(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多機能な太陽エネルギーシステムであって、
少なくとも１つの集光屈折面（ｓ１）、及び、太陽光の入射方向に沿って前記集光屈折面の下方に設けられた１つの反射面（ｓ２）を含む収束システムと、
太陽光を吸収及び利用するための２つの太陽エネルギー利用装置（Ｐ１、Ｐ２）とを備え、
前記反射面及び２つの前記太陽エネルギー利用装置の少なくとも１つが光路から除去可能であり、
前記反射面が除去可能な場合、２つの前記太陽エネルギー利用装置の一方は、前記反射面が除去される前の光路上にのみ設けられ、前記反射面が除去された後の光路上に設けられておらず、２つの前記太陽エネルギー利用装置の他方は、前記反射面が除去された後の光路上にのみ設けられ、前記反射面が除去される前の光路上に設けられておらず、
前記反射面が固定されている場合、２つの前記太陽エネルギー利用装置は、前記反射面の後の光路上にいずれか一方だけが受光するように設けられていることを特徴とする太陽エネルギーシステム。
【請求項２】
少なくとも１つの前記集光屈折面は、歯面であり、少なくとも１つのフレネルユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項３】
前記歯面及び前記反射面の少なくともいずれか一方の巨視的曲面の形状は、回転曲面又は同軸面であることを特徴とする請求項２に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項４】
前記収束システムは、第１フレネルレンズ及び反射素子を含み、
前記第１フレネルレンズは、単面単純フレネルレンズ、単面複合フレネルレンズ、両面単純フレネルレンズ、両面複合フレネルレンズ及び両面混合フレネルレンズから選択され、
前記反射素子は、単一の反射平面又は反射曲面のみを有する反射素子、平面反射鏡、平面反射面と凹面又は凸面透過面とが組み合わさった反射レンズ、及び反射型フレネルレンズから選択されることを特徴とする請求項２に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項５】
予め設定されたプログラムに従って前記太陽エネルギーシステム内の除去可能である部品を除去するための移動制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項６】
２つの前記太陽エネルギー利用装置のそれぞれは、太陽エネルギー加熱装置及びソーラーパネルのうちの一方から選択されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項７】
２つの前記太陽エネルギー利用装置のうち、太陽光の入射方向に沿って上方に設けられた一方が両面ソーラーパネルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項８】
透明材料で作られた水タンクをさらに備え、２つの前記太陽エネルギー利用装置のうち、太陽光の入射方向に沿って上方に設けられた一方が前記水タンクによって被覆されており、前記一方からの熱が前記水タンクに伝導されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項９】
前記集光屈折面又は前記反射面の周囲には、テントを取り付けるためのフック又は穴が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽エネルギーシステム。
【請求項１０】
２つの前記太陽エネルギー利用装置の少なくとも一方がソーラーパネルであり、
前記システムは、
前記ソーラーパネルと電気的に接続され、電気エネルギーを貯蔵するためのエネルギー貯蔵器、
前記ソーラーパネルと電気的に接続され、前記ソーラーパネルによって出力された直流電流を交流電流に変換するための交流インバータ、
前記ソーラーパネルと電気的に接続され、直流電圧を出力するための直流電圧出力装置、及び、
電圧、電流、電力及び温度から選択される前記太陽エネルギーシステムの動作パラメータを検出及び表示するための状態インジケータ
