(57)【要約】【課題】従来の太陽エネルギー利用装置では集熱部と蓄熱部は一体に構成されており、あらかじめ一体に構成されるため任意の発電部や集熱部と組み合わせることが困難であるという課題を有していた。【解決手段】太陽に向けて傾斜状態で設置され太陽エネルギーから発電を行う発電部６と、発電部６と一体に構成され太陽エネルギーから熱を取り出す集熱部７と、集熱部７の裏面に取り付けられ内部に潜熱蓄熱材９を充填された蓄熱部８と、蓄熱部８から熱を回収する熱回収部１０とを備え、蓄熱部８の外面のうち集熱部７と対向する蓄熱伝熱面１１は弾性体で構成することにより、傾斜状態で設置されているため蓄熱部８の蓄熱伝熱面１１は液体状になった潜熱蓄熱材９の重みによって押し出されて変形前の平面形状から凸形状に変形する。【選択図】図１
2012083040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽に向けて傾斜状態で設置され太陽エネルギーから発電を行う発電部と、前記発電部と一体に構成され太陽エネルギーから熱を取り出す集熱部と、前記集熱部の裏面に取り付けられ内部に潜熱蓄熱材を充填された蓄熱部と、前記蓄熱部から熱を回収する熱回収部とを備え、前記蓄熱部の外面のうち前記集熱部と対向する蓄熱伝熱面は弾性体で構成された太陽エネルギー利用装置。
【請求項２】
前記蓄熱伝熱面は、前記集熱部の裏面と接触する密着領域を有すると共に前記集熱部の裏面と接触しない圧力開放領域を有する構成とした請求項１に記載の太陽エネルギー利用装置。
【請求項３】
前記圧力開放領域は、前記潜熱蓄熱材の相対的に温度が高い表面に接触するよう配置される構成とした請求項２に記載の太陽エネルギー利用装置。
【請求項４】
前記蓄熱部は内部に気体成分を有し、前記気体成分は、前記潜熱蓄熱材の相対的に温度が高い表面に接触するよう配置されると同時に前記圧力開放領域とも接するよう構成された請求項２に記載の太陽エネルギー利用装置。
【請求項５】
前記蓄熱伝熱面は、前記蓄熱伝熱面が前記潜熱蓄熱材の重みによって変形する際に最も変形量が大きくなる位置に強度が低く変形しやすい柔軟構造領域を有する構成とした請求項１に記載の太陽エネルギー利用装置。
【請求項６】
前記蓄熱伝熱面は、変形後の形状を規制する変形規制手段を有する構成とした請求項１に記載の太陽エネルギー利用装置。
【請求項７】
前記変形規制手段は、前記蓄熱伝熱面の全ての領域の法線ベクトルの互いになす角が１８０度以下になるよう変形量を規制する構成とした請求項６に記載の太陽エネルギー利用装置。
【請求項８】
前記蓄熱部は前記熱回収部と接触する熱回収伝熱面を有し、前記熱回収伝熱面は弾性体で構成された請求項１に記載の太陽エネルギー利用装置。
【請求項９】
前記蓄熱伝熱面は、前記熱回収伝熱面よりも柔軟に構成された請求項８に記載の太陽エネルギー利用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギーを受けて熱及び電力を得る太陽エネルギー利用装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の太陽エネルギー利用装置としては、効率良く太陽エネルギーを利用するために、太陽エネルギーを電力として取り出す発電部と太陽エネルギーを熱として取り出す集熱部とを一体に構成し、潜熱蓄熱材が充填された蓄熱部を集熱部の背部に集熱部と一体に設ける構成としているものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、特許文献１に記載された従来の太陽エネルギー利用装置を示すものである。図６に示すように、太陽エネルギー利用装置は発電部１と、発電部１と一体に構成された集熱部２と、集熱部２の裏面に集熱部２と一体に設けられ潜熱蓄熱材３が充填されている蓄熱部４と、蓄熱部４から熱を伝える伝熱部５から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０８４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の太陽エネルギー利用装置では、発電部１で電力を取り出し集熱部２で電力を取り出すと同時に、発電部１で発生する廃熱を発電部１と一体に構成された集熱部２を通じて取り出すことで発電部１の温度を下げより効率よく発電を行い、全体として太陽エネルギーを効率よく利用していたが、集熱部２と蓄熱部４は一体に構成されており、あらかじめ一体に構成されるため任意の発電部１や集熱部２と組み合わせることが困難であるという課題を有していた。
【０００６】
また、集熱部２と蓄熱部４を一体に設けず別々に構成した場合には、集熱部２と蓄熱部４を組み合わせた場合に集熱部２と蓄熱部４が密着せず、集熱部２から蓄熱部４へ熱が伝わりにくいため太陽エネルギーを効率良く利用できないという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、別々に構成された集熱部と蓄熱部を組み合わせた際に、集熱部と蓄熱部が密着する構成とすることで、太陽エネルギーから効率良く電力と熱を取り出せる太陽エネルギー利用装置を容易に組み上げられるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の太陽エネルギー利用装置は蓄熱部の外面のうち集熱部と対向する蓄熱伝熱面を弾性体で構成したものである。
【０００９】
発電部及び発電部と一体に構成された集熱部は太陽に向けて傾斜状態で設置され、蓄熱部は集熱部の裏面に取り付けられる。傾斜状態で設置されているため蓄熱部の蓄熱伝熱面は液体状になった潜熱蓄熱材の重みによって押し出されて変形前の平面形状から凸形状へと変形する。したがって、蓄熱部が集熱部に取り付けられた際に蓄熱部と集熱部が密着せず離れていても、その空間を埋めるように蓄熱伝熱面が凸形状に変形していくため、蓄熱伝熱面の一部と集熱部の裏面は密着して密着領域を形成する。また発電部の裏面は配線な
どにより平面になっておらず、発電部と一体に構成されているため蓄熱部の裏面も平面ではない。しかし、蓄熱部の蓄熱伝熱面は弾性体で構成されているため、蓄熱伝熱面は集熱部の裏面の形状にそって変形し集熱部の裏面に密着する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽エネルギー利用装置は、蓄熱伝熱面の一部が集熱部の裏面と密着した密着領域となることで、集熱部で太陽エネルギーから取り出された熱をすばやく蓄えると同時に、発電部の廃熱も蓄熱部に蓄えることで発電部の温度を下げて効率よく発電を行えるようになり太陽エネルギーを効率良く利用することができる。
【００１１】
また、任意の発電部や集熱部と組み合わせることができるため、太陽エネルギーから電力と熱を取り出せる太陽エネルギー利用装置を容易に組み上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における太陽エネルギー利用装置の概略図
【図２】本発明の実施の形態１における太陽エネルギー利用装置の蓄熱状態概略図
【図３】本発明の実施の形態２における太陽エネルギー利用装置の概略図
【図４】本発明の実施の形態３における太陽エネルギー利用装置の概略図
【図５】本発明の実施の形態４における太陽エネルギー利用装置の概略図
