(57)【要約】【課題】エネルギー変換効率を大幅に向上させる。【解決手段】単結晶シリコン太陽電池４において電気エネルギーに変換されない所定波長λ以上の太陽光が有するエネルギーを熱エネルギーに変換し、熱エネルギーを水電解槽７に供給する。これにより、単結晶シリコン太陽電池４において電気エネルギーに変換されない所定波長λ以上の太陽光が有するエネルギーを水素エネルギーとして回収し、太陽光エネルギーを水素エネルギーに変換する際のエネルギー変換効率を大幅に向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長以下の太陽光が有するエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置と、
前記光電変換装置により生成された電気エネルギーを利用して水を電気分解することにより水素と酸素を生成する電気分解装置と、
所定波長以上の太陽光が有するエネルギーを熱エネルギーに変換し、当該熱エネルギーを所定のエネルギー変換手段に供給する太陽光集光装置と
を備えることを特徴とするエネルギー変換システム。
【請求項２】
請求項１に記載のエネルギー変換システムであって、
前記エネルギー変換手段は前記電気分解装置であることを特徴とするエネルギー変換システム。
【請求項３】
請求項１に記載のエネルギー変換システムであって、
前記エネルギー変換手段は燃料ガスを改質する燃料改質装置であることを特徴とするエネルギー変換システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載のエネルギー変換システムであって、
前記光電変換装置は半導体材料太陽電池であることを特徴とするエネルギー変換システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載のエネルギー変換システムであって、
前記光電変換装置は色素増感型太陽電池であることを特徴とするエネルギー変換システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載のエネルギー変換システムであって、
前記光電変換装置は有機化合物太陽電池であることを特徴とするエネルギー変換システム。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のうち、いずれか１項に記載のエネルギー変換システムであって、
前記光電変換装置の太陽光入射面には所定波長以上の太陽光を反射する透明電極が設けられていることを特徴とするエネルギー変換システム。
【請求項８】
請求項４乃至請求項６のうち、いずれか１項に記載のエネルギー変換システムであって、
所定波長以上の太陽光を太陽光集光装置に供給し、所定波長以下の太陽光を光電変換装置に供給する太陽光分離フィルタを備えることを特徴とするエネルギー変換システム。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のうち、いずれか１項に記載のエネルギー変換システムであって、
前記太陽光集光装置は熱エネルギーを直接所定のエネルギー変換手段に供給することを特徴とするエネルギー変換システム。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のうち、いずれか１項に記載のエネルギー変換システムであって、
前記太陽光集光装置は、熱エネルギーを熱媒体に供給し、当該熱媒体を所定のエネルギー変換手段に循環させることにより、所定のエネルギー変換手段に熱エネルギーを供給することを特徴とするエネルギー変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光エネルギーを水素エネルギーに変換するエネルギー変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、太陽光エネルギーを有効利用するために、太陽光エネルギーを利用しやすいエネルギー形態に変換，貯蔵するエネルギー変換システムの研究が精力的に行われている。中でも、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池に関する研究はその代表的な例であるが、太陽電池は製造コストが高いために現在までの所普及が進んでおらず、より安価なエネルギー変換システムの開発が切望されている。このような背景から、近年、光電変換装置を利用して太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーによって水を水素と酸素に電気分解することにより、太陽光エネルギーを水素エネルギーに変換するエネルギー変換システムが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平５−９７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般に、太陽光のスペクトルは０．