JP2010230604A - センサ装置及び太陽光発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽電池パネルを太陽の動きに的確に追尾させて、効率的な発電を行なうためのセンサ装置及び太陽光発電装置を提供する。
【解決手段】太陽光発電装置10は、複数の太陽電池モジュール110から構成された太陽電池パネル11及び制御装置20を備えている。この太陽電池パネル11の中央部には、センサ装置12が設けられている。制御装置20の制御部は、追尾制御処理において、各センサの起電力の取得を処理し、中央センサの測定値が最高値かどうかについて判定する。中央センサの測定値が最高値でない場合、制御部は、各駆動部(31,41)を用いてパネル方向を変更する。中央センサの測定値が最高値の場合、制御部は、定期的に追尾制御処理を繰り返す。
【選択図】図1
【解決手段】太陽光発電装置10は、複数の太陽電池モジュール110から構成された太陽電池パネル11及び制御装置20を備えている。この太陽電池パネル11の中央部には、センサ装置12が設けられている。制御装置20の制御部は、追尾制御処理において、各センサの起電力の取得を処理し、中央センサの測定値が最高値かどうかについて判定する。中央センサの測定値が最高値でない場合、制御部は、各駆動部(31,41)を用いてパネル方向を変更する。中央センサの測定値が最高値の場合、制御部は、定期的に追尾制御処理を繰り返す。
【選択図】図1
Description
本発明は、高効率な太陽光発電を実現するためのセンサ装置及び太陽光発電装置に関する。
今日、環境に対する意識の高まり等により、太陽光発電はクリーンな電力資源として注目されている。この太陽光発電は、光起電力効果を利用した太陽電池を利用し、太陽光のエネルギを直接的に電力に変換する発電方式である。従って、この太陽光発電における発電量は、太陽光の光強度に影響されるため、太陽の動きに追従させることにより発電効率が向上される。
そこで、太陽光を自動で追尾するための技術が検討されている(例えば、特許文献1〜3を参照。)。
特許文献1においては、柱の影の位置をCDSセンサで感知し、ドライバによりソーラーパネルの向きを常に太陽光の方に向ける。
特許文献1においては、柱の影の位置をCDSセンサで感知し、ドライバによりソーラーパネルの向きを常に太陽光の方に向ける。
また、特許文献2においては、受光素子を仕切り板の前後左右に配置し、光の入射方向を、仕切り板の陰により光の強弱を検知する。そして、光センサと太陽電池パネルを取り付けた受光板を、モータにより駆動し、太陽光を追尾させる太陽光発電装置が記載されている。
また、特許文献3においては、ソーラーパネルの四方向にCDSセル製の光センサを設け、対配置された両光センサから得られた抵抗値の電圧差が略等しくなるように、回動制御手段の指令に基づき、電動モータおよびギヤードモータにより、ソーラーパネルを水平回動、垂直回転させる。
しかし、特許文献1や特許文献2においては、回転のみの制御を行なうため、太陽電池パネルを太陽光に対して垂直方向に向けることができない。また、太陽電池パネルとセンサ装置とが別体であるため、太陽電池パネルの駆動制御が複雑になる。
特許文献3においては、太陽電池パネルの四方向に光センサを配置する必要があり、光センサからの信号を取得するための配線が複雑になる。特に、ソーラーパネルが大きい場合には、配線が長くなる問題がある。また、太陽電池パネルの端部の形状によって、各光センサにおける計測値が変化するため、太陽電池パネルの設計が複雑になる場合がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、この目的は、簡易な構成により、太陽電池パネルを太陽の動きに的確に追尾させて、効率的な発電を行なうためのセンサ装置及び太陽光発電装置を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、太陽電池パネルの受光方向を決定するためのセンサ装置であって、太陽光の光強度を測定するための複数の平面センサを含み、前記各平面センサの平面の法線方向を変えて構成したセンサ群と、前記各平面センサにおいて計測した光強度を比較して太陽の方向を特定する制御手段とを備えたことを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のセンサ装置において、前記センサ群は、太陽光の光強度を測定するための第1の平面センサと、前記第1の平面センサを挟んで、前記第1の平面センサの面に対して傾斜させた面を備える第2の平面センサを設け、前記制御手段は、前記第1の平面センサにおいて計測した