(57)【要約】      （修正有）【課題】１次及び２次集光装置を備えた太陽光発電装置において、太陽光の集光倍率の向上に伴う発電効率の向上を実現し、太陽を追尾することができる太陽光発電装置を提供する。【解決手段】太陽光発電装置において、集光装置が、太陽光集光ユニット３と、太陽光集光ユニット３を水平面内で回転する回転機構を有しており、太陽光集光ユニット３が、太陽光を第１の軸方向に集光する１次集光装置５と、１次集光装置５で集光した太陽光を第２の軸方向に集光して且つ下方に反射するビームダウン型反射鏡６と、ビームダウン型反射鏡６により集光した太陽光を集光する２次集光装置７を有しており、１次集光装置５が、傾動可能な反射鏡１０を複数組み合わせて構成したリニアフレネル型集光装置であり、太陽の追尾を、反射鏡１０の傾動と、回転機構の回転により制御するように構成した。【選択図】図１
2012169570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を集光する集光装置と、前記太陽光から発電を行なう発電装置を有した太陽光発電装置において、
前記集光装置が、太陽光集光ユニットと、前記太陽光集光ユニットを水平面内で回転する回転機構を有しており、
前記太陽光集光ユニットが、前記太陽光を第１の軸方向に集光する１次集光装置と、前記１次集光装置で集光した太陽光を第２の軸方向に集光して且つ下方に反射するビームダウン型反射鏡と、前記ビームダウン型反射鏡により集光した太陽光を集光する２次集光装置を有しており、
前記１次集光装置が、傾動可能な反射鏡を複数組み合わせて構成したリニアフレネル型集光装置であり、前記反射鏡は平面又は曲面からなり、前記太陽光発電装置による前記太陽の追尾を、前記反射鏡の傾動と、前記回転機構の回転により制御するように構成したことを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記２次集光装置が、内面に複合方物面を有する複合パラボラ型反射鏡であり、前記複合パラボラ型反射鏡の底面に太陽電池モジュールを設置したことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
複数の前記太陽光集光ユニットを連結し、前記複数の太陽光集光ユニットに対して１つの前記回転機構を設置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記複合パラボラ型反射鏡の内面の少なくとも一部に、ガラス体を充填したことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を集光する集光装置と太陽電池モジュール等の発電装置を有する太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油資源の枯渇及びその価格の高騰が憂慮され、また、地球温暖化の原因の１つである石油資源から新たなエネルギー資源への移行が研究されている。新たなエネルギー源の１つとして、太陽光発電がある。
【０００３】
太陽光発電装置において、集光装置で太陽光を集光し、太陽電池モジュールや熱媒体等の発電装置に照射する構成を有するものが開示されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。特許文献１には、第１のトラフ型集光装置で第１の軸方向に集光した太陽光を、第２のトラフ型集光装置で第２の軸方向に集光し、太陽電池モジュールに照射する構成が開示されている（特許文献１図４参照）。
【０００４】
また、特許文献２には、図１０に示す様に、楔状透光部材（１次集光装置５Ｘ）で第１の軸方向に集光した太陽光を、パラボラ状透光部材（２次集光装置７Ｘ）で、第２の軸方向に集光し、太陽電池モジュールに照射する太陽光発電装置１Ｘの構成が開示されている。なお、４０は傾動装置、４１は旋回装置を示しており、Ｎは楔状透光部材の受光面の垂線を示している。
【０００５】
