(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に水平な第１の受光面を有する第１の受光デバイスと、前記第１の受光面に対して実質的に垂直な第２の受光面を有する第２の受光デバイスとを含み、前記第１の受光デバイスは光エネルギー利用デバイスであり、または光エネルギー利用デバイスと導光デバイスとの組合せであり、前記第２の受光デバイスは、非点収差型透過型フレネルレンズ、または非点収差型反射型フレネルレンズであり、前記第２の受光デバイス及び前記第１の受光デバイスの相対位置関係により、太陽光が前記第２の受光面を経た後に、前記第１の受光面を照射し、
前記第２の受光デバイスの少なくとも一部分は、前記第１の受光面の中心エリアに配置されていることを特徴とする集光太陽エネルギー装置。
【請求項２】
前記第２の受光デバイスが、前記第１の受光面の上方または下方に配置され、且つ前記第２の受光デバイスの下端と前記第１の受光面との間には隙間が形成される構成と、
前記第２の受光面と前記第１の受光面とが、十字状に交差して配置される構成とのいずれかを有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の受光デバイスは、一つの集光型フレネルレンズを備え、前記第１の受光面は、前記集光型フレネルレンズから形成され、
一つの光エネルギー利用デバイスを備え、前記集光型フレネルレンズが透過型のものである場合、前記光エネルギー利用デバイスは前記集光型フレネルレンズの下方に配置され、または、前記集光型フレネルレンズが反射型のものである場合、前記光エネルギー利用デバイスは前記集光型フレネルレンズの上方に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の受光デバイスは、一つのテーパー状導光デバイスを含み、前記テーパー状導光デバイスは、前記集光型フレネルレンズ及び光エネルギー利用デバイスの間に配置され、その開口が大きい方の端部が、前記集光型フレネルレンズに向いており、開口が小さい方の端部が、光エネルギー利用デバイスに向いていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記テーパー状導光デバイスの筒壁が、鏡面反射鏡、非点収差型反射型フレネルレンズ、透明壁または中空の開口から選択された一種または複数種のデバイスで構成されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
第３の受光デバイスを含み、前記第３の受光デバイスは、前記第１の受光面に対して実質的に垂直な第３の受光面を有し、前記第３の受光デバイスは、集光型透過型フレネルレンズ、集光型反射型フレネルレンズ、非点収差型透過型フレネルレンズ、非点収差型反射型フレネルレンズから選ばれたものであり、
前記第３の受光面及び前記第２の受光面は、いずれも前記第１の受光面の同じ側に配置され、前記第３の受光面は前記第２の受光面に対して実質的に垂直であること、または前記第３の受光面及び前記第２の受光面は、それぞれ前記第１の受光面の異なる側に配置され、前記第３の受光面は前記第２の受光面に対して実質的に平行であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記非点収差型反射型フレネルレンズは具体的には、背中合わせで配置されたフレネルレンズを含んだ、両面非点収差型反射型フレネルレンズであり、一つの両面反射面が、二つのフレネルレンズの間に位置すること、及び／または、
前記非点収差型透過型または反射型フレネルレンズは具体的には、非点収差型透過型または反射型線形フレネルレンズであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
