全天候型太陽光集熱システム（理研No:23890）
発明者
大森整 （理研 大森素形材工学研究室）、東謙治（株式会社ダ・ビンチ ）
背景
太陽光を利用して発電する代表的なシステムにソーラーパネルがあります。その光電変換効率は20％前後ですが、天候によって発電量が左右される、蓄電装置のコストが高い、廃棄するときパネルに含まれる半導体の重金属類を分離回収する技術などの課題がありました。
技術の概要
理研の研究チームは、超精密加工機によりダイヤモンド加工を用いて、太陽光集光用の大型レンズ開発に適用しました。
効率良くエネルギーを蓄えるため、太陽光に由来する熱エネルギーに着目し、熱交換器経由で水を温めて蓄熱、その熱エネルギーを必要なときに取り出して発電や給湯ができる効率的な熱電併給システムを考案。フレネル集熱ユニットに、熱を利用して発電するロータリー熱エンジンを連結しています。フレネル集熱ユニットの垂直なレンズは、朝日などの水平光を収束して熱交換器の垂直面に照射します。太陽が南中して仰角が大きくなるに伴い、照射されるスポットは 下方向に移動して熱交換器の水平面に至り、やがて熱交換器の垂直面の裏側に移動して夕陽の光を回収します。
（文献情報）
- 特願2012-164388
利点
- 太陽光追尾装置や可動部を必要とせず、全方向から太陽光を回収できる
- 変動の大きい光熱エネルギーを水に蓄熱することで安定的に保存し、必要な時にいつでも使える
（2013年2月掲載）