JP2002164559A - シーソー式ソーラーシステム - Google Patents
シーソー式ソーラーシステムInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
- F24S30/425—Horizontal axis
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S2030/10—Special components
- F24S2030/13—Transmissions
- F24S2030/133—Transmissions in the form of flexible elements, e.g. belts, chains, ropes
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- 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
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 日中、常に発電することが可能で、１日当た
りの発電量が高まる太陽光発電装置を提供する。 【解決手段】 赤外線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃの
何れかが太陽光を受光すると、その検出信号に基づき、
両ウインチ１５が同期作動して、太陽電池１１の電池面
が太陽と正対するまで太陽電池パネル１２を回動させ
る。このように、太陽を自動追尾するので、上空での太
陽の位置にかかわりなく、日中は常に発電を行なうこと
が可能となる。その結果、太陽電池１１の１日当たりの
発電量を高めることができる。
りの発電量が高まる太陽光発電装置を提供する。 【解決手段】 赤外線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃの
何れかが太陽光を受光すると、その検出信号に基づき、
両ウインチ１５が同期作動して、太陽電池１１の電池面
が太陽と正対するまで太陽電池パネル１２を回動させ
る。このように、太陽を自動追尾するので、上空での太
陽の位置にかかわりなく、日中は常に発電を行なうこと
が可能となる。その結果、太陽電池１１の１日当たりの
発電量を高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はソーラーシステ
ム、詳しくは、太陽電池の電池面を常に太陽と正対させ
る太陽追尾機能を備えたソーラーシステムに関する。
ム、詳しくは、太陽電池の電池面を常に太陽と正対させ
る太陽追尾機能を備えたソーラーシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽光のエネルギーを、半導体の
光電効果により電気に変換する太陽電池が開発され、こ
の太陽電池を利用した太陽光発電が実施されている。こ
の太陽光発電に使用されるソーラーシステム（太陽光発
電装置）としては、従来、多数枚の太陽電池をベース板
に張り付けて作製された太陽電池パネルを、架台を用い
て建物の屋根などに固定していた。その場合、太陽電池
の電池面の向きは、午前中に太陽と向かい合う東向き
か、午後になって太陽と向かい合う西向きか、これらの
平均をとった南向きかの何れかであった。各向きでの太
陽電池パネルの傾斜角度は、一般的に水平面を基準とし
て３０〜３５度、上向きであった。
光電効果により電気に変換する太陽電池が開発され、こ
の太陽電池を利用した太陽光発電が実施されている。こ
の太陽光発電に使用されるソーラーシステム（太陽光発
電装置）としては、従来、多数枚の太陽電池をベース板
に張り付けて作製された太陽電池パネルを、架台を用い
て建物の屋根などに固定していた。その場合、太陽電池
の電池面の向きは、午前中に太陽と向かい合う東向き
か、午後になって太陽と向かい合う西向きか、これらの
平均をとった南向きかの何れかであった。各向きでの太
陽電池パネルの傾斜角度は、一般的に水平面を基準とし
て３０〜３５度、上向きであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ソーラーシステムによれば、このように太陽電池パネル
が固定式であったので、例えば、太陽電池パネルを東向
きに３０〜３５度の角度で固定した場合には、昼過ぎに
太陽が西へ３０〜３５度だけ傾いてしまうと、太陽光が
太陽電池に当たらない。一方、南向きの場合であって
も、太陽が地平線などに近い早朝や夕方の時間帯には、
同じように太陽光が太陽電池に当たらなくなっていた。
その結果、日照時間の約半分だけしか太陽光発電を行な
えず、太陽電池はその発電能力を十分に発揮することが
できなかった。そのため、１日当たりの発電量も少なか
った。
ソーラーシステムによれば、このように太陽電池パネル
が固定式であったので、例えば、太陽電池パネルを東向
きに３０〜３５度の角度で固定した場合には、昼過ぎに
太陽が西へ３０〜３５度だけ傾いてしまうと、太陽光が
太陽電池に当たらない。一方、南向きの場合であって
も、太陽が地平線などに近い早朝や夕方の時間帯には、
同じように太陽光が太陽電池に当たらなくなっていた。
その結果、日照時間の約半分だけしか太陽光発電を行な
えず、太陽電池はその発電能力を十分に発揮することが
できなかった。そのため、１日当たりの発電量も少なか
った。
【０００４】
【発明の目的】そこで、この発明は、日中は常に発電す
ることが可能であって、１日当たりの発電量を高めるこ
とができるソーラーシステムを提供することを、その目
的としている。また、この発明は、位置センサの設備コ
ストを低減させることができるソーラーシステムを提供
することを、その目的としている。さらに、この発明
は、小さな操作力で太陽電池パネルを回動させることが
できるソーラーシステムを提供することを、その目的と
している。
ることが可能であって、１日当たりの発電量を高めるこ
とができるソーラーシステムを提供することを、その目
的としている。また、この発明は、位置センサの設備コ
ストを低減させることができるソーラーシステムを提供
することを、その目的としている。さらに、この発明
は、小さな操作力で太陽電池パネルを回動させることが
できるソーラーシステムを提供することを、その目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、太陽電池が取り付けられた太陽電池パネルと、太陽
光を受光して太陽の位置を検出する位置センサと、該位
置センサからの検出信号に基づき、前記太陽電池の電池
面が太陽に正対するように太陽電池パネルを可動させる
太陽追尾手段とを備えたソーラーシステムである。この
ソーラーシステムの設置場所は限定されない。例えば、
住宅やビルを含む建物の屋根部分でもよい。また、工
場，施設または発電所などの敷地内などでもよい。太陽
電池の種類は限定されない。例えば、一般的な単結晶シ
リコン系の太陽電池やアモルファスシリコン系の太陽電
池などを採用することができる。
は、太陽電池が取り付けられた太陽電池パネルと、太陽
光を受光して太陽の位置を検出する位置センサと、該位
置センサからの検出信号に基づき、前記太陽電池の電池
面が太陽に正対するように太陽電池パネルを可動させる
太陽追尾手段とを備えたソーラーシステムである。この
ソーラーシステムの設置場所は限定されない。例えば、
住宅やビルを含む建物の屋根部分でもよい。また、工
場，施設または発電所などの敷地内などでもよい。太陽
電池の種類は限定されない。例えば、一般的な単結晶シ
リコン系の太陽電池やアモルファスシリコン系の太陽電
池などを採用することができる。
【０００６】太陽電池パネルに取り付けられる太陽電池
の使用枚数は限定されない。また、太陽電池パネルの形
状も限定されない。通常は、正面視して矩形状である。
位置センサの種類は限定されない。例えば、太陽光の成
分のうち、１種または２種類以上を検知することができ
る光センサなどが挙げられる。光センサとしては、例え
ば請求項２の赤外線センサの他、紫外線センサなどを採
用することができる。要は、太陽の高さ位置を検出する
ことができるセンサであればよい。太陽追尾手段の機構
は限定されない。例えば、請求項３のウインチ式でもよ
い。その他にも、例えば垂直な回動中心線を中心とした
水平回動式でもよいし、水平な回動中心線を中心とした
垂直回動式でもよい。要は、常時、太陽電池の電池面が
太陽と正対するように、太陽電池パネルの向きを太陽の
動きに合わせて変更することができればよい。
の使用枚数は限定されない。また、太陽電池パネルの形
状も限定されない。通常は、正面視して矩形状である。
位置センサの種類は限定されない。例えば、太陽光の成
分のうち、１種または２種類以上を検知することができ
る光センサなどが挙げられる。光センサとしては、例え
ば請求項２の赤外線センサの他、紫外線センサなどを採
用することができる。要は、太陽の高さ位置を検出する
ことができるセンサであればよい。太陽追尾手段の機構
は限定されない。例えば、請求項３のウインチ式でもよ
い。その他にも、例えば垂直な回動中心線を中心とした
水平回動式でもよいし、水平な回動中心線を中心とした
垂直回動式でもよい。要は、常時、太陽電池の電池面が
太陽と正対するように、太陽電池パネルの向きを太陽の
動きに合わせて変更することができればよい。
【０００７】請求項２に記載の発明は、前記光センサが
赤外線センサである請求項１に記載のソーラーシステム
である。
赤外線センサである請求項１に記載のソーラーシステム
である。
【０００８】請求項３に記載の発明は、前記太陽電池パ
ネルが、該太陽電池パネルの重心を通過し、該太陽電池
パネルの表面に平行な回動中心線を中心にして回動自在
に設けられ、前記太陽追尾手段が、前記太陽電池パネル
に先端が固定された吊下部材をドラムから導出または巻
き上げて、前記回動中心線を中心に太陽電池パネルを回
動させるウインチである請求項１または請求項２に記載
のソーラーシステムである。要は、太陽電池パネルが回
動中心線を中心として回動するシーソー構造であり、こ
の太陽電池パネルを回動中心線を中心にしてウインチに
より回動させる。
ネルが、該太陽電池パネルの重心を通過し、該太陽電池
パネルの表面に平行な回動中心線を中心にして回動自在
に設けられ、前記太陽追尾手段が、前記太陽電池パネル
に先端が固定された吊下部材をドラムから導出または巻
き上げて、前記回動中心線を中心に太陽電池パネルを回
動させるウインチである請求項１または請求項２に記載
のソーラーシステムである。要は、太陽電池パネルが回
動中心線を中心として回動するシーソー構造であり、こ
の太陽電池パネルを回動中心線を中心にしてウインチに
より回動させる。
【０００９】殊に、太陽電池パネルが矩形状で、パネル
全面に均等に太陽電池が配設されている場合には、例え
ばパネルの長さ方向の中間位置に存在する線対称ライン
上に回動中心線が配置される。ウインチの使用個数は限
定されない。１台でもよいし、２台以上でもよい。１台
のウインチから導出される吊下部材の本数は限定されな
い。１本でもよいし、２本以上でもよい。吊下部材が１
本の場合には、通常、太陽電池パネルの回動中心線と直
交する方向の一端部に吊下部材の先端が固定される。ま
た、吊下部材が２本の場合には、通常、各吊下部材の先
端は太陽電池パネルの回動中心線と直交する方向の両端
部にそれぞれ固定されることになる。
全面に均等に太陽電池が配設されている場合には、例え
ばパネルの長さ方向の中間位置に存在する線対称ライン
上に回動中心線が配置される。ウインチの使用個数は限
定されない。１台でもよいし、２台以上でもよい。１台
のウインチから導出される吊下部材の本数は限定されな
い。１本でもよいし、２本以上でもよい。吊下部材が１
本の場合には、通常、太陽電池パネルの回動中心線と直
交する方向の一端部に吊下部材の先端が固定される。ま
た、吊下部材が２本の場合には、通常、各吊下部材の先
端は太陽電池パネルの回動中心線と直交する方向の両端
部にそれぞれ固定されることになる。
【００１０】
【作用】この発明によれば、まず位置センサで太陽光を
受光して太陽の位置を検出し、位置センサからの検出信
号に基づき、太陽追尾手段により太陽電池の電池面が太
陽と正対するように太陽電池パネルを可動させる。この
ように太陽を自動追尾することで、上空での太陽の位置
にかかわりなく、日中は常に発電を行なうことが可能に
なる。よって、太陽電池の１日当たりの発電量を高める
ことができる。
受光して太陽の位置を検出し、位置センサからの検出信
号に基づき、太陽追尾手段により太陽電池の電池面が太
陽と正対するように太陽電池パネルを可動させる。この
ように太陽を自動追尾することで、上空での太陽の位置
にかかわりなく、日中は常に発電を行なうことが可能に
なる。よって、太陽電池の１日当たりの発電量を高める
ことができる。
【００１１】特に、請求項２の発明によれば、赤外線セ
ンサにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知し、太
陽の位置を検出する。このように、位置センサとして赤
外線センサを採用したので、位置センサのコスト低減を
図ることができる。
ンサにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知し、太
陽の位置を検出する。このように、位置センサとして赤
外線センサを採用したので、位置センサのコスト低減を
図ることができる。
【００１２】請求項３の発明によれば、位置センサから
の検出信号に基づき太陽の追尾を行なう際には、ドラム
から線状部材を導出したり巻き上げたりして、太陽電池
の電池面が太陽に正対する角度位置まで、太陽電池パネ
ルを回動中心線を中心にして回動させる。このように、
太陽追尾手段として、太陽電池パネルをシーソーの板と
したウインチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小
さな操作力で太陽の追尾を行なうことができる。
の検出信号に基づき太陽の追尾を行なう際には、ドラム
から線状部材を導出したり巻き上げたりして、太陽電池
の電池面が太陽に正対する角度位置まで、太陽電池パネ
ルを回動中心線を中心にして回動させる。このように、
太陽追尾手段として、太陽電池パネルをシーソーの板と
したウインチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小
