JP2000223730A - 太陽追尾式発電システム及びその運転方法 - Google Patents

太陽追尾式発電システム及びその運転方法

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JP2000223730A
JP2000223730A JP11027104A JP2710499A JP2000223730A JP 2000223730 A JP2000223730 A JP 2000223730A JP 11027104 A JP11027104 A JP 11027104A JP 2710499 A JP2710499 A JP 2710499A JP 2000223730 A JP2000223730 A JP 2000223730A
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Japan
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sun
power generation
tracking
generation system
generation unit
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Makoto Makino
誠 牧野
Masatoshi Shibata
匡利 柴田
Hiroyuki Aiba
裕之 相場
Mitsuhiro Sanuki
光洋 佐貫
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/20—Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

(57)【要約】 【課題】据え付け後の調整を簡単に行うことができ、し
かも高効率で発電を行うことができる太陽追尾式発電シ
ステム及びその運転方法を提供する。 【解決手段】太陽光を光電変換することにより電力を発
生する可動の発電ユニットを有する太陽追尾式発電シス
テムであって、発電ユニットを手動で動かすためのリモ
ートコントローラ２３と、太陽の方向を検出する太陽方
向検出手段２１と、発電ユニットがリモートコントロー
ラによって太陽の方向に向けられた状態から所定時間間
隔で太陽方向検出手段で検出された太陽の方向を表す太
陽方向データを順次記憶する追尾テーブル４１と、該追
尾テーブル４１に記憶された太陽方向データに従って発
電ユニットを動かしながら太陽を追尾する太陽追尾手段
１６、１７、１９、２２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽を追尾しなが
ら太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽追
尾式発電システム及びその運転方法に関し、特に太陽追
尾式発電システムを据え付けた後に太陽を追尾しながら
発電するといった発電運転を開始させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、太陽光発電システムとして、平板
式発電システムと太陽追尾式発電システムとが知られて
いる。平板式発電システムは、例えば家屋の屋根に平面
的に配列された太陽電池パネルから電力を取り出すよう
に構成されている。この平板式発電システムでは、光電
変換を行うためのソーラーセルは固定的に配置されてい
るので、太陽の方位及び仰角によっては太陽電池パネル
表面で全反射が発生するので太陽光の多くがロスされ
る。その結果、実質の有効発電時間が短いという欠点が
ある。
【０００３】一方、太陽追尾式発電システムは、上下左
右に回動可能なフレーム上に複数のソーラーセルが配置
された発電ユニットを備えている。この発電ユニット
は、太陽方向に応じてフレームが駆動されることによ
り、常に太陽に対向するように制御される。そして、発
電ユニットに含まれる各ソーラーセルで発生された直流
電力は積算されて外部に出力される。なお、集光式を採
用する太陽追尾式発電システムでは、各ソーラーセルに
対応させてレンズが設けられており、このレンズで集め
られた光がソーラーセルに照射される。
【０００４】この太陽追尾式発電システムでは、発電ユ
ニット、つまりソーラーセルに対して太陽光の入射角が
常にゼロ又はその近傍の値になるように制御されるの
で、太陽光が存在する限りは発電が行われる。このた
め、実質の有効発電時間が長くなるという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した太陽追尾式発
電システムでは、その据え付けが完了すると、先ず該太
陽追尾式発電システムを運転するために必要なパラメー
タの初期設定が行われる。このパラメータには、年月
日、時刻、太陽追尾式発電システムが設置されている緯
度及び経度、設置方位及び水準（水平）等が含まれる。
このパラメータの初期設定には、例えば、太陽追尾式発
電システムの一部として設けられた操作パネルが使用さ
れる。
【０００６】上述した全てのパラメータの初期設定が完
了すると、次いで、設定完了操作が行われる。即ち、例
えば操作パネルに設けられたスタートスイッチが押され