光強度が、前記第2の平面センサにおいて計測した光強度以下の場合に、太陽の移動を検知することを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のセンサ装置において、前記第2の平面センサは、前記第1の平面センサに対して2軸以上の方向に設けたことを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、太陽電池パネルの受光方向を決定するために太陽の方向を特定するためのセンサ装置を備えた太陽光発電装置であって、前記センサ装置は、太陽光の光強度を測定するための第1、第2の平面センサを含み、前記各平面センサの平面の法線方向を変えて構成したセンサ群と、前記各平面センサにおいて計測した光強度を比較して、太陽の方向を特定する制御手段とを備えており、前記第1の平面センサの平面と同じ法線方向で太陽電池パネルを設け、前記センサ装置の計測結果に基づいて、太陽電池パネルの方向を変更する駆動手段を設けたことを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、太陽電池パネルの受光方向を決定するために太陽の方向を特定するためのセンサ装置を備えた太陽光発電装置であって、前記センサ装置は、太陽光の光強度を測定するための第1、第2の平面センサを含み、前記各平面センサの平面の法線方向を変えて構成したセンサ群と、前記各平面センサにおいて計測した光強度を比較して、太陽の方向を特定する制御手段とを備えており、前記第1の平面センサの平面と同じ法線方向で太陽電池パネルを設け、前記センサ装置の計測結果に基づいて、太陽電池パネルの方向を変更する駆動手段を設けたことを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の太陽光発電装置において、前記太陽電池パネルを、少なくとも伸縮可能であり、長さを調整する係止手段が設けられた支持体によって支持し、太陽の方向に基づいて、前記係止手段を制御することにより、前記支持体の長さを変更させて、前記太陽電池パネルの面方向を変更することを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の太陽光発電装置において、前記係止手段は、前記太陽電池パネルの重力降下を抑制することを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の太陽光発電装置において、前記係止手段は、前記太陽電池パネルの重力降下を抑制することを要旨とする。
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、センサ装置は、太陽光の光強度を測定するための複数の平面センサからなるセンサ群と、前記各平面センサにおいて計測した光強度に基づいて、太陽の方向を特定する制御手段とを備える。そして、各平面センサの平面の法線方向を変えて構成した。これにより、法線方向が異なる平面センサにおける計測結果を比較することにより、太陽の方向を特定することができる。
請求項1に記載の発明によれば、センサ装置は、太陽光の光強度を測定するための複数の平面センサからなるセンサ群と、前記各平面センサにおいて計測した光強度に基づいて、太陽の方向を特定する制御手段とを備える。そして、各平面センサの平面の法線方向を変えて構成した。これにより、法線方向が異なる平面センサにおける計測結果を比較することにより、太陽の方向を特定することができる。
請求項2に記載の発明によれば、センサ群は、太陽光の光強度を測定するための第1の平面センサと、前記第1の平面センサを挟んで、前記第1の平面センサの面に対して傾斜させた面を備える第2の平面センサを用いる。そして、前記制御手段は、前記第1の平面センサにおいて計測した光強度が、前記第2の平面センサにおいて計測した光強度以下の場合に、太陽の移動を検知する。これにより、第1の平面センサの計測値が最大の場合には、同じ状態を維持させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、第2の平面センサは、前記第1の平面センサに対して2軸以上の方向に設けた。これにより、太陽の移動を的確に追尾することができる。
請求項4に記載の発明によれば、第1の平面センサの平面と同じ法線方向で太陽電池パネルを設け、前記センサ装置の計測結果に基づいて、太陽電池パネルの方向を変更する駆動手段を設けた。これにより、太陽の移動に対して、太陽電池パネルを的確に追尾させ、発電効率を向上させることができる。
