(54)【考案の名称】ソーラーシミュレーター及びこれに用いられる放熱ユニット

(73)【実用新案権者】樂利士實業股▲ふん▼有限公司

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図2

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、太陽電池の特性を測定するために、自然の太陽光に近い擬似太陽光を生成して例えば太陽電池に照射するソーラーシミュレーター及びこれに用いられる放熱ユニットに関する。

【従来の技術】

【0002】
太陽電池は、太陽光を直接電気エネルギーに変換するものであり、石油の燃焼などを必要としないため、クリーンなエネルギーとして需要が高まっており、大規模な発電設備や小型エレクトロニクス装置などの幅広い分野において利用されている。この太陽電池の性能評価には、擬似的な太陽光を人工的に発生させるソーラーシミュレーターが使用される。
【0003】
特許文献1には、図4に示されているように、設置空間910を画成した筐体状のランプハウス91内にランプ92が光源として取り付けられ、ランプハウス91の一端にファン93を、他端に通気口である排気口911を設けているランプユニット9がソーラーシミュレーターとして開示されている。ファン93を回転させると、ランプハウス91外の空気が該ファン93から吸気され、排気口911から排気される。これによりランプハウス91内は通気され、ランプ92に備えられた細長いバルブ921に風が当たり空冷される。
【0004】

【効果】

【0009】
第1の送風装置によって外部の空気がハウジング内に送られると共に、多くの空気が吸気口を経て導流パイプに送られる。取り入れられた多くの空気が導流パイプを通して排気口を介して筐体側に吐出されることができる。従って、多くの空気を筐体に取り入れることができ、アノード電極部の降温を効率的に行うことができる。また、排気口の口径は、入り口の口径以下であると、空気の流れを集中させることができる。従って、フロー通路における空気の、排気口を介して筐体内に送る流量を上げることができるので、アノード電極部を極めて効率よく降温させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本考案の一実施例によるソーラーシミュレーターの構成概念図である。
【図2】ハウジング及び放熱ユニットの概略構成の説明図である。
【図3】本考案の他の実施例によるソーラーシミュレーターの概略構成の説明図である。
【図4】従来のランプユニットの一例の概略構成の説明図である。

