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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-30
(54)【発明の名称】太陽エネルギー貯蔵及び発電システム
(51)【国際特許分類】
F24S 10/40 20180101AFI20240920BHJP
F24S 23/30 20180101ALI20240920BHJP
F24S 60/30 20180101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
F24S10/40
F24S23/30
F24S60/30
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024519919
(86)(22)【出願日】2022-10-13
(85)【翻訳文提出日】2024-04-01
(86)【国際出願番号】 CN2022125028
(87)【国際公開番号】W WO2023061426
(87)【国際公開日】2023-04-20
(31)【優先権主張番号】202111197780.X
(32)【優先日】2021-10-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523436218
【氏名又は名称】營嘉科技股▲ふん▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100201329
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 真二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100167601
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 信之
(74)【代理人】
【識別番号】100220917
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 忠大
(72)【発明者】
【氏名】林▲チー▼▲シン▼
(57)【要約】
【課題】太陽光の利用率を高め、小型化可能な、集光太陽エネルギー貯蔵及び発電システムを提供すること。
【解決手段】ベースに設置されているボックス体と、前記ボックス体に内設されている集熱装置と、前記ボックス体の上面に設置されている少なくとも１つのレンズと、前記ボックス体内部の各隅位置にそれぞれ設置されている複数の液面カウンターウェイト装置と、を有している。前記ベースは前記ボックス体配重の重心位置に対応するように設置されているユニバーサル調整部材を有している。ボックス体に液面カウンターウェイト装置及びユニバーサル調整部材を内設することで、ボックス体の上面が太陽の方向を向くように調節する。
【選択図】図８
【解決手段】ベースに設置されているボックス体と、前記ボックス体に内設されている集熱装置と、前記ボックス体の上面に設置されている少なくとも１つのレンズと、前記ボックス体内部の各隅位置にそれぞれ設置されている複数の液面カウンターウェイト装置と、を有している。前記ベースは前記ボックス体配重の重心位置に対応するように設置されているユニバーサル調整部材を有している。ボックス体に液面カウンターウェイト装置及びユニバーサル調整部材を内設することで、ボックス体の上面が太陽の方向を向くように調節する。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベースに設置されているボックス体と、前記ボックス体に内設されている集熱装置と、前記ボックス体の上面に設置されている少なくとも１つのレンズを有する太陽エネルギー貯蔵及び発電システムであって、前記ボックス体は中空ボックス体であり、前記中空ボックス体内部の各隅位置にそれぞれ設置されている複数の液面カウンターウェイト装置を有していることを特徴とする太陽エネルギー貯蔵及び発電システム。
【請求項2】
少なくとも１つの前記レンズと前記集熱装置との間に対応するように設置され、少なくとも１つの前記レンズに照射される光線を収集するための少なくとも１つの光路機構を更に有していることを特徴とする請求項１に記載の太陽エネルギー貯蔵及び発電システム。
【請求項3】