のうちの１つ又は複数をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の太陽エネルギーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンエネルギー技術分野に関し、特に太陽エネルギーを利用した多機能太陽エネルギーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保護がますます重要視されるにつれ、太陽エネルギーシステムはますます広範囲に使用されるようになっている。現在、一般的な太陽エネルギーシステムは、例えば、光熱変換を行う太陽熱温水システムや光電変換を行う太陽光発電システム等のような単一機能を有するものがほとんどである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、人間の活動では、ときによって異なるニーズがあるのが通常である。例えば、食事の際に食べ物を加熱したり調理したりする必要があり、また、他のその時間に応じた電力を使用する必要がある。従って、単一機能を有する太陽エネルギーシステムは、様々なニーズを満たすことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、収束システム及び２つの太陽エネルギー利用装置を備える多機能な太陽エネルギーシステムを提供する。前記収束システムは、少なくとも１つの集光屈折面及び１つの反射面を含み、前記反射面は、太陽光の入射方向に沿って前記集光屈折面の下方に設けられている。２つの前記太陽エネルギー利用装置は、太陽光を吸収及び利用するために用いられる。前記反射面及び２つの前記太陽エネルギー利用装置の少なくとも１つが光路から除去可能であり、前記反射面が除去可能な場合、２つの前記太陽エネルギー利用装置の一方は、前記反射面が除去される前の光路上にのみ設けられ、前記反射面が除去された後の光路上に設けられておらず、２つの前記太陽エネルギー利用装置の他方は、前記反射面が除去された後の光路上にのみ設けられ、前記反射面が除去される前の光路上に設けられておらず、前記反射面が固定されている場合、２つの前記太陽エネルギー利用装置は、前記反射面の後の光路上にいずれか一方だけが受光するように設けられている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る多機能太陽エネルギーシステムは、少なくとも１つの可動部品（即ち、反射面又は２つの太陽エネルギー利用装置のうちの１つ）を有する。当該可動部品を除去することにより、２つの太陽エネルギー利用装置のうちの一方を光路上に設けることで、異なる時間に２つの太陽エネルギー利用装置のそれぞれを使用することができる。これにより、コストを僅かに増加するだけで、太陽エネルギーシステムの機能が大幅に拡大され、システムの総合的な利用率が向上し、自然クリーンエネルギーをより十分に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
以下、図面と併せて、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。
【０００７】
【図１】本発明に係る多機能太陽エネルギーシステムの基本構成概略図である。
【図２】本発明における、フレネル屈折面を生成するための２つの同軸面の概略図である。
【図３】本発明における、２つの歯面を有する収束システムの概略図である。
【図４】本発明に係る反射型フレネルレンズの概略図である。
【図５】実施形態１における多機能太陽エネルギーシステムの概略図である。
【図６】実施形態２における多機能太陽エネルギーシステムの概略図である。
【図７】実施形態３における多機能太陽エネルギーシステムの概略図である。
【図８】実施形態４における多機能太陽エネルギーシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係る多機能太陽エネルギーシステムの基本構造については、図１を参照されたい。多機能太陽エネルギーシステムは、収束システムと２つの太陽エネルギー利用装置Ｐ１及びＰ２とを備えている。収束システムは、少なくとも１つの集光屈折面ｓ１、及び、太陽光の入射方向に沿って集光屈折面の下方に設けられた１つの反射面ｓ２を含む。ｓ２、Ｐ１及びＰ２の少なくとも１つが移動可能である。
【０００９】
極めて簡単な状況において、ｓ１及びｓ２は、同一の物理的素子によって提供されてよい。例えば、一方の面に反射膜がコーディングされた収束レンズの場合、コーティングされた面は反射面であり、他方の面は集光屈折面である。この場合、可動部材は、２つの太陽エネルギー利用装置のうちの一方であり、且つ集光屈折面上に設けられる必要がある。
