電球型太陽電池。太陽電池モジュールの形状を電球に似た形状にすることで設置取替え等の取り扱いを容易にした。特に取り付け方式を電球式のねじ込み型等にした点が有効と考える。側面で受光して発電する立体式側面受光型太陽電池モジュールの構造。凹面鏡などを使用して全周囲から集光発電できるので発電効率が高い。板状の太陽電池を立体型に組み立てるだけで良く、主な形状として六角柱などの角柱型と放射線状型が考えられる。特に六角形型は反射鏡を隙間なく並べる蜂の巣ハニカム構造に適しているので利用性が高い。色素増感太陽電池を実用化するため、電解液を封印せずに注入口と排出口を設定してポンプで電解液を循環させる方法の提案。電解液循環式色素増感太陽電池。電解液循環式にすることと側面受光型にすることで可能になる、両面発電パネルを使用した新しい色素増感式発電システムに関するアイディア。凹面鏡などの反射鏡を使って集光し、電球型太陽電池を効率よく発電するための反射集光システム。側面で受光することができる電球型ならではの皿状凹面鏡使用の効率良い集光システム。また、凹面鏡にねじ込み型の取り付け金具をつけたユニット。その他にU字溝状反射鏡を使ったローコストの太陽追尾装置も提案する。しかしこの場合、ある程度の発電量を発生させるためには設置面積を広く取らねばならないなど問題が多かった。まず発電モジュールが高価なため採算性が悪いことや設置がしにくいうえ一度設置すると今度は交換がしにくいことなどのほか、設置条件等が多様であったので規格性がなく大量生産がしにくいなどの諸問題があった。採算性の問題を解決するために、高価な太陽電池パネルをあまり使わなくても良いように凹面鏡を利用して集光することを考えた。集光しやすくするために太陽電池モジュールを立体的形状にして側面受光とした。同時に接続方法をねじ込み式などとして設置交換などが簡単にできる電球型の太陽電池ユニットを考案した。図1また色素増感太陽電池を実用化する方法として電解液を循環させる循環型色素増感太陽電池を考えた。図56これらの方法により高価な太陽電池を効率よく有効に使用できるようにできるため採算性をあげることが出来る。また形状を一般に普及している電球に似た形状にすることによりメンテナンス性を高めることができる。色素増感型に関しては一部形状に工夫を加えることで今まで解決できなかった液洩れなどの問題を克服する事で実用化できると考えた。側面で受光する立体型太陽電池モジュールを提案する。これは単純に太陽電池を立体的に組み立てるだけでよい。簡単な構造としては太陽電池パネルを立てて組み立て六角柱など角柱形に固定する。図1発電面積を増やして効率を良くする設定としては中央にマウント軸を設置し太陽電池パネルを放射線状に設置する方法もある。図2この形状は以下に述べる流動式電解液色素増感太陽電池にも有効である。このような構造にすることにより側面で受光して発電できるようになるので、凹面鏡などを利用して簡単に集光することができ、発電効率を上げることができる。これにより高価な太陽電池パネルの使用量を減らして設置コストを下げることができる。モジュールは板状の太陽電池パネルを立体的に組み立てるだけなので目的や使用方法に合わせて効率の良い組み立て方ができる。設置固定方法として、一般的な電球に使用されているねじ込み式を提案する。図1これにより設置を簡単に設定できるようにする。屋外に設置する場合は防水パッキングなどを使用するとよい。この他にも固定金具は使用目的に応じて合わせることができる。このような立体的発電ユニット使用することで電球型以外にも、細長い蛍光灯型にするなど設置場所や条件目的に合わせた形状にすることが可能である。蛍光灯型の場合、後で提示するU字溝型反射鏡などと組み合わせると効率が良いと考える。将来的にではあるが、更に高効率化を図るためにはロール型発電モジュールも有効であると考える。図3これは、発電モジュールとして薄膜シリコン太陽電池のような光を通す透過性フィルム型太陽電池をロール状に巻き付けたもので、従来型に比べ設置単位面積あたりの発電面を大幅に増やすことができる。この場合、所々巻き付けるフィルムを吸収する光の波長の異なる種類の太陽電池に組み合わせれば光の波長を効果的に吸収し、交換効率を上げることができると考える。下記の色素増感太陽電池にも有効である。将来有効なフィルム透過型太陽電池が実用化されれば有効な構造であると考える。