(57)【要約】【課題】光エネルギのエネルギ流量密度が高くても、オーバーヒートが発生するおそれのない装置を提供する。【解決手段】複数個の太陽電池を備えた装置であって、太陽電池のエネルギ変換に関与するスペクトル領域の光を反射させて前記太陽電池へ入射させ、太陽電池のエネルギ変換に関与しないスペクトル領域の光を前記太陽電池から逸らせるようにした光学機構を用いて、前記太陽電池に周波数選択性の間接的光照射を施すようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の太陽電池を備えた装置において、太陽電池のエネルギ変換に関与するスペクトル領域の光を反射させて前記太陽電池へ入射させ、太陽電池のエネルギ変換に関与しないスペクトル領域の光を前記太陽電池から逸らせるようにした光学機構を用いて、前記太陽電池に周波数選択性の間接的光照射を施すようにしたことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記光学機構は光学フィルタであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記光学機構は周波数選択性ミラーであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記周波数選択性ミラーは半透過性ミラーであることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記半透過性ミラーは反射性物質をコーティングしたフィルムまたはガラス板であることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
約７００ｎｍより短い波長のスペクトル領域をもって前記エネルギ変換に関与するスペクトル領域としていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の装置。
【請求項７】
赤外線領域をもって前記エネルギ変換に関与しないスペクトル領域とし、前記エネルギ変換に関与しないスペクトル領域の光を自由空間へ、または吸収媒体へ導くようにしていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の装置。
【請求項８】
前記光学機構は、太陽光の光線の方向に対して、及び／又は、前記太陽電池に対して、約４５°の角度を成して延展するように配設されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の装置。
【請求項９】
前記光学機構は、制御不能状態になったときに前記太陽電池の表面へ近付く方向へ復帰揺動させられ、それによってオーバーヒートに対する防護がなされることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の装置。
【請求項１０】
太陽電池を備えた少なくとも一対の太陽発電器を互いに背中合わせに配設して太陽光の光線の方向に対して平行に配設し、前記光学機構を各太陽発電器に対して約４５°の角度を成して配設することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記載の装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項記載の装置を備えた衛星。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に周波数選択性の間接的光照射を施す装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来公知の方式として、特に衛星に用いる太陽電池において、発光源の光を直接入射させるようにした方式があった。この方式の短所は、太陽電池のオーバーヒートが発生しやすいことであり、特に、例えば近太陽衛星軌道上などのように光エネルギのエネルギ流量密度が高い領域において、そのおそれが大きかった。また、従来の方式では、太陽の方向に対する太陽電池の角度を明らかに９０°より小さな角度にする必要があり、そのため、太陽光エネルギを最大限に利用することができず、発電効率が低下していた。そして、そのようにしているにもかかわらず、なお、衛星が一時的な制御不能状態となったときには、太陽電池のオーバーヒートが発生することがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、光エネルギのエネルギ流量密度が高くても、オーバーヒートが発生するおそれがないようにすることのできる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的は、請求項１に記載した装置により達成される。
【０００５】
従属請求項は、本発明の有利な実施の形態を記載したものである。
【０００６】
本発明がここに提示する装置は、複数の太陽電池を備えた装置であって、エネルギ変換に関与するスペクトル領域の光を反射させて前記太陽電池へ入射させ、エネルギ変換に関与しないスペクトル領域の光を前記太陽電池から逸らせるようにした光学機構を用いて、前記太陽電池に周波数選択性の間接的光照射を施すようにしたものである。
【０００７】
本発明においては、その１つの構成例として、前記光学機構を、特に、光学フィルタとすることができ、そのようにすることが望ましい。
【０００８】
また、別の１つの構成例として、前記光学機構としては、特に、半透過性ミラーを用いるのもよい。
【０００９】
また、別の１つの構成例として、前記半透過性ミラーを、反射性物質をコーティングしたフィルムまたはガラス板とするのもよい。
【００１０】
また、別の１つの構成例として、約７００ｎｍより短い波長のスペクトル領域をもって前記エネルギ変換に関与するスペクトル領域とするのもよい。
【００１１】