２［μｍ］から２．６［μｍ］までの広い波長領域にわたって存在するが、光電変換装置を利用して太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する場合、光電変換素子を構成する材料のバンドキャップ幅（禁制帯幅）以下の光子エネルギーを有する太陽光エネルギーしか電気エネルギーに変換されない。より具体的には、光電変換素子がシリコンにより構成されている場合には、シリコンのバンドキャップ幅は１．１［ｅＶ］であり、このバンドキャップ幅に対応する太陽光の波長λは光量子論に基づき約１．１２７［μｍ］（＝１．２４０／Ｅ＝１．２４０／１．１，Ｅは太陽光エネルギー［ｅＶ］を示す）になるので、１．１２７［μｍ］以上の波長を有する太陽光は光電変換素子を透過又は熱として放散し、１．１２７［μｍ］以下の波長を有する太陽光のみが光電変換素子により吸収され電気エネルギーに変換される。しかしながら、従来までのエネルギー変換システムは、太陽光の全ての波長域のエネルギーを電気エネルギーに変換する構成になっているために、太陽光の多くの波長領域、より具体的には、光電変換素子を構成する材料のバンドキャップ幅に対応する波長λ以上の太陽光エネルギーは利用されず、エネルギー変換効率が悪い。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エネルギー変換効率を大幅に向上させることが可能なエネルギー変換システム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】
【０００５】
本発明に係るエネルギー変換システムは、所定波長以下の太陽光が有するエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置と、光電変換装置により生成された電気エネルギーを利用して水を電気分解することにより水素と酸素を生成する電解装置と、所定波長以上の太陽光が有するエネルギーを熱エネルギーに変換し、熱エネルギーを所定のエネルギー変換手段に供給する太陽光集光装置とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るエネルギー変換システムによれば、光電変換装置において電気エネルギーに変換されない所定波長以上の太陽光が有するエネルギーを熱エネルギーに変換し、熱エネルギーを所定のエネルギー変換手段に供給，回収するので、エネルギー変換効率を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の第１，第２の実施形態となるエネルギー変換システムの構成について説明する。
【実施例１】
【０００８】
始めに、図１乃至図６を参照して、本発明の第１の実施形態となるエネルギー変換システムの構成について説明する。
【０００９】
［エネルギー変換システムの全体構成］
本発明の第１の実施形態となるエネルギー変換システム１は、図１に示すように、太陽光スペクトル分離フィルタ２，集光レンズ３，単結晶シリコン太陽電池４，ＤＣ−ＤＣコンバータ５，集光器６，高温水電解槽７，熱交換器８，気液分離タンク９，水ポンプ１０，水素タンク１１，及び酸素タンク１２を主な構成要素として備える。
【００１０】
太陽光スペクトル分離フィルタ２は、所定波長λ以下の波長を有する太陽光を透過し、所定波長λ以上の波長を有する太陽光を反射することにより、所定波長λを境界として太陽光スペクトルを分離する。なお、詳しくは後述するが、この所定波長λは、単結晶シリコン太陽電池４を構成する材料のバンドキャップ幅に基づいて決定される。
【００１１】
集光レンズ３は、太陽光スペクトル分離フィルタ２と単結晶シリコン太陽電池４との間に配置され、太陽光スペクトル分離フィルタ２を透過した所定波長λ以下の波長を有する太陽光を単結晶シリコン太陽電池４に集光する。
【００１２】
単結晶シリコン太陽電池４は、集光レンズ３によって集光された所定波長λ以下の波長を有する太陽光を電気エネルギーに変換し、生成された電気エネルギーを入力電位としてＤＣ−ＤＣコンバータ５に出力する。
【００１３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、単結晶シリコン太陽電池４の入力電位を水の電気分解に必要な電位に調整し、調整された電位を高温水電解槽７に印加する。集光器６は、太陽光スペクトル分離フィルタ２において反射された所定波長λ以上の波長を有する太陽光を高温水電解槽７に集光することにより太陽光エネルギーを熱エネルギーに変換し、高温水電解槽７を加熱する。
