JP2001102613A - 太陽光を利用した発電装置 - Google Patents

太陽光を利用した発電装置

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JP2001102613A
JP2001102613A JP27353399A JP27353399A JP2001102613A JP 2001102613 A JP2001102613 A JP 2001102613A JP 27353399 A JP27353399 A JP 27353399A JP 27353399 A JP27353399 A JP 27353399A JP 2001102613 A JP2001102613 A JP 2001102613A
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cell panel
drive motor
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Ikuji Sasaki
佐々木幾治
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/45—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with two rotation axes
    • F24S30/452—Vertical primary axis
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    • 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
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池パネルを太陽が東から登り西に没す
るまでの間中略当てることができること。また太陽電池
パネルを太陽に対して常時正確に追尾させることができ
ること。 【解決手段】 設置用ベース１に立設された支柱部材２
と、この支柱部材２の上部支柱５に設けられた水平支持
台６と、この水平支持台６に固定された軸受け板１２に
横設軸架された横軸１３を介して回転可能に設けられた
太陽電池パネル１１と、前記横軸１３の突出端部に設け
た従動歯車２９と噛合するように前記軸受け板１２の対
向側壁側にギヤボックス１６を介して配設されかつ太陽
電池パネル１１を太陽の動きに追尾回転させることがで
きるように駆動モータ１７の駆動力を減速する減速歯車
群１５と、水平支持台６或いは設置用ベース１に配設さ
れかつ太陽電池パネル１１を毎日所定の時間帯で正逆回
転させることができるように前記駆動モータ１７の駆動
力を制御する制御手段３１とから成る太陽光を利用した
発電装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽光を利用した発
電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽は周知のように東から登り西に沈
む。そこで、この種の発電装置は、ソーラパネルで太陽
光を効率的に受け止めて発電効率を高めるために「太陽
光追尾装置」が設けられている。例えばこの種の発電装
置の一例として特開平６−３０１４２０号公報に記載さ
れている実施例を挙げることができる。この実施例のソ
ーラパネルの一端部は横方向の回転軸に軸支され、一
方、他端部は垂直シリンダの作動杆の突出先端部に連結
されている。垂直シリンダには架台の下方に配設した受
熱層内の作動液が入込む。該垂直シリンダの内圧は太陽
光の輻射熱を受けて膨張する前記作動液の圧力に対応す
る。したがって、作動液の圧力が高まると垂直シリンダ
の内圧が高まり、垂直シリンダは除々に伸長する。それ
に伴いソーラパネルは回転軸を支点に水平状態から傾倒
状態へと回転する。
【０００３】しかしながら、上記構成にあっては、作動
杆であるピストンロッドのストロークはそれほど長いも
のではないので、ソーラパネルは非常に狭い角度でしか
回転しないという欠点がある。また太陽光の輻射熱は日
によって変わるから、ソーラパネルは正確に太陽に追尾
して回転しないという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、「太陽電池パネルを太陽が東から登り西に没するま
での間中略当てることができる」ことである。第２の目
的は、晴れ，曇り等の天候に左右されることなく、太陽