請求項4に記載の発明によれば、第1の平面センサの平面と同じ法線方向で太陽電池パネルを設け、前記センサ装置の計測結果に基づいて、太陽電池パネルの方向を変更する駆動手段を設けた。これにより、太陽の移動に対して、太陽電池パネルを的確に追尾させ、発電効率を向上させることができる。
請求項5に記載の発明によれば、前記太陽電池は、少なくとも伸縮可能であり、長さを保持する係止手段が設けられた支持体によって支持されており、太陽の方向に基づいて、前記係止手段を制御することにより、前記支持体の長さを変更させて、前記太陽電池パネルの面方向を変更する。係止手段を用いて太陽光発電装置に蓄積されたエネルギを解放することにより、太陽電池パネルの方向を変更することができる。
請求項6に記載の発明によれば、係止手段は、前記太陽電池パネルの重力降下を抑制する。これにより、重力によるポテンシャルエネルギを利用して太陽電池パネルの方向を変更することができる。
本発明によれば、太陽電池パネルを太陽の動きに的確に追尾させて、効率的な発電を行なうことができる。
以下、本発明を具体化した太陽光発電装置の一実施形態を、図1〜図5に従って説明する。本実施形態では、太陽光発電を行なうためのセンサ装置及び太陽光発電装置として、図1に示す太陽光発電装置10を用いる。
この太陽光発電装置10は、複数の太陽電池モジュール110から構成された太陽電池パネル11を備えている。太陽電池モジュール110は光を受けることにより、発電を行なう太陽電池素子から構成されている。更に、太陽電池パネル11の中央部には、センサ装置12が設けられている。このセンサ装置12の構成については後述する。
この太陽光発電装置10は、地面又は移動体及びその他の建造物(以下、「地面」と呼ぶ)上に設置して利用される。そして、太陽光発電装置10は、地面上に設置される回転駆動部41、回転テーブル42を備えている。この回転テーブル42は、回転駆動部41上に設置されており、太陽電池パネル11或は電源(図示せず)から供給された電力を用いてモータを駆動して回転テーブル42を回転させることにより、太陽電池パネル11の向きを変更する。
太陽電池パネル11は、回転テーブル42上に設けられた4本の脚部30によって支えられている。この脚部30は、伸長駆動部31と支柱32とから構成されている。伸長駆動部31が、太陽電池パネル11或は電源(図示せず)から供給された電力を用いてモータを駆動して支柱32を出し入れすることにより、太陽電池パネル11の傾斜を変更する。
更に、太陽光発電装置10は、制御装置20を備えている。この制御装置20は、セン
サ装置12からの情報に基づいて、上述した駆動手段(伸長駆動部31や回転駆動部41)を制御する。
サ装置12からの情報に基づいて、上述した駆動手段(伸長駆動部31や回転駆動部41)を制御する。
次に、センサ装置12の構成を、図2を用いて説明する。
(センサ装置)
センサ装置12は太陽電池パネルの受光方向を決定するために用いられ、複数の平面センサとして各測定モジュール(121〜125)からなるセンサ群を備えている。本実施形態においては、各測定モジュール(121〜125)は、5個の平面(矩形の頂上面と、この頂上面に隣接された4個の側面)から構成された四角錐台の形状の台座部120に配置される。従って、頂上面及び各側面の単位法線ベクトル(法線方向)は異なることになる。この台座部120の頂上面は、太陽電池モジュール110に平行した面により構成する。そして、この頂上面には、中央センサ(第1の平面センサ)としての測定モジュール121が設けられている。
(センサ装置)
センサ装置12は太陽電池パネルの受光方向を決定するために用いられ、複数の平面センサとして各測定モジュール(121〜125)からなるセンサ群を備えている。本実施形態においては、各測定モジュール(121〜125)は、5個の平面(矩形の頂上面と、この頂上面に隣接された4個の側面)から構成された四角錐台の形状の台座部120に配置される。従って、頂上面及び各側面の単位法線ベクトル(法線方向)は異なることになる。この台座部120の頂上面は、太陽電池モジュール110に平行した面により構成する。そして、この頂上面には、中央センサ(第1の平面センサ)としての測定モジュール121が設けられている。
この頂上面に対して、水平方向の左方の側面には測定モジュール122、右方の側面には測定モジュール123が設けられている。また、頂上面に対して、後方の側面には測定モジュール124、前方の側面には測定モジュール125が設けられている。この測定モジュール(122〜125)が第2の平面センサとして機能する。
本実施形態においては、各測定モジュール(121〜125)は、同じ面積の太陽電池モジュールを用いて構成する。そして、各測定モジュール(121〜125)は、同じ光量に対して同じ起電力を生成するように構成されている。そして、各測定モジュール(121〜125)は、制御装置20に接続されており、生成した起電力を供給する。