【００１４】
高温水電解槽７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５から供給される電位を利用して、熱交換器８から供給される高温水蒸気を高温の水素ガスと酸素ガスに電気分解する。熱交換器８は、高温水電解槽７において生成された高温の水素ガス，酸素ガス，及び水蒸気と水ポンプ１０から供給された水との間で熱交換を行わせ、高温水電解槽７に供給する高温水蒸気を生成する。
【００１５】
気液分離タンク９は、熱交換器８に付随して設けられ、高温水電解槽７を通過し、熱交換器８によって冷却されることにより凝縮した水を貯蔵する。水ポンプ１０は、外部及び気液分離タンク９から供給される水を熱交換器８に供給する。水素タンク１１及び酸素タンク１２はそれぞれ、高温水電解槽７において生成され、熱交換器８において冷却された水素ガス及び酸素ガスを貯蔵する。
【００１６】
〔高温水電解槽の内部構成〕
上記高温水電解槽７は、図２に示すように、Ｄｏｒｎｉｅｒ−Ｌｕｒｇｉセルと呼ばれる円筒形状のセルを軸方向に複数接続した構成を有し、各セルは、外周側に形成されたアノード電極１３と内周側に形成されたカソード電極１４により固体電解質層１５を挟持する構成となっている。また、各セル間には、マグネシウム（Ｍｇ）等のイオン伝導性が無い金属がドープされたＬａＣｒＯ３により形成されたインターコネクタ１６が設けられ、セル間の電気伝導性が保たれている。そして、この高温水電解槽７では、アノード電極１３及びカソード電極１４にそれぞれＤＣ−ＤＣコンバータ５の正電極及び負電極を接続することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ５から供給される電位を利用して円筒内に供給される高温水蒸気を水素ガスと酸素ガスに電気分解する。
【００１７】
なお、アノード電極１３は、ストロンチウム（Ｓｒ）を添加したＬａＭｎＯ３により形成され、以下の化学反応（１）を促進する触媒の役割を果たす。また、カソード電極１４は、８［mol%］程度のイットリアで安定化したジルコニア（ＹＳＺ）とニッケル（Ｎｉ）の混合体により形成され、以下の化学反応（２）を促進する触媒の役割を果たす。また、固体電解質層１５は、ＹＳＺにより形成され、濃度勾配を駆動力としてカソード電極１４側で生成された酸化物イオンＯ２−をアノード電極１３側へ輸送する。
【００１８】
Ｏ２−→Ｏ２＋２ｅ−      …（１）
Ｈ２０＋２ｅ−→Ｈ２＋Ｏ２−       （２）
［エネルギー変換システムの動作］
一般に、太陽光スペクトルは、図３に示すように０．２［μｍ］から２．６［μｍ］までの広い波長領域にわたって存在し、この太陽光スペクトルが太陽光スペクトル分離フィルタ２に入射する。なお、図３に示す太陽光スペクトルはエアマス（ＡＭ）２のスペクトル分布を示すが、以下ではエアマス１．５のスペクトル分布を例として説明する。そして、このような太陽光スペクトルが入射されると、太陽光分離フィルタ２は単結晶シリコン太陽電池４を構成する単結晶シリコンのバンドギャップ幅１．１［eV］（波長１．１３［μｍ］に相当）以下のエネルギーを有する光を反射し、反射された光は集光器６に入射する。一方、太陽光分離フィルタ２は、単結晶シリコンのバンドギャップ幅１．１［eV］以上のエネルギーを有する光を透過し、透過した光は集光レンズ３によって単結晶シリコン太陽電池４上で１０００倍に集光される。
【００１９】
なお、太陽電池が単結晶シリコンにより構成されている場合には、図４に示すように、集光度Ｃが１０００の時で３７［％］程度の変換効率（EFFICIENCY）が得られる。つまり、残りの６３［％］の太陽光は透過又は反射して電気エネルギーに変換されないエネルギーとなる。しかしながら、図４に示す例は、太陽光スペクトルの全波長域のエネルギーを１００［％］とした時の変換効率を表したものであるので、単結晶シリコンにおいて吸収されない波長の太陽光を前もって分離した場合、太陽光スペクトル分離フィルタ２を透過した太陽光は理論的には全て電気エネルギーに変換され、変換効率を高めることができる。
【００２０】
また、一般に、太陽電池で光電変換されない波長域の光は熱となって太陽電池の温度を上昇させ、太陽電池の変換効率を低下させるが、単結晶シリコンにおいて吸収されない波長の太陽光を前もって分離した場合には、太陽電池の温度が上昇することがないので、太陽電池の変換効率の低下を抑制することができる。また、太陽光スペクトル分離フィルタ２において反射される太陽光のエネルギーは、全太陽光エネルギーのうち６３［％］を占めるので、このエネルギーを集光器６によって高温水電解槽７に集中させることにより、高温水電解槽７を１２７３［Ｋ］程度の温度に保つことができる。
