[发明专利]太阳光聚光用菲涅耳透镜片及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及在使太阳光聚光到太阳能电池单元以谋求提高发电效率的太阳光发电设施中具有使来自太阳的直射光聚光的功能的太阳光聚光用的菲涅耳透镜片及其设计方法。

背景技术

聚光型太阳光发电装置是借助于聚光透镜使太阳光聚光到太阳能电池上使得发电的装置。太阳能电池只要具有能够接收由透镜聚光的光的面积即可，因此可以做成比透镜尺寸小很多的尺寸，减少在发电装置中尤其昂贵的太阳能电池的使用量，从而降低成本。另一方面，为了使用透镜，必须在直射光多(日照时间长)的地区使用。根据这一点，聚光型太阳光发电装置在日照时间长、有能够大面积化的广大土地的地区作为用于供电的用途日益普及。作为聚光型发电装置的装置例子，能够列举专利文献1等。

为了高效率地利用光，通常以光学用途被使用的透镜采用透明性高的丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂等。为了防止因紫外线等的影响导致透镜被染色以及树脂劣化等情况发生，通常在这些树脂中添加规定量的紫外线吸收剂。这些光学构件通常在室内被用作电视的屏幕或背照灯用的构件，直接照射的紫外线量低，添加的紫外线吸收剂浓度也低。又，如专利文献2所示，通过大量添加紫外线吸收剂，可提高树脂的耐光性，但会发生紫外线吸收剂造成着色现象，产生透射率下降等光学方面的问题以及着色变黄等外观方面的问题，还会产生成型性降低的问题，因此，通常一般尽量以低浓度进行添加。

但是，由于太阳光聚光透镜是在紫外线非常大量照射的环境而且需要20年以上这样的长期使用，由于这些理由，既需要如上述那样大量添加紫外线吸收剂，另一方面也要考虑到着色、劣化所产生的透射率下降的影响和对成型性带来的影响等，但现状是不清楚紫外线吸收剂的恰当量。

专利文献1：日本特开2006-343435号公报

专利文献2：日本特开平05-156113号公报实施例等

发明内容

寻求开发一种相比已有的光学用途，在紫外线超大量照射环境且为长期使用的条件下，具有透射率不下降且能够高效率聚光性能的透镜片。

上述问题可以通过以下所述的太阳光聚光用光学片的设计方法解决，该方法是在基材中包含紫外线吸收剂的太阳光聚光用光学片的设计方法，其特征在于，

在利用金属卤化物灯式耐候性试验(装置规格：JTM G 01：2000，日本试验机工业会)进行的加速劣化试验中，

经过T₁小时的照射时间试验后的400nm～1850nm波长区域的平均透射率的下降满足下述式(1)，即

τuv(0)+τuv(T₁)＞τ₀(0)+τ₀(T)  ……(1)，

并且决定基材中含有的紫外线吸收剂的量，使在所述波长区域中各波长的透射率从初始值下降10％以下，

其中，

T₁＝150×2.5×U₁/U₀

×{0.44×1n(W₁/W₀)+0.88}

×{(0.5×cos(α₁-23.4))+cos α₁}/{(0.5×cos(α₀-23.4))+cosα₀}  …(2)

U₁：使用太阳光聚光用光学片的环境下的平均日照时间

W₁：使用太阳光聚光用光学片的环境下的平均水蒸气量

α₁：使用太阳光聚光用光学片的场所的纬度

U₀：实际实施室外曝露试验的场所(日本宫古岛)的日照时间

W₀：实际实施室外曝露试验的场所(日本宫古岛)的平均水蒸气量

α₀：实际实施室外曝露试验的场所(日本宫古岛)的纬度

τuv(0)：本发明的太阳光聚光用光学片的耐候性试验前的400nm～1850nm波长区域的平均透射率

τuv(T₁)：本发明的太阳光聚光用光学片经耐候性试验T₁小时后的400nm～1850nm波长区域的平均透射率

τ₀(0)：除不含紫外线吸收剂外与本发明相同的太阳光聚光用光学片的耐候性试验前的400nm～1850nm波长区域的平均透射率