(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光盤（２）と支持台部（３）から構成され、集光盤（２）は、枠底板（２Ａ）と、枠底板の上面に積層された水流動用枠（２Ｂ）と、水流動用枠の上面に積層されたソーラーセルシート（２Ｃ）と、ソーラーセルシートの上面に積層された空気流動用枠（２Ｄ）と、空気流動用枠の上面に積層されたレンズ板（２Ｅ）から構成され、ソーラーセルシートのセルが発する熱に対して水流動用枠（２Ｂ）に水あるいは冷却媒体を供給するよう構成されていると共に、ソーラーセルシートのセルが発する熱を空気流動用枠（２Ｄ）において外気により冷却するよう構成され、支持台部（３）は、集光盤（２）を常時太陽に対して向いた状態で支持するよう構成されていることを特徴とする集光・追尾型太陽光発電兼温水供給装置。
【請求項２】
前記空気流動用枠に代えて水流動用枠（２１Ｄ）をソーラーセルシートの上面に積層し、ソーラーセルシートのセルが発する熱に対して水流動用枠（２１Ｄ）に水あるいは冷却媒体を供給するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の集光・追尾型太陽光発電兼温水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な構成を有する集光・追尾型太陽光発電兼温水供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽光に対しレンズを使用し高熱を得ることは周知のことである。
集光式、追尾装置、太陽光発電セルの冷却、温水の確保の全てを満たすものは非常に少ないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べたものにあっては、下記のような問題点を有していた。
動く太陽に対してレンズの位置をそのままにしておけば、焦点が合わなくなり高熱を得ることはできなかった。
集光式スポットを固定化し更に追尾型にすることで、日の出より日没まで完全に太陽光を得ることができる。
太陽電池セルの効率を落とさない（セル面は温度が上がるほど効率が落ちる）ため、直接または間接に水で冷却することで温水を得る。
【０００４】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上述の問題を解決できるものを提供しようとするものである。
【０００６】
請求項１記載の発明は、集光盤２と支持台部３から構成され、
集光盤２は、枠底板２Ａと、枠底板の上面に積層された水流動用枠２Ｂと、水流動用枠の上面に積層されたソーラーセルシート２Ｃと、ソーラーセルシートの上面に積層された空気流動用枠２Ｄと、空気流動用枠の上面に積層されたレンズ板２Ｅから構成され、ソーラーセルシートのセルが発する熱に対して水流動用枠２Ｂに水あるいは冷却媒体を供給するよう構成されていると共に、ソーラーセルシートのセルが発する熱を空気流動用枠２Ｄにおいて外気により冷却するよう構成され、
支持台部３は、集光盤２を常時太陽に対して向いた状態で支持するよう構成されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記空気流動用枠に代えて水流動用枠（２１Ｄ）をソーラーセルシートの上面に積層し、ソーラーセルシートのセルが発する熱に対して水流動用枠（２１Ｄ）に水あるいは冷却媒体を供給するよう構成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
１は第１発明の集光・追尾型太陽光発電兼温水供給装置で、集光盤２と支持台部３から構成されている。
【００１０】
