JP2012246651A - パネル組立体の架台、追尾型太陽光発電装置、及び追尾型太陽光発電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】風の影響を受け難く、設置面への負荷が小さく、簡易な構成でもってパネル組立体の仰角及び方位角の2方向の角度調整が可能なパネル組立体の架台、追尾型太陽光発電装置、追尾型太陽光発電システムを提供すること。
【解決手段】
設置面に取り付けられる固定枠10と、固定枠10に仰角調整軸線41を支点として回動可能に支持された第1回動枠20と、第1回動枠20に第1軸線51及び第2軸線52のいずれかを選択的に支点として回動可能に支持されてパネル組立体3が取り付けられる第2回動枠30とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】
設置面に取り付けられる固定枠10と、固定枠10に仰角調整軸線41を支点として回動可能に支持された第1回動枠20と、第1回動枠20に第1軸線51及び第2軸線52のいずれかを選択的に支点として回動可能に支持されてパネル組立体3が取り付けられる第2回動枠30とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、太陽光発電パネル、温水発生パネルなどのパネル組立体を太陽光の動きに追尾させて移動させるパネル組立体の架台、追尾型太陽光発電装置、及び追尾型太陽光発電システムに関する。
太陽光発電パネルを太陽光の動きに追尾させて移動させる架台が提案されている(例えば、特許文献1及び2)。
特許文献1では、互いに直交する複数の回転軸により、仰角及び方位角をそれぞれ独立させて、太陽光パネルを太陽光に向くように構成したものが提案されている。
特許文献2では、旋回軸によって太陽光パネルの方位角を調整し、旋回軸の先端に取り付けた傾動軸によってさらに太陽光パネルの仰角を調整する構成が提案されている。
しかしながら、日本の住宅の屋根は瓦の種類は異なるが傾斜屋根が多く、その傾斜角度も例えば15°から45°等さまざまであり、従来、一般的な日本の住宅の傾斜屋根に設置される太陽光発電装置は固定的なものであって、太陽光を追尾する装置は備えていなかった。そして、特許文献1及び2の装置も、地上に設置されるか、或いは陸屋根と呼ばれる平らな屋根に設置されることを前提としたものである。
例えば、特許文献1及び2に記載の装置は、太陽光パネル端部が設置面から離れた状態で回動や旋回をするので、太陽光パネルと設置面との間に風が吹き込み、風圧力の影響を受けやすい。このような装置を傾斜面に設置した場合、自重による負荷に加えて大きな風圧力が掛かるので、設置面に対する負荷が大きい。
また、例えば、従来使われている特許文献2に記載のような旋回方式の太陽光追尾装置を設置するために、傾斜面の屋根に旋回軸を設け、この旋回軸に太陽光パネルを取り付けた場合は、旋回軸が重力方向に対して斜めに取り付けられる。このため、太陽光追尾を行っていない静止時においても旋回軸やそれを支持する屋根面に掛かる負荷が大きく、旋回時にはさらに大きな負荷が旋回軸や屋根面に掛かる。また、上記のように、これに加えて風圧力が加わる。よって、旋回方式の太陽光追尾装置は、傾斜した屋根面に取り付ける場合には、装置の自重やコストが著しく増大するとともに設置面への負荷も著しく増大するため、実用的でない。
また、旋回軸の先端に取り付けた旋回軸に太陽光パネル架台を取り付ければ仰角の調整は可能であるが、旋回の際に太陽光パネルが屋根面にぶつかってしまうので、方位角の調整は非常に困難である。太陽光パネルの旋回の両端、すなわち、太陽の昇り始めに東側を向いたとき、及び、太陽が沈むときに西側を向いたとき、それぞれの位置を、旋回する太陽光パネルの架台の底部が屋根面にぶつからないように、常に屋根の棟よりも高い位置にすることも考えられる。しかしながら、このようにすると、必然的に旋回軸を高くしなければならず、自重や風圧力を考慮した場合、屋根に掛かる荷重は非常に大きなものとなり、一般的な設計の一般住宅の傾斜屋根では、このような旋回装置の設置は不可能に近い。このように、傾斜屋根で従来使われている特許文献2に記載のような旋回方式の太陽光追尾装置を設置することは非常に困難である。
本発明は、風の影響を受け難く、設置面への負荷が小さく、簡易な構成でもってパネル組立体の仰角及び方位角の2方向の角度調整が可能なパネル組立体の架台及び当該架台を用いた追尾型太陽光発電装置、追尾型太陽光発電システムを提供することを目的とする。
本発明の一実施形態は、傾斜した設置面に取り付けられる固定枠と、前記固定枠に回動可能に支持された第1回動枠と、前記第1回動枠に回動可能に支持され、パネル組立体が取り付けられる第2回動枠と、前記第1回動枠の端部で延びる仰角調整軸線を支点として、前記固定枠に対して前記第1回動枠を回動可能に支持する第1連結部と、前記第1回動枠の両端で前記仰角調整軸線に垂直な方向に互いに平行に延びる第1軸線及び第2軸線のいずれかを選択的に支点として、前記第1回動枠に対して前記第2回動枠を回動可能に支持する第2連結部と、前記仰角調整軸線を支点として前記固定枠に対して前記第1回動枠を回動させる第1駆動部と、前記第1軸線及び前記第2軸線のうち、選択された軸線を支点として前記第1回動枠に対して前記第2回動枠を回動させる第2駆動部と、を備えたパネル組立体の架台であることを特徴とする。
