(57)【要約】【課題】従来の太陽光エネルギーを利用した、太陽光発電装置や太陽熱温水器にガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光モジュール及びセルの発電効率向上と太陽光集光レンズ効果熱のオイル循環パイプを屋根材と一体化して温水給湯設備や電力供給設備と複合利用したシステム装置が無かった、これらの課題を解決する。【解決手段】本発明は、太陽光発電装置や太陽熱温水器にガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光モジュール及びセルの電力発電効率向上と太陽光集光レンズ効果熱のオイル循環パイプを屋根材と一体化して太陽熱の温水給湯設備や太陽光発電の電力供給設備と複合利用した、太陽光エネルギー複合利用システム装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は、ガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した強化ガラスや強化プラスチックの凹凸レンズ集光効果で光を強めて光電効果の飛び出してくる光電子の数は当てる光の強さに比例することを確保したことで、太陽光モジュール及びセルの受光面積を少なくすることができて電力の発電効率向上させることができる。又、そのレンズ集光による熱を太陽光モジュール及びセルを固定する太陽光モジュールボックス内に空洞を設けて太陽光モジュール及びセルの裏面から直接伸ばした冷却用アルミ版を数枚施し熱拡散させて冷却し耐久性を維持させることができる太陽光モジュール及びセルの図２の１〜７−ｃで示す形態を特徴とする、太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【請求項２】
さらに、その太陽光モジュールと太陽光モジュールの間に屋根材を設けた表面に太陽光凸レンズ集光効果熱を利用したオイル循環パイプ図の９〜１１で示す形態を設置して、図１の下部に示す温水器内にオイル循環し熱交換させて給湯利用できることを特徴とする、請求項１の太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【請求項３】
本発明は、ガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光モジュール及びセル図の１〜７−ｃで示す形態を屋根材の凸部に設置して、その太陽光モジュール及びセルと図の８〜８−ｃで示す形状の屋根材と一体化した形態にすることを特徴とする、請求項１又は２の太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【請求項４】
又、冬場に積雪の多い地域においては、太陽光が利用できる時には太陽光凸レンズ集光効果熱のオイル循環パイプ図の９〜１１で示す形態を設置して、他に設置した温水器内にオイル循環させ熱交換し給湯利用することができて、屋根に積雪の時には温水器内の別途エネルギーでオイルを温め屋根に循環させて融雪することを特徴とする、請求項１、２又は３の太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【請求項５】
さらに、積雪のない暑い地域や暑い時期の多い地域においては、太陽光凸レンズ集光効果熱のオイル循環パイプ図の９〜１１で示す形態の屋根材幅を狭めて太陽受光時間を減らし、図の１〜７−ｃで示したガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光モジュールの数を多く設置し電力の発電効率向上させたことを特徴とする、請求項１、２、３又は４の太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【請求項６】
本発明は、屋根材の陶器・磁器・セメント・石・金属・強化ガラス・強化プラスチック・合成ゴム・炭素カーボン材を軒下屋根材８−ａ・中間屋根材８・上部屋根材８−ｂ・サイド端部屋根材１７・断熱材８−ｃと最上部に施した屋根材１８〜１８−ｂを複数枚形状に施した屋根材形態と、軒下屋根材８−ａ・中間屋根材８・上部屋根材８−ｂ・サイド端部屋根材１７・断熱材８−ｃや最上部に施した屋根材１８〜１８−ｂを一枚成型屋根材にした形態を特徴とする、請求項１、２、３、４又は５の太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【請求項７】
