(57)【要約】  光起電性太陽電池（２）に太陽光を集光するホログラフィック集光ソーラーモジュール（１）であって、街路灯、バス停、高速道路の料金所、充電設備、広告媒体、キオスク、等の都市要素および街路要素に組み込まれたホログラフィック集光ソーラーモジュール（１）が開示される。ホログラフィック集光ソーラーモジュール（１）は、受動的な追跡を実行し、その設計はどのような表面にも適用し得る。どのような位置でも太陽光を効率的に捕獲することが、ソーラーモジュール（１）に含まれるホログラムの設計の汎用性により保証される。したがって、本発明では、適用例のそれぞれにおいて、建設的な要素が、ホログラフィック集光ソーラーモジュール（１）によって置換されている。例えば、ソーラー街路灯の支柱、バス停または料金所の屋根、広告媒体の構造、等を形成している。このように、ソーラーモジュール（１）は、都市要素および街路要素の光起電性統合体（ＢＩＰＶ）を構成する。都市要素および街路要素は、自律性を有し得る、またはネットワークに接続され得る。後者の場合、都市要素および街路要素は、インテリジェントネットワークの一部を形成し得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
都市要素または道路要素であって。
前記都市要素または道路要素の構造の一部として組み込まれた、ホログラフィック太陽光集光のためのモジュラーシステムを備え、
前記モジュラーシステムは、発電および前記要素の需要に対する給電のために、ホログラムと複数の太陽電池とを順々に備えており、
前記ホログラムは、様々な方向からの太陽光を捕獲し、前記太陽光を前記太陽電池の方向に案内するようになっていることを特徴とする都市要素または道路要素。
【請求項２】
前記要素は、柱を含み、
前記モジュラーシステムは、前記柱に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の都市要素または道路要素。
【請求項３】
前記要素は、屋根を含み、
前記モジュラーシステムは、前記屋根に組み込まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の都市要素または道路要素。
【請求項４】
前記モジュラーシステムに、前記太陽電池によって発電された電気の連続的な自律性の供給を与えるための蓄電池をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の都市要素または道路要素。
【請求項５】
前記太陽電池によって発電された電気を本線に入れるための電流変換器をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の都市要素または道路要素。
【請求項６】
前記要素は、インテリジェントネットワークと結合するために、前記太陽電池によって発電された電気および前記要素の需要を管理するための管理システムを組み込んでいることを特徴とする請求項１、２、４のいずれか一項に記載の都市要素または道路要素。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、再生可能エネルギー（特に光起電ソーラーエネルギー）、エネルギー効率、並びに、建築物または都市要素若しくは道路要素のエンベロープとエネルギー発生の統合（ＢＩＰＶ）、の技術分野に位置する。
【０００２】
〔先行技術〕
例えば、街路灯、バス停、パーキングメータ、高速道路の料金所、充電設備、キオスク、広告媒体、等の都市要素および街路要素のほとんどは、それらが含む、照明、充電器、広告若しくは情報スクリーン、等の様々な電気デバイスおよび／または電子デバイスに給電するための電力供給を必要とする。
【０００３】
一般に、上記要素はネットワークに接続されているが、それらが、発電システム（通常は太陽光発電システム）を組み込むこと、および自律性を与えることができる蓄電システムまで組み込むことがより一般的になりつつある。
【０００４】
光起電力技術が組み込まれた都市要素の多数の例がある。ソーラー街路灯の一例が、ＣｈｏｎｇおよびＫｏｎｇによる特許出願（国際公開第２０１４／１２６４５３号）によって与えられている。バス停の例として、ＷａｎｇおよびＷａｎｇの中国特許出願公開第１０１００９０７１号明細書、Ｈａｏらの中国特許出願公開第１０１７８１９３９号明細書、またはＦｒｅｉｔａｓらの米国特許出願公開第２０１４／００８０４０６号明細書が挙げられる。ソーラーキオスクもまた、例えば、ＨｉｘｓｏｎおよびＣｒｅｓｗｅｌｌによる米国特許出願公開第２０１３／００３３２２２号明細書によって示される例として見つけられる。これらの多くは、欧州特許出願公開第２ ３６９ ２６６号明細書にてＤｅｐａｗが示すように、ソーラーモジュールのためのアセンブリシステムに適用することもできる。
【０００５】
上記システムにとって、前述の特許公報にてＦｒｅｉｔａｓらが示すように、インテリジェント管理装置を組み込むことができることもまた一般的なことである。
【０００６】
これらの全てに共通する要素は、上記都市要素および道路要素と、光起電性ソーラーモジュールとを美的かつ技術的に結合することの困難さである。大部分の、標準的な、市販の光起電性モジュールが提供されたとすると、そのようなモジュールは、上記都市要素および道路要素の外付けの構成要素である。これは、上記要素の審美性を損なう向きおよび傾きを必要とするし、都市の環境に基づいてそれらの統合ができないこともある。構成的な統合による解決法もあるが、それは一般的に、エネルギー効率が悪くなり、コストも高くなる。
【０００７】
〔本発明の説明〕
先行技術の調査は、発電する上記都市要素および道路要素の、性能だけでなく審美性の両者における著しい改善が、ソーラーモジュールの構成的な統合を低コストに実現するだろうことを報告する。
【０００８】