また、別の１つの構成例として、赤外線領域をもって前記エネルギ変換に関与しないスペクトル領域とし、前記エネルギ変換に関与しないスペクトル領域の光を自由空間へ、または吸収媒体へ導くようにするのもよい。
【００１２】
また、別の１つの構成例として、前記１枚または複数枚の周波数選択性ミラーを、太陽光の光線の方向に対して、及び、前記太陽電池に対して、約４５°の角度を成して延展するように配設するのもよい。
【００１３】
また、別の１つの構成例として、前記１枚または複数枚の周波数選択性ミラーが、制御不能状態になったときに前記太陽電池の表面へ近付く方向へ復帰揺動させられ、それによってオーバーヒートに対する防護がなされるようにするのもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の利点は、太陽電池の温度を低下させて、太陽電池の変換効率を向上させることにより、その発電効率を向上させることができ、ひいては太陽光発電パネルの面積を削減できることにある。
【００１５】
以下に図面を参照しつつ、本発明について更に詳細に説明して行く。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】２枚の太陽光発電パネルを備えた本発明の一実施形態を示した図である。
【図２】１枚の太陽光発電パネルを備えた本発明の一実施形態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の利点は、太陽電池の温度を低下させて、太陽電池の変換効率を向上させることにより、その発電効率を向上させることができ、ひいては太陽光発電パネルの面積を削減できることにある。近太陽衛星軌道上において太陽光発電パネルを稼動させることは本発明によってはじめて可能となるものである。
【００１８】
本発明においては、特に近太陽衛星軌道上などのように、光エネルギのエネルギ流量密度が高い環境条件下で、太陽電池の温度を低下させて、太陽電池の変換効率を向上させるために、エネルギ変換に関与するスペクトル領域の光だけを太陽電池に入射させるようにしている。
【００１９】
また、本発明においては、以上のことを、１枚または複数枚の周波数選択性ミラーを用いて実現している。かかる周波数選択性ミラーは、望ましいスペクトル領域である利用スペクトル領域（エネルギ変換に関与するスペクトル領域）の光は反射させ、それ以外のスペクトル領域（エネルギ変換に関与しないスペクトル領域）の光は透過させる機能を有するものである。更に、かかる１枚または複数枚の周波数選択性ミラーを、太陽光の光線の方向に対して、及び、太陽電池に対して、約４５°の角度を成して延展するように配設するようにしている。太陽光発電パネルによって熱線に変換されたスペクトル領域の光もまた、かかるミラーを透過して放出される。
【００２０】
その効用は動作温度を低下させることによる変換効率の向上である。
【００２１】
ミラーとしては、例えば、反射性物質をコーティングしたフィルムなどを用いることができ、例えば、マイラー（ＭＹＬＡＲ−登録商標）やカプトン（Ｋａｐｔｏｎ−登録商標）などの薄膜フィルム、または、それらに類似した更に耐熱性に優れたフィルム、または、ガラス板などに反射性物質をコーティングしたものを用いて、エネルギ変換に関与するスペクトル領域（波長が７００ｎｍ以下の領域）の光を反射させて太陽電池へ入射させ、赤外線領域（波長が７００ｎｍ以上の領域）の光を自由空間（低温空間）へ、または適当な吸収媒体へ導くようにすればよい。
【００２２】
図１に本発明の一実施形態を示した。この図１に示した実施形態は、最も好ましいと思われる構成例であり、互いに背中合わせに配設した２枚の太陽発電パネルを備えている。ただし本発明は、２枚の太陽光発電パネルを備えた構成だけに限定されるものではなく、任意のペア数の太陽光発電パネルを備えた構成とすることができる。ここで一対の太陽光発電パネルを備えた構成例に即して本発明を説明するのは、単に説明を簡明にするためである。
【００２３】
一対の太陽光発電パネルは、太陽光の方向に対して平行に延展するように配設されている。各々の太陽光発電パネルの前面側に、光学フィルタとして機能する半透過性ミラーが夫々に配設されている。それらミラーは揺動駆動機構により揺動させて畳めるようにしてあり、図示した状態は、畳まれていたものが太陽光発電パネルから離れる方向に揺動され、太陽光発電パネルに対して４５°の角度を成して延展するようになった状態である。ミラーは揺動駆動機構によって畳まれたときに太陽光発電パネルの前面に平行の位置になるとよい。それらミラーは、赤外線領域に該当するスペクトル領域の光は透過させ、一方、主として可視光領域に含まれる利用スペクトル領域の光は反射させて太陽光発電パネルの表面へ略々垂直に入射させる。
【００２４】
更に、太陽光発電パネルの損失熱も、赤外線として、それらミラーを透過して（太陽光の方向に対して約９０°の角度を成す方向へ）放出される。
【００２５】
図２に太陽光発電パネルを用いたより簡潔な実施形態を示した。上述の実施形態と比べて、温度条件がより過酷な用途に用いる場合には、このように１枚の太陽光発電パネルと、光学フィルタとして機能する１枚のミラーとを組合せた構成とするとよい。この実施形態では、太陽光発電パネルの背面も、損失熱を放出する放出面として機能する。
【００２６】
以上に説明した２つの実施の形態のいずれにおいても、１枚または複数枚の周波数選択性ミラーは、制御不能状態になったときに太陽電池の表面へ近付く方向へ復帰揺動させられ、それによってオーバーヒートに対する防護がなされるようにするとよい。
以上の太陽光発電パネル、揺動駆動機構及びミラーを備えた装置は、衛星に取り付けることができる。
【図１】
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【図２】
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