(57)【要約】【課題】製造コストを低く抑えることができ、風に対しても耐性を有する集光式トラフ型太陽光発電装置または集光式トラフ型太陽熱発電装置に好適に用いることのできるトラフ型反射鏡を提供すること。【解決手段】反射板の解放面側で太陽光を集光して発電を行う集光式トラフ型太陽光発電装置または集光式トラフ型太陽熱発電装置に用いられるトラフ型反射鏡であって、前記トラフ型反射鏡は、断面放物線形状を有するトラフ型の反射板と、前記反射板の解放面側を覆うように設けられた断面放物線形状の透明カバーと、を少なくとも備え、前記反射板の断面放物線形状の底部から焦点位置までの距離をＴ１、反射板の断面放物線形状の幅方向の距離をｄ１とし、前記透明カバーの断面放物線形状の底部から焦点位置までの距離をＴ２、透明カバーの断面放物線形状の幅方向の距離をｄ２とした場合、Ｔ２／ｄ２  ＜  Ｔ１／ｄ１  の関係を満たすよう構成されている。【選択図】図１
2016114616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射板の解放面側で太陽光を集光して発電を行う集光式トラフ型太陽光発電装置または集光式トラフ型太陽熱発電装置に用いられるトラフ型反射鏡であって、
前記トラフ型反射鏡は、
断面放物線形状を有するトラフ型の反射板と、
前記反射板の解放面側を覆うように設けられた断面放物線形状の透明カバーと、
を少なくとも備え、
前記反射板の断面放物線形状の底部から焦点位置までの距離をＴ１、反射板の断面放物線形状の幅方向の距離をｄ１とし、
前記透明カバーの断面放物線形状の底部から焦点位置までの距離をＴ２、透明カバーの断面放物線形状の幅方向の距離をｄ２とした場合、
Ｔ２／ｄ２  ＜  Ｔ１／ｄ１  の関係を満たすよう構成されていることを特徴とするトラフ型反射鏡。
【請求項２】
前記反射板の解放面側を構成する四方の端辺に、風除けカーテンが吊り下げられていることを特徴とする請求項１に記載のトラフ型反射鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光式トラフ型太陽光発電装置または集光式トラフ型太陽熱発電装置に好適に用いられるトラフ型反射鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーを用いた発電装置には、太陽光を半導体基板に照射して光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池を用いた「太陽光発電装置」や、太陽光を照射して例えばスターリングエンジンの集熱部の温度を所定の温度に加熱しピストンを駆動して発電したり、または太陽熱で熱媒体を加熱して高温の水蒸気を発生させ蒸気タービンによって発電する、いわゆる「太陽熱発電装置」などがある。
【０００３】
これまで水力発電、火力発電、原子力発電などと、一般的には発電の元になるエネルギー源を区分して発電方式としてきたが、太陽エネルギーだけは歴史的に「太陽光発電」と「太陽熱発電」が区分されて使用されている場合が多い。
【０００４】
本明細書中では、「太陽光発電」と「太陽熱発電」の区別が特に必要なく、単に太陽エネルギーを使った発電とする場合には、他の発電方式に準じ、従来からある太陽光発電と太陽熱発電の全てを総称して「太陽力発電」と称する。また「太陽光」と「太陽熱」を総称して「太陽力」と称する。
【０００５】
近年、世界的なエネルギー消費量増大に伴う二酸化炭素の空気中への放出量の増大などを抑止するため、二酸化炭素の放出を伴わない太陽エネルギーを利用した発電装置への期待が高まっている。太陽エネルギーは、１平方メートル当たり１ＫＷのエネルギーが照射されており、その有効利用は極めて重要である。
【０００６】
太陽力の利用形態としては、発電して電気エネルギーとして利用する他に、太陽熱温水器などとしての利用も活発に行われている。太陽電池として利用する場合の利用効率は、現在、最も普及しているシリコン半導体を使った場合２０％程度であるのに対し、温水器として使用する場合の利用効率は５０％近くに達する。したがって、電気として利用する場合よりも温水として利用する場合の方が利用効率としては高い。
【０００７】
しかしながら利用形態としては電気エネルギーとして利用する方が好都合である場合が多いので、最近はできるだけ安価に効率良く電気エネルギーとして利用可能な方式の開発が進められている。
【０００８】
それでも折角の太陽力を効率良く利用する形態として、同じ装置を使って、電気エネルギーとして利用するのと同時に熱エネルギーとしても利用可能であれば、最も効率の良い利用機器となることは自明である。
【０００９】