【００１０】
一般に、ｓ１及びｓ２は、別個の物理的素子によって提供されてよく、反射面を提供する素子は同様に、システムの集光能力をさらに向上させるための収束能力を有してよい。言い換えれば、収束システムは、相互に結合し又は反射面と結合することで物理的素子の異なる組合せを形成することができる、２つ以上の集光屈折面を有してよい。
【００１１】
反射面が固定されている場合、図１（ａ）に示すように、２つの太陽エネルギー利用装置は、反射面の後の光路上に設けられている。この場合、Ｐ１は移動可能であり、Ｐ２を使用する必要がある場合に、Ｐ１を光路から外せばよい。図中の破線は、Ｐ１を外した後の光路を示している。Ｐ１及びＰ２は、ｓ１とｓ２との間に設けられてもよく、ｓ２の上に設けられてもよい。ここで、光路とは、収束システムによって収束され太陽光の光路を意味する。”移動可能”とは、部品が設けられた位置から光路外に移動可能であること又は直接に除去されることを意味する。
【００１２】
反射面が移動可能である場合、図１（ｂ）に示すように、２つの太陽エネルギー利用装置は、前記反射面が移動する前及び移動した後の光路上にそれぞれ設けられている。Ｐ２を使用する必要がある場合に、ｓ２を光路から外せばよい。図中の破線は、反射面を外した後の光路を示している。Ｐ１は、ｓ１とｓ２との間に設けられてもよく、ｓ２の上に設けられてもよい。
【００１３】
収束システムと２つの太陽エネルギー利用装置との間の相対的な位置関係を維持し、移動可能な要件を満たすために、これらを支持するための適切な支持部材（不図示）を使用することができる。具体的な適用場面及びニーズに応じて、支持部材は、様々な適切な形式に設計され得る。一部の実施形態では、例えば時限調理、自動湯沸し等のような何らかの自動処理プロセスを実現するために、予め設定されたプログラムに従ってシステム内の移動可能である部品を移動させるための移動制御装置をさらに備えてよい。
【００１４】
好ましい実施形態として、フレネルレンズによって提供された歯面を集光屈折面として採用してよい。理解を容易にするために、まず関連する概念を紹介する。
【００１５】
フレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌ）レンズは、薄型のレンズである。通常のレンズの連続した原曲面を複数のセグメントに分割し、各セグメントの厚さを減少させた後に、各セグメントの曲面を同一の平面又は同一のほぼ平滑な曲面に設けることにより、フレネルレンズが形成される。原曲面から進化した不連続の屈折面は、通常段丘状又は歯状であり、フレネル屈折面と称されてよい。フレネル屈折面は、対応する原曲面と比較すれば、理論上では同様な光学性能を有するにも関わらず、厚さが大幅に減少する。１つの原曲面（又は原曲面の一部）から生成されたフレネル屈折面を１つのフレネルユニットと称してよい。
【００１６】
フレネル屈折面を生成するための従来の原曲面は、例えば、球面、回転放物面等の回転曲面のような、一般的に光軸を中心とした対称曲面である。従来の原曲面の焦点は、１つの点に位置するため、「同点面」と称されてよい。本発明において、原曲面は、任意の形式の同軸面であってよい。用途のニーズに応じて具体的に設定すればよい。ここでの同軸面とは、焦点が同一の直線上（必ずしも同一の点ではない）に位置する曲面であり、当該直線は、「同軸線」と称されてよい。従来の同点面は、同軸面の同軸線が１つの点に縮退したときの特例とみなされてよい。同軸であるが同点ではない原曲面を採用することにより、集束位置に配置された感知素子を比較的小さい面積（焦点に対応する）から長手形状（焦点から構成された同軸線に対応する）まで拡張させることができ、それにより、コストを大幅に増加させない場合において、信号収集能力が向上し、局所的な過熱問題の解決に資する。典型的な同軸面は、回転曲面（２次又は高次回転曲面を含む）、柱面、錐面等を含む。ここで、柱面は、等断面同軸面とも呼ばれる。このような曲面を、同軸線に垂直な方向に沿った任意の点で切断して得られた横断面の形状及び大きさは同じである。円柱面は、柱面の１つの特例である。同軸線に沿った錐面の横断面は、同様な形状を有するが、大きさが異なる。円錐面は、錐面の１つの特例である。図２は、上記の２つの同軸線を示している。図２（ａ）は、等断面同軸面であり、図２（ｂ）は、テーパー状同軸面であり、焦点Ｆは、それぞれの同軸線Ｌ上に位置している。