【００２１】
太陽光スペクトル分離フィルタ２を透過した太陽光が単結晶シリコン太陽電池４に入射すると、単結晶シリコン太陽電池４が光子エネルギーを電気エネルギーに変換し、ＤＣ−ＤＣコンバータ５が電気エネルギーを水の電気分解に最適な電圧に変換する。そして、高温水電解槽７のカソード電極１４側では、熱交換器８から供給された高温水蒸気を電気分解することにより、水素分子と酸化物イオンが形成され、水素分子は熱交換器８に送られる。また、酸化物イオンは、濃度勾配を駆動力として固体電解質膜１５中を移動し、アノード電極１３に到達する。そして、アノード電極１３では、カソード電極１４側から到達した酸化物イオンが純酸素と２個の電子に変換され、純酸素は熱交換器８に送られ、電子はインターコネクタ１６を介して隣接するセルのアノード電極１３で利用される。
【００２２】
熱交換器８では、水ポンプ１０から送られてきた純水と高温水電解槽７から供給される高温の水素ガス，酸素，及び水蒸気との間で熱交換が行われる。そして、純水は、高温の水蒸気となって高温水電解槽７に送られ、高温の水素ガス，酸素ガス，及び水蒸気は室温付近まで冷却される。この際、水蒸気は凝縮して水になるために、熱交換器８に併設される気液分離タンク９で分離される。また、気液分離タンク９を通過した、室温での飽和水蒸気圧分の水を含む水素は、水素タンク１１に貯蔵される。また、気液分離タンク９内で凝縮した水については水ポンプ１０上流の水配管に還流されて、再度高温水電解槽７に供給される。また、酸素は、純酸素であるために、そのまま酸素タンク１２に貯蔵される。
【００２３】
［エネルギー変換システムの理論効率］
このエネルギー変換システム１では、エアマス１．５の太陽光を１０００場合に集光しているので、単結晶シリコン太陽電池４の理論効率は３７［％］である（図４参照）。一方、２９８［Ｋ］の時の液体状態の水の生成エンタルピーΔＨは６８［kcal/mol］である（図５参照）。これは、同じ２９８［Ｋ］であっても、液体状態の水の電気分解の方が蒸発熱の分だけ気体状態の水の電気分解よりも大きなエネルギーを必要とすることを示している。また、水の電気分解は１２９８［Ｋ］で行われるので、水の電気分解に必要な電力エネルギーΔＧ１２９８Ｋ及び電圧はそれぞれ４２［ｋＪ］及び０．９１［Ｖ］となる。従って、水の電気分解の効率（＝水の生成エンタルピーΔＨ／電力エネルギーΔＧ）は、１６０［％］（＝６８［kJ/mol］／４２［kJ/mol］）となるために、エネルギー変換システム１の理論効率は、図６に示すように、単結晶シリコン太陽電池４の理論効率３７［％］と合わせて、５９［％」（＝０．３７×１．６０）になる。
【００２４】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態となるエネルギー変換システム１によれば、単結晶シリコン太陽電池４において電気エネルギーに変換されない所定波長λ以上の太陽光が有するエネルギーを熱エネルギーに変換し、熱エネルギーを水電解槽７に供給するので、単結晶シリコン太陽電池４において電気エネルギーに変換されない所定波長λ以上の太陽光が有するエネルギーを水素エネルギーとして回収し、太陽光エネルギーを水素エネルギーに変換する際のエネルギー変換効率を大幅に向上させることができる。
【００２５】
また、本発明の第１の実施形態となるエネルギー変換システム１によれば、単結晶シリコン太陽電池４が太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換するので、太陽光エネルギーを効率よく電気エネルギーに変換し、エネルギー変換システム１全体の効率を大幅に向上させることができる。また、本発明の第１の実施形態となるエネルギー変換システム１によれば、太陽光分離フィルタ２が、所定波長λ以上の太陽光を高温水電解槽７に供給し、所定波長λ以下の太陽光を単結晶シリコン太陽電池４に供給するので、発電部と集光部とを分離し、単結晶シリコン太陽電池４の温度上昇に伴う効率低下や劣化を防止することができる。また、本発明の第１の実施形態となるエネルギー変換システム１によれば、所定波長λ以上の太陽光から得られた熱エネルギーは直接高温水電解槽７に供給されるので、効率よく太陽光エネルギーを水素エネルギーに変換することができる。
【００２６】