本発明は、一般家屋や工場・倉庫・車庫・店舗・公共施設・商業施設・農業施設・海上施設・仮施設・ビルの屋上や壁及び土木施設法面に、上記請求項１、２、３、４、５、６で示した屋根材と一体化した集光レンズ効果太陽光モジュール及び太陽光レンズ集光効果熱のオイル循環パイプと、図１の下部で示す電力供給設備や熱交換給湯設備をシステム化した形態を特徴とする、請求項１、２、３、４、５又は６の太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【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ガリレオ式望遠鏡の光学系で示す凹凸レンズを応用した集光効果太陽光発電と、凸レンズ集光熱のオイル循環パイプを利用した太陽光エネルギー複合システム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の屋根材においては、ガリレオ式望遠鏡の光学系を示すレンズ集光効果太陽光発電と太陽光レンズ集光熱を複合利用した、太陽光エネルギー複合システム装置がなかった。
【０００３】
従来の屋根材においては、太陽光発電装置アレイやモジュール及びセルを屋根材の表面に張り合せ設置したものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
従来の太陽光発電装置アレイやモジュール及びセルの受光前面に凸レンズ集光効果を施したものがある（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００５】
従来の太陽光集光レンズ熱温水装置においては、温水器の表面に円形凸レンズを多数施し太陽光集光レンズ熱を利用したものがある（例えば、特許文献４参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−０６４２１６号広報
【特許文献２】特開２００３−４６１０９号広報
【特許文献３】特開２００５−２７７２号
【特許文献４】特開２００５−６９６８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の太陽光発電装置アレイやモジュール及びセルにおいては、ガリレオ式望遠鏡の光学系を示す遠方の物体像を対物凸レンズ焦点の直前に凹レンズを施した太陽光集光レンズ効果発電モジュール及びセルと、太陽集光レンズ効果熱のオイル循環を複合利用できる屋根材の太陽光エネルギー複合システム装置が無かった。
【０００８】
従来の太陽光発電装置アレイやモジュール及びセルの受光前面に凸レンズ集光効果を施してある太陽光発電装置においては、太陽光発電モジュールやセルの受光面に集光焦点を合わせると温度の過度熱による太陽光発電モジュール及びセルの耐久性維持に問題がある。その太陽光発電モジュール及びセルの受光面に、集光レンズ焦点の過度熱を冷却するために太陽光モジュール及びセルの受光裏面に別途冷却用ガス循環や冷却用水を施すことにより装置にコストが掛かり、又冷却装置の電力消費に問題があった。
【０００９】
従来の太陽光発電装置アレイやモジュール及びセルおいては、受光前面に平面透光材の強化ガラスや強化プラスチックを施して、屋根材の表面に張り合せた太陽光モジュールの平面に対し集光効果が無く電力発電効率向上に問題があった。
【００１０】
従来の太陽光集光レンズ熱温水器においては、温水器の表面透光材に円形凸レンズを複数施し太陽光集光レンズ熱利用した形態であり、本発明の形態とは異なる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的を達成するために、従来の平面透光材を施した太陽光発電装置アレイやモジュール及びセル受光面積を３０％〜６０％に縮小してガリレオ式望遠鏡の光学系を示す遠方の物体像を対物凸レンズ焦点の直前に凹レンズを配置し散光することにより凸レンズ焦点の過度熱を抑え太陽光発電モジュール及びセルの耐久性を維持することができて、その縮小した太陽光発電モジュール及びセルの受光面積に応じた集光を施して光電効果の飛び出してくる光電子の数は当てる光の強さに比例することを確保したことで電力の発電効率を向上させることができる。又、太陽光発電モジュールと太陽光発電モジュールの間に屋根材を設けて、その表面に凸レンズの集光熱を利用したオイル循環パイプを設置して、他に設置した温水器にオイル循環し熱交換させることで給湯利用できる太陽光熱と太陽光発電を利用した、太陽光エネルギー複合利用システム装置である。
【００１２】
