(57)【要約】【課題】    太陽光集光設備において、単位体積あたりのエネルギー取得率を低下させることなく、設備の規模を大きくできる太陽光集光装置１を提供する。【解決手段】  所定規模の建設物において、太陽光を集光する集光手段と前記集光手段により集光した太陽光の熱エネルギーを蓄熱する蓄熱手段とを有する複数の太陽光集光モジュール２，３，４，５によって太陽光を受光可能な外装部分を構成する。各太陽光集光モジュール２，３，４，５の大きさを変えることなく、数を増大させることで太陽光集光装置１を設置する建設物の大きさを大きくできるので、太陽光集光装置１の単位体積あたりの集熱効率を犠牲にすることなく全体の規模を大きくできる。【選択図】図１
2006275377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定規模の建設物において、太陽光を集光する集光手段と前記集光手段により集光した太陽光の熱エネルギーを蓄熱する蓄熱手段とを有する複数の太陽光集光モジュールによって太陽光を受光可能な外装部分を構成したことを特徴とする太陽光集光装置。
【請求項２】
前記太陽光集光モジュールの集光手段は、集光目標位置へと太陽光が入射する側に配置され入射角度が日の出から日没に至る略全日射範囲に対して放射角度のばらつき範囲が入射角度の範囲よりも小さくなるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する形状に設計された透明な素材からなる初段光路抑制レンズ群と、
前記初段光路抑制レンズ群の放射面側に配置位置に応じて透過光の進行方向が集光目標位置を向く角度に傾斜して配置され入射角度が前記初段光路抑制レンズ群からの放射光のばらつき範囲に対して放射角度のばらつき範囲が入射角度の範囲よりも小さくなるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する形状に設計された透明な素材からなる次段光路抑制レンズ群と、
前記次段光路抑制レンズ群の放射面側に配置位置に応じて透過光の進行方向が集光目標位置を向く角度に傾斜して配置され入射角度が前記次段光路抑制レンズ群からの放射光のばらつき範囲に対して放射角度のばらつき範囲が入射角度の範囲よりも小さくなるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する形状に設計された透明な素材からなる最終段光路抑制レンズ群とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光集光装置。
【請求項３】
初段光路抑制レンズ群と次段光路抑制レンズ群は同一形状であることを特徴とする請求項２に記載の太陽光集光装置。
【請求項４】
前記太陽光集光モジュールの蓄熱手段は蓄熱水槽からなり、前記蓄熱水槽は集光目標位置に配置された加熱槽と前記加熱槽を取り巻いて外へ向かって複数段階に区画された複数の予熱槽とからなり、前記加熱槽と複数の前記予熱槽の深さは外側の水槽から中央の水槽に向かうに従って浅くなっていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光集光装置。
【請求項５】
前記太陽光集光モジュールの蓄熱手段が蓄熱水槽からなり、前記蓄熱水槽の水中内には黒体の集熱体が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光集光装置。
【請求項６】
前記各太陽光集光モジュールのうち最後列の太陽光集光モジュールは、集光目標位置から後方へと外れる太陽光を反射させて集光目標位置へと到達させる後部反射板を有することを特徴とする請求項１に記載の太陽光集光装置。
【請求項７】
前記各太陽光集光モジュールのうち最後列の太陽光集光モジュールは、上下方向から見たときに内側に凹状に湾曲した凹状湾曲部を有し集光目標位置から後方へと外れる太陽光を反射させて集光目標位置へと到達させる後部反射板を有することを特徴とする請求項１
に記載の太陽光集光装置。
【請求項８】
前記各太陽光集光モジュールのうち最後列の太陽光集光モジュールは、断面形状が上下方向から見たときに内側に凹状に湾曲しているだけでなく東西方向から見たときも内側に凹状に湾曲しており集光目標位置から後方へと外れる太陽光を反射させて集光目標位置へと到達させる後部反射板を有することを特徴とする請求項１に記載の太陽光集光装置。
【請求項９】
蓄熱範囲に蓄熱水槽を備え、請求項６乃至請求項８のいずれか１つの発明の太陽光集光装置の各太陽光集光モジュールにおいて、前記後部反射板が複数に分割して収納可能な部分からなることを特徴とする太陽光集光装置。
【請求項１０】
前記各太陽光集光モジュールは、透明な素材からなり片側の面が平面形状で反対側の面が階段状をした略平板状の板からなり階段状の面を後方へと向けて前方に配置された前部反射板を有し、前記前部反射板の階段状の面が完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが交互に繰り返した形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光集光装置。
【請求項１１】
前記各太陽光集光モジュールにおいて、集光手段が緯度と略同じ角度で赤道側に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の太陽光集光装置。
【請求項１２】
前記各太陽光集光モジュールのうち東西方向最側部の列の太陽光集光モジュールは、透明な素材からなり片側の面が平面で反対側の面が階段状をした略平板状の板からなり階段状の面を内側に向け鉛直線に対して内側に略１５°の角度で傾斜して東西方向最側部に立設された側部反射板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光集光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１日単位の時刻変化により東西方向の入射角度が時事刻々と変化し、緯度や季節の違いにより南北方向の入射角度が変化する太陽光を追尾不要で集光できる太陽光集光装置に関するものであり、特に、太陽光集光の大規模化を目的とする太陽光集光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２１世紀の今日に至るまでに科学技術は大発展したが、この科学の発展は３０億年かけて自然が貯えた化石燃料に依存しており、その化石燃料も１００年後には枯渇すると言われている。また、２００年後には原子力発電も無くなると言われており、人類にとって近い将来、残されたエネルギー源は太陽光によるエネルギーと核融合のみとなる厳しい現実を迎えなくてはいけない。化石燃料依存による二酸化炭素増加の結果、地球の温暖化が促進され人類絶滅の危機さえ懸念されている。これを回避する意味でもエネルギー源の多くを太陽光エネルギーへと早期に切り替えることが必要である。地球に降り注ぐ太陽光のエネルギーは全世界で使用するエネルギーの２万倍にも達し、全世界のエネルギーをまかなうのに十分な量である。太陽光エネルギーを効率良く利用する技術開発が不可欠であるが今のところ太陽光発電以外の利用が無いのが実状である。２０年前までは熱源としての利用の研究が盛んになされていたが、太陽光の追尾に多額の費用がかかり、その効率の悪さから、研究が中断されている。詳しくは、これまでに太陽光エネルギーを凝縮させる為に凸レンズや凹面鏡を用いた研究がなされてきた。凸レンズや凹面鏡によれば太陽光を焦点に集光させることで濃縮が可能であった。しかし、凸レンズや凹面鏡によれば常時、入射光を一定方向から入射させる必要があるため時事刻々と変化する太陽光の入射角度に応じて、入射光の向きが常に一定になるように追尾させる必要があった。そのため、制御系も複雑になる等設備が大掛かりになってしまい希薄な太陽光エネルギーを利用する割りには設備費が高額なものとなり実用には不向きとされていた。また、曇天の日には、太陽光は散乱してしまうため集光不能であった。