前記光路機構は導光ミラーセットまたは導光チューブセットであることを特徴とする請求項２に記載の太陽エネルギー貯蔵及び発電システム。
【請求項4】
前記ベースに設置されていると共に前記ボックス体の重心位置に対応するユニバーサル調整部材を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の太陽エネルギー貯蔵及び発電システム。
【請求項5】
前記ボックス体内部は真空キャビティーであることを特徴とする請求項１に記載の太陽エネルギー貯蔵及び発電システム。
【請求項6】
蓄熱槽は前記ボックス体内に設置されていると共に前記集熱装置の熱伝達装置に連結され、前記蓄熱槽は出力管及び前記ボックス体の側面に貫設されている入力管を有していることを特徴とする請求項１に記載の太陽エネルギー貯蔵及び発電システム。
【請求項7】
前記液面カウンターウェイト装置は、外部水源の液体を前記液面カウンターウェイト装置に注入するか、または、液面カウンターウェイト装置が排出した液体を貯水タンクに注入するための液面調節制御器を有していることを特徴とする請求項１に記載の太陽エネルギー貯蔵及び発電システム。
【請求項8】
前記ボックス体に設置され、前記ボックス体の上面を被覆するためのローラーブラインドを更に有していることを特徴とする請求項１に記載の太陽エネルギー貯蔵及び発電システム。
【請求項9】
前記ローラーブラインドと前記ボックス体との間に設置されている清掃装置を更に有していることを特徴とする請求項８に記載の太陽エネルギー貯蔵及び発電システム。
【請求項10】
前記集熱装置は、中空キャビティーである光吸収体を有していることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の太陽エネルギー貯蔵及び発電システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本国際出願は、２０２１年１０月１４日に中国特許庁に出願された中国特許出願第２０２１１１１９７７８０.Ｘ号、発明の名称は「太陽エネルギー貯蔵及び発電システム」に基づく優先権を主張するものであり、中国特許出願第２０２１１１１９７７８０.Ｘ号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
【技術分野】
【0002】
本発明は、太陽光エネルギー蓄熱発電に関し、更に詳しくは、太陽光の利用率を高め、小型化可能な集光太陽エネルギー貯蔵及び発電システムに関するものである。
【背景技術】
【0003】
集光太陽エネルギー発電の発展は既に数十年に及ぶが、未だに普遍的に使用されてはいない。
その原因の１つは、太陽光の収集及び変換の利用率が高くなく、収集された太陽光がリフレクターから受光器までの間に散乱して散失する以外、受光器が受光した光が変換中や飽和になった際に反射されて光エネルギーを損失してしまうことであった。
また、大気に暴露される受光器も対流熱損失が非常に多い。そのうちの耐高温大型発電機は更に製造が難しく、コストも非常に高いため、使用温度が限られ、変換効率に大きな影響を与えた。
更には、取り付け環境も広く土地を占領してしまい、出火した場合、光エネルギーを即時遮って断熱することができず、都市部での使用には不向きであった。
また、運転発電コストも増加し、高温や光害により鳥類や環境にも害を与えた。
その原因の１つは、太陽光の収集及び変換の利用率が高くなく、収集された太陽光がリフレクターから受光器までの間に散乱して散失する以外、受光器が受光した光が変換中や飽和になった際に反射されて光エネルギーを損失してしまうことであった。
また、大気に暴露される受光器も対流熱損失が非常に多い。そのうちの耐高温大型発電機は更に製造が難しく、コストも非常に高いため、使用温度が限られ、変換効率に大きな影響を与えた。
更には、取り付け環境も広く土地を占領してしまい、出火した場合、光エネルギーを即時遮って断熱することができず、都市部での使用には不向きであった。
また、運転発電コストも増加し、高温や光害により鳥類や環境にも害を与えた。
【0004】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、太陽エネルギー貯蔵及び発電システムを提供することにある。特に、太陽光の利用率を高め、小型化可能な集光太陽エネルギー貯蔵及び発電システムを提供することにある。
【0005】