(制御装置)
制御装置20は、図3に示すように、測定部(221〜225)、制御部21、制御情報記憶部23、操作部24を備えている。操作部24には、制御開始や制御停止を入力するための入力手段が設けられている。
制御装置20は、図3に示すように、測定部(221〜225)、制御部21、制御情報記憶部23、操作部24を備えている。操作部24には、制御開始や制御停止を入力するための入力手段が設けられている。
測定部(221〜225)は、それぞれ各測定モジュール(121〜125)に接続されており、各太陽電池モジュールからの信号を取得する。本実施形態においては、各測定モジュール(121〜125)の起電力(電圧)を測定する。
制御部21は、太陽電池パネル11を太陽の方に向ける制御を行なうために、測定管理段階、測定値比較段階、駆動指示段階等の各処理を実行する。そして、制御部21は、制御プログラムが実行されることにより、図3に示すように、測定管理手段211、測定値比較手段212、駆動指示手段213等として機能する。
測定管理手段211は、各測定部(221〜225)から定期的に測定値を取得する処理を実行する。
測定値比較手段212は、各測定部(221〜225)から取得した測定値を比較する処理を実行する。
駆動指示手段213は、結果に基づいて、各駆動部(31,41)を動作させる制御信号を供給する処理を実行する。
測定値比較手段212は、各測定部(221〜225)から取得した測定値を比較する処理を実行する。
駆動指示手段213は、結果に基づいて、各駆動部(31,41)を動作させる制御信号を供給する処理を実行する。
制御情報記憶部23には、図4に示すように、各駆動部(31,41)の動作を制御するための制御テーブル230を記憶している。この制御テーブル230は、直線上に並んだ太陽電池モジュールの起電力の比較結果に対応させて、各駆動部(31,41)の動作方向を特定するためのデータを含んで構成される。本実施形態では、この制御テーブルは、回転制御を行なうためのデータと傾斜制御を行なうためのデータとから構成されている
。
。
具体的には、直線上に並んだ太陽電池モジュールの起電力が大きい方向に向くように、各駆動部(31,41)を制御する。従って、回転制御においては、測定モジュール121の電圧V(中央)、測定モジュール122の電圧V(左)、測定モジュール123の電圧V(右)を比較して、その結果に応じて回転テーブル42の回転方向を決める。また、傾斜制御においては、測定モジュール121の電圧V(中央)、測定モジュール124の電圧V(後)、測定モジュール125の電圧V(前)の起電力を比較して、その結果に応じて脚部30の伸長方向を決める。
次に、上記システムを利用して実行される追尾制御処理を、図5を用いて説明する。
操作部24において制御開始入力が行なわれた場合、制御装置20の制御部21は、各センサの起電力の取得処理を実行する(ステップS1−1)。具体的には、制御部21の測定管理手段211は、各測定部(221〜225)に対して、センサ装置12の測定モジュール121〜125の起電力測定を指示する。この場合、各測定部(221〜225)は、センサ装置12の測定モジュール121〜125の起電力を測定し、測定管理手段211にして測定結果を供給する。
操作部24において制御開始入力が行なわれた場合、制御装置20の制御部21は、各センサの起電力の取得処理を実行する(ステップS1−1)。具体的には、制御部21の測定管理手段211は、各測定部(221〜225)に対して、センサ装置12の測定モジュール121〜125の起電力測定を指示する。この場合、各測定部(221〜225)は、センサ装置12の測定モジュール121〜125の起電力を測定し、測定管理手段211にして測定結果を供給する。
次に、制御装置20の制御部21は、中央センサの測定値が最高値かどうかについての判定処理を実行する(ステップS1−2)。具体的には、制御部21の測定値比較手段212は、直線上に並んだ太陽電池モジュール(121,122,123及び121,124,125)の二つの軸(左右方向と前後方向)において、同じ軸上で太陽電池モジュールの起電力を比較する。
ここで、いずれかの軸において中央センサの測定値が最高値でない場合(ステップS1−2において「NO」の場合)、制御装置20の制御部21は、パネル方向の変更処理を実行する(ステップS1−3)。具体的には、制御部21の駆動指示手段213は、比較結果に応じて、制御情報記憶部23に記憶された制御テーブル230を用いて、傾斜方向、回転方向の変更を決定する。そして、制御部21は、各駆動部(31,41)に対して変更動作を指示する。この場合、各駆動部(31,41)は、予め定められた単位調整量だけ動作する。そして、各センサの起電力の取得処理(ステップS1−1)からの処理を繰り返す。
