい。このラックやスロットの表面は、光を反射可能に鏡面によって形成されていることが好ましい。
格納庫の中に、複数個の太陽電池セルを互いに平行に、且つ、積層して収納することにより、格納庫の小型化が容易である。そして、１個の太陽電池セルを透過した光を他の太陽電池セルに効率よく当てることが可能である。
導光部材に当たった光は、導光部材の内部において反射を繰り返す。この結果、導光部材の表面全体が光る。そして、光が、導光部材に隣接する太陽電池セルの半導体層に、効率よく当たる。
なお、導光部材は、太陽電池セルの半導体層の上面と対向して配置されることが好ましい。また、太陽電池セルの基板が透明なガラス又は樹脂によって形成されている場合、導光部材は、太陽電池セルの基板と対向して配置されていてもよい。
【００２０】
請求項２の発明に係る太陽光発電システムは、外界から射す光を受ける受光部と、当該受光部が受けた光を伝送する光伝送部と、当該光伝送部に接続された格納庫と、を有し、前記格納庫は、鏡面によって形成された内壁を有し、前記格納庫は、前記光伝送部が伝送する光を、前記格納庫の中に照射可能に、当該光伝送部に接続されており、前記格納庫は、光電変換を行う半導体層の側面が露出している１個または複数個の太陽電池セルを個別に支承して収納可能に構成されており、前記格納庫は、太陽電池セルを個別に出し入れ可能に構成された開閉口を有し、前記格納庫は、複数個の太陽電池セルを互いに平行に、且つ、積層した状態で収納可能に構成され、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された導光部材が、前記格納庫の中に収納される前記太陽電池セルに隣接して配置され、  前記格納庫の内壁をなす鏡面には、光を乱反射可能に凹凸が形成されている。
格納庫の中に照射された光は、格納庫の内壁に当たって反射する。この際、光は、内壁の凹凸によって乱反射する。この乱反射によって、太陽電池セルの半導体層の少なくとも上面や側面に、光が当たり、光電変換の効率が高まる。
【００２１】
請求項３の発明に係る太陽光発電システムは、外界から射す光を受ける受光部と、当該受光部が受けた光を伝送する光伝送部と、当該光伝送部に接続された格納庫と、を有し、
前記格納庫は、鏡面によって形成された内壁を有し、前記格納庫は、前記光伝送部が伝送する光を、前記格納庫の中に照射可能に、当該光伝送部に接続されており、前記格納庫は、光電変換を行う半導体層の側面が露出している１個または複数個の太陽電池セルを個別に支承して収納可能に構成されており、前記格納庫は、太陽電池セルを個別に出し入れ可能に構成された開閉口を有し、前記格納庫は、複数個の太陽電池セルを互いに平行に、且つ、積層した状態で収納可能に構成され、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された導光部材が、前記格納庫の中に収納される前記太陽電池セルに隣接して配置され、前記格納庫に収納されている太陽電池セルの半導体層を支承する基板が、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成されている。
格納庫の中に照射された光は、半導体層が形成されている基板を透過する。したがって、光が、半導体層の上面、側面及び下面に当たり、光電変換の効率がより高まる。
また、格納庫の中に複数個の太陽電池セルが収納される場合、１個の太陽電池セルの基板や半導体層を透過した光が、他の太陽電池セルの半導体層に当たる。
【００２２】
請求項４の発明に係る太陽光発電システムは、外界から射す光を受ける受光部と、当該受光部が受けた光を伝送する光伝送部と、当該光伝送部に接続された格納庫と、を有し、
前記格納庫は、鏡面によって形成された内壁を有し、前記格納庫は、前記光伝送部が伝送する光を、前記格納庫の中に照射可能に、当該光伝送部に接続されており、前記格納庫は、光電変換を行う半導体層の側面が露出している１個または複数個の太陽電池セルを個別に支承して収納可能に構成されており、前記格納庫は、太陽電池セルを個別に出し入れ可能に構成された開閉口を有し、前記格納庫は、複数個の太陽電池セルを互いに平行に、且つ、積層した状態で収納可能に構成され、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された導光部材が、前記格納庫の中に収納される前記太陽電池セルに隣接して配置され、