又、暑い地域や暑い時期と集光の合併において、温度が上がり過ぎる熱による太陽光発電モジュール及びセルの耐久性を保持するために太陽光モジュール及びセルを固定する太陽光モジュールボックス内に空洞を設けて、その空洞内に太陽光モジュール及びセルの裏面から直接伸ばした冷却用アルミ版を数枚施し熱を拡散させて冷却し電力の発電効率を向上させた、太陽光エネルギー複合利用システム装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の、ガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した強化ガラスや強化プラスチック凹凸レンズ集光効果で光を強めて光電効果の飛び出してくる光電子の数は当てる光の強さに比例することを確保したことで、太陽光モジュール及びセルの受光面積を少なくすることができて電力の発電効率向上させることができる。又、そのレンズ集光による熱を太陽光モジュール及びセルを固定する太陽光モジュールボックス内に空洞を設けた空洞内に太陽光モジュール及びセルの裏面から直接伸ばした冷却用アルミ版を数枚施し熱拡散させて冷却し耐久性を維持させることができる。さらに、太陽光モジュールと太陽光モジュールの間に屋根材を設けて、その表面に太陽光凸レンズ集光効果熱を利用したオイル循環パイプ図の９〜１１で示す形態を設置し他に設置した温水器内にオイル循環し熱交換させて給湯利用できる、太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【００１４】
本発明の、ガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光モジュール及びセル図の１〜７−ｃで示す形態を屋根材の凸部に施して、その太陽光モジュールとの間に図の８〜８−ｃで示す形状の屋根材と一体化することで太陽光アレイやモジュール及び温水装置を屋根材の表面に別途設置することが無く屋根の外観や屋根の重量が軽減できる、太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【００１５】
又、冬場に積雪の多い地域においては、太陽光が利用できる時には太陽光凸レンズ集光効果熱のオイル循環パイプ図の９〜１１で示す形態を設置して、他に設置した温水器内にオイル循環させ熱交換し給湯利用するが、屋根に積雪の多い時には温水器内の別途エネルギーでオイルを温め屋根に循環させて融雪することにより人による除雪作業を軽減できる、太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【００１６】
さらに、積雪のない暑い地域や暑い時期の多い地域においては、図の１〜７−ｃで示したガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光モジュールと隣り合わせた同じ太陽光モジュールの間に図の８〜８−ｃで示す形状の屋根材幅を狭めた太陽光レンズ集光効果熱のオイル循環パイプ図の９〜１１で示す形態の太陽受光時間を減らし、図の１〜７−ｃで示したガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光モジュールを多く設置することにより電力の発電効率を向上させて冷房設備等の他の電力を確保することができる、太陽光エネルギー複合利用システム装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【００１８】
図１においては、太陽光エネルギー複合システム装置の平面図で一般家屋や工場・倉庫・車庫・店舗・公共施設・商業施設・農業施設・海上施設・仮施設・ビルの屋上や壁及び土木施設法面に、ガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果の太陽光発電モジュール及びセル１〜７との間の屋根材８〜８−ｂの表面に太陽光レンズ効果熱のオイル循環パイプ９〜１１を施し、他に設置した図１の下部に示す電力供給設備や熱交換給湯設備をシステム化した形態の太陽光エネルギー複合利用システム装置である。
【００１９】
図２においては、太陽光モジュール及びセル５の受光前面に半円形凸レンズ１の集光焦点F１の直前に凹レンズ３の散光焦点F３で太陽光モジュール及びセル５の受光表面に集光調節して太陽光モジュールボックス形状７に設置し、その太陽光モジュール及びセル５の裏面に太陽光モジュールボックス形状７に設けた空洞内６に冷却アルミ版５−ｂにおいて過度熱冷却装置を施したガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光モジュール及びセル１〜７−ｃを屋根の凸部に設置し、屋根の凹部に屋根材８〜８−ｃと一体化した断面図である。
【００２０】
図３においては、屋根材８〜８−ｃの表面に太陽光集光凸レンズ９の集光熱利用したオイル循環パイプ１０〜１１を設置させた断面図である。
【００２１】
図４においては、両サイド端部の屋根材１７の表面に太陽光集光凸レンズ９と熱によるレンズ保護並びに保温効果の減圧空間９−ａを施した集光熱利用のオイル循環パイプ１０〜１１を設置させた断面図である。
【００２２】