【図６】従来の太陽エネルギー利用装置の部分詳細図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、太陽に向けて傾斜状態で設置され太陽エネルギーから発電を行う発電部と、前記発電部と一体に構成され太陽エネルギーから熱を取り出す集熱部と、前記集熱部の裏面に取り付けられ内部に潜熱蓄熱材を充填された蓄熱部と、前記蓄熱部から熱を回収する熱回収部とを備え、前記蓄熱部の外面のうち前記集熱部と対向する蓄熱伝熱面は弾性体で構成することにより、傾斜状態で設置されているため蓄熱部の蓄熱伝熱面は液体状になった潜熱蓄熱材の重みによって押し出されて変形前の平面形状から凸形状に変形する。したがって、蓄熱部が集熱部に取り付けられた際に蓄熱部と集熱部が密着せず離れていても、その空間を埋めるように蓄熱伝熱面が凸形状に変形していくため、蓄熱伝熱面の一部と集熱部の裏面は密着し密着領域となる。また発電部の裏面は配線などにより平面になっておらず、発電部と一体に構成されている蓄熱部の裏面も平面ではないが、蓄熱部の蓄熱伝熱面は弾性体で構成されているため、蓄熱伝熱面は集熱部の裏面の形状にそって変形し蓄熱部の裏面に密着する。蓄熱伝熱部が集熱部の裏面に密着することで、集熱部で太陽エネルギーから取り出された熱を効率良く蓄え利用することができる。また、任意の発電部や集熱部と組み合わせることができるため、太陽エネルギーから電力と熱を取り出せる太陽エネルギー利用装置を容易に組み上げることができる。
【００１４】
第２の発明は、特に第１の発明の蓄熱伝熱面を、前記集熱部の裏面と接触する密着領域を有すると共に前記集熱部の裏面と接触しない圧力開放領域を有する構成とすることにより、例えば風によって発電部および一体に構成された集熱部に力が加わった場合など、集熱部の裏面から蓄熱部へ加わる押し付け力が増加した際に、潜熱蓄熱材の重みによって凸形状に変形していた密着領域は蓄熱部の蓄熱部の容積を小さくするよう蓄熱部の内部側へと押し込まれるが、一方で圧力開放領域は集熱部の裏面から力を受けないため蓄熱部の容積を大きくするように蓄熱部の外部側へと変形するため蓄熱部の容積は変化せず、蓄熱伝熱面にかかる圧力は変化しない。蓄熱伝熱面にかかる圧力が高くならないため例えば蓄熱伝熱面が大きく伸び最終的に破断してしまったり、蓄熱伝熱面が大きく変形し塑性変形してしまったりすることがない。
【００１５】
第３の発明は、特に第２の発明の圧力開放領域を、前記潜熱蓄熱材の相対的に温度が高
い表面に接触するよう配置する構成とすることにより、圧力開放領域は集熱部の裏面と接触していないため、集熱部において熱が取り出せていない場合に潜熱蓄熱材の相対的に温度が高い表面から集熱部の裏面へ熱が逃げることがない。また集熱部において熱が取り出せている場合においては、集熱部の裏面と潜熱蓄熱材の相対的に温度が高い表面が蓄熱伝熱面を介して接触していたとしても、温度差が小さく蓄熱部に蓄えられる熱量は少ない。そのため圧力開放領域を前記潜熱蓄熱材の相対的に温度が高い表面に接触するよう配置しても集熱部から蓄熱部へ伝わり蓄えられる熱量はほとんど変化しない。
【００１６】
第４の発明は、特に第２の発明の蓄熱部は内部に気体成分を有し、前記気体成分を、前記潜熱蓄熱材の相対的に温度が高い表面に接触するよう配置されると同時に前記圧力開放領域とも接するように構成することにより、前記潜熱蓄熱材の相対的に温度が高い表面は圧力開放領域と接していた状態から間に気体成分が入り圧力開放領域とも接触していない状態となる。気体は一般に液体よりも熱を伝えにくいため、集熱部において熱が取り出せていない場合に集熱部の裏面へより熱が逃げにくくなる。さらに気体成分は潜熱蓄熱材の相対的に温度が高い表面と蓄熱部の蓄熱伝熱面以外の壁面との間にも入るため、蓄熱伝熱面以外からの放熱も防ぐことができる。
【００１７】
第５の発明は、特に第１の発明の蓄熱伝熱面を、前記蓄熱伝熱面が前記潜熱蓄熱材の重みによって変形する際に最も変形量が大きくなる位置に強度が低く変形しやすい柔軟構造領域を有する構成とすることにより、潜熱蓄熱材の重みによって蓄熱伝熱面に圧力がかかった場合に柔軟構造領域は大きく変形し、変形前の平面形状からの突出量は部分的に大きくなる。変形前の平面形状からの突出量が部分的に大きくなることによって、蓄熱部が集熱部に取り付けられた際に形成される蓄熱部と集熱部の間隔が広くても、蓄熱部と集熱部の裏面は密着するようになる。
【００１８】
第６の発明は、特に第１の発明の蓄熱伝熱面を、変形後の形状を規制する変形規制手段を有する構成とすることにより、集熱部の裏面から蓄熱部へ加わる押し付け力が増加した際に蓄熱伝熱面が大きく変形しすぎることを防ぐことができる。蓄熱伝熱面が変形しすぎることが無いため、例えば変形した蓄熱伝熱面が集熱部の裏面以外の外周部分に接触して蓄熱部の熱が逃げてしまったり、また例えば変形した蓄熱伝熱面が外周部分の形状に引っ掛かって元に戻れなくなったりすることを防ぐことができる。
【００１９】
第７の発明は、特に第６の発明の変形規制手段を、前記蓄熱伝熱面の全ての領域の法線ベクトルの互いになす角が１８０度以下になるよう変形量を規制する構成とすることにより、蓄熱伝熱面は折り返すように変形することが無くなり、蓄熱伝熱面が重なることで集熱部の裏面から蓄熱部へと熱が伝わらないことがない。
【００２０】
第８の発明は、特に第１の発明の蓄熱部は前記熱回収部と接触する熱回収伝熱面を有し、前記熱回収伝熱面を弾性体で構成することにより、熱回収伝熱面は潜熱蓄熱材の重さによって変形し熱回収部と密着する。熱回収伝熱面と熱回収部が密着することで、蓄熱部に蓄えられた熱は熱回収部によって取り出しやすくなるため効率よく熱を利用することができる。
【００２１】
第９の発明は、特に第８の発明の蓄熱伝熱面を、前記熱回収伝熱面よりも柔軟に構成することにより、熱回収伝熱面が大きく変形することで蓄熱伝熱面が変形せず集熱部の裏面に密着しなくなることを防ぐことができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における太陽エネルギー利用装置の概略図を示すものである。
【００２４】
図１において、太陽エネルギー利用装置は太陽エネルギーから発電を行う発電部６と、太陽エネルギーから熱を取り出す集熱部７を有しており、発電部６と集熱部７は一体に構成されている。集熱部７の裏面には集熱部７とは別体に設けられた蓄熱部８が取り付けられているが集熱部７の裏面と蓄熱部８は密着せず離れており空間が存在する。蓄熱部８の内部には潜熱蓄熱材９が充填されている。また蓄熱部８の背部には蓄熱部８から熱を回収する熱回収部１０が設けられている。さらに蓄熱部８の外面のうち集熱部７と対向する蓄熱伝熱面１１は弾性体で構成されている。
【００２５】
発電部６は太陽に向けて傾斜状態で設置されている。それによって発電部６と一体に構成された集熱部７、さらに集熱部７の裏面に取り付けられた蓄熱部８も傾斜状態となっている。
【００２６】
発電部６の裏面は発電部６の内部や表面に配置された配線など（図示せず）により平面になっておらず、発電部６と一体に構成された集熱部７の裏面も平面になっていない。
【００２７】
潜熱蓄熱材９には熱が蓄えられておらず固体状潜熱蓄熱材１２となっている。固体状潜熱蓄熱材１２は蓄熱伝熱面１１に力を加えていない。また蓄熱部８の内部には気体成分１３が封入されている。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態１における太陽エネルギー利用装置の蓄熱状態概略図を示すものである。
【００２９】
図２において、潜熱蓄熱材９には熱が若干蓄えられている。熱の蓄えられ方は全体に均一ではなく、熱があまり蓄えられていない固体状潜熱蓄熱材１２と熱が蓄えられ融解した液体状潜熱蓄熱材１４の両者が蓄熱部８の内部に存在している。固体状潜熱蓄熱材１２は比重が大きいため蓄熱部８の内部下方に固まって存在しており、その上方に液体状潜熱蓄熱材１４が位置している。またさらに液体状潜熱蓄熱材１４の上方にはより比重の小さい気体成分１３が集まって存在している。
【００３０】
液体状潜熱蓄熱材１４の内部においても熱の蓄えられ方は均一ではなく、熱がより多く蓄えられ相対的に温度が高くなった液体状潜熱蓄熱材１４は自然対流により液体状潜熱蓄熱材１４の内部において上方側に集まっている。
【００３１】