【０００３】
鈴木も２５年前に太陽光利用の除湿冷房法の研究を行っており一時休止したが、平成８年頃から地球温暖化が叫ばれるようになり、研究を再開した。机上理論研究ではあるが、太陽光利用の実現可能性が明らかになった。そのためには太陽光の濃縮が不可欠であることが分かった。これは全世界で見捨てられた課題であることは分かっているが、敢えてこの課題に挑戦することにした。通常、太陽光集光に用いるレンズは全て屈折理論であるが、全反射の併用を考えることにより、高効率に太陽光を集光できることが分かった。鈴木は、これまでに「集光レンズと前記集光レンズを用いた集光方法」（特開２０００−５６１０２号公報）、光路抑制レンズ（特開２００２−２１４４０６号公報）、光路抑制レンズ（特開２００２−３５７７０２号公報）にて開示しているように、地表面の１平方メートルあたりに１kW程度と極めて希薄なエネルギーである太陽光を従来の集光技術では実現しえない程に効率よく濃縮する集光レンズを開発した。これらのレンズによれば、様々な方向から入射する光の透過後の進行方向を入射角度に関係なく略一定に保つことができた。例えば、時事刻々と入射角度が変化する太陽光を略鉛直下向きに保つことができる等、入射角度に関係なく透過後の光の進行方向を自在に設定できた。したがって、複数のレンズを使用して各レンズの透過光が一定の位置に集中する様に配置するだけで、時刻の変化で太陽光の入射角度が変化しようとも、曇りの日で入射光が散乱光であっても、太陽光を集光させることができた。また、全体を略平板状に構成でき、設備の省スペース、低コストの面でも有効であった。
【０００４】
さらに、レンズの形状設計だけに依存する太陽光の濃縮には限界があることに気付き、多段階に太陽光を透過させるレンズ群を考え、各レンズ群でそこを通過する太陽光の進路変更に最適な形状を与えることで太陽光の濃縮効率の向上を実現した。
【０００５】
しかし、これら太陽光集光装置は規模が幅方向に大きくなればなるほど、縦方向にも大きくなるという性質があり、規模が大きくなればなるほど設備の単位体積あたりのエネルギー取得率が低下するという問題点があった。すなわち、太陽光の入射量は受光面積に比例するが、受光面積は長さの二乗に比例するのに対して設備の体積は長さの三乗に比例することから、設備規模が大きくなるにつれて設備の単位体積あたりのエネルギー取得率が低下していた。
【特許文献１】特開２０００−５６１０２号公報
【特許文献２】特開２０００−３０３９４６号公報
【特許文献３】特開２０００−２８４２１２号公報
【特許文献４】特開２００１−８２０５７号公報
【特許文献５】特開２００２−２１４４０６号公報
【特許文献６】特開２００２−３５７７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、太陽光集光設備の規模が大きくなった場合に設備の単位体積あたりのエネルギー取得率が低下する点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明にかかる太陽光集光装置は、所定規模の建設物において、太陽光を集光する集光手段と前記集光手段により集光した太陽光の熱エネルギーを蓄熱する蓄熱手段とを有する複数の太陽光集光モジュールによって太陽光を受光可能な外装部分を構成したことを特徴とするものである。ここで、太陽光を受光可能な外装部分には屋根部分、前側壁部分、東西の側壁部分が含まれる。なお、前側壁部分とは北半球では南側の側壁部分であり、南半球では北側の側壁部分である。
【０００８】
請求項２の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の発明の太陽光集光装置において、前記太陽光集光モジュールの集光手段が、集光目標位置へと太陽光が入射する側に配置され入射角度が日の出から日没に至る略全日射範囲に対して放射角度のばらつき範囲が入射角度の範囲よりも小さくなるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する形状に設計された透明な素材からなる初段光路抑制レンズ群と、
前記初段光路抑制レンズ群の放射面側に配置位置に応じて透過光の進行方向が集光目標位置を向く角度に傾斜して配置され入射角度が前記初段光路抑制レンズ群からの放射光のばらつき範囲に対して放射角度のばらつき範囲が入射角度の範囲よりも小さくなるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する形状に設計された透明な素材からなる次段光路抑制レンズ群と、
前記次段光路抑制レンズ群の放射面側に配置位置に応じて透過光の進行方向が集光目標位置を向く角度に傾斜して配置され入射角度が前記次段光路抑制レンズ群からの放射光のばらつき範囲に対して放射角度のばらつき範囲が入射角度の範囲よりも小さくなるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する形状に設計された透明な素材からなる最終段光路抑制レンズ群とを備えたことを特徴とするものである。なお、初段光路抑制レンズ群、次段光路抑制レンズ群及び最終段光路抑制レンズ群を構成する透明な素材には屈折率が１．４９のメタアクリル（ＭＭＡ）がある。
【０００９】
請求項３の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項２の発明の太陽光集光装置において、初段光路抑制レンズ群と次段光路抑制レンズ群が同一形状であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の発明の太陽光集光装置において、前記太陽光集光モジュールの蓄熱手段が蓄熱水槽からなり、前記蓄熱水槽は集光目標位置に配置された加熱槽と前記加熱槽を取り巻いて外へ向かって複数段階に区画された複数の予熱槽とからなり、前記加熱槽と複数の前記予熱槽の深さは外側の水槽から中央の水槽に向かうに従って浅くなっていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の発明の太陽光集光装置において、前記太陽光集光モジュールの蓄熱手段が蓄熱水槽からなり、前記蓄熱水槽の水中内には黒体の集熱体が配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の発明の太陽光集光装置において、前記各太陽光集光モジュールのうち最後列の太陽光集光モジュールが、集光目標位置から後方へと外れる太陽光を反射させて集光目標位置へと到達させる後部反射板を有することを特徴とするものである。ここで、後方とは北半球では集光目標位置の北側を指し、南半球では集光目標位置の南側を指す。