上記目的を達成するために、本発明は、太陽エネルギー貯蔵及び発電システムを提供する。
【0006】
本発明に係る太陽エネルギー貯蔵及び発電システムは、ベースに設置されているボックス体と、前記ボックス体に内設されている集熱装置と、前記ボックス体の上面に設置されている少なくとも１つのレンズと、を有している。前記ボックス体は中空ボックス体であり、前記ボックス体内部の各隅位置にそれぞれ設置されている複数の液面カウンターウェイト装置を有している。
【0007】
好ましくは、少なくとも１つの前記レンズと前記集熱装置との間に対応するように設置され、少なくとも１つの前記レンズに照射された光線を収集するための少なくとも１つの光路機構を更に有している。前記光路機構は導光ミラーセットまたは導光チューブセットである。
【0008】
好ましくは、前記ベースに設置されていると共に前記ボックス体の重心位置に対応するユニバーサル調整部材を更に備えている。
【0009】
好ましくは、前記ボックス体内部は真空キャビティーである。
【0010】
好ましくは、蓄熱槽は前記ボックス体内に設置されていると共に前記集熱装置の熱伝達装置に連結され、前記蓄熱槽は出力管及び前記ボックス体の側面に貫設されている入力管を有している。
【0011】
好ましくは、前記液面カウンターウェイト装置は、外部水源の液体を前記液面カウンターウェイト装置に注入するか、または、液面カウンターウェイト装置が排出した液体を貯水タンクに注入するための液面調節制御器を有している。
【0012】
好ましくは、前記ボックス体に設置され、前記ボックス体の上面を被覆するためのローラーブラインドを更に有している。また、清掃装置は前記ローラーブラインドと前記ボックス体との間に設置されている。
【0013】
好ましくは、前述集熱装置は、中空キャビティーである光吸収体を有している。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第１実施例を示す概略図である。
【図2】本発明の第１実施例の光線経路図である。
【図3】本発明の第２実施例を示す概略構成図である。
【図4】本発明の第２実施例の清掃装置を示す概略図である。
【図5】本発明の第３実施例を示す概略図である。
【図6】本発明の第３実施例の光線経路図である。
【図7】本発明の第４実施例を示す概略図である。
【図8】本発明の第５実施例を示す概略図である。
【図9】本発明の第６実施例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
図１～図４を参照して太陽エネルギーシステムについて説明する。
太陽エネルギーシステムは、ベース１５に設置されているボックス体１０を有する。前記ボックス体１０は矩形ボックス体である。
前記太陽エネルギーシステムは、前記ボックス体１０に内設されている集熱装置３０と、前記ボックス体１０の上面に設置されている少なくとも１つのレンズ１２と、を備えている。
前記レンズ１２は、好ましくはフレネルレンズであり、前記レンズ１２の光線吸収率は5%未満であり、少なくとも１つの光路機構が少なくとも１つの前記レンズ１２と前記集熱装置３０との間に対応するように設置され、少なくとも１つの前記レンズ１２に照射される光線Ｌを集光するために用いられている。
前記光路機構と少なくとも１つの前記レンズ１２とは距離を置いている。
前記ボックス体１０の内部は真空キャビティーであり、光の損失を減らし、断熱効果を達成するために用いられている。
太陽エネルギーシステムは、ベース１５に設置されているボックス体１０を有する。前記ボックス体１０は矩形ボックス体である。
前記太陽エネルギーシステムは、前記ボックス体１０に内設されている集熱装置３０と、前記ボックス体１０の上面に設置されている少なくとも１つのレンズ１２と、を備えている。
前記レンズ１２は、好ましくはフレネルレンズであり、前記レンズ１２の光線吸収率は5%未満であり、少なくとも１つの光路機構が少なくとも１つの前記レンズ１２と前記集熱装置３０との間に対応するように設置され、少なくとも１つの前記レンズ１２に照射される光線Ｌを集光するために用いられている。
前記光路機構と少なくとも１つの前記レンズ１２とは距離を置いている。
前記ボックス体１０の内部は真空キャビティーであり、光の損失を減らし、断熱効果を達成するために用いられている。
【0017】