前記格納庫の内壁をなす鏡面には、光を乱反射可能に凹凸が形成され、前記格納庫に収納されている太陽電池セルの半導体層を支承する基板が、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成されている。
【００２４】
請求項５の発明に係る太陽光発電システムは、請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電システムであって、前記導光部材の表面に、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された表層が、形成されており、当該表層において、光の屈折率が、不均一である。
導光部材の表面に、表層が、不均一な光の屈折率を有するガラス又は樹脂によって形成されている。導光部材の内部において反射を繰り返した光は、導光部材の表面の表層において、進行方向がランダム化され、光が、導光部材からあらゆる方向に照射される。そして、光が、導光部材に隣接する太陽電池セルの半導体層に、より一層効率よく当たる。
表層において、光の屈折率は、例えば、連続的に変化していればよい。また、表層が、屈折率を互いに異にするいくつかの部分を有していてもよい。
【００２５】
請求項６の発明に係る太陽光発電システムは、請求項項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電システムであって、前記導光部材を形成する透明なガラス又は透明な樹脂において、光の屈折率が、不均一である。
導光部材が、不均一な光の屈折率を有するガラス又は樹脂によって形成されている。このため、導光部材の中において、光の進行方向がランダム化され、光が、導光部材からあらゆる方向に照射される。そして、光が、導光部材に隣接する太陽電池セルの半導体層に、より一層効率よく当たる。
【００２６】
導光部材において、光の屈折率は、例えば、連続的に変化していればよい。また、導光部材が、屈折率を互いに異にするいくつかの部分を有していてもよい。
さらに、導光部材の中に、ガラス又は樹脂によって形成した粒状物が含まれていてもよい。この場合、粒状物における光の屈折率と、導光部材を形成するガラス又は樹脂における光の屈折率と、が、互いに異なっていればよい。
【００２７】
請求項７の発明に係る太陽光発電システムは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽光発電システムであって、前記導光部材の表面には、光を乱反射可能に凹凸が形成されている。
導光部材の表面には、光を乱反射させる凹凸が形成されている。このため、光が、導光部材からあらゆる方向に照射される。そして、光が、導光部材に隣接する太陽電池セルの半導体層に、より一層効率よく当たる。
【００２８】
請求項８の発明に係る太陽光発電システムは、請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電システムであって、前記導光部材は、表面が鏡面によって形成された反射体を含有している。
導光部材は、反射体を含有し、この反射体の表面が鏡面となっている。このため、導光部材の中において、光が、反射体の表面に当たって反射し、光の進行方向がランダム化され、光が、導光部材からあらゆる方向に照射される。そして、光が、導光部材に隣接する太陽電池セルの半導体層に、より一層効率よく当たる。
反射体は、例えば、粒状をなしていればよい。
反射体の鏡面は、平面の組み合わせによって形成されていてもよいし、湾曲面の組み合わせによって形成されていてもよい。反射体の鏡面は、平面と湾曲面の組み合わせによって形成されていてもよい。また、反射体の鏡面に凹凸が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
上記のような太陽光発電システムであるので、設置場所の自由度が高く、メンテナンスの容易化が可能であり、メンテナンスコストの低廉化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】太陽光発電システムの構成の説明図である。
【図２】ラックに支承された太陽電池セルと導光部材の説明図である。
【図３】変形例に係る太陽電池セルの組の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施の形態を図１及び図２を参照しつつ説明する。