る。これにより太陽追尾式発電システムは追尾モードに
移行する。そして、この追尾モードでは、太陽を追尾し
ながら発電が行われる。
【０００７】このような従来の太陽追尾式発電システム
では、太陽を追尾するために、換言すれば発電ユニット
を太陽に向けるために、先に初期設定されたパラメータ
に基づく計算（以下、「太陽方向計算」と略する）によ
り太陽方向が検出される。そして、この検出された太陽
方向に発電ユニットが対向するようにアクチュエータに
よってフレームが駆動される。このような太陽方向計算
による太陽方向の検出及びフレームの駆動が時間の経過
に連れて繰り返されることにより太陽が追尾される。
【０００８】ところで、太陽方向計算によって正確な太
陽方向を算出するためには、緯度及び経度、設置方位、
水準（水平）といったパラメータを正確に入力しなけれ
ばならない。しかしながら、任意の地点（据え付け場
所）において正確なパラメータを入力することは、作業
者の熟練度にもよるが、必ずしも容易ではない。仮に入
力されたパラメータが正確でないと、これが追尾誤差と
なって現れる。その結果、予定した発電量が得られない
という事態が発生する。また、太陽追尾式発電システム
の据え付け誤差、例えば方位方向の誤差、仰角方向の誤
差等があると、これも追尾誤差となって現れる。なお、
太陽方向計算によって太陽方向を検出する方法には、仮
に正確なパラメータを入力できたとしても、緯度及び経
度はともかく、設置方位は地盤の変動によって長い間に
は変わってしまうという本質的な問題がある。
【０００９】このように、太陽方向計算により太陽方向
を検出する方法は不確定要素が大きく、その上、外部か
らの修正が困難な時計の累積誤差や、長い間には設置姿
勢の変化もあるので、太陽方向計算により太陽方向を検
出する方法は廉価なシステムには不適当である。更には
太陽方向計算を行うためには安価な例えば８ビット程度
のマイクロプロセッサでは負荷が大きすぎるという問題
もある。
【００１０】このような問題は、太陽方向計算によって
太陽方向を検出する代わりに、太陽センサによって太陽
方向を検出し、この検出結果に基づいて太陽を追尾する
ように構成することで解決できる。従来は太陽センサだ
けで太陽を追尾する太陽追尾式発電システムも開発され
ている。しかしながら、この太陽センサを用いた太陽追
尾式発電システムでは、曇天時や、雨天時には太陽を認
識することが困難であるという欠点を有する。
【００１１】本発明は、このような問題を解消するため
になされたものであり、その目的は、据え付け後の調整
を簡単に行うことができ、しかも高効率で発電を行うこ
とができる太陽追尾式発電システム及びその運転方法を
提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様に係
る太陽追尾式発電システムは、上記目的を達成するため
に、太陽光を光電変換することにより電力を発生する可
動の発電ユニットを有する太陽追尾式発電システムであ
って、前記発電ユニットを手動で動かすための操作装置
と、太陽の方向を検出する太陽方向検出手段と、前記発
電ユニットが前記操作装置によって太陽の方向に向けら
れた状態から所定時間間隔で前記太陽方向検出手段で検
出された太陽の方向を表す太陽方向データを順次記憶す
る太陽方向データ記憶手段と、該太陽方向データ記憶手
段に記憶された太陽方向データに従って前記発電ユニッ
トを動かしながら太陽を追尾する太陽追尾手段、とを備
えている。
【００１３】この太陽追尾式発電システムにおいては、
前記操作装置は、当該太陽追尾式発電システムから切り
離し可能に構成できる。太陽追尾式発電システムの据え
付け直後は、太陽方向データ記憶手段はエンプティであ
る。そこで、手動で発電ユニットを太陽方向検出手段の
検出可能範囲に向け、その後、この太陽方向検出手段で
太陽方向を検出しながら太陽方向データを収集して太陽
方向データ記憶手段に記憶する。従って、一旦、太陽方
向データ記憶手段に太陽方向データが記憶されてしまえ
ば、以後は、太陽追尾手段はこの太陽方向データ記憶手
段の内容を参照しながら太陽を追尾できるので操作装置
は必要である。そこで、太陽追尾式発電システムから操
作装置を切り離し可能に構成することにより、太陽追尾
式発電システムのコストを低くすることができる。
【００１４】また、前記太陽方向検出手段は、太陽の方
向を検出する太陽センサで構成できる。この場合、太陽
センサで検出された太陽の方向を表す太陽方向データが
順次太陽方向データ記憶手段に記憶される。また、前記
太陽方向検出手段は、前記発電ユニットから出力される
電力が最大になる前記発電ユニットの方向を検出する最
大電力方向検出手段、を備え、該最大電力方向検出手段
で検出された方向を太陽の方向とするように構成でき
る。この場合、最大発電量が得られる方向が太陽方向デ
ータとして太陽方向データ記憶手段に記憶されるので、
最高効率で発電を行う太陽追尾式発電システムを提供で
きる。
【００１５】更に、この太陽追尾式発電システムは、前
記太陽追尾手段で追尾される太陽の軌跡を検出する軌跡
検出手段と、該軌跡検出手段で検出された軌跡を表す追
尾軌跡データに基づいて前記太陽方向データ記憶手段に