本発明の他の実施形態は、上記のパネル組立体の架台と、前記パネル組立体の架台の前記第2回動枠に取り付けられて、前記パネル組立体の架台により仰角及び方位角調整可能に前記設置面に対して支持される前記パネル組立体としての太陽電池モジュールと、を備えた追尾型太陽光発電装置であることを特徴とする。
本発明のさらに他の実施形態は、上記の追尾型太陽光発電装置と、前記第1駆動部及び前記第2駆動部の作動を制御して、前記太陽電池モジュールが太陽の方向へ向くように前記第1回動枠及び前記第2回動枠を回動させる制御部と、を備えた追尾型太陽光発電システムであることを特徴とする。
本発明の実施形態によれば、風の影響を受け難く、設置面への負荷が小さく、簡易な構成でもってパネル組立体の仰角及び方位角の2方向の角度調整が可能となる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る追尾型太陽光発電装置1の斜視図である。追尾型太陽光発電装置1は、パネル組立体を仰角及び方位角調整可能に支持し、設置面に設置される架台2と、パネル組立体としての太陽電池モジュール3と、を備える。なお、本実施形態では、パネル組立体として太陽電池モジュール3を挙げて説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、パネル組立体は、温水発生パネルであってもよく、設置面に設置されて仰角及び方位角を調整されるものであれば適用可能である。
太陽電池モジュール3は、太陽光Sを受けて発電する1枚以上の太陽電池パネルからなる。この太陽電池パネルの枚数は、太陽電池モジュール3を支持する架台2の大きさ、設置面の広さ、設置面及び設置される建物Bの耐荷重能力、目標とする発電量等を勘案して任意に決定される。太陽電池モジュール3は、より多くの太陽光Sを吸収し、効率的に発電を行うため、図14乃至図17に示すように、架台2に取り付けられて、太陽の動きに合わせて追尾するように太陽光Sに向けられるようになっている。また、太陽電池モジュール3で発電した電気は、図示しない配線によって太陽電池モジュール3から後述の蓄電装置110に送られるようになっている。
架台2は、太陽電池モジュール3の受光面が太陽光Sに対して直角になるように支持可能な構成を備えている。架台2は、固定枠10、第1回動枠20、第2回動枠30、第1連結部40、第2連結部50、第1駆動部60、第2駆動部70を備える。また、架台2には、第1回動枠20の端部で延びる仰角調整用の仰角調整軸線41と、第1回動枠20の両端で仰角調整軸線41に垂直な方向に互いに平行に延びる方位角調整用の2本の第1軸線51及び第2軸線52とが設定されている。
固定枠10は、矩形状のフレームである。図示しないが、固定枠10は、必要に応じて補助フレームや補強ブレース等を備えていてもよい。また、固定枠10は、板状であってもよいし、他の形状であってもよい。図14及び図15に示すように、固定枠10は、図示しない任意の取付手段により建物Bの屋根Rの設置面としての傾斜面Mに固定されるようになっている。任意の取付手段は、例えば、ボルトによる締結があるが、これに限定されない。
第1回動枠20は、矩形状のフレームである。図示しないが、第1回動枠20は、必要に応じて補助フレームや補強ブレース等を備えていてもよい。また、第1回動枠20は、板状であってもよいし、他の形状であってもよい。第1回動枠20は、仰角調整軸線41を支点として、後述する第1連結部40の仰角調整軸部43、仰角調整留め具45を介して、固定枠10に回動可能に取り付けられている。第1回動枠20は、仰角調整軸部43及び仰角調整留め具45に組み込まれた図示しないコイルばねにより、固定枠10に対して開く方向に付勢されており、第1駆動部60の負荷を低減するようになっている。
第2回動枠30は、矩形状のフレームである。図示しないが、第2回動枠30は、必要に応じて補助フレームや補強ブレース等を備えていてもよい。また、第2回動枠30は、板状であってもよいし、他の形状であってもよい。第2回動枠30は、方位角調整軸線51又は52を支点として、後述する第2連結部50の第1軸部53、第2軸部54、第1留め具55、第2留め具56を介して、第1回動枠20に回動可能に取り付けられている。また、第2回動枠30は、上面に太陽光モジュール3が取り付けられている。
第1連結部40は、仰角調整軸部43及び仰角調整留め具45を備え、仰角調整軸線41を支点として固定枠10と第1回動枠20とを回動可能に連結する。
仰角調整軸部43は、図1及び図8に示すように、長尺の円筒形状を有し、軸心が仰角調整軸線41と一致する位置で両端の軸受板47を介して固定枠10に取り付けられている。なお、仰角調整軸部43は、固定枠10に対して回動可能に取り付けてもよいし、回動不能に取り付けてもよい。
仰角調整留め具45は、図8に示すように、中空の円筒形状を有し、第1回動枠20の一辺に固定して取り付けられている。また、仰角調整留め具45は、中空部に仰角調整軸部43が回動可能に挿入されている。このような構成により、仰角調整軸線41を支点として第1回動枠20が固定枠10に対して回動可能となっている。なお、本実施形態では、仰角調整留め具45を5箇所設けているが、仰角調整留め具45の数はこれに限定されない。また、1つの仰角調整留め具45で仰角調整軸部43の外周の大半を覆うような構成としてもよい。