液体状潜熱蓄熱材１４は重みによって蓄熱伝熱面１１を押し出し、蓄熱伝熱面１１の下方側は変形前の平面形状から凸形状へと変形している。蓄熱伝熱面１１の凸形状部は集熱部７と蓄熱部８の隙間を埋めるように変形しており、蓄熱伝熱面１１は集熱部７の裏面に接触している。集熱部７の裏面に接触した蓄熱伝熱面１１は、平面ではない集熱部７の裏面形状に沿って変形しており、蓄熱伝熱面１１の一部は集熱部７の裏面と密着する密着領域１５となっている。
【００３２】
蓄熱伝熱面１１の密着領域１５以外は集熱部７の裏面と接触していない圧力開放領域１６となっている。蓄熱伝熱面１１の上方側は下方側とは逆に集熱部７の裏面から離れるように凹形状に変形しており、圧力開放領域１６の大部分が蓄熱伝熱面１１の上方側に位置している。蓄熱伝熱面１１の下方側が凸形状に変形し、上方側が凹形状に変形することで蓄熱部８の内部の容積はほぼ変化していない。
【００３３】
圧力開放領域１６は蓄熱伝熱面１１の上方側に位置し、蓄熱伝熱面１１の内側に接している液体状潜熱蓄熱材１４も上方側ほど温度が高くなっているため、圧力開放領域１６は潜熱蓄熱材９の相対的に温度が高い表面に接触するよう位置していることになる。
【００３４】
また圧力開放領域１６は蓄熱伝熱面１１の上方側に位置し、気体成分１３は蓄熱部８の内部で最も上方に位置しているため、気体成分１３は、潜熱蓄熱材９の相対的に温度が高い表面に接触するよう位置すると同時に圧力開放領域１６とも接するように位置している。
【００３５】
以上のように構成された太陽エネルギー利用装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３６】
太陽エネルギー利用装置を設置する際に、利用者は任意の発電部６及び発電部６と一体に構成された集熱部７を用意し、それとは別に構成された蓄熱部８を集熱部７の裏面へと取り付ける。発電部６及び集熱部７は任意に決めており、集熱部７の裏面形状は平面になっておらず種類によって様々な形状が存在することから、取り付け時点で蓄熱伝熱面１１は平面形状とされており集熱部７の裏面形状は一致していない。さらに、潜熱蓄熱材９は固体状潜熱蓄熱材１２の状態となっているため蓄熱伝熱面１１は変形しないことから、集熱部７と蓄熱伝熱面１１は密着しておらず間隔があいた状態になる。
【００３７】
集熱部７の裏面に蓄熱部８が取り付けられると、太陽エネルギー利用装置は太陽に向けて傾斜状態で設置される。続けて、実際に太陽エネルギーから電力及び熱を取り出すための傾斜状態を保ったまま蓄熱部８に熱が加えられる。
【００３８】
蓄熱部８に熱が加えられると蓄熱部８の内部に充填された潜熱蓄熱材９は次第に熱を蓄えていき、やがて十分な熱が蓄えられると固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４への相変化が起こる。
【００３９】
熱を蓄える際、潜熱蓄熱材９は均等に熱を蓄えることはなく全体に不均一に温度上昇していく。そのため熱を蓄えていく初期の段階では、部分的に固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４へと相変化が生じる。この状態では、例えば固体状潜熱蓄熱材１２の中央部分のみ液体状潜熱蓄熱材１４に相変化した場合に、相変化した液体状潜熱蓄熱材１４は流動性があるものの周囲を固体状潜熱蓄熱材１２に囲まれているため流れ出ることがないといったように、潜熱蓄熱材９は全体に流動性が無い。そのため固体状潜熱蓄熱材１２と液体状潜熱蓄熱材１４は蓄熱部８の内部において空間的に混じって存在し、蓄熱量及び温度分布も空間的にばらばらな状態となっている。
【００４０】
さらに熱を加え、液体状潜熱蓄熱材１４が大部分を占め潜熱蓄熱材９全体の流動性が高まってくると、一般に比重の重い状態である固体状潜熱蓄熱材１２は重力によって蓄熱部８の下方側に溜まるようになる。またこの際、気体であることから比重が小さい気体成分１３も移動し蓄熱部８の上方側に溜まる。
【００４１】
液体状潜熱蓄熱材１４が大部分を占めるようになると、液体状潜熱蓄熱材１４は水圧と同様に潜熱蓄熱材９の内面全体に対して自重により力を加えるようになり、弾性体で構成された蓄熱伝熱面１１はその自重によって加わる力で押され変形する。またこの力は下方側ほど強くなる。したがって蓄熱伝熱面１１の下方側は凸形状に変形する。
【００４２】
この段階で蓄熱伝熱面１１の形状は、液体状潜熱蓄熱材１４から加わる力と蓄熱伝熱面１１が変形することにより生じる弾性力、さらに蓄熱部８の内部に存在する潜熱蓄熱材９や非蓄熱ガスである気体成分１３の体積変化によって決まる。蓄熱部８内部の潜熱蓄熱材
９は体積変化しにくく、一方、気体成分１３は気体であるため体積変化しやすいが元々存在している量が少ないため蓄熱部８の容積はほとんど変化しない。したがって蓄熱伝熱面１１の下方側が凸形状に変形すると、蓄熱伝熱面１１の上方側は容積変化がなくなるように下方側とは逆に凹形状に変形する。
【００４３】
凸形状に変形し突出した蓄熱伝熱面１１の下方側は、やがて集熱部７の裏面と蓄熱部８の隙間を越えて集熱部７の裏面に到達する。蓄熱伝熱面１１の一部であり集熱部７の裏面と接触した密着領域１５は、接触後も内部の液体状潜熱蓄熱材１４に押され続けるが接触した集熱部７の裏面からも押されるため、集熱部７の裏面形状にそった形に変形し完全に密着する。密着した後には、液体状潜熱蓄熱材１４から加わる力と蓄熱伝熱面１１が変形することにより生じる弾性力に加え、集熱部７の裏面から受ける力がつりあうことで部分的にそれ以上の変形が起こらなくなる。
【００４４】
一方で、蓄熱伝熱面１１の上方側は凹形状に変形し、そのまま集熱部７の裏面に接触せずに圧力開放領域１６となる。
【００４５】
潜熱蓄熱材９の内部で固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４への相変化が起こることで潜熱蓄熱材９の重量バランスが変化し、それによって蓄熱伝熱面１１の形状も変化していく。そして最終的に全ての潜熱蓄熱材９が液体状潜熱蓄熱材１４に相変化した時点で、それ以上の熱を加えても潜熱蓄熱材９の重量バランスが変化することがなくなるため、蓄熱伝熱面１１の変形およびそれに伴う密着領域１５の拡大も止まる。
【００４６】
したがって最終的に全ての潜熱蓄熱材９が液体状潜熱蓄熱材１４に相変化した時点で加熱を停止し、続けて熱回収部１０によって蓄熱部８に蓄えられた熱を回収する。
【００４７】
熱を奪われた液体状潜熱蓄熱材１４は再び固体状潜熱蓄熱材１２へと相変化して戻っていく。しかし、この際に潜熱蓄熱材９の形状は元には戻らないため、蓄熱伝熱面１１の密着領域１５は集熱部７の裏面に密着した状態を維持する。
【００４８】
この状態を形成した後、太陽エネルギー利用装置に太陽光が当てられる。
【００４９】
発電部６では太陽エネルギーから電力が取り出され、集熱部７では熱が取り出される。集熱部７で取り出された熱は、集熱部７の裏面から蓄熱伝熱面１１の下方側に位置する密着領域１５を通じて速やかに潜熱蓄熱材９へと蓄えられる。また発電部６において発電と共に生じる廃熱も一体に構成された集熱部７を通じて蓄熱部８へと蓄えられる。この際、集熱部７の裏面のうち上方側には圧力開放領域１６が対向しているため直接熱を蓄熱部へと蓄えることは出来ないが集熱部７の内部で伝熱が生じるため集熱部７の上方側の熱も蓄熱部８へと蓄えられる。
【００５０】
熱を蓄えた潜熱蓄熱材９は元々の固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４へと相変化する。やがて液体状潜熱蓄熱材１４が大部分を占めるようになると蓄熱部８の下方側に固体状潜熱蓄熱材１２が溜まり、その上方に液体状潜熱蓄熱材１４が位置するようになる。また液体状潜熱蓄熱材１４の内部においても自然対流が発生するため、下方側が比較的低温で熱を蓄えやすく、上方側の温度は高く熱を蓄えにくい状態になっている。したがって、蓄熱部８の下方側には熱を蓄えやすい状態の潜熱蓄熱材９が集まっていることになる。また、密着領域１５は蓄熱伝熱面１１の下方側に位置していることから、集熱部７で太陽エネルギーから取り出された熱は蓄熱部８の下方側へと伝わる。熱を蓄えやすい状態の潜熱蓄熱材９も蓄熱部８の下方側に集まっていることからすばやく効率よく熱を蓄えることが出来る。