図１に示すように、太陽光発電システム１は、受光部１０と、光伝送部２０と、格納庫３０と、蓄電池７０と、を有している。
受光部１０は、フレネルレンズ１１と、ロッドレンズ１２と、を有している。フレネルレンズ１１が、受光部１０の表面側に位置し、ロッドレンズ１２が、フレネルレンズ１１の裏面側に位置している。フレネルレンズ１１は、受光部１０に入る光をロッドレンズ１２に向けて集光させつつ照射可能な構成を有している。ロッドレンズ１２は、フレネルレンズ１１から受ける光を後述する光ファイバー２１の先端部に向けて集光させつつ照射可能な構成を有している。
【００３２】
受光部１０は、太陽光が射す屋外に設置されている。また、受光部１０は、可動構造（図示を省略）を有している。この可動構造によって、フレネルレンズ１１が常に太陽光が射す方向を向く構成となっている。
光伝送部２０が、受光部１０と格納庫３０との間を接続している。光伝送部２０は、光ファイバー２１と、ロッドレンズ２２と、赤外線吸収フィルタ２３と、を有している。
【００３３】
光ファイバー２１の先端部が、ロッドレンズ１２の背後に位置している。ロッドレンズ２２は、光ファイバー２１の末端部に取り付けられている。ロッドレンズ２２の表面は、赤外線吸収フィルタ２３によって覆われている。赤外線吸収フィルタ２３は、例えば、０．７５μｍ以上の波長域の赤外線を吸収可能に構成されている。なお、光ファイバー２１は、例えば、石英ガラスタイプのものであってもよいし、プラスチックタイプのものであってもよいし、石英ガラスタイプのものとプラスチックタイプのものとを併用するものであってもよい。
【００３４】
ロッドレンズ２２と、赤外線吸収フィルタ２３とが、射光部２４をなしている。射光部２４は、格納庫３０内に露出している。射光部２４は、光ファイバー２１の末端部から受ける光を、格納庫３０内に拡散させつつ照射可能な構成を有している。
格納庫３０は、格納庫３０の中を密閉可能に形成された扉３１を有している。扉３１が、格納庫３０の開閉口をなしている。扉３１は、後述する複数個の太陽電池セル５０を格納庫３０から個別に出し入れ可能に構成されている。そして、格納庫３０は、屋内に設置されている。
【００３５】
格納庫３０の内壁３２の表面には、多数の凹凸（図示を省略）を有する鏡面が形成されている。この凹凸は、湾曲面によって構成されている。
格納庫３０の中には、ラック４０が形成されている。図１及び図２に示すように、ラック４０は、複数個の太陽電池セル５０を１個ずつ個別に支承可能に構成されている。また、ラック４０は、後述する複数枚の導光部材６０をも１枚ずつ個別に支承可能に構成されている。ラック４０の表面には、多数の凹凸（図示を省略）を有する鏡面が形成されている。この凹凸は、湾曲面によって構成されている。
【００３６】
複数個の太陽電池セル５０は、それぞれ、板状の外形を有している。複数個の太陽電池セル５０のうちの半数は、アモルファス型太陽電池からなる太陽電池セル５０Ａである。残りの半数は、多結晶型太陽電池からなる太陽電池セル５０Ｂである。太陽電池セル５０Ａは、例えば、主に０．３〜０．８μｍの波長域の光を吸収して光電変換を行う構成を有している。太陽電池セル５０Ｂは、例えば、主に０．４〜１．０μｍの波長域の光を吸収して光電変換を行う構成を有している。
【００３７】
太陽電池セル５０Ａは、透明なガラス製の板状の基板５２Ａと、光電変換を行う半導体層５３Ａと、を有している。半導体層５３Ａが、基板５２Ａの上に形成されている。基板５２Ａと半導体層５３Ａとには、それぞれ電極５４Ａが形成されている。
基板５２Ａの周縁部は、ラック４０によって支承可能に構成されている。電極５４Ａの表面には、多数の凹凸（図示を省略）を有する鏡面が形成されている。この凹凸は、湾曲面によって構成されている。半導体層５３Ａは、光電変換において吸収しなかった光を透過可能に形成されている。太陽電池セル５０Ａにおいて、半導体層５３Ａの上面と側面は、外側に露出しており、樹脂等の中に封入されていない。
【００３８】
太陽電池セル５０Ｂは、透明なガラス製の板状の基板５２Ｂと、光電変換を行う半導体層５３Ｂと、を有している。半導体層５３Ｂが、基板５２Ｂの上に形成されている。基板５２Ｂと半導体層５３Ｂとには、それぞれ電極５４Ｂが形成されている。