電池パネルを太陽に対して常時正確に追尾させることが
できることである。第３の目的は、年中稼働させること
ができることである。第４の目的は故障が少なくかつ耐
久性に優れていることである。第５は水平支持台をスム
ースに支持回転させることができることである。第６の
目的は、機械及び電気部品を合理的に組合わせることが
できることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】まず、本発明の太陽光を
利用した発電装置は、設置用ベース１に立設された下部
支柱３の上端部に玉軸４を介して回転自在に設けられた
上部支柱５を有する支柱部材２と、この支柱部材２の上
部支柱５に設けられた水平支持台６と、この水平支持台
６の上面に固定された軸受け板１２に横設軸架された横
軸１３を介して回転可能に設けられた太陽電池パネル１
１と、前記横軸１３の突出端部に設けた従動歯車２９と
噛合するように前記軸受け板１２の対向側壁の一つに対
してギヤボックス１６を介して配設され、かつ、太陽電
池パネル１１を太陽の動きに追尾回転させることができ
るように前記水平支持台６に配設された駆動モータ１７
の駆動力を減速する減速歯車群１５と、水平支持台６或
いは設置用ベース１に配設され、かつ、前記太陽電池パ
ネル１１を毎日所定の時間帯で正逆回転させることがで
きるように前記駆動モータ１７の駆動力を制御する制御
手段３１とから成る。
【０００６】次に、本発明の太陽光を利用した発電装置
は、設置用ベース１Ａに立設された下部支柱３の上端部
に玉軸４を介して回転自在に設けられた上部支柱５Ａを
有する支柱部材２Ａと、この支柱部材２Ａの上部支柱５
Ａに設けられた水平支持台６Ａと、この水平支持台６Ａ
の上面に固定された軸受け板１２に横設軸架された横軸
１３を介して回転可能に設けられた太陽電池パネル１１
と、前記横軸１３の突出端部に設けた従動歯車２９と噛
合するように前記軸受け板１２の対向側壁の一つに対し
て第１のギヤボックス１６を介して配設され、かつ、太
陽電池パネル１１を太陽の動きに追尾回転させることが
できるように前記水平支持台６Ａに配設された第１の駆
動モータ１７の駆動力を減速する第１の減速歯車群１５
と、水平支持台６Ａ或いは設置用ベース１Ａに配設さ
れ、かつ、前記太陽電池パネル１１を毎日所定の時間帯
で正逆回転させることができるように前記駆動モータ１
７の駆動力を制御する制御手段３１と、前記上部支柱５
Ａに設けた水平の大従動歯車５０と噛合するように設置
用ベース１Ａ上のギヤボックス４１を介して配設され、
かつ、第２駆動モータ４０の駆動力を減速する第２減速
歯車群４２と、水平支持台６Ａ或いは設置用ベース１Ａ
に配設され、かつ、前記水平支持台６Ａが時々の太陽の
昇位置に対応して回転するように第２駆動モータ４０の
起動及び停止を制御する第２制御手段５２とから成る。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を第１実施例
の発電装置Ｘを用いて説明する。まず１は支持台，架
台，床面等の設置用ベースである。２は設置用ベース１
に立設された円筒状の支柱部材で、この円筒状支柱部材
２は、円盤状の支持部３ａを有する下部支柱３と、この
下部支柱３の上端部に玉軸４を介して回転自在に設けら
れた上部支柱５とから成る。
【０００８】次に６は前記支柱部材２の設けられた円形
又は多角形の水平支持台である。この水平支持台６の中
央部下面は、上部支柱５の上端部に形成されたフランジ
部５ａに固定的に支持されている。７は水平支持台６の
上面の適宜箇所に取付けた操作用把手である。したがっ
て、この操作用把手７を利用し、水平支持台６を所望す
る角度まで任意に回転させることができる。
【０００９】次に８は水平支持台６の周端部を支持する
ことができるように設置用ベース１に立設された複数個
の支持部材である。この支持部材８は、それぞれベース
部９ａを有する角筒状支柱９と、この角筒状支柱９の上
端部に軸支された支持ローラ１０とから成り、前記支持
ローラ１０は水平支持台６の周端部下面を常時支持して
いる。支持部材８は、本実施例では支柱部材２の同心円
上に合計３個所定間隔を有して配設されている（３点支
持）。
【００１０】次に１１は太陽電池パネルで、この太陽電
池パネル１１は、水平支持台６の上面に固定された断面
チャンネル形状軸受け板１２に横設軸架された横軸１３
を介し回転可能に設けられている。太陽電池パネル１１
は、図１で示すように横長の矩形板であり、その中央部
がパイプ状横軸１３に固定されている。なお、太陽電池