さな操作力で太陽の追尾を行なうことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
ソーラーシステムの午前中における太陽電池パネルの太
陽追尾状態を示す斜視図である。図２は、この発明の一
実施例に係るソーラーシステムの正午前後における太陽
電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視図である。図３
は、この発明の一実施例に係るソーラーシステムの午後
における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視図で
ある。図４は、この発明の一実施例に係るソーラーシス
テムの制御系を示すブロック図である。図１〜図３にお
いて、１０は木造住宅の屋根ａに据え付けられる太陽追
尾式のソーラーシステムであり、このソーラーシステム
１０は、多数枚の太陽電池１１が張り付けられた太陽電
池パネル１２と、太陽光を受光して太陽の位置を検出す
る位置センサ部１３と、風力計１４と、この位置センサ
部１３からの検出信号に基づき、太陽電池１１の電池面
が太陽に正対するように太陽電池パネル１２を回動させ
る１対のウインチ（太陽追尾手段）１５とを備えてい
る。
参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
ソーラーシステムの午前中における太陽電池パネルの太
陽追尾状態を示す斜視図である。図２は、この発明の一
実施例に係るソーラーシステムの正午前後における太陽
電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視図である。図３
は、この発明の一実施例に係るソーラーシステムの午後
における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視図で
ある。図４は、この発明の一実施例に係るソーラーシス
テムの制御系を示すブロック図である。図１〜図３にお
いて、１０は木造住宅の屋根ａに据え付けられる太陽追
尾式のソーラーシステムであり、このソーラーシステム
１０は、多数枚の太陽電池１１が張り付けられた太陽電
池パネル１２と、太陽光を受光して太陽の位置を検出す
る位置センサ部１３と、風力計１４と、この位置センサ
部１３からの検出信号に基づき、太陽電池１１の電池面
が太陽に正対するように太陽電池パネル１２を回動させ
る１対のウインチ（太陽追尾手段）１５とを備えてい
る。
【００１４】以下、これらの構成部品を詳細に説明す
る。この住宅の屋根ａは瓦葺きで、瓦面が東西方向に向
いている。屋根ａの頂上部の両側には、１対の門型の基
台１６が固定されている。それぞれの基台１６の内部空
間には、ウインチ１５が収納されている。また、各基台
１６の上板の中央部には、１対の長尺なポール１７がそ
れぞれ立設されている。両ポール１７の上端部には、回
転の中心軸を共有した２個の滑車からなる２連滑車１７
ａが軸支されている。また、一方のポール１７の上端に
は、風力計１４の支柱部１４ａが固定されている。支柱
部１４ａの上端には、前記位置センサ部１３が固定され
ている。位置センサ部１３については後述する。
る。この住宅の屋根ａは瓦葺きで、瓦面が東西方向に向
いている。屋根ａの頂上部の両側には、１対の門型の基
台１６が固定されている。それぞれの基台１６の内部空
間には、ウインチ１５が収納されている。また、各基台
１６の上板の中央部には、１対の長尺なポール１７がそ
れぞれ立設されている。両ポール１７の上端部には、回
転の中心軸を共有した２個の滑車からなる２連滑車１７
ａが軸支されている。また、一方のポール１７の上端に
は、風力計１４の支柱部１４ａが固定されている。支柱
部１４ａの上端には、前記位置センサ部１３が固定され
ている。位置センサ部１３については後述する。
【００１５】各基台１６の上板の対向側の端部には、そ
れぞれ１対の軸受１６ａが配設されている。各軸受１６
ａには、太陽電池パネル１２の南側の辺の中間部に突設
された軸体１２ａ、または、太陽電池パネル１２の北側
の辺の中間部に突設された軸体１２ａがそれぞれ軸支さ
れている。太陽電池パネル１２は矩形状である。そのた
め、両軸体１２ａは、太陽電池パネル１２の重心を通過
し、しかもこの太陽電池パネル１２の表面に平行な回動
中心線上に配置されている。また、各基台１６の上板の
ポール１７を挟んだ両側部には、対応するウインチ１５
のドラム１８の両端部から導出された２本のワイヤ（吊
下部材）１９を遊挿する貫通孔がそれぞれ形成されてい
る。各ウインチ１５のドラム１８から上方へ導出された
２本のワイヤ１９は、各貫通孔を通過して２連滑車１７
ａの対応する滑車に架け渡されてから斜め下方へ折り返
され、それぞれ太陽電池パネル１２の対応する隅部に固
定されている。
れぞれ１対の軸受１６ａが配設されている。各軸受１６
ａには、太陽電池パネル１２の南側の辺の中間部に突設
された軸体１２ａ、または、太陽電池パネル１２の北側
の辺の中間部に突設された軸体１２ａがそれぞれ軸支さ
れている。太陽電池パネル１２は矩形状である。そのた
め、両軸体１２ａは、太陽電池パネル１２の重心を通過
し、しかもこの太陽電池パネル１２の表面に平行な回動
中心線上に配置されている。また、各基台１６の上板の
ポール１７を挟んだ両側部には、対応するウインチ１５
のドラム１８の両端部から導出された２本のワイヤ（吊
下部材）１９を遊挿する貫通孔がそれぞれ形成されてい
る。各ウインチ１５のドラム１８から上方へ導出された
２本のワイヤ１９は、各貫通孔を通過して２連滑車１７
ａの対応する滑車に架け渡されてから斜め下方へ折り返
され、それぞれ太陽電池パネル１２の対応する隅部に固
定されている。
【００１６】それぞれのウインチ１５は、回転モータ２
０によってドラム１８を回転した際、ドラム１８の一端
部から一方のワイヤ１９が導出され、これと同時に、他
方のワイヤ１９がドラム１８の他端部に巻き取られる。
したがって、これらの回転モータ２０を同期回転させる
ことで、太陽電池パネル１２が軸体１２ａを中心にして
垂直面内で回動する。前記太陽電池１１としては、集積
型アモルファスシリコン系の矩形状を有する高所用太陽
電池モジュールを採用している。太陽電池パネル１２
は、平面視して矩形状のベース板１２ｂの表面に、多数
枚の太陽電池１１が縦方向および横方向に整列配置され
ている。
０によってドラム１８を回転した際、ドラム１８の一端
部から一方のワイヤ１９が導出され、これと同時に、他
方のワイヤ１９がドラム１８の他端部に巻き取られる。
したがって、これらの回転モータ２０を同期回転させる
ことで、太陽電池パネル１２が軸体１２ａを中心にして
垂直面内で回動する。前記太陽電池１１としては、集積
型アモルファスシリコン系の矩形状を有する高所用太陽
電池モジュールを採用している。太陽電池パネル１２
は、平面視して矩形状のベース板１２ｂの表面に、多数
枚の太陽電池１１が縦方向および横方向に整列配置され
ている。
【００１７】次に、前記位置センサ部１３を詳細に説明
する。位置センサ部１３は、中空球状をした球状カバー
２１と、その内部空間の下部に設けられた半球状のセン
サ固定台２２と、このセンサ固定台２２に固定されて、
太陽光の成分のうちの赤外線を感知する３個の赤外線セ
ンサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを有している。球状カバ
ー２１には、それぞれ異なる角度位置から太陽光の一部
をカバー内に導入する３本の導光孔２１ａ，２１ｂ，２
１ｃが形成されている。導光孔２１ａは、球状カバー２
１の周壁のうち、東向き、３０度の上方位置に形成され
ている。導光孔２１ｂは、球状カバー２１周壁のうち、
真上位置に形成されている。導光孔２１ｃは、球状カバ
ー２１の周壁のうち、西向き、水平位置に形成されてい
る。
する。位置センサ部１３は、中空球状をした球状カバー
２１と、その内部空間の下部に設けられた半球状のセン
サ固定台２２と、このセンサ固定台２２に固定されて、
太陽光の成分のうちの赤外線を感知する３個の赤外線セ
ンサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを有している。球状カバ
ー２１には、それぞれ異なる角度位置から太陽光の一部
をカバー内に導入する３本の導光孔２１ａ，２１ｂ，２
１ｃが形成されている。導光孔２１ａは、球状カバー２
１の周壁のうち、東向き、３０度の上方位置に形成され
ている。導光孔２１ｂは、球状カバー２１周壁のうち、
真上位置に形成されている。導光孔２１ｃは、球状カバ
ー２１の周壁のうち、西向き、水平位置に形成されてい
る。
【００１８】これに対して、赤外線センサ２４ａは、セ
ンサ固定台２２の外周面のうち、東向き、３０度の上方
位置に固定されている。赤外線センサ２４ｂは、センサ
固定台２２の外周面のうち、真上位置に固定されてい
る。赤外線センサ２４ｃは、センサ固定台２２の外周面
のうち、西向き、水平位置に固定されている。図４に示
すように、ソーラーシステム１０の制御系は、制御部２
５の入力側に赤外線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃおよ
び風力計１４が配置されている。一方、制御部２５の出
力側に１対の回転モータ２０が配置されている。各赤外
線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが太陽光を検出する
と、それぞれの検出信号が制御部２５に入力される。そ
して、制御部２５から各ウインチ１５に対して、太陽電
池パネル１２を垂直面内で東向きに回動させたり、西向
きに回動させたりする指令が出される。そして、風力計
１４からの風速の測定信号に基づき、この太陽電池パネ
ル１２の回動に補正が行なわれる。すなわち、若干風が
強い時（例えば風速１０ｍ未満）には、太陽電池パネル
１２の傾斜角度を、通常の傾斜角度（東向き３０度また
は西向き３０度）よりも、５〜１０度程度小さくする。
それ以上の強風時（例えば風速１０ｍ以上）には、太陽
電池パネル１２を水平状態にする。このように、風の強
さに応じて太陽電池パネル１２の傾きを修正するので、
風による太陽電池パネル１２の損傷を抑えることができ
る。
ンサ固定台２２の外周面のうち、東向き、３０度の上方
位置に固定されている。赤外線センサ２４ｂは、センサ
固定台２２の外周面のうち、真上位置に固定されてい
る。赤外線センサ２４ｃは、センサ固定台２２の外周面
のうち、西向き、水平位置に固定されている。図４に示
すように、ソーラーシステム１０の制御系は、制御部２
５の入力側に赤外線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃおよ
び風力計１４が配置されている。一方、制御部２５の出
力側に１対の回転モータ２０が配置されている。各赤外
線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが太陽光を検出する
と、それぞれの検出信号が制御部２５に入力される。そ
して、制御部２５から各ウインチ１５に対して、太陽電
池パネル１２を垂直面内で東向きに回動させたり、西向
きに回動させたりする指令が出される。そして、風力計
１４からの風速の測定信号に基づき、この太陽電池パネ
ル１２の回動に補正が行なわれる。すなわち、若干風が
強い時（例えば風速１０ｍ未満）には、太陽電池パネル
１２の傾斜角度を、通常の傾斜角度（東向き３０度また
は西向き３０度）よりも、５〜１０度程度小さくする。
それ以上の強風時（例えば風速１０ｍ以上）には、太陽
電池パネル１２を水平状態にする。このように、風の強
さに応じて太陽電池パネル１２の傾きを修正するので、
風による太陽電池パネル１２の損傷を抑えることができ
る。
【００１９】次に、このソーラーシステム１０の作動を
説明する。図１に示すように、午前中、導光孔２１ａか
ら位置センサ部１３内に太陽光が導入されると、その赤
外線の成分が赤外線センサ２４ａにより受光される。こ
の検出信号に基づき、制御部２５が各回転モータ２０に
太陽電池パネル１２を東向きに回動させる指令を出す。
これにより、ウインチ１５が作動し、その太陽電池１１
の電池面が太陽と正対する東向き（例えば３０度の傾斜
状態）になるまで、太陽電池パネル１２が軸体１２ａを
中心にして垂直面内で回動する。また、図２に示すよう
に、正午前後となり、導光孔２１ｂから位置センサ部１
３内に太陽光が導入されると、その赤外線の成分が赤外
線センサ２４ｂによって受光される。これにより、ウイ
ンチ１５が作動し、この太陽電池１１の電池面が太陽と
正対する真上（水平状態）に向くまで、太陽電池パネル
１２を垂直面内で回動させる。
説明する。図１に示すように、午前中、導光孔２１ａか
ら位置センサ部１３内に太陽光が導入されると、その赤
外線の成分が赤外線センサ２４ａにより受光される。こ
の検出信号に基づき、制御部２５が各回転モータ２０に
太陽電池パネル１２を東向きに回動させる指令を出す。
これにより、ウインチ１５が作動し、その太陽電池１１
の電池面が太陽と正対する東向き（例えば３０度の傾斜
状態）になるまで、太陽電池パネル１２が軸体１２ａを
中心にして垂直面内で回動する。また、図２に示すよう
に、正午前後となり、導光孔２１ｂから位置センサ部１
３内に太陽光が導入されると、その赤外線の成分が赤外
線センサ２４ｂによって受光される。これにより、ウイ
ンチ１５が作動し、この太陽電池１１の電池面が太陽と
正対する真上（水平状態）に向くまで、太陽電池パネル
１２を垂直面内で回動させる。
【００２０】さらに、図３に示すように、昼過ぎ、導光
孔２１ｃから位置センサ部１３内に太陽光が導入される
と、その赤外線の成分が赤外線センサ２４ｃにより受光
される。その結果、ウインチ１５が作動し、太陽電池１
１の電池面が太陽と正対する西向き（３０度の傾斜状
態）になるまで、太陽電池パネル１２が垂直面内で回動
する。ただし、風力計１４からの風速の測定信号に基づ
き、この太陽電池パネル１２の回動に補正が行なわれ
る。具体的には、若干風が強い時（例えば風速５〜１０
ｍ）には、太陽電池パネル１２の傾斜角度を、通常の傾
斜角度（東向き３０度または西向き３０度）よりも、例
えば５〜１０度程度小さくする。それ以上の強風時（例
えば風速１０ｍ以上）には、太陽電池パネル１２を水平
状態にして、風からの回避を優先する。このように、風
の強さに応じて太陽電池パネル１２の傾きを修正するの
