(57)【要約】【課題】発電装置を大幅に省スペース化することが可能であり、また、家屋の屋上や自動車の屋根、その他電気エネルギーを使用しようとする各種の動力機器類や構造物等にも難なく適用することが可能で、必要にして充分な発電効率を得ることができるエネルギーサイクル光発電装置を提供しようとするものである。【解決手段】ボックス内に複数の基板状の発電セルを内蔵するとともに、各発電セルを層または段にそれぞれ所定の間隔で対向させて設置し、その両面の各空間に、二次電池によって電力供給を可能とした光源を複数設置してその光を発電セルにもっとも効率の良い照射角で照射するようにしたことを特徴とするエネルギーサイクル光発電装置。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボックス内に複数の基板状の発電セルを内蔵するとともに、各発電セルを層または段にそれぞれ所定の間隔で対向させて設置し、その両面の各空間に、二次電池によって電力供給を可能とした光源を複数設置してその光を発電セルにもっとも効率の良い照射角で照射するようにしたことを特徴とするエネルギーサイクル光発電装置。
【請求項２】
ボックス内に複数の基板状の発電セルを内蔵するとともに、各発電セルを層または段にそれぞれ所定の間隔で対向させて設置し、その両面の各空間に対角に両面ミラーを設置して各空間の奥行きに向けて光源から光を入射させ、両面ミラーに当てて反射光を発電セルにもっとも効率の良い照射角で照射するようにしたことを特徴とするエネルギーサイクル光発電装置。
【請求項３】
光源が、省電力で発電効率のよい波長を用いることを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギーサイクル光発電装置。
【請求項４】
光源が、二次電池から電力の供給を受けて発光することにより発電し、その電力で動力モータを回転駆動し、余剰の電気エネルギーを前記二次電池に充電するようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエネルギーサイクル光発電装置。
【請求項５】
各発電セル間の各空間への光源からの光の分配が、各空間の外部に設置した光源から光ファイバー等を用いて光を分配するようにしたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のエネルギーサイクル光発電装置。
【請求項６】
各発電セル間の各空間への光源からの光の分配が、各空間の外部に設置した層または段をまたいで設置した幅の広い光源を用いて光を分配するようにしたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のエネルギーサイクル光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーセル発電を応用し、例えば二次電池（バッテリー）から光源用の電力を供給し、光源を発光させて基板状の発電セルに照射することにより発電し、その電力で動力モータを回転駆動し、余剰の電気エネルギーを二次電池に充電するとともに、その他の電装品などの電源とすることを可能としたエネルギーサイクル光発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、広範囲な光の波長の吸収が可能で変換効率が４０％以上というソーラーセルの開発が報道されているが、いまだ量産化の見通しは明らかになっていない。したがって、従来の一般的なソーラーセルを使用しながら、補助的な発電機構を併用して必要な発電量を得ることが必要となっている。
従来、この種の光エネルギーを電気エネルギーに変換する循環型の変換システムとしては、特開２００６−２９６１６４公報（特許文献１参照）のような、主として、太陽電池モジュール・人工光源・蓄電設備・導線・電子自動制御素子と部品及び負荷などによって構成され、太陽光のエネルギーによって太陽電池モジュールから得た電気エネルギーを、中空構造物体内に置かれ且つ適当な波長を有する人工光源に供給し、前記中空構造物体内側壁に設置した複数の太陽電池モジュールを照射することにより、大量の電気エネルギーを生成するようにしたシステムが知られている。
【特許文献１】特開２００６−２９６１６４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特開２００６−２９６１６４公報（特許文献１参照）記載の発明においては、中空構造物体内に置かれた人工光源からの光を、前記中空構造物体の内壁に設置した複数の太陽電池モジュールを照射するようにしているため、中空構造物体の内壁の面積に応じた面積しか太陽電池モジュールを設置することができず、非常に大きなスペースを必要としていた。
【０００４】
また、中空構造物体が必須の条件であるため、家屋の屋上や自動車の屋根、その他電気エネルギーを使用しようとする各種の動力機器類や構造物等にも適用することが難しいという問題があった。すなわち、中空構造物体をコンパクトにすると充分な発電効率を得ることができない上、かさ張って家屋の屋上や自動車の屋根、その他電気エネルギーを使用しようとする各種の動力機器類や構造物等に適用することが難しいという問題は解消することができなかった。
【０００５】
