JP2010219318A

JP2010219318A - 折畳み可能な太陽追従太陽電池

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Publication number: JP2010219318A
Application number: JP2009064630A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kobayashi; 政憲小林
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Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2029-03-17
Also published as: JP5412646B2

Abstract

【課題】電気車両において太陽電池によって効率よくエネルギーを得る方法と自動的に折畳む事ができる太陽追従太陽電池。
【解決手段】太陽電池板を配置面に並設状態と立設状態との間で移動させる駆動手段と太陽の位置に応じて全方向に追従可能な太陽追従太陽電池駆動装置による。あるいは、回転板と、前記回転板を回転させる太陽電池駆動手段と、前記回転板上に設けられた駆動手段と、前記駆動手段よって一方を支点として開閉する前記太陽電池板による。上記解決手段の共通内容として、太陽位置検出手段と、太陽電池の位置を制御する手段と、太陽電池駆動手段と、太陽電池定位置制御手段とを具備する。また車両等に用いて指導走行時には、定位置に制御できる手段を持ち合わせている。
【選択図】図２

Description

乗用車、トラック、バス、鉄道車両、その他の車両を含めた車両等用、屋上用、および折畳み可能な移動用の太陽追従太陽電池板に関する。

太陽エネルギーは無料、無限のエネルギーである。
現状、太陽追尾型、太陽追従型の太陽電池は既にある。その構造は頑丈で重く運搬には支障がある。屋外で使用するものであり、風等があると太陽電池と言うほぼ平面板である事から風の影響を受け易い。よって太陽追従太陽電池の構造部分は風に耐えうる様に頑丈な構造にて造られている。
ここでは太陽追尾型および太陽追従太陽電池が考えられ、まとめて太陽追従太陽電池と言う。

電気車両は地球温暖化の原因となるCO2を排出しないので、その普及が待たれている。電気自動車の電気エネルギーは車両に積まれた蓄電池に保存させている。よって蓄電池はエネルギーの消費と共にその充電を行なう必要がある。
現在、太陽電池を太陽に追尾、追従させる太陽追従太陽電池駆動装置を、乗用車、トラック、バス、鉄道車両、その他の電気車両等に設置している太陽追従太陽電池に関する公開されている特許文献はない。
一方太陽電池を用いる車両は考えられていたが、太陽電池だけで充電を満たすには非実用的でありその特許出願はかなり少ない。これは車両等が動くと、車両の進行方向と逆の前面から対向風が流れて来る事となる。よって平面板である太陽電池はその風の影響を受け易く、実用的にはならない。現状は車両の天井等に太陽電池を貼り付けている程度となっている。
また太陽電池を搭載した車両はあるが、大きな翼または車両の表面全体に太陽電池を貼り付けておりコスト面においても量産性においても実用的ではない。例えば乗用車の周りに太陽電池を貼り付けるにしても、ドア、ハッチの部分は可動部分であり太陽電池を貼り付ける事には無理がある。
太陽電池の搭載した車両の実用性について言えば、太陽電池の電圧は数ボルトから可能である。一方例えば、蓄電池のリチウムイオン電池の電圧は３．６Vで１５０〜２００Aのものもある。よって太陽電池による車両へのエネルギーの供給は可能であるし、実用性が高い。
１日の日照量からして、太陽電池によって発電が可能なら電気自動車は太陽エネルギーによる太陽電池による充電のみで走行できる可能性が高い。
今まで車両上に太陽電池を載せて走る充電車両が出願、実用化されている。しかしながら太陽電池の性能も蓄電池の性能にも限りがあり、その充電回数が頻繁となる。充電回数が少ないまたは無いに越した事はない。
しかしながら電気自動車の蓄電池は走行エネルギーの他、冬または寒い地方においては暖房のエネルギーにも必要である。この様に蓄電池のエネルギーはかなり車両に蓄積しないと走行距離に支障があり充電回数が多くなる。またこの充電を行なうにも充電時間に長くかかる難点がある。
通常、駐車場等で電気自動車の充電を行なうには、充電の為のインフラが必要である。山間地等や場合によっては充電インフラが無い野外にては充電できずエネルギーが不足してしまう場合が有り得る。
よってインフラによる充電の他に、駐停車時に車両外部から蓄電池に充電を行なう事が主流となりつつある。
本出願書においては、ガソリンエンジンとモータ動力の併用であるハイブリット車も電気自動車に含めるものとする。
本出願書においては太陽の位置方向に太陽電池を追従させる制御方法については、例えの代表として太陽追従として示すが、制御方法についてはこれに拘る事ではない。太陽追従、太陽追尾のいずれでもよい。時間の経過と共に太陽電池板の表面が太陽の位置、方向にほぼ垂直に向く様にすればよい。