記憶されている太陽方向データを補正する補正手段、と
を更に備えて構成できる。この構成によれば、太陽方向
データ記憶手段に記憶されている太陽方向データが順次
更新されるので、日毎に異なる太陽の軌跡を正確に追尾
することができる。
【００１６】以上のように、この太陽追尾式発電システ
ムによれば、ユーザが操作装置を用いて発電ユニットを
太陽の方向に向けるという操作だけで、発電方向データ
が自動的に得られるので、緯度及び経度、設置方位及び
水準（水平）等といったデータを入力する必要がない。
その結果、据え付け後に初期設定すべきパラメータの数
が減るので、据え付け後の調整を簡単に行うことができ
る。また、太陽方向データ記憶手段に太陽方向データが
記憶された後は、その太陽方向データに従って追尾が行
われるので、高効率で発電を行うことができる。
【００１７】本発明の第２の態様に係る太陽追尾式発電
システムの運転方法は、上記と同様の目的で、太陽光を
光電変換することにより電力を発生する可動の発電ユニ
ットを有する太陽追尾式発電システムの運転方法であっ
て、前記発電ユニットを手動で太陽の方向に向け、前記
発電ユニットが太陽の方向に向けられた状態から所定時
間間隔で太陽の方向を検出し、該検出された太陽の方向
を表す太陽方向データを順次記憶し、該記憶された太陽
方向データに従って前記発電ユニットを動かしながら太
陽を追尾するように構成されている。
【００１８】この場合、前記太陽の方向を検出するステ
ップは、太陽センサからの信号に基づいて太陽の方向を
検出するように構成できる。また、前記太陽の方向を検
出するステップは、前記発電ユニットから出力される電
力が最大になる前記発電ユニットの方向を検出して太陽
の方向とするように構成できる。
【００１９】更に、本発明の太陽追尾式発電システムの
運転方法は、前記太陽追尾手段で追尾される太陽の軌跡
を検出し、該検出された軌跡を表す追尾軌跡データに基
づいて前記記憶されている太陽方向データを補正するス
テップを更に備えて構成できる。
【００２０】なお、本発明の第１の態様に係る太陽追尾
式発電システムにおいては、前記太陽方向検出手段は、
当該太陽追尾式発電システムに設定されたパラメータに
基づく計算により太陽の方向を検出し、前記太陽方向デ
ータ記憶手段は、該太陽方向検出手段で検出された太陽
の方向と実測された太陽の方向との差を補正値として記
憶するように構成できる。
【００２１】また、本発明の第２の態様に係る太陽追尾
式発電システムの運転方法においては、前記太陽の方向
を検出するステップは、当該太陽追尾式発電システムに
設定されたパラメータに基づく計算により太陽の方向を
検出し、前記太陽方向データを記憶するステップは、該
検出された太陽の方向と実測された太陽の方向との差を
補正値として記憶するように構成できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
係る太陽追尾式発電システムは、図１に示すように、支
柱１０に回動自在に支持されたフレーム１１に複数の発
電モジュール１２から成る発電ユニット１３が取り付け
られて構成されている。各発電モジュール１２は、それ
ぞれがレンズを備えた複数のソーラーセルで構成されて
おり、レンズで集められた光がソーラーセルに照射され
ることにより発生された直流電力は積算されてこの発電
モジュール１２の外部に出力される。
【００２４】この太陽追尾式発電システムでは、各発電
モジュール１２は、図示は省略するが、電気的に直列に
接続されている。従って、各発電モジュール１２からの
直流電力は積算され、発電ユニット１３の発生電力とし
て導線１４を介してインバータ１５に供給される。イン
バータ１５は、入力された直流電力を交流電力に変換す
る。このインバータ１５から出力される交流電力が消費
に供される。
【００２５】支柱１０の下端部には、フレーム１１全体
を方位角方向に回動させるためのアジマスアクチュエー
タ１７が設けられている。このアジマスアクチュエータ
１７はモータ１８によって駆動される。また、支柱１０
の上端部には、フレーム１１全体を仰角方向に回動させ
るためのリニアアクチュエータ１９が設けられている。
このリニアアクチュエータ１９はモータ２０によって駆
動される。モータ１８及び２０は、回転方向及び回転量
を制御可能な例えばステッピングモータで構成されてい
る。
【００２６】また、フレーム１１の所定部位には、太陽
の方向を検出するための太陽センサ２１が設けられてい
る。この太陽センサ２１は、該太陽センサ２１が太陽に
垂直に対向している時にオンになる太陽センサ信号を出
力する。この太陽センサ２１からの太陽センサ信号は、
制御装置１６に供給される。
【００２７】制御装置１６は、例えばマイクロプロセッ
サで構成されている。この制御装置１６は、太陽センサ
２１からの信号に基づいてアジマスアクチュエータ１７
及びリニアアクチュエータ１９を作動させるための追尾
制御信号を生成する。この追尾制御信号は、例えばステ
ッピングモータを回転させるためのパルス列信号で構成
されており、モータドライバ２２を介してモータ１８及
びモータ２０に供給される。モータ１８及び２０は、こ
の追尾制御信号で指定された方向に指定された量だけ回
転することによりフレーム１１に取り付けられた発電ユ