【００１３】
請求項７の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の発明の太陽光集光装置において、前記各太陽光集光モジュールのうち最後列の太陽光集光モジュールが、上下方向から見たときに内側に凹状に湾曲した凹状湾曲部を有し集光目標位置から後方へと外れる太陽光を反射させて集光目標位置へと到達させる後部反射板を有することを特徴とするものである。ここで、後方とは北半球では集光目標位置の北側を指し、南半球では集光目標位置の南側を指す。
【００１４】
請求項８の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の発明の太陽光集光装置において、前記各太陽光集光モジュールのうち最後列の太陽光集光モジュールが、断面形状が上下方向から見たときに内側に凹状に湾曲しているだけでなく東西方向から見たときも内側に凹状に湾曲しており集光目標位置から後方へと外れる太陽光を反射させて集光目標位置へと到達させる後部反射板を有することを特徴とするものである。ここで、後方とは北半球では集光目標位置の北側を指し、南半球では集光目標位置の南側を指す。
【００１５】
請求項９の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項６乃至請求項８のいずれか１つの発明の太陽光集光装置の各太陽光集光モジュールにおいて、前記後部反射板が複数に分割して収納可能な部分からなるものである。
【００１６】
請求項１０の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の発明の太陽光集光装置において、前記各太陽光集光モジュールが、透明な素材からなり片側の面が平面形状で反対側の面が階段状をした略平板状の板からなり階段状の面を後方へと向けて前方に配置された前部反射板を有し、前記前部反射板の階段状の面が完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが交互に繰り返した形状をしていることを特徴とするものである。ここで、前方とは北半球では集光目標位置の南側を指し、南半球では集光目標位置の北側を指す。
【００１７】
請求項１１の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の発明の太陽光集光装置の各太陽光集光モジュールにおいて、集光手段が緯度と略同じ角度で赤道側に傾斜しているものである。ここで、赤道側とは北半球では南側であり南半球では北側である。
【００１８】
請求項１２の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の発明の太陽光集光装置において、前記各太陽光集光モジュールのうち東西方向最側部の列の太陽光集光モジュールは、透明な素材からなり片側の面が平面で反対側の面が階段状をした略平板状の板からなり階段状の面を内側に向け鉛直線に対して内側に略１５°の角度で傾斜して東西方向最側部に立設された側部反射板を備えたものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明にかかる太陽光集光装置によれば、建設物の外装部分全体が複数に分割され各々に独立で集熱可能な太陽光集光モジュールで構成されており、各太陽光集光モジュールの大きさを変えることなく、各太陽光集光モジュールの数を増大させることで太陽光集光装置を設置する建設物の大きさを大きくできるので、太陽光集光装置の単位体積あたりの集熱効率を犠牲にすることなく全体の規模を大きくできる。また、太陽光集光装置を設置する建設物の大きさを大きくすればする程、建設物内部には、より大きな空間が発生することとなるが、この空間は、太陽光集光装置に占有されることがないので、倉庫、工場の作業スペース、研究スペース、事務所等の様々な用途に有効利用できる。
【００２０】
請求項２の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項１の発明にかかる太陽光集光装置の効果に加えて、時間の経過とともに時々刻々と変化する太陽光の入射角度の変化分を初段光路抑制レンズ群により小さくした後に、次段光路抑制レンズ群により集光目標位置へと集光し、更に、集光目標位置へと向かう太陽光の進行方向のずれを最終段光路抑制レンズ群で補正する形態をとっており、太陽光の進行方向の変化分を複数のそれぞれ独立に設計されたレンズ群によって吸収しており、各レンズ群に要求される入射角度のばらつきに対する放射角度のばらつきを抑える設計を無理なく行うことができるので、最終段階では太陽光の進行方向のばらつきを従来よりも大幅に小さく抑えることができ太陽光の濃縮を安定して向上できる。
【００２１】
請求項３の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項２の発明の太陽光集光装置の効果に加えて、初段光路抑制レンズ群と次段光路抑制レンズ群が同一形状であるので、初段光路抑制レンズ群と次段光路抑制レンズ群を成形する成形型が共用でき製造コストを低減できる。
【００２２】
請求項４の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項１の発明の太陽光集光装置の効果に加えて、太陽光集光モジュールの蓄熱手段が蓄熱水槽からなり、前記蓄熱水槽が集光目標位置に配置された加熱槽と前記加熱槽を取り巻いて外へ向かって複数段階に区画された複数の予熱槽とからなるので、予熱槽において集光目標位置から外れた太陽光で余熱して加熱槽において温湯を生成することで、集熱効率を向上できる。また、蓄熱水槽を構成する各水槽の深さが外側の複数の予熱槽から中央の加熱槽に向かうに従って浅くなっているので、建物の屋上に配置する場合には屋上の最も強度の弱い中央付近に加わる負荷を低減できる。しかも、この状態は中央の加熱槽に向かうに従って熱容量を低減した状態になるので、より高温の温湯生成を助長できる。さらに、加熱槽で生成された温湯を使用することで、物理的に温湯の流れが周辺から中央へ向かい、低温側から高温側へエネルギーを移動させることになるので、高効率にエネルギーを使用できる。
【００２３】
請求項５の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項１の発明の太陽光集光装置の効果に加えて、前記太陽光集光モジュールの蓄熱手段が蓄熱水槽からなり、前記蓄熱水槽の水中内に配置された黒体の集熱体により水中内で太陽光のエネルギーを水に伝達するので、輻射等によるエネルギー損失がない効率の良い集熱が行える。
【００２４】
請求項６の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項１の発明の太陽光集光装置の効果に加えて、最後列の太陽光集光モジュールの後部反射板が集光目標位置から後方へと外れる太陽光を反射させて集光目標位置へと到達させることができるので、緯度が高くなるにつれて日射量の減少する冬期にも太陽光を有効に利用できる効果が高い。