で、風による太陽電池パネル１２の損傷を抑制すること
ができる。
孔２１ｃから位置センサ部１３内に太陽光が導入される
と、その赤外線の成分が赤外線センサ２４ｃにより受光
される。その結果、ウインチ１５が作動し、太陽電池１
１の電池面が太陽と正対する西向き（３０度の傾斜状
態）になるまで、太陽電池パネル１２が垂直面内で回動
する。ただし、風力計１４からの風速の測定信号に基づ
き、この太陽電池パネル１２の回動に補正が行なわれ
る。具体的には、若干風が強い時（例えば風速５〜１０
ｍ）には、太陽電池パネル１２の傾斜角度を、通常の傾
斜角度（東向き３０度または西向き３０度）よりも、例
えば５〜１０度程度小さくする。それ以上の強風時（例
えば風速１０ｍ以上）には、太陽電池パネル１２を水平
状態にして、風からの回避を優先する。このように、風
の強さに応じて太陽電池パネル１２の傾きを修正するの
で、風による太陽電池パネル１２の損傷を抑制すること
ができる。
【００２１】また、太陽電池パネル１２が太陽を自動的
に追尾するので、上空での太陽の位置にかかわりなく、
日中は常に太陽電池１１により発電を行なうことができ
る。その結果、太陽電池１１の１日当たりの発電量が高
められる。さらに、安価な赤外線センサ２４ａ，２４
ｂ，２４ｃにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知
し、太陽の位置を検出するようにしたので、位置センサ
部１３のコスト低減が図れる。そして、太陽追尾手段１
５として、太陽電池パネル１２をシーソーの板とするウ
インチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小さな操
作力で太陽電池パネル１２の回動（太陽追尾）を行なう
ことができる。したがって、回転モータ２０として、安
価な低出力のモータを採用することができる。
に追尾するので、上空での太陽の位置にかかわりなく、
日中は常に太陽電池１１により発電を行なうことができ
る。その結果、太陽電池１１の１日当たりの発電量が高
められる。さらに、安価な赤外線センサ２４ａ，２４
ｂ，２４ｃにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知
し、太陽の位置を検出するようにしたので、位置センサ
部１３のコスト低減が図れる。そして、太陽追尾手段１
５として、太陽電池パネル１２をシーソーの板とするウ
インチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小さな操
作力で太陽電池パネル１２の回動（太陽追尾）を行なう
ことができる。したがって、回転モータ２０として、安
価な低出力のモータを採用することができる。
【００２２】このソーラーシステム１０は、複数台を組
み合わせることで、芸術性を兼ね備えた１つのモニュメ
ントとすることができる。その一例を、図５に示す。図
５は、この発明の一実施例に係るソーラーシステムを利
用したモニュメントの側面図である。このモニュメント
３０は、平面視して矩形状をした５階建ての鉄塔３１を
有しており、各階に１台ずつ、合計５台のソーラーシス
テム１０が千鳥足状に配列されている。鉄塔３１に、５
台のソーラーシステム１０を千鳥足状に配列すること
で、効率良く高い電力を得ることができる。なお、鉄塔
３１の各階において、各ソーラーシステム１０の北側
に、太陽光を太陽電池１１の電池面に向かって反射する
反射板３２を配設することで、さらに高い発電力を得る
ことができる。
み合わせることで、芸術性を兼ね備えた１つのモニュメ
ントとすることができる。その一例を、図５に示す。図
５は、この発明の一実施例に係るソーラーシステムを利
用したモニュメントの側面図である。このモニュメント
３０は、平面視して矩形状をした５階建ての鉄塔３１を
有しており、各階に１台ずつ、合計５台のソーラーシス
テム１０が千鳥足状に配列されている。鉄塔３１に、５
台のソーラーシステム１０を千鳥足状に配列すること
で、効率良く高い電力を得ることができる。なお、鉄塔
３１の各階において、各ソーラーシステム１０の北側
に、太陽光を太陽電池１１の電池面に向かって反射する
反射板３２を配設することで、さらに高い発電力を得る
ことができる。
【００２３】次に、図６に基づき、太陽電池パネルを手
動で回動させて太陽の追尾を行なう他の形態のソーラー
システムを説明する。図６は、この発明の他の形態に係
るソーラーシステムの側面図である。図６に示すよう
に、ソーラーシステム４０は、１本または２本の支持枠
４１を使用し、屋根ａに登った作業者が手作業で太陽電
池パネル１２による太陽の追尾を行なうものである。す
なわち、午前中は、支持枠４１を１本使用して、太陽電
池パネル１２を東向き４５度に固定する（実線状態）。
また、正午前後には、支持枠４１を２本使用して、太陽
電池パネル１２を水平位置で固定する（一点鎖線状
態）。さらに午後になると、１本の支持枠４１を使用し
て、太陽電池パネル１２を西向き４５度に固定する（二
点鎖線状態）。
動で回動させて太陽の追尾を行なう他の形態のソーラー
システムを説明する。図６は、この発明の他の形態に係
るソーラーシステムの側面図である。図６に示すよう
に、ソーラーシステム４０は、１本または２本の支持枠
４１を使用し、屋根ａに登った作業者が手作業で太陽電
池パネル１２による太陽の追尾を行なうものである。す
なわち、午前中は、支持枠４１を１本使用して、太陽電
池パネル１２を東向き４５度に固定する（実線状態）。
また、正午前後には、支持枠４１を２本使用して、太陽
電池パネル１２を水平位置で固定する（一点鎖線状
態）。さらに午後になると、１本の支持枠４１を使用し
て、太陽電池パネル１２を西向き４５度に固定する（二
点鎖線状態）。
【００２４】図６中、４２は基台１６上にポール１７を
固定するための支持枠、４３は傾斜状態の太陽電池パネ
ル１２の端部をポール１７に固定するためのワイヤまた
は支持枠である。このように、ソーラシーステム４０
を、作業者の手作業による太陽追尾構造としたので、設
備コストの低減、屋根ａの上への設置作業の簡易化を図
ることができる。その他の構成、作用および効果は、一
実施例と同様であるので説明を省略する。
固定するための支持枠、４３は傾斜状態の太陽電池パネ
ル１２の端部をポール１７に固定するためのワイヤまた
は支持枠である。このように、ソーラシーステム４０
を、作業者の手作業による太陽追尾構造としたので、設
備コストの低減、屋根ａの上への設置作業の簡易化を図
ることができる。その他の構成、作用および効果は、一
実施例と同様であるので説明を省略する。
【００２５】
【発明の効果】この発明によれば、位置センサで太陽の
位置を検出し、その検出信号に基づき、太陽追尾手段に
よって太陽電池パネルが太陽を追尾するので、太陽の位
置にかかわりなく、日中は常に太陽電池による発電が可
能になる。その結果、太陽電池の１日当たりの発電量を
高めることができる。
位置を検出し、その検出信号に基づき、太陽追尾手段に
よって太陽電池パネルが太陽を追尾するので、太陽の位
置にかかわりなく、日中は常に太陽電池による発電が可
能になる。その結果、太陽電池の１日当たりの発電量を
高めることができる。
【００２６】特に、請求項２の発明によれば、光線セン
サに赤外線センサを採用したので、位置センサのコスト
低減を図ることができる。
サに赤外線センサを採用したので、位置センサのコスト
低減を図ることができる。
【００２７】請求項３の発明によれば、太陽追尾手段と
して、太陽電池パネルをシーソーの板としたウインチ駆
動式のシーソー機構を採用したので、小さな操作力で太
陽の追尾を行なうことができる。
して、太陽電池パネルをシーソーの板としたウインチ駆
動式のシーソー機構を採用したので、小さな操作力で太
陽の追尾を行なうことができる。
【図１】この発明の一実施例に係るソーラーシステムの
午前中における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜
視図である。
午前中における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜
視図である。
【図２】この発明の一実施例に係るソーラーシステムの
正午前後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す
斜視図である。
正午前後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す
斜視図である。
【図３】この発明の一実施例に係るソーラーシステムの
午後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視
図である。
午後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視
図である。
【図４】この発明の一実施例に係るソーラーシステムの
制御系を示すブロック図である。
制御系を示すブロック図である。
【図５】この発明の一実施例に係るソーラーシステムを
利用したモニュメントの側面図である。
利用したモニュメントの側面図である。
【図６】この発明の他の形態に係るソーラーシステムの
側面図である。
側面図である。
１０，４０ ソーラーシステム、 １１ 太陽電池、 １２ 太陽電池パネル、 １３ 赤外線センサ（位置センサ）、 １５ ウインチ（太陽追尾手段）、 １８ ドラム、 １９ ワイヤ（吊下部材）。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月２０日（２００１．２．２
０）
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 シーソー式ソーラーシステム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はシーソー式ソーラ
ーシステム、詳しくは、太陽電池の電池面を常に太陽と
正対させる太陽追尾機能を備えたシーソー式ソーラーシ
ステムに関する。
ーシステム、詳しくは、太陽電池の電池面を常に太陽と
正対させる太陽追尾機能を備えたシーソー式ソーラーシ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽光のエネルギーを、半導体の
光電効果により電気に変換する太陽電池が開発され、こ
の太陽電池を利用した太陽光発電が実施されている。こ
の太陽光発電に使用されるソーラーシステム（太陽光発
電装置）としては、従来、多数枚の太陽電池をベース板
に張り付けて作製された太陽電池パネルを、架台を用い
て建物の屋根などに固定していた。その場合、太陽電池
の電池面の向きは、午前中に太陽と向かい合う東向き
か、午後になって太陽と向かい合う西向きか、これらの
平均をとった南向きかのいずれかであった。各向きでの
太陽電池パネルの傾斜角度は、一般的に水平面を基準と
して３０〜３５度、上向きであった。
光電効果により電気に変換する太陽電池が開発され、こ
の太陽電池を利用した太陽光発電が実施されている。こ
の太陽光発電に使用されるソーラーシステム（太陽光発
電装置）としては、従来、多数枚の太陽電池をベース板
に張り付けて作製された太陽電池パネルを、架台を用い
て建物の屋根などに固定していた。その場合、太陽電池
の電池面の向きは、午前中に太陽と向かい合う東向き
か、午後になって太陽と向かい合う西向きか、これらの
平均をとった南向きかのいずれかであった。各向きでの
太陽電池パネルの傾斜角度は、一般的に水平面を基準と
して３０〜３５度、上向きであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ソーラーシステムによれば、このように太陽電池パネル
が固定式であったので、例えば、太陽電池パネルを東向
きに３０〜３５度の角度で固定した場合には、昼過ぎに
太陽が西へ３０〜３５度だけ傾いてしまうと、太陽光が
太陽電池に当たらない。一方、南向きの場合であって
も、太陽が地平線などに近い早朝や夕方の時間帯には、
同じように太陽光が太陽電池に当たらなくなっていた。
その結果、日照時間の約半分だけしか太陽光発電を行な
えず、太陽電池はその発電能力を十分に発揮することが
できなかった。そのため、１日当たりの発電量も少なか
った。
ソーラーシステムによれば、このように太陽電池パネル
が固定式であったので、例えば、太陽電池パネルを東向
きに３０〜３５度の角度で固定した場合には、昼過ぎに
太陽が西へ３０〜３５度だけ傾いてしまうと、太陽光が
太陽電池に当たらない。一方、南向きの場合であって
も、太陽が地平線などに近い早朝や夕方の時間帯には、
同じように太陽光が太陽電池に当たらなくなっていた。
その結果、日照時間の約半分だけしか太陽光発電を行な
えず、太陽電池はその発電能力を十分に発揮することが
できなかった。そのため、１日当たりの発電量も少なか
った。
【０００４】
【発明の目的】そこで、この発明は、日中は常に発電す
ることが可能であって、１日当たりの発電量を高めるこ
とができるシーソー式ソーラーシステムを提供すること
を、その目的としている。また、この発明は、位置セン
サの設備コストを低減させることができるシーソー式ソ
ーラーシステムを提供することを、その目的としてい
る。さらに、この発明は、小さな操作力で太陽電池パネ
ルを回動させることができるシーソー式ソーラーシステ
ムを提供することを、その目的としている。
ることが可能であって、１日当たりの発電量を高めるこ
とができるシーソー式ソーラーシステムを提供すること
を、その目的としている。また、この発明は、位置セン
サの設備コストを低減させることができるシーソー式ソ
ーラーシステムを提供することを、その目的としてい
る。さらに、この発明は、小さな操作力で太陽電池パネ
ルを回動させることができるシーソー式ソーラーシステ
ムを提供することを、その目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、太陽電池が取り付けられた太陽電池パネルと、太陽
光を受光して太陽の位置を検出する位置センサと、この
位置センサからの検出信号に基づき、上記太陽電池の電
池面が太陽に正対するように太陽電池パネルを動かす太
陽追尾手段とを備えたソーラーシステムである。このソ
ーラーシステムの設置場所は限定されない。例えば、住
宅やビルを含む建物の屋根部分でもよい。また、工場，
施設または発電所などの敷地内などでもよい。太陽電池