第2連結部50は、第1軸部53、第2軸部54、第1留め具55、第2留め具56を備え、第1軸線51及び第2軸線52のいずれかを選択的に支点として、第1回動枠20に対して第2回動枠30を回動可能に支持する。
第1軸部53は、図1、図9、図10に示すように、長尺の円筒形状を有し、軸心が第1軸線51と一致する位置で両端の軸受板57を介して第1回動枠20に取り付けられている。なお、第1軸部53は、第1回動枠20に対して回動可能に取り付けてもよいし、回動不能に取り付けてもよい。
第1留め具55は、図9及び図10に示すように、中空の半円筒形状を有し、断面が半円弧形状となっており、第2回動枠30の一辺(第1端部)に固定して取り付けられている。また、第1留め具55の半円弧形状の内周面の径は、第1軸部53の外周面の径とほぼ同じに設定されており、この半円弧形状の内周面に第1軸部53の外周面が当接しながら互いに回動可能となっている。このような構成により、第1軸部53及び第1留め具55は、互いの位置関係に応じて、第1留め具55が第1軸部53に支持され第1軸線51を支点として第2回動枠30が第1回動枠20に対して回動可能である係合状態と、第1留め具55が第1軸部53に係合されずに第1軸部53による支持から開放された非係合状態とを備える。なお、本実施形態では、第1留め具55を5箇所設けているが、本発明はこれに限定されず、第1留め具55の数は装置全体の大きさ等に応じて任意に選択できる。また、1つの第1留め具55で第1軸部53の外周の大半を覆うような構成としてもよい。
第2軸部54は、図1、図9、図11に示すように、長尺の円筒形状を有し、軸心が第2軸線52と一致する位置で両端の軸受板58を介して第1回動枠20に取り付けられている。なお、第2軸部54は、第1回動枠20に対して回動可能に取り付けてもよいし、回動不能に取り付けてもよい。
第2留め具56は、図9及び図11に示すように、中空の半円筒形状を有し、断面が半円弧形状となっており、第2回動枠30の第1留め具55が取り付けられた一辺と対向する他辺(第2端部)に固定して取り付けられている。また、第2留め具56の半円弧形状の内周面の径は、第2軸部54の外周面の径とほぼ同じに設定されており、この半円弧形状の内周面に第2軸部54の外周面が当接しながら互いに回動可能となっている。このような構成により、第2軸部54及び第2留め具56は、互いの位置関係に応じて、第2留め具56が第2軸部54に支持され第2軸線52を支点として第2回動枠30が第1回動枠20に対して回動可能である係合状態と、第2留め具56が第2軸部54に係合されずに第2軸部54による支持から開放された非係合状態とを備える。なお、本実施形態では、第2留め具56を5箇所設けているが、本発明はこれに限定されず、第2留め具56の数は装置全体の大きさ等に応じて任意に選択できる。また、1つの第2留め具56で第2軸部54の外周の大半を覆うような構成としてもよい。
図12に示すように、第1軸線51を支点として第1回動枠20に対して第2回動枠30が回動されるときには、第1留め具55及び第1軸部53は係合状態となり、第2留め具56及び第2軸部54は非係合状態となる。一方、図13に示すように、第2軸線52を支点として第1回動枠20に対して第2回動枠30が回動されるときには、第1留め具55及び第1軸部53は非係合状態となり、第2留め具56及び第2軸部54は係合状態となる。
第1駆動部60は、第1アーム61、第2アーム62、関節軸63、アクチュエータ64、付勢手段(図示せず)を備え、仰角調整軸線41を支点として固定枠10に対して第1回動枠20を回動させる。本実施形態では、第1駆動部60は固定枠10の対向する両辺に合計2つ設けられているが、本発明はこれに限定されず、いずれか一方の辺に1つだけ設けてもよく、また、さらに追加して補助フレーム等に設けてもよい。
第1アーム61は、長尺のアーム状の部材であり、一端が固定枠10の支点Q1に回動可能に連結されている。第2アーム62は、長尺のアーム状の部材であり、一端が第1回動枠20の支点Q2に回動可能に連結されている。第1アーム61の他端及び第2アーム62の他端は、関節軸63の支点Q3に回動可能に連結されている。
アクチュエータ64は、固定枠10に設けられ、先端に設けられたボスが関節軸63の支点Q3に結合されるロッド64aを備える。アクチュエータ64は、後述の制御部102からの第1駆動制御信号を受けて、ロッド64aを伸長、収縮させる。アクチュエータ64は、ロッド64aの伸長、収縮により関節軸63(支点Q3)の位置を変移させ、第1アーム61及び第2アーム62を互いに回動させることで、支点Q1及び支点Q2間の離間距離を変移させる。すなわち、アクチュエータ64は、第1アーム61及び第2アーム62を支点Q1、Q2、Q3を起点として開閉させることで、固定枠10及び第1回動枠20とが成す角度を変更可能となっている。アクチュエータ64は、固定枠10ではなく、第1回動枠20に設けるようにしてもよい。
付勢手段は、支点Q1、支点Q2にそれぞれ内蔵され、固定枠10と第1回動枠20とが成す角度が大きくなる方向に第1アーム61及び第2アーム62を付勢する。付勢手段としては、例えば、ねじりコイルばねが挙げられる。付勢手段は、第1アーム61及び第2アーム62の開く動作をより容易にし、アクチュエータ64に掛かる負荷を低減させることができるので、アクチュエータ64の小型化を図ることができ、装置全体の軽量化に寄与する。また、支点Q3にも付勢手段を設けてもよい。