一方、中央センサの測定値が最高値の場合(ステップS1−2において「YES」の場合)、制御装置20の制御部21は、待機処理を実行する(ステップS1−4)。具体的には、制御部21の駆動指示手段213は、制御テーブル230に基づいて停止状態を維持し、次の測定タイミングまで待機する。
次の測定タイミングが到来するまでに、操作部24に駆動停止入力が行なわれた場合(ステップS1−5において「YES」の場合)には、制御装置20の制御部21は、追尾制御処理を終了する。
一方、駆動停止入力が行なわれていない場合(ステップS1−5において「NO」の場合)制御装置20の制御部21は、次の測定タイミングにおいて、各センサの起電力の取得処理(ステップS1−1)からの処理を繰り返す。
本実施形態の太陽光発電装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
・ 本実施形態では、測定モジュール(121〜125)が四角錐台の頂上面や側面に貼付されたセンサ装置12を用いる。そして、制御装置20の制御部21は、測定モジュール(121〜125)の起電力を比較して、中央センサの測定値が最高値かどうかにつ
いての判定処理を実行する(ステップS1−2)。中央センサの測定値が最高値でない場合(ステップS1−2において「NO」の場合)、制御装置20の制御部21は、パネル方向の変更処理を実行する(ステップS1−3)。中央センサ(測定モジュール121)は、太陽電池パネル11の太陽電池モジュール110と同じ方向を向いているため、太陽電池モジュール110の起電力が最大になるように、太陽電池パネル11の方向に変更することができる。従って、太陽電池パネル11を太陽に追尾させて、効率的な太陽光発電を実現することができる。
・ 本実施形態では、測定モジュール(121〜125)が四角錐台の頂上面や側面に貼付されたセンサ装置12を用いる。そして、制御装置20の制御部21は、測定モジュール(121〜125)の起電力を比較して、中央センサの測定値が最高値かどうかにつ
いての判定処理を実行する(ステップS1−2)。中央センサの測定値が最高値でない場合(ステップS1−2において「NO」の場合)、制御装置20の制御部21は、パネル方向の変更処理を実行する(ステップS1−3)。中央センサ(測定モジュール121)は、太陽電池パネル11の太陽電池モジュール110と同じ方向を向いているため、太陽電池モジュール110の起電力が最大になるように、太陽電池パネル11の方向に変更することができる。従って、太陽電池パネル11を太陽に追尾させて、効率的な太陽光発電を実現することができる。
・ 本実施形態では、各測定モジュール(121〜125)は、同じ面積の太陽電池モジュールを用いて構成する。これにより、面積の違いによる起電力の相違をなくし、的確な比較を行なうことができる。更に、各測定モジュール(121〜125)は、同じ光量に対して同じ起電力を生成するように構成されている。これにより、太陽電池素子の特性むらを抑制して、的確な評価を行なうことができる。
・ 本実施形態では、制御情報記憶部23には、各駆動部(31,41)を動作制御するための制御テーブル230を記憶している。この制御テーブル230は、直線上に並んだ太陽電池モジュールの起電力の比較結果に対応して、各駆動部(31,41)を制御する。これにより、前後方向、左右方向の2軸において、簡単な動作制御により、太陽電池パネル11を太陽に追尾させることができる。
・ 本実施形態では、中央センサの測定値が最高値の場合(ステップS1−2において「YES」の場合)、制御装置20の制御部21は、待機処理を実行する(ステップS1−4)。具体的には、制御部21は、制御テーブル230に基づいて停止状態を維持し、次の測定タイミングまで待機する。これにより、太陽電池パネル11が太陽の方向に向いている場合には、動作することなく、消費電力を抑制することができる。
また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○ 上記実施形態では、制御装置20の制御部21は、各センサの起電力の取得処理を実行する(ステップS1−1)。そして、制御装置20の制御部21は、各センサの起電力を比較し、中央センサの測定値が最高値かどうかについての判定処理を実行する(ステップS1−2)。太陽の方向を特定する方法は、各センサの起電力の比較に限定されるものではなく、方向によって光量を比較できる物性値であれば、電圧に限定されるものではない。例えば、内部抵抗や電流値を用いて比較することも可能である。