特開平０５−９７０１５６７公報特開２００３−２２４９０３公報特開２００１−２１７４４７公報

太陽電池を車体に貼り付けた車両または太陽電池を載せた車両、主に太陽電池自動車は提案されているが、完全に実用化にはなっていない。それは、太陽電池の発電能力が未だ低い状態であり、昼の光のある状態にて充電を行なっても太陽からの受電量は多いとは言えない。
現状太陽電池だけによって充電を行なうには、充電効率が低く充電時間が掛かりすぎと言う状況である。太陽電池を車両の上面に取り付けた状態の充電だけでは１週間の充電で２０ｋｍ走る充電量となる。
太陽電池の効率が飛躍的に向上するまでは、外部充電を行なう必要があると考えられている。よって電気自動車は一般に家庭用電源による外部充電を行なえる様になっている。
将来、太陽電池と蓄電池の性能が飛躍的に向上すれば、太陽光のみで太陽電池だけから充電する「完全なる太陽電池自動車」が可能となる。
太陽電池の発電効率は天候や月日日時による太陽の位置に左右され易い特徴がある。天候に関して言えば夏の日の長い日中などは、太陽電池による充電にはかなり適していると言える。しかしながら、曇りの日や雨の日は、太陽電池による充電はその効率は極端に落ちる。
よって晴れた日に短時間に、太陽電池により十分充電できる方法が待たれていた。
１日の中でも太陽の位置つまり方向や高さは刻々と変わり、車両が走行すると共に、停車する位置や方向もその都度変わる問題点がある。よって太陽からの光は太陽電池板に対して垂直に照射されないで、斜めに照射される場合がほとんどである。この様に太陽からの光が太陽電池板に対して斜めに照射されると、その発電能力はかなり落ちる事となる。
太陽電池板の方向は、太陽に対して常に垂直であれば、その発電効率は高くなり短時間にて充電が行なえる様になる。
この様に考えると太陽の方向が変わる毎に太陽電池の方向を追従させれば良い事となる。
しかしながら従来の太陽追従太陽電池を例えば車両の天井に取り付けた場合、車両と言う観点からして、走行時にトンネルの天井や上部にある表示板に衝突する恐れが十分に有り得る。またこの様に車両の上部等に、太陽に追従できる太陽電池を取り付ける事は、走行時は空気抵抗が大きくなり走行できない事となる。
車両と言う移動物であり、また太陽の位置は刻々と変わるので、太陽に追従すると共に、効率よく充電できる方法が待たれていた。また走行時にも天井方向の障害物に衝突をしたりする危険性がない、空気抵抗の問題が発生しない太陽電池車両が待たれていた。
これが解決できれば将来太陽電池だけによる電気自動車が普及できる可能性がある。

また屋上等に太陽追従太陽電池を設置した場合、風等があると太陽電池という平面板である事から風の影響を受け易い。よって太陽追従太陽電池は風に耐えうる様に丈夫な構造物にて造られていた。よって実用化の域に達していない。

屋上等の配置面に太陽追従式の太陽電池を設置した場合、風が吹くと自動的に折りたたまれる様にする。この手段として太陽電池定位置制御手段を設ける。
車両等の配置面の一つである車両の上面に太陽追従式の太陽電池を取り付けた場合、太陽電池は太陽に追従させるために立体的に動かさねばならない。また充電が不必要の時または車両の始動走行時は車両の上部が、衝突破損しない様に太陽電池をほぼXY面上に並設状態にする必要がある。
よって太陽電池板が自動的に折畳む事のできる手段を持つ太陽追従太陽電池を用いる事を考え出した。

実施例１では解決する方法として、太陽電池板を配置面に並設状態と立設状態との間で移動させる駆動手段M１を用いる。
通常は太陽電池板を配置面に並設し、太陽への追従が必要の時は太陽電池板を駆動手段M１の軸等に固着されたアームによって立設状態に移動させる。
駆動手段M１がモータの場合、このモータ軸は図１ではX１軸と表現する。
太陽電池板を立設状態に持ち上げ、つまりXY面状態からX１軸を中心としてX１Z１面方向垂直に持ち上げ、アームの上方部分において太陽電池の方向を全方向に太陽に追従できる様に制御する。この太陽電池の方向を太陽に追従させる制御方法はさまざまな方法が考えられるが、追従の必要がない時は、アームにより太陽電池を折畳むXY面状態にでき、太陽電池板を配置面に並設できる様にした。
この様にアームにより太陽電池を太陽に追従させる状態と折畳んだ状態つまり太陽電池板を配置面に並設した状態と立設状態にする事が可能とできる様にした。
またアームはAタイプ、Bタイプ共、２つの部分から出来ており、アームの元のアーム部分に先端アームを駆動させるモータを配置した。この様にする事により太陽追従太陽電池駆動装置を折畳む時に、アームおよび駆動モータが太陽電池板の下側つまり内側に収納される様にした。
ここでは、実施例１の代表的な具体例として、太陽電池駆動手段において次の２つの方法を示す。
一つは太陽電池を１本のアームにて持ち上げ、アームの上方にて２軸を介して立体的に太陽電池板を動ける様にした。
もう一つの方法として、太陽電池を１本のアームにて持ち上げ、太陽電池を垂直または傾斜角度を儲け、Z軸を中心として回転できる様にした。
この様に考え、次の様に解決する手段を見出した。

