(57)【要約】【課題】太陽の位置に対応して効率的に受光できるように、所定の軸に関して回転する太陽光集光型のソーラ発電装置のソーラ発電素子の熱を効率的に放熱することができるヒートシンクを提供する。【解決手段】底部に配置された少なくとも１つのソーラ発電素子を搭載した基板と、前記基板と所定の間隔を隔てて上部に配置された太陽光集光用レンズとによって形成される逆多角形錐（円錐も）形状体物からなる発電ユニットの前記逆多角錐台形状体物に隣接して一部が並列配置された複数枚の放熱フィンからなる放熱フィン部と、一方の端部が前記基板と熱的に接続され、他方の端部が前記放熱フィン部と熱的に接続される少なくとも１本のヒートパイプとを有するソーラ発電用ヒートシンクである。【選択図】図２
2009182051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラ発電素子を冷却するソーラ発電用ヒートシンクであって、少なくとも一つの前記ソーラ発電素子を底面部とし前記ソーラ発電素子と所定の間隔を隔てて上部に配置された太陽光集光用レンズを上面部とした略錐台形状の空間に隣接して配置される複数枚の放熱フィンからなる放熱フィン部と、一方の端部が前記ソーラ発電素子またはそれが搭載される基板と熱的に接続され、他方の端部が前記放熱フィン部と熱的に接続される少なくとも１本のヒートパイプとを有するソーラ発電用ヒートシンク。
【請求項２】
前記太陽光集光用レンズを上面部とした柱形状の空間の内側面と、前記略錐台形状の空間の側面との間に形成される空間に、前記放熱フィン部の少なくとも一部が配置されることを特徴とする、請求項１に記載のソーラ発電用ヒートシンク。
【請求項３】
請求項１または２に記載の前記ソーラ発電素子と前記太陽光集光用レンズとで構成される発電ユニットが、前記放熱フィンと前記ソーラ発電素子とを連結する前記ヒートパイプの中央部に概ね平行な軸を回転軸として回転可能になっている、ソーラシステム。
【請求項４】
前記放熱フィンが前記ヒートパイプと垂直に配置される垂直板状フィン部と、前記略錐台形状の１つの側面に沿って折り曲げて配置される折り曲げ板状フィン部とからなっている、請求項１または２に記載のソーラ発電用ヒートシンク。
【請求項５】
前記放熱フィンが前記ヒートパイプと垂直に配置される板状のフィンからなっている、請求項１または２に記載のソーラ発電用ヒートシンク。
【請求項６】
前記基板に熱的に接続される受熱板材を備えており、前記受熱板材の中に前記ヒートパイプの前記一方の端部が挿入されて固定されていることを特徴とする、請求項４または５に記載のソーラ発電用ヒートシンク。
【請求項７】
ヒートパイプの基板側の端部がループ状であり、前記ループ状の端部が前記受熱板材の中に挿入され固定されていることを特徴とする、請求項６に記載のソーラ発電用ヒートシンク。
【請求項８】
前記基板に少なくとも２つのヒートパイプが熱的に接続され、前記ヒートパイプのそれぞれに対応する放熱フィン部が設けられていることを特徴とする、請求項６に記載のソーラ発電用ヒートシンク。
【請求項９】
前記回転軸が、前記放熱フィンと前記ソーラ発電素子とを連結する前記ヒートパイプの中央部と概ね同軸である、請求項３に記載のソーラシステム。
【請求項１０】
前記太陽光集光用レンズが太陽を追随するように前記発電ユニットが回転されることを特徴とする、請求項３または４に記載のソーラシステム。
【請求項１１】
前記発電ユニットが複数個並列配置され、前記太陽光集光用レンズを横断面とする多角形の筒形状の側面と、前記略錐台形状の空間の側面との間に形成されるそれぞれの空間に、対応するヒートシンクの主部が配置されることを特徴とする、請求項１０に記載のソーラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ソーラ発電用ヒートシンク、特に太陽光集光用レンズを使用した発電ユニットのソーラ発電素子の熱を放熱するヒートシンクおよびソーラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題の高まりと共に、クリーンなエネルギーとしてソーラ発電が注目されている。即ち、太陽電池を用いて太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換して使用するソーラ発電システムが用いられている。ソーラ発電は、光を受けると電気エネルギーを発生させる一種の半導体「太陽電池」を利用した発電方式である。即ち、Ｐ型とＮ型を接続したシリコン半導体に太陽光線が当ると、負の電気と正の電気が生まれ、負の電気はＮ型シリコンへ、正の電気はＰ型シリコンに移動し、電極に電圧が生じる。この電極に外部から電球のような負荷を接続すると電流が流れて点灯する。この原理を利用し、周辺技術も応用してソーラ発電が実用化されている。
