(57)【要約】モジュラー多機能太陽エネルギー収集構造は、再生可能なエネルギー分野の革新的な構造を備える。図２に示す太陽エネルギー収集構造は、技術部品を収容する支柱（Ｂ）間に挟まれた軽量の回転式熱型または光電型太陽光受容器（Ａ）を用いて、太陽光からエネルギーを収集する。そのモジュラー概念により、前記太陽エネルギー収集構造は、簡易で進歩的な組立体として、９０°以下の負の角度で太陽に露光する位置に配置でき、マイクロプロセッサは、太陽追跡装置を制御することができると共に、固定配置または手動調節可能に配置することができる。従って、従来の太陽エネルギー収集器における、特定の角度または垂直に固定配置されているが、いずれにおいてもエネルギー収集の観点から非効率的であること、不格好な支持部材を必要とするため大寸法及び大重量であること、空間を無駄に消費すること等の問題点を解決することができる。【選択図】図２
2009537005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直平面上（建物の柵上等）または他の角度で、いかなる太陽の位置に対しても配置することができ、無料の日よけまたはタイル機能を備え、太陽光から熱型エネルギーまたは光電型エネルギーを回収するモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造において、
マイクロプロセッサ（９）及び感光電池（６）を備え、太陽方向に対して垂直位置を維持する太陽追跡システムを有する絶縁した透明な外管（２）を備える様々な数の熱型太陽光受容器と、
技術部品を収容する支柱にすべて固定されるよう、各末端においてクッション（１３）、安全弁（ｈ）を有するカバー（８）によって支持され、内部に選択被膜で被覆された熱エネルギーを回収するブレード（５）を有し、固定した管（３）内に接触することによりエネルギーを移動する管（４）に溶接され、移動流体は、絶縁した管（１４）によって前記支柱（Ｂ）を介してエネルギーを外に運ぶ該管（４）の内部を流れ、
光電型ブレード（５）を有する透明な楕円形外管（２）で作られた様々な数の光電型太陽光受容器、マイクロプロセッサ（９）及び感光電池（６）によって制御され太陽方向に対して垂直位置を維持する太陽追跡システム、
各末端でクッション（１３）、カバー（８）によって支柱（Ｂ）に固定されて支持されたことを特徴とするモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造。
【請求項２】
前記支柱（Ｂ）は、前記受容器を支持するクッション（１３）、電子制御するためのマイクロプロセッサ（９）、前記ロッド（１２）を作動させるサーボモータ（１１）及び前記受容器と他の構成要素間をつなぐ管または配線を備えることを特徴とする請求項１記載のモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造。
【請求項３】
熱型受容器または光電型受容器は、楕円幾何学形状または他の幾何学形状を有していることを特徴とする請求項１記載のモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造。
【請求項４】
前記光電型受容器は、前記外管（２）なしで取り付けられることがあることを特徴とする請求項１記載のモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造。
【請求項５】
前記熱型受容器は全ての露出側に多機能ブレード（７）を備え、無料の日よけまたはタイル機能を提供することを特徴とする請求項１記載のモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生可能なエネルギー分野において革新的な設計を有するモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既存の太陽エネルギー収集器は、特定の角度または垂直に固定されて配置されているが、いずれにおいてもエネルギー収集の観点から非効率的であること、サイズが大きく重量もあるため不格好な支持部材を必要とすること、空間を無駄に消費すること、建築要素として統合させることが困難であることなどの問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、かかる問題を解消して、太陽光からエネルギーを収集する装置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】
【０００４】