第2駆動部70は、第1アーム71、第2アーム72、関節軸73、アクチュエータ74、付勢手段(図示せず)を備え、第1軸線51及び第2軸線52のいずれかを選択的に支点として第1回動枠20に対して第2回動枠30を回動させる。本実施形態では、第2駆動部70は第1回動枠20の対向する両辺に合計2つ設けられているが、本発明はこれに限定されず、いずれか一方の辺に1つだけ設けてもよく、また、さらに追加して補助フレーム等に設けてもよい。また、第2駆動部70の第1アーム部71及び第2アーム部72、関節軸73と同様の構成を持つ補助支持部材を、第1回動枠20及び第2回動枠30に設けた補助フレームに結合して、第2駆動部70とともに第2可動枠30を支えるようにしてもよい。この場合、補助支持部材は駆動により回動させてもさせなくてもよい。
図12は、第1軸線51を支点として第1回動枠20に対して第2回動枠30を回動させる場合の説明図である。図13は、第2軸線52を支点として第1回動枠20に対して第2回動枠30を回動させる場合の説明図である。
第1アーム71は、長尺のアーム状の部材であり、一端が第1回動枠20の支点P1に回動可能に連結されている。第2アーム72は、長尺のアーム状の部材であり、一端が第2回動枠30の支点P2に回動可能に連結されている。第1アーム71の他端及び第2アーム72の他端は、関節軸73の支点P3に回動可能に連結されている。
アクチュエータ74は、第1回動枠20に設けられ、先端に設けられたボスが関節軸73の支点P3に結合されるロッド74aを備える。アクチュエータ74は、後述の制御部102からの第2駆動制御信号を受けて、ロッド74aを伸長、収縮させる。図12及び図13に示すように、アクチュエータ74は、ロッド74aの伸長、収縮により関節軸73(支点P3)の位置を変移させ、第1アーム71及び第2アーム72を互いに回動させることで、支点P1及び支点P2間の離間距離を変移させる。すなわち、アクチュエータ74は、第1アーム71及び第2アーム72を支点P1、P2、P3を起点として開閉させることで、第1回動枠20及び第2回動枠30とが成す角度を変更可能となっている。アクチュエータ74は、第1回動枠20ではなく、第2回動枠30に設けるようにしてもよい。
付勢手段は、支点P1、支点P2にそれぞれ内蔵され、第1回動枠20と第2回動枠30とが成す角度が大きくなる方向に第1アーム71及び第2アーム72を付勢する。付勢手段としては、例えば、ねじりコイルばねが挙げられる。付勢手段は、第1アーム71及び第2アーム72の開く動作をより容易にし、アクチュエータ74に掛かる負荷を低減させることができる。これにより、アクチュエータ74の小型化や省電力化を図ることができ、装置全体の軽量化や動作に必要な電力の低減化に寄与する。また、支点P3にも付勢手段を設けてもよい。
図2は、完全に畳まれた状態の追尾型太陽光発電装置1の上面図である。図3は、完全に畳まれた状態の追尾型太陽光発電装置1の仰角調整側から見た側面図である。図5は、完全に畳まれた状態の追尾型太陽光発電装置1の方位角調整側から見た側面図である。これらの図に示すように、追尾型太陽光発電装置1は、完全に畳まれた状態では、第1回動枠20、第2回動枠30、太陽電池モジュール3のそれぞれが設置面である屋根Rの傾斜面Mに平行に支持されている。このとき、第2連結部50の第1留め具55が第1軸部53に当接するとともに、第2留め具56が第2軸部54に当接している。
図4は、固定枠10に対して第1回動枠20が角度xだけ開いた(傾斜した)状態における追尾型太陽光発電装置1の仰角調整側の側面図である。図6は、第1回動枠20に対して第2回動枠30が一方側に角度y1だけ開いた(傾斜した)状態における追尾型太陽光発電装置1の方位角調整側の側面図である。図7は、第1回動枠20に対して第2回動枠30が他方側に角度y2だけ開いた(傾斜した)状態における追尾型太陽光発電装置1の方位角調整側の側面図である。
図8は、図4のC1部分を示し、第1連結部40を拡大して示す部分断面図である。図9、図10、図11は、それぞれ図5のC2部分、図6のC3部分、図7のC4部分を示し、第2連結部50を拡大して示す部分断面図である。
図14及び図15は、上記で述べた構成を有する追尾型太陽光発電装置1を建物Bの屋根Rの傾斜面Mに積載し、取り付けた場合の東から西を見た側面図である。図14では、追尾型太陽光発電装置1は、完全に畳まれた状態となっており、屋根Rの傾斜面Mと太陽電池モジュール3とがほぼ平行な状態となっている。図15では、追尾型太陽光発電装置1は、太陽電池モジュール3が固定枠10、つまり、屋根Rの傾斜面Mに対して仰角方向に角度xだけ傾斜しており、太陽電池モジュール3の受光面がほぼ水平となっている。なお、図14及び図15では、設置面である屋根Rの傾斜面Mを、4寸勾配(21.8°)の南向きとしたが、追尾型太陽光発電装置1の設置対象となる設置面はこれに限定されない。また、本実施形態では、北半球における例としたが、これに限定されず、南半球においても適用可能である。