太陽電池をXY面状態からX１軸を中心にX１Z１面状態の間で移動させるアームと、前記アームを駆動させる駆動手段M１と、太陽位置検出手段と、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池の位置を制御する手段と、前記太陽電池位置制御手段に従い前記太陽電池の位置を移動させる太陽電池駆動手段M６と、太陽電池定位置制御手段とを具備する事を特徴とする折畳み可能な太陽追従太陽電池板の手段による。

太陽電池駆動手段M6が、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池の位置を制御する手段と、前記太陽電池の位置制御手段に従い前記太陽電池の位置をX３Y３面方向に移動駆動させるモータM３と、前記太陽電池をZYまたはZ３Y１面方向に移動駆動させるモータM２と、太陽電池定位置制御手段とからなる。

太陽電池駆動手段M6が、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池の位置を制御する手段と、前記太陽電池の位置制御手段に従い前記太陽電池の位置をX３Y３面方向に回転駆動させるモータM３と、前記太陽電池をZ軸を中心にして回転駆動させるモータM４と、太陽電池定位置制御手段とを具備する手段による。

以下実施例２の手段を示す。
太陽電池追従記制御手段に従い前記回転板を回転させる太陽電池駆動手段M７と、前記回転板に設けられ前記制御手段に従い駆動する駆動手段M８と、前記駆動手段M８よって一方を支点として開閉する前記太陽電池板の手段による。
および太陽電池定位置制御手段による。

以下実施例１と実施例２における共通の手段を示す。
太陽電池の表面または表裏両面のいずれかに太陽電池が設置されている手段による。

車両の駐停車時の状態を検出する駐停車状態検出手段と、駐停車時の状態にて前記駆動手段M１および各駆動モータM2からM6のいずれかを駆動させる事により太陽電池を太陽の位置に追従させる手段による。車両の駐停車時の状態を検出する停車状態検出手段は、太陽追従太陽電池駆動装置のスイッチをON、OFFする事にて置き換える事ができる。

始動走行時には、駆動手段M１および各駆動モータM２からM６を駆動させ太陽電池を定位置に戻す太陽電池定位置制御手段による。

振動または風の感知手段により、風による太陽電池板の破損を防止する為、駆動手段M１および各駆動モータM２からM6までを駆動させ太陽電池を定位置に戻す太陽電池定位置制御手段による。

光感知手段により光を感知した時に駆動手段M１および各駆動モータM２からM６を駆動させる手段による。これは太陽位置検出手段の兼用も可能である。

上部障害物検出手段により車両の上方向の高さを検出し、上方向に障害物等を感知した場合、駆動手段M１および各モータM２からM６を動作させない手段による。上方向とは、太陽電池板が移動する範囲を示す。

実施例１の太陽追従太陽電池を用いれば、計算上、太陽電池のみで走る車両が可能である。
つまり現状２００A×３．６V=７２０Wの蓄電池において、１２０ｋｍ走行できる実績のある電気自動車がある。
また一方１．２平方メートルで２１０W発生できる能力のある太陽電池が存在する。よって本太陽追従太陽電池に上記能力の太陽電池を用いれば、最高で１日１２０ｋｍ走るエネルギーを４時間で充電する事が可能となる。つまり昼間に４時間の駐停車中に充電が可能となる。

また２つのアーム元のアーム部分に先端アームを駆動させるモータを配置した。この様にする事により太陽電池板を、折畳む時や折畳んだ時に太陽電池を方向制御させるアームおよび駆動モータが太陽電池板の下側つまり内側に収納され太陽電池板が車両の上面または配置面に並設される。

実施例１と実施例２の両方の共通事項として、以下の複数の効果を１つの方法で得られる。

車両の駐停車時において太陽電池を太陽の位置方向に追従させる事により太陽からの光の受光効率の高い充電が行なえる。

車両の始動走行時や定位置の時、配置面において定位置の場合、太陽電池の追従が必要がない時は、太陽追従太陽電池を自動的に折畳む事ができる。また太陽電池を閉じる事ができる。

始動走行時には、太陽電池を自動的に畳み太陽電池を移動させる前記各モータが定位置になる事により、太陽電池板が車両の上面または配置面に並設される様にした。走行時の車両の高さの問題、または空気の流れによる抵抗をほぼ完全になくする事ができる。
また走行時にも定位置にて太陽電池にて充電およびエネルギー補給を行ない蓄電池へまたは車両の駆動の為のモータへのエネルギー供給が可能となる。