側面反射バネルを含み、前記側面反射バネルは、前記第１の受光面の側面に配置されることにより、前記側面反射バネルに達した太陽光の少なくとも一部分が、前記第１の受光面または前記第２の受光面の位置するエリアまで導かれることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記側面反射バネルの少なくとも部分表面は鏡面反射鏡、非点収差型反射型フレネルレンズから選択された一種類または複数種類のデバイスから形成されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記側面反射バネルの少なくとも部分表面は、非点収差型反射型線形フレネルレンズから形成されている、または、前記側面反射バネルの上部が非点収差型反射型線形フレネルレンズから形成され、下部が鏡面反射鏡から形成されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも一つの前記側面反射バネルは、金属層を有し、前記金属層は、前記側面反射バネルの反射面として用いられ、または前記側面反射バネルの背面に配置され、
前記光エネルギー利用デバイスはソーラーパネルであり、金属層と熱伝導性接続されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記側面反射バネルの第１の受光面に対する角度が少なくとも４５度〜７５度の間で調整可能であること、および／または、
少なくとも一つの前記側面反射バネルの下部と前記第１の受光面との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
太陽追跡の必要に応じて、前記側面反射バネルを駆動回転させることにより、前記側面反射バネルの前記第１の受光面に対する角度を調整する第１の駆動機構と、バイブレータとをさらに含み、前記バイブレータは、振動部品及び駆動回路を備え、
前記振動部品は、前記装置における少なくとも一つの受光面と機械的に接続されて受光面を振動させ、前記バイブレータは、圧電バイブレータ及び電磁バイブレータから選択されたものであることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記駆動回路は直列接続された少なくとも一つのインダクタンス素子と少なくとも一つのコンデンサ素子とを含み、前記駆動回路の回路共振周波数が前記振動部品の機械共振周波数と整合され、
前記バイブレータが圧電バイブレータである場合、前記振動部品は圧電素子であり、前記駆動回路におけるコンデンサ素子として機能し、
前記バイブレータが電磁バイブレータである場合、前記振動部品はシート状磁化材料であり、前記駆動回路は、インダクタンス素子を介してシート状磁化材料を励起することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記バイブレータは超音波モータであり、前記超音波モータの振動子は前記振動部品であり、前記超音波モータは第１の駆動機構のモータとして機能することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンエネルギー技術分野に関し、特に集光型太陽エネルギー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保護が益々重視されるにつれ、太陽エネルギーシステムは益々広範囲に使用されるようになっている。従来の太陽エネルギーシステムには、非集光型及び集光型の２種類がある。
【０００３】
非集光型の太陽エネルギーシステムは、主にソーラーパネルを介して太陽光を直接収集する十分な太陽光を収集するため、大量のソーラーパネルを必要とするため大面積の土地を占有する。従って、システムのコストが高く、且つ土地の使用効率が低くなる。
【０００４】
集光型の太陽エネルギーシステムは、一般的に、光エネルギーを利用するデバイスにレンズを介して太陽光を集束させることにより、面積が比較的小さい光エネルギー利用デバイスは、面積が比較的広いレンズによって集束された太陽光を得られる。したがって、比較的良好な光エネルギー収集能力を有する。しかしながら、集光型の太陽エネルギーシステムは、必要な効果を得るために、一般的には太陽追尾システムと組み合わせて使用する必要があるが、従来の太陽追尾システムは構造が複雑であり、システム全体のコストが増える。
【０００５】
