特許 6259140 光発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6259140

(24)【登録日】2017年12月15日

(45)【発行日】2018年1月10日

(54)【発明の名称】光発電装置

(51)【国際特許分類】

   H02S 40/22 20140101AFI20171227BHJP

   H02S 40/38 20140101ALI20171227BHJP

【ＦＩ】

   H02S40/22

   H02S40/38

【請求項の数】3

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2017-73385(P2017-73385)

(22)【出願日】2017年4月3日

【審査請求日】2017年4月3日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516308191

【氏名又は名称】株式会社Ｄａｙｌｉｇｈｔ ｅｎｅｒｇｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100060759

【弁理士】

【氏名又は名称】竹沢 荘一

(74)【代理人】

【識別番号】100083389

【弁理士】

【氏名又は名称】竹ノ内 勝

(74)【代理人】

【識別番号】100198317

【弁理士】

【氏名又は名称】横堀 芳徳

(72)【発明者】

【氏名】末永 浩

【審査官】 嵯峨根 多美

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５１７６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６８１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０１９４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２０２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０３１５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５０６２８９９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９１６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１７７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１２１６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７２８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４１３１４８５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０５９６４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１８５２９１９（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特表２０１５−５０８６３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｓ ４０／２２

Ｈ０２Ｓ ４０／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持台により上面を水平として支持されたパラボラ型集光基体凹部の凹面に、プリント配線基板を介して光発電素子を配設するとともに、各プリント配線基板から延出する電線を、パラボラ型集光基体の凹部に形成した導孔から下外部へ挿通させて、支持台における蓄電池に結線し、パラボラ型集光基体の上面には、その凹部を覆うよに透明のドーム状の被蓋を被着固定し、かつ透明のドーム状被蓋の頂部内面に、反射面を下向きにした反射鏡を、パラボラ型集光基体の上面と平行として固定し、パラボラ型集光基体の凹部の凹面における光発電素子の表面に反射する光線を反射鏡で受け、かつその反射鏡による反射光線をパラボラ型集光基体の凹部の凹面上の別の位置の光発電素子に逆反射させて発電させ、プリント配線基板から蓄電池に電気を回収するようにしたことを特徴とする光発電装置。

【請求項2】

前記光発電素子は、パラボラ型集光基体の平面を多数に等分割した形の底板の周囲を、パラボラ型集光基体の凹面の湾曲に合わせて湾曲されている外枠で囲んだ発電ブロックに、プリント配線基板を介して固定され、その各光発電素子に対応する電極は正負の電線に並列結線され、その発電ブロックの複数を、パラボラ型集光基体の凹面に配列固定し、各電線を直列結線して外部の蓄電池に連結してなることを特徴とする請求項１に記載の光発電装置。

【請求項3】

前記蓄電池に、永久磁石同期モータを発電可能に連結し、かつこの永久磁石同期モータの出力線を、別の蓄電池に連結してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光発電装置に係り、太陽光や電灯光を効率的に集光するとともに、太陽の移動に関わりなく効率よく集光して、発電することのできる光発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、太陽光発電装置では、平板状の発電パネルを、南向きに傾斜させて配設されている。また発電パネルを立体的に組合わせて、回転可能にしたものが、例えば特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−２９８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の発明においては、発電パネルを太陽に直面するように回転させたとしても、陽陰になる部分が存在するため、使用される発電パネルの有効利用の面で無駄が生じる。
本発明は、光発電素子を無駄なく活用することができ、かつ発電効率の高い光発電装置を提供することを目的としているものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は前記課題を解決するために、次のような技術的手段を講じた。

【0006】

（１）支持台により上面を水平として支持されたパラボラ型集光基体凹部の凹面に、プリント配線基板を介して光発電素子を配設するとともに、各プリント配線基板から延出する電線を、パラボラ型集光基体の凹部に形成した導孔から下外部へ挿通させて、支持台における蓄電池に結線し、パラボラ型集光基体の上面には、その凹部を覆うよに透明のドーム状の被蓋を被着固定し、かつ透明のドーム状被蓋の頂部内面に、反射面を下向きにした反射鏡を、パラボラ型集光基体の上面と平行として固定し、パラボラ型集光基体の凹部の凹面における光発電素子の表面に反射する光線を反射鏡で受け、かつその反射鏡による反射光線をパラボラ型集光基体の凹部の凹面上の別の位置の光発電素子に逆反射させて発電させ、プリント配線基板から蓄電池に電気を回収するようにした光発電装置。