図16は、本発明の実施形態に係る追尾型太陽光発電システム100の構成を示す構成図である。追尾型太陽光発電システム100は、上記の追尾型太陽光発電装置1、制御部102、蓄電装置110を備える。追尾型太陽光発電システム100は、建物Bの屋根Rの傾斜面Mに取り付けられた追尾型太陽光発電装置1により、太陽の日の出から日の入りに至るまでの1日の動きを追尾し、効率良く発電を行うものである。
制御部102は、追尾型太陽光発電装置1の架台2に含まれる第1駆動部60(アクチュエータ64)及び第2駆動部70(アクチュエータ74)と電力供給及び通信可能に接続されている。但し、第1駆動部60及び第2駆動部70への電力供給は、制御部102から直接行わなくてもよく、制御部102からの指示を受けて、蓄電装置110や他の電源手段が電力供給を行うようにしてもよい。制御部102は、駆動制御部102a、メモリ102b、操作部102c、表示部102dを備え、第1駆動部60及び第2駆動部70の動作を制御して、太陽電池モジュール3が太陽の方向へ向くように第1回動枠20及び第2回動枠30を回動させる。また、制御部102は、追尾型太陽光発電システム100の電源投入を制御する。なお、太陽光の方向を検出する太陽光センサ等を使用して、太陽光センサから得られる情報に基いて第1回動枠20及び第2回動枠30の傾動を制御する構成としてもよい。
駆動制御部102aは、後述のメモリ102bに記憶された太陽光追尾プログラムと、後述の操作部102cから受けた指示内容に基づいて、第1駆動部60及び第2駆動部70の動作を制御する。また、駆動制御部102aは、時間、年月日を計時する計時手段(例えば、時計機能)を含む。
メモリ102bは、太陽光追尾プログラムを記憶する。太陽光追尾プログラムは、予め組まれた基本プログラムを含む。基本プログラムは、地点情報(追尾型太陽光発電装置1の設置場所、緯度、経度等によって決定付けられる情報)からその地点での年間を通しての太陽の位置及び太陽光の向きを算出するプログラムを含む。また、基本プログラムは、算出した太陽光の向きから、太陽電池モジュール3の受光面が最適な方向(例えば、太陽光Sに可能な限り直角な方向)に向くように第1駆動部60及び第2駆動部70を駆動制御するための第1駆動制御信号及び第2駆動制御信号を生成するプログラムを含む。つまり、太陽光追尾プログラムは、太陽の日の出から日の入りに至るまでの1日の動きを追尾し、効率良く発電を行うためのプログラムを含む。第1駆動部60及び第2駆動部70を駆動させるタイミングは、ほぼリアルタイムであってもよいし、例えば、1分毎、5分毎、10分毎など、一定時間おきに駆動させるようにしてもよい。
操作部102cは、追尾型太陽光発電システム100の稼動方法についてのユーザの操作を受け付ける。稼動方法とは、例えば、電源のオン・オフ、追尾機能のオン・オフ、稼動開始・終了時間、稼動月といった設定内容である。
表示部102dは、例えば、発電量、蓄電量、固定枠10と第1回動枠10との傾斜角度x、第1回動枠20と第2回動枠30との傾斜角度y1又はy2等の情報や、電源のオン・オフの状態、追尾機能のオン・オフの状態といった設定内容を表示する。
蓄電装置110は、太陽電池モジュール3と電気的に接続されており、太陽電池モジュール3から送られてくる電気を蓄電する。
次に本実施形態の追尾型太陽光発電装置1の動作を説明する。図17(a)乃至(d)は、追尾型太陽光発電システム100による太陽光の追尾の様子を説明する斜視図である。以下の動作は、第1駆動制御信号及び第2駆動制御信号を制御部102から受けて、追尾型太陽光発電装置1が行うものであり、太陽の日の出から日の入りに至るまでの1日の動きを追尾する。
日没から日の出までの間は、図17(a)に示すように、第1回動枠20、第2回動枠30、太陽電池モジュール3の受光面を屋根Rの傾斜面Mに対して平行な状態としておく。すなわち、図17(a)では、追尾型太陽光発電装置1は完全に畳まれた状態(待機状態;図3、図5の状態)となっている。
日の出までに、図17(b)に示すように、アクチュエータ64により、仰角調整軸線41を支点として、第1回動枠20を固定枠10に対して回動させて、第1回動枠20、第2回動枠30、太陽電池モジュール3の受光面を水平な状態とする(図4の状態)。続いて、第1回動枠20を水平な状態に維持したまま、図17(c)に示すように、アクチュエータ74により、第2軸線52を支点として、第2回動枠30を第1回動枠20に対して回動させて東方向に向けて傾斜させ、太陽電池モジュール3の受光面の方位角方向の傾きを調整する。この状態で日の出を迎える。このとき、第2連結部50の第2留め具56が第2軸部54に係合(係合状態)している一方、第2連結部50の第1留め具55が第1軸部53による支持から開放(非係合状態)されている。
日の出後は、太陽の動き、つまり、太陽光Sの向きに合わせて、第2軸線52を支点として、第2回動枠30を第1回動枠20に対して回動させて方位角方向の傾きを減少させていくとともに、仰角調整軸線41を支点として、第1回動枠20を固定枠10に対して回動させて仰角方向の傾きを減少させていき、東から登る太陽を追尾する。これを太陽が南中高度に達するまで行う。