【0011】
以下、本考案の実施形態について説明する。
【0012】
(実施例1)
図1は、本考案の実施例1によるソーラーシミュレーターの構成を示している。図1に示されているように、ソーラーシミュレーターは、ハウジング1と、光源ユニット2(図2参照)と、放熱ユニット3と、を備えている。
【0013】
ハウジング1は、図2に示されているように、光源ユニット2を設置するための設置空間13を画成した囲い壁11と、囲い壁11に固定されており、光源ユニット2が取り付けられた取付壁14と、を有する。
【0014】
囲い壁11は、光を通過させる光取出し部113と、空気を取り入れるよう設置空間13に連通するように設けられた取り入れ口111と、設置空間13内の空気が勢いよく出る吹き出し口112と、を有し、取り入れ口111と吹き出し口112とは光取出し部113に対して互いに対向するように設けられている。
【0015】
なお、光取出し部113としては、この例では光源ユニット2の光を通過させると共にガイドして取り出すように形成された開口であるが、光をハウジング1の外に取り出すことができるものであればこれに限定されず、ガラスなどの透光性の材料からなる板体であってもよい。また、このソーラーシミュレーターは必ずしもハウジング1を設けることを要しない。
【0016】
光源ユニット2は、取付壁14を介して設置空間13内に配置されており、光取出し部113に照射するように、例えば放物面鏡などを用いる反射鏡21と、反射鏡21の焦点の近くに配置された光源22と、を有する。
【0017】
反射鏡21は、光源22から入射される光を出射する反射スペース210を画成した曲面状の反射面部211と、光源22から入射された光が反射面部211より反射されて光取出し部113に向かって出射されるように反射面部211の光取出し部113寄りの一端側に設けられた第1の開口212と、反射スペース210をおいて反射面部211の光取出し部113から離れて第1の開口212と反対側に設けられている第2の開口213と、を有し、第1の開口212は、その口径が第2の開口213よりも大であるように構成されている。
【0018】
光源22は、例えば、太陽放射に極めて類似したスペクトルを有する光が得られる例えばキセノンランプなどが使用されるアーク放電ランプであり、反射鏡21の光軸(図示せず)に略水平に細長く延伸されて形成されており、その長手方向の一端にアノード電極部222が第1の開口212よりも外方に突き出るように設けられ、その他端にカソード電極部223が第2の開口213よりも外方に突き出て取付壁14に設けられ、アノード電極部222及びカソード電極部223間に球状部221が発光部材として形成されており、反射鏡21の焦点付近に設けられている。光源22は、高い電圧がかかると、球状部221にてアーク放電し発光する。
【0019】
放熱ユニット3は、外部から空気を送り込むために作動するように設けられた第1の送風装置32と、ハウジング1内の空気を排気すべく作動するように吹き出し口112に設けられた第2の送風装置34と、ハウジング1内に空気を送り込むために作動するように取り入れ口111に設けられた第3の送風装置35と、を有する。また、放熱ユニット3には、第1の送風装置32によって送る空気をハウジング1内に導入するように第1の送風装置32と連結されて取り入れ口111を介してハウジング1内に延伸されている導流パイプ31と、アノード電極部222を取り囲む第1の空間330を画成した第1の筐体33と、カソード電極部223の一部を取り囲む第2の空間370を画成した第2の筐体37と、が設けられている。
【0020】
導流パイプ31は、例えば電気絶縁材料からなり、フロー通路310を画成した管体であり、第1の送風装置32側の吸気口311とハウジング1内の排気口312とを有する。なお、導流パイプ31は、少なくとも一部が取り入れ口111を介してハウジング1から突き出て延伸されるように設けられているが、これに限定されないことは言うまでもない。
【0021】
第1の筐体33には、換気孔として、導流パイプ31を通して排気口312から流出する空気を第1の空間330に取り入れるように導流パイプ31の排気口312に臨んで設けられた入り口331と、第1の空間330内の空気を設置空間13に排出するように入り口331から離れて設けられた出口332と、が形成されている。
【0022】
なお、この例では、排気口312の口径は入り口331の口径以下であり、第1の筐体33及び導流パイプ31間の間隔D3は2mm〜20mmであることが好ましい。そして、導流パイプ31は、その空気流量が1L/min以上であるように構成されることが好ましい。なお、この例では導流パイプ31の排気口312が入り口331の外側に臨むように設けられているが、これに限らないことはいうまでもない。例えば、導流パイプ31の一部が第1の筐体33内に延伸して設けられると、アノード電極部222の放熱効果はより一層良好になる。
【0023】
第1の筐体33は、図示しないが、第1の空間330及び設置空間13に連通する複数の換気孔が更に設けられると、アノード電極部222の温度上昇をより一層抑制することができる。
【0024】
第2の筐体37には、第2の空間370及び設置空間13に連通する換気孔371、371、・・・が設けられている。これによって、カソード電極部223の温度上昇をより一層抑制することができる。
【0025】
設置空間13の外の空気をろ過するフィルタユニット36がハウジング1の外部に設けられている。第1の送風装置32は、フィルタユニット36及び導流パイプ31の間に設けられている。第1の送風装置32によって吸い込まれた空気は、フィルタユニット36によってろ過され、吸気口311を介して導流パイプ31に送入される。なお、第1の送風装置32は、この例では、エアーブロワー321を1つ有し、ろ過装置36及びエアーブロワー321間を連結してなる第1の送風パイプ322と、エアーブロワー321及び導流パイプ31間を連結してなる第2の送風パイプ323と、を有する。
【0026】
第2の送風装置34及び第3の送風装置35は、一例としてファン装置が用いられる。なお、第1〜3の送風装置32、34、35及びフィルタユニット36の全ては当該技術分野で周知であり、本明細書で詳述する必要はない。
【0027】
以上のように構成されたソーラーシミュレーターの動作及び作用を以下で説明する。
【0028】