パネル１１によって発電された電気は、仮想線で示すよ
うにパイプ状横軸１３の他端部１３ｂ，軸受け板１２に
形成した小孔１２ａ，水平支持台６の中央部に形成した
中心孔６ａ，円筒状支柱部材２をそれぞれ通る給電線１
４により、図示しない定電圧装置，制御手段，蓄電池等
に接続され、最終的には安定した電力として利用され
る。
【００１１】次に１５は軸受け板１２の対向側壁の一つ
に対してギヤボックス１６を介して配設された減速歯車
群である。この減速歯車群１５は、軸受け板１２、或い
は水平支持台６、或いはまたギヤボックス１６に固定さ
れた駆動モータ１７の駆動力を、例えば太陽電池パネル
１１が１２時間で略一回転することができるように減速
して伝える。駆動モータ１７の配設や減速歯車群１５は
任意に設計することができるが、例えば図３で示すよう
に構成する。
【００１２】すなわち、１６は軸受け板１２の対向側壁
の外壁面に固定されたギヤボックスで、このギヤボック
ス１６内には駆動モータ１７が横設されている。１８は
駆動モータ１７の出力軸に固定された駆動歯車で、この
駆動歯車１８にはギヤボックス１６内の下部に横設軸架
された第１軸１９の従動歯車１９ａが噛合している。第
１軸１９には第１ウォームギヤ２０が設けられ、この第
１ウォームギヤ２０には第１の仲介歯車２１が噛合して
いる。この第１の仲介歯車２１は前記第１軸１９と交差
する第２軸２２に設けられている。第２軸２２も第１軸
と同様に第２ウォームギヤ２３を有している。この第２
ウォームギヤ２３はギヤボックス１６内の上部に横設軸
架された第３軸２４の第２の仲介歯車２５に噛合してい
る。
【００１３】さらに、第３軸２４の端部には第１伝動歯
車２６が取付けられており、この第１伝動歯車２６の伝
動力は、第２伝動歯車２７、第３伝動歯車２８をそれぞ
れ介し、略１２時間で１回転する従動歯車２９に伝えら
れる。この従動歯車２９は横軸１３の突出端部に固定さ
れている。
【００１４】次に３１は水平支持台６の適宜箇所に設け
られた駆動モータ用制御ボックスで、この制御ボックス
３１内には、図４で示すように制御手段３２、制御手段
３２と電気的に接続する記憶手段３３、電源スイッチ３
４等が設けられている。本実施例では、前記駆動モータ
１７の正・逆の回転は、この制御手段３２に制御され
る。例えば太陽電池パネル１１は減速歯車群１５を介し
て１２時間で略一回転すると、今度は反対方向へ同じく
減速歯車群１５を介して１２時間で一回転する。したが
って、太陽電池パネル１１は１２時間を基準として時計
方向／反時計方向へと回転を繰り返す（揺動回転）。な
お、制御手段３２用の電源３５は、例えば軸受け板１２
に形成した小孔１２ａ，水平支持台６の中央部に形成し
た中心孔６ａ，円筒状支柱部材２をそれぞれ通る図示し
ない電気コードを介して家庭用商業電源が利用される。
【００１５】上記構成に於いて、まず利用者は、季節毎
或いは月毎，或いはまた一周間毎の太陽の昇位置を考慮
し、操作用把手７を介して水平支持台６を所望する角度
まで任意に回転させる。水平支持台６は回転する際に各
支持部材８の支持ローラ１０に案内されて回転する。し
たがって、水平支持台６はスムースに回転すると共に、
どの回転位置でも水平バランスを維持している。
【００１６】次に電源スイッチ３４をＯＮの状態にし、
駆動モータ１７を起動させる。この場合太陽電池パネル
１１は、太陽の動きにしたがって回転（追尾）すること
が肝要なので、太陽電池パネル１１の初期状態は東向き
でかつ略垂直状態である。そこで、今仮にＡＮ６：００
頃に電源スイッチ３４をＯＮの状態にすると、駆動モー
タ１７の駆動力は減速歯車群１５を介して減速され、横
軸１３の従動歯車２９に伝わる。駆動モータ１７の駆動
力並びに回転方向は、前述したように制御手段３２によ
って制御される。したがって、太陽電池パネル１１は太
陽の動きにしたがって回転しながら、正午の時点では略
水平状態となり、ＰＭ６：００の時点では西向きかつ略
垂直状態である。そして、ＰＭ６：００頃になると、駆
動モータ１７の制御手段３２によって制御され、逆方向
に回転する。それ故に、太陽電池パネル１１はそのまま
回転するのを止め、初期状態へと戻る。以下、電源スイ
ッチ３４をＯＦＦの状態にするまで、太陽電池パネル１
１は駆動モータ１７の正逆回転の駆動力により、毎日揺
動（正逆）回転を繰り返す。
【００１７】
【実施例】第１実施例に於いて、駆動モータ用制御ボッ
クス３１は水平支持台６の上面に設けられているが、必
ずしも水平支持台６の上面に設ける必要はなく、例えば
設置用ベース１に適宜に配設しても良い。なお、太陽電