前記太陽エネルギー収集器は、図１及び図２に示すように、所定数（可変）の熱型または光電型の受容素子（Ａ）と、技術部品を収容する支柱とを備えている。簡易で革新的な組立体である故に、本発明の太陽エネルギー収集構造は、熱型及び／または光電型エネルギー回収という主機能に加えて、建物、窓、駐車場などの日よけ、或いは、庭、通路その他の空間を覆うタイルとして機能するように用いることができる。
【０００５】
受容器は、固定位置で、または方位角若しくは緯度により位置付けして太陽を追跡するような機械的設計を備えて設置されることができる。前記受容器は、エネルギー収集を最大限にするため、手動で、またはマイクロプロセッサにより自動制御されてもよい。このような特性により、本発明の太陽エネルギー収集構造によれば、水平に対して正または負の角度に、さらには垂直に設置することができ、いかなる場所、例えば、バルコニー、パティオ、テラス、ローブ（たとえ北側に面していても）、壁または仕切り板上であっても、太陽光を浴びることができる。実際、本発明の太陽エネルギー収集構造を垂直に設置することで、バルコニーなどの領域内で安全柵の代わりに用いることができる。このように柔軟な利用が可能であることから、団地またはオフィスビル内で太陽エネルギーの回収に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
［太陽光受容器］
外面上、太陽光受容器は、円形、楕円形または他の幾何学的形状の透明または半透明のチューブ２を形成している。
【０００７】
太陽光受容器は、予定される用途に応じて、熱型または光電型のいずれかにしてよい。前記両型のいずれも、日よけまたはタイルとして用いるための多機能ブレード７を組み込むことができる。
【０００８】
図３は、熱型受容器の概略図であり、図４は、光電型受容器の概略図である。
【０００９】
以下、図２〜４に示す各部の詳細を説明する。
【００１０】
［金属カバー１］
金属カバー１は、前記受容器の背面側半分に装着されており、多機能ブレード７を支持している。
【００１１】
［外管２］
熱型受容器において、外管２は必須であり、外部カバーを形成する。外管２は、支持し、保護し、内部部品を熱的に分離し、及び外面を形成する。透明な外管２は、紫外線耐性及び耐候性といった特性を有するアクリル（ＰＭＭＡ）または他の材料により作られており、熱伝導性が低く、赤外線に対して透過性が高い。外管２は、２つのカバー８と共に、優れた熱分離性（ガラスの１．２ＷｍＫに対し、０．２１ＷｍＫである）を提供する。
【００１２】
光電型受容器は、外管２を備えなくてよい。
【００１３】
［固定した内管３］
内管３は銅製で、回転可能な内管４に接触している。これにより、内部に流れる流体へ熱を伝達する。
【００１４】
光電型受容器は、前記固定した内管を備えていない。
【００１５】
［回転可能な内管４］
前記熱型受容器でのみ、回転可能な内管４は、「ＴｉＮＯＸ選択被膜」を介して太陽光から熱を回収し、伝導する。
【００１６】
回転可能な内管４は、銅製で、前記被膜に溶接されて積層されており、固定した内管３に接触することによって熱を伝導する。
【００１７】
前記光電型受容器に対しては、同じ内管（銅または他の適切な材料でできている）が、該光電型受容器を支持し、該光電型受容器から前記支柱へと配線をつなぐ。
【００１８】
いずれの型の受容器を考慮するかに拘わらず、回転可能な内管４は、該受容器をテフロン（登録商標）製のブッシュに収容することができる。
【００１９】
［支持ブレード５］
支持ブレード５は、回転可能な内管４にハンダ付けされ、Ｔｉｎｏｘ（登録商標）「選択被膜」（またはその代替物）または光電池を支持する。
【００２０】
［位置電池６及びマイクロプロセッサ９］
外管２の一つに配置されている５個で１組の位置検出電池６、及び技術的な前記支柱の一つに配置されているマイクロプロセッサ９は、所定の方位角または緯度における太陽を追跡するための情報または計算を提供する。各シリコン電池における電圧が比較され、該電圧値が処理されて電圧差を得る。マイクロプロセッサ９は、前記電圧値の偏差を分析し、サーボモータ１１，アーム１０，及びロッド１２を駆動することで、均整を達成する。
【００２１】
曇りの日には、マイクロプロセッサ９は、直近に得られた晴日の優良データまたは予報アルゴリズムを用いる。
【００２２】
［多機能ブレード７］
多機能ブレード７は、任意に、いずれの型の受容器にも装着することができる。この場合、多機能ブレード７は、異なる２つの機能を示す。
【００２３】
多機能ブレード７は、「日よけ」として、金属カバー１の両側に配置され、建物、窓駐車場などの温度を低下させる日陰を作り出す。多機能ブレード７は、前記受容器の効率に影響を及ぼすことなく陰を作り出すために重なり合っている。
【００２４】