ニット１３を動かす。これにより、発電ユニット１３の
受光面が常に太陽に垂直に対向するように、つまり太陽
を追尾するように制御される。本発明の太陽追尾手段
は、この制御装置１６によってモータドライバ２２を介
して制御されるアジマスアクチュエータ１７及びリニア
アクチュエータ１９で構成されている。
【００２８】この制御装置１６には、例えばリードオン
リメモリ（ＲＯＭ）で構成されたプログラムメモリ４０
及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）で構成されたワ
ークメモリ４１が接続されている。プログラムメモリ４
０には、この制御装置１６を動作させるための制御プロ
グラム、固定データ等が記憶されている。
【００２９】ワークメモリ４１は、制御装置１６が処理
を行う際のテンポラリのメモリとして使用される。この
ワークメモリ４１には、太陽方向データを記憶するため
の追尾テーブルが形成される。この追尾テーブルは、本
発明の太陽方向データ記憶手段に対応し、その一例を図
２に示す。この追尾テーブルには、データ番号が付され
た複数の太陽方向データ（図２に示した例では３２個）
が記憶されるようになっている。このワークメモリ４１
には、発電ユニット１３の現在の方向を記憶するための
現在仰角レジスタ及び現在方位角レジスタが設けられて
いる。
【００３０】各太陽方向データは、水平座標における太
陽の角度（度）、即ち太陽の方位角を表すデータと垂直
座標における太陽の角度（度）、即ち太陽の仰角を表す
データとで構成されている。この場合、方位角は、図３
に示すように、発電ユニット１３の背面を０゜とし、そ
こから時計周りに左側面が９０゜、正面が１８０゜、右
側面が２７０゜と定義されている。また、仰角は、水平
面が０゜、垂直面が９０゜と定義されている。
【００３１】この制御装置１６には、更に、ケーブルに
よってリモートコントローラ２３が着脱可能になってい
る。このリモートコントローラ２３は、本発明の操作装
置に対応する。このリモートコントローラ２３は、太陽
追尾式発電システムが据え付けられた後に制御装置１６
に取り付けられ、発電ユニット１３をマニュアルで太陽
に向けたり、年月日、時刻、太陽追尾式発電システムが
設置されている緯度及び経度といったパラメータを入力
するために使用される。このリモートコントローラ２３
は、この太陽追尾式発電システムが追尾運転に入った後
には取り外される。
【００３２】リモートコントローラ２３は、例えば図４
に示すように、マニュアルスイッチ５０、方向制御スイ
ッチ５１、キーボード５６及びディスプレイ装置６０か
ら構成されている。マニュアルスイッチ５０は、太陽追
尾式発電システムの動作モードを切り換えるために使用
される。即ち、このマニュアルスイッチ５０が押される
度にマニュアルモードとオートモードとが切り換えられ
る。ここで、マニュアルモードは初期設定モードとも呼
ぶ。また、オートモードには、太陽方向データを収集す
る動作が行われる学習モードと太陽を追尾する動作が行
われる追尾モードとが含まれる。このマニュアルスイッ
チ５０でマニュアルモード、つまり初期設定モードにさ
れることにより、方向制御スイッチ５１及びキーボード
５６が有効になり、発電ユニット１３を作動させたりパ
ラメータをセットすることが可能になる。
【００３３】方向制御スイッチ５１は、アップスイッチ
５２、ダウンスイッチ５３、レフトスイッチ５４及びラ
イトスイッチ５５から構成されている。これらアップス
イッチ５２、ダウンスイッチ５３、レフトスイッチ５４
及びライトスイッチ５５の何れかが押されると、発電ユ
ニット１３は、押されたスイッチに対応する方向に回動
する。キーボード５６は、数字キー、文字キー等から構
成されており、パラメータを入力するために使用され
る。また、ディスプレイ装置６０は、例えばＬＣＤで構
成されており、各種メッセージを表示する。
【００３４】なお、この実施の形態１では、制御装置１
６に着脱可能なリモートコントローラ２３を用いて発電
ユニット１３を動かしたりパラメータをセットするよう
に構成したが、上述したリモートコントローラ２３と同
等の機能を有する操作パネルを制御装置１６に組み込ん
でもよい。また、制御装置１６とリモートコントローラ
２３とはケーブルで接続するように構成したが、これら
の間を例えば赤外線通信或いは電波による通信により接
続するように構成してもよい。
【００３５】次に、上記の構成において、実施の形態１
に係る太陽追尾式発電システムの動作を、図５〜図８に
示したフローチャートを参照しながら説明する。
【００３６】太陽追尾式発電システムの据え付けが完了
すると、先ずリモートコントローラ２３が接続される。
そして、このリモートコントローラ２３のマニュアルス
イッチ５０が操作されることにより、太陽追尾式発電シ
ステムは初期設定モードにされる。これにより、図５の
メイン処理に示すように、太陽追尾式発電システムでは
初期処理が行われる（ステップＳ１０）。この初期処理
では、詳細は後述するが、パラメータの初期設定及びマ
ニュアルで発電ユニット１３を太陽に向けるための処理
が行われる。この初期処理が完了すると、太陽追尾式発
電システムは、リモートコントローラ２３のマニュアル