【０００３】
太陽光を集光する集光型ソーラ発電装置が特開２００１−２７４４４９号公報（特許文献１）に開示されている。図６は、特許文献１に開示された集光型ソーラ発電装置を説明する図である。六角錐形状の集光プリズムを上部縁が互いに隣接するように多数配列して、大きな面積の集光体を形成している。このように六角錐形状の集光プリズムを間に隙間がなく稠密に配置すると、多数の集光プリズムが集積化されるので、入射する太陽光を無駄にすることなく有効に利用することができる。ソーラ発電素子は、各集光プリズムのそれぞれの下部先端に限定された部分にお互いに離間して設けられる。即ち、受光面積を大きく、ソーラ発電素子のトータル使用面積を小さくしている。
【０００４】
図６に示すように、配線１１５および引き出し電極端子１１６が設けられた１枚の共通絶縁基板１１４の上部に、ソーラ発電装置を複数個一体的に結合して形成された集光体１１３を受光面である底部１０３を上向きにして配置し、集光体１１３を形成する複数の錐形状集光プリズムの下方先端部と基板１１４との間に光発電素子１０２をそれぞれ接着配置することによって、小さなトータル占有面積のソーラ発電素子で大きなソーラ発電装置１００を実現している。
【特許文献１】特開２００１−２７４４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示すソーラ発電装置では、ソーラ発電素子の受熱量（太陽光による加熱）が小さい場合には何ら問題は生じないが、個々のソーラ発電素子の受熱量が大きくなってくると、ソーラ発電素子の機能が低下する。
即ち、ソーラ発電においても、単位面積あたりの発電量を多くするためには、集光率を上げるため、ソーラ発電素子の受熱量が多くなる。ソーラ発電素子の受熱量が多くなっても、機能を維持するためには、ソーラ発電素子の熱を効率的に放熱する必要がある。
【０００６】
更に、集光型ソーラ発電装置は、時間または季節によって、太陽の位置に対応して効率的に受光できるように、所定の軸に関して回転できることが必要であり、ソーラ発電装置の回転移動に対応して、放熱装置も放熱機能を維持しつつ回転移動する必要がある。更に、ソーラ発電装置は昼夜の温度差が大きい条件下においても、故障することなく、上述した放熱機能を維持しつつ、発電効率を高める必要がある。
【０００７】
従って、この発明の目的は、太陽の位置に対応して効率的に受光できるように、所定の軸に関して回転する太陽光集光型のソーラ発電装置のソーラ発電素子の熱を効率的に放熱することができるヒートシンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者は上述した従来の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、先ず、ソーラ発電素子を搭載した底部に配置される基板と所定の間隔を隔てて上部に配置された太陽光集光用レンズとによって形成される略錐台形状体物（逆多角錐台形状体物および逆円錐台形状体物等） からなる発電ユニットを準備する。次いで、発電ユニットを垂直または所定の角度で傾斜させて配置し、傾斜した基板にヒートパイプ（例えば丸型ヒートパイプ）の一方の端部を熱的に接続し、回転軸に平行に前記ヒートパイプを配置する。略錐台形状体物の側面にできる空間に、ヒートパイプの他方の端部に熱的に接続された薄板状の放熱フィンを並列配置する。
【０００９】
このように放熱フィンおよびヒートパイプからなるヒートシンクを配置することによって、略錐台形状体物の側面にできる空間を利用して、所謂ボトムヒートの状態でヒートパイプによって個々の基板の熱を効率的に放熱することができることが判明した。
更に、ソーラ発電素子と太陽光集光用レンズとで構成される発電ユニットとヒートシンクが一体的に結合されているので、太陽の位置に対応して効率的に受光できるように発電ユニットが回転しても、放熱機能を維持しつつ、発電効率を高めることができることが判明した。