○ 上記実施形態では、制御装置20の制御部21は、各センサの起電力の取得処理を実行する(ステップS1−1)。そして、制御装置20の制御部21は、各センサの起電力を比較し、中央センサの測定値が最高値かどうかについての判定処理を実行する(ステップS1−2)。太陽の方向を特定する方法は、各センサの起電力の比較に限定されるものではなく、方向によって光量を比較できる物性値であれば、電圧に限定されるものではない。例えば、内部抵抗や電流値を用いて比較することも可能である。
○ 上記実施形態では、各測定モジュール(121〜125)は、同じ面積の太陽電池モジュールを用いて構成する。そして、各測定モジュール(121〜125)は、同じ光量に対して同じ起電力を生成するように構成する。これに代えて、各測定モジュール(121〜125)の大きさを異なるもので構成したり、起電力が異なるものを用いたりすることも可能である。この場合には、各測定部(221〜225)において、各測定モジュール(121〜125)の特性に対応させて、同じ光量に対して同じ値になるように補正テーブルを保持させておく。そして、各測定部(221〜225)において、各測定モジュール(121〜125)から取得した測定値を、補正テーブルを用いて修正する。これにより、測定モジュールに特性むらがある場合にも、的確に比較することができる。
○ 上記実施形態では、センサ装置12を、四角錐台の形状の台座部120により構成する。センサ装置12の形状は、凸形状に限定されるものではなく、凹形状にするようにしてもよい。また、角形状だけではなく、円錐台形状により構成することも可能である。
○ 上記実施形態では、センサ装置12を、四角錐台の形状の台座部120により構成する。センサ装置12の形状は四角錐台に限定されるものではなく、異なる方向に向けら
れた測定モジュールにより比較できるものであればよい。
れた測定モジュールにより比較できるものであればよい。
また、頂上面の測定モジュールがない形状を用いて構成することも可能である。この場合には、太陽電池パネル11とは異なる方向に対象的に設けられた測定モジュールの測定値を比較する。そして、許容範囲に入っている場合には、その方向を維持する(停止)。一方、許容範囲を超えている場合には、測定値が大きい測定モジュールが向いている方向に、両者の測定値が許容範囲内に入るまで太陽電池パネル11を動かす。
○ 上記実施形態では、太陽電池パネル11の中央部には、センサ装置12を設けた。センサ装置12の位置は中央に限定されるものではない。また、センサ装置12の数も1個に限定されるものではなく、複数個のセンサ装置12を太陽電池パネル11上に設けることも可能である。この場合には、各センサ装置12において起電力が大きい測定モジュール(121〜125)により方向を特定する。そして、各センサ装置12において特定された各方向の数を方向毎に総和する。そして、多数決により、停止や前後左右方向の動作を決定する。これにより、太陽電池パネル11において太陽光の強度にむらがある場合にも、的確な方向に向けることができる。
○ 上記実施形態では、伸長駆動部31が、太陽電池パネル11や電源から供給された電力を用いてモータを駆動して支柱32を出し入れすることにより、太陽電池パネル11の傾斜を変更する。また、回転テーブル42は、回転駆動部41上に設置されており、太陽電池パネル11や電源から供給された電力を用いてモータを駆動して回転テーブル42を回転させることにより、太陽電池パネル11の向きを変更する。太陽電池パネル11の向きを変更する方法はこれに限定されるものではない。例えば、蓄積されたエネルギ(ポテンシャルエネルギ)を用いて、方向制御を行なうことも可能である。重力降下を利用した制御方法を、図6、図7を用いて説明する。この場合にも、上記実施形態と同様に、制御装置20が、センサ装置12からの計測値に応じて、太陽電池パネル11の方向制御を行なう。
この太陽光発電装置50においては、図6(a)に示すように、太陽電池パネル11が4本の脚部60により支持されている。この脚部60は、支持体としての固定部61と支柱62とから構成されている。この支柱62は、固定部61から出し入れ可能になっている。そして、固定部61は、支柱62を固定するための係止手段(ストッパ)を備えており、制御装置20からの信号に基づいてストッパにより支柱62を固定したり、ストッパを緩和させたりすることができる。ここで、ストッパを緩めた場合、支柱62は重力により摺動して固定部61に格納され、脚部60の長さが短くなる。