本発明の第１実施例及び第２実施例に採用される集熱装置３０は、蓄熱槽３２に連結されている光吸収体３１を備えている。
前記光吸収体３１は中空の球状キャビティーであり、前記光吸収体３１の内面には光吸収層（図示せず）を有し、前記光吸収層は少なくとも９５％の光線吸収率を達成している。
光線Ｌが前記光吸収体３１内部に進入すると、前記光吸収体３１内で不断で反射されて熱エネルギーに変換される。
前記光吸収層の材料は、グラファイト、炭化タングステン、カーボンナノチューブ、或いはナノ材料でもよく、本発明はこれらに限られない。
他の実施例では、前記集熱装置３０は前述の構造に限られず、任意の形式の集熱装置３０でもよい。
前記光吸収体３１は中空の球状キャビティーであり、前記光吸収体３１の内面には光吸収層（図示せず）を有し、前記光吸収層は少なくとも９５％の光線吸収率を達成している。
光線Ｌが前記光吸収体３１内部に進入すると、前記光吸収体３１内で不断で反射されて熱エネルギーに変換される。
前記光吸収層の材料は、グラファイト、炭化タングステン、カーボンナノチューブ、或いはナノ材料でもよく、本発明はこれらに限られない。
他の実施例では、前記集熱装置３０は前述の構造に限られず、任意の形式の集熱装置３０でもよい。
【0018】
図１と図２を参照して本発明の第１実施例について説明する。
第１実施例では、前記ボックス体１０の上面に設置されている複数のレンズ１２を有する。光路機構は導光チューブセットである。
前記導光チューブセットは間隔を置いて設置されている複数の導光管２１を有し、前記導光管２１の前記ボックス体１０の上面に近接する部分には複数の管体が間隔を置いて設置されている。
前記導光チューブセットの一端は前記集熱装置３０の光吸収体３１に連結され、他端は前記レンズ１２から距離を置いている。
前述した距離は前記レンズ１２の焦点距離に略等しいため、導光管２１の管の内径が縮小する。
第１実施例では、前記ボックス体１０の上面に設置されている複数のレンズ１２を有する。光路機構は導光チューブセットである。
前記導光チューブセットは間隔を置いて設置されている複数の導光管２１を有し、前記導光管２１の前記ボックス体１０の上面に近接する部分には複数の管体が間隔を置いて設置されている。
前記導光チューブセットの一端は前記集熱装置３０の光吸収体３１に連結され、他端は前記レンズ１２から距離を置いている。
前述した距離は前記レンズ１２の焦点距離に略等しいため、導光管２１の管の内径が縮小する。
【0019】
第１実施例では、反射層２１ａが前記導光管２１の内面に設置され、前記反射層２１ａは前記レンズ１２から反射された光線Ｌを受光する。
保温層２１ｂは前記導光管２１の外面に設置され、前記保温層２１ｂは熱伝導性が低く、放射の散失が少なく、耐高温特性を有している。
前記保温層２１ｂの材料は、ジルコニア、珪藻土、セラミックウール、多孔質混合物、またはナノ材料であるが、本発明はこれらに限られない。
保温層２１ｂは前記導光管２１の外面に設置され、前記保温層２１ｂは熱伝導性が低く、放射の散失が少なく、耐高温特性を有している。
前記保温層２１ｂの材料は、ジルコニア、珪藻土、セラミックウール、多孔質混合物、またはナノ材料であるが、本発明はこれらに限られない。
【0020】
実際の使用において、前記ボックス体１０は選択的にベース１５に設置してもよい。
集熱装置３０は前記ボックス体１０に内設され、前記集熱装置３０は蓄熱槽３２に連結されている光吸収体３１を有している。
前記蓄熱槽３２は出力管３２１及び前記ボックス体１０の側面に貫設されている入力管３２２を有している。
外部液体は入力管３２２を介して前記蓄熱槽３２内に入力される。
前記蓄熱槽３２が前記集熱装置３０の前記光吸収体３１に接触すると、前記光吸収体３１の温度が前記蓄熱槽３２に伝達され、前記蓄熱槽３２内の液体が昇温して気化し、ガスが前記出力管３２１から発電装置（不図示）に流出し、且つ流体の動的エネルギーが発電装置を発電するように駆動するか、或いは、海水の淡水化や水蒸気改質による水素製造等の作業をマルチタスクで行う。
集熱装置３０は前記ボックス体１０に内設され、前記集熱装置３０は蓄熱槽３２に連結されている光吸収体３１を有している。
前記蓄熱槽３２は出力管３２１及び前記ボックス体１０の側面に貫設されている入力管３２２を有している。
外部液体は入力管３２２を介して前記蓄熱槽３２内に入力される。