したがって、光エネルギーの収集能力及び低コストの両方を有する集光太陽エネルギーシステムを研究する必要がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、２つの受光デバイスを備えた集光型太陽エネルギー装置を提供する。ここで、第１の受光デバイスは実質的に水平な第１の受光面を有する。第２の受光デバイスは、第１の受光面に対して実質的に垂直な第２の受光面を有する。第１の受光デバイスは、光エネルギー利用デバイスであってもよく、または光エネルギー利用デバイスと導光デバイスとの組合せであってもよい。第２の受光デバイスは、集光型透過型フレネルレンズ、集光型反射型フレネルレンズ、非点収差型透過型フレネルレンズ、非点収差型反射型フレネルレンズから選ばれたものである。第２の受光デバイスと第１の受光デバイスの相対位置関係により、太陽光が第２の受光面を経た後に、第１の受光面を照射する。
【０００７】
本発明における集光型の太陽エネルギー装置は、光エネルギー利用デバイスの前の光路に、簡単に実質的に垂直なフレネルレンズを配置することにより、太陽光のより大きな角度変動に適応することができるため、積極的な太陽追尾を行う必要がなく、高いコストパフォーマンスを有する。用いられる垂直なフレネルレンズは、集光型のものであってもよく、非点収差型のものであってもよく、透過型のものであってもよく、反射型のものであってもよい。設計の必要に応じて選択すればよい。
【０００８】
上記の装置は、さらに他の集光装置と組み合わせて用いることができる。例えば、光エネルギー利用デバイスの前に配置されるテーパー状導光デバイスは、第１の受光面の一つまたは複数の側面の反射バネルなどに配置されることにより、より低いコストでさらに高い集光比を実現することができる。
【０００９】
以下、図面と併せて、本発明に係る具体的な実施形態について詳細に説明する。本明細書で用いられる番号またはシリアル番号（例えば、「第１の」、「第２の」等）は、識別の役割を果たしているだけであり、限定的な意味を有するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１における集光型太陽エネルギー装置の概略図である。
【図２】実施形態２における集光型太陽エネルギー装置の概略図である。
【図３】実施形態３における集光型太陽エネルギー装置の概略図である。
【図４】実施形態４における集光型太陽エネルギー装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施形態１＞
本発明による集光型太陽エネルギー装置の一つの実施態様は、図１に示すように、第１の受光デバイス１１０及び第２の受光デバイス１２０を含む。
【００１２】
第１の受光デバイス１１０は実質的に水平な第１の受光面１１１を有する。
【００１３】
第２の受光デバイス１２０は、第１の受光面に対して実質的に垂直な第２の受光面１２１を有する。
【００１４】
本発明でいう「水平」及び「垂直」は、相対的な概念である。二つの受光面を交互にずらして配置した場合、一つの受光面の法線ともう一つの受光面の法線との角度が６０度〜１２０度の間である場合、一つの受光面を「実質的に水平」と見なし、もう一つの受光面を「実質的に垂直」と見なすことができる。
【００１５】
第１の受光デバイス１１０は、光エネルギー利用デバイスであってもよく、または、光エネルギー利用デバイスと導光デバイスとの組合せであってもよく、例えば、集光装置を備えた光エネルギー利用デバイスである。光エネルギー利用デバイスとは、一般的には、光エネルギーを他のエネルギーに変換するデバイスであり、例えば、ソーラーパネルや、光熱変換デバイス等である。前記ソーラーパネルとは、直接に光エネルギーを電気エネルギーに変換する全ての光電変換デバイスであり、例えば、シリコンベースのソーラーパネル、複合半導体（例えば、ヒ化ガリウム、セレン化銅インジウムガリウム、テルル化カドミウム、ペロブスカイト半導体）のソーラーパネル、ソーラーフィルム、及び量子ドットのソーラーパネル等である。光エネルギー利用デバイスは、単独で使用されてもよく、他のエネルギー利用装置とカスケード接続されてもよく、例えば、ソーラーパネルと熱エネルギー利用デバイス（例えば、ヒータまたは冷却器）とをカスケード接続させることにより、より高い太陽エネルギーの利用効率を実現することができる。
【００１６】
