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JP2003322419A - 住宅用電力発電システムの太陽光複合集束機 - Google Patents

住宅用電力発電システムの太陽光複合集束機

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JP2003322419A
JP2003322419A JP2002128588A JP2002128588A JP2003322419A JP 2003322419 A JP2003322419 A JP 2003322419A JP 2002128588 A JP2002128588 A JP 2002128588A JP 2002128588 A JP2002128588 A JP 2002128588A JP 2003322419 A JP2003322419 A JP 2003322419A
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JP
Japan
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concentrator
compound parabolic
cpc
parabolic concentrator
fresnel lens
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Pending
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JP2002128588A
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English (en)
Inventor
L C Chen Leon
エル． シー． チェン レオン
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力発電システムにおける太陽光複合集束機
を提供する。 【解決手段】 複合放物面集束機（ＣＰＣ）は、通常値
の５から１０倍に太陽光の強度を集束させるアクリル集
束フレネルレンズの下に搭載されている。集束された太
陽光は、ＣＰＣ収集機によって更に２０倍から５０倍に
集束される。強化された太陽光はＣＰＣの底部に集束さ
れる。ＣＰＣの高い反射性は、反射された光線の９８％
をＣＰＣの底部に入射させることができる。サーメット
コーティングがステンレス鋼製ヒートパイプ（熱交換
器）の上にスパッタされ、９６％の吸収率を可能にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＰＣ（複合放物
面集束機）と、熱交換器を備えたフレネルレンズを有す
る、住宅用の電力発電システムの太陽光複合放物面集束
機に関する。
【０００２】
【従来の技術】フレネルレンズを備えた太陽光集束機は
従来の技術に示されている。例えば、ＭｃＬｅａｎによ
る、Ｕ．Ｓ．Ｐ．５，９１５，３７６は、太陽熱収集装
置について述べている。この発明は複数のフレネルレン
ズから成る複数のガラスドームを有する。太陽熱収集装
置に収集される太陽放射は吸収プレートによって吸収さ
れ、従来の熱伝達手段によって遠隔貯蔵装置に送られ
る。簡単な放物面反射体を付け加えてもよい。
【０００３】Ｆｒａａｓ他によるＵ．Ｓ．Ｐ．５，５０
５，７８９は、改良された放射抵抗を得るために固体光
学２次装置を使用した、直線集束光電モジュールについ
て述べている。この発明は、各レンズの焦点の線に沿っ
て置かれた線状の光電レシーバーを備えた、線状のアー
チ型フレネルレンズの配列を有する。光学２次装置の形
は放物面でもよい。
【０００４】これらのシステムはフレネルレンズと、放
物面反射体と、熱収集装置の組み合わせについて明示す
るものである。しかし、本発明は、フレネルレンズと、
複合放物面反射体と、ヒートパイプ交換器を組み合わせ
るという点で異なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は電力発電シス
テムの太陽光複合集束機に関する。複合放物面集束機
（ＣＰＣ）は、通常値の５から１０倍に太陽光の強度を
集束させるアクリル集束フレネルレンズの下に搭載され
ている。集束された太陽光は、ＣＰＣ収集機によって更
に２０倍から５０倍に集束される。強化された太陽光は
ＣＰＣの底部に集束される。ＣＰＣの高い反射性は、反
射された光線の９８％をＣＰＣの底部に入射させること
ができる。サーメットコーティングがステンレス鋼製ヒ
ートパイプ（熱交換器）の上にスパッタされ、９６％の
吸収率を可能にする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図面を詳しく説明する
と、図１においては複合放物面集束機（ＣＰＣ）１４の
上に位置するフレネルレンズ１２を有する収集機構造１
０が示されている。フレネルレンズ１２は太陽光の強度
を通常の５から１０倍に集束させる。この集束させられ
た太陽光はＣＰＣ１４によって更に２０から５０倍に集
束される。この強化された太陽光は熱交換器１６が位置
するＣＰＣ１４の底部に集束される。流体１８が熱交換
器１６を通り、生じた太陽エネルギーにより熱せられ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】ＣＰＣ１４は反射面コーティング
といくつかの保護コーティング２０の層を含むグラスフ
ァイバーによって作られている。反射面塗装はアルミニ
ウム箔でも、複数の保護コーティングの層で覆われた、
クロムコーティングされた金属プレートでもよい。好ま
しくは、アルミニウムのコーティングは３ミルである。
【０００８】ＣＰＣ１４は複数の保護コーティング２０
の層で覆われた銀反射コーティングが施されたガラスの
鏡を備えた磁器物質によって作られることができる。Ｃ
ＰＣ１４を収集機構造に特殊な粘着材で搭載する際、磁
器パッドが使用される。保護コーティングは、高い温度
で稼動するときの熱損失と熱ストレスを低減させる。
【０００９】熱交換器１６はＣＰＣ１４の底部の次に位
置し、磁器とステンレス鋼の混合物であるサーメットコ
ーティングを含んでもよい。サーメットコーティングは
太陽放射の吸収率が９６％の、より高い熱伝達性を提供
する。熱交換器１６は、図４に示されているように、ハ
ニカムのメッシュワイヤーが張られた、断面の太陽光レ
シーバーとしてもよい。
【００１０】図２及び図３は、それぞれ、本発明による
太陽集束装置を側面、及び真上から見たものである。こ
の場合、太陽放射を収集し集束させるために、多数の集
束装置が使用されている。このシステムは、時速７０マ
イルまでの風に耐えるように設計されている。
【００１１】本発明のもう一つの実施形態においては、
光電セルが熱交換器１６に置き換えられることができ
る。ＣＰＣ１４の底部と光電セルの間隙には、光電セル
の過熱と焼損を防ぐために、冷却流体と温度センサー制
御装置が設けられる。これによって、電力発電の最適条
件でシステムが稼動することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による収集機システムの側面図である。
【図２】本発明による複合収集機の側面図である。
【図３】図２を上から見た図である。
【図４】収集システムのもう一つの実施形態である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 31/042 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｒ 31/052 Ｇ Ｆターム(参考） 2H042 DA02 DA03 DA12 DA13 DA16 DD06 DE03 5F051 BA03 JA13 JA14 JA18