従来より、太陽光発電装置や太陽熱発電装置は、日本国内はもとより世界中で多くの方式が提案され、世界各地に実証装置や実験装置などが設けられ、一部では商業的利用も開始されている。
【００１０】
ところで太陽光を利用する太陽電池の原料として、結晶シリコンやアモルファスシリコン、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ化物）やＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）などの無機化合物、有機色素や導電性ポリマーなどの有機化合物などが検討されている。
【００１１】
それぞれ変換効率、製造コスト、耐候性など様々な観点から実用化の検討が進められており、中でもシリコンを使用する太陽電池は、世界中で市販されている太陽電池の９０％以上を占有しており最も多用されている。
【００１２】
なお、太陽光発電装置では、太陽光を効率良く電気エネルギーに変換できる高性能で安価な太陽電池（ソーラーパネル）が必要である。しかしながら太陽電池の元となる半導体基板の製造コスト、および半導体基板を組み込んだモジュールの製造コストは割高である。さらに太陽光発電装置では、高効率発電を可能にするために太陽追跡装置が用いられる場合が多いが、この太陽追跡装置は割高であり、発電コストを押し上げる要因となってしまっている。
【００１３】
このため太陽光発電は、水力発電や火力発電などの他の発電方式と比べてコスト高となっている。
発電コスト削減には、太陽電池の元となる半導体基板およびこれを組み込んだモジュールの製造コスト削減と、変換効率の向上が有効であることは無論であるが、他に安価な集光システムを開発し、少ない半導体基板で大量の発電を可能とし発電コストを大幅に削減する方策も有力である。
【００１４】
このような方式は「集光式」と呼ばれ、世界各国で精力的に高効率な集光システムの開発が進められている。半導体基板に数百倍に集光した大量の光エネルギーを照射すると変換効率が高くなり、大量の電力を得ることが可能となるからである。
【００１５】
但し、一般的に半導体基板は基板温度が上がると変換効率が劣化してしまうので、高密度の光照射下においても基板温度を効果的に冷却して変換効率の劣化を抑止する手段が求められる。
【００１６】
一方、太陽光を反射鏡で集光して効率的に発電するいわゆる「集光式太陽熱発電装置」が様々に開発されている。高いタワーの上に集熱部を設け、この集熱部に向かって多数の反射鏡で太陽光を集光して高熱を得るタワー式、雨樋型（トラフ型）の反射鏡で集光し、反射鏡による焦点位置に配置された集熱管中の熱媒体を加熱するトラフ式など、様々な方式が知られている。
【００１７】
トラフ式は、最も発電コストを安価にできると期待され、一部では商業利用も始まっているが、設置コスト、運転コストが他の発電方式などよりも割高とされ、本格的普及には至っていない。一般的に生産コストの削減には、装置を大型化して単価を下げる手段が有力である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、単に反射鏡を大型化すると、重量が過大となり反射鏡を支える支持体の設置費用や運転費用が嵩んでしまい、結果的に発電コストが却って増加してしまうことが考えられる。
【００１９】
さらには運転中の安全対策にも経費が発生する。屋外で使用する大型の反射鏡においては台風などの強風に対する安全対策が必須要件であり、できるだけ製造コストを抑えつつ、風に対しても耐性を有するトラフ型反射鏡が求められている。
【００２０】
本発明は、このような現状に鑑み、製造コストを低く抑えることができ、風に対しても耐性を有する集光式トラフ型太陽光発電装置または集光式トラフ型太陽熱発電装置に好適に用いることのできるトラフ型反射鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、前述したような従来技術における課題および目的を達成するために発明されたものであって、
本発明のトラフ型反射鏡は、
反射板の解放面側で太陽光を集光して発電を行う集光式トラフ型太陽光発電装置または集光式トラフ型太陽熱発電装置に用いられるトラフ型反射鏡であって、
前記トラフ型反射鏡は、
断面放物線形状を有するトラフ型の反射板と、
前記反射板の解放面側を覆うように設けられた断面放物線形状の透明カバーと、
を少なくとも備え、
前記反射板の断面放物線形状の底部から焦点位置までの距離をＴ１、反射板の断面放物線形状の幅方向の距離をｄ１とし、
前記透明カバーの断面放物線形状の底部から焦点位置までの距離をＴ２、透明カバーの断面放物線形状の幅方向の距離をｄ２とした場合、
Ｔ２／ｄ２  ＜  Ｔ１／ｄ１  の関係を満たすよう構成されていることを特徴とする。
