(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤ照明やレーザー光線などの照明を当てて効率よく発電できる人工光による光発電システムを提供する。【解決手段】太陽電池とＬＥＤ光源の工業的相性から幅をもたせて光波長９００nm〜９５０nmの間の単一光波長のＬＥＤ円筒光源に、同じく円筒形で透明な形状で光源を包み込むような形状物に内側の光源を向いた形で単結晶ＳＩ太陽電池を取り付け、その単結晶ＳＩ太陽電池集合体であるセルを最低６つ以上で直列なら直列に並列なら並列に統一してつなぎ、一番外側に内側を向いた光反射物を取り付けて形状は光源と同じように円筒形でつくり、光源光を密閉状態とする。【選択図】図３
0003211019.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ（発光ダイオード）やレーザー発光ダイオードなどの
人工光を太陽電池に当てて発電する。
この場合、充てる人工光側の電力より
太陽電池から出力する電力が多くなるよう
作成されたもの。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
太陽光発電の太陽電池並びにＬＥＤ照明などの省エネ技術
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電モジュールの技術並びにＬＥＤ電球などの省エネ発光技術
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】１９９４年９月２０日発行  編者  浜川主弘  桑野幸徳  太陽エネルギー工学
【非特許文献２】２００６年７月１日発行  編者  ＬＥＤ照明推進協議会  ＬＥＤ照明ハンドブック
【非特許文献３】２００８年１月２８日発行  著者  谷腰欣司  発光ダイオードの本
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
発電方法を太陽光発電に限っていうと
従来の発電方法は、太陽電池に太陽光を当てて発電するために、
まず夜間は発電できず大雨・暴風雨などの天変地変に影響され
その時々の発電量が予測できないという欠点がある。
大容量の蓄電池が開発されない限り
発電量は結果として、その時頼みというのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
太陽電池に太陽光ではなくＬＥＤ照明などの照明を当て発電する。
この場合、太陽電池の形状や構成などはセットする照明器に合わせて
セットされるよう作成する。
【０００６】
また、発電に利用し備蓄電源に利用するもののため
以下の要件を満たせばよい。
照明にかかわる電力より、太陽電池等から発電される電力のほうが大きい。
上記は、照明にかかわる電力を１００ワットとした場合に
太陽電池等から発電される電力が１０１ワットでも本考案は成り立つ。
照明にかかわる電力  ＜  太陽電池等から発電される電力
【０００７】
また、太陽電池の電力は、電流×電圧になるため
太陽電池が最も反応しやすい波長を当てるのが
効率が良い。その点、ＬＥＤだと色の３要素の
赤 (Red)、緑 (Green)、青 (Blue)の三つの原色を混ぜて
幅広い色を再現する加法混合が可能である。
ために現在では可視光線から遠赤外域までＬＥＤ照明は
商品化されている。
つまりＬＥＤ照明の光波長は、現在ほとんどの波長が
生み出せる技術は確立されている。
【０００８】
以上から、太陽電池は様々な種類があり
かつ発電する光波長も太陽電池の様式により様々である。
ために最適な波長でＬＥＤなどの照明を当てれば効率よく発電が可能である。
つまりＬＥＤなどの光源は最適な波長光のみ照射が可能であり
むしろ太陽光より扱いやすいものである。
最終的に、このようにして少しの電力補充からもっと大きい電力補充へと
沢山の利用が考えられる。
【考案の効果】
【０００９】
電力を産むために使用する電力より
ほんの少しでも多い電力が生まれるのであれば
利用方法は多岐にわたる。
電気自動車などや停電時の電源システムなど
活用は多岐にわたる。
【００１０】
今まで太陽光に当てて発電するしか方法がなかったことに対し
ＬＥＤ照明などの人工光源を当てて発電することがわかれば
それに伴い蓄電池や太陽電池、ＬＥＤもしくはそれを進化した
様々な工業機器が出現するはず。
【００１１】
当面は、二次電池と本考案をセットし無停電電源システムなどに
利用が考えられる。これは、人工照明の量と照射面積並びに
太陽電池などの性能に左右されるも確実に