【００２５】
請求項７の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項１の発明の太陽光集光装置の効果に加えて、最後列の太陽光集光モジュールにおいて後方へと外れる太陽光までも上下方向から見て凹状曲面からなる後部反射板を用いて集光するので、太陽光を濃縮できる密度が高まり、太陽光を用いた温湯生成装置としての利用では従来に無く高温度の温湯を得ることができるだけでなく、水を沸騰することもできる。そして、得られる温湯の温度が従来に無く高いことにより、用途範囲が従来より拡大する。
【００２６】
請求項８の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項１の発明の太陽光集光装置の効果に加えて、最後列の太陽光集光モジュールにおいて後方へと外れる太陽光までも断面形状が上下方向からだけでなく東西方向から見ても内側に凹状に湾曲した後部反射板を用いて集光するので、後方へと外れる太陽光を更に高密度に集光できる。
【００２７】
請求項９の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項６乃至請求項８のいずれか１つの発明の太陽光集光装置の効果に加えて、台風が発生する等の悪天候時には後部反射板を複数に分割して収納することで後部反射板の破損を免れることができる。
【００２８】
請求項１０の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項１の発明の太陽光集光装置の効果に加えて、各太陽光集光モジュールにおいて前方へと外れようとする太陽光は前部反射板の階段状の面へと入射し、前部反射板の片面が階段状であり、その階段形状の面が完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが交互に繰り返した特殊形状である作用により全反射が起きて、集光目標位置へと集光できる。逆に、前側から前部反射板へと入射する太陽光は前部反射板の平面形状側から入射するとともに前部反射板が透明な素材からなるので、前部反射板をそのまま透過して集光目標位置へと到達できる。
【００２９】
請求項１１の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項１の発明の太陽光集光装置の効果に加えて、集光手段が緯度と略同じ角度で赤道側に傾斜しており、東西方向から見て太陽光の年間平均の入射角度が最も垂直に近い状態に保たれるので、年間を通じて集光効率を最大限に発揮できる。
【００３０】
請求項１２の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項１の発明の太陽光集光装置の効果に加えて、各太陽光集光モジュールにおいて東西方向側方へと外れようとする太陽光は側部反射板の階段状の面へと入射するので、側部反射板の片面が階段状である特殊形状の作用により全反射が起きて、東西方向側方へと外れようとする太陽光は集光目標位置へと集光できる。逆に、東西方向側方から側部反射板へと入射する太陽光は側部反射板の平面形状側から入射するとともに側部反射板が透明な素材からなるので、側部反射板をそのまま透過して集光目標位置へと入射できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
設備の規模が大きくなった場合に設備の単位体積あたりのエネルギー取得率を低下させることなく維持するという目的を、所定規模の建設物において、太陽光を集光する集光手段と前記集光手段により集光した太陽光の熱エネルギーを蓄熱する蓄熱手段とを有する複数の太陽光集光モジュールによって太陽光を受光可能な外装部分を構成することで実現した。
【実施例１】
【００３２】
図１は本発明の１実施例の太陽光集光装置を備えた建設物を示す部分省略平面図、図２は本発明の１実施例の太陽光集光装置を備えた建設物を示す部分省略立面図、図３は図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【００３３】
図１乃至図３に示すように、本発明の１実施例の太陽光集光装置１は、複数の太陽光集光モジュール（図中では太陽光集光モジュール２，３，４，５のみを図示、その他は図示せず）からなる。なお、各太陽光集光モジュールの規模は、例えば、幅方向（東西方向）及び奥行き方向（南北方向）の規模が２０ｍ乃至４０ｍ程度であり、設置する建設物の規模は、例えば、幅８０ｍ乃至１００ｍ、奥行き方向６５ｍ乃至８０ｍ程度のものが考えられる。しかし、各太陽光集光モジュール及び設置対象となる建設物の規模は必要に応じて任意に変更しても良い。また、各太陽光集光モジュールは各々に単独で太陽光の集光を行う集光手段と、それによって得られる熱エネルギーの蓄熱を行う蓄熱手段とを備えている。ここで、太陽光を受光可能な外装部分には屋根部分、前側壁部分、東西の側壁部分が含まれる。また、前側壁部分とは北半球では南側の側壁部分であり、南半球では北側の側壁部分である。また、複数の太陽光集光モジュールの最前列（北半球では南側、南半球では北側）に並ぶ太陽光集光モジュールの中には、その更に前方に蓄熱手段２１へと供給する水を直射日光で余熱する日向水水槽１４，１５が設けられている。日向水水槽１４，１５は、単に、太陽光の有効利用を助長する他、設置対象となる建設物の表側に面した池のようなものであり、景観を向上にもなる。また、この建設物の正面中央には、内部へと入る通路１６もあり、本発明の１実施例の太陽光集光装置１を備えない通常の建設物と見かけ上何ら変わるところはない。
【００３４】
したがって、本発明の１実施例の太陽光集光装置１によれば、建設物の外装部分全体が複数に分割され各々に独立で集熱可能な太陽光集光モジュールで構成されており、各太陽光集光モジュールの大きさを変えることなく、各太陽光集光モジュールの数を増大させることで太陽光集光装置１を設置する建設物の大きさを大きくできるので、太陽光集光装置１の単位体積あたりの集熱効率を犠牲にすることなく全体の規模を大きくできる。すなわち、太陽光の入射量は受光面積に比例し、受光面積は長さの二乗に比例するのに対して集光設備の体積は長さの三乗に比例することから、集光設備の規模が大きくなるにつれて集光設備の単位体積あたりのエネルギー取得率が低下することになるが、本実施例の太陽光集光装置１では全体の規模の大きさに関係なく集光設備の１つの単位である太陽光集光モジュールの大きさを変える必要がないので、設備規模が大きくなろうとも設備の単位体積あたりの集熱効率が低下することはない。
【００３５】
また、太陽光集光装置１を設置する建設物の大きさを大きくすればする程、建設物内部には、図３に示すように、より大きな空間１ａが発生することとなるが、この空間は、太陽光集光装置１に占有されることがないので、様々な用途に利用できる。例えば、太陽光集光モジュールで得られた熱利用による発電施設の他、一般的な工場の作業スペース、倉庫、研究スペース、事務所等の様々な用途の施設に有効利用できる。これら、施設では建設物外装で得られた太陽光の熱エネルギーを直接  暖房、温湯の供給等に利用する他、吸収式冷凍サイクルを介して夏の冷房に利用したり、蒸気機関を介して電気に変換して供給したりすることができる。