池パネル１１の一例としては暑さ１ｍｍ程度のシリコン
板を利用している。
【００１８】次に図５及び図６を参照に本発明の第２実
施例について説明する。なお、この第２実施例等の説明
に当たって、第１実施例と同一構成の部分には、同一又
は同様の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】この第２実施例の太陽光を利用した発電装
置Ｘ１が第１実施例のそれＸと主に異なる構成は、水平
支持台６Ａも第２駆動モータ４０の駆動力により回転す
る点である。この第２駆動モータ４０は、第２の駆動モ
ータ用制御ボックス５１に設けられた第２制御手段５２
に制御され、かつ、設置用ベース１Ａ上の支持部材２Ａ
の近傍に第２のギヤボックス４１を介して配設されてい
る。
【００２０】しかして、第２のギヤボックス４１内に
も、前記第２駆動モータ４０の駆動力を減速する第２減
速歯車群４２が設けられている。すなわち、４３は第２
駆動モータ４０の出力軸に固定された第２駆動歯車で、
この第２駆動歯車４３にはギヤボックス４１に軸架され
た垂直軸４４の第２従動歯車４５が噛合している。垂直
軸４４の上部にはウォームギヤ４６が設けられ、このウ
ォームギヤ４６には第２の仲介歯車４７が噛合してい
る。この第２の仲介歯車４７は前記垂直軸４４と交差す
る水平軸４８に設けられている。この水平軸４８も垂直
軸と同様にウォームギヤ４９を有している。このウォー
ムギヤ４９は水平支持台６Ａの上部支柱５Ａに一体的に
設けた水平の大従動歯車５０に噛合している。
【００２１】ところで、前述した第２制御手段５２に
は、図６で示すように第２の記憶手段５３が電気的に接
続し、この第２の記憶手段５３は、所定の日数毎（例え
ば一週間毎或いは月毎，或いはまた所定の日数毎）の太
陽の方位並びに時間を格納した方位・時刻データ５４を
有している。
【００２２】したがって、この実施例に於いては、一週
間毎或いは月毎の太陽の昇位置に対応して第２駆動モー
タ４０の起動及び停止が第２制御手段５２によって制御
されている。なお、この第２実施例に於いては、太陽電
池パネル１１側の第１駆動モータ１７を制御する制御手
段３２と、水平支持台６Ａ側の第２駆動モータ４０を制
御する第２制御手段５２とは別体であるが、もちろん、
両制御手段３２，５２や記憶手段３３，５３をそれぞれ
電気的に一つにまとめ（構成し）ても良い。また第２の
駆動モータ用制御ボックス５１は、設計如何によっては
水平支持台６Ａに配設しても良い。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
あっては、次に列挙するような効果がある。 （１）太陽電池パネルを太陽が東から登り西に没するま
での間中略当てることができる。 （２）晴れ，曇り等の天候に左右されることなく、太陽
電池パネルを太陽に対して常時正確に追尾させることが
できる。 （３）年中稼働させることができる。 （４）故障が少なくかつ耐久性に優れている。 （５）水平支持台をスムースに支持回転させることがで
きる。 （６）機械及び電気部品を合理的に組合わせることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
図１乃至図４は、本発明の第１実施例を示す各説明図で
ある。図５及び図６は、本発明の第２実施例を示す各説
明図である。
【図１】第１実施例の正面から見た概略説明図。
【図２】平面から見た縮小の概略説明図。
【図３】要部（ギヤボックス，駆動モータなど）の説明
図。
【図４】要部（駆動モータ用制御ボックス）の説明図。
【図５】第２実施例の正面から見た概略説明図。
【図６】要部（水平支持台回転用ギヤボックス及び制御
ボックス）の説明図。
【符号の説明】
Ｘ，Ｘ１…発電装置、１，１Ａ…設置用ベース、２，２
Ａ…支柱部材、３…下部支柱、４…玉軸、５，５Ａ…上
部支柱、６…水平支持台、８…支持部材、１０…支持ロ
ーラ、１１…太陽電池パネル、１２…軸受け板、１３…
横軸、１５…減速歯車群、１６…ギヤボックス、１７…
駆動モータ、１８…駆動歯車、２９…従動歯車、３１…
駆動モータ用制御ボックス、３２…制御手段、３３…記
憶手段、３５…電源、４０…第２駆動モータ、４１…第
２のギヤボックス、４２…第２減速歯車群、４３…第２
駆動歯車、４４…垂直軸、４５…第２従動歯車、５０…
大従動歯車、５１…第２の駆動モータ用制御ボックス、
５３…第２の記憶手段、５４…方位・時刻データ。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１０月２１日（１９９９．１０．
