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JP2000227573A - 太陽光発電用集光装置 - Google Patents

太陽光発電用集光装置

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JP2000227573A
JP2000227573A JP11029429A JP2942999A JP2000227573A JP 2000227573 A JP2000227573 A JP 2000227573A JP 11029429 A JP11029429 A JP 11029429A JP 2942999 A JP2942999 A JP 2942999A JP 2000227573 A JP2000227573 A JP 2000227573A
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JP
Japan
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solar cell
reflected light
cell array
reflecting mirror
light
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JP11029429A
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English (en)
Inventor
Akikuni Imamura
彰訓 今村
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Kanadevia Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】薄曇りなどの天候状態が悪いときにでも高い集
光能力が得られる。 【解決手段】追尾装置１の追尾架台２に、太陽電池アレ
イ３を配置するとともに、この太陽電池アレイ３の周囲
近傍に凹面鏡４を配置し、この凹面鏡４の焦点位置近傍
に、凹面鏡４からの反射光ＲＲを太陽電池アレイ３の受
光面に照射する反射鏡７を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、より効率良く太陽
光を集光できる太陽光発電用集光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数のセルからなるモジュールを複数枚
並設した太陽電池アレイは、効率良く集光することを目
的として、受光面を絶えず太陽に向ける追尾装置に搭載
されることがある。このように、太陽電池アレイを追尾
装置に搭載した場合であっても、薄曇りや曇天時にはど
うしても発電能力が低下するという問題がある。これを
解決するものとして、反射鏡などを使用してその反射光
を受光面に投射することが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、反射鏡から投
射される反射光が受光面に対して斜めから入射されるた
め、設備が大掛かりになるほど集光能力がそれほど上が
らないという問題がある。本発明は上記問題点を解決し
て、薄曇りなどの天候状態が悪いときにでも高い集光能
力が得られる太陽発電用集光装置を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、追尾装置の追尾架台に、太陽
電池アレイを配置するとともに、この太陽電池アレイの
周囲近傍に凹面鏡を配置し、この凹面鏡の焦点位置近傍
に、凹面鏡からの反射光を太陽電池アレイのモジュール
に照射する反射鏡を配置したものである。
【０００５】上記構成によれば、太陽電池アレイの受光
面に直接入射される太陽光と共に、凹面鏡から反射鏡を
介して照射される反射光を受光できるので、集光能力を
大幅に向上させることができ、特に薄曇りや曇天時の発
電出力を上げて設備の発電能力を有効利用することがで
きる。
【０００６】また、請求項２記載の発明は、上記構成に
おいて、設置角度または設置位置を変更自在な反射光調
整装置を介して反射鏡を配置し、太陽電池アレイのモジ
ュールの温度を検出する温度計と、この温度計の検出値
に基づいて前記反射鏡調整装置を作動してモジュールへ
の反射光の光量を調整する反射光制御装置とを設けたも
のである。上記構成によれば、晴天時などにおいて、集
光量が多すぎて太陽電池アレイのモジュール内部の温度
が上昇すると、その出力が低下するため、受光量制御装
置により反射光の照射量を調整することでモジュール内
部の温度上昇を防ぎ、出力の低下を防止することができ
る。
【０００７】さらに請求項３記載の発明は、固定架台上
に設置された太陽電池アレイの周囲近傍に追尾装置を設
置し、この追尾装置の追尾架台に、凹面鏡と、この凹面
鏡の焦点位置近傍に配置されて凹面鏡からの反射光を反
射する反射鏡と、凹面鏡からの反射光を反射して太陽電