Ａ．集光盤２は、枠底板２Ａと、枠底板の上面に積層された水流動用枠２Ｂと、水流動用枠の上面に積層されたソーラーセルシート２Ｃと、ソーラーセルシートの上面に積層された空気流動用枠２Ｄと、空気流動用枠の上面に積層されたレンズ板２Ｅから構成されている。
ａ．枠底板２Ａは、平面左右に長い方形に構成された板体２Ａ１と、板体の中央部に設けられた冷水供給パイプの連結口２Ａ２と、冷水供給パイプの連結口の近傍に設けられた左右の温水供給パイプの連結口２Ａ３、２Ａ３と、これら連結口の近傍に設けられたソーラーセルリード線の引出口２Ａ４とが形成されている。
そして、冷水供給パイプの連結口２Ａ２には冷水供給パイプＰの先端が連結され、左右の温水供給パイプの連結口２Ａ３、２Ａ３には、左右の温水供給パイプＰ１、Ｐ１の先端が連結されている。
ｂ．水流動用枠２Ｂは、枠底板２Ａの外周に沿って起立連設された外周枠２Ｂ１と、外周枠２Ｂ１内に配設された内部仕切り２Ｂ２から構成されている。
内部仕切り２Ｂ２は、冷水供給パイプの連結口２Ａ２から流入した水あるいは冷却媒体が外周枠内を流動したのち、左の温水供給パイプの連結口２Ａ３と右の温水供給パイプの連結口２Ａ３に分れて流出するよう構成されている。
【００１１】
ｃ．ソーラーセルシート２Ｃは、水流動用枠２Ｂの上面を覆い積層するよう構成されたＦＲＰなどでなる基板２Ｃ１に太陽電池素子２Ｃ２、２Ｃ２．．を埋込んで構成されている。
この場合、ソーラーセルシート２Ｃから引出されたソーラーセルリード線２Ｃ３は、ソーラーセルリード線の引出口２Ａ４を貫通して集光盤２の底面中央から引出されている。
ｄ．空気流動用枠２Ｄは、ソーラーセルシート２Ｃの外周に沿って起立連設された外周枠２Ｄ１と、外周枠２Ｄ１内に配設された平面格子状の内部仕切り２Ｄ２と、内部仕切り２Ｄ２で形成された空気室２Ｄ３、２Ｄ３．．と、各空気室２Ｄ３、２Ｄ３．．の側壁に開設された空気流動用穴２Ｄ４、２Ｄ４．．から構成されている。
ｅ．レンズ板２Ｅは、空気流動用枠２Ｄの上面を覆い積層するよう構成された板体２Ｅ１に各太陽電池素子２Ｃ２、２Ｃ２．．に焦点が合う状態で集光レンズ２Ｅ２、２Ｅ２．．が取付けられている。
ｆ．１Ａは支持台部３で支持された状態の集光盤２の上面中央に配設された太陽光位置センサーである。
【００１２】
Ｂ．支持台部３は、集光盤２を常時太陽に対して向いた状態で支持するよう構成されている。
すなわち、ベース部３Ａと脚部３Ｂと、支持アーム部３Ｃと、仰角シリンダー部３Ｄから構成されている。
ａ．ベース部３Ａは、下向きコ字状に構成されている。
ｂ．脚部３Ｂは、べース部３Ａの中心に起立された縦パイプ状の固定軸３Ｂ１と、固定軸３Ｂ１の上端に取付けられた固定ギヤ３Ｂ２と、固定軸の外周に回転自在に装着された旋回パイプ３Ｂ３と、旋回パイプの側壁における背面上端に添設された方位モーター３Ｂ４と、方位モーターに取付けられた固定ギヤと噛合う駆動ギヤ３Ｂ５から構成されている。
ｃ．支持アーム部３Ｃは、旋回パイプ３Ｂ３の側壁における正面上端に添設されたアーム３Ｃ１と、集光盤２の底面の下面中央に添設されたブラケット３Ｃ２と、アームとブラケットを連結する水平状態のピン３Ｃ３から構成されている。
ｄ．仰角シリンダー部３Ｄは、旋回パイプ３Ｂ３の側壁にアーム３Ｃ１の下方位置をもって添設された第１ブラケット３Ｄ１と、集光盤２の底面にブラケット３Ｃ２の下方位置をもって添設された第２ブラケット３Ｄ２と、第１ブラケット３Ｄ１と第２ブラケット３Ｄ２との間に張設されたシリンダー３Ｄ３から構成されている。
【００１３】
１１は第２発明の集光・追尾型太陽光発電兼温水供給装置で、集光盤２１と支持台部３から構成されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