の種類は限定されない。例えば、一般的な単結晶シリコ
ン系の太陽電池やアモルファスシリコン系の太陽電池な
どを採用することができる。
は、太陽電池が取り付けられた太陽電池パネルと、太陽
光を受光して太陽の位置を検出する位置センサと、この
位置センサからの検出信号に基づき、上記太陽電池の電
池面が太陽に正対するように太陽電池パネルを動かす太
陽追尾手段とを備えたソーラーシステムである。このソ
ーラーシステムの設置場所は限定されない。例えば、住
宅やビルを含む建物の屋根部分でもよい。また、工場，
施設または発電所などの敷地内などでもよい。太陽電池
の種類は限定されない。例えば、一般的な単結晶シリコ
ン系の太陽電池やアモルファスシリコン系の太陽電池な
どを採用することができる。
【０００６】太陽電池パネルに取り付けられる太陽電池
の使用枚数は限定されない。また、太陽電池パネルの形
状も限定されない。通常は、正面視して矩形状である。
位置センサの種類は限定されない。例えば、太陽光の成
分のうちの１種または２種類以上を検知することができ
る光センサなどが挙げられる。光センサとしては、例え
ば赤外線センサの他、紫外線センサなどを採用すること
ができる。要は、太陽の高さ位置を検出することができ
るセンサであればよい。太陽追尾手段の機構は限定され
ない。例えば、請求項３のウインチ式でもよい。その他
にも、例えば垂直な回動中心線を中心とした水平回動式
でもよいし、水平な回動中心線を中心とした垂直回動式
でもよい。要は、常時、太陽電池の電池面が太陽と正対
するように、太陽電池パネルの向きを太陽の動きに合わ
せて変更することができればよい。
の使用枚数は限定されない。また、太陽電池パネルの形
状も限定されない。通常は、正面視して矩形状である。
位置センサの種類は限定されない。例えば、太陽光の成
分のうちの１種または２種類以上を検知することができ
る光センサなどが挙げられる。光センサとしては、例え
ば赤外線センサの他、紫外線センサなどを採用すること
ができる。要は、太陽の高さ位置を検出することができ
るセンサであればよい。太陽追尾手段の機構は限定され
ない。例えば、請求項３のウインチ式でもよい。その他
にも、例えば垂直な回動中心線を中心とした水平回動式
でもよいし、水平な回動中心線を中心とした垂直回動式
でもよい。要は、常時、太陽電池の電池面が太陽と正対
するように、太陽電池パネルの向きを太陽の動きに合わ
せて変更することができればよい。
【０００７】請求項２に記載の発明は、上記位置センサ
が赤外線の強度を検出する赤外線センサである請求項１
に記載のソーラーシステムである。
が赤外線の強度を検出する赤外線センサである請求項１
に記載のソーラーシステムである。
【０００８】請求項３に記載の発明は、上記太陽電池パ
ネルが、この太陽電池パネルの重心を通過し、この太陽
電池パネルの表面に平行な回動中心線を中心にして回動
自在に設けられ、上記太陽追尾手段が、上記太陽電池パ
ネルに先端が固定された吊下部材をドラムから導出また
は巻き上げて、上記回動中心線を中心に太陽電池パネル
を回動させるウインチである請求項１または請求項２に
記載のソーラーシステムである。要は、太陽電池パネル
が回動中心線を中心として回動するシーソー構造であ
り、この太陽電池パネルを回動中心線を中心にしてウイ
ンチにより回動させる。
ネルが、この太陽電池パネルの重心を通過し、この太陽
電池パネルの表面に平行な回動中心線を中心にして回動
自在に設けられ、上記太陽追尾手段が、上記太陽電池パ
ネルに先端が固定された吊下部材をドラムから導出また
は巻き上げて、上記回動中心線を中心に太陽電池パネル
を回動させるウインチである請求項１または請求項２に
記載のソーラーシステムである。要は、太陽電池パネル
が回動中心線を中心として回動するシーソー構造であ
り、この太陽電池パネルを回動中心線を中心にしてウイ
ンチにより回動させる。
【０００９】殊に、太陽電池パネルが矩形状で、パネル
全面に均等に太陽電池が配設されている場合には、例え
ばパネルの長さ方向の中間位置に存在する線対称ライン
上に回動中心線が配置される。ウインチの使用個数は限
定されない。１台でもよいし、２台以上でもよい。１台
のウインチから導出される吊下部材（例えばケーブル）
の本数は限定されない。１本でもよいし、２本以上でも
よい。吊下部材が１本の場合には、通常、太陽電池パネ
ルの回動中心線と直交する方向の一端部に吊下部材の先
端が固定される。また、吊下部材が２本の場合には、通
常、各吊下部材の先端は太陽電池パネルの回動中心線と
直交する方向の両端部にそれぞれ固定されることにな
る。
全面に均等に太陽電池が配設されている場合には、例え
ばパネルの長さ方向の中間位置に存在する線対称ライン
上に回動中心線が配置される。ウインチの使用個数は限
定されない。１台でもよいし、２台以上でもよい。１台
のウインチから導出される吊下部材（例えばケーブル）
の本数は限定されない。１本でもよいし、２本以上でも
よい。吊下部材が１本の場合には、通常、太陽電池パネ
ルの回動中心線と直交する方向の一端部に吊下部材の先
端が固定される。また、吊下部材が２本の場合には、通
常、各吊下部材の先端は太陽電池パネルの回動中心線と
直交する方向の両端部にそれぞれ固定されることにな
る。
【００１０】
【作用】この発明によれば、位置センサで太陽光を受光
して太陽の位置を検出し、位置センサからの検出信号に
基づき、太陽追尾手段により太陽電池の電池面が太陽と
正対するように太陽電池パネルを動かす。このように太
陽を自動追尾することで、上空での太陽の位置にかかわ
りなく、日中は常に発電を行なうことが可能になる。よ
って、太陽電池の１日当たりの発電量を高めることがで
きる。
して太陽の位置を検出し、位置センサからの検出信号に
基づき、太陽追尾手段により太陽電池の電池面が太陽と
正対するように太陽電池パネルを動かす。このように太
陽を自動追尾することで、上空での太陽の位置にかかわ
りなく、日中は常に発電を行なうことが可能になる。よ
って、太陽電池の１日当たりの発電量を高めることがで
きる。
【００１１】特に、請求項２の発明によれば、赤外線セ
ンサにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知し、そ
の強度に基づいて太陽の位置を検出する。このように、
位置センサとして赤外線センサを採用したので、位置セ
ンサのコスト低減を図ることができる。
ンサにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知し、そ
の強度に基づいて太陽の位置を検出する。このように、
位置センサとして赤外線センサを採用したので、位置セ
ンサのコスト低減を図ることができる。
【００１２】請求項３の発明によれば、位置センサから
の検出信号に基づき太陽の追尾を行なう際には、ドラム
から線状部材を導出したり巻き上げたりして、太陽電池
の電池面が太陽に正対する角度位置まで、太陽電池パネ
ルを回動中心線を中心にして回動させる。このように、
太陽追尾手段として、太陽電池パネルをシーソーの板と
したウインチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小
さな操作力で太陽の追尾を行なうことができる。
の検出信号に基づき太陽の追尾を行なう際には、ドラム
から線状部材を導出したり巻き上げたりして、太陽電池
の電池面が太陽に正対する角度位置まで、太陽電池パネ
ルを回動中心線を中心にして回動させる。このように、
太陽追尾手段として、太陽電池パネルをシーソーの板と
したウインチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小
さな操作力で太陽の追尾を行なうことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
シーソー式ソーラーシステムの午前中における太陽電池
パネルの太陽追尾状態を示す斜視図である。図２は、こ
の発明の一実施例に係るソーラーシステムの正午前後に
おける太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視図であ
る。図３は、この発明の一実施例に係るソーラーシステ
ムの午後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す
斜視図である。図４は、この発明の一実施例に係るソー
ラーシステムの制御系を示すブロック図である。図１〜
図３において、１０は木造住宅の屋根ａに据え付けられ
る太陽追尾式のシーソー式ソーラーシステムであり、こ
のソーラーシステム１０は、多数枚の太陽電池１１が張
り付けられた太陽電池パネル１２と、太陽光を受光して
太陽の位置を検出する位置センサ部１３と、風力を検出
する風力計１４と、この位置センサ部１３からの検出信
号に基づき、太陽電池１１の電池面が太陽に正対するよ
うに太陽電池パネル１２を回動させる１対のウインチ
（太陽追尾手段）１５とを備えている。
参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
シーソー式ソーラーシステムの午前中における太陽電池
パネルの太陽追尾状態を示す斜視図である。図２は、こ
の発明の一実施例に係るソーラーシステムの正午前後に
おける太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視図であ
る。図３は、この発明の一実施例に係るソーラーシステ
ムの午後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す
斜視図である。図４は、この発明の一実施例に係るソー
ラーシステムの制御系を示すブロック図である。図１〜
図３において、１０は木造住宅の屋根ａに据え付けられ
る太陽追尾式のシーソー式ソーラーシステムであり、こ
のソーラーシステム１０は、多数枚の太陽電池１１が張
り付けられた太陽電池パネル１２と、太陽光を受光して
太陽の位置を検出する位置センサ部１３と、風力を検出
する風力計１４と、この位置センサ部１３からの検出信
号に基づき、太陽電池１１の電池面が太陽に正対するよ
うに太陽電池パネル１２を回動させる１対のウインチ
（太陽追尾手段）１５とを備えている。
【００１４】以下、これらの構成部品を詳細に説明す
る。この住宅の屋根ａは瓦葺きで、瓦面が東西方向に向
いている。屋根ａの頂上部の両側には、１対の門型の基
台１６が固定されている。それぞれの基台１６の内部空
間には、ウインチ１５が収納されている。また、各基台
１６の上板の中央部には、１対の長尺なポール１７がそ
れぞれ立設されている。両ポール１７の上端部には、回
転の中心軸を共有した２個の滑車からなる２連滑車１７
ａが軸支されている。また、一方のポール１７の上端に
は、風力計１４の支柱部１４ａが固定されている。支柱
部１４ａの上端には、上記位置センサ部１３が固定され
ている。位置センサ部１３については後述する。
る。この住宅の屋根ａは瓦葺きで、瓦面が東西方向に向
いている。屋根ａの頂上部の両側には、１対の門型の基
台１６が固定されている。それぞれの基台１６の内部空
間には、ウインチ１５が収納されている。また、各基台
１６の上板の中央部には、１対の長尺なポール１７がそ
れぞれ立設されている。両ポール１７の上端部には、回
転の中心軸を共有した２個の滑車からなる２連滑車１７
ａが軸支されている。また、一方のポール１７の上端に
は、風力計１４の支柱部１４ａが固定されている。支柱
部１４ａの上端には、上記位置センサ部１３が固定され
ている。位置センサ部１３については後述する。
【００１５】各基台１６の上板の対向側の端部には、そ
れぞれ１対の軸受１６ａが配設されている。各軸受１６
ａには、太陽電池パネル１２の南側の辺の中間部に突設
された軸体１２ａ、または、太陽電池パネル１２の北側
の辺の中間部に突設された軸体１２ａがそれぞれ軸支さ
れている。太陽電池パネル１２は矩形状である。そのた
め、両軸体１２ａは、太陽電池パネル１２の重心を通過
し、しかもこの太陽電池パネル１２の表面に平行な回動
中心線上に配置されている。また、各基台１６の上板の
ポール１７を挟んだ両側部には、対応するウインチ１５
のドラム１８の両端部から導出された２本のワイヤ（吊
下部材）１９を遊挿する貫通孔がそれぞれ形成されてい
る。各ウインチ１５のドラム１８から上方へ導出された
２本のワイヤ１９は、各貫通孔を通過して２連滑車１７
ａの対応する滑車に架け渡されてから斜め下方へ折り返
され、それぞれ太陽電池パネル１２の対応する隅部に固
定されている。
れぞれ１対の軸受１６ａが配設されている。各軸受１６
ａには、太陽電池パネル１２の南側の辺の中間部に突設
された軸体１２ａ、または、太陽電池パネル１２の北側
の辺の中間部に突設された軸体１２ａがそれぞれ軸支さ
れている。太陽電池パネル１２は矩形状である。そのた
め、両軸体１２ａは、太陽電池パネル１２の重心を通過
し、しかもこの太陽電池パネル１２の表面に平行な回動
中心線上に配置されている。また、各基台１６の上板の
ポール１７を挟んだ両側部には、対応するウインチ１５
のドラム１８の両端部から導出された２本のワイヤ（吊
下部材）１９を遊挿する貫通孔がそれぞれ形成されてい
る。各ウインチ１５のドラム１８から上方へ導出された
２本のワイヤ１９は、各貫通孔を通過して２連滑車１７
ａの対応する滑車に架け渡されてから斜め下方へ折り返
され、それぞれ太陽電池パネル１２の対応する隅部に固
定されている。
【００１６】それぞれのウインチ１５は、回転モータ２
０によってドラム１８を回転した際、ドラム１８の一端
部から一方のワイヤ１９が導出され、これと同時に、他
方のワイヤ１９がドラム１８の他端部に巻き取られる。
したがって、これらの回転モータ２０を同期回転させる
ことで、太陽電池パネル１２が軸体１２ａを中心にして
垂直面内で回動する。上記太陽電池１１としては、集積
型アモルファスシリコン系の矩形状を有する高所用太陽
電池モジュールを採用している。太陽電池パネル１２
は、平面視して矩形状のベース板１２ｂの表面に、多数
枚の太陽電池１１が縦方向および横方向に整列配置され
ている。
０によってドラム１８を回転した際、ドラム１８の一端
部から一方のワイヤ１９が導出され、これと同時に、他
方のワイヤ１９がドラム１８の他端部に巻き取られる。
したがって、これらの回転モータ２０を同期回転させる
ことで、太陽電池パネル１２が軸体１２ａを中心にして
垂直面内で回動する。上記太陽電池１１としては、集積