なお、一般に、水の理論分解電圧は温度が高くなるのに応じて低くなる。より具体的には、図５に示すように、水の生成エンタルピーΔＨは温度の上昇に合わせて漸増する傾向にあるのに対し、水の電気分解に要する電力エネルギーΔＧは、以下に示す数式（３）により表されることから、温度と共に急激に低下する。また、以下に示す数式（４）から、電力エネルギーΔＧは水の分解電圧と等価であり、且つ、水の分解反応においては、数式（４）中のｎは２であるために、温度２９８［Ｋ］及び１０００［Ｋ］における分解電圧はそれぞれ１．２３［Ｖ］及び１．００［Ｖ］となる。さらに、水の電気分解においては、水の生成エンタルピーΔＨと電力エネルギーΔＧの差は、周りの熱吸収によって補われるものである。
【００２７】
ΔＧ＝ΔＨ−ＴΔＳ（Ｔは絶対温度を示す）    …（３）
ΔＧ＝−ｎＦＥ（ｎ：反応に関わる電子数，Ｆ：ファラデー係数）    …（４）
従って、電気により供給されるエネルギーと熱により供給されるエネルギーの差は温度に応じて変化し、理論的には、高温においては常温よりも小さい電圧で電気分解することが可能である。また、水の生成エンタルピーΔＨは液層の場合より気相の方が小さいので蒸発のためのエネルギーは電気的よりも熱的に供給される。また、一般に、過電圧は低温よりも高温の方が著しく小さいので、動作温度を高くすることにより反応動力学的に好ましい状態になる。
【実施例２】
【００２８】
次に、図７，８を参照して、本発明の第２の実施形態となるエネルギー変換システムの構成について説明する。
【００２９】
［エネルギー変換システムの全体構成］
本発明の第２の実施形態となるエネルギー変換システム２０は、図１に示すように、色素増感型太陽電池２１，熱伝達装置２２，ＤＣ−ＤＣコンバータ５，高温水電解槽７，熱交換器８，気液分離タンク９，水ポンプ１０，水素タンク１１，及び酸素タンク１２を主な構成要素として備える。なお、熱交換器８，気液分離タンク９，水ポンプ１０，水素タンク１１，及び酸素タンク１２の構成は、上記エネルギー変換システム１におけるそれと同じ構成であるので、以下ではその説明を省略する。
【００３０】
色素増感型太陽電池２１は、ガラス基板やプラスチック基板等の透明電極付きの２枚の基板で色素と電解液を挟み込んだ構造となっており、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換し、生成された電気エネルギーを入力電位としてＤＣ−ＤＣコンバータ５に出力する。また、色素増感型太陽電池２１の透明電極は、所定波長λ以下の波長を有する太陽光を透過すると共に、所定波長λ以上の波長を有する太陽光を反射することにより、所定波長λを境界として太陽光スペクトルを分離する。
【００３１】
熱伝達装置２２は、色素増感型太陽電池２１により反射された太陽光を利用して熱媒体である金属ナトリウムを昇温し、図示しない循環ポンプによって金属ナトリウムを高温電解槽７に循環させることにより高温電解槽７に熱を伝達する。ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、色素増感型太陽電池２１の入力電位を水の電気分解に必要な電位に調整し、調整された電位を高温水電解槽７に印加する。
【００３２】
高温水電解槽７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５から供給される電位を利用して、熱交換器８から供給される高温水蒸気を高温高圧の水素ガスと酸素ガスに電気分解する。なお、この実施形態では、高温水電解槽７内部は、７９８［Ｋ］，７００気圧の高温高圧環境に保持され、電気分解によって７００気圧の水素ガス及び酸素ガスが生成される。高圧のガスを生成することにより、ガスを貯蔵する際にコンプレッサを用いてガスを昇圧する必要がなくなる。
【００３３】
〔高温水電解槽の内部構成〕
高温水電解槽７は、図８に示すように、Ｄｏｒｎｉｅｒ−Ｌｕｒｇｉセルと呼ばれる円筒形状のセルを軸方向に複数接続した構成を有し、各セルは、内周側に形成されたアノード電極１３と外周側に形成されたカソード電極１４により固体電解質層１５を挟持する構成となっている。また、各セル間には、マグネシウム（Ｍｇ）等のイオン伝導性が無い金属がドープされたＬａＣｒＯ３により形成されたインターコネクタ１６が設けられ、セル間の電気伝導性が保たれている。そして、この高温水電解槽７では、アノード電極１３及びカソード電極１４にそれぞれＤＣ−ＤＣコンバータ５の正電極及び負電極を接続することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ５から供給される電位を利用して円筒内に供給される高温水蒸気を水素ガスと酸素ガスに電気分解する。
【００３４】
なお、この実施形態では、アノード電極１３は、白金多孔体により形成され、以下の化学反応（５）を促進する触媒の役割を果たす。また、カソード電極１４は、白金多孔体により形成され、以下の化学反応（６）を促進する触媒の役割を果たすことにより、純水素を生成する。また、固体電解質層１５は、ＢａＣｅＯ３系ベロブスカイト酸化物により形成され、濃度勾配を駆動力としてアノード１３側で生成されたプロトン（Ｈ＋）をカソード電極１４側へ輸送する。