【００３６】
続いて、本発明の１実施例の太陽光集光装置１の各太陽光集光モジュールの集光手段について説明する。図４は本発明の１実施例の太陽光集光装置の各太陽光集光モジュールの東西集光機能を示す説明図である。
【００３７】
本発明の１実施例の太陽光集光装置１の各太陽光集光モジュールは、集光目標位置１０へと太陽光が入射する側に配置された複数の板状のレンズからなる初段光路抑制レンズ群６と、前記初段光路抑制レンズ群６の放射面側に配置位置に応じて透過光の進行方向が集光目標位置１０を向く角度に傾斜して配置された複数の板状のレンズからなる次段光路抑制レンズ群７，８と、前記次段光路抑制レンズ群７，８の放射面側に配置位置に応じて透過光の進行方向が集光目標位置１０を向く角度に傾斜して配置された複数の板状のレンズからなる最終段光路抑制レンズ群９とを備えている。なお、前記初段光路抑制レンズ群６、次段光路抑制レンズ群７，８及び最終段光路抑制レンズ群９を構成するレンズは屈折率が１．４９のメタアクリル（ＭＭＡ）等の透明な素材からなる。
【００３８】
初段光路抑制レンズ群６、次段光路抑制レンズ群７，８を構成するレンズは、同一形状であり、例えば、図５に示すような端面形状をしており、奥行き方向の一端面から見ると同一形状をした複数のレンズ要素１１ａが幅方向に連結されて全体が平板状のレンズとなっている。このようなレンズを複数枚継ぎ合わせて初段光路抑制レンズ群６、次段光路抑制レンズ群７，８が構成されている。図５は本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の一構成要素であるSHVレンズを示す説明図である。以下の説明では、初段光路抑制レンズ群６、次段光路抑制レンズ群７，８を構成するレンズをSHVレンズ１１と呼ぶ。SHVレンズ１１の外形形状には、制限は無いが、例えば、正方形や長方形等、継ぎ合わせが容易な形状が好ましい。SHVレンズ１１の各レンズ要素１１ａは、奥行き方向に略線状に連なっており、連続して同一形状に保たれている。そして、SHVレンズ１１は全体が略平板状をしている。SHVレンズ１１は、地球の自転の影響により時事刻々と入射角度が変化する太陽光の進行方向を略一定の範囲に抑制するものである。特に、その効果が日の出から日没に至る全日照時間帯において得られるため据え置きで使用することができる。しかも、全体が平板状で、省スペース化と製造コストの低減ができる。
【００３９】
SHVレンズ１１によれば、図６乃至図１０に示すように、日の出から日没まで入射角度が東西方向に時々刻々と変化する太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折及び全反射により一定方向範囲に抑制し透過後には、略±３０°以内の範囲に抑えることができる。図６乃至図１０は図５のSHVレンズ１１の光学的特性を示す説明図である。つまり、SHVレンズ１１は入射角度が日の出から日没に至る略全日射範囲に対して放射角度のばらつき範囲が入射角度の範囲よりも小さくなるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する形状に設計されている。即ち、SHVレンズ１１は初段光路抑制レンズ群６に要求される光学的特性を満たす。なお、以降の説明では太陽光の透過後におけるレンズの垂線との成す角度を放射角度と定義する。ここで示すＳＨＶレンズ１１は具体例の一部分であり、初段光路抑制レンズ群６には入射角度範囲に対して放射角度の範囲が小さくなるように設計されたレンズであればその他任意の形状のレンズを用いても良い。また、全入射角度範囲に対する放射角度範囲は略±３０°に限定されるものではなく、その他任意に設定でき、さらに小さくなればなる程好ましい。
【００４０】
同様に、SHVレンズ１１によれば、略±６０°の入射角度範囲に対して放射角度が略±２０°以内になるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制することができる。即ち、SHVレンズ１１は次段光路抑制レンズ群７，８に要求される光学的特性を満たす。この様子を図４の各部においてまとめると、図１１乃至図１３に示すようになり、次段光路抑制レンズ群７，８として配置される場合には略６０°まで傾斜させても略±３０°以内の範囲でばらつく初段光路抑制レンズ群６からの放射光を放射面側から放射角度が略±２０°以内を維持して放射させることができる。図１１は本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の集光目標位置上空付近での太陽光の進行状態を示す説明図である。図１２は本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の集光目標位置上空から東西方向に所定角度だけ離れた付近での太陽光の進行状態を示す説明図である。図１３は本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の集光目標位置上空から東西方向に更に所定角度だけ離れた付近での太陽光の進行状態を示す説明図である。
【００４１】
また、次段光路抑制レンズ群７，８として配置される場合には、配置位置に応じて透過光の進行方向が集光目標位置１０を向く角度に傾斜して配置されており、初段光路抑制レンズ群６と次段光路抑制レンズ群７，８との組み合わせだけで、従来の追尾機構のない太陽光集光装置では実現できない程に安定して高濃度に時事刻々と南北方向から見た入射角度が変化する太陽光を集光目標位置１０へと集光できる構成になっている。特に、SHVレンズ１１は初段光路抑制レンズ群６と次段光路抑制レンズ群７，８の両方に要求される光学的特性を満たす形状であり、初段光路抑制レンズ群６と次段光路抑制レンズ群７，８を同一形状とすることができるので、初段光路抑制レンズ群６と次段光路抑制レンズ群７，８を成形する成形型が共用でき製造コストを低減できる。なお、略±６０°の入射角度範囲に対する放射角度範囲は略±２０°に限定されるものではなく、その他任意に設定でき、さらに小さくなればなる程好ましい。
【００４２】
同様に、次段光路抑制レンズ群７，８の放射面側に配置された最終段光路抑制レンズ群９は、図１１乃至図１３に示すように、配置位置に応じて透過光の進行方向が集光目標位置１０を向く角度に傾斜して配置されており、放射角度が次段光路抑制レンズ群７，８よりも小さくなることによって太陽光の濃縮を高めている。すなわち、最終段光路抑制レンズ群９を構成するレンズが集光性能を保持できる入射角度は例えば略±３５°であり次段光路抑制レンズ群７，８よりも小さいが、放射角度が例えば略±１０°以内になるように設計されており次段光路抑制レンズ群７，８よりも高密度に集光できる。
【００４３】