ソーラーシミュレーターが運転すると、第3の送風装置35によって外部の空気が取り入れ口111を通してハウジング1内に送られ、第2の送風装置34によってハウジング1内の空気が吹き出し口112から送出されることによってハウジング1内において換気が行われて光源22の温度上昇を抑制することができる。
【0029】
また、第1の送風装置32ではエアーブロワー321が運転すると、ろ過装置36によって塵埃などがろ過された空気が、エアーブロワー321に隣接した第1の送風パイプ322及び第2の送風パイプ323を通して吸気口311より導流管31内に送風される。そして、空気が排気口312から入り口331を介して第1の筐体33内に送られ、アノード電極部222にて熱変換が行われてその温度を下げる。次いで温度が高くなった空気が出口332からハウジング1内を経て外方へ流出する。
【0030】
排気口312の口径は、入り口331の口径以下であるため、空気の流れを集中させることができる。従って、フロー通路310における空気の、排気口312および入り口331を介して第1の筐体33内の第1の空間330に送る流量を上げることができるので、アノード電極部222を極めて効率よく降温させることができる。実験によると、従来のアノード電極部はその温度が316℃であるが、本考案にかかるアノード電極部222の温度は214℃である。言い換えれば、導流パイプ31はアノード電極部222に向かって集中して勢いよく気流を送ることができるので、効率的且つ有効的にアノード電極部222の温度を少なくとも100℃以上下げることができる。
【0031】
本考案に係るソーラーシミュレーターによれば、第2の送風装置34及び第3の送風装置35によってハウジング1内に空気を流れ込ませて光源22全体の温度を下げることができると共に、導流パイプ31によって第1の送風装置32からの空気が集中して流れるので、効率よく光源22のアノード電極部222を降温させることができる。従って、本考案に係るソーラーシミュレーターは優れた放熱効果を有し、アノード電極部222が過熱のために損壊して使用できなくなる問題点を解消することができ、光源22の使用寿命を長く延ばすことができる。
【0032】
(実施例2)
図3は、本考案の実施例2によるソーラーシミュレーターの概略構成を示している。なお、その構成は基本的に図1のソーラーシミュレーターと同様であるので、ここでは重複する部分の説明を省略する。
【0033】
放熱ユニット3は、外部から空気を送り込むために作動するように取り入れ口111に設けられた第1の送風装置32と、ハウジング1内の空気を排気すべく作動するように吹き出し口112に設けられた第2の送風装置34と、ハウジング1内にそこから突出せずに設置空間13に取り付けられた導流パイプ31と、アノード電極部222を取り囲むように設けられた第1の筐体33と、カソード電極部223の一部を取り囲むように設けられた第2の筐体37と、有する。なお、第1の送風装置32と第2の送風装置34とは、ファン装置である。
【0034】
導流パイプ31は、第1の筐体33に近接してフロー通路310を画成したストレート部分313と、ストレート部分313と繋がって第1の送風装置32に近接して設けられており第1の送風装置32に近づくほど径大になるラッパ状のテーパー部分314と、を有し、ストレート部分313は第1の筐体33側の排気口312を有し、テーパー部分314は第1の送風装置32側の吸気口311を有する。
【0035】
第1の筐体33及び第2の筐体37には、上記実施例と同様に換気孔が設けられている。
【0036】
以上のように構成されたソーラーシミュレーターの動作及び作用を以下に説明する。
【0037】
ソーラーシミュレーターが運転すると、第1の送風装置32によって外部の空気が取り入れ口111を通してハウジング1内に送られ、多くの空気が吸気口311を経てテーパー部分314内に送られる。ラッパ状のテーパー部分314によって多くの空気を取り入れることができると共にストレート部分313へ送ることができるので、取り入れられた多くの空気がストレート部分313を通して排気口312を介して第1の筐体33側に吐出されることができる。従って、多くの空気を第1の筐体33内に取り入れることができ、アノード電極部222の降温を効率的に行うことができる。
【0038】
以上のように、上記実施例1と同様な効果を得ることができる。
【0039】
上述のごとく、図面を参照してこの考案のいくつかの実施例を説明したが、本考案は、図示した実施例に限定されるものではない。本考案と同一の範囲内において、または均等の範囲内において、図示した実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0040】
本考案は、効果的に降温するソーラーシミュレーターに有用である。
【0041】
1 ハウジング
11 囲い壁
111 取り入れ口
112 吹き出し口
113 光取出し部
13 設置空間
14 取付壁
2 光源ユニット
21 反射鏡
210 反射スペース
211 反射面部
212 第1の開口
213 第2の開口
22 光源
221 球状部
222 アノード電極部
223 カソード電極部
3 放熱ユニット
31 導流パイプ
310 フロー通路
311 吸気口
312 排気口
313 ストレート部分
314 テーパー部分
32 第1の送風装置
321 エアーブロワー
322 第1の送風パイプ
323 第2の送風パイプ
33 第1の筐体
330 第1の空間
331 入り口
332 出口
34 第2の送風装置
35 第3の送風装置
36 フィルタユニット
37 第2の筐体
370 第2の空間
371 換気孔

(57)【要約】

【課題】アノード電極部の温度上昇を防ぎ、良好な放熱効果を有するソーラーシミュレーター及びそれに用いられる放熱ユニットを提供する。【解決手段】導流パイプ31はフロー通路310を画成し、第1の筐体33はアノード電極部222を取り囲む第1の空間330を画成するように構成されている。導流パイプ31は、第1の送風装置32側に設けられた吸気口311と、フロー通路310を介して吸気口311と連通されて第1の筐体33側に設けられた排気口312と、を有し、第1の筐体33には、排気口312の近くに設けられた入り口331と、入り口331から離れて設けられた出口332と、が形成され、排気口312の口径は入り口331の口径以下である。


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