従前のものより長い時間を無停電電源として利用可能である。
また、各性能の向上から将来、永久電源として利用されるのも
夢ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】太陽電池の入力される光に対しての感度（分光感度）
【図２】ＬＥＤ発光ダイオードを点で光るのではなく面で光りかつ表裏両方光る場合に、光が照射される面積が表裏とも発光する場合に倍増することで出力電力を多く取り入れる。また、太陽電池が照射光（ＬＥＤ単波長光）が一部通過するようであれば多重層の重ね太陽電池も考えられる。
【図３】ＬＥＤ発光ダイオードを点で光るのではなく蛍光管のように円筒型として発光させ、その周囲を取り巻くように円筒型の太陽電池を設置する。このことで一つの光源から多くの出力電力をえることが可能となる。また、ＬＥＤ発光ダイオードを点で光らせそれを包みこむように球体の太陽電池が設置できればより一層の出力電力が得られる。
【図４】本考案の骨子を列記したもの。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
発電を必要とするもの総てに利用可能である。ただし機器の大きさや出力電力の大小はその機器設定によるので利用目的に沿った機器設定が必要となる。
【図１】
0003211019.tif 000003
【図２】
0003211019.tif 000004
【図３】
0003211019.tif 000005
【図４】
0003211019.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月23日(2016.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
今まで太陽光で発電し利用していたものを、LＥＤ（発光ダイオード）やレーザー発光ダイオードなどの人工光を太陽電池に当てて発電する。太陽光は様々な光波長が混合して降り注ぎ太陽電池で発電するが、本技術のLED等の光源光波長は照射する太陽電池の発電効率が最も高い光波長のみを充てて発電する。この場合、充てる人工光側の電力より太陽電池から出力する電力が多くなるよう作成されたもの。それには、太陽電池が最も発電効果の高い光波長に合わせLED光源を作成し、その光をまんべんなく充て、かつその光を外に漏れないようにして発電するものである。
【請求項２】
以下はその具体的な作成例。太陽電池は様々な種類があるが最も一般的な単結晶SI太陽電池で本技術を適用する場合、図２のように円筒形の光源を取り囲むように単結晶SI太陽電池で囲む。この場合、図２では１１面で囲んでいるも光源に対して丸い円筒形で数枚に分かれていれば可。また、機器全体のサイズにもよるが光量ダウンを避けるため光源から５cm以上離さないように作る。図２ではわかりやすく外面を記載してるも円筒形が照射角からしても一番良い。そしてその数枚の単結晶SI太陽電池セル集合体を１枚ずつすべて同じく直列なら直列に並列なら並列に接続する。これにより単結晶SI太陽電池から発電されるワット数はこの面数分整数倍されることになる。機器全体のサイズにもよるがここでは面数を最低６面以上とする。６面以上に特に意味はない。ただ６面が最も光源の周囲を囲みやすいと考えるため。また補足として光源が円筒形であれば太陽電池も円筒形で数枚あわさったものとし、球体光源であれば太陽電池も球体の一部の形状とするし、平面光源であれば太陽電池も平面の一部形状とするのが最良である。次に図２の円筒光源の場合、設計上外面の単結晶SI太陽電池(６面以上)のすきまや、単結晶SI太陽電池本体から光源光が外に漏れるようであれば一番外側にもう一つ内向きな反射面を持った円筒を作り光を逃さないようにする。以上が太陽電池とその外面の反射面の説明と設置方法である。
【請求項３】
次に円筒光源の場合で、図１の分光感度特性により単結晶SI太陽電池の分光感度は光波長が９００nm〜９５０nm(ナノメートル)が最も高い。円筒光源としてこの９００nm〜９５０nm(ナノメートル)のLED円筒光源を当てる。この場合、作られるLED円筒光源にもよるが禁制帯の幅がバンドギャップより短波長の光でなければならないし９００nm〜９５０nm(ナノメートル)の光波長とする。９００nm〜９５０nm(ナノメートル)は作成される太陽電池とLED光源の相性と工業的性能からきっちり９００nmとせず幅をもたせている。以上のようにして太陽電池が単結晶SI太陽電池の場合の人工光による光発電の様式である。
【請求項４】