なお、最終段光路抑制レンズ群９を構成するレンズは、例えば、図１４または図１９に示すような端面形状をしている。以下の説明では、最終段光路抑制レンズ群９を構成するレンズをＣ３０Ｖレンズと呼ぶ。図１４は本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の一構成要素であるＣ３０Ｖレンズを示す説明図、図１９は本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の一構成要素であるＣ３０Ｖレンズの第二例を示す説明図である。Ｃ３０Ｖレンズのうち図１４に示すものをＣ３０Ｖレンズ１２とし、図１９に示すものをＣ３０Ｖレンズ１３とする。Ｃ３０Ｖレンズ１２，１３は、図次段光路抑制レンズ群７，８を構成するＳＨＶレンズ１１と同様に太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する構造に設計されている。Ｃ３０Ｖレンズ１２を太陽光が透過する様子を図１５乃至図１８に示し、Ｃ３０Ｖレンズ１３を太陽光が透過する様子を図２０乃至図２３に示す。図１５乃至図１８は図１４のＣ３０Ｖレンズの光学的特性を示す説明図である。図２０乃至図２３は図１９のＣ３０Ｖレンズの光学的特性を示す説明図である。
【００４４】
以上の構成によれば、太陽光を入射角度が時々刻々と変化しようとも、最終的に放射角度略±１０°以内のばらつきの範囲内で集光目標位置１０へと集光できる。なお、最終段光路抑制レンズ群９を構成するレンズの例として図１４または図１９に示すＣ３０Ｖレンズ１２，１３は具体例の一部分であり、Ｃ３０Ｖレンズには所定の入射角度範囲に対して放射角度の範囲が小さくなるように設計されたレンズであればその他任意の形状のレンズを用いても良い。また、Ｃ３０Ｖレンズ１２，１３の集光性能を保持できる入射角度範囲の略±３５°と、これに対する放射角度範囲の略±１０°以内は一例であり、これら入射角度と放射角度の関係はこれら値に限定するものではなく、その他任意の値に設定できる。ただし、集光性能を保持できる入射角度範囲は±３５°よりも大きくなればなる程好ましく、これに対する放射角度範囲は±１０°よりも更に小さくなればなる程好ましい。
【００４５】
なお、図１１乃至図１３では、太陽光集光モジュール２の中央付近では、集光目標位置１０へと太陽光を導くのに進行方向を大きく変える必要がないため、図１１に示すように、次段光路抑制レンズ群７，８を省略し、初段光路抑制レンズ群６の放射面側に最終段光路抑制レンズ群９を直接に配置している。しかし、初段光路抑制レンズ群６と最終段光路抑制レンズ群９との間に次段光路抑制レンズ群を入れても構わない。また、太陽光集光モジュール２の中央から東西方向に所定角度だけ程度離れた位置付近では、図１２に示すように、初段光路抑制レンズ群６、次段光路抑制レンズ群８、最終段光路抑制レンズ群９の３段階の集光となっているが、東西方向に更に所定角度だけ離れた付近では、太陽光の進行方向を更に大きく変える必要があることから、図１３に示すように、次段光路抑制レンズ群が次段光路抑制レンズ群７，８の二層構成になっている。なお、太陽光集光モジュール２の中央から東西方向に所定角度だけ程度離れた位置付近でも次段光路抑制レンズ群を次段光路抑制レンズ群７，８の二層構成としても構わない。
【００４６】
このように、本発明の１実施例の太陽光集光装置１の各太陽光集光モジュールは、集光目標位置１０へと太陽光が入射する側に配置され入射角度が日の出から日没に至る略全日射範囲に対して放射角度のばらつき範囲が入射角度の範囲よりも小さくなるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する形状に設計された透明な素材からなる初段光路抑制レンズ群６と、前記初段光路抑制レンズ群６の放射面側に配置位置に応じて透過光の進行方向が集光目標位置１０を向く角度に傾斜して配置され入射角度が前記初段光路抑制レンズ群６からの放射光のばらつき範囲に対して放射角度のばらつき範囲が入射角度の範囲よりも小さくなるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する形状に設計された透明な素材からなる次段光路抑制レンズ群７，８と、前記次段光路抑制レンズ群７，８の放射面側に配置位置に応じて透過光の進行方向が集光目標位置１０を向く角度に傾斜して配置され入射角度が前記次段光路抑制レンズ群７，８からの放射光のばらつき範囲に対して放射角度のばらつき範囲が入射角度の範囲よりも小さくなるように太陽光の進行方向を透過経路の途中で屈折または全反射を用いて抑制する形状に設計された透明な素材からなる最終段光路抑制レンズ群９とを備えている。
【００４７】
従って、本発明の１実施例の太陽光集光装置１によれば、時間の経過とともに時々刻々と変化する太陽光の入射角度の変化分を初段光路抑制レンズ群６により小さくした後に、次段光路抑制レンズ群７，８により集光目標位置１０へと集光し、更に、集光目標位置１０へと向かう太陽光の進行方向のずれを最終段光路抑制レンズ群９で補正する形態をとっており、各レンズ群に要求される入射角度のばらつきに対する放射角度のばらつきを抑える設計を無理なく行うことができるので、最終段階では太陽光の進行方向のばらつきを従来よりも大幅に小さく抑えることができ太陽光の濃縮を安定して向上できる。
【００４８】
ところで、本発明の太陽光集光装置１の各太陽光集光モジュールの集光手段は、図３から分かるように、所定角度で赤道側に傾斜している。この赤道側への傾斜角度は緯度と略同じ大きさである。ここで、赤道側とは北半球では南側であり南半球では北側である。したがって、集光手段が緯度と略同じ角度で赤道側に傾斜しており、東西方向から見て太陽光の年間平均の入射角度が最も垂直に近い状態に保たれるので、年間を通じて集光効率を最大限に発揮できる。
【００４９】
続いて、本発明の１実施例の太陽光集光装置１の太陽光集光モジュールの蓄熱手段について説明する。図２４は本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの蓄熱手段を示す説明図である。図２４の蓄熱手段２１は複数の蓄熱水槽からなり、集光目標位置となる加熱槽２２と、それを取り巻いて外へ向かって複数段階に区画された予熱槽２３、予熱槽２４、予熱槽２５とから構成される。したがって、加熱槽２２を取り巻く複数の予熱槽２３，２４，２５により集光目標位置から外れた太陽光で余熱して温湯を生成することで、集熱効率を向上させている。また、加熱槽２２の外側に向かうに従って各槽の深さが深くなるようになっており、設置される床面の最も強度の弱い中央付近に加わる負荷を低減するようになっている。この状態は中央の加熱槽２２に向かうに従って熱容量を低減しているので、より高温の温湯生成を助長できる。しかも、加熱槽２２で生成された温湯を使用することで、物理的に温湯の流れが周辺から中央へ向かい、低温側から高温側へエネルギーを移動させることになるので、高効率にエネルギーを使用できる。さらに、蓄熱水槽を構成する加熱槽２２、予熱槽２３，２４，２５の水中内には黒体の集熱体２１ａが配置されている。前記集熱体２１ａによれば、水中内で太陽光のエネルギーを水に伝達するので、輻射等によるエネルギー損失がない効率の良い集熱が行える。
【００５０】