したがって、本発明における第１の受光デバイスは、実際の応用において、適宜選択及び設計することができる。第１の受光デバイスが光エネルギー利用デバイスのみを含む場合、光エネルギー利用デバイスの表面は、第１の受光面であり、光エネルギー利用デバイスの前方の光路に導光デバイスが配置される場合、導光デバイスの受光面が第１の受光面である。簡潔にするために、図１には、第１の受光デバイスの第１の受光面のみが示されており、存在しうる他の部分及び構造が省略されている。
【００１７】
第２の受光デバイス１２０はフレネルレンズであり、集光型透過型フレネルレンズ、集光型反射型フレネルレンズ、非点収差型透過型フレネルレンズ、非点収差型反射型フレネルレンズから選ばれてもよい。
【００１８】
フレネルレンズは、薄くて軽く、且つ量産に適している。フレネルレンズに関する詳細な説明については、名称「フレネルレンズシステム」、公開日２０１６年６月２日、国際公開番号ＷＯ／２０１６／０８２０９７のＰＣＴ出願を参照されたい。ここでは詳述をしない。本明細書に記載の「集光型」（または「非点収差型」）フレネルレンズとは、歯面が凸レンズ（または凹レンズ）からなるフレネルレンズのことである。これにより、光線に対して収束（または拡散）の作用を有する。フレネルレンズは透過型のものであってもよく、反射型のものであってもよい。反射型レンズは、透過型レンズの一方の面（または両面の間）に反射層または反射コーティングフィルムを配置することにより形成されている。本明細書における各種フレネルレンズは、一つの面が歯面であり、もう一つの面が平滑面の単面フレネルレンズであってもよく、両面がいずれも歯面である両面フレネルレンズであってもよい。各フレネルレンズの各歯面は、一つのフレネルユニットのみを含む簡単なレンズ面であってもよく、複数のフレネルユニットからなる複合レンズ面であってもよい。
【００１９】
図１に示すように、入射角によっては、太陽光ＬＬが、図１の破線矢印に示すように第１の受光面に達することができない場合がある。また、第１の受光面に直接達する太陽光であっても、入射角度が比較的大きいため、第１の受光面が光エネルギー利用デバイスの表面である場合、利用効率は低くなる。垂直なフレネルレンズを配置することにより、太陽光は、屈折（又は屈折及び反射）によって第２の受光面を経た後に第１の受光面に入射し、これによって入射光の収束及び入射角度を改善する役割を果たすことができる。
【００２０】
なお、集光に用いられる集光型フレネルレンズは、光を第１の受光面に屈折させることができるだけではなく、光に対して拡散作用を有する非点収差型フレネルレンズは、同様に光を拡散することにより、第１の受光面上部からの光線を第１の受光面に拡散させることができ、また、光線の拡散特性によって、垂直なフレネルレンズは、より広い範囲の太陽光を捕捉することができる。
【００２１】
好ましくは、非点収差型フレネルレンズとしては、非点収差型線形フレネルレンズを採用してもよい。「線形」レンズとは、非点収差型線形レンズ及び集光型線形レンズを含み、一般的には、レンズの合焦中心は一本の線である。本発明において、「線形」の光拡散を応用することにより得られる有利な効果として、光線を一つの方向に拡散させることが挙げられ、例えば、第２の受光面の線形の光拡散方向を第１の受光面の法平面に沿って第１の受光面に向かう方向に設定すればよい。例えば、非点収差型線形レンズは、歯面が凹状円柱面、凹状楕円柱面、または凹状多項式柱面から構成されるフレネルレンズを用いて形成されてもよい。
【００２２】
図１に示す透過型レンズに加えて、別の好ましい実施態様として、第２の受光デバイスに両面反射型フレネルレンズを採用してもよい。このようなレンズは、背中合わせで配置されたフレネルレンズを含み、一つの両面反射面を、二つのフレネルレンズの間に配置することにより、該当レンズの両側の光線をいずれも反射及び収束させることができる。
【００２３】
第２の受光デバイスは、第１の受光面上の任意の位置に垂直に配置されていてもよい。好ましくは、第２の受光デバイスの少なくとも一部を第１の受光面の中心エリアに配置してもよく、例えば、第１の受光面の一本の対称線上に配置する。本実施形態において、第２の受光デバイス１２０は、支持部材１２０１を介して第１の受光面の上方またはその取付構造上に支持され、且つ第２の受光デバイスの下端と第１の受光面との間には隙間が形成されている。このような隙間によって、材料コストを低減することができ、また、不要な光エネルギーの損失を減少させることができ、例えば、第２の受光デバイスの下部に吸収及び反射される光エネルギーの損失を減少させることができる。他の実施態様において、光路設計の必要に応じて、第２の受光デバイスは、第１の受光面の下方に配置されてもよい。他の実施態様において、第２の受光デバイスの取付をより安定させるため、第２の受光デバイスをさらに第１の受光面に貫通させてもよく、第２の受光面と第１の受光面とを十字状に交差させて配置する。