図５においては、屋根材の陶器・磁器・セメント・石・金属・強化ガラス・強化プラスチック・強化複合ゴム・炭素カーボン材を軒下瓦８−ａ・中間の瓦８・上部の瓦８−ｂに断熱材８−ｃに複数枚にして設置した形態の縦断面図である。
【００２３】
図６においては、太陽光エネルギー複合システム装置屋根部の縦断面図でガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果１〜７−ｃと太陽光集光凸レンズ９〜９−ａの集光熱利用のオイル循環パイプ１０〜１１を屋根に固定する金具１１−ａを施して、その屋根の軒下瓦８−ａ・中間の瓦８・上部の瓦８−ｂに断熱材８−ｃを軒下から上部までを一枚板の成型した形態の陶器・磁器・セメント・石・金属・強化ガラス・強化プラスチック・強化複合ゴム・炭素カーボン屋根材と、最上部の屋根１８形状の陶器・磁器・セメント・石・金属・強化ガラス・強化プラスチック・強化複合ゴム・炭素カーボン屋根材に太陽光モジュールボックス図２で示す７の冷却風洞空間６と接続した２次冷却風洞空間１８−ａを設けて過度熱気をファン１８−ｃで外に逃す形態の縦断面図である。
【００２４】
図７においては、太陽光モジュールボックス７とガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果図２で示す１〜４や太陽光発電モジュールやセル図２で示す５を接続する断熱接着材７−ｃを施した形態の断面図である。
【００２５】
図８においては、太陽光モジュール１〜３・５と太陽光モジュールボックス図２で示す７の冷却風洞空間６と接続した２次冷却風洞空間１８−ａ及び２次冷却風洞空間内過度熱気の流れ１８−ｂを示す形態の平面図である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光アレイの発電と太陽光集光レンズ効果熱のオイル循環を電力供給設備や熱交換給湯設備と複合利用してシステム化した平面図
【図２】ガリレオ望遠鏡の光学系を応用した集光式レンズ効果太陽光モジュールの断面図
【図３】太陽光レンズ効果熱オイル循環パイプを施した屋根材の断面図
【図４】太陽光レンズ効果熱オイル循環パイプを施した屋根材のサイド端部断面図
【図５】屋根を複数枚形状に施した縦断面図
【図６】太陽光モジュール集光凸レンズと太陽光凸レンズ集光熱オイル循環パイプを設置した一枚屋根材及び最上部屋根材の縦縦断面図
【図７】ガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光モジュール及びセルを固定する太陽光モジュールボックスの断面図
【図８】断面図ガリレオ式望遠鏡の光学系を応用した集光レンズ効果太陽光モジュールと最上部屋根材内２次冷却風洞空間との平面図
【符号の説明】
【００２７】
１Ｆ  凹レンズ焦点
３Ｆ  凸レンズ焦点
１  凹レンズ
２  減圧空間
３  凸レンズ
４  減圧空間
５  太陽光モジュール及びセル
５−ａ  光反射ミラー
５−ｂ  太陽光モジュール及びセル裏面冷却アルミ版
６  冷却風洞空間
６−ａ  冷却風洞空間の空気取り入れ口
７  太陽光モジュールボックス
７−ａ  モジュールボックスとレンズ固定ネジ
７−ｂ  モジュールボックス固定ネジ
７−ｃ  モジュールボックスとレンズ及び屋根材の防水断熱テープ
８  屋根材
８−ａ  屋根材の最下部形状
８−ｂ  屋根材の最上部形状
８−ｃ  屋根材に接合した断熱材
９  オイル循環パイプの集光レンズ
９−ａ  オイル循環パイプと集光レンズの減圧空間
１０  オイル循環パイプとオイル
１１  オイル循環パイプと集光レンズの屋根接着板
１１−ａ  オイル循環パイプと集光レンズの屋根固定金具
１２  モジュールボックスと屋根材との断熱材又は空間
１２−ａ  屋根材の端部の断熱材又は空間
１３  モジュールボックスと屋根材を固定算木
１４  屋根の防水シート
１５  屋根板
１６  屋根の垂木材
１６−ａ  屋根の垂木材とサイド端部屋根材の隙間調整材
１７  屋根のサイド端部屋根材
１８  最上部屋根材
１８−ａ  ２次冷却風洞空間
１８−ｂ  ２次冷却風洞空間の過度熱気の流出状態
１８−ｃ  ２次冷却風洞空間に設置した過度熱気の流出モーターファン
【図１】
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【図２】
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【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】
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