(57)【要約】【課題】両面発電型の太陽電池を用いることで太陽電池の使用量を削減すると同時に、太陽電池の裏面側にも効果的に光を照射して発電効率を向上できる発電装置を提供すること。【解決手段】面状の両面発電型の太陽電池２１の間に光通過部２５を設けてなる発電部２０と、発電部２０の裏面側に配置されその表面を反射面４１とした反射部４０とを具備する。反射部４０の反射面４１を裏面に向けて凸となる湾曲面形状に形成する。発電部２０の光通過部２５から入射して反射面４１で反射した反射光を集光した上で発電部２０裏面側の太陽電池２１に照射する。反射光は集光されるので、太陽電池２０の裏面に照射される反射光の量を多くでき発電量が増え、太陽電池の効率的利用が図れる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状の両面発電型の太陽電池の間に光通過部を設けてなる発電部と、
前記発電部の裏面側に配置され、その表面を反射面とした反射部とを具備し、
前記反射部の反射面を裏面に向けて凸となる湾曲面形状又は裏面に向けて凸となる多面体形状に形成することで、前記発電部の光通過部から入射して反射面で反射した反射光を集光した上で発電部裏面側の太陽電池に照射することを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記発電部の太陽電池は、表面に向けて凸となる湾曲面形状又は表面に向けて凸となる多面体形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記発電装置の外周につば状の反射板を設置することで、この反射板で反射した反射光の一部を発電部の表面側の太陽電池に照射させることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記発電装置は、この発電装置を支持する支柱の外周を囲むように取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の発電装置。
【請求項５】
前記支柱に風力発電装置を設置したことを特徴とする請求項４に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面発電型の太陽電池を利用した発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽電池を利用した発電装置は、自然のクリーンな光エネルギーによる発電装置として、或いは僻地や電源設備がない場所の給電装置として利用されている。
【０００３】
一方太陽電池として、表面側に入射する光による発電の他に、裏面側に入射する光によっても発電する両面発電型の太陽電池が実用化されるに至っている。この種の両面発電型の太陽電池を用いた発電装置は、例えば平面状の太陽電池の裏面側に平板状の反射板を設置し、太陽電池の表面側に照射される光と、反射板で反射されて太陽電池の裏面側に照射される反射光とによって発電するように構成されていた。両面発電型の太陽電池を用いると、太陽電池の使用量を削減できて製造コスト削減、設置面積の小型化が図れ、好適である。
【０００４】
しかしながら上記従来の発電装置においては、反射板による太陽電池裏面への光の照射量が必ずしも十分とは言えず、さらなる発電効率の向上が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、両面発電型の太陽電池を用いることで太陽電池の使用量を削減すると同時に、太陽電池の裏面側にも効果的に光を照射して発電効率を向上できる発電装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本願の請求項１に記載の発明は、面状の両面発電型の太陽電池の間に光通過部を設けてなる発電部と、前記発電部の裏面側に配置され、その表面を反射面とした反射部とを具備し、前記反射部の反射面を裏面に向けて凸となる湾曲面形状又は裏面に向けて凸となる多面体形状に形成することで、前記発電部の光通過部から入射して反射面で反射した反射光を集光した上で発電部裏面側の太陽電池に照射することを特徴とする発電装置にある。この発電装置によれば、発電部の光通過部から入射して反射面で反射した反射光は集光されるので、太陽電池の裏面に照射される反射光の量を多くでき発電量が増え、太陽電池の効率的利用が図れる。言い換えれば両面発電型の太陽電池の有効活用ができ、太陽電池使用量の削減が図れ、また発電装置の小型化が図れる。
【０００７】
本願の請求項２に記載の発明は、前記発電部の太陽電池は、表面に向けて凸となる湾曲面形状又は表面に向けて凸となる多面体形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発電装置にある。この発明によれば、太陽電池の表面に照射される光の量が増え、太陽電池による発電量が増える。
【０００８】
本願の請求項３に記載の発明は、前記発電装置の外周につば状の反射板を設置することで、この反射板で反射した反射光の一部を発電部の表面側の太陽電池に照射させることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電装置にある。この発明によれば、発電装置の外周に設けた反射板によってさらに効果的に太陽電池の発電が行なえる。