更に、特許文献３には、図１１に示す様に、リニアフレネルレンズ（１次集光装置５Ｙ）で第１の軸方向に集光した太陽光を、半円筒状の２次集光装置７Ｙで集光し、熱媒体用のパイプに照射する太陽光発電装置１Ｙの構成が開示されている。
【０００６】
上記の太陽光発電装置は、太陽光を２段階で集光する構成により、集光効率を向上することができる。このため、太陽光発電装置の発電効率を向上することができる。ここで、集光効率とは、ある集光デバイス（例えば１次集光装置）に入射したエネルギーのうち、所望の部位（例えば２次集光装置）に集光できたエネルギーの割合（比率）である。
【０００７】
しかしながら、上記の構成は以下の問題を有している。第１に、太陽光を追尾することが困難であるという問題を有している。特許文献１及び２に記載の太陽光発電装置は、太陽を追尾する場合、装置全体（図１０参照）を傾動して追尾しなくてはならない。つまり、図１０に示す太陽光発電装置１Ｘは、太陽が垂線Ｎの延長線上に位置することが望ましく、この状態を維持するために、傾動装置４０及び旋回装置４１で発電装置１Ｘ全体を動かさなくてはならない。このため、傾動装置４０及び旋回装置４１は、大型且つ高コストなものとなる。また、発電装置１Ｘの傾動及び旋回のために多大なエネルギーが必要となる。更に、構造物が大型となるため、強風等の影響を受けるという問題がある。
【０００８】
同様に、特許文献３に記載の太陽光発電装置は、太陽を追尾する場合、太陽の高度変化に対する追尾は可能であるが、東西南北方向の変化に対する追尾は不可能となっている。つまり、図１１に示す様に、太陽光Ｓが太陽光発電装置１Ｙのｙ軸方向から照射する場合、１次集光装置５Ｙによる１次反射光Ｒ１は、集光されるべき２次集光装置７Ｙからｙ軸方向にずれた場所（１次集光領域Ｐ２Ｙ）に集光される。このため、太陽光発電の効率を十分に向上することができない。
【０００９】
第２に、複数の太陽光発電装置を敷設して大規模化することが困難であるという問題を
有している。特許文献１及び２に記載の太陽光発電装置は、前述したように、太陽を追尾する際、発電装置全体を傾動及び旋回しなくてはならない。このため、隣接して複数の太陽光発電装置を敷設した場合、隣接する発電装置同士が干渉したり、互いの影になったりして、発電効率が著しく低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１８１１７３号明細書
【特許文献２】特開２００４−４７７５３号公報
【特許文献３】米国特許第４１４９５２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、１次及び２次集光装置を備えた太陽光発電装置において、太陽光の集光倍率の向上に伴う発電効率の向上を実現し、太陽を追尾することができる太陽光発電装置を提供することである。また、複数の太陽光発電装置を敷設して、大規模化を容易に実現することができる太陽光発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明に係る太陽光発電装置は、太陽光を集光する集光装置と、前記太陽光から発電を行なう発電装置を有した太陽光発電装置において、前記集光装置が、太陽光集光ユニットと、前記太陽光集光ユニットを水平面内で回転する回転機構を有しており、前記太陽光集光ユニットが、前記太陽光を第１の軸方向に集光する１次集光装置と、前記１次集光装置で集光した太陽光を第２の軸方向に集光して且つ下方に反射するビームダウン型反射鏡と、前記ビームダウン型反射鏡により集光した太陽光を集光する２次集光装置を有しており、前記１次集光装置が、傾動可能な反射鏡を複数組み合わせて構成したリニアフレネル型集光装置であり、前記太陽光発電装置による前記太陽の追尾を、前記反射鏡の傾動と、前記回転機構の回転により制御するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、太陽光発電装置は、太陽を追尾し、発電効率を十分に向上することができる。つまり、回転機構の設置により、１次集光装置、ビームダウン型反射鏡、及び２次集光装置で３段階の集光を実現し、且つ、太陽の追尾が可能となる。また、太陽光集光ユニットで上方に配置する部材が、ビームダウン型反射鏡のみとなるため、影の発生量が少ない。そのため、発電効率の低下を抑制することができる。また、太陽光発電装置全体が平面状で、且つ、小型に構成できるため、強風等の影響を抑制することができる。
