Holo-Windowの動作原理・設計指針

Holo Glass(ホログラス)の断面構造と採光動作原理

窓ガラスに差し込む太陽光をガラス内面に閉じ込める機能を持つHolo Glass(ホログラス)の断面構造と採光動作原理

Holo-Window の窓枠の下の部分には、太陽光発電を行うために、非常に微小な細長いリボ ン状の太陽電池セルが配置されています。また、Holo-Window の太陽光入射面の反対側の面(室内側)には、ホログラムが貼付けら れています。 このホログラムは、所望の仰角以上で入射した太陽光を、ホログラムの特性である角度選 択性と波長選択性により急角度に回折(反射)して、ガラス内部に光を採り込む機能を持たせます。 採り込まれた光は、ガラスの内面の全反射現象により、ガラス端面まで導光され、リボン状の太陽電池セルによって効率よく発電されます。

ホログラムの設計指針

ホログラムの設計指針

ホログラムは、図に示すように、θd を窓ガラス表面の全反射臨界角と同等もしくは それ以上とするために、反射型(ガラス内面においてθp からθd に回折角を増角)で作成 されます。 ホログラムからの反射回折光は、ガラスの内面反射の臨界角以上となるため、ガラスから外へ漏れ出す事は出来なくなり、ガラスの内部反射を繰り返し、最終的に、下方の太陽電 池セルへと導光されます。 異なる位置から採光された光も、同様に反射を繰り返しながら集められるため、窓ガラス 全体に差し込む光はガラスを伝搬する過程で濃縮され、光強度を高めて、太陽電池セルにほぼ垂直の入射角度で照射されることとなります。 このため、リボン状の微小な面積の太陽電池セルでありながら、発電量を飛躍的に向上させることが可能となると考えられます。