型アモルファスシリコン系の矩形状を有する高所用太陽
電池モジュールを採用している。太陽電池パネル１２
は、平面視して矩形状のベース板１２ｂの表面に、多数
枚の太陽電池１１が縦方向および横方向に整列配置され
ている。
【００１７】次に、上記位置センサ部１３を詳細に説明
する。位置センサ部１３は、中空球状をした球状カバー
２１と、その内部空間の下部に設けられた半球状のセン
サ固定台２２と、このセンサ固定台２２に固定されて、
太陽光の成分のうちの赤外線を感知する３個の赤外線セ
ンサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを有している。球状カバ
ー２１には、それぞれ異なる角度位置から太陽光の一部
をカバー内に導入する３本の導光孔２１ａ，２１ｂ，２
１ｃが形成されている。導光孔２１ａは、球状カバー２
１の周壁のうち、東向き、３０度の上方位置に形成され
ている。導光孔２１ｂは、球状カバー２１周壁のうち、
真上位置に形成されている。導光孔２１ｃは、球状カバ
ー２１の周壁のうち、西向き、水平位置に形成されてい
る。
する。位置センサ部１３は、中空球状をした球状カバー
２１と、その内部空間の下部に設けられた半球状のセン
サ固定台２２と、このセンサ固定台２２に固定されて、
太陽光の成分のうちの赤外線を感知する３個の赤外線セ
ンサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを有している。球状カバ
ー２１には、それぞれ異なる角度位置から太陽光の一部
をカバー内に導入する３本の導光孔２１ａ，２１ｂ，２
１ｃが形成されている。導光孔２１ａは、球状カバー２
１の周壁のうち、東向き、３０度の上方位置に形成され
ている。導光孔２１ｂは、球状カバー２１周壁のうち、
真上位置に形成されている。導光孔２１ｃは、球状カバ
ー２１の周壁のうち、西向き、水平位置に形成されてい
る。
【００１８】これに対して、赤外線センサ２４ａは、セ
ンサ固定台２２の外周面のうち、東向き、３０度の上方
位置に固定されている。赤外線センサ２４ｂは、センサ
固定台２２の外周面のうち、真上位置に固定されてい
る。赤外線センサ２４ｃは、センサ固定台２２の外周面
のうち、西向き、水平位置に固定されている。図４に示
すように、ソーラーシステム１０の制御系は、制御部２
５の入力側に赤外線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃおよ
び風力計１４が配置されている。一方、制御部２５の出
力側に１対の回転モータ２０が配置されている。各赤外
線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが太陽光を検出する
と、それぞれの検出信号が制御部２５に入力される。そ
して、制御部２５から各ウインチ１５に対して、太陽電
池パネル１２を垂直面内で東向きに回動させたり、西向
きに回動させたりする指令が出される。そして、風力計
１４からの風速の測定信号に基づき、この太陽電池パネ
ル１２の回動に補正が行なわれる。すなわち、若干風が
強い時（例えば風速１０ｍ未満）には、太陽電池パネル
１２の傾斜角度を、通常の傾斜角度（東向き３０度また
は西向き３０度）よりも、５〜１０度程度小さくする。
それ以上の強風時（例えば風速１０ｍ以上）には、太陽
電池パネル１２を水平状態にする。このように、風の強
さに応じて太陽電池パネル１２の傾きを修正するので、
風による太陽電池パネル１２の損傷を抑えることができ
る。
ンサ固定台２２の外周面のうち、東向き、３０度の上方
位置に固定されている。赤外線センサ２４ｂは、センサ
固定台２２の外周面のうち、真上位置に固定されてい
る。赤外線センサ２４ｃは、センサ固定台２２の外周面
のうち、西向き、水平位置に固定されている。図４に示
すように、ソーラーシステム１０の制御系は、制御部２
５の入力側に赤外線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃおよ
び風力計１４が配置されている。一方、制御部２５の出
力側に１対の回転モータ２０が配置されている。各赤外
線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが太陽光を検出する
と、それぞれの検出信号が制御部２５に入力される。そ
して、制御部２５から各ウインチ１５に対して、太陽電
池パネル１２を垂直面内で東向きに回動させたり、西向
きに回動させたりする指令が出される。そして、風力計
１４からの風速の測定信号に基づき、この太陽電池パネ
ル１２の回動に補正が行なわれる。すなわち、若干風が
強い時（例えば風速１０ｍ未満）には、太陽電池パネル
１２の傾斜角度を、通常の傾斜角度（東向き３０度また
は西向き３０度）よりも、５〜１０度程度小さくする。
それ以上の強風時（例えば風速１０ｍ以上）には、太陽
電池パネル１２を水平状態にする。このように、風の強
さに応じて太陽電池パネル１２の傾きを修正するので、
風による太陽電池パネル１２の損傷を抑えることができ
る。
【００１９】次に、このソーラーシステム１０の作動を
説明する。図１に示すように、午前中、導光孔２１ａか
ら位置センサ部１３内に太陽光が導入されると、その赤
外線の成分が赤外線センサ２４ａにより受光される。こ
の検出信号に基づき、制御部２５が各回転モータ２０に
太陽電池パネル１２を東向きに回動させる指令信号を出
力する。これにより、ウインチ１５が作動し、その太陽
電池１１の電池面が太陽と正対する東向き（例えば３０
度の傾斜状態）になるまで、太陽電池パネル１２が軸体
１２ａを中心にして垂直面内で回動する。また、図２に
示すように、正午前後となり、導光孔２１ｂから位置セ
ンサ部１３内に太陽光が導入されると、その赤外線の成
分が赤外線センサ２４ｂによって受光される。これによ
り、ウインチ１５が作動し、この太陽電池１１の電池面
が太陽と正対する真上（水平状態）に向くまで、太陽電
池パネル１２を垂直面内で回動させる。
説明する。図１に示すように、午前中、導光孔２１ａか
ら位置センサ部１３内に太陽光が導入されると、その赤
外線の成分が赤外線センサ２４ａにより受光される。こ
の検出信号に基づき、制御部２５が各回転モータ２０に
太陽電池パネル１２を東向きに回動させる指令信号を出
力する。これにより、ウインチ１５が作動し、その太陽
電池１１の電池面が太陽と正対する東向き（例えば３０
度の傾斜状態）になるまで、太陽電池パネル１２が軸体
１２ａを中心にして垂直面内で回動する。また、図２に
示すように、正午前後となり、導光孔２１ｂから位置セ
ンサ部１３内に太陽光が導入されると、その赤外線の成
分が赤外線センサ２４ｂによって受光される。これによ
り、ウインチ１５が作動し、この太陽電池１１の電池面
が太陽と正対する真上（水平状態）に向くまで、太陽電
池パネル１２を垂直面内で回動させる。
【００２０】さらに、図３に示すように、昼過ぎ、導光
孔２１ｃから位置センサ部１３内に太陽光が導入される
と、その赤外線の成分が赤外線センサ２４ｃにより受光
される。その結果、ウインチ１５が作動し、太陽電池１
１の電池面が太陽と正対する西向き（３０度の傾斜状
態）になるまで、太陽電池パネル１２が垂直面内で回動
する。ただし、風力計１４からの風速の測定信号に基づ
き、この太陽電池パネル１２の回動角度については補正
が行なわれる。具体的には、若干風が強い時（例えば風
速５〜１０ｍ）には、太陽電池パネル１２の傾斜角度
を、通常の傾斜角度（東向き３０度または西向き３０
度）よりも、例えば５〜１０度程度小さくする。それ以
上の強風時（例えば風速１０ｍ以上）には、太陽電池パ
ネル１２を水平状態にして、風からの回避を優先する。
このように、風の強さに応じて太陽電池パネル１２の傾
きを修正するので、風による太陽電池パネル１２の損傷
を抑制することができる。
孔２１ｃから位置センサ部１３内に太陽光が導入される
と、その赤外線の成分が赤外線センサ２４ｃにより受光
される。その結果、ウインチ１５が作動し、太陽電池１
１の電池面が太陽と正対する西向き（３０度の傾斜状
態）になるまで、太陽電池パネル１２が垂直面内で回動
する。ただし、風力計１４からの風速の測定信号に基づ
き、この太陽電池パネル１２の回動角度については補正
が行なわれる。具体的には、若干風が強い時（例えば風
速５〜１０ｍ）には、太陽電池パネル１２の傾斜角度
を、通常の傾斜角度（東向き３０度または西向き３０
度）よりも、例えば５〜１０度程度小さくする。それ以
上の強風時（例えば風速１０ｍ以上）には、太陽電池パ
ネル１２を水平状態にして、風からの回避を優先する。
このように、風の強さに応じて太陽電池パネル１２の傾
きを修正するので、風による太陽電池パネル１２の損傷
を抑制することができる。
【００２１】また、太陽電池パネル１２が太陽を自動的
に追尾するので、上空での太陽の位置にかかわりなく、
日中は常に太陽電池１１により発電を行なうことができ
る。その結果、太陽電池１１の１日当たりの発電量が高
められる。さらに、安価な赤外線センサ２４ａ，２４
ｂ，２４ｃにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知
し、太陽の位置を検出するようにしたので、位置センサ
部１３のコスト低減が図れる。そして、太陽追尾手段１
５として、太陽電池パネル１２をシーソーの板とするウ
インチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小さな操
作力で太陽電池パネル１２の回動（太陽追尾）を行なう
ことができる。したがって、回転モータ２０として、安
価な低出力のモータを採用することができる。
に追尾するので、上空での太陽の位置にかかわりなく、
日中は常に太陽電池１１により発電を行なうことができ
る。その結果、太陽電池１１の１日当たりの発電量が高
められる。さらに、安価な赤外線センサ２４ａ，２４
ｂ，２４ｃにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知
し、太陽の位置を検出するようにしたので、位置センサ
部１３のコスト低減が図れる。そして、太陽追尾手段１
５として、太陽電池パネル１２をシーソーの板とするウ
インチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小さな操
作力で太陽電池パネル１２の回動（太陽追尾）を行なう
ことができる。したがって、回転モータ２０として、安
価な低出力のモータを採用することができる。
【００２２】このソーラーシステム１０は、複数台を組
み合わせることで、芸術性を兼ね備えた１つのモニュメ
ントとすることができる。その一例を、図５に示す。図
５は、この発明の一実施例に係るソーラーシステムを利
用したモニュメントの側面図である。このモニュメント
３０は、平面視して矩形状をした５階建ての鉄塔３１を
有しており、各階に１台ずつ、合計５台のソーラーシス
テム１０が千鳥足状に配列されている。鉄塔３１に、５
台のソーラーシステム１０を千鳥足状に配列すること
で、効率良く高い電力を得ることができる。なお、鉄塔
３１の各階において、各ソーラーシステム１０の北側
に、太陽光を太陽電池１１の電池面に向かって反射する
反射板３２を配設することで、さらに高い発電力を得る
ことができる。
み合わせることで、芸術性を兼ね備えた１つのモニュメ
ントとすることができる。その一例を、図５に示す。図
５は、この発明の一実施例に係るソーラーシステムを利
用したモニュメントの側面図である。このモニュメント
３０は、平面視して矩形状をした５階建ての鉄塔３１を
有しており、各階に１台ずつ、合計５台のソーラーシス
テム１０が千鳥足状に配列されている。鉄塔３１に、５
台のソーラーシステム１０を千鳥足状に配列すること
で、効率良く高い電力を得ることができる。なお、鉄塔
３１の各階において、各ソーラーシステム１０の北側
に、太陽光を太陽電池１１の電池面に向かって反射する
反射板３２を配設することで、さらに高い発電力を得る
ことができる。
【００２３】次に、図６に基づき、太陽電池パネルを手
動で回動させて太陽の追尾を行なう他の形態のソーラー
システムを説明する。図６は、この発明の他の形態に係
るソーラーシステムの側面図である。図６に示すよう
に、ソーラーシステム４０は、１本または２本の支持枠
４１を使用し、屋根ａに登った作業者が手作業で太陽電
池パネル１２による太陽の追尾を行なうものである。す
なわち、午前中は、支持枠４１を１本使用して、太陽電
池パネル１２を東向き４５度に固定する（実線状態）。
また、正午前後には、支持枠４１を２本使用して、太陽
電池パネル１２を水平位置で固定する（一点鎖線状
態）。さらに午後になると、１本の支持枠４１を使用し
て、太陽電池パネル１２を西向き４５度に固定する（二
点鎖線状態）。
動で回動させて太陽の追尾を行なう他の形態のソーラー
システムを説明する。図６は、この発明の他の形態に係
るソーラーシステムの側面図である。図６に示すよう
に、ソーラーシステム４０は、１本または２本の支持枠
４１を使用し、屋根ａに登った作業者が手作業で太陽電
池パネル１２による太陽の追尾を行なうものである。す
なわち、午前中は、支持枠４１を１本使用して、太陽電
池パネル１２を東向き４５度に固定する（実線状態）。
また、正午前後には、支持枠４１を２本使用して、太陽
電池パネル１２を水平位置で固定する（一点鎖線状
態）。さらに午後になると、１本の支持枠４１を使用し
て、太陽電池パネル１２を西向き４５度に固定する（二
点鎖線状態）。
【００２４】図６中、４２は基台１６上にポール１７を
固定するための支持枠、４３は傾斜状態の太陽電池パネ
ル１２の端部をポール１７に固定するためのワイヤまた
は支持枠である。このように、ソーラシーステム４０
を、作業者の手作業による太陽追尾構造としたので、設
備コストの低減、屋根ａの上への設置作業の簡易化を図
ることができる。その他の構成、作用および効果は、一
実施例と同様であるので説明を省略する。
固定するための支持枠、４３は傾斜状態の太陽電池パネ
ル１２の端部をポール１７に固定するためのワイヤまた
は支持枠である。このように、ソーラシーステム４０
を、作業者の手作業による太陽追尾構造としたので、設
備コストの低減、屋根ａの上への設置作業の簡易化を図
ることができる。その他の構成、作用および効果は、一
実施例と同様であるので説明を省略する。
【００２５】
【発明の効果】この発明によれば、位置センサで太陽の