【００１４】
上記の太陽光発電装置において、前記２次集光装置が、内面に複合方物面を有する複合パラボラ型反射鏡であり、前記複合パラボラ型反射鏡の底面に太陽電池モジュールを設置したことを特徴とする。
【００１５】
この構成により、上記の作用効果に加えて、太陽電池モジュールの発電効率を向上することができる。また、太陽電池モジュールの使用量が少ないため、太陽光発電装置のコストを抑制することができる。
【００１６】
上記の太陽光発電装置において、複数の前記太陽光集光ユニットを連結し、前記複数の太陽光集光ユニットに対して１つの前記回転機構を設置したことを特徴とする。この構成により、太陽光発電装置の大規模化を容易に実現することができる。また、ビルの屋上等に容易に太陽光発電装置を設置することができる。つまり、分割したユニットは、例えば
１ｍ四方程度の大きさとし、エレベータ等で運搬可能に構成する。また、ビルの屋上等の広さに合わせて、ユニットを組み合わせ、更に回転機構を設置して太陽光発電装置とすることができる。また、ユニットを小型に形成することができるため、機械的に高い精度で製造することができる。
【００１７】
上記の太陽光発電装置において、前記複合パラボラ型反射鏡の内面の少なくとも一部に、ガラス体を充填したことを特徴とする。この構成により、２次集光装置である複合パラボラ型反射鏡の集光効率を向上することができる。したがって、太陽光発電装置の発電効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る太陽光発電装置によれば、太陽光の集光倍率の向上に伴う発電効率の向上を実現し、太陽を追尾することができる太陽光発電装置を提供することができる。また、複数の太陽光発電装置を敷設して、大規模化を容易に実現することができる太陽光発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る実施の形態の太陽光集光ユニットの概略図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の太陽光発電装置の概略を示した平面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の太陽光発電装置の概略を示した側面図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の太陽光集光ユニットの１次集光の概略図である。
【図５】本発明に係る実施の形態の太陽光集光ユニットのビームダウンの概略図である。
【図６】本発明に係る実施の形態の太陽光集光ユニットのビームダウン型反射鏡の概略図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の太陽光集光ユニットの２次集光装置の概略図である。
【図８】本発明に係る実施の形態の太陽光集光ユニットの２次集光装置の端面図である。
【図９】本発明に係る実施の形態の太陽光集光ユニットの２次集光装置の斜視図である。
【図１０】従来の２段集光型太陽光発電装置の概略を示した図である。
【図１１】従来の２段集光型太陽光発電装置の概略を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施の形態の太陽光発電装置について、図面を参照しながら説明する。この太陽光発電装置は、集光装置と発電装置で構成する。集光装置は、太陽光集光ユニットと回転機構で構成する。図１に、太陽光集光ユニット３を示す。太陽光集光ユニット３は、１次集光装置５と、ビームダウン型反射鏡６と、２次集光装置７を有している。１次集光装置５は、枠体１０、１１の内部に傾動自在に配置した複数のリニアフレネル反射鏡１０を有している。また、ビームダウン型反射鏡６は、支柱１３を介して、枠体１１の上方に配置している。
【００２１】