振動または風力感知手段により、太陽電池を移動させる駆動手段M1、各駆動モータM2からＭ６、太陽電池駆動手段M６とが太陽電池定位置制御手段によって定位置になる事により、風による太陽電池の破損等を防止できる。

光感知手段により太陽追尾型太陽電池を動作させる事により夜間は駆動装置が立ち上がる事はなく太陽が昇ると共に自動的に太陽電池が太陽の方向に向く事となる。
曇りの日など太陽の位置が太陽位置検出手段によって確認できない場合は、ＣＰＵの演算により太陽電池板の位置は発電能力が最高に大きくなる位置に、自動的に定められる様にできる。

上部障害物検出手段により、モータは動作しない様また障害物の検出時に停止または定位置となる様にしている。よって車両の上部の障害物に太陽電池板が衝突する事はない。

車両によって移動できる太陽追従太陽電池とし必要電源として使用する事が出来る。運び易い。

家屋の屋上に取り付ける事が可能である。風力センサーまたは振動センサー等により風力の検出を行い、その時にはこの太陽追従式太陽電池を畳み込む事により、風によるこの太陽追従装置や太陽電池板の破損を防ぐ事ができる。

実施例１の太陽追従太陽電池は、比較的大きな受光量が獲られるので発生電圧または電流が大きい。実施例２は、受光量が第１実施例に比較して発生電圧または電流少量の受光量の太陽追従太陽電池に用いられる。
この様に発明された折畳み可能な太陽追従太陽電池は、車両に関する法律における車両の高さ制限を満たす。定位置の太陽追従太陽電池駆動装置の厚さは５〜６センチと薄くなると考えられる。

図１は、図２以降の図面の説明用の三次元座標である立体座標系を示す。原点は０で示す。駆動手段M１の支軸はX１として示す。

図２は、本発明の太陽電池車両の始動走行時および定位置状態において、車両１１の上面に取り付けられた太陽追従太陽電池駆動装置５０を畳んだ状態つまり太陽電池板１が配置面に並設された状態を示す。
太陽電池板１はXY面にほぼ水平に保たれている。太陽電池板１は基本的には、ほぼ平面であるが、車両の上部に合わせた曲面もありえる。２は駆動手段M１である。
太陽電池板１には図１１の様に太陽電池４が取り付けられている。太陽電池の種類は問わない。現状CIGS型は車両には使われておるのが多い。
太陽電池板１をXY面状態からX１軸を中心としてX１Z１面方向に移動させる。つまり太陽電池板１車両の上面３４に対して垂直方向で立設状態となる。
図２では太陽電池板１は駆動手段２の例のモータのX１軸を中心として移動する様になっておる。しかし駆動手段２の位置は機能を満たす任意の場所でよい。
駆動手段M1は、モータ、エアシリンダ、油圧シリンダ、ワイヤーでの巻き取り装置、クランクとの組み合わせ等、駆動機器なら何でもよい。モータの場合は直流交流ギヤタイプ、サーボ、デジタルサーボ等の種類はここでは問わない。
本実施例においては、モータ２を用いている。モータ２のモータ軸４と「アームＡ」１２は連結板３によって、固着接合されている。
５は太陽電池支持板である。太陽電池支持板５は太陽電池板１に固着されている。「アームB」１３または「アームD」１８は、「モータM３」１４に固着されている。「モータM３」１４のモータ軸６に太陽電池支持板５が固着され、この様にして太陽電池板１は、軸６を中心に「モータM３」１４の駆動により回転する。
この様に、太陽電池駆動装置の定位置の状態においては、太陽電池駆動手段M６は太陽電池板１の下側に保持される。つまりアームA、B、C、Dは太陽電池板１の下側または内側に収納される。例では駆動装置M１は太陽電池の外側に配置されているが、駆動装置M１は太陽電池板１の内側または下側でもよい。

図３は太陽追従太陽電池駆動装置５０の駆動装置M１の駆動により、車両の上面または配置面３４に対して立設状態に移動させた状態である。
太陽電池板１は「駆動手段M１」２によって、「アームA」１２と「アームB」１３は軸X1 にてXY面からX1 Z1面方向に移動させる方向アの状態を示す。なお図３においては太陽電池板１は、ほぼX1 Z1面に移動しきった状態を示している。
太陽電池板１を上方Z軸方向に持ち上げ立設状態とした後に、太陽電池板１を太陽に追従する様に方向制御を行なう。
M1の駆動は基本的には、太陽電池板１が全方向に動ける様に、「アームB」１３または「アームD」１８をほぼZ軸方向に立設状態とするが、車両の上面または配置面に対して鋭角または鈍角にて停止させてもよい。
１０は防風である。これは車両が走行した時に走行方向３５から対向風が流れて来て、太陽電池板１の下方に入り込まない様にする為の物である。