この発明は、上述した研究成果に基づいてなされたものである。
【００１０】
この発明のソーラ発電用ヒートシンクの第１の態様は、ソーラ発電素子を冷却するソーラ発電用ヒートシンクであって、少なくとも一つの前記ソーラ発電素子を底面部とし前記ソーラ発電素子と所定の間隔を隔てて上部に配置された太陽光集光用レンズを上面部とした略錐台形状の空間に隣接して配置される複数枚の放熱フィンからなる放熱フィン部と、一方の端部が前記基板と熱的に接続され、他方の端部が前記放熱フィン部と熱的に接続される少なくとも１本のヒートパイプとを有するソーラ発電用ヒートシンクである。
【００１１】
この発明のソーラ発電用ヒートシンクの第２の態様は、前記太陽光集光用レンズを上面部とした柱形状の空間の内側面と、前記略錐台形状の空間の側面との間に形成される空間に、前記放熱フィン部の少なくとも一部が配置されることを特徴とするソーラ発電用ヒートシンクである。
【００１２】
この発明のソーラ発電用ヒートシンクの第３の態様は、前記放熱フィンが前記ヒートパイプと垂直に配置される垂直板状フィン部と、前記略錐台形状の１つの側面に沿って折り曲げて配置される折り曲げ板状フィン部とからなっているソーラ発電用ヒートシンクである。
【００１３】
この発明のソーラ発電用ヒートシンクの第４の態様は、前記放熱フィンが前記ヒートパイプと垂直に配置される板状のフィンからなっているソーラ発電用ヒートシンクである。
【００１４】
この発明のソーラ発電用ヒートシンクの第５の態様は、前記ソーラ発電素子が搭載される基板に熱的に接続される受熱板材を備えており、前記受熱板材の中に前記ヒートパイプの端部が挿入されて固定されていることを特徴とするソーラ発電用ヒートシンクである。
【００１５】
この発明のソーラ発電用ヒートシンクの第６の態様は、ヒートパイプの基板側の端部がループ状であり、前記ループ状の端部が前記受熱板材の中に挿入され固定されていることを特徴とするソーラ発電用ヒートシンクである。
【００１６】
この発明のソーラ発電用ヒートシンクの第７の態様は、前記基板に少なくとも２つのヒートパイプが熱的に接続され、前記ヒートパイプのそれぞれに対応する放熱フィン部が設けられていることを特徴とするソーラ発電用ヒートシンクである。
【００１７】
この発明のソーラシステム第１の態様は、上述したソーラ発電素子と太陽光集光用レンズとで構成される発電ユニットが、前記放熱フィンと前記ソーラ発電素子とを連結する前記ヒートパイプの中央部に概ね並行な軸を回転軸として回転可能になっている、ソーラシステムである。
【００１８】
この発明のソーラシステムの第２の態様は、前記回転軸が、前記放熱フィンと前記ソーラ発電素子とを連結する前記ヒートパイプの中央部と概ね同軸であるソーラシステムである。
【００１９】
この発明のソーラシステムの第３の態様は、前記太陽光集光用レンズが太陽を追随するように前記発電ユニットが回転されることを特徴とするソーラシステムである。
【００２０】
この発明のソーラシステムの第４の態様は、前記発電ユニットが複数個並列配置され、前記太陽光集光用レンズを横断面とする多角形の筒形状の側面と、前記錐台形状の空間の側面との間に形成されるそれぞれの空間に、対応するヒートシンクの主部が配置されることを特徴とするソーラシステムである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明のソーラ発電用のヒートシンクによると、ソーラ発電素子を搭載する基板と、太陽光集光用レンズによって形成される略錐台形状体物からなる発電ユニットの側面から下方に向かって広がった空間部に、放熱フィン部が設けられ、基板と放熱フィン部とを熱的に接続するヒートパイプの放熱部が高い位置に維持されているので、発電ユニットが太陽に追随して移動しても、放熱効率が高いヒートシンクを得ることができる。更に、ヒートパイプを発電ユニットの回転軸と平行に配置することによって、発電ユニットの回転と一体的にヒートシンクが回転して、高い放熱効率を維持することができる。ヒートパイプの端部をＵ字形に形成し、受熱板材の中にＵ字形部分を挿入することによって、作動液の凍結を防止し、温度差によるコンテナの破裂を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明のソーラ発電用ヒートシンクの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