この太陽光集光ユニット３は、太陽光を１次集光装置５で上方に反射し、この反射光をビームダウン型反射鏡６で下方に再反射し、この反射光を２次集光装置７で下方に再々反射するように構成している。太陽光を３回反射する過程で、集光を同時に行うように構成している。
【００２２】
ここで、リニアフレネル反射鏡１０は、平板状でも、曲面を有する形状でもよい。リニアフレネル反射鏡１０を平板状に形成した場合、製造コストを抑制することができる。曲
面状に形成した場合、ｙ軸方向の集光を実現することができるため、ビームダウン型反射鏡６のサイズダウン（ｙ軸方向に短く形成）することができる。
【００２３】
次に、太陽光集光ユニット３の大きさについて説明する。図１に示すように、Ｈは、１次集光装置５からビームダウン型反射鏡６までの高さを示す。Ｌは、リニアフレネル反射鏡１０の長辺の長さを示す。Ｗは、太陽光集光ユニット３において、リニアフレネル反射鏡１０を連ねた方向の長さを示す。太陽光集光ユニット３において、高効率の集光を実現するためには、Ｈ／Ｗ≧０．５であり、Ｈ／Ｌ≧０．５の条件を満たすことが望ましい。この値は、太陽光の集光を模擬したシミュレーションにより得られた。
【００２４】
図２に太陽光発電装置１の平面図を示す。太陽光発電装置１は、複数の太陽光集光ユニット３を連結して構成している。また、ユニットの下面には、回転機構４を設置している。この回転機構４は、例えば、円周状に敷設したレールと、太陽光集光ユニット３の下面に設置した車輪と、この車輪を回転させる駆動装置で構成することができる。この回転機構４により、複数の太陽光集光ユニット３は、水平面内で回転することができる。
【００２５】
なお、図２の太陽光発電装置１は、９基の太陽光集光ユニット３を組み合わせて構成している。この組み合わせは、太陽光発電装置１を設置する場所により自由に変更することができる。例えば、太陽光集光ユニット３を１つで構成してもよく、また、５×５、３×４等、設置場所に合わせて自在に組み合わせることができる。
【００２６】
次に、太陽光発電装置１による太陽の追尾制御に関して説明する。太陽光発電装置１は、平面視において、太陽光Ｓの進行方向と、ビームダウン型反射鏡６の長手方向が、略９０度で交差するように（太陽光発電装置１が太陽に正対するように）太陽を追尾する。つまり、太陽の東西南北方向の移動に対しては、回転機構４の回転により追尾を行う。また、太陽の高度変化に対しては、１次集光装置５のリニアフレネル反射鏡１０を傾動して追尾する。
【００２７】
なお、この回転機構４の回転は、２０〜４０秒間隔の間欠動作とすると効率がよい。これは、リアルタイムで追尾をすると回転機構４に必要な動力が増加するためである。また、間欠動作の間隔を長くすると太陽光発電装置１が、太陽に正対しない時間が長くなり、集光効率が低下するためである。更に、太陽光発電装置１の集光効率を向上するためには、太陽の追尾誤差が±０．２°未満とすることが望ましい。
【００２８】
上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、１次集光装置５及び２次集光路内７に加えて、ビームダウン型反射鏡６でも集光を行う構成により、太陽光発電装置１の集光効率が向上し、これに伴い発電効率を向上することができる。これは、太陽の追尾を、リニアフレネル反射鏡１０の傾動と、回転機構４の組合せで構成したため、実現することができる。また、集光装置２をリニアフレネル型の１次集光装置５と、ビームダウン型反射鏡６と、２次集光装置７と、回転機構４の組み合わせにより、太陽光の追尾に伴うコマ収差の発生の問題も起きない。なお、コマ収差とは、集光装置の移動により反射光の焦点が１点に結ばなくなる状態をいう。
【００２９】
第２に、太陽光発電装置１における上部構造物を、ビームダウン型反射鏡６のみとする構成により、太陽光発電装置１が形成する影の面積を小さく抑制することができる。つまり、影の発生による発電効率の低下を防止することができる。
【００３０】
第３に、複数の太陽光集光ユニット３を組み合わせて、太陽光発電装置１とする構成により、太陽光発電装置１の大規模化を容易に実現することができる。