そこでこの発明の目的は、発電装置を大幅に省スペース化することが可能であり、また、家屋の屋上や自動車の屋根、その他電気エネルギーを使用しようとする各種の動力機器類や構造物等にも難なく適用することが可能で、必要にして充分な発電効率を得ることができるエネルギーサイクル光発電装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわちこの発明のエネルギーサイクル光発電装置は、ボックス内に複数の基板状の発電セルを内蔵するとともに、各発電セルを層または段にそれぞれ所定の間隔で対向させて設置し、その両面の各空間に、二次電池によって電力供給を可能とした光源を複数設置してその光を発電セルにもっとも効率の良い照射角で照射するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
この発明のエネルギーサイクル光発電装置は、前記ボックス内に複数の基板状の発電セルを内蔵するとともに、各発電セルを層または段にそれぞれ所定の間隔で対向させて設置し、その両面の各空間に対角に両面ミラーを設置して各空間の奥行きに向けて光源から光を入射させ、両面ミラーに当てて反射光を発電セルにもっとも効率の良い照射角で照射するようにしたことをも特徴とするものである。
【０００８】
この発明のエネルギーサイクル光発電装置は、前記光源が、省電力で発電効率のよい波長を用いることをも特徴とするものである。
【０００９】
この発明のエネルギーサイクル光発電装置は、前記光源が、二次電池から電力の供給を受けて発光することにより発電し、その電力で動力モータを回転駆動し、余剰の電気エネルギーを前記二次電池に充電するようにしたことをも特徴とするものである。
【００１０】
この発明のエネルギーサイクル光発電装置は、前記各発電セル間の各空間への光源からの光の分配が、各空間の外部に設置した光源から光ファイバー等を用いて光を分配するようにしたことをも特徴とするものである。
【００１１】
この発明のエネルギーサイクル光発電装置は、前記各発電セル間の各空間への光源からの光の分配が、各空間の外部に設置した層または段をまたいで設置した幅の広い光源を用いて光を分配するようにしたことをも特徴とするものである。
【００１２】
この発明のエネルギーサイクル光発電装置によれば、日光の照射が十分な位置に定格パワーが150w/m2である太陽電池モジュール２m2を基板状の発電セルとして５層に積層することによって＊＊＊wの電力を獲得し、かつこれを約＊＊＊wパワーの人工光源に提供することによって、特定波長の光を均一に各層の両面に配置した太陽電池モジュールからなる基板状の発電セルへ照射する。太陽電池モジュール一個のパワーを150w/m2として計算すると、＊＊＊wの電力を生成することができる（ここでは、人工光源及び導線によって生じる微小な陰影・抵抗及びその他の損失を一応精算しない）。
【００１３】
前述取得された電気エネルギーは、適当なシステム設計によって負荷または蓄電設備システムへ提供することができるし、またシステム自体の人工光源へ循環供給することもできる。
【００１４】
本発明の方法及びシステムに必要な電子制御素子・部品・導線・回路・人工光源・周波系譜・蓄電池の種類及び各種の機器類の製造方法、材料の類別などについては、当業者のよく知るところであり、かつ既に成熟した実用的な製品が広く使われているので、ここでは逐一詳述しない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の基板状の発電セルを内蔵するとともに、各発電セルを層または段にそれぞれ所定の間隔で対向させて設置し、その両面の各空間に、二次電池によって電力供給を可能とした光源を複数設置してその光を発電セルに直角に照射するようにしたことによって、光源が消耗する電力より大きい大量の電気エネルギーを生成することができ、持続的かつ安定した電気エネルギーを供給することができる。
【００１６】
すなわち、この発電ボックス方式は、複数の層または段に形成した単位セルの両面に発電セルを設置できる構造のため、適正の大きさのボックス内に設置できる発電セル面積は飛躍的に大きくすることができ、したがって発電量（容量）も大きくすることができる。もちろん、必要に応じて発電ボックスを複数組み合わせることができる。
また発電セルの耐用年数は長く、例えば自動車に適用した場合には、自動車に備え付けの二次バッテリーは別にして消耗品は光源のみであり、またガソリンは一切使わないようにすることができる。したがって自動車に適用した場合には、燃料費は安く、構造が簡単で軽く、電動モータで自動車を走らせることができる。以上のように、地球環境に最もやさしいエネルギーサイクル光発電装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明のエネルギーサイクル光発電装置の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１はこの発明のエネルギーサイクル光発電装置の基本構造を示す斜視図、図２はその概略断面図、図３はその概略平面図、図４はこの発明のエネルギーサイクル光発電装置の他の実施例を示す斜視図、図５はこの発明のエネルギーサイクル光発電装置の別の実施例を示す側面図、図６はこの発明のエネルギーサイクル光発電装置のさらに別の実施例を示す平面図である。
【実施例】
【００１８】
この発明のエネルギーサイクル光発電装置の基本構造を示す図１ないし図３において、ボックス１１内には複数の基板状の発電セル１２が内蔵してあり、各発電セル１２を層または段にそれぞれ所定の間隔で対向させて設置している。