【００５１】
太陽エネルギー利用装置が太陽エネルギーから電力及び熱を取り出している最中、風などによって発電部６及び集熱部７に力が加わる事がある。発電部６に対して蓄熱部８側へ押し付けるような力が加わった場合には、集熱部７の裏面を通じて蓄熱伝熱面１１の密着領域１５に押し付け力が加わる。この場合、凸形状に変形している密着領域１５は蓄熱部８の内側へとへこむように変形するが、同時に主に凹形状に変形しており集熱部７と密着していない圧力開放領域１６が密着領域１５とは逆に突出するように変形する。このように集熱部７の裏面によって蓄熱伝熱面１１が押し付けられても圧力開放領域１６が逆方向に変形するため蓄熱伝熱面１１にかかる圧力は高くならない。蓄熱伝熱面１１にかかる圧力が高くならないため例えば蓄熱伝熱面１１が大きく伸び最終的に破断してしまったり、蓄熱伝熱面１１が大きく変形し塑性変形してしまったりすることがない。
【００５２】
また逆に発電部６に対して蓄熱部８側から引き離すような力が加わった場合には、集熱部７の裏面と蓄熱部８の間隔が大きくなろうとするが、間隔が広がると同時に密着領域１５が液体状潜熱蓄熱材１４に押されてより大きく突出するよう変形するため蓄熱伝熱面１１と集熱部７の裏面は密着を維持することが出来る。
【００５３】
太陽エネルギー利用装置が太陽エネルギーから電力及び熱を取り出している最中、天候や時刻による太陽の角度が変化することにより、集熱部７によって取り出される熱量が減少する。集熱部７の温度が蓄熱部８の温度を下回ると、蓄熱部８に蓄えられた熱は逆に集熱部７へと逃げようとする。しかし、蓄熱部８の内部で比較的温度の高い表面は圧力開放領域１６と接しており、圧力開放領域１６は集熱部７の裏面とは密着していないため熱が逃げにくい。さらに蓄熱部８の内部で比較的温度の高い表面は気体成分１３と接している領域においては、一般に気体は液体よりも熱を伝えにくいためさらに熱が逃げにくくなる。そのため、気体成分１３が無く蓄熱部８の内部で比較的温度の高い表面が圧力開放領域１６や蓄熱部８の蓄熱伝熱面１１以外の壁面と接していた場合に比べ全体に熱が逃げにくくなる。
【００５４】
潜熱蓄熱材９の全てが液体状潜熱蓄熱材１４に相変化し、蓄熱部８に十分な熱が蓄えられた場合や、時間が経過し太陽が沈むと、熱回収部１０によって蓄熱部８から熱が回収される。
【００５５】
熱の回収に伴って、液体状潜熱蓄熱材１４は再び固体状潜熱蓄熱材１２へと相変化するが、その際に密着領域１５は集熱部７の裏面に密着した状態を維持する。したがって太陽光を当てる前の状態に戻る。
【００５６】
なお、本実施の形態において蓄熱部８は集熱部７の裏面に取り付けられた後に加熱をおこない蓄熱伝熱面１１を密着させる構成としたが、蓄熱部８と集熱部７の裏面に間隔があいた状態で発電部６に太陽光をあて、蓄熱部８と集熱部７の裏面の間の空気を通じてわずかに伝わる熱を蓄熱部８に蓄えることで固体状潜熱蓄熱材１２を液体状潜熱蓄熱材１４へと相変化させ、蓄熱伝熱面１１を集熱部７の裏面に密着させる構成としてもかまわない。
【００５７】
なお、本実施の形態において蓄熱伝熱面１１は、蓄熱部８が集熱部７の裏面に取り付けられる時点で平面形状としたが、あらかじめ凸形状としてから取り付ける構成としてもかまわない。
【００５８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における太陽エネルギー利用装置の概略図を示すものである。
【００５９】
図３において、太陽エネルギー利用装置は太陽エネルギーから発電を行う発電部６と、
太陽エネルギーから熱を取り出す集熱部７を有しており、発電部６と集熱部７は一体に構成されている。また、集熱部７の裏面には集熱部７とは別体に設けられた蓄熱部８が取り付けられているが、集熱部７の裏面と蓄熱部８は全体には密着しておらず部分的に密着している。蓄熱部８の内部には潜熱蓄熱材９が充填されている。また蓄熱部８の背部には蓄熱部８から熱を回収する熱回収部１０が設けられている。さらに蓄熱部８の外面のうち集熱部７と対向する蓄熱伝熱面１１は弾性体で構成されている。
【００６０】
発電部６は太陽に向けて傾斜状態で設置されている。それによって発電部６と一体に構成された集熱部７、さらに集熱部７の裏面に取り付けられた蓄熱部８も傾斜状態となっている。発電部６の裏面は発電部６の内部や表面に配置された配線など（図示せず）により平面になっておらず、発電部６と一体に構成された集熱部７の裏面も平面になっていない。
【００６１】
潜熱蓄熱材９には熱が若干蓄えられている。固体状潜熱蓄熱材１２と液体状潜熱蓄熱材１４の両者が蓄熱部８の内部に存在しており、固体状潜熱蓄熱材１２は蓄熱部８の内部下方に固まって存在し、その上方に液体状潜熱蓄熱材１４が位置している。
【００６２】
液体状潜熱蓄熱材１４の内部においても熱の蓄えられ方は均一ではなく、温度が高くなった液体状潜熱蓄熱材１４は自然対流により液体状潜熱蓄熱材１４の内部において上方側に集まっている。
【００６３】
液体状潜熱蓄熱材１４は重みによって蓄熱伝熱面１１を押し出し、蓄熱伝熱面１１の下方側は変形前の平面形状から凸形状へと変形している。凸形状の先端部分であり変形量が最も大きくなる領域は蓄熱伝熱面１１の厚みが薄く構成されており、蓄熱伝熱面１１の内で強度が低く変形しやすい柔軟構造領域１７となっている。
【００６４】
柔軟構造領域１７およびその周囲の蓄熱伝熱面１１は凸形状部に変形することで集熱部７と蓄熱部８の隙間を埋め、蓄熱伝熱面１１は集熱部７の裏面に接触している。集熱部７の裏面に接触した蓄熱伝熱面１１は、平面ではない集熱部７の裏面形状に沿って変形しており、蓄熱伝熱面１１の一部は集熱部７の裏面と密着する密着領域１５となっている。
【００６５】
蓄熱伝熱面１１の密着領域１５以外は集熱部７の裏面と接触していない圧力開放領域１６となっている。蓄熱伝熱面１１の上方側は下方側とは逆に集熱部７の裏面から離れるように凹形状に変形しており、圧力開放領域１６の大部分が蓄熱伝熱面１１の上方側に位置している。蓄熱伝熱面１１の下方側が凸形状に変形し、上方側が凹形状に変形することで蓄熱部８の内部の容積はほぼ変化していない。
【００６６】
圧力開放領域１６は蓄熱伝熱面１１の上方側に位置し、蓄熱伝熱面１１の内側に接している液体状潜熱蓄熱材１４も上方側ほど温度が高くなっているため、圧力開放領域１６は潜熱蓄熱材９の相対的に温度が高い表面に接触するよう位置していることになる。
【００６７】
以上のように構成された太陽エネルギー利用装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００６８】
太陽エネルギー利用装置を設置する際に、利用者は任意の発電部６及び発電部６と一体に構成された集熱部７を用意し、それとは別に構成された蓄熱部８を集熱部７の裏面へと取り付ける。発電部６及び集熱部７は任意に決めており、集熱部７の裏面形状は平面になっておらず種類によって様々な形状が存在することから、取り付け時点で蓄熱伝熱面１１は平面形状とされており集熱部７の裏面形状は一致していない。さらに、潜熱蓄熱材９は固体状潜熱蓄熱材１２の状態となっているため蓄熱伝熱面１１は変形しないことから、集
熱部７と蓄熱伝熱面１１は密着しておらず間隔があいた状態になる。
【００６９】
集熱部７の裏面に蓄熱部８が取り付けられると、太陽エネルギー利用装置は太陽に向けて傾斜状態で設置される。続けて、実際に太陽エネルギーから電力及び熱を取り出すための傾斜状態を保ったまま蓄熱部８に熱が加えられる。
【００７０】