前記蓄熱槽３２が前記集熱装置３０の前記光吸収体３１に接触すると、前記光吸収体３１の温度が前記蓄熱槽３２に伝達され、前記蓄熱槽３２内の液体が昇温して気化し、ガスが前記出力管３２１から発電装置（不図示）に流出し、且つ流体の動的エネルギーが発電装置を発電するように駆動するか、或いは、海水の淡水化や水蒸気改質による水素製造等の作業をマルチタスクで行う。
【0021】
図２は導光管２１内における光線の経路図である。
第１実施例では、ボックス体１０の上面が太陽に対向する位置に向けられ、光線Ｌはレンズ１２により屈折されると共に導光管２１内に集光され、且つ反射層２１ａにより複数回反射された後に前記集熱装置３０の光吸収体３１内部に進入する。
この際、光線は前記光吸収体３１の光吸収層に接触し、光線Ｌが前記光吸収体３１内で持続的に複数回反射される以外、前記光吸収層により光線Ｌが熱エネルギーに変換され、前記光吸収体３１により熱エネルギーが蓄熱槽３２に伝導され、出力管３２１により熱エネルギーが外部設備に伝導されて応用される。
例えば、熱エネルギーが貯水タンクに伝導され、貯水タンク内の液体が昇温すると共に温水として使用される。
本実施例では、前記光吸収体３１が前記蓄熱槽３２に直接接触するため、伝達過程における熱エネルギーの流失が減少する。
第１実施例では、ボックス体１０の上面が太陽に対向する位置に向けられ、光線Ｌはレンズ１２により屈折されると共に導光管２１内に集光され、且つ反射層２１ａにより複数回反射された後に前記集熱装置３０の光吸収体３１内部に進入する。
この際、光線は前記光吸収体３１の光吸収層に接触し、光線Ｌが前記光吸収体３１内で持続的に複数回反射される以外、前記光吸収層により光線Ｌが熱エネルギーに変換され、前記光吸収体３１により熱エネルギーが蓄熱槽３２に伝導され、出力管３２１により熱エネルギーが外部設備に伝導されて応用される。
例えば、熱エネルギーが貯水タンクに伝導され、貯水タンク内の液体が昇温すると共に温水として使用される。
本実施例では、前記光吸収体３１が前記蓄熱槽３２に直接接触するため、伝達過程における熱エネルギーの流失が減少する。
【0022】
図３と図４を参照して本発明の第２実施例について説明する。
前記ボックス体１０の上面には、前記ボックス体の上面を被覆するために用いられるローラーブラインド５０が更に装設されている。
集熱装置３０が故障したり、一時的に使用しない場合、前記ローラーブラインド５０は太陽光を遮蔽して熱源を隔絶するために用いられる。
また、ローラーブラインド５０とボックス体１０の上面との間には清掃装置が更に設置される。
前記清掃装置はローラーブラシ５２及び/またはスプリンクラー５１でもよい。
集熱装置３０が故障したり、一時的に使用しない場合には、前記ローラーブラインド５０を上に引っ張って前記ボックス体１０の上面を被覆することで、集熱装置３０が焼損しないように太陽光線Ｌを隔絶するほか、砂粒や雹等の異物がボックス体１０を破壊しないように更に防ぐ。
また、ローラーブラインド５０を昇降する際にボックス体１０の表面を清掃する作用を達成する。
ローラーブラインド５０が昇降する際の巻き取り方向は、ローラーブラインド５０の底面方向に向けて回転するため、ローラーブラインド５０にある異物が巻き取る際に重力により落下し、自動清掃効果を達成している。
前記ボックス体１０の上面には、前記ボックス体の上面を被覆するために用いられるローラーブラインド５０が更に装設されている。
集熱装置３０が故障したり、一時的に使用しない場合、前記ローラーブラインド５０は太陽光を遮蔽して熱源を隔絶するために用いられる。
また、ローラーブラインド５０とボックス体１０の上面との間には清掃装置が更に設置される。
前記清掃装置はローラーブラシ５２及び/またはスプリンクラー５１でもよい。
集熱装置３０が故障したり、一時的に使用しない場合には、前記ローラーブラインド５０を上に引っ張って前記ボックス体１０の上面を被覆することで、集熱装置３０が焼損しないように太陽光線Ｌを隔絶するほか、砂粒や雹等の異物がボックス体１０を破壊しないように更に防ぐ。
また、ローラーブラインド５０を昇降する際にボックス体１０の表面を清掃する作用を達成する。
ローラーブラインド５０が昇降する際の巻き取り方向は、ローラーブラインド５０の底面方向に向けて回転するため、ローラーブラインド５０にある異物が巻き取る際に重力により落下し、自動清掃効果を達成している。
【0023】
図５を参照して本発明の第３実施例について説明する。