【０００９】
本願の請求項４に記載の発明は、前記発電装置は、この発電装置を支持する支柱の外周を囲むように取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の発電装置にある。この発明によれば、発電装置がこれを支持する支柱から外方に突出する寸法を小さくでき、例え支柱の近くに建物などの障害物が接近して設置されていても、その取り付けを行うことができる。
【００１０】
本願の請求項５に記載の発明は、前記支柱に風力発電装置を設置したことを特徴とする請求項４に記載の発電装置にある。この発明によれば、風力発電装置用の支柱に本発明にかかる発電装置を小さい設置面積で設置でき、ハイブリッド発電装置全体のコンパクト化が図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態にかかる発電装置１０に風力発電装置８０を組み合わせたハイブリッド発電装置１を示す概略斜視図である。同図に示すハイブリッド発電装置１は、支柱７０の上部に風力発電装置８０を設置し、支柱７０の中間に太陽電池による発電装置１０を設置し、発電装置１０と風力発電装置８０で発電された電気を、蓄電装置９０とインバータ９５に供給するように構成されている。以下各構成部分について説明する。
【００１２】
風力発電装置８０は垂直軸風力発電装置であり、複数枚の垂直方向を向く翼８１を腕８３によって支柱７０内部に設置した垂直軸に取り付け、この垂直軸によって支柱７０内部に設置した発電機を駆動する構造に構成されている。この垂直軸タイプの風力発電装置８０は、風向に依存せずに発電可能な風力発電装置である。
【００１３】
次に図２は発電装置１０を示す図であり、図２（ａ）は概略平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。同図に示すように発電装置１０は、支柱７０の周囲に略円板状に取り付けられ、上面側の発電部２０と、下面側の反射部４０とを具備して構成されている。
【００１４】
発電部２０は、面状に設置された複数（五つ）の太陽電池２１と、これら各太陽電池２１の間に設けられる開口からなる複数（五つ）の光通過部２５とを具備して構成されている。ここで五つの太陽電池２１は何れも表裏両面に入射する光により発電する面状の両面発電型の太陽電池であり、五つの太陽電池２１全体で表面に向けて凸となる湾曲面（この実施の形態では球面）に構成されている。また発電部２０の各太陽電池２１と各光通過部２５とは、発電部２０の中央（支柱７０部分）から放射状に伸びる線で等間隔に分割された複数（１０個）の領域に交互に設けられている。
【００１５】
反射部４０はその表面の反射面４１を裏面に向けて凸となる湾曲面（この実施の形態では球面）とすることで、発電部２０の光通過部２５から入射して反射面４１で反射する反射光を集光光となるようにしている。反射面４１には反射率が大きく、耐候性のある材質のもの、例えば鏡面状のステンレス鋼板等を使用している。
【００１６】
次にこのハイブリッド発電装置１の動作を説明する。まず風によって翼８１が回転すると、風力発電装置８０の発電機によって発電が行なわれ、この発電電力は直流に変換された後にインバータ９５を介して直接需要部門に供給されたり、或いは蓄電装置９０に一旦充電した後に需要に応じてインバータ９５を介して需要部門に供給されたりする。
【００１７】
一方発電装置１０に太陽光等の光が当たると、太陽電池２１の表面に照射される直射光によって各太陽電池２１は発電する。同時に発電装置１０に照射された光の内で光通過部２５からその内部に入射した光は、反射部４０表面によって反射され、この反射光の一部は光通過部２５から再び外部に放射されるが、他の一部は太陽電池２１の裏面に照射され、これによっても各太陽電池２１は発電する。これら太陽電池２１の両面で発電された電力は、前記風力発電装置８０の場合と同様に、インバータ９５を介して直接需要部門に供給されたり、或いは蓄電装置９０に一旦充電した後に需要に応じてインバータ９５を介して需要部門に供給されたりする。
【００１８】
ここでこの発電装置１０においては、反射部４０の反射面４１を裏面に向けて凸となる湾曲面としているので、反射面４１によって反射された反射光は、集光光となり、より多くの光を太陽電池２１の裏面に照射することができ、より効率良く発電することができる。即ち図３（ａ）に示すように入射角度の高い光ａ１も低い光ａ２も、反射面４１によって反射された反射光は太陽電池２１の裏面方向に向けて集光され、これによって光通過部２５から入射した光を、反射面４１を平面状とした場合に比べてより多く太陽電池２１の裏面に照射することができ、発電効率を向上できる。なお反射光を効果的に太陽電池２１の裏面に集光する形状であれば、反射面４１は球面状に限らず、他の各種湾曲面形状であっても良く、また多面体形状であっても良い。
【００１９】