蓄熱部８に熱が加えられると蓄熱部８の内部に充填された潜熱蓄熱材９は次第に熱を蓄えていき、やがて十分な熱が蓄えられると固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４への相変化が起こる。
【００７１】
さらに熱を加え、液体状潜熱蓄熱材１４が潜熱蓄熱材９の大部分を占め潜熱蓄熱材９全体の流動性が高まってくると、一般に比重の重い状態である固体状潜熱蓄熱材１２は重力によって蓄熱部８の下方側に溜まるようになる。
【００７２】
液体状潜熱蓄熱材１４が大部分を占めるようになると、液体状潜熱蓄熱材１４は水圧と同様に蓄熱部８の内面全体に対して自重により力を加えるようになり、弾性体で構成された蓄熱伝熱面１１はその自重によって加わる力で押され変形する。またこの力は下方側ほど強くなる。したがって蓄熱伝熱面１１の下方側は凸形状に変形する。
【００７３】
この時、蓄熱伝熱面１１のうち柔軟構造領域１７は厚みが薄く構成されている。そのため液体状潜熱蓄熱材１４によって柔軟構造領域１７相対的に大きく変形し蓄熱伝熱面１１の中で最も突出した形状となる。
【００７４】
この段階で蓄熱伝熱面１１の形状は、液体状潜熱蓄熱材１４から加わる力と蓄熱伝熱面１１が変形することにより生じる弾性力、さらに蓄熱部８の内部に存在する潜熱蓄熱材９の体積変化によって決まる。蓄熱部８内部の潜熱蓄熱材９は体積変化しにくいため蓄熱部８の容積はほとんど変化しない。したがって蓄熱伝熱面１１の下方側が凸形状に変形すると、蓄熱伝熱面１１の上方側は容積変化がなくなるように下方側とは逆に凹形状に変形する。
【００７５】
凸形状に変形し突出した蓄熱伝熱面１１の中で最も変形量の大きい柔軟構造領域１７は、やがて集熱部７の裏面と蓄熱部８の隙間を越えて集熱部７の裏面に到達する。柔軟構造領域１７の一部であり集熱部７の裏面と接触した密着領域１５は、接触後も内部の液体状潜熱蓄熱材１４に押され続けるが接触した集熱部７の裏面からも押されるため、集熱部７の裏面形状にそった形に変形し完全に密着する。密着した後には、液体状潜熱蓄熱材１４から加わる力と柔軟構造領域１７が変形することにより生じる弾性力に加え、集熱部７の裏面から受ける力がつりあうことで部分的にそれ以上の変形が起こらなくなる。
【００７６】
一方で、蓄熱伝熱面１１の上方側は凹形状に変形し、そのまま集熱部７の裏面に接触せずに圧力開放領域１６となる。
【００７７】
潜熱蓄熱材９の内部で固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４への相変化が起こることで潜熱蓄熱材９の重量バランスが変化し、それによって蓄熱伝熱面１１の形状も変化していく。最初の段階では、集熱部７の裏面に柔軟構造領域１７が接触するが、徐々に密着領域１５が広がっていき、やがて柔軟構造領域１７の周囲に位置していた蓄熱伝熱面１１も密着領域１５を形成するようになる。
【００７８】
そして最終的に全ての潜熱蓄熱材９が液体状潜熱蓄熱材１４に相変化した時点で、それ以上の熱を加えても潜熱蓄熱材９の重量バランスが変化することがなくなるため、蓄熱伝熱面１１の変形およびそれに伴う密着領域１５の拡大も止まる。
【００７９】
したがって最終的に全ての潜熱蓄熱材９が液体状潜熱蓄熱材１４に相変化した時点で加熱を停止し、続けて熱回収部１０によって蓄熱部８に蓄えられた熱を回収する。熱を奪われた液体状潜熱蓄熱材１４は再び固体状潜熱蓄熱材１２へと相変化して戻るが、この際に潜熱蓄熱材９の形状は元には戻らないため、蓄熱伝熱面１１の密着領域１５は集熱部７の裏面に密着した状態を維持する。
【００８０】
この状態を形成した後、太陽エネルギー利用装置に太陽光が当てられる。
【００８１】
発電部６では太陽エネルギーから電力が取り出され、集熱部７では熱が取り出される。集熱部７で取り出された熱は、集熱部７の裏面から蓄熱伝熱面１１の下方側に位置する密着領域１５を通じて速やかに潜熱蓄熱材９へと蓄えられる。また発電部６において発電と共に生じる廃熱も一体に構成された集熱部７を通じて蓄熱部８へと蓄えられる。この際、集熱部７の裏面のうち上方側には圧力開放領域１６が対向しているため直接熱を蓄熱部へと蓄えることは出来ないが集熱部７の内部で伝熱が生じるため集熱部７の上方側の熱も蓄熱部８へと蓄えられる。
【００８２】
熱を蓄えた潜熱蓄熱材９は元々の固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４へと相変化する。やがて液体状潜熱蓄熱材１４が大部分を占めるようになると蓄熱部８の下方側に固体状潜熱蓄熱材１２が溜まり、その上方に液体状潜熱蓄熱材１４が位置するようになる。また液体状潜熱蓄熱材１４の内部においても自然対流が発生するため、下方側が比較的低温で熱を蓄えやすく、上方側の温度は高く熱を蓄えにくい状態になっている。したがって、蓄熱部８の下方側には熱を蓄えやすい状態の潜熱蓄熱材９が集まっていることになる。また、密着領域１５は蓄熱伝熱面１１の下方側に位置していることから、集熱部７で太陽エネルギーから取り出された熱は蓄熱部８の下方側へと伝わる。熱を蓄えやすい状態の潜熱蓄熱材９も蓄熱部８の下方側に集まっていることからすばやく効率よく熱を蓄えることが出来る。
【００８３】
太陽エネルギー利用装置が太陽エネルギーから電力及び熱を取り出している最中、風などによって発電部６に対して蓄熱部８側から引き離すような力が加わった場合には、集熱部７の裏面と蓄熱部８の間隔が大きくなろうとする。間隔が広がると同時に密着領域１５が液体状潜熱蓄熱材１４に押されてより大きく突出するよう変形し、なかでも柔軟構造領域１７は変形しやすいため大きく変形する。したがって、柔軟構造領域１７がない場合に比べて集熱部７の裏面と蓄熱部８の間隔がより大きくなった場合でも蓄熱伝熱面１１と集熱部７の裏面の密着を維持することができる。
【００８４】
太陽エネルギー利用装置が太陽エネルギーから電力及び熱を取り出している最中、天候や時刻による太陽の角度が変化することにより、集熱部７によって取り出される熱量が減少する。集熱部７の温度が蓄熱部８の温度を下回ると、蓄熱部８に蓄えられた熱は逆に集熱部７へと逃げようとする。しかし、蓄熱部８の内部で比較的温度の高い表面は圧力開放領域１６と接しており、圧力開放領域１６は集熱部７の裏面とは密着していないため熱が逃げにくい。
【００８５】
潜熱蓄熱材９の全てが液体状潜熱蓄熱材１４に相変化し、蓄熱部８に十分な熱が蓄えられた場合や、時間が経過し太陽が沈むと、熱回収部１０によって蓄熱部８から熱が回収される。
【００８６】
熱の回収に伴って、液体状潜熱蓄熱材１４は再び固体状潜熱蓄熱材１２へと相変化するが、その際に密着領域１５は集熱部７の裏面に密着した状態を維持する。したがって太陽光を当てる前の状態に戻る。
【００８７】
なお、本実施の形態において柔軟構造領域１７は、蓄熱伝熱面１１の厚みを薄くする構成としたが、より変形しやすい材質に変形することで柔軟構造領域１７としてもかまわない。
【００８８】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における太陽エネルギー利用装置の概略図を示すものである。
【００８９】
図４において、太陽エネルギー利用装置は太陽エネルギーから発電を行う発電部６と、太陽エネルギーから熱を取り出す集熱部７を有しており、発電部６と集熱部７は一体に構成されている。また、集熱部７の裏面には集熱部７とは別体に設けられた蓄熱部８が取り付けられているが、集熱部７の裏面と蓄熱部８は全体には密着しておらず部分的に密着している。蓄熱部８の内部には潜熱蓄熱材９が充填されている。また蓄熱部８の背部には蓄熱部８から熱を回収する熱回収部１０が設けられている。さらに蓄熱部８の外面のうち集熱部７と対向する蓄熱伝熱面１１は弾性体で構成されている。蓄熱伝熱面１１のうち集熱部７の表面には、変形規制手段１８が設けられている。変形規制手段１８は剛体で構成されており蓄熱伝熱面１１の表面に間隔をあけて並べて配置されている。