Ａ．集光盤２１は、枠底板２１Ａと、枠底板の上面に積層された水流動用枠２１Ｂと、水流動用枠２１Ｂの上面に積層されたソーラーセルシート２１Ｃと、ソーラーセルシートの上面に積層された水流動用枠２１Ｄと、水流動用枠２１Ｄの上面に積層されたレンズ板２１Ｅから構成されている。
ａ．枠底板２１Ａは、平面左右に長い方形に構成された板体２１Ａ１と、板体の中央部に設けられた冷水供給パイプの連結口２１Ａ２と、冷水供給パイプの連結口の近傍に設けられた左右の温水供給パイプの連結口２１Ａ３、２１Ａ３と、これら連結口の近傍に設けられたソーラーセルリード線の引出口２１Ａ４とが形成されている。
そして、冷水供給パイプの連結口２１Ａ２には冷水供給パイプＰの先端が連結され、左右の温水供給パイプの連結口２１Ａ３、２１Ａ３には、左右の温水供給パイプＰ１、Ｐ１の先端が連結されている。
ｂ．水流動用枠２１Ｂは、枠底板２１Ａの外周に沿って起立連設された外周枠２１Ｂ１と、外周枠２１Ｂ１内に配設された内部仕切り２１Ｂ２から構成されている。
内部仕切り２１Ｂ２は、冷水供給パイプの連結口２１Ａ２から流入した冷水が外周枠内を流動したのち、左の温水供給パイプの連結口２１Ａ３と右の温水供給パイプの連結口２１Ａ３に分れて流出するよう構成されている。
【００１５】
ｃ．ソーラーセルシート２１Ｃは、水流動用枠２１Ｂの上面を覆い積層するよう構成されたＦＲＰなどでなる基板２１Ｃ１に太陽電池素子２１Ｃ２、２１Ｃ２．．を埋込んで構成されている。
そして、基板２１Ｃ１中央部には冷水供給用の貫通口２１Ｃ３が、また、冷水供給用の貫通口の近傍には左右の温水供給用の貫通口２１Ｃ４、２１Ｃ４が形成されている。
この場合、上述冷水供給用の貫通口２１Ｃ３と、温水供給用の貫通口２１Ｃ４、２１Ｃ４は、枠底板２１Ａにおける冷水供給パイプの連結口２１Ａ２と、左右の温水供給パイプの連結口２１Ａ３、２１Ａ３に対応するよう構成されている。
また、ソーラーセルシート２１Ｃから引出されたソーラーセルリード線２１Ｃ５は、ソーラーセルリード線の引出口２１Ａ４を貫通して集光盤２１の底面中央から引出されている。
ｄ．水流動用枠２１Ｄは、ソーラーセルシート２１Ｃの外周に沿って起立連設された外周枠２１Ｄ１と、外周枠２１Ｄ１内に配設された内部仕切り２１Ｄ２から構成されている。
内部仕切り２１Ｄ２は、冷水供給用の貫通口２１Ｃ３から流入した水あるいは冷却媒体が外周枠内を流動したのち、左の温水供給用の貫通口２１Ｃ４と右の温水供給用の貫通口２１Ｃ４に分れて流出するよう構成されている。
ｅ．レンズ板２１Ｅは、水流動用枠２１Ｄの上面を覆い積層するよう構成された板体２１Ｅ１に各太陽電池素子２１Ｃ２、２１Ｃ２．．に焦点が合う状態で集光レンズ２１Ｅ２、２１Ｅ２．．が取付けられている。
ｆ．１１Ａは支持台部３で支持された状態の集光盤２１の上面中央に配設された太陽光位置センサーである。
【００１６】
Ｂ．支持台部３は、集光盤２１を常時太陽に対して向いた状態で支持するよう構成されている。
すなわち、ベース部３Ａと脚部３Ｂと、支持アーム部３Ｃと、仰角シリンダー部３Ｄから構成されている。
ａ．ベース部３Ａは、下向きコ字状に構成されている。
ｂ．脚部３Ｂは、べース部３Ａの中心に起立された縦パイプ状の固定軸３Ｂ１と、固定軸３Ｂ１の上端に取付けられた固定ギヤ３Ｂ２と、固定軸の外周に回転自在に装着された旋回パイプ３Ｂ３と、旋回パイプの側壁における背面上端に添設された方位モーター３Ｂ４と、方位モーターに取付けられた固定ギヤと噛合う駆動ギヤ３Ｂ５から構成されている。
ｃ．支持アーム部３Ｃは、旋回パイプ３Ｂ３の側壁における正面上端に添設されたアーム３Ｃ１と、集光盤２１の底面の下面中央に添設されたブラケット３Ｃ２と、アームとブラケットを連結する水平状態のピン３Ｃ３から構成されている。