図４は、太陽追従太陽電池駆動装置５０のモータM３が作動した状態を示す。
太陽電池板１の停止位置は、XY面からX1 Z1面方向に移動させる途中の状態である。
前述の図３の太陽電池１が方向イに向かってX１Z１状態からX３Y３状態に移動する移動途中の状態を示す。この時は「モータM３」１４の軸６を中心として回転する。図１の説明上ではＸ２となる。
図４の様に、なおモータM３、M２、M４は直流交流ギヤタイプ、サーボ、デジタルサーボ等その種類はここでは問わない。

図５は、前述の図４の太陽電池１がX１Z１面状態からX３Y３面状態に移動しほぼ水平になった状態を示す。なお太陽電池１はX３Y３の位置に必ず停止するものではない。制御の説明において必要上X３Y３の位置を停止状態とした。

太陽電池板１の位置や方向を移動させる太陽追従太陽電池駆動装置５０は２種類あり、太陽電池駆動機構と手段が異なる。６図のAタイプ、８図のBタイプの２種類の構造がある。

図６は太陽追従太陽電池駆動装置５０のAタイプの構造を示す。上面図は太陽電池板１を取り外した状態です。
太陽電池駆動手段２６のAタイプは、太陽位置検出手段３８と、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池の位置を制御する手段３９と、前記太陽電池の位置制御手段に従い前記太陽電池の位置をX３Y３面方向に移動駆動させるモータM３と、前記太陽電池をXＹ面またはＺ３Ｙ１面方向に移動駆動させるモータM２を示す。
Aタイプの太陽追従太陽電池駆動装置５０とは、太陽電池板１と、太陽電池板１を配置面に並設状態と立設状態との間で移動させる駆動手段M１と、Aタイプの太陽電池駆動手段２６とを具備した折畳み可能な太陽追従太陽電池を言う。

図７はAタイプの太陽追従太陽電池駆動装置の「モータM２」８が作動した状態を示す。軸１６を中心として「アームB」１３を回転させ太陽電池板１の方向を変えるものである。

図８は太陽追従太陽電池駆動装置５０のBタイプの構造を示す。上面図は太陽電池板１を取り外した状態です。
太陽電池駆動手段２６のBタイプは、太陽位置検出手段３８と、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池の位置を制御する手段３９と、前記太陽電池の位置制御手段に従い前記太陽電池の位置をX３Y３面方向に移動駆動させるモータM３と、前記太陽電池をＺ軸を中心に回転駆動させる「モータM４」１５を具備する事を示す。
Bタイプの太陽追従太陽電池駆動装置５０とは、太陽電池板１と、太陽電池板１を配置面に並設状態と立設状態との間で移動させる駆動手段M１と、太陽電池駆動手段２６のBタイプとを具備した折畳み可能な太陽追従太陽電池を言う。

図９はBタイプの太陽追従太陽電池駆動装置５０の「モータM４」１５が作動した状態を示す。Ｚ軸を中心として「アームD」１８を回転させ太陽電池板１の方向を変えるものである。
３７は防風部分である。これは車両が走行した時に走行方向３５から対向風が流れて来て、太陽電池板１の下方に入り込まない様にする為、Aタイプと異なり太陽電池板１の一部分に設けた物である。
「アームC」１７と「アームD」１８の回転により太陽の移動位置と共に回転を行なう

図１４は車両用に用いた太陽追従太陽電池駆動装置５０のアルゴリズムである。ここではAタイプをアルゴリズムで表現する。
車両等の太陽追従太陽電池において、太陽追従太陽電池の駆動装置のスイッチを入れるとスイッチONにて、自動的に上部障害物の検知手段２４が働く。
上部障害物検知手段２４が何等かを検知するとＮＧ状態にて、自動的にスイッチはOFF状態となる。
振動、風の検出手段２２にて検出がある状態ONにて、太陽電池の定位置制御手段３６が働く。振動、風の検出手段２２、上部障害物検知手段２４等のセンサーは感知できる適選な場所に取り付ける。
また車両等のエンジンスイッチを入れると太陽電池の定位置制御手段３６が働き、「駆動モータM３」が動作し「駆動モータ３の動作完了」の後に図７のオの方向にアームBが動きアームAとアームBは定位置のほぼ一直線状態となる。「駆動モータM２」が動作し図５の状態となり「駆動モータ２の動作完了」が行なわれる。
太陽追従太陽電池駆動装置は図２の定位置状態となり、太陽追従太陽電池駆動装置３０のスイッチは自動的にOFFとなる。
つまり始動走行時には、太陽電池を移動させる前記駆動手段M１および各モータM2、M3、M4が定位置になる。
なお蓄電池の残エネルギーが少量になった場合、「振動、風の検出手段」２２「上部障害物検知手段」２４にて何等検知が無い場合は、太陽追従太陽電池駆動装置５０は自動的に作動し、太陽追従を開始する様にしてもよい。