位置を検出し、その検出信号に基づき、太陽追尾手段に
よって太陽電池パネルが太陽を追尾するので、太陽の位
置にかかわりなく、日中は常に太陽電池による発電が可
能になる。その結果、太陽電池の１日当たりの発電量を
高めることができる。
位置を検出し、その検出信号に基づき、太陽追尾手段に
よって太陽電池パネルが太陽を追尾するので、太陽の位
置にかかわりなく、日中は常に太陽電池による発電が可
能になる。その結果、太陽電池の１日当たりの発電量を
高めることができる。
【００２６】特に、請求項２の発明によれば、光線セン
サに赤外線センサを採用したので、位置センサのコスト
低減を図ることができる。
サに赤外線センサを採用したので、位置センサのコスト
低減を図ることができる。
【００２７】請求項３の発明によれば、太陽追尾手段と
して、太陽電池パネルをシーソーの板としたウインチ駆
動式のシーソー機構を採用したので、小さな操作力で太
陽の追尾を行なうことができる。
して、太陽電池パネルをシーソーの板としたウインチ駆
動式のシーソー機構を採用したので、小さな操作力で太
陽の追尾を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係るソーラーシステムの
午前中における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜
視図である。
午前中における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜
視図である。
【図２】この発明の一実施例に係るソーラーシステムの
正午前後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す
斜視図である。
正午前後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す
斜視図である。
【図３】この発明の一実施例に係るソーラーシステムの
午後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視
図である。
午後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視
図である。
【図４】この発明の一実施例に係るソーラーシステムの
制御系を示すブロック図である。
制御系を示すブロック図である。
【図５】この発明の一実施例に係るソーラーシステムを
利用したモニュメントの側面図である。
利用したモニュメントの側面図である。
【図６】この発明の他の形態に係るソーラーシステムの
側面図である。
側面図である。
【符号の説明】 １０，４０ ソーラーシステム、 １１ 太陽電池、 １２ 太陽電池パネル、 １３ 赤外線センサ（位置センサ）、 １５ ウインチ（太陽追尾手段）、 １８ ドラム、 １９ ワイヤ（吊下部材）。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年４月６日（２００１．４．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 シーソー式ソーラーシステム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はシーソー式ソーラ
ーシステム、詳しくは、太陽電池の電池面を常に太陽と
正対させる太陽追尾機能を備えたシーソー式ソーラーシ
ステムに関する。
ーシステム、詳しくは、太陽電池の電池面を常に太陽と
正対させる太陽追尾機能を備えたシーソー式ソーラーシ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽光のエネルギーを、半導体の
光電効果により電気に変換する太陽電池が開発され、こ
の太陽電池を利用した太陽光発電が実施されている。こ
の太陽光発電に使用されるソーラーシステム（太陽光発
電装置）としては、従来、多数枚の太陽電池をベース板
に張り付けて作製された太陽電池パネルを、架台を用い
て建物の屋根などに固定していた。その場合、太陽電池
の電池面の向きは、午前中に太陽と向かい合う東向き
か、午後になって太陽と向かい合う西向きか、これらの
平均をとった南向きかのいずれかであった。各向きでの
太陽電池パネルの傾斜角度は、一般的に水平面を基準と
して３０〜３５度、上向きであった。
光電効果により電気に変換する太陽電池が開発され、こ
の太陽電池を利用した太陽光発電が実施されている。こ
の太陽光発電に使用されるソーラーシステム（太陽光発
電装置）としては、従来、多数枚の太陽電池をベース板
に張り付けて作製された太陽電池パネルを、架台を用い
て建物の屋根などに固定していた。その場合、太陽電池
の電池面の向きは、午前中に太陽と向かい合う東向き
か、午後になって太陽と向かい合う西向きか、これらの
平均をとった南向きかのいずれかであった。各向きでの
太陽電池パネルの傾斜角度は、一般的に水平面を基準と
して３０〜３５度、上向きであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ソーラーシステムによれば、このように太陽電池パネル
が固定式であったので、例えば、太陽電池パネルを東向
きに３０〜３５度の角度で固定した場合には、昼過ぎに
太陽が西へ３０〜３５度だけ傾いてしまうと、太陽光が
太陽電池に当たらない。一方、南向きの場合であって
も、太陽が地平線などに近い早朝や夕方の時間帯には、
同じように太陽光が太陽電池に当たらなくなっていた。
その結果、日照時間の約半分だけしか太陽光発電を行な
えず、太陽電池はその発電能力を十分に発揮することが
できなかった。そのため、１日当たりの発電量も少なか
った。
ソーラーシステムによれば、このように太陽電池パネル
が固定式であったので、例えば、太陽電池パネルを東向
きに３０〜３５度の角度で固定した場合には、昼過ぎに
太陽が西へ３０〜３５度だけ傾いてしまうと、太陽光が
太陽電池に当たらない。一方、南向きの場合であって
も、太陽が地平線などに近い早朝や夕方の時間帯には、
同じように太陽光が太陽電池に当たらなくなっていた。
その結果、日照時間の約半分だけしか太陽光発電を行な
えず、太陽電池はその発電能力を十分に発揮することが
できなかった。そのため、１日当たりの発電量も少なか
った。
【０００４】
【発明の目的】そこで、この発明は、日中は常に発電す
ることが可能であって、１日当たりの発電量を高めるこ
とができるシーソー式ソーラーシステムを提供すること
を、その目的としている。また、この発明は、位置セン
サの設備コストを低減させることができるシーソー式ソ
ーラーシステムを提供することを、その目的としてい
る。さらに、この発明は、小さな操作力で太陽電池パネ
ルを回動させることができるシーソー式ソーラーシステ
ムを提供することを、その目的としている。
ることが可能であって、１日当たりの発電量を高めるこ
とができるシーソー式ソーラーシステムを提供すること
を、その目的としている。また、この発明は、位置セン
サの設備コストを低減させることができるシーソー式ソ
ーラーシステムを提供することを、その目的としてい
る。さらに、この発明は、小さな操作力で太陽電池パネ
ルを回動させることができるシーソー式ソーラーシステ
ムを提供することを、その目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、太陽電池が取り付けられた太陽電池パネルと、太陽
光を受光して太陽の位置を検出する位置センサと、この
位置センサからの検出信号に基づき、上記太陽電池の電
池面が太陽に正対するように太陽電池パネルを動かす太
陽追尾手段とを備えたソーラーシステムにおいて、上記
太陽電池パネルが、この太陽電池パネルの重心を通過
し、この太陽電池パネルの表面に平行な回動中心線を中
心にして回動自在に設けられ、上記太陽追尾手段が、上
記太陽電池パネルに先端が固定された吊下部材をドラム
から導出または巻き上げて、上記回動中心線を中心に太
陽電池パネルを回動させるウインチであるシーソー式ソ
ーラーシステムである。このソーラーシステムの設置場
所は限定されない。例えば、住宅やビルを含む建物の屋
根部分でもよい。また、工場，施設または発電所などの
敷地内などでもよい。太陽電池の種類は限定されない。
例えば、一般的な単結晶シリコン系の太陽電池やアモル
ファスシリコン系の太陽電池などを採用することができ
る。
は、太陽電池が取り付けられた太陽電池パネルと、太陽
光を受光して太陽の位置を検出する位置センサと、この
位置センサからの検出信号に基づき、上記太陽電池の電
池面が太陽に正対するように太陽電池パネルを動かす太
陽追尾手段とを備えたソーラーシステムにおいて、上記
太陽電池パネルが、この太陽電池パネルの重心を通過
し、この太陽電池パネルの表面に平行な回動中心線を中
心にして回動自在に設けられ、上記太陽追尾手段が、上
記太陽電池パネルに先端が固定された吊下部材をドラム
から導出または巻き上げて、上記回動中心線を中心に太
陽電池パネルを回動させるウインチであるシーソー式ソ
ーラーシステムである。このソーラーシステムの設置場
所は限定されない。例えば、住宅やビルを含む建物の屋
根部分でもよい。また、工場，施設または発電所などの
敷地内などでもよい。太陽電池の種類は限定されない。
例えば、一般的な単結晶シリコン系の太陽電池やアモル
ファスシリコン系の太陽電池などを採用することができ
る。
【０００６】太陽電池パネルに取り付けられる太陽電池
の使用枚数は限定されない。また、太陽電池パネルの形
状も限定されない。通常は、正面視して矩形状である。
位置センサの種類は限定されない。例えば、太陽光の成
分のうちの１種または２種類以上を検知することができ
る光センサなどが挙げられる。光センサとしては、例え
ば赤外線センサの他、紫外線センサなどを採用すること
ができる。要は、太陽の高さ位置を検出することができ
るセンサであればよい。太陽追尾手段の機構は限定され
ない。例えば、請求項３のウインチ式でもよい。その他
にも、例えば垂直な回動中心線を中心とした水平回動式
でもよいし、水平な回動中心線を中心とした垂直回動式
でもよい。要は、常時、太陽電池の電池面が太陽と正対
するように、太陽電池パネルの向きを太陽の動きに合わ
せて変更することができればよい。要は、太陽電池パネ
ルが回動中心線を中心として回動するシーソー構造であ
り、この太陽電池パネルを回動中心線を中心にしてウイ
ンチにより回動させるものである。殊に、太陽電池パネ
ルが矩形状で、パネル全面に均等に太陽電池が配設され
ている場合には、例えばパネルの長さ方向の中間位置に
存在する線対称ライン上に回動中心線が配置される。ウ
インチの使用個数は限定されない。１台でもよいし、２
台以上でもよい。１台のウインチから導出される吊下部
材（例えばケーブル）の本数は限定されない。１本でも
よいし、２本以上でもよい。吊下部材が１本の場合に
は、通常、太陽電池パネルの回動中心線と直交する方向
の一端部に吊下部材の先端が固定される。また、吊下部
材が２本の場合には、通常、各吊下部材の先端は太陽電
池パネルの回動中心線と直交する方向の両端部にそれぞ
れ固定されることになる。
の使用枚数は限定されない。また、太陽電池パネルの形
状も限定されない。通常は、正面視して矩形状である。
位置センサの種類は限定されない。例えば、太陽光の成
分のうちの１種または２種類以上を検知することができ
る光センサなどが挙げられる。光センサとしては、例え
ば赤外線センサの他、紫外線センサなどを採用すること
ができる。要は、太陽の高さ位置を検出することができ
るセンサであればよい。太陽追尾手段の機構は限定され
ない。例えば、請求項３のウインチ式でもよい。その他
にも、例えば垂直な回動中心線を中心とした水平回動式
でもよいし、水平な回動中心線を中心とした垂直回動式
でもよい。要は、常時、太陽電池の電池面が太陽と正対
するように、太陽電池パネルの向きを太陽の動きに合わ
せて変更することができればよい。要は、太陽電池パネ
ルが回動中心線を中心として回動するシーソー構造であ
り、この太陽電池パネルを回動中心線を中心にしてウイ
ンチにより回動させるものである。殊に、太陽電池パネ
ルが矩形状で、パネル全面に均等に太陽電池が配設され
ている場合には、例えばパネルの長さ方向の中間位置に
存在する線対称ライン上に回動中心線が配置される。ウ
インチの使用個数は限定されない。１台でもよいし、２
台以上でもよい。１台のウインチから導出される吊下部
材（例えばケーブル）の本数は限定されない。１本でも
よいし、２本以上でもよい。吊下部材が１本の場合に
は、通常、太陽電池パネルの回動中心線と直交する方向
の一端部に吊下部材の先端が固定される。また、吊下部
材が２本の場合には、通常、各吊下部材の先端は太陽電
池パネルの回動中心線と直交する方向の両端部にそれぞ
れ固定されることになる。
【０００７】請求項２に記載の発明は、上記位置センサ
が赤外線センサである請求項１に記載のシーソー式ソー
ラーシステムを備えたソーラーシステムである。
が赤外線センサである請求項１に記載のシーソー式ソー
ラーシステムを備えたソーラーシステムである。
【０００８】
【作用】この発明によれば、位置センサで太陽光を受光
して太陽の位置を検出し、位置センサからの検出信号に
基づき、太陽追尾手段により太陽電池の電池面が太陽と
正対するように太陽電池パネルを動かす。このように太
陽を自動追尾することで、上空での太陽の位置にかかわ
りなく、日中は常に発電を行なうことが可能になる。よ
って、太陽電池の１日当たりの発電量を高めることがで
きる。この位置センサからの検出信号に基づき太陽の追
尾を行なう際には、ドラムから線状部材を導出したり巻
き上げたりして、太陽電池の電池面が太陽に正対する角
度位置まで、太陽電池パネルを回動中心線を中心にして
回動させる。このように、太陽追尾手段として、太陽電
池パネルをシーソーの板としたウインチ駆動式のシーソ
ー機構を採用したので、小さな操作力で太陽の追尾を行
なうことができる。
して太陽の位置を検出し、位置センサからの検出信号に
基づき、太陽追尾手段により太陽電池の電池面が太陽と
正対するように太陽電池パネルを動かす。このように太
陽を自動追尾することで、上空での太陽の位置にかかわ
りなく、日中は常に発電を行なうことが可能になる。よ
って、太陽電池の１日当たりの発電量を高めることがで
きる。この位置センサからの検出信号に基づき太陽の追
尾を行なう際には、ドラムから線状部材を導出したり巻