池アレイに照射するように前記反射鏡の角度を調整自在
な反射鏡調整装置とを配置し、前記追尾装置および反射
鏡調整装置を反射鏡からの反射光が太陽電池アレイのモ
ジュールに常に照射されるように駆動制御するように構
成したものである。上記構成によれば、太陽電池アレイ
の受光面に直接入射される太陽光と共に、凹面鏡から反
射鏡を介して照射される反射光を受光できるので、集光
能力を大幅に向上させることができ、特に薄曇りや曇天
時の発電能力を上げて設備の発電能力を有効発揮するこ
とができる。また凹面鏡のみを追尾駆動するので、小型
の追尾装置で可能となる。
【０００８】さらにまた請求項４記載の発明は、請求項
３記載の発明において、太陽電池アレイのモジュールの
温度を検出する温度計と、この温度計の検出値に基づい
て反射鏡調整装置を作動し受光面への反射光の光量を調
整する反射光制御装置とを設けたものである。上記構成
によれば、晴天時などにおいて、集光量が多すぎて太陽
電池アレイのモジュール内部の温度が上昇すると、その
出力が低下するため、受光量制御装置により反射光の照
射量を調整することで出力低下を防止することができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る太陽光発電
用集光装置の第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて
説明する。図１に示すように、常に太陽に向って追尾架
台２を正面に向ける追尾装置１が配置され、図２にも示
すように、この追尾架台２の中央部には、モジュール３
ａ群やその接続配線、保護装置を含む直流発電装置であ
る太陽電池アレイ３が配置されている。そして追尾架台
２の太陽電池アレイ３の周囲近傍の複数位置、たとえば
図示するように４個所にパラボラ面に形成された凹面鏡
４がそれぞれ設置されている。さらに支持架構５には、
各凹面鏡４に対応して反射光調整装置６がそれぞれ配置
され、この反射光調整装置６を介して、凹面鏡４からの
反射光を反射して太陽電池アレイ３に照射する反射鏡７
が凹面鏡４の焦点位置近傍に設けられている。この反射
鏡７は平面鏡であってもよいし、凹面鏡や凸面鏡であっ
てもよい。また図４に示すように、周辺部に凸状または
凹状あるいはすりガラス状の乱反射面７ａを形成して、
中央部の有効反射面７ｂのみ正常に反射するように構成
してもよい。
【００１０】したがって、追尾装置１により、太陽電池
アレイ３には太陽から直接光ＤＲを受けるとともに、凹
面鏡４の反射光ＲＲを反射鏡７を介して受光することが
でき、特に曇天や薄曇り時などに太陽電池アレイ３の発
電出力を大幅に高めることができる。
【００１１】また、反射光調整装置６は、図３に示すよ
うに、反射鏡７の前後（または左右）位置を調整して有
効反射面７ｂを越える反射光を入射させることにより、
反射光ＲＲの反射量を減少させて反射光量を調整するこ
とができる。太陽電池アレイ３には、モジュール３ａの
温度（内部温度が最適であるが、表面温度から内部温度
を推定してもよい）を測定する温度計８が設置されてお
り、この温度計８の出力値に基づいて反射光調整装置６
を作動し、太陽電池アレイ３に照射される反射光ＲＲの
量を調整する反射光制御装置９が設けられている。すな
わち、太陽電池アレイ３のモジュール３ａは内部温度が
上昇すると、出力が低下するばかりでなく、絶縁抵抗の
劣化やインタコネクタの断線など材料の劣化、割れ、故
障などを招くおそれがある。そのため、反射光制御装置
９では、モジュール３ａの温度が一定値を越えると、反
射光調整装置６により反射鏡７をたとえば後退移動させ
て凹面鏡４からの反射光が有効反射面７ｂより広がる焦
点より離れた位置に移動させ、これにより反射光ＲＲの
光量を減少させてモジュール３ａ内部の温度上昇を抑制
するように構成されている。
【００１２】また反射光調整装置６の変形例として、図
５に示すように、反射鏡７の取付角度を調整する反射光
調整装置６′であってもよい。この場合の反射光ＲＲの
光量は、モジュール３ａの局部的な受光は装置の損傷を
招くおそれがあるため、オン−オフの動作となる。
【００１３】上記第１の実施の形態によれば、追尾装置
１により直接光ＤＲを常に効率の良い角度から受光でき
るとともに、凹面鏡４で受けた反射光を反射鏡７を介し
て受光することができ、特に薄曇りや曇天時により受光
量を増大させて高出力で発電することができる。
【００１４】また、温度計８によりモジュール３ａ内の
温度を検出して、反射光制御装置９により反射光調整装
置６を駆動して反射鏡７を移動させ、その反射光ＲＲの
光量を制御することができるので、モジュール３ａ内部
の温度上昇を抑制することができ、出力の低下や絶縁抵
抗の劣化、インタコネクタの断線など材料の劣化、割
れ、故障するのを未然に防止することができる。
【００１５】図６は第２の実施の形態を示すもので、第
１の実施の形態と同一部材には同一符号を付して説明を
省略する。先の第１の実施の形態では、太陽電池アレイ
３と凹面鏡４を同一の追尾架台２に配置したため、追尾