スイッチ５０が操作されることによりオートモードにさ
れ、その後、このリモートコントローラ２３は取り外さ
れる。
【００３７】この初期処理が完了すると、太陽追尾式発
電システムは学習モードに移行し、太陽方向データ収集
処理が行われる（ステップＳ１１）。この太陽方向デー
タ収集処理では、詳細は後述するが、太陽センサ２１で
太陽の方向を検出し、検出結果を図２に示した追尾テー
ブルに格納する処理が行われる。この太陽方向データ収
集処理は、太陽追尾式発電システムが据え付けられた後
に１回だけ終日をかけて実行される。
【００３８】この太陽方向データ収集処理が完了する
と、次いで、太陽追尾式発電システムは、追尾モードに
移行され、追尾制御処理が行われる（ステップＳ１
２）。この追尾制御処理では、詳細は後述するが、追尾
テーブルの内容に従って発電ユニット１３を動かす処理
が行われる。以後、太陽追尾式発電システムは太陽を追
尾しながら発電を行うといった追尾運転を日々繰り返し
行う。
【００３９】次に、上記ステップＳ１０で行われる初期
処理の詳細を図６に示したフローチャートを参照しなが
ら説明する。発電ユニット１３は、原点（仰角及び方位
角が共に０゜の方向）に設定されており、現在仰角レジ
スタ及び現在方位角レジスタの内容は何れもゼロにクリ
アされているものとする。
【００４０】この初期処理では、先ず、マニュアルモー
ドにされているかどうかが調べられる（ステップＳ２
０）。これは、リモートコントローラ２３のマニュアル
スイッチ５０の押下の有無を調べることにより行われ
る。ここで、マニュアルモードにされていないことが判
断されると、このステップＳ２０を繰り返し実行しなが
らウエイトする。
【００４１】このウエイト状態で、マニュアルスイッチ
５０が操作されることによってマニュアルモードにされ
たことが判断されると、次いで、方向制御スイッチ５１
がオンにされたかどうかが調べられる（ステップＳ２
１）。より具体的には、アップスイッチ５２、ダウンス
イッチ５３、レフトスイッチ５４及びライトスイッチ５
５の何れかがオンにされたかどうかが調べられる。
【００４２】ここで、これらのスイッチの何れかがオン
にされたことが判断されると、オンにされたスイッチに
対応する追尾制御信号が生成される（ステップＳ２
２）。具体的には、アップスイッチ５２がオンにされた
ことが判断された場合は、現在仰角レジスタの内容に
０．１が加えられると共に発電ユニット１３の仰角を
０．１゜だけ増加させるための追尾制御信号が生成さ
れ、ダウンスイッチ５３がオンにされたことが判断され
た場合は、現在仰角レジスタの内容から０．１が減じら
れると共に発電ユニット１３の仰角を０．１゜だけ減少
させるための追尾制御信号が生成される。これらアップ
スイッチ５２及びダウンスイッチ５３の操作に応じて生
成される追尾制御信号を、特に「仰角追尾制御信号」と
いう。
【００４３】同様に、レフトスイッチ５４がオンにされ
たことが判断された場合は、現在方位角レジスタの内容
から０．１が減じられると共に発電ユニット１３の方位
角を０．１゜だけ減少させるための追尾制御信号が生成
され、ライトスイッチ５５がオンにされたことが判断さ
れた場合は、現在方位角レジスタの内容に０．１が加え
られると共に発電ユニット１３の方位角を０．１゜だけ
増加させるための追尾制御信号が生成される。これらレ
フトスイッチ５４及びライトスイッチ５５の操作に応じ
て生成される追尾制御信号を特に「方位角追尾制御信
号」という。
【００４４】次いで、アクチュエータが駆動される（ス
テップＳ２３）。即ち、上記ステップＳ２２で仰角追尾
制御信号が生成された場合は、この仰角追尾制御信号
は、モータドライバ２２を介してリニアアクチュエータ
１９に供給される。一方、方位角制御信号が生成された
場合は、この方位角制御信号は、モータドライバ２２を
介してアジマスアクチュエータ１７に供給される。その
後、シーケンスはステップＳ２１に戻り、以下同様の処
理が繰り返される。
【００４５】以上の処理により、アップスイッチ５２が
押され続けると、発電ユニット１３は仰角が増加する方
向に０．１゜ずつ回動すると共に現在仰角レジスタの内
容が０．１ずつ増加し、ダウンスイッチ５３が押され続
けると、発電ユニット１３は仰角が減少する方向に０．
１゜ずつ回動すると共に現在仰角レジスタの内容が０．
１ずつ減少する。また、レフトスイッチ５４が押され続
けると、発電ユニット１３は方位角が減少する方向に
０．１゜ずつ回動すると共に現在方位角レジスタの内容
が０．１ずつ減少し、ライトスイッチ５５が押され続け
ると、発電ユニット１３は方位角が増加する方向に０．
１゜ずつ回動すると共に現在方位角レジスタの内容が
０．１ずつ増加する。従って、ユーザは、アップスイッ
チ５２、ダウンスイッチ５３、レフトスイッチ５４及び
ライトスイッチ５５を適宜操作することにより、発電ユ
ニット１３を太陽に向けることができる。また、方向制
御スイッチ５１の押下が停止された時点の発電ユニット
１３の仰角及び方位角はそれぞれ現在仰角レジスタ及び
現在方位角レジスタに残される。
【００４６】上記ステップＳ２１で、方向制御スイッチ
５１がオンにされていないことが判断されると、次い
で、キーボード５６が操作されたかどうかが調べられる
