屋内太陽光発電&給湯・採光システム                            2011/4/20追加

ビル内の事務所など太陽が当たる窓が有れば、太陽光発電採光が内装工事不要で簡単に構築できます。
そして、太陽電池は集光して発電するため効率(Si系PVにて変換効率20%以上予想)が高、太陽の方向に依らず高い発電効率を実現。
(集光率を高くすると太陽電池の冷却の必要性がありますが、冷却水は太陽熱温水器(熱効率30-50%予想)として40-50度の温水としてさらに利用可能です)
※Si系PVを集光型PVを採用すると30%以上の変換効率が想定できます。

さらに、太陽電池で吸収されなかった反射光を電灯と同様な光源(20-30%の利用率)として採光も同時利用されます。

これにより太陽光のエネルギーを無駄なく利用して、太陽光エネルギー最大利用効率80-90%
一般的な太陽電池又は太陽熱温水器を遙かに上回る効率を実現します。
(基本的に損失は鏡の反射効率90%を除くと、そのエネルギー殆どをカスケード利用することが出来るので驚異の利用率が実現できます)

しかもバーチカルヘリオスタットは量産すれば主要材料は鏡なのでパネル型太陽電池よりコストの低減も可能となります。
(太陽電池の使用量が1/20-1/50となり、直射光に比較して出力が20-50倍以上となります)


上図は一般的な窓にA4大の鏡を20枚設置し、屋内天井の固定位置に20倍集光するもを想定した小型ユニットで、
理論的には鏡の数は無限大まで拡大可能で、メガソーラー・テラソーラーの構築も可能です。

 上記量産時予想ユニット価格は20-30万円程度 最大電力出力は200W程度が見込まれ、
(小規模では温水の熱利用にはコストパフォーマンスが小さいため、採光と電力の複合利用率は40-50%の想定)
規模を拡大すればコストパフォーマンスはさらに上がります。

設置条件   日当たりの良い窓さえあれば設置可能です。
窓に合わせてバ-チカルヘリオスタットのデザインすることで、見た目重視または効率重視など様々に対応可能です。
照明シェード(太陽電池内蔵可)の設置も一カ所から複数箇所にて反射光が届く場所なら何処でも配置できます。
※WBSアナウンサーからデザインの悪さを指摘されていますので、デザイナーの意見を取り入れた方が良いと考えます

屋内電気照明を太陽光強度に合わせて調節すると、曇り等における照度変化を少なくすることが可能。

照明部とヘリオスタットは反射光の通り道を除いて、仕切りが可能で窓からの余計な入光を防止して快適な環境を作れます)

集光部の太陽電池は集光率により相当な温度となり発電効率が大きく低下しますので、冷却水利用による
強制冷却として加温された冷却は水はタンク等にて温水器利用できます。
(窓から入った太陽光は電気及び温水に利用された熱量は室温上昇を抑え、冷房の省エネになります)

夏場の熱線防止として窓ガラスに赤外反射フィルムを貼ると、熱成分の少ない照明となります。
(太陽電池は赤外成分が少なくなるため、アモルファス型の方が発電効率がアップするかも知れません)


そして低コストです

パッシブ光ダクト、採光窓と比較しても建物の工事が全く不要で、取りつけ取り外しも容易なので
賃貸事務所など建屋の造作が許されない条件でも設置が低コストにて可能となります。
※量産効果により大きくコスト変動があります

省エネ性
太陽光による照明電力の削減、温水器利用による電力の削減、太陽光発電と太陽光を無駄なく省エネに利用できます。
(夏場ブラインドしめて光を遮断しても、ブラインド自体が太陽光にて加熱されるため、窓からの熱はなかなか防げません)
また、太陽光発電による電力はバッテリーに充電してパソコンなど小型機器のDC電源として活用するとより効率的です。

※本案は2011年度のNEDOの開発補助金申請しましたが、不採用となりました。
不採用の理由が「機構の精度及び耐久性の不備」とのことで、3年以上の作動実績も、木をなぎ倒す程の台風でも機構の耐候性も実証しているとの
文言は全く無視し、おまけに本案は室内仕様であるのに、「窓の外」とご丁寧に付け添えてあった。
だいたい機構の幾何学モデルの説明しかしてないのに、精度や耐久性に言及することが不能であったにも拘わらず、全く文章が読まれていない。
通知に対して、あまりに不当である旨の返信はして置いたが、不当な審査であっても不採用は決定は変わらない。
複数の審査員で何を審査しているのか疑問が残った。(たぶん素人には難解な技術仕様は見ないんでしょうね)
------------以上  愚痴でした------------


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