き上げたりして、太陽電池の電池面が太陽に正対する角
度位置まで、太陽電池パネルを回動中心線を中心にして
回動させる。このように、太陽追尾手段として、太陽電
池パネルをシーソーの板としたウインチ駆動式のシーソ
ー機構を採用したので、小さな操作力で太陽の追尾を行
なうことができる。
【０００９】特に、請求項２の発明によれば、赤外線セ
ンサにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知し、そ
の強度に基づいて太陽の位置を検出する。このように、
位置センサとして赤外線センサを採用したので、位置セ
ンサのコスト低減を図ることができる。
ンサにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知し、そ
の強度に基づいて太陽の位置を検出する。このように、
位置センサとして赤外線センサを採用したので、位置セ
ンサのコスト低減を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
シーソー式ソーラーシステムの午前中における太陽電池
パネルの太陽追尾状態を示す斜視図である。図２は、こ
の発明の一実施例に係るソーラーシステムの正午前後に
おける太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視図であ
る。図３は、この発明の一実施例に係るソーラーシステ
ムの午後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す
斜視図である。図４は、この発明の一実施例に係るソー
ラーシステムの制御系を示すブロック図である。図１〜
図３において、１０は木造住宅の屋根ａに据え付けられ
る太陽追尾式のシーソー式ソーラーシステムであり、こ
のソーラーシステム１０は、多数枚の太陽電池１１が張
り付けられた太陽電池パネル１２と、太陽光を受光して
太陽の位置を検出する位置センサ部１３と、風力を検出
する風力計１４と、この位置センサ部１３からの検出信
号に基づき、太陽電池１１の電池面が太陽に正対するよ
うに太陽電池パネル１２を回動させる１対のウインチ
（太陽追尾手段）１５とを備えている。
参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
シーソー式ソーラーシステムの午前中における太陽電池
パネルの太陽追尾状態を示す斜視図である。図２は、こ
の発明の一実施例に係るソーラーシステムの正午前後に
おける太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す斜視図であ
る。図３は、この発明の一実施例に係るソーラーシステ
ムの午後における太陽電池パネルの太陽追尾状態を示す
斜視図である。図４は、この発明の一実施例に係るソー
ラーシステムの制御系を示すブロック図である。図１〜
図３において、１０は木造住宅の屋根ａに据え付けられ
る太陽追尾式のシーソー式ソーラーシステムであり、こ
のソーラーシステム１０は、多数枚の太陽電池１１が張
り付けられた太陽電池パネル１２と、太陽光を受光して
太陽の位置を検出する位置センサ部１３と、風力を検出
する風力計１４と、この位置センサ部１３からの検出信
号に基づき、太陽電池１１の電池面が太陽に正対するよ
うに太陽電池パネル１２を回動させる１対のウインチ
（太陽追尾手段）１５とを備えている。
【００１１】以下、これらの構成部品を詳細に説明す
る。この住宅の屋根ａは瓦葺きで、瓦面が東西方向に向
いている。屋根ａの頂上部の両側には、１対の門型の基
台１６が固定されている。それぞれの基台１６の内部空
間には、ウインチ１５が収納されている。また、各基台
１６の上板の中央部には、１対の長尺なポール１７がそ
れぞれ立設されている。両ポール１７の上端部には、回
転の中心軸を共有した２個の滑車からなる２連滑車１７
ａが軸支されている。また、一方のポール１７の上端に
は、風力計１４の支柱部１４ａが固定されている。支柱
部１４ａの上端には、上記位置センサ部１３が固定され
ている。位置センサ部１３については後述する。
る。この住宅の屋根ａは瓦葺きで、瓦面が東西方向に向
いている。屋根ａの頂上部の両側には、１対の門型の基
台１６が固定されている。それぞれの基台１６の内部空
間には、ウインチ１５が収納されている。また、各基台
１６の上板の中央部には、１対の長尺なポール１７がそ
れぞれ立設されている。両ポール１７の上端部には、回
転の中心軸を共有した２個の滑車からなる２連滑車１７
ａが軸支されている。また、一方のポール１７の上端に
は、風力計１４の支柱部１４ａが固定されている。支柱
部１４ａの上端には、上記位置センサ部１３が固定され
ている。位置センサ部１３については後述する。
【００１２】各基台１６の上板の対向側の端部には、そ
れぞれ１対の軸受１６ａが配設されている。各軸受１６
ａには、太陽電池パネル１２の南側の辺の中間部に突設
された軸体１２ａ、または、太陽電池パネル１２の北側
の辺の中間部に突設された軸体１２ａがそれぞれ軸支さ
れている。太陽電池パネル１２は矩形状である。そのた
め、両軸体１２ａは、太陽電池パネル１２の重心を通過
し、しかもこの太陽電池パネル１２の表面に平行な回動
中心線上に配置されている。また、各基台１６の上板の
ポール１７を挟んだ両側部には、対応するウインチ１５
のドラム１８の両端部から導出された２本のワイヤ（吊
下部材）１９を遊挿する貫通孔がそれぞれ形成されてい
る。各ウインチ１５のドラム１８から上方へ導出された
２本のワイヤ１９は、各貫通孔を通過して２連滑車１７
ａの対応する滑車に架け渡されてから斜め下方へ折り返
され、それぞれ太陽電池パネル１２の対応する隅部に固
定されている。
れぞれ１対の軸受１６ａが配設されている。各軸受１６
ａには、太陽電池パネル１２の南側の辺の中間部に突設
された軸体１２ａ、または、太陽電池パネル１２の北側
の辺の中間部に突設された軸体１２ａがそれぞれ軸支さ
れている。太陽電池パネル１２は矩形状である。そのた
め、両軸体１２ａは、太陽電池パネル１２の重心を通過
し、しかもこの太陽電池パネル１２の表面に平行な回動
中心線上に配置されている。また、各基台１６の上板の
ポール１７を挟んだ両側部には、対応するウインチ１５
のドラム１８の両端部から導出された２本のワイヤ（吊
下部材）１９を遊挿する貫通孔がそれぞれ形成されてい
る。各ウインチ１５のドラム１８から上方へ導出された
２本のワイヤ１９は、各貫通孔を通過して２連滑車１７
ａの対応する滑車に架け渡されてから斜め下方へ折り返
され、それぞれ太陽電池パネル１２の対応する隅部に固
定されている。
【００１３】それぞれのウインチ１５は、回転モータ２
０によってドラム１８を回転した際、ドラム１８の一端
部から一方のワイヤ１９が導出され、これと同時に、他
方のワイヤ１９がドラム１８の他端部に巻き取られる。
したがって、これらの回転モータ２０を同期回転させる
ことで、太陽電池パネル１２が軸体１２ａを中心にして
垂直面内で回動する。上記太陽電池１１としては、集積
型アモルファスシリコン系の矩形状を有する高所用太陽
電池モジュールを採用している。太陽電池パネル１２
は、平面視して矩形状のベース板１２ｂの表面に、多数
枚の太陽電池１１が縦方向および横方向に整列配置され
ている。
０によってドラム１８を回転した際、ドラム１８の一端
部から一方のワイヤ１９が導出され、これと同時に、他
方のワイヤ１９がドラム１８の他端部に巻き取られる。
したがって、これらの回転モータ２０を同期回転させる
ことで、太陽電池パネル１２が軸体１２ａを中心にして
垂直面内で回動する。上記太陽電池１１としては、集積
型アモルファスシリコン系の矩形状を有する高所用太陽
電池モジュールを採用している。太陽電池パネル１２
は、平面視して矩形状のベース板１２ｂの表面に、多数
枚の太陽電池１１が縦方向および横方向に整列配置され
ている。
【００１４】次に、上記位置センサ部１３を詳細に説明
する。位置センサ部１３は、中空球状をした球状カバー
２１と、その内部空間の下部に設けられた半球状のセン
サ固定台２２と、このセンサ固定台２２に固定されて、
太陽光の成分のうちの赤外線を感知する３個の赤外線セ
ンサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを有している。球状カバ
ー２１には、それぞれ異なる角度位置から太陽光の一部
をカバー内に導入する３本の導光孔２１ａ，２１ｂ，２
１ｃが形成されている。導光孔２１ａは、球状カバー２
１の周壁のうち、東向き、３０度の上方位置に形成され
ている。導光孔２１ｂは、球状カバー２１周壁のうち、
真上位置に形成されている。導光孔２１ｃは、球状カバ
ー２１の周壁のうち、西向き、水平位置に形成されてい
る。
する。位置センサ部１３は、中空球状をした球状カバー
２１と、その内部空間の下部に設けられた半球状のセン
サ固定台２２と、このセンサ固定台２２に固定されて、
太陽光の成分のうちの赤外線を感知する３個の赤外線セ
ンサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを有している。球状カバ
ー２１には、それぞれ異なる角度位置から太陽光の一部
をカバー内に導入する３本の導光孔２１ａ，２１ｂ，２
１ｃが形成されている。導光孔２１ａは、球状カバー２
１の周壁のうち、東向き、３０度の上方位置に形成され
ている。導光孔２１ｂは、球状カバー２１周壁のうち、
真上位置に形成されている。導光孔２１ｃは、球状カバ
ー２１の周壁のうち、西向き、水平位置に形成されてい
る。
【００１５】これに対して、赤外線センサ２４ａは、セ
ンサ固定台２２の外周面のうち、東向き、３０度の上方
位置に固定されている。赤外線センサ２４ｂは、センサ
固定台２２の外周面のうち、真上位置に固定されてい
る。赤外線センサ２４ｃは、センサ固定台２２の外周面
のうち、西向き、水平位置に固定されている。図４に示
すように、ソーラーシステム１０の制御系は、制御部２
５の入力側に赤外線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃおよ
び風力計１４が配置されている。一方、制御部２５の出
力側に１対の回転モータ２０が配置されている。各赤外
線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが太陽光を検出する
と、それぞれの検出信号が制御部２５に入力される。そ
して、制御部２５から各ウインチ１５に対して、太陽電
池パネル１２を垂直面内で東向きに回動させたり、西向
きに回動させたりする指令が出される。そして、風力計
１４からの風速の測定信号に基づき、この太陽電池パネ
ル１２の回動に補正が行なわれる。すなわち、若干風が
強い時（例えば風速１０ｍ未満）には、太陽電池パネル
１２の傾斜角度を、通常の傾斜角度（東向き３０度また
は西向き３０度）よりも、５〜１０度程度小さくする。
それ以上の強風時（例えば風速１０ｍ以上）には、太陽
電池パネル１２を水平状態にする。このように、風の強
さに応じて太陽電池パネル１２の傾きを修正するので、
風による太陽電池パネル１２の損傷を抑えることができ
る。
ンサ固定台２２の外周面のうち、東向き、３０度の上方
位置に固定されている。赤外線センサ２４ｂは、センサ
固定台２２の外周面のうち、真上位置に固定されてい
る。赤外線センサ２４ｃは、センサ固定台２２の外周面
のうち、西向き、水平位置に固定されている。図４に示
すように、ソーラーシステム１０の制御系は、制御部２
５の入力側に赤外線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃおよ
び風力計１４が配置されている。一方、制御部２５の出
力側に１対の回転モータ２０が配置されている。各赤外
線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが太陽光を検出する
と、それぞれの検出信号が制御部２５に入力される。そ
して、制御部２５から各ウインチ１５に対して、太陽電
池パネル１２を垂直面内で東向きに回動させたり、西向
きに回動させたりする指令が出される。そして、風力計
１４からの風速の測定信号に基づき、この太陽電池パネ
ル１２の回動に補正が行なわれる。すなわち、若干風が
強い時（例えば風速１０ｍ未満）には、太陽電池パネル
１２の傾斜角度を、通常の傾斜角度（東向き３０度また
は西向き３０度）よりも、５〜１０度程度小さくする。
それ以上の強風時（例えば風速１０ｍ以上）には、太陽
電池パネル１２を水平状態にする。このように、風の強
さに応じて太陽電池パネル１２の傾きを修正するので、
風による太陽電池パネル１２の損傷を抑えることができ
る。
【００１６】次に、このシーソー式ソーラーシステム１
０の作動を説明する。図１に示すように、午前中、導光
孔２１ａから位置センサ部１３内に太陽光が導入される
と、その赤外線の成分が赤外線センサ２４ａにより受光
される。この検出信号に基づき、制御部２５が各回転モ
ータ２０に太陽電池パネル１２を東向きに回動させる指
令信号を出力する。これにより、ウインチ１５が作動
し、その太陽電池１１の電池面が太陽と正対する東向き
（例えば３０度の傾斜状態）になるまで、太陽電池パネ
ル１２が軸体１２ａを中心にして垂直面内で回動する。
また、図２に示すように、正午前後となり、導光孔２１
ｂから位置センサ部１３内に太陽光が導入されると、そ
の赤外線の成分が赤外線センサ２４ｂによって受光され
る。これにより、ウインチ１５が作動し、この太陽電池
１１の電池面が太陽と正対する真上（水平状態）に向く
まで、太陽電池パネル１２を垂直面内で回動させる。
０の作動を説明する。図１に示すように、午前中、導光
孔２１ａから位置センサ部１３内に太陽光が導入される
と、その赤外線の成分が赤外線センサ２４ａにより受光
される。この検出信号に基づき、制御部２５が各回転モ
ータ２０に太陽電池パネル１２を東向きに回動させる指
令信号を出力する。これにより、ウインチ１５が作動
し、その太陽電池１１の電池面が太陽と正対する東向き
（例えば３０度の傾斜状態）になるまで、太陽電池パネ
ル１２が軸体１２ａを中心にして垂直面内で回動する。
また、図２に示すように、正午前後となり、導光孔２１
ｂから位置センサ部１３内に太陽光が導入されると、そ
の赤外線の成分が赤外線センサ２４ｂによって受光され
る。これにより、ウインチ１５が作動し、この太陽電池
１１の電池面が太陽と正対する真上（水平状態）に向く