そして各発電セル１２間の各空間を構成する光源用スペース１４には、光源１３が複数設置してあり、その光を発電セルに直角に照射している。すなわち、複数の発電セル１２を層または段にそれぞれ対面するよう向かい合わせて設置し、その両面間の光源用スペース１４に対角に両面ミラー１５を設置した構造である。
こうすることによって、凹状の両面ミラー１５は各段（各層）の奥行きに向けて光源１３から光を入射させ、この両面ミラー１５に光を当ててその反射光を各発電セル１２に直角に当てることが可能となる。
【００１９】
上記光源１３としては、蛍光光源、プラズマ、ＦＥＤ，ＬＥＤ，ＬＤその他、省電力で発電効率のよい光源を用いる。その中で特にＬＥＤが効率もよく、また量産化によって価格が低減して利用しやすいものとなっている。
この光源１３は発電セル１２に直交する方向に直接光を照射するが、その他の方向に照射する光は凹状の両面ミラー１５によって発電セル１２に直交する方向に照射するようになっている。したがって、凹状の両面ミラー１５のサイズは、各発電セル１２の両面の間の各光源用スペース１４の距離に応じて適宜決定することが必要である。
【００２０】
図４の実施例においては、ボックス２１内に多段に絶縁板２２が配設され、該絶縁板２２の表面には発電機能を備えた半導体接着面からなる発電セル２３が形成されている。発電セル２３の両端にはプラス端子（＋）およびマイナス端子（−）が取り付けられ、両端子はそれぞれ電源となる蓄電池等の電極に接続されている。そして、各発電セル２３間の光源用スペース２４には、適宜光源が配設される。
次に、各光源用スペース内に光を入射させる方法としては次のような手段が考えられる。
ａ）各光源用スペースに光源を配置し、ミラーを入れないで直接光源から発電セルに光を照射する。
ｂ）各光源用スペースに光源およびミラーを配設し、光源から直接、またミラーを経由して発電セルに光を照射する。
ｃ）各光源用スペースの外部に配置した光源から、光ファイバー等を用いて光を分配し、発電セルに光を照射する。
ｄ）各光源用スペースにミラーを配設し、各光源用スペースの外部に配置した複数層にまたがる幅を備えた光源から、ミラーで反射させて発電セルに光を照射する。
【００２１】
図５の実施例においては、ボックス３１内に多段に基板状の発電セル３２が配設され、発電セル３２の両面の各空間に対角に両面ミラー３３を設置するとともに、発電セル３２の端面側に光源（図示せず）を配置し、各発電セル３２間の各空間の奥行きに向けて上記光源から光を入射させ、光を両面ミラー３３に当ててその反射光を発電セル３２に直角に照射するようになっている。
各発電セル３２の両端にはプラス端子（＋）およびマイナス端子（−）が取り付けられ、両端子はそれぞれ所望の配電機構に接続される。
例えば、前記光源が二次電池から電力の供給を受けて発光し、これを発電セルが受光することにより発電し、その電力で動力モータを回転駆動し、余剰の電気エネルギーを前記二次電池に充電するようにすることができる。
【００２２】
図６の実施例においては、ボックス４１内に多段に球状の発電セル４２が配設され、発電セル４２の両面の各空間に光源や両面ミラーを設置するとともに、光を直接あるいは両面ミラーを介して発電セル４２にもっとも効率の良い照射角で照射するようになっている。
各発電セル４２の両端にはプラス端子（＋）およびマイナス端子（−）が取り付けられ、両端子はそれぞれ所望の配電機構に接続される。
【００２３】
上記球状の発電セル４２は光の照射角が変わっても出力の変動が少なく、優れた発電効率の装置とすることができる。
この球状の発電セル４２としては球状マイクロソーラーセル、例えば球状シリコンマイクロソーラーセルが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
この発明のエネルギーサイクル光発電装置は、車体のエンジンフード、屋根部、トランクフードにそれぞれソーラーセルを設置し、この設置部やガラス面の内部等にこの発明装置の発電セル等を内蔵させ、自動車の外観を損なうことなく太陽光発電を取り入れた自動車とするために使用することができるほか、その機能を損なわない範囲で種々の用途に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明のエネルギーサイクル光発電装置の基本構造を示す斜視図である。
【図２】その概略断面図である。
【図３】その概略平面図である。
【図４】この発明のエネルギーサイクル光発電装置の他の実施例を示す斜視図である。
【図５】この発明のエネルギーサイクル光発電装置の別の実施例を示す側面図である。
【図６】この発明のエネルギーサイクル光発電装置のさらに別の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１  ボックス
１２  発電セル
１３  光源
１４  光源用スペース
１５  両面ミラー
２１  ボックス
２２  絶縁板
２３  発電セル
２４  光源用スペース
３１  ボックス
３２  発電セル
３３  両面ミラー
４１  ボックス
４２  球状の発電セル
【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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