第３実施例では、前記ボックス体１０の上面に設置されている複数のレンズ１２を有している。
前記光路機構は導光ミラーセットである。
前記レンズ１２のそれぞれと集熱装置３０との間にある光路は、この順に設置されている少なくとも１つの焦点距離変換レンズ６３と、少なくとも１つのリフレクター６２と、ボックス体に内設されている少なくとも１つの集束レンズ６１と、を有している。
前記焦点距離変換レンズ６３は前記レンズ１２に対して近接するように設置され、前記集束レンズ６１は前記集熱装置３０に対して近接するように設置され、前記リフレクター６２は前記焦点距離変換レンズ６３と前記集束レンズ６１との間に設置されている。
こうすることで、光吸収体３１、光路機構、及びレンズ１２の間に、高、中、低の３つの異なる温度区間が形成され、より効率的な集光材料を選択することでコストを低下させることができる。
第３実施例では、前記ボックス体１０の上面に設置されている複数のレンズ１２を有している。
前記光路機構は導光ミラーセットである。
前記レンズ１２のそれぞれと集熱装置３０との間にある光路は、この順に設置されている少なくとも１つの焦点距離変換レンズ６３と、少なくとも１つのリフレクター６２と、ボックス体に内設されている少なくとも１つの集束レンズ６１と、を有している。
前記焦点距離変換レンズ６３は前記レンズ１２に対して近接するように設置され、前記集束レンズ６１は前記集熱装置３０に対して近接するように設置され、前記リフレクター６２は前記焦点距離変換レンズ６３と前記集束レンズ６１との間に設置されている。
こうすることで、光吸収体３１、光路機構、及びレンズ１２の間に、高、中、低の３つの異なる温度区間が形成され、より効率的な集光材料を選択することでコストを低下させることができる。
【0024】
図６は光線Ｌが光路機構により集熱装置の光線経路に進入する概略図を示す。
光線Ｌはレンズ１２により屈折された後にボックス体１０内に進入し、焦点距離変換レンズ６３により光線Ｌがリフレクター６２まで屈折され、リフレクター６２により集束レンズ６１まで反射される。
集束レンズ６１は光線Ｌを光吸収体３１内に進入させ、光線Ｌが前記集熱装置３０内で不断で反射すると共に吸収され、熱エネルギーを発生させる。
光吸収体３１により熱エネルギーが蓄熱槽３２に伝導され、出力管３２１により熱エネルギーが外部設備に伝導されて応用される。
例えば、熱エネルギーが貯水タンクに伝導され、貯水タンク内の液体を温水として使用するように昇温させる。
光線Ｌはレンズ１２により屈折された後にボックス体１０内に進入し、焦点距離変換レンズ６３により光線Ｌがリフレクター６２まで屈折され、リフレクター６２により集束レンズ６１まで反射される。
集束レンズ６１は光線Ｌを光吸収体３１内に進入させ、光線Ｌが前記集熱装置３０内で不断で反射すると共に吸収され、熱エネルギーを発生させる。
光吸収体３１により熱エネルギーが蓄熱槽３２に伝導され、出力管３２１により熱エネルギーが外部設備に伝導されて応用される。
例えば、熱エネルギーが貯水タンクに伝導され、貯水タンク内の液体を温水として使用するように昇温させる。
【0025】
図７と図８を参照して本発明の第４と第５実施例について説明する。
本発明の第４実施例及び第５実施例に採用される集熱装置３０は、伝熱タンク４２に連結されている光吸収体４１と、前記伝熱タンク４２に設置されている熱伝達装置４３であって、前記熱伝達装置４３は伝熱管でもよいが、本発明はこれらに限られない熱伝達装置４３と、前記伝熱タンク４２と熱伝達装置４３との間にある熱電チップモジュール設置４４と、を備えている。
前記光吸収体４１は中空の球状キャビティーであり、前記光吸収体４１の上部にある伝熱タンク４２は熱伝導性媒体を充填することで、前記熱電チップモジュール４４の受熱端に接続するか、前記熱伝達装置４３に接続する。
熱電チップモジュール４４を設置する場合、熱伝達装置４３は熱電チップモジュール４４の低温端に連結する。
光線Ｌがレンズ１２により屈折された後にボックス体１０内に進入すると、光線Ｌが前記光吸収体４１内で不断で反射されると共に吸収された後、熱エネルギーが発生する。
これらの前記熱エネルギーは、熱伝導性媒体により前記熱電チップモジュール４４または熱伝達装置４３に伝達され、前記熱伝達装置４３により熱エネルギーが蓄熱槽３２または外部設備に伝導されて応用される。