その他に、上記のような複数の太陽光集光モジュールからなる本発明の１実施例の太陽光集光装置１の各太陽光集光モジュール２，３，４，５は、図３に示すように、必要に応じて前方に前部反射板１ｂを有する。ここで、前方とは北半球では集光目標位置１０の南側を指し、南半球では集光目標位置１０の北側を指す。この前部反射板１ｂは、透明な素材からなり、図２５及び図２６に示すように、片側の面が完全にフラットな平面１ｃからなる平面形状で反対側の面が階段状をした略平板状の板からなり階段状の面１ｄを後方へと向けている。図２５は本発明の１実施例の太陽光集光装置の集光手段の構成要素の１つである前部反射板の光学特性を示す説明図、図２６は図２５に続く本発明の１実施例の太陽光集光装置の集光手段の構成要素の１つである前部反射板の光学特性を示す説明図である。前部反射板１ｂの階段状側の面１ｄは、詳しくは完全にフラットな平面部分１ｅと凹状曲面部分１ｆとが交互に繰り返した形状をしている。
【００５１】
したがって、各太陽光集光モジュールにおいて前方へと外れようとする太陽光は、図２５に示すように、前部反射板１ｂの階段状の面１ｄへと入射し、前部反射板１ｂの片面が階段状であり、その階段形状の面が完全にフラットな平面部分１ｅと凹状曲面部分１ｆとが交互に繰り返した特殊形状の作用により全反射が起きて、集光目標位置１０へと集光できる。詳しくは、階段状側の面１ｄからは前部反射板１ｂ内部へと容易に太陽光が入射でき、その後、フラットな平面１ｃで全反射される。逆に、前側から前部反射板１ｂへと入射する太陽光は、図２６に示すように、前部反射板１ｂの平面形状側から入射するとともに前部反射板１ｂが透明な素材からなるので、前部反射板１ｂをそのまま透過して集光目標位置１０へと到達できる。
【００５２】
また、太陽光集光モジュールのうち東西方向最側部の列の太陽光集光モジュールは、図２に示すように、略平板状の板からなる側部反射板１ｎを東西方向最側部に備えている。側部反射板１ｎは図２５及び図２６に示す前部反射板１ｂ同様に透明な素材からなり片側の面が平面で反対側の面が階段状をした略平板状の板からなる。そして、階段状の面を内側に向け鉛直線に対して内側に略１５°の角度で傾斜して東西方向最側部に立設されている。
【００５３】
側部反射板１ｎによれば、東西方向側方へと外れようとする太陽光は側部反射板１ｎの階段状の面へと入射するので、側部反射板１ｎの片面が階段状である特殊形状の作用により全反射が起きて、東西方向側方へと外れようとする太陽光は集光目標位置１０へと集光できる。逆に、東西方向側方から側部反射板１ｎへと入射する太陽光は側部反射板１ｎの平面形状側から入射するとともに側部反射板１ｎが透明な素材からなるので、側部反射板１ｎをそのまま透過して集光目標位置１０へと入射できる。
【００５４】
また、本発明の１実施例の太陽光集光装置１の各太陽光集光モジュールのうち最後列の太陽光集光モジュール２，３，４は、図３に示すように、集光目標位置１０から後方へと外れる太陽光を反射させて集光目標位置１０へと到達させる後部反射板１ｇを有する。なお、後方とは北半球では集光目標位置１０の北側を指し、南半球では集光目標位置１０の南側を指す。また、後部反射板１ｇは全体がアルミ製である或は反射面に銀メッキが施されている等、鏡面反射により反射を行うものである。したがって、最後列の太陽光集光モジュール２，３，４の後部反射板１ｇが集光目標位置１０から後方へと外れる太陽光を反射させて集光目標位置１０へと到達させることができるので、緯度が高くなるにつれて日射量の減少する冬期にも太陽光を有効に利用できる効果が高い。
【００５５】
特に、本発明の１実施例の太陽光集光装置１の最後列の太陽光集光モジュール２，３，４が備える後部反射板１ｇは、図１に示すように、上下方向から見たときに内側に凹状に湾曲した凹状湾曲部１ｈを有している。したがって、太陽光を濃縮できる密度が高まり、太陽光を用いた温湯生成装置としての利用では従来に無く高温度の温湯を得ることができるだけでなく、水を沸騰することもできる。そして、得られる温湯の温度が従来に無く高いことにより、用途範囲が従来より拡大する。
【００５６】
更に、本発明の１実施例の太陽光集光装置１の最後列の太陽光集光モジュール２，３，４が備える後部反射板１ｇは、図２７に示すように、断面形状が上下方向から見たときに内側に凹状に湾曲しているだけでなく東西方向から見たときも内側に凹状に湾曲しているので、後方へと外れる太陽光を更に高密度に集光できる。図２７は本発明の１実施例の太陽光集光装置の集光手段の構成要素の１つである後部反射板の東西方向から見た形状的特徴を示す説明図である。
【００５７】
更に、後部反射板１ｇは、詳しくは、図２７に示すように、複数に分割して収納可能な部分１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍからなるので、台風が発生する等の悪天候時には後部反射板１ｇを複数に分割して収納することで後部反射板１ｇの破損を免れることができる。
【００５８】
なお、後部反射板１ｇで反射された太陽光の中には、太陽光集光モジュールの前方へと飛び出そうとするものが発生することが考えられるが、このような場合にも、前方に配置された前述の前部反射板１ｂによる全反射によって、集光目標位置１０へと太陽光は余すこと無く集光できる。
【００５９】
このように、本発明の１実施例の太陽光集光装置１は、所定規模の建設物において、太陽光を集光する集光手段と前記集光手段により集光した太陽光の熱エネルギーを蓄熱する蓄熱手段とを有する複数の太陽光集光モジュールによって太陽光を受光可能な外装部分を構成しており、各太陽光集光モジュールの大きさを変えることなく、各太陽光集光モジュールの数を増大させることで太陽光集光装置１を設置する建設物の大きさを大きくできるので、太陽光集光装置の単位体積あたりの集熱効率を犠牲にすることなく全体の規模を大きくできる。また、太陽光集光装置を設置する建設物の大きさを大きくすればする程、建設物内部には、より大きな空間が発生することとなるが、この空間は、太陽光集光装置に占有されることがないので、倉庫、工場の作業スペース、研究スペース、事務所等の様々な用途に有効利用できる。そして、大規模に得られた太陽光の熱エネルギーは、内部に発生する空間で用途に応じて使用することも可能であるが、外部へと供給しても構わない。例えば、風呂用の温湯生成に使用してもよく、蒸気機関の補助或は蒸気機関のエネルギー源そのものへの利用等へと拡大させることもできる。例えば、熱機関において大気を高温に加熱する過程の余熱過程のみではなく水を沸騰させる程度の加熱を行うことを太陽熱に依存することができる。熱機関において１００％を化石燃料に依存する場合には腹水時に６５％を潜熱として捨てているため発電効率３５％であるが、本発明によれば水を沸騰気化するところを１００％太陽熱に依存でき、さらに、タービンを備えた熱機関において背後に大量の水を噴霧して負圧を得てエネルギーを取り出す場合には、化石燃料を使用する面からみて略２８０％の発電効率となり従来の８倍の効率になる。
【００６０】