本提案の電球型太陽電池の場合、側面からの光を吸収して発電を行うため凹面鏡などの反射鏡を併用して集光することによって高い発電効果が期待できる。図4太陽追尾装置を設置すれば最良の結果が得られるが、固定式の場合でも凹面鏡を覆う透明カバーバルブにカッティングなどを入れて内部方向に拡散性を持たせることなどである程度の効果が期待できる。またこの方法の場合、散光することにより過度の集熱を避ける効果もある。この場合反射鏡を含めた形で電球型に設定する方法もある。図4刻々変化する太陽高度による照射角度に対応するためにカバー形状をドーム型にし、安定性を高める。また、安全性の面からも集熱による発火事故を避けるためこのようなカバーは是非必要と思われる。凹面鏡などを使用する場合、集光と同時に太陽熱も集熱してしまい、これによって太陽電池の温度があがり発電効率を下げてしまったり太陽電池を破損してしまったりすることが危惧される。これに対応するため冷却システムを組み込むことが必要と考える。これには太陽電池の固定具を熱伝導性の高い金属で作り外部に放熱板を設置して放熱を行う空冷式と、冷却効率を上げるために太陽電池を固定するマウントやパネル内に水を通して冷却する水冷方式が考えられる。水冷式は効果が高いうえ、熱の二次的な利用が可能にできる。また、太陽電池パネルも必要に応じて熱に強いタイプを使用する必要もあると考える。色素増感太陽電池の実用化を図るための新しい形式を提案する。色素増感太陽電池は酸化チタンなどの光触媒効果を利用した低コスト発電方法であるが、今までは電解液をユニットに封印する方法がとられていたため電解液が蒸発したり、液洩れしたりまた電解液等の劣化などの諸問題があって実用化が難しかった。しかし、原理的には電解液は必ずしも封印しなければならないものではないと考え、注入口と排出口を設置し、電解液をポンプなどで循環してやる方法を考えた。この場合、温まった電解液を冷ますラジエターなどを設置することで温度管理を行える他、低温時には電解液を抜き凍結破損を防ぐことが出来る。また、劣化した電解液を交換するなどのメンテナンスをおこなう事ができるようになる。また、電球型にすることにより色素が劣化した場合などの交換が簡単に出来る上、電解液の劣化を防ぐことが出来る。この方法によって封印式では品質管理等で問題の多かった色素増感型の太陽電池を実用化することができると考える。さらにこの循環式色素増感太陽電池を電球型などの立体的な構造にすることで可能になる有効な方法を考案した。一般的な色素増感太陽電池に使用されるパネル負極には伝導性のあるガラスを使用するが本提案の電球型太陽電池の場合、側面からの光を吸収するため透過性を必要としない。そのためガラスに替わって金属のパネルを使用することができるのではないかと考えた。この場合、伝導性ガラスよりも軽量でなおかつ効率の高い金属を使用する事ができるため有効性の高い発電システムとすることができる。さらにパネルの両面とも発電面にできるので発電面積を増やせ発電効率がよく実用性が高い。構造はガラス製の発電ユニット内部バルブ内に吸入口を兼ねたパイプ型マウント軸を設定し発電プレート負極を放射線状に設置する。図56負極は伝導性ガラスに替わって金属板の両面に酸化チタンなどの光触媒と色素を焼き付ける。ただし電解液によっては金属の腐食性があるため、伝導性ガラスやガラス繊維を使用でも良い。この場合、透過性は必要ないので腐食性の少ない白金等をめっき又は蒸着しても良い。正極は排出口近くに設定し電解液を発電ユニット内に満たす。これも高価な金属を使う場合にはタンクなどに集中させてから集中してイオン還元させると効率が良いと考える。これらの発電ユニットを並べて設置し、つなげてポンプを使用して電解液を巡廻させる。図7重量を抑えるためには電解液のスペースを発電板にあわせると効率がよいと考える。集光のための凹面鏡は一般的な皿状以外にも六角形などが並べて設置する場合などに有効であるほかU字溝型の反射板も有効だと考える。この形状の場合、皿状よりは効率はさがるものの回転だけで太陽追尾をおこなう事ができるので簡易な追尾システムとして使用すると高い有効性が期待できる。また固定式でも一定の効果はある。U字型の場合、入射角に対して自由度が高いため円形のパネル状に並べてやれば水平方向の回転だけで太陽追尾をおこなう事ができるので簡便な追尾装置ができる。また光ファイバー等を併設するのも良いと考える。