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太陽光採光システムとは
太陽光採光システムの位置付け
太陽光採光システムの定義
1) 採光システム方式・原理
2) 採光システムの用途
3) 省エネルギーについて
4) Q&A
5) 参考文献
 太陽光について
1) 太陽光と人工光
2) 光の単位
  (ルクス・ルーメン)
3) 太陽光と植物等
太陽光採光システムについて
1)太陽光採光システムの概要と特徴


太陽光採光システムとは、太陽光を採光するために太陽追尾装置によって駆動する採光部を備えたシステムです。本システムは、採光部とそれに付随する太陽追尾装置、伝送部、照射部から成り立っています。
1-1) 採 光 部
採光部には、反射鏡、プリズムまたはレンズのいずれかとその併用が使われます。
■ミラー方式   ■複合ミラー方式
●光の伝送は、空気中を通して直接行われ、長距離の照射も可能です。複数の曲面鏡を組み合せることで、見上げて目に入っても眩しくありません。屋外の公園や校庭などへの大規模採光に最適です。
■ダブルミラー方式
●本体ミラー(一次ミラー)が太陽を追尾して、標準装備の二次ミラーによって任意の場所に太陽光を採光します。光の伝送は空気中を通して直接行われ、比較的長距離の照射も可能です。日照がさえぎられるビル北側への採光に最適です。
●平面鏡や曲面鏡を用いて太陽光を反射し、必要に応じて二次反射鏡などを使って所定の場所に太陽光を送り込みます。光の伝送は空気中を通して直接行われます。比較的長距離の照射も可能だが、30m以内が望ましい。また、長距離になる場合は照射したい場所に正確に光を導く設置精度が施工のポイントになります。反射鏡の原理上、太陽高度が高いと鏡の反射面積が小さくなるので太陽高度が高い夏期や南中時の採光量は低下します。
■プリズム・ミラー併用方式   ■レンズ・光ファイバー方式
●全反射プリズムシートで入射した太陽光をシート面のプリズムで直下方向へ伝送し、水平方向の光は平面反射鏡によって直下に伝送する方式です。この方式は、反射鏡における太陽高度による採光量の変化が少なく、大容量の光量が伝送でき、しかも直線的な長・短距離照射のいずれも可能です。 ●凸レンズを使用し光を集光する。レンズは常に太陽に正対するように制御されるので太陽高度による伝送効率は変化しません。また、伝送路や伝送距離の制約がほとんどなく、設計の自由度が高いこともこの方式の特徴です。しかし、ケーブル長のコストを考慮して最短でケーブルを敷設することが重要です。
1-2) 太陽追尾装置
太陽の追尾には、光センサーによって太陽の位置を検出し駆動軸を制御するタイプと、設置場所の緯度・経度と時刻からコンピュータで太陽位置を算出するプログラム方式の二種類があります。またこの二つを併用し、常に太陽の位置を追尾して、雲の出現による追尾時間のロスを少なくする方式が多く採用されつつあります。どの方式も、日没後は自動的に翌日の日の出に備えて採光部の向きを変えるようになっているので、いったん設置すれば、操作不要になります。太陽光採光システムは、採光方式の違いはあるものの、全て太陽追尾装置を備えており、太陽の方位、高度を正確に捉えて太陽の位置にかかわりなく採光するシステムです。追尾のための採光部の駆動方法は、いずれの方式でも省エネルギー設計が進み、小型モーターを使用、AC100Vで数W程度の小さな電力で動き、また太陽電池駆動方式も商品化されています。
1-3) 伝 送 部
採光した太陽光は、空気中または光ファイバーケーブルなどの媒体中を伝送されます。空中伝送方式のものでは、採光部の断面積と同じ程度の断面積で遮断されない直線路が必要になります。光ファイバーケーブルを使用する方式では、伝送路は曲線でも良く、柱や梁に邪魔されることもありません。ケーブルが通る細い管路が確保できればよいです。しかしあらかじめ建物内部に配管する必要があるので、施工上、敷設経路の確保が必要です。
1-4) 照 射 部
採光された光を、レンズや拡散板を介することで、直線的な光を様々な配光の光に変化させることが可能です。トップライトと同様に屋根に取り付けるものでは、室内全体に光を拡散させる工夫をしているものもあります。光ファイバーの伝送によるものでは、照射部に任意の照明装置を取り付けることができ、部分的な照明や室内全体に拡散させることができます。


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