【００９０】
発電部６は太陽に向けて傾斜状態で設置されている。それによって発電部６と一体に構成された集熱部７、さらに集熱部７の裏面に取り付けられた蓄熱部８も傾斜状態となっている。発電部６の裏面は発電部６の内部や表面に配置された配線など（図示せず）により平面になっておらず、発電部６と一体に構成された集熱部７の裏面も平面になっていない。
【００９１】
潜熱蓄熱材９には熱が若干蓄えられている。固体状潜熱蓄熱材１２と液体状潜熱蓄熱材１４の両者が蓄熱部８の内部に存在しており、固体状潜熱蓄熱材１２は蓄熱部８の内部下方に固まって存在し、その上方に液体状潜熱蓄熱材１４が位置している。液体状潜熱蓄熱材１４の内部においても熱の蓄えられ方は均一ではなく、温度が高くなった液体状潜熱蓄熱材１４は自然対流により液体状潜熱蓄熱材１４の内部において上方側に集まっている。
【００９２】
液体状潜熱蓄熱材１４は重みによって蓄熱伝熱面１１を押し出し、蓄熱伝熱面１１の下方側は変形前の平面形状から凸形状へと変形している。蓄熱伝熱面１１が変形する際、表面に設けられた変形規制手段１８は剛体であるため変形していないが、変形規制手段１８の間隔が狭まることで蓄熱伝熱面１１は変形している。また蓄熱伝熱面１１が形成する曲面の法線ベクトルが最も変化している部分においては、変形規制手段１８同士の間隔がなくなり互いに接触しており、法線ベクトルの変化量が規制されている。結果として、蓄熱伝熱面１１の全ての領域の法線ベクトルの互いになす角は１８０度以下となっている。
【００９３】
周囲の蓄熱伝熱面１１は凸形状部に変形することで集熱部７と蓄熱部８の隙間を埋め、蓄熱伝熱面１１は集熱部７の裏面に接触している。集熱部７の裏面に接触した蓄熱伝熱面１１は、平面ではない集熱部７の裏面形状に沿って変形しており、蓄熱伝熱面１１の一部は集熱部７の裏面と密着する密着領域１５となっている。この時、変形規制手段１８によって集熱部７の裏面形状に沿った変形はやや阻害されるが、集熱部７のほとんどを占める平面な領域では密着領域１５が形成される。
【００９４】
蓄熱伝熱面１１の密着領域１５以外は集熱部７の裏面と接触していない圧力開放領域１６となっている。蓄熱伝熱面１１の上方側は下方側とは逆に集熱部７の裏面から離れるように凹形状に変形しており、圧力開放領域１６の大部分が蓄熱伝熱面１１の上方側に位置している。蓄熱伝熱面１１の下方側が凸形状に変形し、上方側が凹形状に変形することで
蓄熱部８の内部の容積はほぼ変化していない。
【００９５】
圧力開放領域１６は蓄熱伝熱面１１の上方側に位置し、蓄熱伝熱面１１の内側に接している液体状潜熱蓄熱材１４も上方側ほど温度が高くなっているため、圧力開放領域１６は潜熱蓄熱材９の相対的に温度が高い表面に接触するよう位置していることになる。
【００９６】
以上のように構成された太陽エネルギー利用装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００９７】
太陽エネルギー利用装置を設置する際に、利用者は任意の発電部６及び発電部６と一体に構成された集熱部７を用意し、それとは別に構成された蓄熱部８を集熱部７の裏面へと取り付ける。発電部６及び集熱部７は任意に決めており、集熱部７の裏面形状は平面になっておらず種類によって様々な形状が存在することから、取り付け時点で蓄熱伝熱面１１は平面形状とされており集熱部７の裏面形状は一致していない。さらに、潜熱蓄熱材９は固体状潜熱蓄熱材１２の状態となっているため蓄熱伝熱面１１は変形しないことから、集熱部７と蓄熱伝熱面１１は密着しておらず間隔があいた状態になる。
【００９８】
集熱部７の裏面に蓄熱部８が取り付けられると、太陽エネルギー利用装置は太陽に向けて傾斜状態で設置される。続けて、実際に太陽エネルギーから電力及び熱を取り出すための傾斜状態を保ったまま蓄熱部８に熱が加えられる。
【００９９】
蓄熱部８に熱が加えられると蓄熱部８の内部に充填された潜熱蓄熱材９は次第に熱を蓄えていき、やがて十分な熱が蓄えられると固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４への相変化が起こる。
【０１００】
さらに熱を加え、液体状潜熱蓄熱材１４が潜熱蓄熱材９の大部分を占め潜熱蓄熱材９全体の流動性が高まってくると、一般に比重の重い状態である固体状潜熱蓄熱材１２は重力によって蓄熱部８の下方側に溜まるようになる。
【０１０１】
液体状潜熱蓄熱材１４が大部分を占めるようになると、液体状潜熱蓄熱材１４は水圧と同様に蓄熱部８の内面全体に対して自重により力を加えるようになり、弾性体で構成された蓄熱伝熱面１１はその自重によって加わる力で押され変形する。またこの力は下方側ほど強くなる。したがって蓄熱伝熱面１１の下方側は凸形状に変形する。
【０１０２】
この際、蓄熱伝熱面１１の表面に設けられた変形規制手段１８は変形しておらず、変形規制手段１８の隙間の大きさが変化することで蓄熱伝熱面１１は変形する。やがて変形量が大きくなり、それぞれの個所における法線ベクトルの変化量が大きくなると変形規制手段１８の間隔が狭まり変形規制手段１８は互いに接触するようになる。変形規制手段１８が接触するとその場所では変形が止まる。またこの際、蓄熱伝熱面１１のそれぞれの場所における法線ベクトルの変化量を規制できるようになるため、結果として蓄熱伝熱面１１の法線ベクトルが示す方向の範囲を規制することができ、蓄熱伝熱面１１の全ての領域の法線ベクトルの互いになす角を１８０度以下となっている。
【０１０３】
この段階で蓄熱伝熱面１１の形状は蓄熱伝熱面１１の下方側が凸形状に変形すると、蓄熱伝熱面１１の上方側は容積変化がなくなるように下方側とは逆に凹形状に変形する。
【０１０４】
凸形状に変形し突出した蓄熱伝熱面１１は、やがて集熱部７の裏面と蓄熱部８の隙間を越えて集熱部７の裏面に到達する。集熱部７の裏面と接触した密着領域１５は、接触後も内部の液体状潜熱蓄熱材１４に押され続けるが接触した集熱部７の裏面からも押されるため、集熱部７の裏面形状にそった形に変形し完全に密着する。密着した後には、液体状潜
熱蓄熱材１４から加わる力と蓄熱伝熱面１１が変形することにより生じる弾性力に加え、集熱部７の裏面から受ける力がつりあうことで部分的にそれ以上の変形が起こらなくなる。一方で、蓄熱伝熱面１１の上方側は凹形状に変形し、そのまま集熱部７の裏面に接触せずに圧力開放領域１６となる。
【０１０５】
潜熱蓄熱材９の内部で固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４への相変化が起こることで潜熱蓄熱材９の重量バランスが変化し、それによって蓄熱伝熱面１１の形状も変化していく。最初の段階では、集熱部７の裏面に柔軟構造領域１７が接触するが、徐々に密着領域１５が広がっていき、やがて柔軟構造領域１７の周囲に位置していた蓄熱伝熱面１１も密着領域１５を形成するようになる。
【０１０６】
そして最終的に全ての潜熱蓄熱材９が液体状潜熱蓄熱材１４に相変化した時点で、それ以上の熱を加えても潜熱蓄熱材９の重量バランスが変化することがなくなるため、蓄熱伝熱面１１の変形およびそれに伴う密着領域１５の拡大も止まる。
【０１０７】
したがって最終的に全ての潜熱蓄熱材９が液体状潜熱蓄熱材１４に相変化した時点で加熱を停止し、続けて熱回収部１０によって蓄熱部８に蓄えられた熱を回収する。熱を奪われた液体状潜熱蓄熱材１４は再び固体状潜熱蓄熱材１２へと相変化して戻るが、この際に潜熱蓄熱材９の形状は元には戻らないため、蓄熱伝熱面１１の密着領域１５は集熱部７の裏面に密着した状態を維持する。
【０１０８】
この状態を形成した後、太陽エネルギー利用装置に太陽光が当てられる。
【０１０９】