【0007】

（２）前記光発電素子は、パラボラ型集光基体の平面を多数に等分割した形の底板の周囲を、パラボラ型集光基体の凹面の湾曲に合わせて湾曲されている外枠で囲んだ発電ブロックに、プリント配線基板を介して固定され、その各光発電素子に対応する電極は正負の電線に並列結線され、その発電ブロックの複数を、パラボラ型集光基体の凹面に配列固定し、各電線を直列結線して外部の蓄電池に連結してなる前記（1）に記載の光発電装置。

【0008】

（３）前記蓄電池に、永久磁石同期モータを発電可能に連結し、かつこの永久磁石同期モータの出力線を別の蓄電池に連結してなる前記（1）又は（2）に記載の光発電装置。

【発明の効果】

【0009】

本発明によると、次のような効果が奏せられる。

【0010】

前記（1）に記載の発明においては、パラボラ型集光主体にプリント配線基板を介して光発電素子を配設してあるあるので、太陽の向きが、季節により、または日照時間に応じて変化しても、パラボラ型集光基体の何れかの部分で発電をして回収することができる。
パラボラ型集光基体は、凹面を上向きに、かつ水平として配設されるので、朝から夕方まで、太陽光を受けることができる。
パラボラ型集光基体の凹面を覆うよに透明なドーム状被蓋を被着固定し、透明のドーム状被蓋の頂面に、反射面を内向きにして反射鏡をパラボラ型集光基体の上面と平行に固定してあるので、太陽の位置が変化しても、光発電素子の表面は光沢があり、光を反射するので、反射された光は、透明のドーム状被蓋の頂に固定されている反射鏡に当たって反射された光は、光の当たらない反対側にある光発電素子のいずれかに当たって発電を促す。
水平に配置してあるので朝から夕方まで太陽光を受けることができる。太陽の位置が低くなる冬季には、後部を少し高くしてやることにより、効率よく採光することができる。

【0011】

前記（2）に記載の発明においては、発電素子は、パラボラ型集光基体の平面を多数に等分割した形の底板の周囲を、パラボラ型集光基体の凹部の湾曲に合わせて湾曲されている外枠で囲んだ発電ブロックに、プリント配線基板を介して固定され、これの複数を、パラボラ型集光主体の凹面に固定するものであるので、湾曲した凹面への組立て作業性に優れている。

【0012】

前記（3）に記載の発明においては、蓄電池に、永久磁石同期モータが発電可能に連結され、永久磁石同期モータの出力線を別の蓄電池に連結してあるので、永久磁石同期モータは構造上で効率の良い発電をすることができ、太陽光により発電された電気量を更に増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の光発電装置の一実施例の中央縦断正面図である。

【図2】図１におけるパラボラ型集光基体の平面図である。

【図3】図２における発電ブロックの拡大平面図である。

【図4】図３におけるプリント配線基板の平面図である。

【図5】図３におけるV−V線拡大断面図である。

【図6】本発明の光発電装置の別の実施例の中央縦断正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の光発電装置の縦断正面図、図２は、図１におけるパラボラ型集光主体１の平面図、図３は、図２における発電ブロックの拡大平面図である。

【0015】

図１に示すように、本発明の光発電装置１は、支持台２の上に、例えば直径７０ｃｍのパラボラ型集光基体３を、その凹部４を上向きに配設して構成されている。パラボラ型集光基体３の上部には、透明素材からなるドーム状被蓋５が被着されており、被蓋５の頂部内面には、反射鏡６が、反射面を下向きにして、かつパラボラ型集光基体３の上面と平行として固定されている。

【0016】

そのため、塵埃、雨雪や埃にも光発電素子９が汚損されることが無い。パラボラ型集光主体３の凹部４の曲面と、ドーム状被蓋５の反射鏡との位置関係は、凹部４の光発電素子９表面に当たる光の反射角度とのバランスで、最適な曲面と反射鏡の位置決めをする。

【0017】

前記パラボラ型集光基体３の凹部４は、図２に示すように、平面視で内周方向に等間隔の複数の区画に区分（図では６区画）されており、各区画４Ａ〜４Ｆ内には、発電ブロック７が配設されている。

