バーチカルへリオスタット(Vertical Heliostats) って何?
日本語にすると「垂直連動平面鏡集光装置」となります「集光」を「採光」と置き換えも出来ます。
もちろん、新造語なのでインターネットで検索しても見つかりません。

簡単に説明すると、3本のワイヤーで吊り下げた鏡の反射太陽光が一カ所に集まるようにして、
センサーで光の方向を検出して、いつも同じ所に光が集まる装置です。
下の写真で天井が白く光っているのが、光の集まったところで、ほぼ直視出来ません。
この装置は日の当たる窓の内側に吊すだけで太陽の方向を判断して定点に光を集めるように
自動的に作動します。難しい設置は不要で洗濯物を干す感覚で設置出来ます。


(撮影日時 2006/7/15 8:00)


↑の吊り下げ部にある2つの電動シリンダーで電線にぶら下がっているものが、CPUとモーターコントローラ
一番下の鏡に乗っけてるのがセンサー、そのとなりが太陽電池。(折りたたむとアタッシュケースに入る)
 消費電力は平均で5mW(電源LEDが点灯しているの変わらない程度)
鏡一枚の大きさはA4で0.06m2 この装置では今のところ7枚
集光部に太陽電池を置くとアチチになるので今のところ付けてはいません。
(将来的には電池パネルの反射光で採光、明暗センサーでくらなると発電電力で蛍光灯でも付けようかと)

↑は列で2カ所に焦点を分けた設定 奥が4倍 手前が3倍   等倍でも蛍光灯より明るい

↑は蛍光灯の上に7倍で焦点したもの もうカメラの許容範囲を超えている
天井は壁紙の白(ヤニ焼けしている)で乱反射するが、これぐらいの光強度で直視は出来ない。
(5倍以上にすると火事になる可能性も出てくるので、採光には安全上余り集めない方が良さそうである)
上記の光はガラス越しに反射させたもので、直接光の反射だと30%程度増加し、さらに鏡の面を清掃すれば
20%程度は増加する。(鏡の面には3-4ヶ月分の埃とヤニがコーティングされている。窓は正月以来拭いてない)

悪環境でも多少効率は落ちるものの、採光としては十分過ぎる明るさを確保できる。
また、曇っていても曇り空の明るいところを天井に反射するので、スポットは出来ないが、採光の機能は果たしている。
(太陽追尾センサーは太陽そのものでなく、光強度の一番強い方向に向く構造となっているため、ビルの反射光でも動作できる)

ここに太陽電池を置けばどど〜んと発電出来るではないか?
集光専用のフォトセルなら出来るが、普通の太陽電池では温度ばかり上がって保たないのである。
何らかの冷却手段+αを講じないと使えない(破壊される)ので安易には太陽電池が設置出来ない。
(これが原因で、用途を採光に的を絞って開発したのである)
このあたりうまくゆくと、オフィスで採光しながら発電してお茶を沸かす等、その辺のコジェネより効率の良いものとなるのだ。
しかも燃料はタダで、温暖化防止効果(抑制でなく)抜群である。
(採光の場合、光を光と利用するので屋根の電池パネルより数十倍〜数百倍効率が良くなる)
反射効率を加味してもA4鏡1枚分で蛍光灯40w一本分以上に相当する明るさがあるので
オフィスで5枚分採光して、年間電力292kw/hr(平均日照4時間として) 金額換算6千円/年の節約となる。
(仮に普通の太陽電池で発電すると同じ面積条件で年間電力17kw/hr その差17倍)
もし、太陽電池で発電して蛍光灯を点灯したら、その差は光変換効率5%としても 300倍以上の差となり
さらに、蛍光灯の熱をエアコンで必要も出てくるので、その総合効率は歴然としたものになる。



↓の写真は鏡を横にしたもので、半年以上野ざらしにしています。(↑よりは頑丈な作りとなります)
※鏡が浮いているのは超能力ではありません。

ベランダの手すりにワイヤーを張っているだけですが、台風に耐え、雪に耐え(10CM位積もったかな)
簡単な構造でありながら丈夫です。鏡面の汚れは雨が洗ってくれているようで光の反射に支障は無いようで
ノーメンテでベランダ、屋上その他 どこでも設置出来ます。
(屋上緑化より効果が有るはずです・・コストも安くなるはず)
※TV取材時には3年以上経過しており、鏡縁のプラスチックは紫外線によりボロボロになるも鏡(ガラス)部の保持には支障は出ていません。

久々の大雪であったので写真に撮っていおいた。
ミラー部には30cm以上の雪が積り、下部は雪に埋もれているが、構造にはこの程度雪は問題ない。



※なぜ緑化より効果があるか?・・・・
集めた光で発電または熱で直接吸収式ヒートポンプで冷房すれば、植物の光合成より遙かに高効率で
水をやったり、手入れをする必要もなく、建物の環境(耐荷重、湿度)に良いからです。




 基本的な技術は完成しましたので バーチカルへリオスタットを採光仕様として商品化予定。
価格は資産とならない価格で、事務所の窓側に設置して蛍光灯10本分ぐらいの省エネを計る予定。
(技術は特許出願中および審査中です)

2013/9/16 大型台風の強風にてミーラー落下 (原因は針金の錆による針金の痩せ)
針金(sus ALを除く)はサビでボロボロになっており、鏡も裏の塗膜が風化してただのガラス状態となってしまっているので
取り外した。構造強度はステンレス構造であれば10年以上は台風、大雪にも耐える事ができた。
構造の耐候性に於いては十分に検証出来たと思う。


剛性フレームにて構成したホリゾンタルヘリオスタットはこちら

また、量産製造販売にご協力いただける企業様ご連絡、メール願います。