このようにすることで、熱電チップモジュール４４を発電の運用に有効利用する以外、熱電チップモジュール４４の廃熱エネルギーを蓄熱槽３２または外部設備に更に伝導して応用し、エネルギー効率を高めている。
他の実施例では、前記集熱装置３０は前述の構造に限られず、任意の形式の集熱装置でもよい。
本発明の第４実施例及び第５実施例に採用される集熱装置３０は、伝熱タンク４２に連結されている光吸収体４１と、前記伝熱タンク４２に設置されている熱伝達装置４３であって、前記熱伝達装置４３は伝熱管でもよいが、本発明はこれらに限られない熱伝達装置４３と、前記伝熱タンク４２と熱伝達装置４３との間にある熱電チップモジュール設置４４と、を備えている。
前記光吸収体４１は中空の球状キャビティーであり、前記光吸収体４１の上部にある伝熱タンク４２は熱伝導性媒体を充填することで、前記熱電チップモジュール４４の受熱端に接続するか、前記熱伝達装置４３に接続する。
熱電チップモジュール４４を設置する場合、熱伝達装置４３は熱電チップモジュール４４の低温端に連結する。
光線Ｌがレンズ１２により屈折された後にボックス体１０内に進入すると、光線Ｌが前記光吸収体４１内で不断で反射されると共に吸収された後、熱エネルギーが発生する。
これらの前記熱エネルギーは、熱伝導性媒体により前記熱電チップモジュール４４または熱伝達装置４３に伝達され、前記熱伝達装置４３により熱エネルギーが蓄熱槽３２または外部設備に伝導されて応用される。
このようにすることで、熱電チップモジュール４４を発電の運用に有効利用する以外、熱電チップモジュール４４の廃熱エネルギーを蓄熱槽３２または外部設備に更に伝導して応用し、エネルギー効率を高めている。
他の実施例では、前記集熱装置３０は前述の構造に限られず、任意の形式の集熱装置でもよい。
【0026】
図７と図８を参照して本発明の第４と第５実施例について説明する。
第４と第５実施例では、前記ボックス体１０は矩形ボックス体であり、前記ベース１５に設置されているユニバーサル調整部材１５１を有している。
前記ユニバーサル調整部材１５１の設置位置は前記ボックス体１０のカウンターウェイトの重心位置（すなわち、前記ボックス体の対角接続線の中心点の位置）に対応するように設置され、ボックス体１０の設置角度を便利に調整し、且つ前記ボックス体１０内部の４つの隅位置に設置されている４つの液面カウンターウェイト装置７０を有している。
前記液面カウンターウェイト装置７０はウォーターボックスである。
太陽は毎日東から上って西に沈むが、太陽光を完全に収集するため、液面カウンターウェイト装置７０を設置し、ユニバーサル調整部材１５１を組み合わせて使用することで、太陽の照射位置に追従し、各ウォーターボックス内の液体量を個別に制御し、前記ボックス体１０が異なる設置角度を呈する。
例えば、太陽の照射角度がボックス体１０の右側に位置する場合、前記ボックス体１０の右側にある２つのウォーターボックス内の液体量を、前記ボックス体１０の左側にある２つのウォーターボックスの液体量より多くなるように制御し、前記ボックス体１０を右辺に向けて傾斜させる。
このようにすることで、ボックス体１０の上面を太陽の位置に向け、太陽光を完全に収集することで太陽を追跡する効果を達成している。
他の実施例では、前記液面カウンターウェイト装置７０の数量は２つであり、且つ前記ボックス体１０内部の２つの長辺または２つの短辺の中心点の位置にそれぞれ設置され、同様に前述の制御ボックス体１０の上面を太陽の位置に向ける効果を達成している。
また、前記ボックス体１０は対称を呈する他の幾何学形状構造でもよい。
第４と第５実施例では、前記ボックス体１０は矩形ボックス体であり、前記ベース１５に設置されているユニバーサル調整部材１５１を有している。
前記ユニバーサル調整部材１５１の設置位置は前記ボックス体１０のカウンターウェイトの重心位置（すなわち、前記ボックス体の対角接続線の中心点の位置）に対応するように設置され、ボックス体１０の設置角度を便利に調整し、且つ前記ボックス体１０内部の４つの隅位置に設置されている４つの液面カウンターウェイト装置７０を有している。
前記液面カウンターウェイト装置７０はウォーターボックスである。
太陽は毎日東から上って西に沈むが、太陽光を完全に収集するため、液面カウンターウェイト装置７０を設置し、ユニバーサル調整部材１５１を組み合わせて使用することで、太陽の照射位置に追従し、各ウォーターボックス内の液体量を個別に制御し、前記ボックス体１０が異なる設置角度を呈する。