【００３１】
第４に、太陽光の集光場所を、太陽光集光ユニット３の下方とすることができるため、発電装置の選択の自由度を向上することができる。つまり、発電装置を、太陽光集光ユニット３の下方（集光に影響のない位置）に設置できる。このため、発電装置を、太陽電池モジュールの他に、熱媒体を利用した太陽熱発電装置、スターリングエンジン発電装置、地熱バイナリー発電装置等とすることができる。
【００３２】
図３に、太陽光発電装置１の側面図を示す。太陽光発電装置１は、複数の太陽光集光ユニット３を連結して構成している。また、太陽光集光ユニット３の下面には、回転機構４を設置している。太陽光集光ユニット３は、枠体１１と、枠体１１にそれぞれ傾動可能に設置したリニアフレネル反射鏡１０と、回転軸２０と、回転軸２０を回転する駆動装置２６を有している。この回転軸２０は、スクリュー溝２１を有しており、このスクリュー溝２１と、リニアフレネル反射鏡１０の側方に設置したギア１９が噛み合うように構成している。
【００３３】
また、回転機構４は、太陽光集光ユニット３の下面に設置した車輪２５と、敷設面に設置したレール２４を有している。なお、回転機構４は、太陽光集光ユニット３にレールを固定し、敷設面に複数の車輪を設置して構成してもよい。
【００３４】
次に、太陽光発電装置１による太陽の追尾制御に関して説明する。太陽の高度変化に対しては、駆動装置２６が回転し、この回転力により複数のリニアフレネル反射鏡１０が連動して傾動する。また、太陽の東西南北方向の変化に対しては、車輪２５が図示しない駆動装置により回転して太陽を追尾する。この回転機構４の回転は、平面視において、太陽光がリニアフレネル反射鏡１０の長手方向に対して、垂直に入射するように制御する。
【００３５】
上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、太陽を十分に追尾することが可能であり、且つ、コマ収差が発生しない集光を実現することができる。このリニアフレネル反射鏡１０の連動により、太陽が如何なる高度にある場合であっても、反射光をビームダウン型反射鏡６に集光することができる。
【００３６】
第２に、太陽を追尾する際、太陽光発電装置１は、同一平面内における回転と、リニアフレネル煩瑣協１０の傾動のみの動作であるため、周囲に影を作らない。つまり、複数の太陽光集光ユニット３を並べて敷設し、大規模化した場合に、他の太陽光集光ユニット３の集光を妨げない。そのため、太陽光発電装置１の大規模化が容易であり、且つ、高い発電効率を実現することができる。また、太陽光発電装置１を、ビルの屋上等に敷設した場合、他の建造物に対して影を作らない。そのため、太陽光発電装置１をあらゆる場所に敷設することができる。
【００３７】
次に、太陽光発電装置１をビルの屋上等に設置する際の作業工程に関して説明する。まず、複数の太陽光集光ユニット３を、エレベータ等を利用して、ビルの屋上に運搬する。また、回転機構４を屋上に運搬する。次に、屋上等で回転機構４を設置し、この回転機構４上に太陽光集光ユニット３を設置する。
【００３８】
ここで、回転機構４は、太陽光集光ユニット３を１基のみ設置するものであれば、そのままエレベータ等で運搬することができる。他方で、回転機構４が、複数基の太陽光集光ユニット３を搭載するものであれば、複数に分割して運搬できるように構成することが望ましい。
【００３９】
また、複数の太陽光集光ユニット３を連結して設置する際には、太陽光集光ユニット３同士の回転軸２０を連結部２２で連結する。この構成により、複数の太陽光集光ユニット３のリニアフレネル反射鏡１０を連動して傾動するように構成することができる。
【００４０】
次に、リニアフレネル反射鏡１０の大きさと間隔について説明する。図３に示すように、Ａはリニアフレネル反射鏡１０の回転軸の間隔の長さを示している。Ｂは、リニアフレネル反射鏡１０の短辺の長さを示している。太陽光集光ユニット３において、高効率の集光を実現するためには、１≦Ａ／Ｂ≦２の条件を満たすことが望ましい。この値は、太陽光の集光を模擬したシミュレーションにより得られた。