ｄ．仰角シリンダー部３Ｄは、旋回パイプ３Ｂ３の側壁にアーム３Ｃ１の下方位置をもって添設された第１ブラケット３Ｄ１と、集光盤２１の底面にブラケット３Ｃ２の下方位置をもって添設された第２ブラケット３Ｄ２と、第１ブラケット３Ｄ１と第２ブラケット３Ｄ２との間に張設されたシリンダー３Ｄ３から構成されている。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、上述の通り構成されているので次に記載する効果を奏する。
Ａ．本発明のものではレンズとその焦点距離を固定することで、焦点は半永久的に確保できる。
すなわち、地上より支持台部を立て、集光盤を上下、左右、自由に動かすことのできる手段で支持し、太陽光に反応するセンサーを取付け、アームと連動させているので、常にレンズ板を太陽に対し直角にさせることができる。
この結果、太陽とレンズ板を常に直角にできれば、焦点において、太陽が出ている限り常に太陽光と高熱を確保できる。
これにより日中の太陽はもちろんであるが、日の出直後、日没直前の低い位置での太陽も捕えることができるようになる。
Ｂ．センサーの働きで常にレンズ板を太陽光の角度と直角になるようアームを移動させ、太陽が出ている限り常に集光盤に数百度の熱を集め、太陽光発電、暖房、給湯、熱を無限かつ多目的に使うことも可能である。
このように自然エネルギーを使うことでＣＯ2 の削減ができ、地球温暖化防止になる。
Ｃ．ビルの屋上などに設置した場合、太陽光発電、ビルの暖房、冷房、給湯などに使うことも可能である。
エネルギー不足の場合は、数台用いればよく、比較的小さな面積で大容量の高熱を得ることができる。
Ｄ．このほか、安価に製造できる、部品点数が少ないので組立が容易である、経済的である、などの効果をも有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明の背面方向から見た斜視図である。
【図２】同上の１部を切欠いた右側面図である。
【図３】集光盤の分解斜視図である。
【図４】水流動用枠の作用を示す平面図である。
【図５】Ａ−Ａ線端面図である。
【図６】Ｂ−Ｂ線端面図である。
【図７】Ｃ−Ｃ線端面図である。
【図８】Ｄ−Ｄ線端面図である。
【図９】集光盤の要部拡大断面図である。
【図１０】集光盤における冷水供給パイプの連結口付近の構成を説明する要部拡大断面図である。
【図１１】支持台部の上方部分の要部拡大断面図である。
【図１２】支持台部の下方部分の要部拡大断面図である。
【図１３】第２発明の背面方向から見た斜視図である。
【図１４】同上の１部を切欠いた右側面図である。
【図１５】集光盤の分解斜視図である。
【図１６】下方水流動用枠の作用を示す平面図である。
【図１７】Ｅ−Ｅ線端面図である。
【図１８】Ｆ−Ｆ線端面図である。
【図１９】Ｇ−Ｇ線端面図である。
【図２０】集光盤の要部拡大断面図である。
【図２１】集光盤における冷水供給パイプの連結口付近の構成を説明する要部拡大断面図である。
【図２２】支持台部の上方部分の要部拡大断面図である。
【図２３】支持台部の下方部分の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  第１発明の集光・追尾型太陽光発電兼温水供給装置
２  集光盤
３  支持台部
１１  第２発明の集光・追尾型太陽光発電兼温水供給装置
２１  集光盤
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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