以下、その他の種類の太陽電池の場合は分光感度特性が変わるのでその分光感度の最大値の光波長を禁制帯の幅がバンドギャップより短波長の光で作る。またその形状は円筒形で説明したが球体でも平面でも可。球体の場合、丸いLED電球にその外面に内向きに太陽電池を単一ではなく前述のように最低６枚以上組み合わせる。それは野球ボールの外皮のように内向きに光を吸収し更にその外側に光反射面がある球体を必要であれば゜取り付ける。この場合の太陽電池は、その組み合わせた太陽電池集合体をすべて同じく直列なら直列に並列なら並列に接続する。もちろん光が漏れないように作成するが漏れるようだと、前述のようにその外側に光反射する球体をつける。また、平面の場合は図３にあるように１重もしくは２重以上の太陽電池を光源に向け必要であれば外面に反射面で覆い、太陽電池の面を３〜４分割してひとつひとつを太陽電池セル集合体とし、その集合体同士を直列ならすべて直列、もしくは並列ならすべて並列でつなぐ。以上がその具体例である。また、使う太陽電池は、単結晶SI太陽電池のように変換効率が同等もしくはそれ以上のものを使うこと。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月1日(2016.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
低電力のLＥＤなどで単一光波長の人工光を発光させ、発光周囲に太陽電池モジュール片で包みこみ、尚かつ漏れた光を一番外側から反射板で光を密封状態とするもので、以下にその具体的な作成方法を列記します。
【請求項２】
（１）太陽電池は様々な種類があるために使用する太陽電池の種類を決める。
（２）光源から発せられる光を閉じこめる形状を、球状、円筒形、平面形などどれにするかを決定する。
（３）次に（１）で決定した太陽電池の分光感度特性から分光感度の最大値の光波長を発するLED光源を決定する。
（４）また（２）で決定した形状にするため決定された光波長のLED電球もしくはＬＥＤ電灯などの光源となるＬＥＤ光源の形状を決定する。
【請求項３】
上記（２）の説明は図２参照。
【請求項４】
以下はその具体的な作成例として、太陽電池は様々な種類があるが最も一般的な単結晶SI太陽電池で本技術を適用する場合に、また光源から発せられる光を閉じこめる形状を円筒形とした場合に、機器全体のサイズにもよるが光量ダウンを避けるため光源から５cm以上離さないように作り、光源も円筒形のＬＥＤ電灯となりその電灯を取り囲む単結晶SI太陽電池セル集合体を６枚以上で囲み、その単結晶SI太陽電池セル集合体を１枚ずつすべて同じく直列なら直列に並列なら並列に接続し、一番外側にもう一つ内向きな光の反射面を持った円筒を作り光を逃さないようにする。
【請求項５】
次に分光感度特性により単結晶SI太陽電池の分光感度最大値は光波長が９００nm〜９５０nm(ナノメートル)が最も高いので、円筒光源としてこの９００nm〜９５０nm(ナノメートル)のLED円筒光源を当て、その理由は作られるLED円筒光源にもよるが禁制帯の幅がバンドギャップより短波長の光でなければならないので９００nm〜９５０nm(ナノメートル)の光波長とし、９００nm〜９５０nm(ナノメートル)は作成される太陽電池とLED光源の相性と工業的性能からきっちり９００nmとせず幅をもたせている。
【請求項６】
またその形状は円筒形で説明したが球体でも平面でも可であり球体の場合、丸いLED電球にその外面に内向きに太陽電池を単一ではなく前述のように最低６枚以上組み合わせ、それは野球ボールの外皮のように内向きに光を吸収し更にその外側に光反射面がある球体を取り付け、この場合の太陽電池はその組み合わせた太陽電池集合体の各々をすべて同じく直列なら直列に並列なら並列に接続し、その外側に光反射する球体をつける。
【請求項７】
平面の場合は１重もしくは２重以上の太陽電池を光源に向け外面を反射面で覆い、太陽電池の面を３〜４分割してひとつひとつを太陽電池集合体とし、その集合体同士を直列ならすべて直列もしくは並列ならすべて並列でつなぎ、２重以上にする場合は１重の場合に光が漏れるような場合に２重以上とし、外側の反射板で光を逃さないようにする。
【請求項８】
以上がその具体的な作成例であるが、その他に使う太陽電池は単結晶SI太陽電池の分光感度最大値と同等もしくはそれ以上の分光感度最大値を得られるものを使い、照射するLED光源はその分光感度最大値で禁制帯の幅がバンドギャップより短波長である光波長のLED光源を使い、その形状や全体の構成は上記具体例とする。 
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月9日(2017.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