基板５２Ｂの周縁部は、ラック４０によって支承可能に構成されている。電極５４Ｂの表面には、多数の凹凸（図示を省略）を有する鏡面が形成されている。この凹凸は、湾曲面によって構成されている。半導体層５３Ｂは、光電変換において吸収しなかった光を透過可能に形成されている。太陽電池セル５０Ｂにおいて、半導体層５３Ｂの上面と側面は、外側に露出しており、樹脂等の中に封入されていない。
【００３９】
導光部材６０は、板状の透明なガラスによって形成されている。導光部材６０の周縁部は、ラック４０によって支承可能に構成されている。導光部材６０を形成するガラスにおいて、光の屈折率は連続的かつランダムに変化している。すなわち、光の屈折率が不均一化されている。導光部材６０の表面には、多数の凹凸（図示せず）が形成されている。この凹凸は、湾曲面によって構成されている。
導光部材６０を形成するガラスは、多数の反射体６１を含有している。反射体６１の表面には、多数の凹凸（図示を省略）を有する鏡面が形成されている。この凹凸は、湾曲面によって構成されている。
【００４０】
ラック４０において、４個の太陽電池セル５０が、互いに隣接して上下に平行に積層した状態を形成している。これら４個の太陽電池セル５０が、ひとつの組５１を形成している。複数の組５１が、ラック４０に支承されている。組５１どうしの間において、１枚の導光部材６０が、ラック４０に支承されている。導光部材６０と、隣接する太陽電池セル５０とは、上下に平行に積層した状態を形成している。
ひとつの組５１において、２個の太陽電池セル５０は、太陽電池セル５０Ａであり、他の２個の太陽電池セル５０は、太陽電池セル５０Ｂである。
【００４１】
同じ組５１の中において、２個の太陽電池セル５０Ｂの基板５２Ｂどうしが、対向して隣接している。互いに隣接する基板５２Ｂどうしの間に、介在物は存在していない。そして、太陽電池セル５０Ｂの半導体層５３Ｂの上面と、太陽電池セル５０Ａの基板５２Ａとが、対向して隣接している。互いに隣接する半導体層５３Ｂの上面と基板５２Ａとの間に、介在物は存在していない。
導光部材６０の面と、太陽電池セル５０Ａの半導体層５３Ａの上面とが、対向して隣接している。互いに隣接する導光部材６０の面と半導体層５３Ａの上面との間に、介在物は存在していない。
【００４２】
各導光部材６０の周縁部には、光ファイバー６２の末端が接続されている。光ファイバー６２の先端は、射光部２４の正面に位置している。光ファイバー６２の表面には、多数の凹凸（図示を省略）を有する鏡面が形成されている。この凹凸は、湾曲面によって構成されている。光ファイバー６２は、例えば、石英ガラスタイプのものであってもよいし、プラスチックタイプのものであってもよいし、石英ガラスタイプのものとプラスチックタイプのものとを併用するものであってもよい。なお、図２において、光ファイバー６２の図示は省略されている。
【００４３】
太陽電池セル５０どうしは、直列又は並列に接続されている。太陽電池セル５０どうしを接続する配線（図示を省略）の表面には、多数の凹凸を有する鏡面が形成されている。この凹凸は、湾曲面によって構成されている。
蓄電池７０が、格納庫３０の外に設置されている。蓄電池７０は、ケーブル７１を介して格納庫３０の中の太陽電池セル５０に接続されている。格納庫３０の中において、ケーブル７１の表面には、多数の凹凸（図示を省略）を有する鏡面が形成されている。この凹凸は、湾曲面によって構成されている。
【００４４】
以上が太陽光発電システム１の構成である。次に、太陽光発電システム１が奏する作用効果について説明する。
太陽光が、受光部１０に当たる。フレネルレンズ１１が、受光部１０に当たった光を集光し、集光した光をロッドレンズ１２に向かって照射する。ロッドレンズ１２は、フレネルレンズ１１が照射した光をさらに集光し、光ファイバー２１の先端部に向けて照射する。
ロッドレンズ１２が照射した光は、光ファイバー２１の先端部から光伝送部２０に入る。光伝送部２０に入った光は、光ファイバー２１の中で反射を繰り返しつつ伝送され、光ファイバー２１の末端部から射光部２４に達する。
【００４５】
射光部２４に達した光は、ロッドレンズ２２と赤外線吸収フィルタ２３を通り、格納庫３０の中に照射される。格納庫３０の中に照射される光は、ロッドレンズ２２によって拡散するとともに、赤外線吸収フィルタ２３によって０．７５μｍ以上の波長域の赤外線を吸収されている。赤外線吸収フィルタ２３が０．７５μｍ以上の波長域の赤外線を吸収することによって、格納庫３０の中の高温化が防止される。