【００１７】
１つ又は複数のフレネルユニットからなる巨視的屈折面を歯面と称し、その反対側のほぼ平滑又は平坦な面を背面と称してよい。１つのフレネルユニットのみを有する歯面を「単純フレネルレンズ」と称し、２つ以上のフレネルユニットを有する歯面を「複合フレネル屈折面」と称してよい。一般的には、複合フレネル屈折面における各フレネルユニットの基本パラメータ（例えば、面積、焦点距離、対応する原曲面の形状、原曲面を分割するために使用される同心リングの数量等）のすべては、完全に同じ、部分的に同じ又は全く異なってもよく、柔軟に設定されてよい。１つの実施形態において、複合フレネル屈折面における各フレネルユニットは、それぞれの光学中心を有するが、焦点は、同一の点、同一の直線又は１つの限定されたエリア内に設けられている。これは、当該複合フレネル屈折面を構成する各フレネルユニットに対する空間的配置により実現されてよい。これらのフレネルユニットは、例えば平面、２次曲面（球面、楕円面、円柱面、放物柱面及び双曲柱面を含む）、高次多項式曲面（非球面の通常実現方式）、並びに、複数の平面が接続されてなる多面型面及び台形台面等のような巨視的曲面に配置されているとみなしてよい。
【００１８】
歯面及び背面は、様々なタイプの素子を形成するように自由に組み合わされてよい。例えば、１つの歯面及び１つの背面を有するフレネルユニットを「単面フレネル屈折面」と称してよい。さらに、歯面が「単純フレネル屈折面」である場合、レンズは、「単面単純フレネルレンズ」となり、歯面が「複合フレネル屈折面」である場合、レンズは、「単面複合フレネルレンズ」となる。両面とも歯面であるフレネルレンズを「両面フレネルレンズ」と称してよい。同様に歯面のタイプによって「両面単純フレネルレンズ」及び「両面複合フレネルレンズ」にさらに分類することができる。両面フレネルレンズの１つの歯面が単純フレネル屈折面であり、もう１つの歯面が複合フレネル屈折面である場合、「両面混合フレネルレンズ」と称してよい。また、変形例として、両面フレネルレンズにおける歯面のうちの１つが「単純フレネル屈折面」である場合、当該歯面を従来の凸レンズ面又は凹レンズ面で代替することができる。
【００１９】
同一の光路に２つ又はより多くの歯面を設けることにより、収束システムがより良好な収束能力を有する。図３は、２つの歯面を有する収束システムを示しており、ここで、複合フレネル屈折面ｓ３及び単純フレネル屈折面ｓ４は、１つの両面フレネルレンズによって提供されてもよく、２つの単面フレネルレンズによってそれぞれ提供されてもよい。
【００２０】
本発明に係る収束システムの反射面は、平面反射面又は曲面反射面（例えば、凹面又は凸面反射面）であってもよく、歯面形状の反射面であってもよい。反射面の巨視的形状は、例えば、回転曲面又は同軸面であるように、システムにおける他の集光屈折面の形状に類似してよい。反射面は、反射膜を有する平板のような、単一の反射機能のみを有する素子によって提供されてよい。光線は、素子の表面で直接反射される。反射面は、反射レンズによって提供されてもよい。反射レンズとは、１つの面は反射膜を有するレンズを意味する。光線は透過面によって屈折されてレンズに入射した後、反射面によって反射され、再び透過面によって屈折されて素子から出射する。
【００２１】
異なるタイプの反射面と異なるタイプの透過面とを柔軟に組み合わせることによって、異なるタイプの反射レンズを形成することができる。特に、反射型フレネルレンズは、反射レンズの１つ又は２つの曲面を、対応する歯面で代替することによって形成され得る。反射型フレネルレンズについて、図４を参照されたい。ここで、素子Ｌ１は、平面反射面ｓ５及び単純フレネル屈折面ｓ６を有する。入射光路は、反射により物理的屈折界面ｓ６を２回通過する。当該物理的界面が実質的に２つの歯面に相当するため、素子Ｌ１は、反射型両面フレネルレンズとも呼ばれる。素子Ｌ１は、単面フレネルレンズの背面に反射膜をコーティングしたり、反射能力を有する反射性パッチを貼り付けたりすることにより形成され得る。他のタイプの反射レンズも、原レンズの任意の面を反射面に変換することによって形成され得る。反射レンズを使用することにより、光路内の集光屈折面の数が容易に増加し、製造及び取付コストが削減される。