発電方法は、太陽電池の分光感度最大値が禁制帯の幅のバンドギャップより短波長の光でなければならないので、
太陽電池とLED光源の工業的相性から光波長９００nm〜９５０nmの間のいずれかの単一光波長としたLED円筒光源に、
同じく円筒形で透明な形状で光源を包み込むような形状物に内側の光源を向いた形で単結晶ＳＩ太陽電池を取り付け、
その単結晶ＳＩ太陽電池集合体であるセルを最低6つ以上で直列なら直列に並列なら並列に統一してつなぎ、
一番外側に内側を向いた光反射面を取り付けて形状は光源と同じように円筒形でつくり、
光源光を密閉状態とすることを特徴とする人口光による光発電。
【請求項２】
請求項１の発電方法で、単結晶ＳＩ太陽電池での発電方法なるもその他にGaAs太陽電池もありこの場合、
光波長７９０nm〜８２０nmの間のいずれかの単一光波長を光源として使うもので、
分光感度が単結晶ＳＩ太陽電池と同等かそれ以上の太陽電池を光源として使うことを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項３】
請求項１の発電方法で、形状はLED光源の形状で全体の形状が決まり、請求項１では円筒形での発電であったが
LED光源が球体であればそれを覆う太陽電池も球体となり、一番外側の内向きに光反射面がついた形状も球体となり、
LED光源が平面体であれば表裏両方に光源光が出るので平面体であるLED光源をはさむ形で、
太陽電池も一番外側の内向きに光反射面がついた形状も平面となり、
LED光源とそれを覆う太陽電池の距離が同じになりかつすべての形状で距離５cm以内とすることを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項４】
請求項１の発電方法で、単結晶ＳＩ太陽電池集合体であるセルを最低6つ以上とすることと記載あるが、
例えば形状が円筒形であれば円筒形両端の円形部分はそれぞれ１枚ずつのセル集合体となり円筒部分は４分割し計６面とし、
平面体の場合はLED光源をはさんで太陽電池どうしをつなぐ面がそれぞれ１面合計４面となり、
残り平面体がそれぞれ１面合計２面となるも出力電力を多くするため必要であれば平面体のセルを分割して使うようにし、
また球体の場合は野球ボールの皮のように機器全体の大きさによるが最低６面以上のセル集合体で使うことを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項５】
請求項１の発電方法で、一番外側に内側を向いた光反射面を取り付けて使うが、この光反射面は鏡が一番望ましいも、
別に光反射シールなど貼り付け温度２００度の熱量に耐えうるものを使うことができ、
このような光反射面を特徴とする人口光による光発電システム。
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月4日(2017.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
発電方法は、太陽電池の分光感度最大値が禁制帯の幅のバンドギャップより短波長の光でなければならないので、
太陽電池とLED光源の工業的相性から光波長９００nm〜９５０nmの間のいずれかの単一光波長としたLED円筒光源に、
同じく円筒形で透明な形状で光源を包み込むような形状物に内側の光源を向いた形で単結晶ＳＩ太陽電池を取り付け、
その単結晶ＳＩ太陽電池集合体であるセルを最低6つ以上で直列なら直列に並列なら並列に統一してつなぎ、
一番外側に内側を向いた光反射面を取り付けて形状は光源と同じように円筒形でつくり、
光源光を密閉状態とすることを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の発電システムであって、単結晶ＳＩ太陽電池での発電方法なるもその他にGaAs太陽電池もありこの場合、
光波長７９０nm〜８２０nmの間のいずれかの単一光波長を光源として使うもので、
分光感度が単結晶ＳＩ太陽電池と同等かそれ以上の太陽電池を光源として使うことを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項３】
請求項１に記載の発電システムであって、形状はLED光源の形状で全体の形状が決まり、請求項１では円筒形での発電であったが
LED光源が球体であればそれを覆う太陽電池も球体となり、一番外側の内向きに光反射面がついた形状も球体となり、