【００３５】
Ｈ２０→２Ｈ＋＋１／２Ｏ２＋２ｅ−      …（５）
２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２      …（６）
以上の説明から明らかなように、本発明の第２の実施形態となるエネルギー変換システム２０によれば、色素増感型太陽電池２１が太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換するので、エネルギー変換システム２０のコストを低減することができる。また、本発明の第２の実施形態となるエネルギー変換システム２０によれば、色素増感型太陽電池２１の最表面には透明電極が設けられ、この透明電極は、所定波長λ以下の波長を有する太陽光を透過すると共に、所定波長λ以上の波長を有する太陽光を反射するので、可視光と比較して波長が長い赤外線を透明電極表面において反射させ、太陽熱を効率よく回収することができる。また、本発明の第２の実施形態となるエネルギー変換システム２０によれば、所定波長λ以上の太陽光から得られた熱エネルギーは金属ナトリウムを高温電解槽７に循環させることにより高温電解槽７に供給されるので、高温水電解槽７の温度を精度よく制御することができる。
【００３６】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、上記実施形態では、太陽電池として、単結晶太陽電池や色素増感型太陽電池を用いたが、多結晶シリコン太陽電池，アモルファスシリコン太陽電池，ガリウム砒素型太陽電池，有機化合物太陽電池等のその他の形態の太陽電池を用いてもよい。また、第２の実施形態となるエネルギー変換システム２０における熱伝達装置２２を第１の実施形態となるエネルギー変換システム１に適用してもよい。また、図９に示すように、メタンやガソリンの水蒸気改質反応等の吸熱を伴う燃料改質装置３１に対して、太陽光エネルギーのうち、光電変換されない波長域の太陽光エネルギーを熱として与えるようにしてもよい。これにより、水蒸気改質処理のエネルギー効率を向上させることができる。このように、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態となるエネルギー変換システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す高温水電解槽の内部構成を示す断面図である。
【図３】太陽スペクトルの波長分布を示す図である。
【図４】太陽電池を構成する材料のバンドキャップ幅と太陽電池の変換効率の関係を示す図である。
【図５】水の生成エンタルピー及び水の電気分解に必要な電力エネルギーと温度との関係を示す図である。
【図６】図１に示すエネルギー変換システムの理論効率を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態となるエネルギー変換システムの構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示す高温水電解槽の内部構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態となるエネルギー変換システムの応用例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３８】
１，２０：エネルギー変換システム
２：太陽光スペクトル分離フィルタ
３：集光レンズ
４：単結晶シリコン太陽電池
５：ＤＣ−ＤＣコンバータ
６：集光器
７：高温水電解槽
８：熱交換器
９：気液分離タンク
１０：水ポンプ
１１：水素タンク
１２：酸素タンク
１３：アノード電極
１４：カソード電極
１５：固体電解質層
１６：インターコネクタ
２１：色素増感型太陽電池
２２：熱伝達装置
３１：燃料改質装置
【図１】
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【図２】
2006176834.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006176834.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006176834.tif 000008
【図７】
2006176834.tif 000009
【図８】
2006176834.tif 000010
【図９】
2006176834.tif 000011