【００２２】
以下、具体的な適用場面と併せて、本発明に係る多機能太陽エネルギーシステムのいくつかの使用形態について例を挙げて説明する。
【００２３】
＜実施形態１＞
図５に示すように、１つの実施形態として、本発明に係る多機能太陽エネルギーシステムは、収束システムとして用いられる反射型フレネルレンズ１１０と、テーブル１３１によって支持される第１太陽エネルギー利用装置１２１と、支柱１３２によって支持される第２太陽エネルギー利用装置１２２とを備えている。
【００２４】
反射型フレネルレンズ１１０は、集光屈折面として、平滑で且つ円周方向に対称な１つの凸面１１１及び反射面として、反射膜がコーディングされた１つの歯面１１２を有する。物理的には、集光屈折面は１つしかないが、実際には、太陽光は、“１１１から入射→１１２で反射→１１１から出射”という過程において３回収束を行った。
【００２５】
実施形態１において、反射面と集光屈折面とが同一の物理的素子によって提供され、移動できないため、可動部材は、テーブル１３１に固定又は載置可能な第１太陽エネルギー利用装置である。テーブルが収束システムの上方に置かれているときに、第１太陽エネルギー利用装置１２１は、使用のために光路内に位置し、テーブルが収束システムから外されると、第２太陽エネルギー利用装置１２２は、他の機能を提供するために光路内に位置する。
【００２６】
２つの太陽エネルギー利用装置は、例えば、それぞれ太陽エネルギー加熱装置及びソーラーパネルであるように、異なるタイプであってよい。太陽エネルギー加熱装置のエネルギー利用効率が通常、ソーラーパネルよりも遥かに高いため、加熱が必要な場合には、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換した後、電気加熱エネルギーを使用するより、太陽エネルギー加熱装置を直接に使用するほうが光エネルギーをより良好に利用することができる。実施形態１において、第１太陽エネルギー利用装置は太陽エネルギー加熱装置であり、具体的には、ソーラークッカー、給湯器、グリル、オーブン等であってよい。第２太陽エネルギー利用装置は、ソーラーパネルであり、それによって発生した電気エネルギーが支柱１３２内に隠された導線１３３を介して導出される。留意すべきなのは、第１太陽エネルギー装置は移動可能であるため、交換可能でもある。例えば、先にソーラークッカーを使用して調理し、次に給湯器を使用して湯沸しすることができる。本発明に係る多機能太陽エネルギーシステムは、２つの太陽エネルギー利用装置を含むが、２つに限定されず、複数であってもよい。
【００２７】
好ましい実施形態として、第２太陽エネルギー利用装置は、即ち、２つの太陽エネルギー利用装置のうち、太陽光の入射方向に沿って上方に設けられた一方であり、両面ソーラーパネルである。上方に設けられた両面ソーラーパネルは、前面及び背面の両方の方向から入射太陽光を吸収することができ、太陽エネルギーをより十分に利用することができる。
【００２８】
実施形態１における収束システムは、例えば住宅の中庭や公園の公共エリア等に適用され、集光床板や床タイルとして地上に敷設することができる。実施形態１における太陽エネルギーシステムによれば、屋外電源を供給できるだけでなく、ピクニック用の道具をも提供することができる。
【００２９】
＜実施形態２＞
図６を参照されたい。もう１つの実施形態として、本発明に係る多機能太陽エネルギーシステムは、実施形態１と比較すれば、主に適用場面が室内に変更された点で異なり、収束システム、太陽エネルギー加熱装置２２１及びソーラーパネル２２２を備えている。収束システムは、集光壁２１１及び反射素子２１２を含む。太陽エネルギー加熱装置は、テーブル２３１によって支持され、ソーラーパネルは、天井２３２によって支持されている。
【００３０】
集光壁２１１は、少なくとも１つの集光屈折面を提供し、フレネルレンズから形成された集光ブロックのような収束能力を有するレンズモジュールによって構築されてよい。反射素子２１２は、地面に敷設され、平面光反射床板であってもよく、さらなる収束能力を提供するための実施形態１に類似する反射型フレネルレンズであってもよい。
【００３１】
実施形態２において、反射素子が地面に設けられ、移動できないため、太陽エネルギー加熱装置２２１は、移動可能なテーブル２３１に固定又は載置され、ソーラーパネル２２２は、天井２３２に固定されている。置換使用過程は、実施形態１と同様であり、ここで説明を省略する。なお、ソーラーパネルの送電線を天井に沿って壁体から引き出す必要がある。