太陽が南中高度に達した時(正午)、追尾型太陽光発電装置1は再び、図17(a)の状態となる。すなわち、屋根Rの傾斜面M、第1回動枠20、第2回動枠30、太陽電池モジュール3が互いに平行な状態となる。つまり、太陽電池モジュール3の受光面が屋根Rの傾斜面Mに対して平行な状態となる。なお、図17(a)に示す太陽光Sは、この南中時の説明をするためのものである。このとき、第2連結部50の第1留め具55が第1軸部53に当接するとともに、第2留め具56が第2軸部54に当接している。
太陽が南中高度を過ぎると、第1軸線51を支点として、第2回動枠30を第1回動枠20に対して回動させて方位角方向の傾きを増加させていくとともに、仰角調整軸線41を支点として、第1回動枠20を固定枠10に対して回動させて仰角方向の傾きを増加させていき、西へ沈む太陽を追尾する。これを日没まで行う。このとき、第2連結部50の第1留め具55が第1軸部53に係合(係合状態)している一方、第2留め具56が第2軸部54による支持から開放(非係合状態)されている。
日没に達したとき、追尾型太陽光発電装置1は、図17(d)の状態となる。すなわち、第1回動枠20が水平な状態となるとともに、第2回動枠30及び太陽電池モジュール3の受光面が西に傾いた状態となる。
日没後、第1軸線51を支点として、第2回動枠30を第1回動枠20に対して回動させて、方位角方向の傾きを減少させ、図17(b)の状態まで持っていく。そして、仰角調整軸線41を支点として、第1回動枠20を固定枠10に対して回動させて、仰角方向の傾きを減少させ、図17(a)の待機状態とさせる。これで、太陽の日の出から日の入りに至るまでの1日の追尾動作を完了する。
図17(b)乃至(d)の状態のときに、例えば、風速が15m/sを超えるときには、第1回動枠20及び第2回動枠30の傾動動作を停止するようにしてもよい。また、このとき、一時的に強風にたえるため、図17(b)乃至(d)の状態から図17(a)の待機状態に移行させてもよい。
上記実施形態に係る太陽光発電装置1は、第1回動枠20の両端で仰角調整軸線41に垂直な方向に互いに平行に延びる第1軸線51及び第2軸線52のいずれかを選択的に支点として、第1回動枠20に対して第2回動枠30を回動可能に支持する第2連結部50を有している。したがって、例えば、太陽光Sを追尾するために方位角を調整している時には、常に第2回動枠30の対向する2つの辺のうちの一方が第1回動枠20の対応する辺と線的に結合されて、そこから風が入り込まないようになっている。したがって、第2回動枠30が第1回動枠20に対して完全に浮いてしまうことがないので、風による影響を非常に受け難い。
また、固定枠10、第1回動枠20、第2回動枠30は、設置面である傾斜面Mに対して平行な状態とすることができ、設置面に対する高さも低く抑えられるので、強風時や太陽の沈んだ後の太陽光追尾を行わない待機時等に設置面に平行な状態としておくことで、風の影響を大幅に抑えることができる。
また、上記実施形態に係る太陽光発電装置1は、傾斜した設置面である傾斜面Mに直立して設けられる旋回軸を採用しておらず、2つの回動枠(第1回動枠20及び第2回動枠30)の組み合わせで仰角及び方位角を調整しているので、太陽光追尾時の太陽電池モジュール3の最大高さを抑えることができる。また、太陽電池モジュール3全体が投影図的には、仰角調整用の第1回動枠20及び方位角調整用の第2回動枠30の傾動中も設置位置から外れることはない。したがって、仰角及び方位角の2方向の角度調整が可能であって、且つ風の影響を受け難い構成とすることができる。
また、風の影響を受け難いので、風圧力による屋根Rの傾斜面M等の設置面への負荷も極めて小さくすることができる。
また、高い強度が要求されて重量が嵩む旋回軸を採用することなく簡易な構成で仰角及び方位角の2方向の角度調整が可能であるので、装置の重量を抑えることができる。したがって、自重及び太陽光追尾時の動作による作動力による傾斜した設置面である傾斜面Mへの負荷を小さくすることができる。また、施工性も向上する。
また、風圧力や自重による屋根Rの傾斜面M等の設置面への負荷が極めて小さいので、多くの設置面に対して補強することなく適用することができる。
また、簡易な構成で仰角及び方位角の2方向の角度調整が可能であるので、材料費や施工費等のコストを低く抑えることができる。
上記の実施形態では、固定枠10、第1回動枠20、第2回動枠30、第1連結部40の各部材、第2連結部50の各部材、第1駆動部60の各部材、第2駆動部70の各部材等の材料は、例えば、鉄やアルミニウム等の金属のほか、木、セラミック、樹脂等を使用することができ、要求される強度、例えば、風圧力に耐えパネル組立体を回動支持するのに必要な強度と耐久性とを有するものであればよい。また、これらの形状も上記実施形態に限定されない。
また、上記の実施形態では、パネル組立体の架台2を傾斜した設置面である屋根Rの傾斜面Mに設置する例を示したが、水平な設置面に設置してもよい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
1 追尾型太陽光発電装置
2 架台
3 太陽電池モジュール
10 固定枠
20 第1回動枠
30 第2回動枠
40 第1連結部
50 第2連結部
60 第1駆動部
70 第2駆動部
100 追尾型太陽光発電システム
B 建物
R 屋根
M 傾斜面
2 架台
3 太陽電池モジュール
10 固定枠
20 第1回動枠
30 第2回動枠
40 第1連結部
50 第2連結部
60 第1駆動部
70 第2駆動部