発電部６では太陽エネルギーから電力が取り出され、集熱部７では熱が取り出される。集熱部７で取り出された熱は、集熱部７の裏面から蓄熱伝熱面１１の下方側に位置する密着領域１５を通じて速やかに潜熱蓄熱材９へと蓄えられる。また発電部６において発電と共に生じる廃熱も一体に構成された集熱部７を通じて蓄熱部８へと蓄えられる。この際、集熱部７の裏面のうち上方側には圧力開放領域１６が対向しているため直接熱を蓄熱部へと蓄えることは出来ないが集熱部７の内部で伝熱が生じるため集熱部７の上方側の熱も蓄熱部８へと蓄えられる。
【０１１０】
熱を蓄えた潜熱蓄熱材９は元々の固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４へと相変化する。やがて液体状潜熱蓄熱材１４が大部分を占めるようになると蓄熱部８の下方側に固体状潜熱蓄熱材１２が溜まり、その上方に液体状潜熱蓄熱材１４が位置するようになる。また液体状潜熱蓄熱材１４の内部においても自然対流が発生するため、下方側が比較的低温で熱を蓄えやすく、上方側の温度は高く熱を蓄えにくい状態になっている。したがって、蓄熱部８の下方側には熱を蓄えやすい状態の潜熱蓄熱材９が集まっていることになる。また、密着領域１５は蓄熱伝熱面１１の下方側に位置していることから、集熱部７で太陽エネルギーから取り出された熱は蓄熱部８の下方側へと伝わる。熱を蓄えやすい状態の潜熱蓄熱材９も蓄熱部８の下方側に集まっていることからすばやく効率よく熱を蓄えることが出来る。
【０１１１】
太陽エネルギー利用装置が太陽エネルギーから電力及び熱を取り出している最中、風などによって発電部６に対して蓄熱部８側から引き離すような力が加わった場合には、集熱部７の裏面と蓄熱部８の間隔が大きくなろうとする。間隔が広がると同時に密着領域１５が液体状潜熱蓄熱材１４に押されてより大きく突出するよう変形しようとする。この際、蓄熱伝熱面１１は本来接触すべき集熱部７の裏面意外と接触してしまったり、さらには接触個所に引っ掛かって元の形状にもどれなくなってしまったりするといった可能性がある。しかし、蓄熱伝熱面１１には変形規制手段１８が設けられているためこれらの現象を防ぐことができる。また変形規制手段１８は蓄熱伝熱面１１の全ての領域の法線ベクトルの
互いになす角を１８０度以下としていることから、集熱部７の裏面が離れても蓄熱伝熱面１１は折り返すように変形することが無い。そのため、集熱部７の裏面がいったん離れてから戻った際に蓄熱伝熱面が重なるような皺ができることもなく、もともとの伝熱性能を維持することができる。
【０１１２】
太陽エネルギー利用装置が太陽エネルギーから電力及び熱を取り出している最中、天候や時刻による太陽の角度が変化することにより、集熱部７によって取り出される熱量が減少する。集熱部７の温度が蓄熱部８の温度を下回ると、蓄熱部８に蓄えられた熱は逆に集熱部７へと逃げようとする。しかし、蓄熱部８の内部で比較的温度の高い表面は圧力開放領域１６と接しており、圧力開放領域１６は集熱部７の裏面とは密着していないため熱が逃げにくい。
【０１１３】
潜熱蓄熱材９の全てが液体状潜熱蓄熱材１４に相変化し、蓄熱部８に十分な熱が蓄えられた場合や、時間が経過し太陽が沈むと、熱回収部１０によって蓄熱部８から熱が回収される。
【０１１４】
熱の回収に伴って、液体状潜熱蓄熱材１４は再び固体状潜熱蓄熱材１２へと相変化するが、その際に密着領域１５は集熱部７の裏面に密着した状態を維持する。したがって太陽光を当てる前の状態に戻る。
【０１１５】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態３における太陽エネルギー利用装置の概略図を示すものである。
【０１１６】
図５において、太陽エネルギー利用装置は太陽エネルギーから発電を行う発電部６と、太陽エネルギーから熱を取り出す集熱部７を有しており、発電部６と集熱部７は一体に構成されている。また、集熱部７の裏面には集熱部７とは別体に設けられた蓄熱部８が取り付けられているが、集熱部７の裏面と蓄熱部８は全体には密着しておらず部分的に密着している。蓄熱部８の内部には潜熱蓄熱材９が充填されている。また蓄熱部８の背部には蓄熱部８から熱を回収する熱回収部１０が設けられている。
【０１１７】
蓄熱部８の外面のうち集熱部７と対向する蓄熱伝熱面１１は弾性体で構成されている。また逆に蓄熱部８の背部側で熱回収部１０と対向する熱回収伝熱面１９も弾性体で構成されている。蓄熱伝熱面１１は熱回収伝熱面１９よりも厚みが薄く構成されており柔軟な構造になっている。
【０１１８】
発電部６は太陽に向けて傾斜状態で設置されている。それによって発電部６と一体に構成された集熱部７、さらに集熱部７の裏面に取り付けられた蓄熱部８も傾斜状態となっている。発電部６の裏面は発電部６の内部や表面に配置された配線など（図示せず）により平面になっておらず、発電部６と一体に構成された集熱部７の裏面も平面になっていない。
【０１１９】
潜熱蓄熱材９には熱が若干蓄えられている。固体状潜熱蓄熱材１２と液体状潜熱蓄熱材１４の両者が蓄熱部８の内部に存在しており、固体状潜熱蓄熱材１２は蓄熱部８の内部下方に固まって存在し、その上方に液体状潜熱蓄熱材１４が位置している。液体状潜熱蓄熱材１４の内部においても熱の蓄えられ方は均一ではなく、温度が高くなった液体状潜熱蓄熱材１４は自然対流により液体状潜熱蓄熱材１４の内部において上方側に集まっている。
【０１２０】
液体状潜熱蓄熱材１４は重みによって蓄熱伝熱面１１を押し出し、蓄熱伝熱面１１の下方側は変形前の平面形状から凸形状へと変形している。また熱回収伝熱面１９も蓄熱伝熱
面１１と同様に部分的に凸形状へと変形している。
【０１２１】
周囲の蓄熱伝熱面１１は凸形状部に変形することで集熱部７と蓄熱部８の隙間を埋め、蓄熱伝熱面１１は集熱部７の裏面に接触している。集熱部７の裏面に接触した蓄熱伝熱面１１は、平面ではない集熱部７の裏面形状に沿って変形しており、蓄熱伝熱面１１の一部は集熱部７の裏面と密着する密着領域１５となっている。
【０１２２】
同時に熱回収伝熱面１９も変形しているが、熱回収伝熱面１９は蓄熱伝熱面１１よりも硬い構成であるためその変形量は小さい。しかし、熱回収伝熱面１９と熱回収部１０の間隔は狭いため熱回収伝熱面１９と熱回収部１０は密着している。
【０１２３】
蓄熱伝熱面１１の密着領域１５以外は集熱部７の裏面と接触していない圧力開放領域１６となっている。蓄熱伝熱面１１の上方側は下方側とは逆に集熱部７の裏面から離れるように凹形状に変形しており、圧力開放領域１６の大部分が蓄熱伝熱面１１の上方側に位置している。蓄熱伝熱面１１の下方側が凸形状に変形し、上方側が凹形状に変形することで蓄熱部８の内部の容積はほぼ変化していない。また熱回収伝熱面１９においても、上方側も若干凹形状に変形しているがその変形量は小さい。
【０１２４】
圧力開放領域１６は蓄熱伝熱面１１の上方側に位置し、蓄熱伝熱面１１の内側に接している液体状潜熱蓄熱材１４も上方側ほど温度が高くなっているため、圧力開放領域１６は潜熱蓄熱材９の相対的に温度が高い表面に接触するよう位置していることになる。
【０１２５】
以上のように構成された太陽エネルギー利用装置について、以下その動作、作用を説明する。
【０１２６】
太陽エネルギー利用装置を設置する際に、利用者は任意の発電部６及び発電部６と一体に構成された集熱部７を用意し、それとは別に構成された蓄熱部８を集熱部７の裏面へと取り付ける。発電部６及び集熱部７は任意に決めており、集熱部７の裏面形状は平面になっておらず種類によって様々な形状が存在することから、取り付け時点で蓄熱伝熱面１１は平面形状とされており集熱部７の裏面形状は一致していない。さらに、潜熱蓄熱材９は固体状潜熱蓄熱材１２の状態となっているため蓄熱伝熱面１１は変形しないことから、集熱部７と蓄熱伝熱面１１は密着しておらず間隔があいた状態になる。一方、熱回収伝熱面１９と熱回収部１０の間においては、これらの組み合わせは事前に決定できるため隙間が少ない状態で組み合わせられる。
【０１２７】