本アルゴリズムの例においては、Aタイプにおいては「モータM３」１４の動作の後に「モータM２」８が作動するとした。またBタイプにおいては「モータM３」１４の動作の後に「モータM4」１５が作動するとした。
しかしこれらの逆で、Aタイプにおいては「モータM２」８の動作の後にモータ「モータM３」１４が作動する様にしてもよいし、またBタイプにおいては「モータM4」１５の動作の後に「モータM２」１４が作動する様にしてもよい。

「振動、風の検出手段」２２および車両等のエンジンスイッチがOFFの状態つまり駐停車時の状態においては「太陽位置検出手段」３８が働き、「駆動モータM２」８が動作し、「駆動モータ2の動作完了」が行なわれると「駆動モータM３」１４の動作が始まり「駆動モータM３の動作完了」にて太陽電池板は太陽に追従し動作が完了する。

その後、一定時間後または太陽の移動によって太陽位置検出手段により太陽の位置を検出しながら前記駆動手段M１および各モータM2、M3、M4のいずれかにより太陽電池を太陽の位置に追従させる。

上部障害物検出手段２４は、車両の上方向の高さを検出する方法、物体の存在の有無を検出する方法等種種さまざまであるが、その種々、検出エリアの範囲は特定しない。

本発明は例として、太陽電池駆動手段M６をM２、M３またはM３、M4軸で行っているが、２軸以上のまたは多軸の太陽電池駆動手段により太陽電池の方向を制御する事も権利の範囲に含まれる。

図１０は太陽位置検知手段の例３８である。３０は太陽位置検知器を示す。検知器本体３１と太陽方向測定棒３２と画像素素子３３から成り立っています。日時計と同じく太陽の緯度経度の位置により、太陽方向測定棒３２により画素素子３３上に影を作ります。その長さは太陽の高さを示し、影の方向は太陽の位置を示すものです。太陽の移動による方向、位置の変化と共に、影の位置および長さは変化します。画素素子３３にてこの影の位置と長さを検出してコンピュータ処理を行い、太陽電池位置制御手段３９にて、太陽電池の方向を制御します。
この検出器は図１１の様に太陽電池板１の表面のほぼ中央に取り付けられているが、太陽の位置は超遠方であり取り付け位置はこの限りではない。
曇りの日は太陽方向測定棒３２による画素素子３３による影は発生しない。この場合は、画素素子３３における光の分布において、太陽光の強い方向を検出し、その方向に太陽電池が向く様に方向制御を行なう様になる。
画像素子３３は光感知手段でもあり日夜の区別の判断にも使用でき、画像素子３３が一定の光を感じない夜の場合は太陽追従太陽電池駆動装置５０の駆動スイッチはOFFされている状態となる。
なお太陽位置検出手段３８は例として太陽電池板に取り付けたが、必ずしも太陽電池板１に取り付ける必要はない。車両上面、配置面３４の適撰の位置でよい。

図１１は太陽追従太陽電池を載せた車両の上面図で太陽電池板１に取り付けられた太陽電池７を示す。この太陽電池７は例えで４個を配置したが、これらに限られる事はない。いか様でもよい。太陽電池７を太陽電池板１の表裏に配設した太陽電池板１も同様である。

図１２は、民家の屋根に取り付けられた太陽追従太陽電池駆動装置５０です。この様に本来屋根に張られた太陽電池の場合は、屋根の形状によっては、太陽光を太陽電池への直射光４０照射の効率は著しく低下するが、本発明の太陽追従太陽電池装置５０を用いれば、日中は常に太陽電池を太陽の直射光４０方向に向ける事が可能となります。また振動、風の検出手段２２により風等を検出した場合は、太陽電池定位置制御手段３６により、駆動モータ３、駆動モータ２、駆動モータ１の順序動作により、太陽電池板１は定位置になる。

太陽追従太陽電池駆動装置５０の製品の現物としては、太陽電池定位置制御手段３６は太陽電池の位置制御手段３９と一体としてよい。しかしながらここでは太陽電池の位置制御手段３９と異なり、定位置に戻す手段として説明上、太陽電池定位置制御手段としで別途設けた。

図１３は表裏太陽電池板２８および車両の上面または配置面における太陽電池の組み合わせを示す。表裏太陽電池板２８は表裏の両面に太陽電池となっている。直射光４０は太陽電池の表面にて、貼られた太陽電池２９にももちろん直射太陽子４０が照射されるが、貼り付けられた太陽電池２９からの反射光４１にて、両面太陽電池２８の裏面に照射される。また反射光４２は地面等からの反射光が両面太陽電池２８の裏面に照射された状態を示す。
この様にする事により、太陽電池に照射される光を多く得る事が出来、太陽電池から発生する電力を大きく得る事ができる。
この様に太陽電池板の表面および裏面、車両の上面に貼り付けられた太陽電池２９のいずれかにより、または同時に発電をさせる事ができる。また一番受光による発生電力が高くなす様に、太陽電池の位置方向を自動制御させる事ができる様にする事ができる。