【0018】

各発電ブロック７は、図３に拡大図を示すように、区画４Ａの大きさに合わせた底板７Ａに外枠７Ｂを設け、その内部に、光発電素子９を収容する多数の区画を有する枠体８を配設して形成されている。

【0019】

枠体８の下部には、図４に示すような、プリント配線基板１０が固定されている。プリント配線基板１０は、縦方向に多数の電極１１、１１が縦列され、各電極１１は正負の電線１２、１３に並列に結線されている。

【0020】

各電極１１の上に、例えば１ｃｍ²程度の光発電素子９が固定され、１っの発電ブロック７には１００個ないし１２０個の光発電素子９が固定されている。光発電素子９は、例えば５００個で、晴天時におよそ５００ｗの発電をすることができ、かつ例えば、曇天や室内の蛍光灯によっても発電することができる。各光発電素子９は、平面積が小であるため、パラボラ型集光基体３の凹部４の曲面にも、よく適合させることができる。

【0021】

前記各電線１２、１３は、まとめられて、図３における発電ブロック７の基端部に纏められ、各区画４Ａ〜４Ｆにおける正負の電線１２、１３は、直列に結線されて、中心部におけるパラボラ型集光基体３の中央に、下方へ向けて設けられた導孔３Ａから下方へ挿通され、蓄電池１４に連結されている。

【0022】

上記構成の光発電装置１を、屋外に於ける太陽光照射部へ置くと、太陽光は透明なドーム状被蓋５を通過して、発電ブロック７における多数の光発電素子９に当たって、無駄なく発電させ、生成された電気は、蓄電池１４に蓄電される。
また光発電素子９の表面は光沢があり反射するので、反射された光は反射鏡６に当たって再反射されて、別の位置の光発電素子９に当って発電を促す。

【0023】

パラボラ型集光基体３の凹部４は、放物面からなる凹球面であるので、四季における太陽の傾きの変化にも、よく対応して効率良く集光することができる。
また、一日の朝から夕暮れまでの太陽の移動変化に対しても、無駄なく集光することができる。冬季に於ける太陽の傾きに対しては、図１における仮想線で示す、高さ調節可能な台柱２Ａの取付けによって、全体を傾斜させ、充分な集光をさせることができる。

【0024】

図６は、光発電装置の別の実施例を示す縦断正面図である。前例と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
この実施例は、蓄電池１４から引いた正負の電線１２、１３を、回転効率の高い永久磁石同期モータ１５に逆向きに結線したものである。

【0025】

永久磁石同期モータ１５は他のモータよりも回転効率が高い。これを逆回転させると発電をするが、消費電力よりも発電量が大であるのでプラスとなり、発電された電気は、別の蓄電池１６に蓄電させる。
なお、永久磁石同期モータ１５の出力軸に、フライホイル１５Ａを装着することによって回転慣性を高めてある。

【0026】

なお、前記光発電素子９は、単体用の発電ブロックにマイクロ蓄電池を組込んだ状態で使用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0027】

効率の良い集光により、発電効率を大とすることができるので、野外、工場、個人宅、あるいは自動車などにおいて、容易にかつ高能率で発電させることができ、光発電装置として広い分野で利用することができる。

【符号の説明】

【0028】

１．光発電装置
２．支持台
２Ａ．台柱
３．パラボラ型集光基体
３Ａ．導孔
４．凹部
４Ａ〜４Ｆ．区画
５．透明ドーム状被蓋
６．反射鏡
７．発電ブロック
７Ａ．底板
７Ｂ．外枠
８．枠体
９．光発電素子
１０．プリント配線基板
１１．電極
１２、１３．正負の電線
１４．蓄電池
１５．永久磁石同期モータ
１５Ａ．フライホイル
１６．蓄電池

【要約】

【課題】 本発明は、簡単な構造で効率良く集光し、太陽の向きに関わらず発電効率を高めた光発電装置を提供することを目的としている。
【解決手段】
パラボラ型集光基体３の凹面に、プリント配線基板１０を介して光発電素子９を配設するとともに、各プリント配線基板１０から延出する電線コードを、パラボラ型集光基体に形成した導孔３Ａから、外部へ挿通させて蓄電池１４に結線する。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】