射光部２４から照射される光の一部は、太陽電池セル５０Ａの半導体層５３Ａの上面や側面に直接当たる。同様に、射光部２４から照射される光の一部は、太陽電池セル５０Ｂの半導体層５３Ｂの上面や側面にも直接当たる。
【００４６】
光が半導体層５３Ａに当たると、主に０．３〜０．８μｍの波長域の光が、半導体層５３Ａに吸収される。半導体層５３Ａが光を吸収すると、電気エネルギーが、光電変換によって発生する。また、半導体層５３Ｂに光が当たると、主に０．４〜１．０μｍの波長域の光が、半導体層５３Ｂに吸収される。半導体層５３Ｂが光を吸収すると、電気エネルギーが、光電変換によって発生する。太陽電池セル５０から発生した電気エネルギーは、ケーブル７１を介して蓄電池７０に送られる。
【００４７】
半導体層５３Ａに当たった光のうち、半導体層５３Ａが吸収しなかった光の一部は、太陽電池セル５０Ａを透過し、隣接する太陽電池セル５０Ｂに当たる。そして、隣接する太陽電池セル５０Ｂでは、半導体層５３Ｂが、当たった光の中の主に０．４〜１．０μｍの波長域の光を吸収し、光電変換を行う。
また、半導体層５３Ａに当たった光のうち、半導体層５３Ａが吸収しなかった光の一部は、太陽電池セル５０Ａを透過し、隣接する導光部材６０の中に入る。
【００４８】
さらに、半導体層５３Ａに当たった光のうち、半導体層５３Ａが吸収しなかった光の一部は、太陽電池セル５０Ａを透過し、格納庫３０の内壁３２の鏡面、ラック４０の表面の鏡面、電極５４Ａ、５４Ｂの表面の鏡面、太陽電池セル５０どうしを接続する配線の表面の鏡面、光ファイバー６２の表面の鏡面及びケーブル７１の表面の鏡面等に当たる。
半導体層５３Ｂに当たった光のうち、半導体層５３Ｂが吸収しなかった光の一部は、太陽電池セル５０Ｂを透過し、隣接する太陽電池セル５０Ｂや太陽電池セル５０Ａに当たる。そして、隣接する太陽電池セル５０Ｂでは、半導体層５３Ｂが、当たった光の中に存在する主に０．４〜１．０μｍの波長域の光を用いて光電変換を行う。また、隣接する太陽電池セル５０Ａでは、半導体層５３Ａが、当たった光の中に存在する主に０．３〜０．８μｍの波長域の光を用いて光電変換を行う。
【００４９】
さらに、半導体層５３Ｂ当たった光のうち、半導体層５３Ｂが吸収しなかった光の一部は、太陽電池セル５０Ｂを透過し、格納庫３０の内壁３２の鏡面、ラック４０の表面の鏡面、電極５４Ａ、５４Ｂの表面の鏡面、太陽電池セル５０どうしを接続する配線の表面の鏡面、光ファイバー６２の表面の鏡面及びケーブル７１の表面の鏡面に当たる。
射光部２４から照射される光の一部は、導光部材６０に直接当たる。また、射光部２４から照射される光の一部は、光ファイバー６２の先端に当たり、光ファイバー６２の中に入る。そして、光は、光ファイバー６２の中で反射を繰り返しつつ伝送され、光ファイバー６２の末端から導光部材６０の周縁部に当たる。
【００５０】
導光部材６０に当たった光は、導光部材６０の中で反射を繰り返しつつ伝送される。そして、導光部材６０の表面全体から光が放射される。導光部材６０の表面には多数の凹凸が形成されているので、導光部材６０から光があらゆる方向に照射される。
また、導光部材６０の中を伝送される光は、導光部材６０の中の反射体６１に当たってランダムな方向に反射する。さらに、導光部材６０を形成するガラスの屈折率が不均一であるため、導光部材６０の中における光の反射方向は、よりランダムなものになる。この結果、導光部材６０から照射される光の方向は、より一層ランダムなものとなる。
【００５１】
導光部材６０から照射される光の一部は、この導光部材６０に隣接する太陽電池セル５０Ａの半導体層５３Ａの上面と側面に当たる。また、導光部材６０から照射される光の一部は、格納庫３０の内壁３２の鏡面、ラック４０の表面の鏡面、電極５４Ａ、５４Ｂの表面の鏡面、太陽電池セル５０どうしを接続する配線の表面の鏡面、光ファイバー６２の表面の鏡面及びケーブル７１の表面の鏡面に当たる。
【００５２】
光が、格納庫３０の内壁３２の鏡面、ラック４０の表面の鏡面、電極５４Ａ、５４Ｂの表面の鏡面、太陽電池セル５０どうしを接続する配線の表面の鏡面、光ファイバー６２の表面の鏡面及びケーブル７１の表面の鏡面に当たると、反射する。光が当たるこれらの鏡面は、湾曲面によって形成された凹凸を有している。このため、鏡面に当たった光は、ランダムな方向に反射する。
【００５３】