例えば、太陽の照射角度がボックス体１０の右側に位置する場合、前記ボックス体１０の右側にある２つのウォーターボックス内の液体量を、前記ボックス体１０の左側にある２つのウォーターボックスの液体量より多くなるように制御し、前記ボックス体１０を右辺に向けて傾斜させる。
このようにすることで、ボックス体１０の上面を太陽の位置に向け、太陽光を完全に収集することで太陽を追跡する効果を達成している。
他の実施例では、前記液面カウンターウェイト装置７０の数量は２つであり、且つ前記ボックス体１０内部の２つの長辺または２つの短辺の中心点の位置にそれぞれ設置され、同様に前述の制御ボックス体１０の上面を太陽の位置に向ける効果を達成している。
また、前記ボックス体１０は対称を呈する他の幾何学形状構造でもよい。
【0027】
図９を参照して本発明の第６実施例について説明する。
第６実施例では、前記液面カウンターウェイト装置７０は液面調節制御器を更に有する。前記液面カウンターウェイト装置７０は外部水源７２及び貯水タンク７４に連結されている。
前記液面調節制御器は前記ウォーターボックス内の液体の注入と排出を制御するために用いられ、外部水源７２の液体を前記ウォーターボックスに注入するか、ウォーターボックスから排出された液体を貯水タンク７４内に注入して資源を再利用し、前記ボックス体１０の傾斜角度を制御することで太陽を追跡する効果を達成している。
第６実施例では、前記液面カウンターウェイト装置７０は液面調節制御器を更に有する。前記液面カウンターウェイト装置７０は外部水源７２及び貯水タンク７４に連結されている。
前記液面調節制御器は前記ウォーターボックス内の液体の注入と排出を制御するために用いられ、外部水源７２の液体を前記ウォーターボックスに注入するか、ウォーターボックスから排出された液体を貯水タンク７４内に注入して資源を再利用し、前記ボックス体１０の傾斜角度を制御することで太陽を追跡する効果を達成している。
【0028】
外部水源７２の水圧及び液面調節制御器によりウォーターボックスの液面を制御することで、ボックス体１０の傾斜角度を改変し、動力モーターを使用しない状態において、太陽を追跡する機能を達成し、動力の消耗を節約する。
また、日が落ちた後に調節制御器がウォーターボックス内の部分な液体を排出するように制御することで、ボックス体１０の傾斜角度を早朝の初期位置に復帰させる。
また、日が落ちた後に調節制御器がウォーターボックス内の部分な液体を排出するように制御することで、ボックス体１０の傾斜角度を早朝の初期位置に復帰させる。
【0029】
本発明は、ボックス体１０を、ユニバーサル調整部材１５１を有しているベース１５に設置し、且つ液面調節制御器により液面配種装置７０内の液体容量を調節することで、ボックス体１０の上面を太陽の位置に向けるように制御し、太陽を追跡する効果を達成すると共に、高い光線収集能力を有する集熱装置を組み合わせることで、小型化及び太陽光の高い利用率を達成する太陽エネルギー貯蔵及び発電システムである。
【0030】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0031】
１０ ボックス体
１２ レンズ
１５ ベース
１５１ ユニバーサル調整部材
２１ 導光管
２１ａ 反射層
２１ｂ 保温層
３０ 集熱装置
３１ 光吸収体
３２ 蓄熱槽
３２１ 出力管
３２２ 入力管
４１ 光吸収体
４２ 伝熱タンク
４３ 熱伝達装置
４４ 熱電チップモジュール
５０ ローラーブラインド
５１ スプリンクラー
５２ ローラーブラシ
６１ 集束レンズ
６２ リフレクター
６３ 焦点距離変換レンズ
７０ 液面カウンターウェイト装置
７２ 外部水源
７４ 貯水タンク
Ｌ 光線
１２ レンズ
１５ ベース
１５１ ユニバーサル調整部材
２１ 導光管
２１ａ 反射層
２１ｂ 保温層
３０ 集熱装置
３１ 光吸収体
３２ 蓄熱槽
３２１ 出力管
３２２ 入力管
４１ 光吸収体
４２ 伝熱タンク
４３ 熱伝達装置
４４ 熱電チップモジュール
５０ ローラーブラインド
５１ スプリンクラー
５２ ローラーブラシ
６１ 集束レンズ
６２ リフレクター
６３ 焦点距離変換レンズ
７０ 液面カウンターウェイト装置
７２ 外部水源
７４ 貯水タンク
Ｌ 光線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】