この発明のソーラ発電用ヒートシンクの１つの態様は、ソーラ発電素子を冷却するソーラ発電用ヒートシンクであって、少なくとも一つの前記ソーラ発電素子を底面部とし前記ソーラ発電素子と所定の間隔を隔てて上部に配置された太陽光集光用レンズを上面部とした略錐台形状の空間に隣接して配置される複数枚の放熱フィンからなる放熱フィン部と、一方の端部が前記基板と熱的に接続され、他方の端部が前記放熱フィン部と熱的に接続される少なくとも１本のヒートパイプとを有するソーラ発電用ヒートシンクである。
【００２３】
図１は、この発明のソーラ発電用ヒートシンクの１つの態様を説明する図である。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は平面図、図１（ｃ）は他の側面図である。図１に示す態様は、ソーラ発電素子を搭載する基板が水平になるように配置されている。即ち、太陽に追随して受光面が回転する回転軸が水平である例である。図１（ａ）に示すように、この発明のソーラ発電用ヒートシンク１は、ソーラ発電素子が搭載された基板に熱的に接続される受熱板材４、複数枚の薄板状フィンからなる放熱フィン部６、一方の端部が受熱板材に熱的に接続され、他方の端部が放熱フィン部に熱的に接続されるヒートパイプ５からなっており、発電ユニット２の周囲の空間部を利用して配置されて、ソーラ発電素子の熱を、放熱フィン部を介して効率的に放熱する。
【００２４】
即ち、ソーラ発電用の発電ユニット２は、底部に配置されてソーラ発電素子を搭載した基板３と、基板３と所定の間隔を隔てて上方に配置された太陽光集光用レンズ９とによって形成される略錐台形状体物からなっている。略錐台形状体物は、この態様では、逆４角形の台形からなっている（即ち、上辺が下辺より大きい状態）。発電ユニットの上面のフレネルレンズ９が太陽に面して位置している。発電ユニットの側面１０は、発電ユニットの底部からフレネルレンズに向かって末広がりに直線的に広がっている。発電ユニットの傾斜した側面１０の外周部に形成される空間部に、この発明のヒートシンクの主部が配置される。
【００２５】
即ち、ソーラ発電用の発電ユニット２は、太陽に面する側が受光面（この態様ではフレネルレンズ９）としてできるだけ広く設定されるので、上面側に余剰部分が少なく、他方、フレネルレンズによってソーラ発電素子に太陽光が集光されるので、底部側の基板３の周りは余剰部分が大きくなっている。更に、基板の下方側は広くなって、ある程度の広さのある空間として利用することができる。
図１（ａ）に示す態様では、放熱フィン部６を形成する個々の放熱フィンは、所定部分で折り曲げられて、上部の傾斜した折り曲げ板状フィン部７と、垂直に配置される垂直板状フィン部８とからなっている。このように折り曲げられて形成された複数枚の薄板状フィンが並列配置されている。
【００２６】
少なくとも１つのソーラ発電素子が搭載された基板３の下部には、例えば熱伝導性に優れた金属で形成された受熱板材４が熱的に接続される。受熱板材４の一部にヒートパイプ５の一方の端部が受熱部として熱的に接続される。ヒートパイプ５の他方の端部は放熱部として並列配置された複数枚の薄板状フィン６に熱的に接続される。例えば、薄板状フィン６に孔部を形成し、孔部にヒートパイプ５を挿通する。その際、孔部とヒートパイプ５の接触面を大きくするように孔部の回りを加工してもよい。
【００２７】
放熱フィン部６の折り曲げ板状フィン部７は、発電ユニット２の傾斜した側面１０に沿って、その外側に並列配置され、放熱フィン部６の垂直板状フィン部８がヒートパイプ５に垂直に、発電ユニットの中心線に沿って配置される。垂直板状フィン部の下部は発電ユニットの下方に延伸している。このようにして、太陽光集光用レンズを横断面とする四角形の筒形状の側面と、逆四角形錐形状体物の側面との間に形成される空間に、ヒートシンクの主部が配置される。
【００２８】
図１（ｂ）は、この態様のソーラ発電用ヒートシンクを説明する平面図である。図１（ｂ）に示すように、発電ユニット２の受光面であるフレネルレンズ９が上面に位置し、底面に点線で示す受熱板材４が位置している。発電ユニット２の４つの側面１０がフレネルレンズ９と基板３を結ぶように傾斜して配置され、下方に向かって広がった空間部が設けられている。発電ユニットの上端部の外側に、１つの側面に沿って並列配置された複数枚の放熱フィンが配置されている。即ち、放熱フィン部６の折り曲げ板状フィン部７の先端部が並列配置されているのが確認できる。基板と熱的に接続された受熱板材４にヒートパイプの一方の端部が挿入・固定され、他方の端部が放熱フィン部６の垂直板状フィン部を挿通している。