【００３２】
実施形態２における多機能太陽エネルギーシステムは、例えば建物や工場のような屋内での使用に適している。屋内に入った太陽エネルギーシステムを最大限に利用することができるため、住宅での使用に適しているだけでなく、例えば食品加工工場等のような、加熱が必要な工場にも適している。
【００３３】
＜実施形態３＞
図７に示すように、もう１つの実施形態として、本発明に係る多機能太陽エネルギーシステムは、第１フレネルレンズ３１１、第２集光レンズ３１３及び反射素子３１２を含む収束システムと、テーブル３３１によって支持される太陽エネルギー加熱装置３２１と、支柱３３２によって支持されるソーラーパネル３２２とを備えている。
【００３４】
実施形態１における収束システムは、ダブル収束構成であり、ここで、第１フレネルレンズ３１１が単面又は両面の複合フレネルレンズであり、第２集光レンズ３１３が凸レンズ又はフレネルレンズである。
【００３５】
反射素子３１２は移動可能である。反射素子が光路上に位置するときに、ソーラーパネル３２２は光路内に置かれている。反射素子が光路から外されると、太陽エネルギー加熱装置３２１は、光路内に置かれて直接加熱機能を提供する。
【００３６】
太陽エネルギーをより十分に利用するために、実施形態３は、透明材料で作られた水タンク３４１をさらに備えている。太陽光の入射方向に沿って上方に設けられた、２つの太陽エネルギー利用装置のうちの一方であるソーラーパネル３２２は、水タンク３４１によって被覆されており、ソーラーパネル３２２からの熱が水タンク３４１に伝導される。いる。例えば、熱伝導性材料を介して給湯器と密接して熱交換を行う。冷水は、水入口３４２を介して給湯器に入り、ソーラーパネルとの熱交換後に水出口３４３から流出する。
【００３７】
第１フレネルレンズは、フレキシブル透明材料を採用してプレスによって形成されてよい。例えば、ソフトプラスチックやフレキシブル水晶板等は、テントの頂面又は傘の頂面として用いられてよい。なお、実施形態３は、太陽エネルギーシステムを屋外サンシェードとする適用場面とみなされてよい。実施形態３における太陽エネルギーシステムが住居用ソーラーテントになるように、第１フレネルレンズの周囲に、テント３３４を取り付けるためのフック又は穴（不図示）をさらに設けてもよい。第１フレネルレンズが硬質材料で作られ、テント３３４が囲壁で置き換えられる場合、実施形態３は、台所に配置された屋根型太陽エネルギーシステムとみなされてよい。他の実施形態では、曇り及び雨の日においても調理を確保するために、太陽エネルギー加熱装置３２１は、補助熱源にさらに接続されてよい。
【００３８】
太陽エネルギー変換によって得られた電気エネルギーをより良好に貯蔵及び利用するために、実施形態３は、エネルギー貯蔵器３５１、交流インバータ３５２及び直流電圧出力装置３５４を追加素子としてさらに備えている。他の実施形態では、用途のニーズに応じてこれらのうちの１つ又は複数を備えてよい。
【００３９】
エネルギー貯蔵器３５１は、導線３３３を介してソーラーパネル３２２と電気的接続され、電気エネルギーを貯蔵するためであり、スーパーキャパシタ、充電式電池から選択されてよい。
【００４０】
交流インバータ３５２は、エネルギー貯蔵器と電気的接続され（他の実施形態では、ソーラーパネルと直接電気的接続されてもよい。）、ソーラーパネルによって出力された直流電流を、６０ヘルツの１２０Ｖ又は５０ヘルツの２２０Ｖ等のような交流電流に変換するために用いることができる。接続された交流配線基板３５３は、ユーザに交流出力を直接提供することができる。
【００４１】
直流電圧出力装置３５４は、エネルギー貯蔵器と電気的接続され（他の実施形態では、ソーラーパネルと直接電気的接続されてもよい。）、ユーザが容易に使用するための直流電圧を出力するために用いられる。出力装置によって出力される直流電圧は、例えば、１２Ｖ、９Ｖ、５Ｖ、３Ｖ、１．５Ｖ等であってよい。
【００４２】
＜実施形態４＞
図８に示すように、もう１つの実施形態として、本発明に係る多機能太陽エネルギーシステムは、第１フレネルレンズ４１１、反射素子４１２及び第２フレネルレンズ４１３を含む収束システムと、テーブル４３１によって支持される太陽エネルギー加熱装置４２１と、支柱４３２によって支持されるソーラーパネル４２２とを備えている。