２１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】次に１５は軸受け板１２の対向側壁の一つ
に対してギヤボックス１６を介して配設された減速歯車
群である。この減速歯車群１５は、軸受け板１２、或い
は水平支持台６、或いはまたギヤボックス１６に固定さ
れた駆動モータ１７の駆動力を、例えば太陽電池パネル
１１が１２時間で略半回転することができるように減速
して伝える。駆動モータ１７の配設や減速歯車群１５は
任意に設計することができるが、例えば図３で示すよう
に構成する。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 設置用ベース１に立設された下部支柱３
    の上端部に玉軸４を介して回転自在に設けられた上部支
    柱５を有する支柱部材２と、この支柱部材２の上部支柱
    ５に設けられた水平支持台６と、この水平支持台６の上
    面に固定された軸受け板１２に横設軸架された横軸１３
    を介して回転可能に設けられた太陽電池パネル１１と、
    前記横軸１３の突出端部に設けた従動歯車２９と噛合す
    るように前記軸受け板１２の対向側壁の一つに対してギ
    ヤボックス１６を介して配設され、かつ、太陽電池パネ
    ル１１を太陽の動きに追尾回転させることができるよう
    に前記水平支持台６に配設された駆動モータ１７の駆動
    力を減速する減速歯車群１５と、水平支持台６或いは設
    置用ベース１に配設され、かつ、前記太陽電池パネル１
    １を毎日所定の時間帯で正逆回転させることができるよ
    うに前記駆動モータ１７の駆動力を制御する制御手段３
    １とから成る太陽光を利用した発電装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に於いて、設置用ベース１に
    は、水平支持台６の周端部下面を支持する支持ローラ１
    ０を有する複数個の支持部材８が、支柱部材２の同心円
    上に所定間隔を有して配設されているを特徴とする太陽
    光を利用した発電装置。
  3. 【請求項３】 設置用ベース１Ａに立設された下部支柱
    ３の上端部に玉軸４を介して回転自在に設けられた上部
    支柱５Ａを有する支柱部材２Ａと、この支柱部材２Ａの
    上部支柱５Ａに設けられた水平支持台６Ａと、この水平
    支持台６Ａの上面に固定された軸受け板１２に横設軸架
    された横軸１３を介して回転可能に設けられた太陽電池
    パネル１１と、前記横軸１３の突出端部に設けた従動歯
    車２９と噛合するように前記軸受け板１２の対向側壁の
    一つに対して第１のギヤボックス１６を介して配設さ
    れ、かつ、太陽電池パネル１１を太陽の動きに追尾回転
    させることができるように前記水平支持台６Ａに配設さ
    れた第１の駆動モータ１７の駆動力を減速する第１の減
    速歯車群１５と、水平支持台６Ａ或いは設置用ベース１
    Ａに配設され、かつ、前記太陽電池パネル１１を毎日所
    定の時間帯で正逆回転させることができるように前記駆
    動モータ１７の駆動力を制御する制御手段３１と、前記
    上部支柱５Ａに設けた水平の大従動歯車５０と噛合する
    ように設置用ベース１Ａ上のギヤボックス４１を介して
    配設され、かつ、第２駆動モータ４０の駆動力を減速す
    る第２減速歯車群４２と、水平支持台６Ａ或いは設置用
    ベース１Ａに配設され、かつ、前記水平支持台６Ａが時
    々の太陽の昇位置に対応して回転するように第２駆動モ
    ータ４０の起動及び停止を制御する第２制御手段５２と
    から成る太陽光を利用した発電装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に於いて、第２の記憶手段５３
    は、所定の日数毎の太陽の方位情報を格納した方位・時
    刻データ５４を有していることを特徴とする太陽光を利
    用した発電装置。
  5. 【請求項５】 請求項３に於いて、太陽電池パネル１１
    側の第１駆動モータ１７を制御する制御手段３２と、水
    平支持台６Ａ側の第２駆動モータ４０を制御する第２制
    御手段５２は、一つに構成されていることを特徴とする
    太陽光を利用した発電装置。
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