【００２９】
図１（ｃ）は、この態様のソーラ発電用ヒートシンクを説明する他の側面図である。即ち、放熱フィン部が取り付けられた側面と反対側の側面から見た図である。図１（ｃ）に示すように、発電ユニットの側面に設けられた空間部に、折り曲げ板状フィン部７および垂直板状フィン部８からなる放熱フィン部６が配置されているのを確認することができる。放熱フィン部６の垂直板状フィン部８が受熱板材の下方に延伸している。上述したように、上方から下方に向かって狭くなっている発電ユニットの側面に設けられた空間部を利用して、放熱フィン部およびヒートパイプからなるヒートシンクの主部が配置される。
【００３０】
図１に示した態様では、基板は水平に位置しているが、実際の配置に際しては、季節を通して、太陽の位置に追随して受光面が回転するように基板が傾斜して配置される。基板と熱的に接続されるヒートパイプは、発電ユニットの回転軸と概ね平行に位置している。それに伴って、ヒートパイプは放熱フィン側が高くなり、所謂ボトムヒートの状態になっている。従って、ウイック等の部材をヒートパイプに内蔵させることなく、内壁にグルーブを備えたコンテナを有するヒートパイプを使用することができる。
【００３１】
図２は、基板を傾斜させた発電ユニットを備えた、この発明のソーラ発電用ヒートシンクの他の態様を説明する図である。図２に示すように、この態様の発電ユニット２の逆多角錐台形状体物は、ソーラ発電素子を搭載した基板３と太陽光集光用レンズ９から形成された逆四角錐台形状体物からなっている。上述した発電ユニットの形状によって、発電ユニットの傾斜した側面１０から下方に向かって広がった空間部が設けられている。
【００３２】
このように形成された空間部に、上部の傾斜した折り曲げ板状フィン部７と、垂直に配置される垂直板状フィン部８とからなる放熱フィン部６の主部が配置されている。更に、発電ユニット２のフレネルレンズは太陽に面するように所定の角度で傾斜して設けられている。その結果、発電ユニット２の回転軸が傾斜して設けられ、それに伴って、基板３および基板３に熱的に接続される受熱板材４が傾斜して配置されている。
【００３３】
ヒートパイプ５は基板３の長軸に沿って配置されて、受熱板材４に一方の端部が挿入されて固定されている。この態様では、ヒートパイプ５の他方の端部は途中で２つの方向に分岐し（ヒートパイプを２本使用して略Ｙ字状に形成したヒートパイプ、又は１本のヒートパイプをＵ字状に曲げてから形状を略Ｙ字状に変形させたものを使う）、それぞれ放熱フィン部６に挿通されて熱的に接続されている。所定の角度で傾斜して設置された発電ユニット２の底部の受熱板材４に熱的に接続されたヒートパイプ５は、受熱部が低く、放熱部が高くなるように配置され、所謂ボトムヒート状態にある。このため、コンテナ内に封入された作動液が毛細管力と共に重力で受熱部に戻りやすく、ドライアウトを回避することができる。
【００３４】
この態様においては、太陽に追随して回転する発電ユニットの回転軸は、概ねヒートパイプと一致している。従って、ヒートパイプは、ボトムヒート状態を維持したまま、回転軸の回りに回転する。それに伴って、発電ユニットの傾斜した側面１０から下方に向かって広がった空間部に設けられた、上部の傾斜した折り曲げ板状フィン部７と、垂直に配置される垂直板状フィン部８とからなる放熱フィン部６が発電ユニットと共に回転する。
【００３５】
図３は、複数の基板を備えた発電ユニットを備えた、この発明のソーラ発電用ヒートシンクの他の態様を説明する図である。この態様においては、発電ユニット２は、底部に配置された複数個の基板３−１、３−２と、太陽光集光用レンズ９とによって形成された逆四角形錐形状体物からなっている。発電ユニット２はフレネルレンズ９が太陽に面するように所定の角度で傾斜して配置されている。
【００３６】
上述した発電ユニットの形状によって、発電ユニットの傾斜した１つの側面１０から下方に向かって広がった空間部が設けられている。このように形成された空間部に、基板３−１、３−２に対応して、上部の傾斜した折り曲げ板状フィン部７−１、７−２と、垂直に配置される垂直板状フィン部８−１、８−２とからなる放熱フィン部６−１、６−２の主部が配置されている。