【００４１】
次に、図４乃至７を参照しながら、太陽光集光ユニット３による集光に関して説明する。図４に、１次集光装置５とビームダウン型反射鏡６を模式的に示し、１次集光の様子を示す。１次集光は、まず、太陽光Ｓが１次集光装置５に到達する。このとき、太陽光Ｓが１次集光装置５に到達する領域を、仮想的に太陽光照射領域Ｐ１とする。この太陽光照射領域Ｐ１に到達した太陽光Ｓは、１次反射光Ｒ１として上方に反射し、ビームダウン型反射鏡６に到達する。このとき、１次反射鏡Ｒ１がビームダウン型反射鏡６に到達する領域、仮想的に１次集光領域Ｐ２とする。この１次集光領域Ｐ２に到達した１次反射鏡Ｒ１は、ｘ軸方向（第１の軸方向）に集光している状態とする。
【００４２】
図５に、ビームダウン型反射鏡６と２次集光装置７を模式的に示し、ビームダウンの様子を示す。このビームダウン型反射鏡６は、１次集光領域Ｐ２の太陽光を、ビームダウン光Ｒ２として下方に反射し、２次集光装置７に照射する。このとき、ビームダウン光Ｒ２が２次集光装置７に到達する領域を、仮想的にビームダウン領域Ｐ３とする。このビームダウン領域Ｐ３に到達したビームダウン光Ｒ２は、ｙ軸方向（第２の軸方向）に集光している状態とする。
【００４３】
図６に、ビームダウン型反射鏡６の概略を示す。ビームダウン型反射鏡６は、円弧状に配列した複数のビームダウン鏡１４を有している。このビームダウン鏡１４は、筐体１５に固定しており、傾動しない構成としている。
【００４４】
ここで、ビームダウン鏡１４は、平板状、曲面状等に形成することができる。また、ビームダウン鏡１４を１枚の湾曲した反射鏡で形成してもよい。この構成により、ビームダウン光Ｒ２の反射光率及び集光効率を向上することができる。他方で、製造コストは複数のビームダウン鏡１４を組み合わせて構成いた方が抑制することができる。
【００４５】
図７に、２次集光装置７を模式的に示し、２次集光の様子を示す。この２次集光装置７は、底部に焦点を有する複合型パラボラ（ＣＰＣ）で構成することが望ましい。なお、２次集光装置７は、ｘ軸方向又はｙ軸方向のいずれか一方にのみ集光する１軸集光型で構成することができる。あるいは、ｘ軸方向及びｙ軸方向の両方で集光する２軸集光型で構成してもよい。
【００４６】
この２次集光装置７は、ビームダウン領域Ｐ３のビームダウン光Ｒ２を、２次反射光Ｒ３として下方に反射し、集光部に集光する。このとき、２次反射光Ｒ３が集光部１６に到達する領域を、仮想的に２次集光領域Ｐ４とする。この２次集光領域Ｐ４に到達した２次反射光Ｒ３は、例えば、ｙ軸方向、又はｘ軸方向及びｙ軸方向に集光している状態とする。
【００４７】
図８に、２次集光装置７の端面の概略を示す。図８Ａは、内面を鏡体２８で形成した内面鏡型の２次集光装置７Ａを示す。図８Ｂは、中実のガラス体２９で形成したガラス体型の２次集光装置７Ｂを示す。図８Ｃは、内面を鏡体２８で形成し、一部にガラス体２９を充填したハイブリッド型の２次集光装置７Ｃを示す。なお、２次集光装置７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、底面部を集光部１６としている。
【００４８】
集光効率は、内面鏡型７Ａを１とすると、ガラス体型７Ｂが１．５、ハイブリッド型７Ｃが１．４となる。この２次集光装置７は、用途に応じて適宜選択することができる。内面鏡型７Ａは、重量が軽い点が優れており、集光効率の点で劣る。ガラス体型７Ｂは、集光効率が高い点が優れており、重量が大きい及び脆いという点で劣る。これらに対して、ハイブリッド型７Ｃは、集光効率が高く、重量がそれほど大きくない点で優れている。
【００４９】
なお、２次集光装置７は、太陽光の入射角θがθ≦５５°の範囲となるように、形成することが望ましい。更に望ましくはθ≦４０°の範囲とする。この範囲を外れると、２次集光装置７の集光効率が、著しく低下してしまうためである。
【００５０】
以上のように、本発明の太陽光発電装置１は、太陽光照射領域Ｐ１に到達した太陽光Ｓを、２次集光領域Ｐ４まで集光することができる。このとき、集光倍率は、約３００倍から７００倍を想定している。ここで、集光倍率とは、以下の式で定義している。