（ステップＳ２４）。ここで、キーボード５６が操作さ
れたことが判断されると、パラメータ設定処理が行われ
る（ステップＳ２５）。即ち、キーボード５６から年月
日、時刻等が入力されると、入力されたデータがワーク
メモリ４１の所定領域に格納される。その後、シーケン
スはステップＳ２１に戻る。
【００４７】上記ステップＳ２４でキーボードの操作が
なかったことが判断された場合は、次いで、マニュアル
スイッチ５０によってオートモードにされたかどうかが
調べられる（ステップＳ２６）。ここで、オートモード
にされていないことが判断されると、シーケンスはステ
ップＳ２１に戻る。一方、オートモードにされたことが
判断されると、初期処理を終了して太陽方向データ収集
処理に移る。
【００４８】次に、上記ステップＳ１１で行われる太陽
方向データ収集処理の詳細を図７に示したフローチャー
トを参照しながら説明する。なお、この太陽方向データ
収集処理に入る時は、発電ユニット１３は、リモートコ
ントローラ２３を用いて略太陽方向に向けられているも
のとする。
【００４９】この太陽方向データ収集処理では、先ず太
陽方向検出処理が行われる（ステップＳ３０）。この太
陽方向検出処理では、先ず太陽センサ２１からの太陽セ
ンサ信号がオンであるかどうかが調べられる。そして、
オンでないことが判断されると、アジマスアクチュエー
タ１７及び／又はリニアアクチュエータ１９を駆動する
ことにより発電ユニット１３を上、下、左又は右に回動
させ、太陽センサ２１からの太陽センサ信号がオンにな
る位置が検索される。この際、発電ユニット１３が回動
される毎に、現在仰角レジスタ及び現在方位角レジスタ
の内容も更新される。
【００５０】次いで、仰角が追尾テーブルに格納される
（ステップＳ３１）。即ち、現在仰角レジスタの内容が
追尾テーブルの水平座標欄に格納される。次いで、方位
角が追尾テーブルに格納される（ステップＳ３２）。即
ち、現在方位角レジスタの内容が追尾テーブルの垂直座
標欄に格納される。これにより、１つの太陽方向データ
の収集が完了する。
【００５１】次いで、太陽方向のデータ収集が完了した
かどうかが調べられる（ステップＳ３３）。これは、例
えば予め予定した回数（図２に示した追尾テーブルが採
用される場合は３２回）だけ太陽方向データが追尾テー
ブルに格納されたかどうかを調べることにより行われ
る。ここで、太陽方向データの収集が完了していないこ
とが判断されると、次いで、前回の処理から所定時間が
経過したかどうかが調べられる（ステップＳ３４）。こ
こで、所定時間が経過していないことが判断されると、
該所定時間が経過するまでこのステップＳ３５を繰り返
し実行しながらウエイトする。そして、所定時間が経過
したことが判断されると、シーケンスはステップＳ３０
に戻り、再度同様の処理が繰り返される。これにより、
所定時間毎に太陽方向データが取得され、追尾テーブル
に格納されることになる。
【００５２】上記ステップＳ３４でデータ収集が完了し
たことが判断されると、追尾テーブルに全ての太陽方向
データが揃ったことが認識され、この太陽方向データ収
集処理は終了し、追尾制御処理に移る。
【００５３】次に、上記ステップＳ１２で行われる追尾
制御処理の詳細を図８に示したフローチャートを参照し
ながら説明する。
【００５４】追尾制御処理では、先ず、追尾テーブルか
ら最初の太陽方向データが読み出される（ステップＳ４
０）。次いで、読み出された太陽方向データが、日時に
応じて補正される（ステップＳ４１）。即ち、太陽の軌
跡は日毎に異なるにも拘わらず追尾テーブルに格納され
ている太陽方向データは前日の太陽の方向を表すデータ
である。従って、今日の正しい太陽の方向を算出するた
めに、追尾テーブルの内容が日時に応じて補正される。
【００５５】次いで、ステップＳ４１で得られた補正後
の太陽方向データに基づいてアクチュエータが駆動され
る（ステップＳ４２）。即ち、補正後の太陽方向データ
で指定される仰角及び方位角方向に発電ユニット１３を
向けるための仰角追尾制御信号及び方位角追尾制御信号
が生成され、それぞれリニアアクチュエータ１９及びア
ジマスアクチュエータ１７に供給される。これにより、
発電ユニット１３は太陽に対向するように回動される。
【００５６】次いで、上記ステップＳ４１で得られた補
正後の太陽方向データが追尾テーブルに格納される。こ
れにより、太陽方向データが最新のデータに更新され
る。次いで、追尾終了であるかどうかが調べられる（ス
テップＳ４４）。これは、例えば予め予定した回数（図
２に示した追尾テーブルが採用される場合は３２回）だ
け発電ユニット１３を回動させたかどうかを調べること
により行われる。ここで、追尾終了でないことが判断さ
れると、次いで、前回の処理から所定時間が経過したか
どうかが調べられる（ステップＳ４５）。ここで、所定
時間が経過していないことが判断されると、該所定時間
が経過するまでこのステップＳ４５を繰り返し実行しな
がらウエイトする。そして、所定時間が経過したことが
判断されると、シーケンスはステップＳ４０に戻り、再
度同様の処理が繰り返される。これにより、所定時間毎
に発電ユニット１３が太陽に対向するように回動され、
高効率で発電が行われる。