【００３７】
発電ユニット２のフレネルレンズは太陽に面するように所定の角度で傾斜して設けられているので、発電ユニット２の回転軸が傾斜して設けられ、それに伴って、基板３−１、３−２および基板３−１、３−２に熱的に接続される受熱板材４−１、４−２が傾斜して配置されている。２個の基板を底部に配置しているので、発電ユニットの１つの側面１０は、上述したように基板に対応する２つの放熱フィン部の主部が配置できる大きさの空間部が得られる。
【００３８】
ヒートパイプ５−１、５−２は基板３−１、３−２のそれぞれの長軸に沿って配置されて、対応する受熱板材４−１、４−２に一方の端部が挿入されて固定されている。この態様においても、ヒートパイプ５−１、５−２の他方の端部は途中で２つの方向に分岐し、それぞれ放熱フィン部６−１、６−２に挿通されて熱的に接続されている。放熱フィンとヒートパイプとの熱的な接続面積を大きくするために、放熱フィンに設けられた孔部の周辺に加工を施してもよい。
【００３９】
この態様においても、所定の角度で傾斜して設置された発電ユニット２の底部の受熱板材４−１、４−２に熱的に接続された対応するヒートパイプ５−１、５−２は、受熱部が低く、放熱部が高くなるように配置され、所謂ボトムヒート状態にある。このため、コンテナ内に封入された作動液が毛細管力と共に重力で受熱部に戻りやすく、ドライアウトを回避することができる。
【００４０】
この態様においては、太陽に追随して回転する発電ユニットの回転軸は、概ねヒートパイプと平行である。従って、それぞれのヒートパイプ５−１、５−２は、ボトムヒート状態を維持したまま、回転軸の回りに回転する。それに伴って、発電ユニットの傾斜した側面１０から下方に向かって広がった空間部に設けられた、上部の傾斜した折り曲げ板状フィン部７−１、７−２と、垂直に配置される垂直板状フィン部８−１、８−２とからなる放熱フィン部６−１、６−２が発電ユニット２と共に回転する。
【００４１】
図３を参照して説明した態様は、２個の基板を底部に備えているが、３個以上の複数個の基板を底部に備えていてもよい。何れの場合においても、発電ユニットの傾斜した側面１０から下方に向かって広がった空間部に、上部の傾斜した折り曲げ板状フィン部７と、垂直に配置される垂直板状フィン部８とからなる放熱フィン部６の主部が配置され、ヒートシンクは所謂ボトムヒート状態を維持しつつ発電ユニット２と共に太陽に追随して回転する。
【００４２】
図４は、図２を参照して説明したソーラ発電用ヒートシンクが複数個配置された状態を説明する図である。即ち、図４に示すように、この態様の発電ユニット２−１の略錐台形状体物は、ソーラ発電素子を搭載した基板３−１と太陽光集光用レンズ９−１から形成された逆四角形錐形状体物からなっている。上述した発電ユニット２−１と同じ発電ユニット２−２が複数個並列配置されている（図では２つの発電ユニットが回転軸方向に重畳配置されている）。上述した発電ユニットの形状によって、発電ユニットの傾斜した側面１０−１、１０−２から下方に向かって広がった空間部がそれぞれ設けられている。
【００４３】
それぞれの発電ユニットの側面１０−１、１０−２と光集光用レンズ９−１の面から直角の面との間に形成された空間部に、上部の傾斜した折り曲げ板状フィン部７−１、７−２と、垂直に配置される垂直板状フィン部８−１、８−２とからなる放熱フィン部６−１、６−２の主部が配置されている。その結果、隣接して配置された発電ユニット２−１と発電ユニット２−２の間に形成された空間部に放熱フィン部６−１の全体が収納されるように設置されている。
【００４４】
発電ユニットの上方側から見ると、２つの発電ユニットの隣接する上縁間に、上部の傾斜した折り曲げ板状フィン部７−１の上端部が確認できる。
更に、発電ユニット２−１、２−２のフレネルレンズは、太陽に面するように同一の所定の角度で傾斜して設けられている。その結果、発電ユニット２−１、２−２の回転軸が同一角度で傾斜して設けられ、それに伴って、基板３−１、３−２および基板３−１、３−２に熱的に接続される受熱板材４−１、４−２が傾斜して配置されている。この態様では、発電ユニットの回転軸は、２つの基板３−１、３−２の長軸方向に一致している。
【００４５】