（数１）集光倍率＝最初の反射面の入射エネルギーの密度÷最終の受光面の入射エネルギー密度
【００５１】
なお、太陽光発電装置１の集光部１６（２次集光領域Ｐ４）に、発電装置を設置している。具体的には、例えば太陽電池モジュールを配置して、集光型太陽光発電装置を構成することができる。また、集光部１６に、熱媒体を循環するパイプを配置し、太陽光で熱媒体を加熱するように構成し、集光型太陽熱発電装置を構成することができる。このとき、熱媒体の熱で蒸気等を生成し、蒸気タービンで発電するように構成する。
【００５２】
更に、集光部１６にスターリングエンジンの加熱部を配置し、集光型スターリングエンジン発電装置を構成することができる。加えて、集光部１６に地熱バイナリー発電の加熱部を配置し、バイナリー発電装置を構成することができる。
【００５３】
次に、２次集光装置７の集光部１６に太陽電池モジュールを設置した場合を説明する。太陽電池モジュールは、太陽熱により温度が上昇する。この昇温した太陽電池モジュールを冷却すると、発電効率を向上することができる。具体的には、１℃の冷却で０．２５〜０．３０％の電気変換効率が向上することを確認している。例えば８０℃で２９％の電気変換効率を有する太陽電池モジュールは、３０℃まで冷却すると３３．４％の電気変換効率を得ることができる。
【００５４】
図９に集光部１６に太陽電池モジュールを設置した場合の冷却機構を示す。図９Ｄに、２次集光装置７Ｄに冷却フィン３０を設置した構成を示す。この冷却フィン３０により、太陽電池モジュール（図示しない）を冷却し、発電効率を向上することができる。なお、この冷却フィン３０に対応するように送風機を設置し、冷却フィン３０を強制的に冷却するように構成してもよい。
【００５５】
図９Ｅに、２次集光装置７Ｅに冷却プレート３１を設置し、この内部に冷却媒体３２を循環する構成を示す。２次集光装置７を、太陽光発電装置１の下方に設置しているため、この冷却媒体３２を循環するパイプは、１次集光装置５の下面に設置することができる。
【００５６】
図９Ｆに、２次集光装置７Ｆにヒートパイプ３３を設置し、このヒートパイプ３３の他端を、太陽光発電装置１の躯体等に放熱する構成を示す。太陽光発電装置１を地表面に設置する場合は、ヒートパイプ３３を地中に嵌入し、放熱するように構成することもできる。
【００５７】
以上、図９に太陽電池モジュールを有する太陽光発電装置１の冷却機構について説明したが、本発明は上記の構成に限られない。例えば、２次集光装置７の下面側から、冷却水を噴霧して冷却するウォータスプレー冷却等も採用することができる。このウォータスプ
レー冷却は、単独で採用してもよく、又、図９に示す構成と組み合わせて採用することもできる。
【符号の説明】
【００５８】
１            太陽光発電装置
２            集光装置
３            太陽光集光ユニット
４            回転機構
５            １次集光装置
６            ビームダウン型反射鏡
７            ２次集光装置
１０          リニアフレネル反射鏡
１４          ビームダウン鏡
１６          集光部
Ｓ            太陽光
Ｒ１          １次反射光
Ｒ２          ビームダウン光
Ｒ３          ２次反射光
Ｐ１          太陽光照射領域
Ｐ２          １次集光領域
Ｐ３          ビームダウン領域
Ｐ４          ２次集光領域
【図１】
2012169570.tif 000003
【図２】
2012169570.tif 000004
【図３】
2012169570.tif 000005
【図４】
2012169570.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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