【００２２】
このように設定されていれば、トラフ型反射鏡が風を受けた際に、下方に位置する反射板が上方に向かって浮き上がる力が加わるものの、上方に位置する透明カバーは下方に向かって押し下げられる力が加わるため、上下の力を合算した場合に、下方に向かって押し下げられる力が勝り、風に対する耐性を向上させ、風による影響を最小限に抑えることができる。
【００２３】
また、本発明のトラフ型反射鏡は、
前記反射板の解放面側を構成する四方の端辺に、風除けカーテンが吊り下げられていることを特徴とする。
【００２４】
このように構成されていれば、反射板側に風が入り込んでトラフ型反射鏡が浮き上がってしまうことをより確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、反射板の断面放物線形状の底部から焦点位置までの距離をＴ１、反射板の断面放物線形状の幅方向の距離をｄ１とし、透明カバーの断面放物線形状の底部から焦点位置までの距離をＴ２、透明カバーの断面放物線形状の幅方向の距離をｄ２とした場合、Ｔ２／ｄ２  ＜  Ｔ１／ｄ１  の関係を満たすよう構成することにより、製造コストを低く抑えることができ、風に対しても耐性を有する集光式トラフ型太陽光発電装置または集光式トラフ型太陽熱発電装置に好適に用いることのできるトラフ型反射鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明のトラフ型反射鏡の実施形態を説明するための概略斜視図である。
【図２】図２は、図１に示したトラフ型反射鏡のＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】図３は、本発明のトラフ型反射鏡の他の実施形態を説明するための概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
本発明のトラフ型（雨樋型）反射鏡は、太陽光を効率良く集光するためのものである。
【００２８】
＜トラフ型反射鏡１０＞
図１に示したように、本発明の第１の実施形態にかかるトラフ型反射鏡１０は、断面放物線形状を有するトラフ型の反射板２０と、この反射板２０の解放面２２側を覆うように設けられた断面放物線形状の透明カバー３０と、を少なくとも備えてなるものである。
【００２９】
反射板２０は、水平構造体４０や立設構造体４２からなる骨組みによって支持されるようになっている。なお、このような反射板２０を支持する構造については、特にこれに限定されるものではなく、例えば他にも本出願による特願２０１１−２６０２４７号に記載のものが採用され得るものである。また符号５０については、トラフ型反射鏡１０を支える架台である。
【００３０】
そして図２に示したように、反射板２０の断面放物線形状の底部２４から焦点位置ａ１までの距離をＴ１、反射板２０の断面放物線形状の幅方向の距離をｄ１とし、透明カバー３０の断面放物線形状の底部３４から焦点位置ａ２までの距離をＴ２、透明カバー３０の断面放物線形状の幅方向の距離をｄ２とした場合、Ｔ２／ｄ２  ＜  Ｔ１／ｄ１  の関係を満たすよう構成されている。すなわち、透明カバー３０の断面放物線形状が、透明カバー３０の断面放物線形状と同等以上のカーブを描いている。この点が本発明のトラフ型反射鏡１０の特に特徴的構成である。
【００３１】
このように設定すると、トラフ型反射鏡１０が側方（図２では左右方向）より風を受けた際に、下方に位置する反射板２０が上方に向かって浮き上がる力が加わるものの、上方に位置する透明カバー３０は下方に向かって押し下げられる力が加わることとなる。
【００３２】
したがって、風によって生ずる上下の力を合算した場合に、下方に向かって押し下げられる力が勝り、風に対する耐性を向上させ、風による影響を最小限に抑えることができる。
【００３３】
ここで反射板２０は材質がアルミニウム、ステンレスなどの金属や、これらの金属を含む合金などを用いることが好ましい。中でも製造コストを削減するうえで、アルミニウムを用いることがより好ましい。
【００３４】
また反射板２０の厚みは０．３〜０．５ｍｍ程度であることが取り扱い易さ、加工のし易さ、重量の軽さなどの観点から好ましい。
さらに反射板２０の表面（解放面２２）は、高反射性能を発現できるように、例えば、化学研磨や電解研磨などの表面処理を施すことが好ましい。
【００３５】
一方、透明カバー３０は、設置の際、透明カバー３０を撓み無く貼るための支持体３２を設けることが好ましい。支持体３２は例えば断面放物線形状に加工されてなり、これを反射板２０の解放面２２側に所定間隔置きに複数設置されてなるものである。実質的には、この支持体３２の断面放物線形状が、上記した透明カバー３０の断面放物線形状を規定することとなる。