または、前記受容器は、図６（ｂ）に示すように、太陽または雨から下方の領域を保護するために、開位置または閉位置に移動する「タイルブレード」（tile brade）と共に、取り付けられることができる。降水発生時には、前記支柱に配置されている湿度計は、マイクロプロセッサ９に情報を送信し、全ての前記受容器が閉位置となるよう自動的に制御される。降水が止まれば、前記受容器は、マイクロプロセッサ９により計算された通常の太陽に対する位置に戻る。夜間には、前記太陽光受容器は、自動的に閉位置になるよう制御されてもよい。
【００２５】
タイル機能または日よけ機能のいずれかを備える受容器は、好ましい位置に手動で制御されてもよい。
【００２６】
［カバー８］
前記受容器の上面は、金属製またはプラスチック製のカバー８により閉じられている。前記熱型受容器にとって、熱効率はカバー８の特性に依存しており、最小の損失にする必要がある。もし金属製のカバー８が用いられているならば、図７に示すように、カバー８及び結合ボックスａの間に断熱機構fもまた設けられている必要がある。カバー８は、前記受容器内の熱流の制御も行っている。
【００２７】
図７は、金属カバー組立体及び熱型受容器の他の部材を示している。
【００２８】
［結合ボックスａ］
結合ボックスａは、回転可能な内管４に溶接され、カバー８を支持する。
【００２９】
［クッションｂ］
クッションｂは、（優れた熱耐性及び潤滑特性を有する）テフロン（登録商標）でできており、図２では符号１３で表される。前記クッションは、結合ボックスａを支持しており、結合ボックスａの周囲を回転している。
【００３０】
［螺子ｃ］
螺子ｃは、カバー８を結合ボックスａに固定している。
【００３１】
［アームｄ］
図２において符号１０で示すように、アームｄは、前記受容器の動きを担っている。アームｄは、ロッド１２によって作動し、サーボモータ１１に接続されている。
【００３２】
［熱スリーブｅ］
熱スリーブｅは、結合ボックスａの熱分離を確実にしている。
【００３３】
［熱ガスケットｆ］
熱ガスケットｆは、コルク製ガスケットであり、前記受容器と内部を流れる熱流とを熱分離する。この時、カバー８は、結合ボックスａに直接接触することができない。
【００３４】
［安全弁ｈ］
より優れた熱分離を達成するため、前記受容器の内部と外部との間での熱の損失、特に自由な空気流を介して行われる熱の損失をなくすことが重要である。上述したように、前記内部の熱分離は達成されるべきである。一方、前記受容器の内部空気がより少ない量であることは、対流する空気流によって生じる熱損失を減少させる。自然作用によって、１つのカバーに一方向弁を設けることで前記受容器の内部空気量を最小限にすることができる。前記内部空気の温度を上昇させると、該内部空気の体積は増大し、いくらかの空気が前記弁により排出される。内部空気の温度降下に伴い、内圧の低下により、体積は小さくならない。このときの２つの温度間の差が大きいと、内圧は低くなり、そして熱損失は小さくなる。従って、温度が最も低くなる冬においては、前記受容器の熱効率は最大となる。
【００３５】
前記光電型受容器の場合、前記カバーは、単純な構成であり、該カバーを通じて空気は自由に流れることができ、分離する必要がない。
【００３６】
図８は、いくつかの共有の熱型受容素子を備える光電型受容器を示す図である。熱スリーブｅ、熱ガスケットｆ、安全弁ｈ及び固定した内管３の４つの素子は、省略されている。新たに２つの要素として、集塵フィルター８ａ及び孔を備える新たなガスケット８ｂが加えられている。
【００３７】
カバー８及びガスケット８ｂは、外部温度と同様の温度を内部にもたらす。
【００３８】
ガスケット８ｂは、前記光電型電池上に積層されることで埃を防ぐ。
【００３９】
［支柱Ｂ］
図１及び図２に示すように、前記太陽エネルギー収集構造は、技術部品を収容する支柱Ｂを備えている。このような支柱は、両型の受容器に対して構造を支持するように形成されており、駆動に必要なサーボモータ１１、マイクロプロセッサ９、上述したセンサー及び技術部品等の要素を収容する。
【００４０】
前記熱型受容器のために、前記支柱は、絶縁管、安全弁、電子弁、換気口及びポンプもまた収容している。
【００４１】
前記熱型受容器のために、前記支柱は、優れた内部断熱材を備えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の太陽エネルギー収集器の外観を説明する図。
【図２】本発明の太陽エネルギー収集器の構造を説明する図。
【図３】熱型受容器の概略図。
【図４】光電型受容器の概略図。
【図５】支柱と受容器との関係を説明する図。
【図６】受容器の作動を説明する図。
【図７】金属カバー組立体及び熱型受容器の他の部材を示す図。