集熱部７の裏面に蓄熱部８が取り付けられると、太陽エネルギー利用装置は太陽に向けて傾斜状態で設置される。続けて、実際に太陽エネルギーから電力及び熱を取り出すための傾斜状態を保ったまま蓄熱部８に熱が加えられる。
【０１２８】
蓄熱部８に熱が加えられると蓄熱部８の内部に充填された潜熱蓄熱材９は次第に熱を蓄えていき、やがて十分な熱が蓄えられると固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４への相変化が起こる。
【０１２９】
さらに熱を加え、液体状潜熱蓄熱材１４が潜熱蓄熱材９の大部分を占め潜熱蓄熱材９全体の流動性が高まってくると、一般に比重の重い状態である固体状潜熱蓄熱材１２は重力によって蓄熱部８の下方側に溜まるようになる。
【０１３０】
液体状潜熱蓄熱材１４が大部分を占めるようになると、液体状潜熱蓄熱材１４は水圧と同様に蓄熱部８の内面全体に対して自重により力を加えるようになり、弾性体で構成された蓄熱伝熱面１１はその自重によって加わる力で押され変形する。またこの力は下方側ほ
ど強くなる。
【０１３１】
蓄熱伝熱面１１よりも熱回収伝熱面１９の方が下方に位置しているため、熱回収伝熱面１９が大きな力を受けるが、熱回収伝熱面１９は変形しにくい構成となっている。そのため、蓄熱伝熱面１１の下方側は大きく凸形状に変形する一方で熱回収伝熱面１９はわずかに凸形状に変形する。
【０１３２】
この段階で蓄熱伝熱面１１の形状は蓄熱伝熱面１１の下方側が凸形状に変形すると、蓄熱伝熱面１１の上方側は容積変化がなくなるように下方側とは逆に凹形状に変形する。
【０１３３】
凸形状に変形し突出した蓄熱伝熱面１１は、やがて集熱部７の裏面と蓄熱部８の隙間を越えて集熱部７の裏面に到達する。集熱部７の裏面と接触した密着領域１５は、接触後も内部の液体状潜熱蓄熱材１４に押され続けるが接触した集熱部７の裏面からも押されるため、集熱部７の裏面形状にそった形に変形し完全に密着する。密着した後には、液体状潜熱蓄熱材１４から加わる力と蓄熱伝熱面１１が変形することにより生じる弾性力に加え、集熱部７の裏面から受ける力がつりあうことで部分的にそれ以上の変形が起こらなくなる。一方で、蓄熱伝熱面１１の上方側は凹形状に変形し、そのまま集熱部７の裏面に接触せずに圧力開放領域１６となる。
【０１３４】
さらに熱がくわえられると  潜熱蓄熱材９の内部で固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４への相変化が起こることで潜熱蓄熱材９の重量バランスが変化し、それによって蓄熱伝熱面１１の形状も変化し、徐々に密着領域１５が広がっていく。そして最終的に全ての潜熱蓄熱材９が液体状潜熱蓄熱材１４に相変化した時点で、それ以上の熱を加えても潜熱蓄熱材９の重量バランスが変化することがなくなるため、蓄熱伝熱面１１の変形およびそれに伴う密着領域１５の拡大も止まる。
【０１３５】
またこの過程において、熱回収伝熱面１９についてはもともと熱回収部１０との空間がほとんどないため、熱回収伝熱面１９と熱回収部１０はすぐに密着するようになる。熱が加わって密着する範囲が広くなっていくと蓄熱伝熱面１１とは異なり、熱回収部１０の間の何もない部分が変形し密着している領域が広がることはないが、変形しにくく構成された熱回収伝熱面１９の弾性力によって変形が止まる。
【０１３６】
熱回収伝熱面１９の上方側も体積を維持するよう変化するため凹形状に変形しようとするが、蓄熱伝熱面１１よりも下側にあるためより大きな圧力を受けることと変形しにくく構成されていることから大きく凹形状には変形しない。
【０１３７】
最終的に全ての潜熱蓄熱材９が液体状潜熱蓄熱材１４に相変化した時点で加熱を停止し、続けて熱回収部１０によって蓄熱部８に蓄えられた熱を回収する。熱を奪われた液体状潜熱蓄熱材１４は再び固体状潜熱蓄熱材１２へと相変化して戻るが、この際に潜熱蓄熱材９の形状は元には戻らないため、蓄熱伝熱面１１の密着領域１５は集熱部７の裏面に密着した状態を維持する。また熱回収伝熱面１９と熱回収部１０の密着も保たれる。
【０１３８】
この状態を形成した後、太陽エネルギー利用装置に太陽光が当てられる。
【０１３９】
発電部６では太陽エネルギーから電力が取り出され、集熱部７では熱が取り出される。集熱部７で取り出された熱は、集熱部７の裏面から蓄熱伝熱面１１の下方側に位置する密着領域１５を通じて速やかに潜熱蓄熱材９へと蓄えられる。また発電部６において発電と共に生じる廃熱も一体に構成された集熱部７を通じて蓄熱部８へと蓄えられる。この際、集熱部７の裏面のうち上方側には圧力開放領域１６が対向しているため直接熱を蓄熱部へと蓄えることは出来ないが集熱部７の内部で伝熱が生じるため集熱部７の上方側の熱も蓄
熱部８へと蓄えられる。
【０１４０】
熱を蓄えた潜熱蓄熱材９は元々の固体状潜熱蓄熱材１２から液体状潜熱蓄熱材１４へと相変化する。やがて液体状潜熱蓄熱材１４が大部分を占めるようになると蓄熱部８の下方側に固体状潜熱蓄熱材１２が溜まり、その上方に液体状潜熱蓄熱材１４が位置するようになる。また液体状潜熱蓄熱材１４の内部においても自然対流が発生するため、下方側が比較的低温で熱を蓄えやすく、上方側の温度は高く熱を蓄えにくい状態になっている。したがって、蓄熱部８の下方側には熱を蓄えやすい状態の潜熱蓄熱材９が集まっていることになる。  また、密着領域１５は蓄熱伝熱面１１の下方側に位置していることから、集熱部７で太陽エネルギーから取り出された熱は蓄熱部８の下方側へと伝わる。熱を蓄えやすい状態の潜熱蓄熱材９も蓄熱部８の下方側に集まっていることからすばやく効率よく熱を蓄えることが出来る。
【０１４１】
太陽エネルギー利用装置が太陽エネルギーから電力及び熱を取り出している最中、天候や時刻による太陽の角度が変化することにより、集熱部７によって取り出される熱量が減少する。集熱部７の温度が蓄熱部８の温度を下回ると、蓄熱部８に蓄えられた熱は逆に集熱部７へと逃げようとする。しかし、蓄熱部８の内部で比較的温度の高い表面は圧力開放領域１６と接しており、圧力開放領域１６は集熱部７の裏面とは密着していないため熱が逃げにくい。
【０１４２】
潜熱蓄熱材９の全てが液体状潜熱蓄熱材１４に相変化し、蓄熱部８に十分な熱が蓄えられた場合や、時間が経過し太陽が沈むと、熱回収部１０によって蓄熱部８から熱が回収される。
【０１４３】
熱回収部１０と熱回収伝熱面１９は密着しているため、熱を回収しやすい状態となっている。そのため蓄熱部８に蓄えられた熱をすばやく効率よく取り出し利用することができる。
【０１４４】
熱の回収に伴って、液体状潜熱蓄熱材１４は再び固体状潜熱蓄熱材１２へと相変化するが、その際に密着領域１５は集熱部７の裏面に密着した状態を維持する。したがって太陽光を当てる前の状態に戻る。
【０１４５】
上記した実施の形態における構成は、必要に応じて適宜組み合わせて使用することができるものであり、実施の形態そのものの構成に限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
以上のように、本発明にかかる太陽エネルギー利用装置は複数の構成要素を組み合わせて構成され密着した面によってエネルギーを伝えて利用する装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１４７】
６  発電部
７  集熱部
８  蓄熱部
９  潜熱蓄熱材
１０  熱回収部
１１  蓄熱伝熱面
１３  気体成分
１５  密着領域
１６  圧力開放領域
１７  柔軟構造領域
１８  変形規制手段
１９  熱回収伝熱面
【図６】
2012083040.tif 000003
【図１】
2012083040.tif 000004
【図２】
2012083040.tif 000005
【図３】
2012083040.tif 000006
【図４】
2012083040.tif 000007
【図５】
2012083040.tif 000008