【００３６】
このような透明カバー３０は外気によって汚れ、次第に透過率が劣化するので、ある程度の劣化が見られたら新品に交換して常に高い透過率を維持することが好ましい。
透明カバー３０の材質としては、透光性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アイオノマー（ＩＯ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルム、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）フィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム、ポリプロピレンフィルム（ＰＰ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）フィルム、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）フィルムなどを用いることができる。
【００３７】
上記したように、本発明のトラフ型反射鏡１０は、反射板２０の断面放物線形状の底部２４から焦点位置ａ１までの距離をＴ１、反射板２０の断面放物線形状の幅方向の距離をｄ１とし、透明カバー３０の断面放物線形状の底部３４から焦点位置ａ２までの距離をＴ２、透明カバー３０の断面放物線形状の幅方向の距離をｄ２とした場合、Ｔ２／ｄ２  ＜  Ｔ１／ｄ１  の関係を満たすよう構成することにより、風による影響を最小限に抑えることができ、製造コストを低く抑えることができるものである。
【００３８】
次に本発明の他の実施形態について、図３を用いて説明する。
図３に示したトラフ型反射鏡１０は、基本的には、図１または図２に示した実施例のトラフ型反射鏡１０と同じ構成であるので、同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３９】
図３に示したトラフ型反射鏡１０は、トラフ型の反射板２０の解放面２２側を構成する四方の端辺２６に、それぞれ風除けカーテン６０が吊り下げられている点で、図１または図２に示したトラフ型反射鏡１０と異なっている。
【００４０】
このように、風除けカーテン６０を備えれば、下方に位置する反射板２０側に風が入り込んでトラフ型反射鏡１０が浮き上がってしまうことをより確実に防止することができる。
【００４１】
なお、風除けカーテン６０は、自重によって垂下されるようにしても良いが、下端に重り部材６２を備えることがより好ましい。重り部材６２は互いに連結されるか、あるいは架台５０などに固定されることで、風を受けて風除けカーテン６０がばたつくことを防止することができる。
【００４２】
また風除けカーテン６０の材質としては特に限定されるものではないが、雨風に対する耐性を有し、取扱い性が容易なビニールなどが好ましい。
このようなトラフ型反射鏡１０は、例えば集光式トラフ型太陽熱発電装置（図示せず）や集光式トラフ型太陽光発電装置（図示せず）に好適に用いることができる。
【００４３】
集光式トラフ型太陽熱発電装置（図示せず）や集光式トラフ型太陽光発電装置（図示せず）の構造については既に公知であり、例えば本出願人によって出願された特願２０１３−０７６０４５号、特願２０１３−０９１０４９号に記載のものなどが挙げられる。これらの装置に本発明のトラフ型反射鏡１０を採用することが好ましい。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えばトラフ型反射鏡１０の向きを太陽の位置に合わせて追跡する太陽追跡装置（図示せず）を別途設けても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能なものである。
【符号の説明】
【００４５】
１０・・・トラフ型反射鏡
２０・・・反射板
２２・・・解放面
２４・・・底部
２６・・・端辺
３０・・・透明カバー
３２・・・支持体
３４・・・底部
４０・・・水平構造体
４２・・・立設構造体
５０・・・架台
６０・・・風除けカーテン
６２・・・重り部材
ａ１・・焦点位置
ａ２・・焦点位置
ｄ１・・反射板の断面放物線形状の幅方向の距離
ｄ２・・透明カバーの断面放物線形状の幅方向の距離
Ｔ１・・反射板の断面放物線形状の底部から焦点位置までの距離
Ｔ２・・透明カバーの断面放物線形状の底部から焦点位置までの距離
【図１】
2016114616.tif 000003
【図２】
2016114616.tif 000004
【図３】
2016114616.tif 000005