結局、格納庫３０の中に照射された光は、格納庫３０の中で反射を繰り返し、太陽電池セル５０に当たることとなる。そして、格納庫３０の中に照射された光のうち、太陽電池セル５０の光電変換に利用可能な波長域の光のほとんどは、半導体層５３Ａ、５３Ｂに吸収されて電気エネルギーになる。したがって、受光部１０に当たった光を効率よく電気エネルギーに変換可能である。
【００５４】
また、受光部１０の一部が日陰に入り、受光部１０に当たる光の量が減少したとする。この減少分は、すべての太陽電池セル５０にほぼ均等に分散される。各太陽電池セル５０に当たる光の減少量は、軽微なものとなる。したがって、各太陽電池セル５０は、受光部１０が受光する光の量の変動の影響を受けにくい。すなわち、各太陽電池セル５０は、安定して光電変換を行うことが可能である。
【００５５】
各太陽電池セル５０は、個別にラック４０に支承されており、配線によって互いに接続されているだけである。したがって、太陽光発電システム１のメンテナンスに際しては、扉３１を開けて容易に各太陽電池セル５０を点検することができる。また、複数個ある太陽電池セル５０のうち、いずれかの太陽電池セル５０に不具合がある場合でも、この不具合がある太陽電池セル５０のみを容易に交換することができる。
【００５６】
本実施の形態に係る太陽光発電システム１は、上述の構成を有しているが、以下に述べる構成を有していてもよい。
太陽電池セル５０は、３種類以上の太陽電池によって形成されていてもよい。また、太陽電池セル５０は、１種類の太陽電池によって形成されていてもよい。
複数個の太陽電池セル５０の代わりに、複数個の太陽電池モジュールが、ラック４０等に支承されて格納庫３０の中に収納されていてもよい。
【００５７】
太陽電池セル５０の少なくとも一部が、赤外線領域の光によって光電変換を行う種類の太陽電池（例えば、単結晶型太陽電池）である場合、射光部２４の赤外線吸収フィルタ２３は不要である。
組５１を形成する太陽電池セル５０の数は、特に限定されない。すなわち、１個の太陽電池セル５０が組５１を形成していてもよい。また、複数個の太陽電池セル５０が組５１を形成していてもよい。例えば、１個の太陽電池セル５０Ａと、１個の太陽電池セル５０Ｂと、が、組５１を形成していてもよい。
【００５８】
組５１は、すべて同じ種類の太陽電池セル５０によって形成されていてもよい。また、組５１は、３種類以上の太陽電池セル５０によって形成されていてもよい。
複数個の太陽電池セル５０が組５１を形成している場合、組５１を形成する太陽電池セル５０の種類は、すべて同じ種類であってもよい。組５１の中に、複数種類の太陽電池セル５０が存在していてもよい。また、あるひとつの組５１を形成する太陽電池セル５０の種類と、別の組５１を形成する太陽電池セル５０の種類と、が、互いに異なっていてもよい。
【００５９】
一部または全部の隣接する太陽電池セル５０どうし間において、それぞれの基板が互いに対向していてもよい。また、一部または全部の隣接する太陽電池セル５０どうし間において、基板と半導体層の上面とが互いに対向していてもよい。さらに、一部または全部の隣接する太陽電池セル５０どうし間において、半導体層の上面が互いに対向していてもよい。
【００６０】
一部または全部の太陽電池セル５０の基板が、隣接する導光部材６０と対向していてもよい。
隣接する太陽電池セル５０どうしは、互いに接触していてもよいし、互いに離れていてもよい。また、隣接する太陽電池セル５０と導光部材６０とは、互いに接触していてもよいし、互いに離れていてもよい。
太陽電池セル５０の電極は、透明な導電膜によって形成されていてもよい。かかる透明な導電膜として、酸化亜鉛系の導電膜や、酸化インジウム系の導電膜を挙げることができる。
【００６１】
格納庫３０の内壁３２の鏡面の凹凸、ラック４０の表面の鏡面の凹凸、電極５４Ａ、５４Ｂの表面の鏡面の凹凸、太陽電池セル５０どうしを接続する配線の表面の鏡面の凹凸、光ファイバー６２の表面の鏡面の凹凸及びケーブル７１の表面の鏡面の凹凸は、平面の組み合わせによって形成されていてもよい。また、これらの凹凸は、湾曲面の組み合わせによって形成されていてもよい。さらに、これらの凹凸は、平面と湾曲面の組み合わせによって形成されていてもよい。また、これらの凹凸は、ランダムに構成されていてもよいし、規則的に構成されていてもよい。
【００６２】