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 住宅用電力発電システムの太陽光複合集
    束機において、 太陽光線を通常の強度の５から１０倍に集束させるフレ
    ネルレンズと、 前述の集束された太陽光線を更に２０から５０倍に集束
    させるために前述のフレネルレンズの下に底部面を持つ
    複合放物面集束機と、 前述の複合放物面集束機の底部側に位置する、集束機内
    の流体を熱するヒートパイプ熱交換器、 とを有することを特徴とする、太陽光複合集束機。
  2. 【請求項２】 前述の複合放物面集束機がファイバーグ
    ラスから作られることを特徴とする、請求項１に記載の
    装置。
  3. 【請求項３】 前述の複合放物面集束機が磁器によって
    作られていることを特徴とする、請求項１に記載の装
    置。
  4. 【請求項４】 前述の複合放物面集束機が反射コーティ
    ング面と保護コーティングとを有することを特徴とす
    る、請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前述の反射コーティング面がアルミニウ
    ムであることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前述の反射コーティング面が金属プレー
    トの上にクロムをめっきしたものであることを特徴とす
    る、請求項４に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前述のヒートパイプ熱交換器がサーメッ
    トコーティングを有することを特徴とする、請求項１に
    記載の装置。
  8. 【請求項８】 住宅用電力発電システムの太陽光複合集
    束機において、 太陽光線を集束し、光線を通常の強度の５から１０倍に
    集束させるためのフレネルレンズと、 底部面を有し、前述のフレネルレンズの下に位置する、
    前述の集束された光線を更に２０から５０倍に集束させ
    る、複合放物面集束機と、 前述の複合放物面集束機の底部面に位置し、その集束機
    内の流体の過熱を防ぐ光電セル、 とを、有することを特徴とする、太陽光複合集束機。
  9. 【請求項９】 複合放物面集束機がファイバーグラスで
    作られることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前述の複合放物面集束機が磁器で作ら
    れることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前述の複合放物面集束機が反射コーテ
    ィング面と保護コーティングとを有することを特徴とす
    る、請求項８に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前述の反射コーティングがアルミニウ
    ムであることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前述の反射コーティング面が金属プレ
    ートにクロムをめっきしたものであることを特徴とす
    る、請求項１１に記載の装置。
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