【００４３】
実施形態４における収束システムは、ダブル収束構成であり、反射素子が第２フレネルレンズの前に設けられている。第１フレネルレンズ４１１は、単面又は両面複合フレネルレンズであり、実施形態３と同様に、サンシェードの表面として用いられてよい。第２フレネルレンズ４１３は、複合又は単純フレネルレンズである。実施形態４における収束システムは、良好な日よけ効果を達成することができるだけでなく、ソーラーパネル４２２は、比較的小さい面積だけでサンシェードの表面に放射される光エネルギーの大部分を得ることができる。
【００４４】
反射素子４１２は、移動可能であり、太陽エネルギー加熱装置４２１とソーラーパネル４２２との交互使用の方式は、実施形態３と同様である。
【００４５】
自動交互制御を実現するために、予め設定されたプログラムに従ってシステム内の移動可能である部品を移動させるための移動制御装置（不図示）をさらに備えてよい。実施形態４において、反射素子を駆動モータに取り付け、予め設定されたプログラムに従って反射素子を光路の内外に移動させることができる。予め設定されたプログラムは、場面のニーズに応じて構成されてよい。例えば、自動調理用途では、駆動モータの制御プログラムは、自動調理プログラムと協働することができる。被加熱物が太陽エネルギー加熱装置に投入された後、反射素子が外れるように制御して加熱を行い、被加熱物が取り出された後、反射素子を元の位置に戻るように制御して発電を継続する。予め設定されたプログラムは、例えば光強度や温度等のような、リアルタイムで取得された環境及びシステムパラメータに基づいて制御され得る。例えば、真夏の正午のような光照射が強いときに、反射素子を移動させ、このときの加熱装置は、海水の脱塩等のハイパワーが必要な加熱作業を行うことができる。光照射が弱まった後に、反射素子を元の位置に戻して発電を継続するように制御する。これにより、ソーラーパネルの温度低下及び寿命延長に資する。実施形態４において、インテリジェント制御のためのパラメータを提供するために、第２フレネルレンズの縁部には、温度及び光度検出デバイス４５５が取り付けられている。
【００４６】
他の構成素子としては、実施形態４は、実施形態３と同様のエネルギー貯蔵器４５１、交流インバータ４５２、交流配線基板４５３及び直流電圧出力装置４５４を含む他、ユーザが太陽エネルギーシステムの動作状況を把握するように、システムの動作パラメータ（電圧、電流、電力、温度等であってよい）を検出及び表示するための状態インジケータ４５６をさらに含む。これらのパラメータは、必要なパラメータタイプに対応する検出デバイス（例えば、温度プローブ等）を取り付けることによって取得され得る。可動部材のインテリジェント制御プログラムは、状態インジケータと一体化されて統合されてよい。
【００４７】
また、実施形態４における交流インバータ４５２は、電力出力がネットワークスイッチキャビネット４５７に接続するよう（従って、交流配線基板４５３がネットワークスイッチキャビネットから引き出されている。）にさらに構成されている。太陽エネルギーシステムによって生成された電気エネルギーが外部のパワーラインに取り込まれるように、ネットワークスイッチキャビネットは、外部の交流パワーライン４５８と接続されている。従って、実施形態４におけるシステムは、太陽エネルギー発電所としても機能することができる。
【００４８】
以上、具体的な例を用いて本発明の原理及び実施形態について詳述したが、上記の実施形態は、本発明の理解を深めるためのものにすぎず、本発明を限定するものではない。当業者は、本発明の思想に基づいて、上記の具体的な実施形態を変更することができる。
【図１（ａ）】
0006636049.tif 000002
【図１（ｂ）】
0006636049.tif 000003
【図２（ａ）】
0006636049.tif 000004
【図２（ｂ）】
0006636049.tif 000005
【図３】
0006636049.tif 000006
【図４】
0006636049.tif 000007
【図５】
0006636049.tif 000008
【図６】
0006636049.tif 000009
【図７】
0006636049.tif 000010
【図８】
0006636049.tif 000011