格納庫３０の内壁３２の鏡面、ラック４０の表面の鏡面、電極５４Ａ、５４Ｂの表面の鏡面、太陽電池セル５０どうしを接続する配線の表面の鏡面、光ファイバー６２の表面の鏡面及びケーブル７１の表面に、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された表層を設けてもよい。そして、この表層における光の屈折率を、不均一なものとしてもよい。
導光部材６０をなす透明なガラスの表面に、透明なガラス又は透明な樹脂によって形成された表層を設けてもよい。そして、この表層における光の屈折率を、不均一なものとしてもよい。
【００６３】
反射体６１は、当たった光の一部を透過可能に形成されていてもよい。
格納庫３０の中に、ラック４０、太陽電池セル５０、導光部材６０、光ファイバー６２及びケーブル７１以外の部品が存在する場合、ラック４０、太陽電池セル５０、導光部材６０、光ファイバー６２及びケーブル７１以外の部品の表面が、鏡面であることが好ましい。また、凹凸をこれらの鏡面の表面に形成することは、さらに好ましい。
受光部１０において、フレネルレンズ１１の代わりに、導光部材６０と同様の構成を有する板状体を設置してもよい。
【００６４】
組５１は、図３の変形例を示す構成を有していてもよい。変形例における組５１は、６個の太陽電池セル５０によって形成されている。組５１のうちの２個の太陽電池セル５０は、太陽電池セル５０Ａであり、他の２個の太陽電池セル５０は、太陽電池セル５０Ｂであり、残りの２個の太陽電池セル５０は、太陽電池セル５０Ｃである。太陽電池セル５０Ｃは、単結晶型太陽電池からなり、例えば、主に０．４〜１．２μｍの波長域の光を吸収して光電変換を行う構成を有している。
【００６５】
太陽電池セル５０Ｃは、透明なガラス製の板状の基板５２Ｃと、光電変換を行う半導体層５３Ｃと、を有している。半導体層５３Ｃが、基板５２Ｃの上に形成されている。基板５２Ｃと半導体層５３Ｃとには、それぞれ電極５４Ｃが形成されている。
同じ組５１の中において、２個の太陽電池セル５０Ｃの基板５２Ｃどうしが、対向して隣接している。互いに隣接する基板５２Ｃどうしの間に、介在物は存在していない。
【００６６】
太陽電池セル５０Ｃの半導体層５３Ｃの上面と、太陽電池セル５０Ｂの基板５２Ｂとが、対向して隣接している。互いに隣接する半導体層５３Ｃの上面と基板５２Ｂとの間に、介在物は存在していない。
太陽電池セル５０Ｂの半導体層５３Ｂの上面と、太陽電池セル５０Ａの基板５２Ａとが、対向して隣接している。互いに隣接する半導体層５３Ｂの上面と基板５２Ａとの間に、介在物は存在していない。
【００６７】
導光部材６０の面と、太陽電池セル５０Ａの半導体層５３Ａの上面とが、対向して隣接している。互いに隣接する導光部材６０の面と半導体層５３Ａの上面との間に、介在物は存在していない。
この変形例においては、射光部２４に赤外線吸収フィルタ２３を取り付ける必要がない。また、図３において、光ファイバー６２の図示は省略されている。
組５１が、太陽電池セル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃによって形成されているので、幅広い波長域の光を用いた光電変換が可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１    太陽光発電システム
１０    受光部
１１    フレネルレンズ
１２    ロッドレンズ
２０    光伝送部
２１    光ファイバー
２２    ロッドレンズ
２３    赤外線吸収フィルタ
２４    射光部
３０    格納庫
３１    格納庫の扉
３２    格納庫の内壁
４０    ラック
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ    太陽電池セル
５１    太陽電池セルの組
５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ    基板
５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ    半導体層
５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ    電極
６０    導光部材
６１    反射体
６２    光ファイバー
７０    蓄電池
７１    ケーブル
【図１】
0005841436.tif 000002
【図２】
0005841436.tif 000003
【図３】
0005841436.tif 000004