折畳み可能な太陽追従太陽電池板は通常車両等には１台１個の装着となるが、車両の一部分に取り付けてもよいし、複数の太陽追従太陽電池板を取り付ける様にしてもよい。
また図２，３，４、５、６、７、８、９、１０、１１、１３、１５は車両の上面で示した。屋上用、および折畳み可能な移動用の場合は、車両の上面でなく配置面としてもよい。また配置面にて太陽追従太陽電池駆動装置５０を用いる場合は、図７において防風部分３７は必要がない。

図１５は実施例２の車両１１に取り付けられた、折畳み可能な太陽追従太陽電池の太陽追従太陽電池駆動装置６０の例である。図は上面図を判断面にした状態を示し、始動走行時または定位置状態を示す。
太陽電池板１の表面には、円形または矩形の太陽電池が貼り付けられている。ほぼ中央には、太陽位置検出手段３８の例として太陽位置検出器３０が設けられている。
回転板５１は太陽電池駆動手段M７、５２によってカ．移動方向左またはキ．移動方向右に太陽の方向に追従しながら回転する。回転方向の左右方向において回転の範囲は左右それぞれ半回転と範囲を定めてもよい。太陽追従太陽電池駆動装置６０は車両の上面に陥没する状態にて配置してもよい。

図１６は、車両に用いられている場合は、駐停車状態または定位置状態を示す。配置面上の太陽電池板１が移動方向上のクの方向に開いた状態である。太陽電池板１は車両の上面または配置面３４が水平の場合は、回転板５１に対してほぼ垂直まで移動させることができる。水平でない場合は、鈍角の状態まで移動できる。
駆動手段５２の軸５４は回転板５１に固着されている。駆動手段Ｍ７、５２は車両の上面または配置面３４に固定されている。回転板５１はスラスト軸受け５５の上に載せられて、駆動手段Ｍ７、５２の動力にて回転する。回転板５１は図では円形を示したが矩形でも適選な形状でもよい。また回転板５１を矩形または多角形にした場合は、回転板５１の回転によって、車両の占める範囲から回転板５１が範囲外に飛び出る場合があるが問題はない。
駆動手段M８は前記回転板５１上に設けられている。太陽電池板１は前記駆動手段Ｍ８、５３の軸５６を支点として回転し、太陽電池板１を移動方向クと移動方向ケの間を太陽の位置の高さに従って移動する。
太陽電池板１はヒンジ５７と固着されている。は駆動手段M８、５３の軸５６にヒンジ５７が固着されている。よって太陽電池板１は駆動手段M８、５３の軸５６を中心として移動できる。
太陽電池板１の周囲には防風３７が設けられている。これは車両１１が走行した時に太陽電池板１の下側に空気の流れが入り込まない様にする為である。
太陽電池駆動手段M7、５２と太陽電池駆動手段M８、５３は太陽位置検出手段と、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池板の位置を制御する手段と、前記制御手段に従い駆動する。

太陽位置検出手段３０と、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池板１の位置を制御する手段３９と、回転板５１と、前記制御手段３９に従い前記回転板５１を回転させる太陽電池駆動手段M７、５２と、前記回転板５１に設けられ前記制御手段３９に従い駆動する駆動手段M８、５３と、前記駆動手段M８、５３によって一方を支点として開閉移動する前記太陽電池板１と、太陽電池定位置制御手段３６を具備している。
太陽位置検出手段３０によって、太陽の方向と太陽の位置を検出する。太陽の方向については回転板５１の回転によって、太陽の高さについては太陽電池の開閉によって制御する。

実施例２における、太陽電池定位置制御手段３６は、実施例１と異なり、駆動手段M７、５２は定位置に戻る。場合も有り得る。太陽電池板１が円形の場合駆動手段M８、５３は必ずしも定位置に戻す必要が無い。駆動手段M８、５３が定位置に戻らなくても、車両の上部に回転板５１が始動走行中に衝突したりする恐れは発生しない。
実施例２に記していない項目は、実施例１の太陽追従太陽電池駆動装置５０の「機構部分」「駆動モータの動作」を除いて同様である。

移動用の折畳み可能な太陽追従太陽電池として使用できる。
また、屋上用、電気車両の太陽電池によるエネルギーの取得に利用できる。

説明用の立体座標系本発明の太陽電池車両の始動走行時の太陽電池板の定位置の状態本発明の太陽追従太陽電池駆動装置のモータM１が作動した状態本発明の太陽追従太陽電池駆動装置のモータM３が作動した状態本発明の太陽追従太陽電池駆動装置のモータM３が作動した状態本発明のAタイプの太陽追従太陽電池駆動装置の構造本発明のＡタイプの太陽追従太陽電池駆動装置のモータM２が作動した状態本発明のBタイプの太陽追従太陽電池駆動装置の構造本発明のBタイプの太陽追従太陽電池駆動装置のモータM4が作動した状態太陽位置検知器太陽追従太陽電池を載せた車両の上面図屋根に取り付けた太陽電池の状態表裏太陽電池板および車両の上面または配置面における太陽電池の組み合わせ Aタイプの、検出と動作のアルゴリズム実施例２の車両用の折畳み可能な太陽追従太陽電池。配置面上の太陽電池板が開いた状態