【００２４】
他の実施態様において、第３の受光デバイスをさらに配置してもよく、第３の受光デバイスは第１の受光面に対して実質的に垂直な第３の受光面を有する。第３の受光デバイスの特性は、第２の受光デバイスに類似しているため、上記の様々なフレネルレンズを採用することができ、詳しく述べない。第３の受光面及び第２の受光面を、第１の受光面の同じ側に配置されていてもよく、異なる側に配置されていてもよい。第３の受光面は、第２の受光面に対して実質的に垂直であってもよく、第２の受光面に対して実質的に平行であってもよい。
【００２５】
本実施形態における装置は、さらに他の集光装置と組み合わせて使用されてもよく、より大きいまたはより複雑な集光太陽エネルギーシステムを形成することにより、より高い集光比が得られる。
【００２６】
＜実施形態２＞
本発明による集光型太陽エネルギー装置のもう一つの実施態様は、図２に示すように、第１の受光デバイス２１０、第２の受光デバイス２２０、第３の受光デバイス２３０、二つの側面反射パネル２４０及び２４０'を含む。
【００２７】
第１の受光デバイス２１０は、実質的に水平なソーラーパネルであり、その作動面は第１の受光面である。
【００２８】
第２の受光デバイス２２０は非点収差型両面反射型線形フレネルレンズであり、ソーラーパネルに実質的に垂直に配置される。
【００２９】
第３の受光デバイス２３０は非点収差型透過型線形フレネルレンズであり、第３の受光デバイス２３０と第２の受光デバイスとはソーラーパネルの同じ側に配置されており、同様にソーラーパネルに実質的に垂直に、且つ第２の受光デバイスに対して実質的に垂直に配置することにより、第２の受光デバイスと第３の受光デバイスとを十字状に交差させる。
【００３０】
側面反射バネル２４０及び２４０'は、それぞれ対応する回転軸２４１及び２４１'を介して第１の受光面の両側に配置されている。具体的には、支持構造２１０１の両端部に回転可能に固定されている。本発明に係る側面反射バネルとしては様々な光線反射機能を有するデバイスを採用してもよく、例えば、鏡面反射鏡または反射型レンズである。各側面反射バネルは、単一のデバイスで形成されたものであってもよく、異なる種類のデバイスで形成されたハイブリッドバネルであってもよい。好ましくは、側面反射バネルの少なくとも部分表面は鏡面反射鏡、非点収差型反射型フレネルレンズから選択された一種または数種のデバイスから形成されている。
【００３１】
回転軸の回転により、各側面反射バネルの第１の受光面に対する角度θ及びθ'を調整することができるため、反射バネルに達した太陽光の少なくとも一部分は第１の受光面が位置しているエリアまで導かれる。第２の受光デバイスは光が下方向に拡散及び反射するように、側面反射バネルからの光を第１の受光面に集光させる。第３の受光デバイスに、他の方向の太陽光を集光させることにより、装置は太陽の方向についての変動に適応することができる。例えば、第２の受光デバイス２２０（及び反射バネル２４０と２４０'）により太陽の一日における東西方向の角度の変化に適応することができる。また、第３の受光デバイス２３０を採用することにより、太陽の季節変化による照射角度の変動に適応することができる。
【００３２】
好ましくは、より良い集光比を得られるように、反射バネル２４０及び２４０'の第１の受光面に対する角度を４５度〜７５度の間に調整可能にする。傾斜角度は手動で調整可能であり、他の実施態様では、駆動機構を設置することにより自動的に調整してもよい。
【００３３】