そして、太陽光発電装置10を利用する場合には、図6(a)に示すように、太陽電池パネル11を最も高い位置まで引き上げることにより、ポテンシャルエネルギを蓄積する。そして、制御装置20に制御開始入力を行なった場合、制御部21は、センサ装置12における測定値に基づいて、固定部61のストッパを所定時間(単位リリース時間)だけ緩和する。具体的には、測定モジュール(121〜125)の測定値が大きい方の方向のストッパを緩和する。
例えば、測定モジュール121,124の起電力に対して、測定モジュール125の起電力が大きい場合、前面2本の脚部60について固定部61のストッパを単位リリース時間だけ緩和する。これにより、支柱62は単位リリース時間だけ摺動し、前面方向の脚部60が短くなり、図6(b)に示すように、太陽電池パネル11は前面方向に傾斜することになる。
また、測定モジュール121,122の起電力に対して、測定モジュール123の起電
力が大きい場合、右側2本の脚部60について固定部61のストッパを単位リリース時間だけ緩和する。これにより、右側の脚部60が短くなり、図7(a)に示すように、太陽電池パネル11は右方向に傾斜することになる。
力が大きい場合、右側2本の脚部60について固定部61のストッパを単位リリース時間だけ緩和する。これにより、右側の脚部60が短くなり、図7(a)に示すように、太陽電池パネル11は右方向に傾斜することになる。
そして、前後方向、左右方向のストッパの制御を行なうことにより、図7(b)に示すように、各脚部60の長さに応じて、太陽電池パネル11の面方向を変更することができる。これにより、方向の変更に要する消費電力を抑制しながら、太陽電池パネル11を太陽の動きに追尾させることができる。
また、太陽電池パネル11を複数の支柱から紐等の吊り下げ手段により釣支するようにしてもよい。この場合にも、吊り下げ手段の長さを変更できるように、吊り下げ手段にストッパを設けておく。そして、このストッパを緩和させることにより、太陽電池パネル11を重力により降下させて、太陽電池パネル11の傾斜を変更することができる。
10,50…太陽光発電装置、11…太陽電池パネル、110…太陽電池モジュール、12…センサ装置、121〜125…測定モジュール、20…制御装置、21…制御部、211…測定管理手段、212…測定値比較手段、213…駆動指示手段、221〜225…測定部、23…制御情報記憶部、24…操作部、30…脚部、31…伸長駆動部、32…支柱、41…回転駆動部、42…回転テーブル、60…脚部、61…固定部、62…支柱。
Claims (6)
- 太陽電池パネルの受光方向を決定するためのセンサ装置であって、
太陽光の光強度を測定するための複数の平面センサを含み、前記各平面センサの平面の法線方向を変えて構成したセンサ群と、
前記各平面センサにおいて計測した光強度を比較して太陽の方向を特定する制御手段とを備えたことを特徴とするセンサ装置。 - 前記センサ群は、
太陽光の光強度を測定するための第1の平面センサと、
前記第1の平面センサを挟んで、前記第1の平面センサの面に対して傾斜させた面を備える第2の平面センサを設け、
前記制御手段は、前記第1の平面センサにおいて計測した光強度が、前記第2の平面センサにおいて計測した光強度以下の場合に、太陽の移動を検知することを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。 - 前記第2の平面センサは、前記第1の平面センサに対して2軸以上の方向に設けたことを特徴とする請求項2に記載のセンサ装置。
- 太陽電池パネルの受光方向を決定するために太陽の方向を特定するためのセンサ装置を備えた太陽光発電装置であって、
前記センサ装置は、
太陽光の光強度を測定するための第1、第2の平面センサを含み、前記各平面センサの平面の法線方向を変えて構成したセンサ群と、
前記各平面センサにおいて計測した光強度を比較して、太陽の方向を特定する制御手段とを備えており、
前記第1の平面センサの平面と同じ法線方向で太陽電池パネルを設け、
前記センサ装置の計測結果に基づいて、太陽電池パネルの方向を変更する駆動手段を設けたことを特徴とする太陽光発電装置。 - 前記太陽電池パネルを、少なくとも伸縮可能であり、長さを調整する係止手段が設けられた支持体によって支持し、
太陽の方向に基づいて、前記係止手段を制御することにより、前記支持体の長さを変更させて、前記太陽電池パネルの面方向を変更することを特徴とする請求項4に記載の太陽光発電装置。 - 前記係止手段は、前記太陽電池パネルの重力降下を抑制することを特徴とする請求項5に記載の太陽光発電装置。
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