また、上記説明の各種レンズ群や反射板の表面には、光触媒の酸化チタンをコーティングしても良い。光触媒の酸化チタンは、各種レンズ群や反射板の表面を風化から保護するので各種レンズ群や反射板の耐久性を向上させることができる。また、光触媒の酸化チタンは、各種レンズ群や反射板の表面に付着しようとする塵や埃を弾く作用があり、各種レンズ群や反射板の表面の汚れを防止する効果がある。すなわち、各種レンズ群や反射板の表面のクリーニング等のメンテナンスを行わなくても集光性能を保持できる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の１実施例の太陽光集光装置１は、太陽光を集光する集光手段と前記集光手段により集光した太陽光の熱エネルギーを蓄熱する蓄熱手段とを有する独立した複数の太陽光集光モジュールによって建設物の外装部分を構成したものであり、単位体積当たりの集熱効率を保ったまま規模を無制限に拡大できるので、太陽光エネルギー利用としては従来に無く大規模な利用が見込める。しかも各太陽光集光モジュールは、太陽光を高密度に濃縮できるので温湯生成、採光、空調、発電等のエネルギー源、生ゴミ処理の熱源等に太陽光を利用でき、電気代等のエネルギー源を削減できる。しかも、夏季に置ける電力ピークを緩和するピークカットとして働くため、発電施設の非効率な拡大化を防止できエネルギー有効利用及び地球温暖化防止を促進できる。特に、太陽光の濃縮効率が高まるので吸収冷凍サイクルの再生器への応用や蒸気機関への応用のように、より高温が必要な分野への利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の１実施例の太陽光集光装置を備えた建設物を示す部分省略平面図である。
【図２】本発明の１実施例の太陽光集光装置を備えた建設物を示す部分省略立面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】本発明の１実施例の太陽光集光装置の各太陽光集光モジュールの東西集光機能を示す説明図である。
【図５】本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の一構成要素であるSHVレンズを示す説明図である。
【図６】図５のSHVレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図７】図６に続く図５のSHVレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図８】図７に続く図５のSHVレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図９】図８に続く図５のSHVレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図１０】図９に続く図５のSHVレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図１１】本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の集光目標位置上空付近での太陽光の進行状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の集光目標位置上空から東西方向に所定角度だけ離れた付近での太陽光の進行状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の集光目標位置上空から東西方向に更に所定角度だけ離れた付近での太陽光の進行状態を示す説明図である。
【図１４】本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の一構成要素であるＣ３０Ｖレンズを示す説明図である。
【図１５】図１４のＣ３０Ｖレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図１６】図１５に続く図１４のＣ３０Ｖレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図１７】図１６に続く図１４のＣ３０Ｖレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図１８】図１７に続く図１４のＣ３０Ｖレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図１９】本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの集光手段の一構成要素であるＣ３０Ｖレンズの第二例を示す説明図である。
【図２０】図１９のＣ３０Ｖレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図２１】図２０に続く図１９のＣ３０Ｖレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図２２】図２１に続く図１９のＣ３０Ｖレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図２３】図２２に続く図１９のＣ３０Ｖレンズの光学的特性を示す説明図である。
【図２４】本発明の１実施例の太陽光集光装置の太陽光集光モジュールの蓄熱手段を示す説明図である。
【図２５】本発明の１実施例の太陽光集光装置の集光手段の構成要素の１つである前部反射板の光学特性を示す説明図である。
【図２６】図２５に続く本発明の１実施例の太陽光集光装置の集光手段の構成要素の１つである前部反射板の光学特性を示す説明図である。
【図２７】本発明の１実施例の太陽光集光装置の集光手段の構成要素の１つである後部反射板の東西方向から見た形状的特徴を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  太陽光集光装置
１ａ  空間
１ｂ  前部反射板
１ｃ  平面
１ｄ  面
１ｅ  平面部分
１ｆ  凹状曲面部分
１ｇ  後部反射板
１ｈ  凹状湾曲部
１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍ  収納可能な部分
１ｎ  側部反射板
２，３，４，５  太陽光集光モジュール
６  初段光路抑制レンズ群
７，８  次段光路抑制レンズ群
９  最終段光路抑制レンズ群
１０  集光目標位置
１１  SHVレンズ
１１ａ  レンズ要素
１２，１３  Ｃ３０Ｖレンズ
１４，１５  日向水水槽
１６  通路
２１  蓄熱手段
２１ａ  集熱体
２２  加熱槽
２３，２４，２５  予熱槽
【図１】
2006275377.tif 000003
【図２】
2006275377.tif 000004
【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】
2006275377.tif 000010
【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】
2006275377.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2006275377.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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