一つの好ましい実施態様として、本実施形態において、側面反射バネル２４０及び２４０'はハイブリッドバネルであり、その上部は非点収差型反射型フレネルレンズ２４０１及び２４０１'で形成されており、下部は鏡面反射鏡２４０２及び２４０２'で形成されている。非点収差型反射型フレネルレンズを採用することにより、有効的に側面反射バネルの面積と傾斜角度θ及びθ'を増大させることができ、側面反射バネルがより多くの太陽光を収集するよう、装置全体の集光比を向上させる。反射型レンズの部分コストは普通の鏡面の部品コストより高いため、最も良いコストパフォーマンスが得られるように、側面反射バネルの上部のみ反射型レンズを使用してもよい。好ましくは、少なくとも一つの側面反射バネルの下部とその回転軸の間に隙間２４２を形成し、ホコリ及び異物の清掃を容易にする。
【００３４】
鏡面は良好な熱伝導機能を有するため、さらに、側面反射バネルはソーラーパネルと熱伝導接続されていることにより、放熱を補助する役割を果たしていることが好ましい。さらに好ましくは、少なくとも一つの側面反射バネルは、金属層（この金属層は鏡面自身であってもよく、追加の層であってもよい）を有し、この金属層は、側面反射バネルの反射面として用いられてもよく、または側面反射バネルの背面に配置されてもよいソーラーパネルは、例えば金属材料から製作された支持構造等により、側面反射パネル又は金属層との熱伝導性接続を実現することができる。
【００３５】
＜実施形態３＞
本発明による集光型太陽エネルギー装置のもう一つの実施態様は、図３に示すように、第１の受光デバイス３１０、第２の受光デバイス３２０、及び二つの側面反射パネル３４０と３４０'を含む。
【００３６】
第１の受光デバイス３１０は、ソーラーパネル３１１及びその導光デバイスを含む。導光デバイスは、具体的には、集光型透過型フレネルレンズ３１２及びテーパー状導光デバイス３１３を含む。
【００３７】
フレネルレンズ３１２は、第１の受光面を形成し、支持構造と一体に統合される。
【００３８】
テーパー状導光デバイス３１３は、フレネルレンズ３１２とソーラーパネル３１１の間に配置されており、開口が大きい方の端部が、フレネルレンズ３１２に向いており、開口が小さい方の端部が、ソーラーパネル３１１に向いている。テーパー状導光デバイス３１３の内壁は少なくとも部分的に光反射面であり、光をさらに集光させて集光比を高めるために用いられる。本実施形態において、フレネルレンズ３１２とテーパー状導光デバイス３１３とは閉鎖な四角形中空錐体を形成し、ソーラーパネル３１１はテーパー状導光デバイス３１３の底部に配置されている。他の実施態様において、テーパー状導光デバイスの横断面形状は、六角形、円形または楕円形であってもよい。他の実施態様において、テーパー状導光デバイスを省略し、直接に光エネルギー利用デバイスを集光型透過型フレネルレンズの下方に配置してもよい。他の実施態様において、集光型反射型フレネルレンズを採用してもよい。光エネルギー利用デバイスは集光型反射型フレネルレンズの上方に配置してもよい。
【００３９】
テーパー状導光デバイスの筒壁は、鏡面反射鏡、非点収差型反射型フレネルレンズ、透明壁または中空の開口から選択された一種または複数種のデバイスで構成されていてよい。本実施形態において、テーパー状導光デバイス３１３の筒壁は、鏡面反射鏡及び透明壁（または中空の開口）から構成され、ここで、フレネルレンズ３１２に近い部分は、透明壁３１３１を採用しており、ソーラーパネルに近い部分は、鏡面反射鏡３１３２を採用する。簡潔にするため、図３には、一つの側壁のみに上記のようなハイブリッド構造が示されている。残りの側壁は、一体的に保持されている。鏡面反射鏡は、反射面に透明保護層（例えばガラスまたはアクリル）を有する鏡を採用してもよく、反射膜を直接に光滑面にメッキすることにより形成されてもよい。他の実施態様において、テーパー状導光デバイスの筒壁は、全て鏡面反射鏡または光拡散型反射型フレネルレンズ（非点収差型反射型線形フレネルレンズを含む）により形成されてもよい。
【００４０】
第２の受光デバイス３２０は非点収差型透過型線形フレネルレンズであり、フレネルレンズ３１２と十字交差構造を形成することにより、一部分は第１の受光面の上方に配置されており、一部分は第１の受光面の下方に配置されている。
【００４１】
側面反射バネル３４０及び３４０'はそれぞれ対応する回転軸を介してフレネルレンズ３１２の両側に配置されており、本実施形態における側面反射バネルは鏡面反射鏡を採用している。
【００４２】