ヒートパイプ５−１、５−２は、対応する基板３−１、３−２の長軸に沿って配置されて、受熱板材４−１、４−２に一方の端部が挿入されて固定されている。この態様では、ヒートパイプを２本使用して略Ｙ字状に形成したヒートパイプ、又は１本のヒートパイプをＵ字状に曲げてから形状を略Ｙ字状に変形させたものを使う。ヒートパイプは、それぞれ放熱フィン部６−１、６−２に挿通されて熱的に接続されている。所定の角度で傾斜して設置された発電ユニット２−１、２−２の底部の受熱板材４−１、４−２に熱的に接続されたヒートパイプ５−１、５−２は、受熱部が低く、放熱部が高くなるように配置され、所謂ボトムヒート状態にある。このため、コンテナ内に封入された作動液が毛細管力と共に重力で受熱部に戻りやすく、ドライアウトを回避することができる。
【００４６】
この態様においては、太陽に追随して回転する発電ユニット２−１、２−２の回転軸は、概ねヒートパイプ５−１、５−２と一致している。従って、ヒートパイプ５−１、５−２は、ボトムヒート状態を維持したまま、回転軸の回りに回転する。それに伴って、発電ユニット２−１、２−２の傾斜した側面１０−１、１０−２から下方に向かって広がった空間部に設けられた、上部の傾斜した折り曲げ板状フィン部７−１、７−２と、垂直に配置される垂直板状フィン部８−１、８−２とからなる放熱フィン部６−１、６−２が発電ユニットと共に回転する。図４に示したように、発電ユニットを縦横方向に複数個配列することによって、フレネルレンズがそれぞれ太陽に面した発電ユニット間に設けられたヒートシンクのヒートパイプは放熱部を高く維持した状態で、ソーラ発電素子の熱を、発電ユニット間の空間を下方から上方に向かって放熱フィンに沿って放熱することができる。
【００４７】
図５はヒートパイプの部分拡大図である。図５(ａ)に示すように、受熱板材に熱的に接続されるヒートパイプの端部をＵ字形またはループ状に形成すると、端部における作動液の流れを可能にし、作動液の凍結を防止することができる。図５（ｂ）に示すように、更に、Ｕ字形のヒートパイプの端部を受熱板材の中に挿入することによって、急激な温度変化によってヒートパイプのコンテナの破裂を防止することができる。なお、放熱フィン部は、上部の傾斜した折り曲げ板状フィン部と、垂直に配置される垂直板状フィン部とからなる放熱フィン部について説明したが、放熱フィン部は、曲げ部の無い、垂直に配置される板状のフィンからなっていてもよい。
【００４８】
上述したように、この発明のソーラ発電用のヒートシンクによると、ソーラ発電素子を搭載する基板と、太陽光集光用レンズによって形成される略錐台形状体物からなる発電ユニットの側面から下方に向かって広がった空間部に、放熱フィン部が設けられ、基板と放熱フィン部とを熱的に接続するヒートパイプの放熱部が高い位置に維持されているので、発電ユニットが太陽に追随して移動しても、放熱効率が高いヒートシンクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、この発明のソーラ発電用ヒートシンクの１つの態様を説明する図である。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は平面図、図１（ｃ）は他の側面図である。
【図２】図２は、基板を傾斜させた発電ユニットを備えた、この発明のソーラ発電用ヒートシンクの他の態様を説明する図である。
【図３】図３は、複数の基板を備えた発電ユニットを備えた、この発明のソーラ発電用ヒートシンクの他の態様を説明する図である。
【図４】図４は、図２を参照して説明したソーラ発電用ヒートシンクが複数個配置された状態を説明する図である。
【図５】図５はヒートパイプの部分拡大図である。
【図６】図６は、従来の集光型ソーラ発電装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ソーラ発電用ヒートシンク
２  発電ユニット
３  基板
４  受熱板材
５  ヒートパイプ
６  放熱フィン部
７  折り曲げ板状フィン部
８  垂直板状フィン部
９  フレネルレンズ
１０  発電ユニットの側面
【図１】
2009182051.tif 000003
【図２】
2009182051.tif 000004
【図３】
2009182051.tif 000005
【図４】
2009182051.tif 000006
【図５】
2009182051.tif 000007
【図６】
2009182051.tif 000008