まで、太陽電池パネル１２を垂直面内で回動させる。
【００１７】さらに、図３に示すように、昼過ぎ、導光
孔２１ｃから位置センサ部１３内に太陽光が導入される
と、その赤外線の成分が赤外線センサ２４ｃにより受光
される。その結果、ウインチ１５が作動し、太陽電池１
１の電池面が太陽と正対する西向き（３０度の傾斜状
態）になるまで、太陽電池パネル１２が垂直面内で回動
する。ただし、風力計１４からの風速の測定信号に基づ
き、この太陽電池パネル１２の回動角度については補正
が行なわれる。具体的には、若干風が強い時（例えば風
速５〜１０ｍ）には、太陽電池パネル１２の傾斜角度
を、通常の傾斜角度（東向き３０度または西向き３０
度）よりも、例えば５〜１０度程度小さくする。それ以
上の強風時（例えば風速１０ｍ以上）には、太陽電池パ
ネル１２を水平状態にして、風からの回避を優先する。
このように、風の強さに応じて太陽電池パネル１２の傾
きを修正するので、風による太陽電池パネル１２の損傷
を抑制することができる。
孔２１ｃから位置センサ部１３内に太陽光が導入される
と、その赤外線の成分が赤外線センサ２４ｃにより受光
される。その結果、ウインチ１５が作動し、太陽電池１
１の電池面が太陽と正対する西向き（３０度の傾斜状
態）になるまで、太陽電池パネル１２が垂直面内で回動
する。ただし、風力計１４からの風速の測定信号に基づ
き、この太陽電池パネル１２の回動角度については補正
が行なわれる。具体的には、若干風が強い時（例えば風
速５〜１０ｍ）には、太陽電池パネル１２の傾斜角度
を、通常の傾斜角度（東向き３０度または西向き３０
度）よりも、例えば５〜１０度程度小さくする。それ以
上の強風時（例えば風速１０ｍ以上）には、太陽電池パ
ネル１２を水平状態にして、風からの回避を優先する。
このように、風の強さに応じて太陽電池パネル１２の傾
きを修正するので、風による太陽電池パネル１２の損傷
を抑制することができる。
【００１８】また、太陽電池パネル１２が太陽を自動的
に追尾するので、上空での太陽の位置にかかわりなく、
日中は常に太陽電池１１により発電を行なうことができ
る。その結果、太陽電池１１の１日当たりの発電量が高
められる。さらに、安価な赤外線センサ２４ａ，２４
ｂ，２４ｃにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知
し、太陽の位置を検出するようにしたので、位置センサ
部１３のコスト低減が図れる。そして、太陽追尾手段１
５として、太陽電池パネル１２をシーソーの板とするウ
インチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小さな操
作力で太陽電池パネル１２の回動（太陽追尾）を行なう
ことができる。したがって、回転モータ２０として、安
価な低出力のモータを採用することができる。
に追尾するので、上空での太陽の位置にかかわりなく、
日中は常に太陽電池１１により発電を行なうことができ
る。その結果、太陽電池１１の１日当たりの発電量が高
められる。さらに、安価な赤外線センサ２４ａ，２４
ｂ，２４ｃにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知
し、太陽の位置を検出するようにしたので、位置センサ
部１３のコスト低減が図れる。そして、太陽追尾手段１
５として、太陽電池パネル１２をシーソーの板とするウ
インチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小さな操
作力で太陽電池パネル１２の回動（太陽追尾）を行なう
ことができる。したがって、回転モータ２０として、安
価な低出力のモータを採用することができる。
【００１９】このシーソー式ソーラーシステム１０は、
複数台を組み合わせることで、芸術性を兼ね備えた１つ
のモニュメントとすることができる。その一例を、図５
に示す。図５は、この発明の一実施例に係るソーラーシ
ステムを利用したモニュメントの側面図である。このモ
ニュメント３０は、平面視して矩形状をした５階建ての
鉄塔３１を有しており、各階に１台ずつ、合計５台のソ
ーラーシステム１０が千鳥足状に配列されている。鉄塔
３１に、５台のソーラーシステム１０を千鳥足状に配列
することで、効率良く高い電力を得ることができる。な
お、鉄塔３１の各階において、各ソーラーシステム１０
の北側に、太陽光を太陽電池１１の電池面に向かって反
射する反射板３２を配設することで、さらに高い発電力
を得ることができる。
複数台を組み合わせることで、芸術性を兼ね備えた１つ
のモニュメントとすることができる。その一例を、図５
に示す。図５は、この発明の一実施例に係るソーラーシ
ステムを利用したモニュメントの側面図である。このモ
ニュメント３０は、平面視して矩形状をした５階建ての
鉄塔３１を有しており、各階に１台ずつ、合計５台のソ
ーラーシステム１０が千鳥足状に配列されている。鉄塔
３１に、５台のソーラーシステム１０を千鳥足状に配列
することで、効率良く高い電力を得ることができる。な
お、鉄塔３１の各階において、各ソーラーシステム１０
の北側に、太陽光を太陽電池１１の電池面に向かって反
射する反射板３２を配設することで、さらに高い発電力
を得ることができる。
【００２０】次に、図６に基づき、太陽電池パネルを手
動で回動させて太陽の追尾を行なう他の形態のソーラー
システムを説明する。図６は、この発明の他の形態に係
るソーラーシステムの側面図である。図６に示すよう
に、ソーラーシステム４０は、１本または２本の支持枠
４１を使用し、屋根ａに登った作業者が手作業で太陽電
池パネル１２による太陽の追尾を行なうものである。す
なわち、午前中は、支持枠４１を１本使用して、太陽電
池パネル１２を東向き４５度に固定する（実線状態）。
また、正午前後には、支持枠４１を２本使用して、太陽
電池パネル１２を水平位置で固定する（一点鎖線状
態）。さらに午後になると、１本の支持枠４１を使用し
て、太陽電池パネル１２を西向き４５度に固定する（二
点鎖線状態）。
動で回動させて太陽の追尾を行なう他の形態のソーラー
システムを説明する。図６は、この発明の他の形態に係
るソーラーシステムの側面図である。図６に示すよう
に、ソーラーシステム４０は、１本または２本の支持枠
４１を使用し、屋根ａに登った作業者が手作業で太陽電
池パネル１２による太陽の追尾を行なうものである。す
なわち、午前中は、支持枠４１を１本使用して、太陽電
池パネル１２を東向き４５度に固定する（実線状態）。
また、正午前後には、支持枠４１を２本使用して、太陽
電池パネル１２を水平位置で固定する（一点鎖線状
態）。さらに午後になると、１本の支持枠４１を使用し
て、太陽電池パネル１２を西向き４５度に固定する（二
点鎖線状態）。
【００２１】図６中、４２は基台１６上にポール１７を
固定するための支持枠、４３は傾斜状態の太陽電池パネ
ル１２の端部をポール１７に固定するためのワイヤまた
は支持枠である。このように、シーソー式ソーラシース
テム４０を、作業者の手作業による太陽追尾構造とした
ので、設備コストの低減、屋根ａの上への設置作業の簡
易化を図ることができる。その他の構成、作用および効
果は、一実施例と同様であるので説明を省略する。
固定するための支持枠、４３は傾斜状態の太陽電池パネ
ル１２の端部をポール１７に固定するためのワイヤまた
は支持枠である。このように、シーソー式ソーラシース
テム４０を、作業者の手作業による太陽追尾構造とした
ので、設備コストの低減、屋根ａの上への設置作業の簡
易化を図ることができる。その他の構成、作用および効
果は、一実施例と同様であるので説明を省略する。
【００２２】
【発明の効果】この発明によれば、位置センサで太陽の
位置を検出し、その検出信号に基づき、太陽追尾手段に
よって太陽電池パネルが太陽を追尾するので、太陽の位
置にかかわりなく、日中は常に太陽電池による発電が可
能になる。その結果、太陽電池の１日当たりの発電量を
高めることができる。特に、太陽追尾手段として、太陽
電池パネルをシーソーの板としたウインチ駆動式のシー
ソー機構を採用したので、小さな操作力で太陽の追尾を
行なうことができる。特に、請求項２に記載の発明によ
れば、光線センサに赤外線センサを採用したので、位置
センサのコスト低減を図ることができる。
位置を検出し、その検出信号に基づき、太陽追尾手段に
よって太陽電池パネルが太陽を追尾するので、太陽の位
置にかかわりなく、日中は常に太陽電池による発電が可
能になる。その結果、太陽電池の１日当たりの発電量を
高めることができる。特に、太陽追尾手段として、太陽
電池パネルをシーソーの板としたウインチ駆動式のシー
ソー機構を採用したので、小さな操作力で太陽の追尾を
行なうことができる。特に、請求項２に記載の発明によ
れば、光線センサに赤外線センサを採用したので、位置
センサのコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係るシーソー式ソーラー
システムの午前中における太陽電池パネルの太陽追尾状
態を示す斜視図である。
システムの午前中における太陽電池パネルの太陽追尾状
態を示す斜視図である。
【図２】この発明の一実施例に係るシーソー式ソーラー
システムの正午前後における太陽電池パネルの太陽追尾
状態を示す斜視図である。
システムの正午前後における太陽電池パネルの太陽追尾
状態を示す斜視図である。
【図３】この発明の一実施例に係るシーソー式ソーラー
システムの午後における太陽電池パネルの太陽追尾状態
を示す斜視図である。
システムの午後における太陽電池パネルの太陽追尾状態
を示す斜視図である。
【図４】この発明の一実施例に係るシーソー式ソーラー
システムの制御系を示すブロック図である。
システムの制御系を示すブロック図である。
【図５】この発明の一実施例に係るシーソー式ソーラー
システムを利用したモニュメントの側面図である。
システムを利用したモニュメントの側面図である。
【図６】この発明の他の形態に係るシーソー式ソーラー
システムの側面図である。
システムの側面図である。
【符号の説明】 １０，４０ シーソー式ソーラーシステム、 １１ 太陽電池、 １２ 太陽電池パネル、 １３ 赤外線センサ（位置センサ）、 １５ ウインチ（太陽追尾手段）、 １８ ドラム、 １９ ワイヤ（吊下部材）。
Claims (3)
- 【請求項１】 太陽電池が取り付けられた太陽電池パネ
ルと、 太陽光を受光して太陽の位置を検出する位置センサと、 該位置センサからの検出信号に基づき、前記太陽電池の
電池面が太陽に正対するように太陽電池パネルを可動さ
せる太陽追尾手段とを備えたソーラーシステム。 - 【請求項２】 前記位置センサが赤外線センサである請
求項１に記載のソーラーシステム。 - 【請求項３】 前記太陽電池パネルが、該太陽電池パネ
ルの重心を通過し、該太陽電池パネルの表面に平行な回
動中心線を中心にして回動自在に設けられ、 前記太陽追尾手段が、前記太陽電池パネルに先端が固定
された吊下部材をドラムから導出または巻き上げて、前
記回動中心線を中心に太陽電池パネルを回動させるウイ
ンチである請求項１または請求項２に記載のソーラーシ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000358120A JP3195783B1 (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | シーソー式ソーラーシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000358120A JP3195783B1 (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | シーソー式ソーラーシステム |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3195783B1 JP3195783B1 (ja) | 2001-08-06 |
| JP2002164559A true JP2002164559A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18830074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000358120A Expired - Fee Related JP3195783B1 (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | シーソー式ソーラーシステム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3195783B1 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4749496B1 (ja) * | 2010-05-26 | 2011-08-17 | ハウスプラン株式会社 | シーソー式太陽光発電装置 |
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| KR101579174B1 (ko) * | 2015-10-08 | 2016-01-04 | (주)태현건설이엔씨 | 빔 보강시스템을 이용한 확장 구조물 |
-
2000
- 2000-11-24 JP JP2000358120A patent/JP3195783B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN105102904A (zh) * | 2012-11-19 | 2015-11-25 | 依德玛科技德国股份有限公司 | 稳定系统 |
| US9927150B2 (en) | 2012-11-19 | 2018-03-27 | Ideematec Deutschland Gmbh | Stabilizing system |
| KR101579174B1 (ko) * | 2015-10-08 | 2016-01-04 | (주)태현건설이엔씨 | 빔 보강시스템을 이용한 확장 구조물 |
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|---|---|
| JP3195783B1 (ja) | 2001-08-06 |
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