一つの好ましい実施態様として、本実施形態では第１の駆動機構３５０を含み、第１の駆動機構３５０は、太陽追跡の必要に応じて、側面反射バネルを回転させることにより、側面反射バネルの第１の受光面に対する角度を調整することに用いられる。本実施形態において、第１の駆動機構は、具体的には、モータ３５１、モータの駆動により伸縮運動するスクリュー３５２及び連動ロッド３５３を含む。スクリューの自由端は反射バネル３４０に接続されて、反射バネル３４０の上下回転を駆動し、連動ロッド３５３は、反射バネル３４０'を駆動して、反射バネル３４０'を同期させて変位させる。
【００４３】
さらに好ましくは、本実施形態において、バイブレータ３６０が設けられている。バイブレータは通常、機械を振動させる振動部品及びその駆動回路を含む。振動部品を装置における少なくとも一つの受光面と機械的に接続することにより、受光面を振動させることができ、これにより受光面上のホコリ及び異物を振り落とすことができる。一つの好ましい実施態様として、バイブレータの駆動回路は直列接続された少なくとも一つのインダクタンス素子と少なくとも一つのコンデンサ素子とを含み、駆動回路の回路共振周波数ωｃを振動部品の機械共振周波数ωｍと整合するように設定することができる（同じまたは近傍を含む）。駆動回路に入力する駆動信号（交番電流または電圧）の周波数がωｃである場合、バイブレータは機械と電気回路とを同時に共振した「デュアル共振」状態で動作させることができる。デュアル共振の状態では、駆動回路の電力消費が著しく低減される。バイブレータは圧電バイブレータであってもよく、振動部品は、圧電素子を採用し（例えば圧電振動片）、それは駆動回路に直列接続され且つ同時に駆動回路におけるコンデンサ素子として機能する。或いは、バイブレータは電磁バイブレータであってもよく、振動部品はシート状磁化材料を採用し、それは駆動回路の一部分ではなく、駆動回路は、インダクタンス素子を介してシート状磁化材料を励起することにより、振動を発生させる。
【００４４】
本実施形態における第１の駆動機構のモータ３５１は超音波モータを採用し、それは超音波周波数で作動する圧電バイブレータと見なすことができ、前記超音波モータの振動子は振動部品として作用し、これにより装置の自動清掃を実現する。
【００４５】
＜実施形態４＞
本発明による集光型太陽エネルギー装置のもう一つの実施態様は、図４に示すように、第１の受光デバイス４１０、第２の受光デバイス４２０、第３の受光デバイス４３０、二つの側面反射パネル４４０及び４４０'、バイブレータ４６０を含む。
【００４６】
第１の受光デバイス４１０は、ソーラーパネル４１１及びその導光デバイスを含む。導光デバイスは、具体的には、集光型透過型フレネルレンズ４１２及びテーパー状導光デバイス４１３を含む。フレネルレンズ４１２は、第１の受光面を形成し、支持構造と一体に統合される。テーパー状導光デバイス４１３の内壁は反射鏡面である。フレネルレンズ４１２とテーパー状導光デバイス４１３とは閉鎖な四角形中空錐体を形成し、ソーラーパネル４１１はテーパー状導光デバイス４１３の底部に配置されている。
【００４７】
第２の受光デバイス４２０及び第３の受光デバイス４３０は、いずれも非点収差型透過型線形フレネルレンズであり、互いに垂直且つそれぞれフレネルレンズ４１２の異なる側に配置されている。ここで、第３の受光デバイス４３０は、テーパー状導光デバイス４１３内に位置する。
【００４８】
側面反射バネル４４０及び４４０'はそれぞれフレネルレンズ４１２の両端部に固定されている。
【００４９】
バイブレータ４６０の振動部品４６１は、テーパー状導光デバイス４１３の筒壁に固定されている。バイブレータ４６０は圧電バイブレータであり、その振動周波数は超音波周波数であり、作業モードは「デュアル共振」（機械の共振周波数と電気回路の共振周波数が同じである）であり、これによりタイマー設定または制御された方式で装置の自己洗浄を実現する。
【００５０】
以上、具体的な例を用いて本発明の原理及び実施形態について詳述したが、上記の実施形態は、本発明の理解を深めるためのものにすぎず、本発明を限定するものではない。当業者は、本発明の思想に基づいて、上記の具体的な実施形態を変更することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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