100 追尾型太陽光発電システム
B 建物
R 屋根
M 傾斜面
Claims (9)
- 傾斜した設置面に取り付けられる固定枠と、
前記固定枠に回動可能に支持された第1回動枠と、
前記第1回動枠に回動可能に支持され、パネル組立体が取り付けられる第2回動枠と、
前記第1回動枠の端部で延びる仰角調整軸線を支点として、前記固定枠に対して前記第1回動枠を回動可能に支持する第1連結部と、
前記第1回動枠の両端で前記仰角調整軸線に垂直な方向に互いに平行に延びる第1軸線及び第2軸線のいずれかを選択的に支点として、前記第1回動枠に対して前記第2回動枠を回動可能に支持する第2連結部と、
前記仰角調整軸線を支点として前記固定枠に対して前記第1回動枠を回動させる第1駆動部と、
前記第1軸線及び前記第2軸線のうち、選択された軸線を支点として前記第1回動枠に対して前記第2回動枠を回動させる第2駆動部と、
を備えたパネル組立体の架台。 - 前記第2連結部は、
前記第1軸線に沿って配置され、前記第1回動枠に取り付けられた第1軸部と、
前記第2回動枠の第1端部に取り付けられた第1留め具であって、前記第1軸線を支点として前記第1回動枠に対して前記第2回動枠が回動されるときには前記第1軸部に回動可能に支持され、前記第2軸線を支点として前記第1回動枠に対して前記第2回動枠が回動されるときには前記第1軸部による支持から開放される第1留め具と、
前記第2軸線に沿って配置され、前記第1回動枠に取り付けられた第2軸部と、
前記第2回動枠の前記第1端部と対向する第2端部に取り付けられた第2留め具であって、前記第2軸線を支点として前記第1回動枠に対して前記第2回動枠が回動されるときには前記第2軸部に回動可能に支持され、前記第1軸線を支点として前記第1回動枠に対して前記第2回動枠が回動されるときには前記第2軸部による支持から開放される第2留め具と、を含む
請求項1に記載のパネル組立体の架台。 - 前記第2駆動部は、
前記第1回動枠及び前記第2回動枠にそれぞれ回動可能に連結され、互いに回動することで前記第1回動枠に対して前記第2回動枠を回動させる第1アーム及び第2アームと、
前記第1アームと前記第2アームとを互いに回動可能に連結する関節軸と、
前記第1アームと前記第2アームとを互いに回動させるアクチュエータと、を含む
請求項1又は2に記載のパネル組立体の架台。 - 前記第1回動枠と前記第2回動枠とが成す角度が大きくなる方向に前記第1アーム及び前記第2アームを付勢する付勢手段をさらに備えた
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のパネル組立体の架台。 - 前記固定枠、前記第1回動枠、前記第2回動枠のそれぞれが前記設置面に平行な状態で、前記パネル組立体の面が前記設置面に対して平行に支持される
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のパネル組立体の架台。 - 前記第1留め具が前記第1軸部に当接するとともに前記第2留め具が前記第2軸部に当接した状態で、前記パネル組立体の面が前記設置面に対して平行に支持される
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のパネル組立体の架台。 - 前記第2回動枠には、前記パネル組立体として太陽電池モジュールが取り付けられ、
前記第1回動枠及び前記第2回動枠は、前記太陽電池モジュールを仰角及び方位角調整可能に前記設置面に対して支持し、
前記第1駆動部及び前記第2駆動部は、外部からの制御信号を受けて、前記太陽電池モジュールが太陽の方向へ向くように前記第1回動枠及び前記第2回動枠を回動させる
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のパネル組立体の架台。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のパネル組立体の架台と、
前記パネル組立体の架台の前記第2回動枠に取り付けられて、前記パネル組立体の架台により仰角及び方位角調整可能に前記設置面に対して支持される前記パネル組立体としての太陽電池モジュールと、
を備えた追尾型太陽光発電装置。 - 請求項8に記載の追尾型太陽光発電装置と、
前記第1駆動部及び前記第2駆動部の作動を制御して、前記太陽電池モジュールが太陽の方向へ向くように前記第1回動枠及び前記第2回動枠を回動させる制御部と、を備えた
追尾型太陽光発電システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011117823A JP2012246651A (ja) | 2011-05-26 | 2011-05-26 | パネル組立体の架台、追尾型太陽光発電装置、及び追尾型太陽光発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011117823A JP2012246651A (ja) | 2011-05-26 | 2011-05-26 | パネル組立体の架台、追尾型太陽光発電装置、及び追尾型太陽光発電システム |
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JP2012246651A true JP2012246651A (ja) | 2012-12-13 |