【００５７】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２に係る太陽追尾式発電システムを説明する。この実
施の形態２では、太陽センサを使用して太陽の方向を検
出する代わりに、最大発電量方向が検出されて太陽の方
向と擬制される。
【００５８】本発明の実施の形態２に係る太陽追尾式発
電システムの構成を図９に示す。この太陽追尾式発電シ
ステムは、実施の形態１に係る太陽追尾式発電システム
から太陽センサ２１が除去され、電圧計３０及び電流計
３１が追加されることにより構成されている。電圧計３
０及び電流計３１は、発電ユニット１３からインバータ
１５に導かれる導線１４の途中に設けられている。この
電圧計３０で検出された電圧値及び電流計３１で検出さ
れた電流値は、それぞれ制御装置１６に供給される。
【００５９】次に、上記の構成において、実施の形態２
に係る太陽追尾式発電システムの動作を、フローチャー
トを参照しながら説明する。なお、メイン処理（図
５）、初期処理（図６）及び追尾制御処理（図８）は、
実施の形態１と同じである。
【００６０】この実施の形態２に係る太陽追尾式発電シ
ステムにおいて、上記ステップＳ１１で行われる太陽方
向データ収集処理の詳細を図１０のフローチャートに示
す。なお、実施の形態１の太陽方向データ収集処理と同
じステップには同一の符号を付して説明は省略する。
【００６１】この太陽方向データ収集処理では、先ず最
大発電量方向検出処理が実行される（ステップＳ５
０）。この最大発電量方向検出処理では、先ず電圧計３
０で検出された電圧値及び電流計３１で検出された電流
値が取り込まれる。そして、これら電圧値及び電流値が
乗算されることにより電力値が算出される。次いで、ア
ジマスアクチュエータ１７及び／又はリニアアクチュエ
ータ１９を駆動することにより発電ユニット１３を上、
下、左又は右に回動させ、電力値が最大になる位置が検
索される。この際、発電ユニット１３が回動される毎
に、現在仰角レジスタ及び現在方位角レジスタの内容も
更新される。そして、電力値が最大値になる方向、つま
り最大発電量方向が太陽の方向と擬制される。
【００６２】この最大発電量方向検出処理が完了する
と、以下、実施の形態１で説明したと同様の処理によ
り、太陽方向データが追尾テーブルに収集される。
【００６３】上述した実施の形態１によれば、太陽追尾
式発電システムに、例えば部品の誤差、組立時に発生す
る誤差、設置時に発生する誤差といった種々の構造的誤
差が存在すると、太陽センサで検出された太陽の方向が
最大発電量が得られる方向からずれてしまう場合があ
る。この場合、太陽センサからの信号に基づいて作成さ
れた太陽方向データ従って太陽を追尾すると、最高効率
で発電を行うことができない。
【００６４】これに対し、この実施の形態２の太陽方向
データ収集処理によれば、実際に発電量が最大となる方
向を太陽の方向と擬制することにより太陽方向データを
作成しているので、この作成された太陽方向データ従っ
て太陽を追尾すると、最高効率で発電を行うことができ
る。
【００６５】なお、上記実施の形態１及び２では太陽方
向検出手段として、太陽センサ又は電圧計及び電流計に
よる最大電力方向検出手段を用いて太陽方向を検出する
ように構成したが、パラメータを正確に設定できる場合
は、該パラメータに基づく太陽方向計算により太陽の方
向を検出するように構成できる。この場合、追尾テーブ
ルは、該検出された太陽の方向と実測された太陽の方向
との差を補正値として記憶しておき、追尾モードでは、
太陽方向計算により計算された太陽方向データをこの補
正値で補正しながら太陽を追尾するように構成できる。
【００６６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
据え付け後の調整を簡単に行うことができ、しかも高効
率で発電を行うことができる太陽追尾式発電システム及
びその運転方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽追尾式発電シ
ステムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１及び２で使用される追尾
テーブルの構成を示す図である。
【図３】図２に示した追尾テーブルに格納される太陽方
向データの定義を説明するための図である。
【図４】本発電の実施の形態１及び２に係る太陽追尾式
発電システムで使用されるリモートコントローラの一例
を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１及び２で使用されるメイ
ン処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１で使用される初期処理の
詳細を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１及び２で使用される太陽
方向データ収集処理を詳細に示すフローチャートであ
る。
【図８】本発明の実施の形態１及び２で使用される追尾
制御処理を詳細に示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２に係る太陽追尾式発電シ