LED光源が平面体であれば表裏両方に光源光が出るので平面体であるLED光源をはさむ形で、
太陽電池も一番外側の内向きに光反射面がついた形状も平面となり、
LED光源とそれを覆う太陽電池の距離が同じになりかつすべての形状で距離５cm以内とすることを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項４】
請求項１に記載の発電システムであって、単結晶ＳＩ太陽電池集合体であるセルを最低6つ以上とすることと記載あるが、
形状が円筒形なら円筒形両端の円形部分はそれぞれ１枚ずつのセル集合体となり円筒部分は４分割し計６面とし、
平面体の場合はLED光源をはさんで太陽電池どうしをつなぐ面がそれぞれ１面合計４面となり、
残り平面体がそれぞれ１面合計２面となるも出力電力を多くするため必要であれば平面体のセルを分割して使うようにし、
また球体の場合は野球ボールの皮のように機器全体の大きさによるが最低６面以上のセル集合体で使うことを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項５】
請求項１に記載の発電システムであって、一番外側に内側を向いた光反射面を取り付けて使うが、この光反射面は鏡をつかうも、
光反射シールなど貼り付け温度２００度の熱量に耐えうるものを使うことができ、
このような光反射面を特徴とする人口光による光発電システム。
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月16日(2017.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
発電方法は、太陽電池の分光感度最大値が禁制帯の幅のバンドギャップより短波長の光でなければならないので、
太陽電池とLED光源の工業的相性から幅をもたせて光波長９００nm〜９５０nmの間の単一光波長のLED円筒光源に、
同じく円筒形で透明な形状で光源を包み込むような形状物に内側の光源を向いた形で単結晶ＳＩ太陽電池を取り付け、
その単結晶ＳＩ太陽電池集合体であるセルを最低6つ以上で直列なら直列に並列なら並列に統一してつなぎ、
一番外側に内側を向いた光反射物を取り付けて形状は光源と同じように円筒形でつくり、
光源光を密閉状態とすることを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の発電システムであって、単結晶ＳＩ太陽電池での発電方法なるも他にGaAs太陽電池がありこの場合、
光波長７９０nm〜８２０nmの間の単一光波長を光源として使うもので、
単結晶ＳＩ太陽電池かGaAs太陽電池かのいずれかの太陽電池を光源として使うことを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項３】
請求項１に記載の発電システムであって、形状はLED光源の形状で全体の形状が決まり、請求項１では円筒形でのLED光源による発電であったが
LED光源が球体であればそれを覆う太陽電池も球体となり、一番外側の内向きに光反射物がついた形状も球体となり、
LED光源が平面体であれば表裏両方に光源光が出るので、平面体であるLED光源をはさむ形で太陽電池も一番外側の内向きに光反射物がついた形状も平面となり、
これらLED光源の形状により光発電システム全体の形状が決まり、
かつその種類は円筒形や球体や平面体など３種類あり、
LED光源とそれを覆う太陽電池の距離が５cm以内とすることを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項４】
請求項１に記載の発電システムであって、単結晶ＳＩ太陽電池集合体であるセルを最低6つ以上とすることと記載あるが、
形状が円筒形なら円筒形両端の円形部分はそれぞれ１枚ずつのセル集合体となり円筒部分は４分割し計６面とし、
平面体の場合はLED光源をはさんで太陽電池どうしをつなぐ面がそれぞれ１面合計４面となり、
残り平面体がそれぞれ１面合計２面となるも出力電力を多くするため必要であれば平面体のセルを分割して使うようにし、
また球体の場合は野球ボールの皮のように機器全体の大きさによるが最低６面以上のセル集合体で使うことを特徴とする人口光による光発電システム。
【請求項５】
請求項１に記載の発電システムであって、一番外側に内側を向いた光反射物を取り付けて使うが、この光反射物は鏡をつかうも、
光を反射しない形状物の上に温度２００度までの熱量に耐えうる光反射シールを漏れなく貼り付けた光反射面を光反射物に代えて別に使うことができ、
このような光反射面を特徴とする人口光による光発電システム。