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JP2011117823A Withdrawn JP2012246651A (ja) | 2011-05-26 | 2011-05-26 | パネル組立体の架台、追尾型太陽光発電装置、及び追尾型太陽光発電システム |
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014152499A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Gantan Beauty Ind Co Ltd | 太陽電池パネルの設置架台 |
WO2015009507A1 (en) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | Abengoa Solar Llc | Solar apparatus mount |
KR101703541B1 (ko) * | 2015-08-25 | 2017-02-10 | (주)에이스쏠라 | 태양전지 모듈 설치 장치 및 이를 갖는 태양 발전 장치 |
CN109586660A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-05 | 上海同济城市规划设计研究院有限公司 | 一种建筑立面用光伏板 |
JP2019149226A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | 株式会社アイエール電器 | ソーラー屋外灯 |
WO2020145452A1 (ko) * | 2019-01-09 | 2020-07-16 | 김도훈 | 태양광모듈의 경사각 조절 장치 및 이를 포함하는 태양광 추적 시스템 |
WO2021100460A1 (ja) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | 住友電気工業株式会社 | 太陽光発電装置及び太陽光発電システム |
WO2021166666A1 (ja) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | 住友電気工業株式会社 | 太陽光発電装置及び太陽光発電システム |
CN115030566A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-09 | 福建万芯科技有限公司 | 一种ict集装箱机房新能源节能低碳叠光系统及其控制方法 |
-
2011
- 2011-05-26 JP JP2011117823A patent/JP2012246651A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014152499A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Gantan Beauty Ind Co Ltd | 太陽電池パネルの設置架台 |
WO2015009507A1 (en) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | Abengoa Solar Llc | Solar apparatus mount |
KR101703541B1 (ko) * | 2015-08-25 | 2017-02-10 | (주)에이스쏠라 | 태양전지 모듈 설치 장치 및 이를 갖는 태양 발전 장치 |
JP2019149226A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | 株式会社アイエール電器 | ソーラー屋外灯 |
JP7053008B2 (ja) | 2018-02-26 | 2022-04-12 | Jrs株式会社 | ソーラー屋外灯 |
CN109586660A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-05 | 上海同济城市规划设计研究院有限公司 | 一种建筑立面用光伏板 |
WO2020145452A1 (ko) * | 2019-01-09 | 2020-07-16 | 김도훈 | 태양광모듈의 경사각 조절 장치 및 이를 포함하는 태양광 추적 시스템 |
WO2021100460A1 (ja) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | 住友電気工業株式会社 | 太陽光発電装置及び太陽光発電システム |
WO2021166666A1 (ja) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | 住友電気工業株式会社 | 太陽光発電装置及び太陽光発電システム |
CN115030566A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-09 | 福建万芯科技有限公司 | 一种ict集装箱机房新能源节能低碳叠光系统及其控制方法 |
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