ステムの構成例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２で使用される太陽方向
データ収集処理を詳細に示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 支柱 １１ フレーム １２ 発電モジュール １３ 発電ユニット １４ 導線 １５ インバータ １６ 制御装置 １７ アジマスアクチュエータ １８、２０ モータ １９ リニアアクチュエータ ２１ 太陽センサ ２２ モータドライバ ２３ リモートコントローラ ３０ 電圧計 ３１ 電流計 ４０ プログラムメモリ ４１ ワークメモリ ５０ マニュアルスイッチ ５１ 方向制御スイッチ ５２ アップスイッチ ５３ ダウンスイッチ ５４ レフトスイッチ ５５ ライトスイッチ ５６ キーボード ６０ ディスプレイ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相場 裕之 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 佐貫 光洋 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5F051 BA05 JA10 KA10 5H303 AA30 BB03 BB08 BB14 CC02 DD03 DD26 EE03 EE07 FF04 GG11 GG25 HH01 HH07 LL02 QQ09 5H420 BB03 BB14 CC03 DD03 EB13 EB26 EB39 FF11

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】太陽光を光電変換することにより電力を発
    生する可動の発電ユニットを有する太陽追尾式発電シス
    テムであって、 前記発電ユニットを手動で動かすための操作装置と、 太陽の方向を検出する太陽方向検出手段と、 前記発電ユニットが前記操作装置によって太陽の方向に
    向けられた状態から所定時間間隔で前記太陽方向検出手
    段で検出された太陽の方向を表す太陽方向データを順次
    記憶する太陽方向データ記憶手段と、 該太陽方向データ記憶手段に記憶された太陽方向データ
    に従って前記発電ユニットを動かしながら太陽を追尾す
    る太陽追尾手段、とを備えた太陽追尾式発電システム。
  2. 【請求項２】前記操作装置は、当該太陽追尾式発電シス
    テムから切り離し可能である請求項１に記載の太陽追尾
    式発電システム。
  3. 【請求項３】前記太陽方向検出手段は、太陽の方向を検
    出する太陽センサである請求項１又は請求項２に記載の
    太陽追尾式発電システム。
  4. 【請求項４】前記太陽方向検出手段は、前記発電ユニッ
    トから出力される電力が最大になる前記発電ユニットの
    方向を検出する最大電力方向検出手段、を備え、該最大
    電力方向検出手段で検出された方向を太陽の方向とする
    請求項１又は請求項２に記載の太陽追尾式発電システ
    ム。
  5. 【請求項５】前記太陽追尾手段で追尾される太陽の軌跡
    を検出する軌跡検出手段と、 該軌跡検出手段で検出された軌跡を表す追尾軌跡データ
    に基づいて前記太陽方向データ記憶手段に記憶されてい
    る太陽方向データを補正する補正手段、とを更に備えた
    請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の太陽追尾式
    発電システム。
  6. 【請求項６】太陽光を光電変換することにより電力を発
    生する可動の発電ユニットを有する太陽追尾式発電シス
    テムの運転方法であって、 前記発電ユニットを手動で太陽の方向に向け、 前記発電ユニットが太陽の方向に向けられた状態から所
    定時間間隔で太陽の方向を検出し、 該検出された太陽の方向を表す太陽方向データを順次記
    憶し、 該記憶された太陽方向データに従って前記発電ユニット
    を動かしながら太陽を追尾する、太陽追尾式発電システ
    ムの運転方法。
  7. 【請求項７】前記太陽の方向を検出するステップは、太
    陽センサからの信号に基づいて太陽の方向を検出する請
    求項６に記載の太陽追尾式発電システムの運転方法。
  8. 【請求項８】前記太陽の方向を検出するステップは、前
    記発電ユニットから出力される電力が最大になる前記発
    電ユニットの方向を検出して太陽の方向とする請求項６
    に記載の太陽追尾式発電システムの運転方法。
  9. 【請求項９】前記太陽追尾手段で追尾される太陽の軌跡
    を検出し、 該検出された軌跡を表す追尾軌跡データに基づいて前記
    記憶されている太陽方向データを補正するステップを更
    に備えた請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の太
    陽追尾式発電システムの運転方法。
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