またこの発電装置１０によれば、太陽電池２１を表面に向けて凸となる湾曲面に構成したので、太陽電池２１の表面側においても効果的な発電ができる。即ち太陽電池２１を表面に向けて凸となる湾曲面に構成すれば、図３（ｂ）に示すように、これに入射する光ａ３の量は、太陽電池２１が平面状に設置されている場合（一点鎖線で示す）の光ａ４の量に比べて多くなり、太陽電池２１による発電量が増える。言い換えれば同じ量の発電電力を得るのであれば、発電装置１０の小型化が図れる。なおこのような効果は、太陽電池２１の表面を球面状にする場合に限らず、円錐形状等の他の各種湾曲面形状とした場合や、多角錐形状等の多面体形状とした場合にも生じる。また逆にこのような効果を期待しないのであれば、太陽電池２１は平面状に形成しても良い。
【００２０】
またこの実施の形態にかかる発電装置１０は支柱７０の外周を囲むように取り付ける構造なので、支柱７０から外方に突出する寸法が小さく、例え支柱７０の近くに建物などが接近していても、その取り付けを行うことができる。特に上記実施の形態では発電装置１０の外形を円形（又は多角形）にしたので、外方への張り出し寸法を小さくでき、好適である。なおもちろんこの発電装置１０を太陽の方向に傾けて設置しても良い。
【００２１】
また図４に示すように、発電装置１０−２の外周につば状の反射板５０を設置してもよい。反射板５０を設ければ、この反射板５０で反射させた反射光の一部を太陽電池２１の表面側に照射させることができ、さらに効果的な発電を行うことができる。
【００２２】
また上記実施の形態では本発明にかかる発電装置１０を風力発電装置８０と組み合わせたハイブリッド発電装置１として構成することで、風力エネルギーが得られない状況でも、太陽光によって効率良く発電できるように構成したが、もちろん発電装置１０を単独に設置して使用しても良い。例えば図５に示すように、電柱１００にこの発電装置１０を設置して電柱１００に取り付けた街灯１５０用の電気として昼間に蓄電しても良い。前述のようにこの実施の形態にかかる発電装置１０は電柱１００等の支柱の近くに建物などが接近していても、その取り付けを容易に行うことができる。
【００２３】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば上記実施の形態では発電装置１０の外形形状を円形に構成したが、多角形（四角形や六角形等）やその他の外形形状にしても良い。また上記実施の形態では発電部２０の太陽電池２１と光通過部２５とを、発電部２０の中央から放射状に伸びる線で分割した領域に交互に設けたが、太陽電池２１と光通過部２５の形状やこれらを設ける位置は種々の変更が可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば以下のような優れた効果を有する。
▲１▼請求項１に記載の発明によれば、発電部の光通過部から入射して反射面で反射した反射光は集光されるので、太陽電池の裏面に照射される反射光の量を多くでき発電量が増え、太陽電池の効率的利用が図れる。言い換えれば両面発電型の太陽電池の有効活用ができ、太陽電池使用量の削減が図れ、また発電装置の小型化が図れる。
【００２５】
▲２▼請求項２に記載の発明によれば、太陽電池の表面に照射される光の量が増え、太陽電池による発電量が増える。
【００２６】
▲３▼請求項３に記載の発明によれば、発電装置の外周に設けた反射板によってさらに効果的に太陽電池の発電が行なえる。
【００２７】
▲４▼請求項４に記載の発明によれば、発電装置がこれを支持する支柱から外方に突出する寸法を小さくでき、例え支柱の近くに建物などの障害物が接近して設置されていても、その取り付けを行うことができる。
【００２８】
▲５▼請求項５に記載の発明によれば、風力発電装置用の支柱に本発明にかかる発電装置を小さい設置面積で設置でき、ハイブリッド発電装置全体のコンパクト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる発電装置１０に風力発電装置８０を組み合わせたハイブリッド発電装置１を示す概略斜視図である。
【図２】発電装置１０を示す図であり、図２（ａ）は概略平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。
【図３】発電装置１０における光の入、反射状態の説明図である。
【図４】他の発電装置１０−２を示す図であり、図４（ａ）は概略平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ概略断面図である。
【図５】発電装置１０を電柱１００に設置した一例を示す図である。
【符号の説明】
１  ハイブリッド発電装置
１０  発電装置
２０  発電部
２１  太陽電池
２５  光通過部
４０  反射部
４１  反射面
５０  反射板
７０  支柱
８０  風力発電装置
８１  翼
８３  腕
９０  蓄電装置
９５  インバータ
１００  電柱
１０−２  発電装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004186437.tif 000006
【図５】
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