本発明は、ホログラフィック太陽光集光（ＨＳＣ）モジュールの汎用性の、上記都市要素および道路要素への利用を提案する。ＨＳＣモジュールは、他の構成要素とともに、ホログラムおよび複数の太陽電池を備えている。このホログラムは、モジュールの向きがどのようであっても、光を常に上記複数の太陽電池の方向に案内する。ＨＳＣモジュールには、出願人によって開発された種々のバージョンがある。例えば、ＭｉｇｎｏｎおよびＨａｎによる米国特許出願公開第２００８０２５７４００号明細書には、第３世代の、平たいＨＳＣモジュールが示されている。Ｃａｌｏらによるスペイン特許出願２０１３３１１９９号明細書には、３〜１０ｘの間の集光係数を有する立体のモジュールである第４世代が示されている。或いは、Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚらによる文書「従来式の光学系とホログラフィック光学要素との結合を用いる、非追跡の太陽光集光のためのモジュラーシステム（ＨＯＥＳ）」（係属中の特許）には、第５世代の、１０ｘの集光係数に到達可能であって、光学系が発生部から分離している、平たいＨＳＣモジュールが示されている。これらのＨＳＣモジュールの全ては、独立的に動作する、または建築学的に統合することができ、最大で１ワットあたり０．２５ユーロに達し得る従来の平たいソーラーモジュールのコストよりも低いコストである。
【０００９】
これらのＨＳＣモジュールの汎用性は、ＨＳＣモジュールが選択することができる形状および向きに解釈される。これは、それらに統合されたホログラムは、太陽からの光を、様々な向きにおいて、追跡することなく高効率に捕獲することを可能にするためである。それゆえ、それらＨＳＣモジュールは、様々な形状（直線状、曲線状、円形）および向き（水平、垂直、北向き、南向き、東および／または西向き）に適合することができる。
【００１０】
したがって、上記ＨＳＣモジュールは、図１に示すようにソーラー街路灯の支柱の代わりに使うことができる。ここでは、第４世代の円形のソーラーモジュールを使用する。本出願のための本発明の一形態は、対応する箇所にてより詳しく説明される。図２および図３に示すように、料金所若しくはバス停の屋根を代用することもでき、または、広告媒体の止め具の一部を形成することができるので広告媒体に含まれることもできる。
【００１１】
〔図面の説明〕
図１：街路灯、または柱を要するその他の都市要素（３）の支柱を代替しているホログラフィック太陽光集光（ＨＳＣ）モジュール（１）。
【００１２】
図２：料金所（３）の屋根を代替しているホログラフィック太陽光集光（ＨＳＣ）モジュール（１）。
【００１３】
図３：バス停（３）の屋根を代替しているホログラフィック太陽光集光（ＨＳＣ）モジュール（１）。
【００１４】
図４：広告媒体（３）に統合されたホログラフィック太陽光集光（ＨＳＣ）モジュール（１）。
【００１５】
〔発明の実施形態〕
好ましい構成（ただし排除しない）では、本発明はソーラー街路灯、または柱を要するその他の都市要素若しくは道路要素の支柱に適用される。図１に示すように、この場合のＨＳＣモジュールは、上記第４世代であり円形状である。複数の太陽電池の列のそれぞれは、垂直に配置されているとともに、北から南、および東から西の異なる向きにて配置されている。したがって、このＨＳＣモジュールの電気相互接続は、異なる列で、並列状態にて作ることできる。上記街路灯は、高さが可変であり、或る直径を有する１つまたは様々な節を有し得る。初期の直径が３００ｍｍであり高さが９メートルでは、１００ワットのＬＥＤライト群に１０時間、給電するための潜在能力を充分に賄うことができる。
【００１６】
別の、非排他的な構成は、図２および図３にそれぞれ示すように、料金所またはバス停の屋根の代わりにＨＳＣモジュールを使用することに関する。これらにおいて、ＨＳＣモジュールは上記第４世代とすることができ、屋根の湾曲部に適用することができる。または、ＨＳＣモジュールは、平たいことを要望する場合は、上記第３世代とすることができる。上記第５世代のモジュールは、料金所の充分に大きい屋根に連結することができる。上記第４世代および上記第５世代のモジュールの場合、太陽光の収集が増大する。上記第３世代は、屋根の下に可視光を透過することが要求される場合に用いられ得る。上記ホログラムは、都市要素または道路要素の最終的な形態に基づいて、結果としてその都市要素または道路要素がどのような向きであっても、光が太陽電池の方向に案内されるように設計される。上記太陽電池の相互接続は、それが置かれている異なる向きの個々の状況に依存する。電池の列は同様の向きにて直列に接続され、次には、電池の列の異なる向きにて並列に接続される。
【００１７】
広告媒体の場合、図４に示すように、ＨＳＣモジュールは、垂直、水平、または斜めであろうと、支柱の形状に適用される。都市要素のこれらのタイプに最も適応性のあるモジュールは、排除しないが、第４世代である。
【００１８】
ＨＳＣモジュールは、実際には、都市要素および道路要素の全てのタイプに連結することができる。他の例としては、充電設備、高速道路および道路の標識、キオスク等である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】街路灯、または柱を要するその他の都市要素（３）の支柱を代替しているホログラフィック太陽光集光（ＨＳＣ）モジュール（１）を示す図である。
【図２】料金所（３）の屋根を代替しているホログラフィック太陽光集光（ＨＳＣ）モジュール（１）を示す図である。
【図３】バス停（３）の屋根を代替しているホログラフィック太陽光集光（ＨＳＣ）モジュール（１）を示す図である。
【図４】広告媒体（３）に統合されたホログラフィック太陽光集光（ＨＳＣ）モジュール（１）を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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