１．太陽電池板
２．駆動手段M１
３．連結板
４．軸
５．太陽電池支持板
６．軸
７．太陽電池
８．モータM2
９．軸受
１０．防風
１１．車両
１２．アームA
１３．アームB
１４．モータM３
１５．モータM４
１６．軸
１７．アームC
１８．アームD
１９．太陽位置検出手段
２０．停車状態検出手段
２１．モータ制御手段
２２．振動または風の検出手段
２３．光感知手段
２４．上部障害物検出手段
２５．ベース板
２６．太陽電池駆動手段
２７．家屋
２８．両面太陽電池
２９．貼り付けられた太陽電池
３０．太陽位置検出器
３１．検出器本体
３２．太陽位置測定棒
３３．画素素子
３４．車両の上面または配置面
３５．車両の進行方向
３６．太陽電池定位置制御手段
３７．防風部分
３８．太陽位置検出手段
３９．太陽電池位置制御手段
４０．直射光
４１．太陽電池の反射光
４２．地面からの反射光
５０．太陽追従太陽電池駆動装置
５１．回転板
５２．太陽電池駆動手段M７
５３．太陽電池駆動手段M８
５４．軸
５５．スラストベアリング
５６．軸
５７．ヒンジ
６０．実施例２の太陽追従太陽電池駆動装置
ア．移動方向
イ．移動方向
ウ．移動方向、回転
エ．移動方向、左
オ．移動方向、右
カ．移動方向左
キ．移動方向右
ク．移動方向上
ケ．移動方向下

Claims

太陽電池板と、前記太陽電池板を配置面に並設状態と立設状態との間で移動させるアームと、前記アームを駆動させる駆動手段M１と、太陽位置検出手段と、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池の位置を制御する手段と、前記太陽電池の位置制御手段に従い前記太陽電池の位置を移動させる太陽電池駆動手段と、太陽電池定位置制御手段とを具備する事を特徴とする折畳み可能な太陽追従太陽電池。
太陽電池板と、前記太陽電池板を配置面に並設状態と立設状態との間で移動させるアームと、前記アームを駆動させる駆動手段M１と、太陽位置検出手段と、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池の位置を制御する手段と、前記太陽電池の位置制御手段に従い前記太陽電池の位置を移動させる太陽電池駆動手段を具備し、太陽電池板を前記並設状態に移動した時に、前記アームが太陽電池板の下側に収納される事を特徴とする折畳み可能な太陽追従太陽電池。
太陽電池板と、前記太陽電池板を配置面に並設状態と立設状態との間で移動させるアームと、前記アームを駆動させる駆動手段M１と、太陽位置検出手段と、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池の位置を制御する手段と、前記太陽電池の位置制御手段に従い前記太陽電池の位置をX３Y３面（左方向で垂直になるまでの間）方向に移動駆動させるモータM３と、前記太陽電池をZY面方向またはZ３Y１面方向に移動駆動させるモータM２と、太陽電池定位置制御手段とを具備する事を特徴とする折畳み可能な太陽追従太陽電池。
太陽電池板と、前記太陽電池板を配置面に並設状態と立設状態との間で移動させるアームと、前記アームを駆動させる駆動手段M１と、太陽位置検出手段と、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池の位置を制御する手段と、前記太陽電池の位置制御手段に従い前記太陽電池の方向をX３Y３面（左方向で垂直になるまでの間）方向に回転駆動させるモータM３と、前記太陽電池をZ軸を中心に回転駆動させるモータM４と、太陽電池定位置制御手段とを具備する事を特徴とする折畳み可能な太陽追従太陽電池。
太陽位置検出手段と、前記太陽位置検出手段に従い太陽電池板の位置を制御する手段と、回転板と、前記制御手段に従い前記回転板を回転させる太陽電池駆動手段M７と、前記回転板上に設けられ前記制御手段に従う駆動手段M８と、前記駆動手段Ｍ８よって一方を支点として移動する前記太陽電池板とを具備する事を特徴とする折畳み可能な太陽追従太陽電池。
始動走行時は太陽電池定位置制御手段によって太陽電池板が車両の上面または配置面に並設された状態に保たせる事を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの折畳み可能な太陽追従太陽電池を具備する車両。
太陽電池板の表面または表裏両面に太陽電池が設置されている事を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの折畳み可能な太陽追従太陽電池を具備する車両。