装置１が大形化する傾向にあるが、第２の実施の形態で
は、太陽電池アレイ３を固定し、凹面鏡４のみを追尾装
置１１の追尾架台１２にそれぞれ搭載することにより、
追尾装置１１の小型化をはかることができる。
【００１６】すなわち、太陽電池アレイ３は固定架台１
３上に設置されており、その周囲４個所に配置された追
尾装置１１の追尾架台１２に、それぞれ凹面鏡４が配置
されている。またこの追尾架台１２には、支持架構（図
示せず）を介して反射光調整装置６と、反射鏡７が配設
されている。上記構成によれば、第１の実施の形態と同
一の効果を奏することができるとともに、追尾装置１１
を小型化することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上に述べたごとく請求項１記載の発明
によれば、太陽電池アレイの受光面に直接入射される太
陽光と共に、凹面鏡から反射鏡を介して照射される反射
光を受光できるので、集光能力を大幅に向上させること
ができ、特に薄曇りや曇天時の発電出力を上げて設備の
発電能力を有効利用することができる。
【００１８】また、請求項２記載の発明は、上記構成に
おいて、設置角度または設置位置を変更自在な反射光調
整装置によれば、晴天時などにおいて、集光量が多すぎ
て太陽電池アレイのモジュール内部の温度が上昇する
と、その出力が低下するため、受光量制御装置により反
射光の照射量を調整することでモジュール内部の温度上
昇を防ぎ、出力の低下を防止することができる。
【００１９】さらに請求項３記載の発明によれば、太陽
電池アレイの受光面に直接入射される太陽光と共に、凹
面鏡から反射鏡を介して照射される反射光を受光できる
ので、集光能力を大幅に向上させることができ、特に薄
曇りや曇天時の発電能力を上げて設備の発電能力を有効
発揮することができる。また凹面鏡のみを追尾駆動する
ので、小型の追尾装置で可能となる。
【００２０】さらにまた請求項４記載の発明によれば、
晴天時などにおいて、集光量が多すぎて太陽電池アレイ
のモジュール内部の温度が上昇すると、その出力が低下
するため、受光量制御装置により反射光の照射量を調整
することで出力低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽光発電用集光装置の第１実施
の形態を示す側面断面図である。
【図２】同太陽光発電用集光装置の追尾架台を示す斜視
図である。
【図３】同太陽光発電用集光装置の反射光調整装置の機
能を示す説明図である。
【図４】同太陽光発電用集光装置の反射鏡の変形例を示
す斜視図である。
【図５】同太陽光発電用集光装置の反射光調整装置の変
形例を示す説明図である。
【図６】本発明に係る太陽光発電用集光装置の第２実施
の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 追尾装置 ２ 追尾架台 ３ 太陽電池アレイ ３ａ モジュール ４ 凹面鏡 ５ 支持架構 ６ 反射光調整装置 ７ 反射鏡 ８ 温度計 ９ 反射光制御装置 １１ 追尾装置 １２ 追尾架台 １３ 固定架台

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】追尾装置の追尾架台に、太陽電池アレイを
    配置するとともに、この太陽電池アレイの周囲近傍に凹
    面鏡を配置し、 この凹面鏡の焦点位置近傍に、凹面鏡からの反射光を太
    陽電池アレイのモジュールに照射する反射鏡を配置した
    ことを特徴とする太陽光発電用集光装置。
  2. 【請求項２】設置角度または設置位置を変更自在な反射
    光調整装置を介して反射鏡を配置し、 太陽電池アレイのモジュールの温度を検出する温度計
    と、この温度計の検出値に基づいて前記反射鏡調整装置
    を作動してモジュールへの反射光の光量を調整する反射
    光制御装置とを設けたことを特徴とする請求項１記載の
    太陽光発電用集光装置。
  3. 【請求項３】固定架台上に設置された太陽電池アレイの
    周囲近傍に追尾装置を設置し、 この追尾装置の追尾架台に、凹面鏡と、この凹面鏡の焦
    点位置近傍に配置されて凹面鏡からの反射光を反射する
    反射鏡と、凹面鏡からの反射光を反射して太陽電池アレ
    イに照射するように前記反射鏡の角度を調整自在な反射
    鏡調整装置とを配置し、 前記追尾装置および反射鏡調整装置を反射鏡からの反射
    光が太陽電池アレイのモジュールに常に照射されるよう
    に駆動制御するように構成したことを特徴とする太陽光
    発電用集光装置。
  4. 【請求項４】太陽電池アレイのモジュールの温度を検出
    する温度計と、この温度計の検出値に基づいて反射鏡調
    整装置を作動し受光面への反射光の光量を調整する反射
    光制御装置とを設けたことを特徴とする請求項３記載の
    太陽光発電用集光装置。
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