【図８】熱型受容素子を備える光電型受容器を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１…金属カバー、２…外管、３…固定した内管、４…回転可能な内管、５…支持ブレード、６…電池、７…多機能ブレード、８…カバー、９…マイクロプロセッサ、１０…アーム、１１…サーボモータ、１２…ロッド、１３…クッション、１４…絶縁した管、Ａ…受容器、Ｂ…支柱。
【図１】
2009537005.tif 000003
【図２】
2009537005.tif 000004
【図３】
2009537005.tif 000005
【図４】
2009537005.tif 000006
【図５（ａ）】
2009537005.tif 000007
【図５（ｂ）】
2009537005.tif 000008
【図５（ｃ）】
2009537005.tif 000009
【図５（ｄ）】
2009537005.tif 000010
【図６（ａ）】
2009537005.tif 000011
【図６（ｂ）】
2009537005.tif 000012
【図７】
2009537005.tif 000013
【図８】
2009537005.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月1日(2008.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光からエネルギーを回収すると共に、さらに日よけとして機能することができ、方向を変化させるモジュールによっていかなる太陽位置に対しても配置でき、テラスまたはバルコニーの安全柵、タイル等の被覆要素のような構造と置換することで、建物に統合することができるモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造において、
前記構造は、壁または他の構造に取り付けることができ、技術部品を収容する様々な数の独立した支柱（Ｂ）と、該支柱（Ｂ）に取り付けられる透明な管（２）からなる様々な数の回転可能な熱型受容器または光電型受容器（Ａ）とにより形成され（図１）、
前記支柱（Ｂ）は、水平（図５（ｂ））に、水平に対して負の角度（図５（ａ））に、水平に対して正の角度（図５（ｃ））に、さらには垂直（図５（ｄ））に配置することができ、いずれの場合においても、支持すると共に該太陽光受容器を水平位置にするクッション（１３）、電子制御するためのマイクロプロセッサ（９）、前記太陽光受容器（熱型または光電型）を動かすアーム（１０）及びロッド（１２）を作動させ、太陽方向に対して垂直に、または温度を制御するために太陽に正対しない位置に維持するサーボモータ（１１）、絶縁した管（１４）、該受容器間または受容器を介して熱流体を移動させる固定した内管（３）、該支柱（Ｂ）からの（熱型または光電型）エネルギー、配線、安全弁及びセンサーを備え、
該熱型受容器または光電型太陽光受容器は、金属カバー（１）を介して該管（２）の両端部に取り付けられた２つの多機能ブレード（７）（図３及び図４）によって、日よけ機能（図５（ａ）〜（ｄ））または、日よけ機能及びタイル機能を同時に提供することができ、
該熱型太陽光受容器は、熱損失及び内部湿度を最小限にするために、温度が上昇したときに、小さな弁（ｈ）（図７）を介して空気を該受容器から排出し、その後該受容器内部に入ることができないため、内部の空気をわずかに減少させる（真空）という自然機構を備えることを特徴とするモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造。
【請求項２】
前記熱型受容器または光電型受容器は、全ての露出側に多機能ブレード（７）を備え、屋根の上面のような無料の日よけ機能またはタイル機能を有することを特徴とする請求項１記載のモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造。
【請求項３】
前記熱型受容器または光電型受容器は、楕円形形状（Ａまたは図３及び図４の符号２）または楕円形形状とは異なる他の幾何学形状を備えていてもよく、マイクロプロセッサ（９）及び感光電池からなる太陽追跡システムを有することを特徴とする請求項１記載のモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造。
【請求項４】
前記光電型受容器は、前記管(Ａまたは図４の符号２)なしで作動することができることを特徴とする請求項３記載のモジュラー多機能太陽エネルギー収集構造。
【国際調査報告】
2009537005.tif 000015
2009537005.tif 000016
2009537005.tif 000017