JP2013182979A - Solar cell rack and solar cell power generation system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池パネルを載置する太陽電池架台とそれを用いた太陽電池発電システムに関し、特に太陽を追尾するように方位や仰角を変動することのできる太陽電池架台に係る技術である。 The present invention relates to a solar cell mount on which a solar cell panel is placed and a solar cell power generation system using the solar cell mount, and particularly relates to a solar cell mount that can change the azimuth and elevation angle so as to track the sun.
近年、太陽電池パネルの技術進歩により、発電の効率化とパネルの低価格化が進んでいる。化石燃料を用いた発電や、原子力発電に変わって、自然エネルギーを利用した発電方法への関心も高まっている。
一方で、太陽光発電は夜間の発電ができないこと、太陽の向きによって照射する光量が大きく変わるため、発電量が一定しないことが課題となっている。
In recent years, due to technological advances in solar cell panels, the efficiency of power generation and the price of panels have been reduced. There is a growing interest in power generation methods that use natural energy instead of fossil fuels and nuclear power generation.
On the other hand, solar power generation cannot be performed at night, and the amount of light to be irradiated varies greatly depending on the direction of the sun.
従って、発電された電力をバッテリーに蓄積することや、風力発電と組み合わせて使用することでこれらの欠点を補う試みがされているが、日照中の発電量を少しでも高めるために、効率良く発電ができるように太陽の向きに合わせて追尾することも重要な技術と考えられている。 Therefore, attempts have been made to compensate for these drawbacks by accumulating the generated power in a battery or using it in combination with wind power generation. It is considered to be an important technique to track the sun according to the direction of the sun.
特許文献１では、発電効率を向上させるため、架台の一縁に複数の支柱体を取付け、これに滑車とチェーンを組合わせて巻き上げ巻き下げにより架台一縁を上下させるか、支柱体にネジ切りしたシャフトを用い、これを回転させて架台を上下させ太陽電池パネルの仰角を変更することを提案している。
In
特許文献２では、次のような太陽電池装置を提案している。すなわち、複数の太陽電池パネルおよび複数の板部材がジグザグ状に直列に接続された受光部が筐体の上部に設けられ、筐体は、台座上で回動自在に軸支される。軸部には、付勢力を発生するスプリングが取付けられ、受光部の側面には、軸部を包絡するようにワイヤが設けられる。そして、ワイヤの長さを調整することによって、受光部の伸縮状態が調整され、その伸縮状態に応じて太陽電池パネルの仰角が調整される。また、台座に対して筐体を回動することによって、受光部の方角が調整される。
特許文献３では、船舶に太陽光発電パネルを取り付ける取付け台であって、取付け台の上部を長手方向の山型状の頂部構造とし、当該山型頂部に駆動軸が配置され、その駆動軸を中心として太陽光発電パネルの中心が幅方向に回動可能に配置された太陽光発電パネル用取付け台を提案している。
In
上記従来技術は、いずれも太陽の方位や仰角合わせて太陽光パネルの向きを変化させるための技術を提案するものであるが、複数の太陽光パネルを簡便に同期させて変動させるための技術を提供するものではない。
太陽光発電システムにおいては、多数のパネルを配置することが一般的であり、それぞれを別個に動作させたのでは手間もかかる上に、追尾する効率も悪く、また設備コストも高くなってしまう。
Each of the above prior arts proposes a technique for changing the direction of the solar panel in accordance with the azimuth and elevation angle of the sun, but a technique for changing a plurality of solar panels in a simple manner in synchronization with each other. It is not provided.
In a photovoltaic power generation system, it is common to arrange a large number of panels. If each panel is operated separately, it takes time, and tracking efficiency is low, and the equipment cost is high.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、複数の太陽光パネルを簡易な構成で同期変動させると共に、設置や使用にもコストのかからない太陽電池架台とそれを用いた太陽光発電システムを提供することを目的とする。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a solar cell base that is capable of synchronously changing a plurality of solar panels with a simple configuration, and that is inexpensive to install and use, and a solar power generation system using the solar cell base The purpose is to do.
本発明は上記課題を解決するため次の通りの手段を提供する。
すなわち、太陽電池パネルを載置する太陽電池架台であって、該太陽電池架台基部と、上面に太陽電池パネルを載置するパネル載置部と、該太陽電池架台基部に設けられ該パネル載置部を略中央部の回動軸で回動可能に支持する回動支持部と、該パネル載置部の該回動軸に対して対称な２点にそれぞれ伝動帯が接続される伝動帯接続部とを備える。
そして、隣接する他の該太陽電池架台とそれぞれ伝動帯で連結することにより、伝動帯の張力で各太陽電池架台が同期回動するようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following means.
That is, a solar cell mount for mounting a solar cell panel, the solar cell mount base, a panel mounting portion for mounting a solar cell panel on the upper surface, and the panel mounting provided on the solar cell mount base And a rotation support portion that supports the rotation portion about a rotation shaft in a substantially central portion, and a transmission band connection in which the transmission band is connected to two symmetrical points with respect to the rotation axis of the panel mounting portion. A part.
And each solar cell mount is synchronously rotated by the tension | tensile_strength of a transmission band by connecting with another this adjacent solar cell mount by a transmission band, It is characterized by the above-mentioned.
上記の太陽電池架台において、パネル載置部が、太陽電池架台基部に対する傾斜角度を変動可能に支持される構成であって、太陽電池架台基部の固定点から傾斜用伝動帯を延設すると共に、該傾斜用伝動帯をパネル載置部の固定点に接続し、太陽電池架台の回動に伴って、該傾斜角度が変動するように構成してもよい。 In the above solar cell mount, the panel mounting portion is configured to be supported so that the tilt angle with respect to the solar cell mount base is variable, and the transmission band for tilting extends from a fixed point of the solar cell mount base, The tilting transmission band may be connected to a fixed point of the panel mounting portion, and the tilt angle may be changed as the solar cell mount rotates.
上記の太陽電池架台を１列に配列し、その列の端部に巻き掛け体を設けて前記２点に接続される無端の伝動帯を折り返すと共に、該巻き掛け体を回動させて、該１列の太陽電池架台が同期回動するようにしてもよい。 The solar cell mounts are arranged in one row, a winding body is provided at the end of the row, the endless transmission band connected to the two points is folded back, the winding body is rotated, One row of solar cell mounts may be rotated synchronously.
上記の１列に配列した太陽電池架台を、列方向と直交する行方向に並列し、巻き掛け体同士を行方向の行方向伝動帯で連動させる構成でもよい。 The solar cell mounts arranged in one column may be arranged in parallel in a row direction orthogonal to the column direction, and the wound bodies may be interlocked by a row direction transmission band in the row direction.
本発明は、上記の太陽電池架台に太陽電池パネルを載置し、複数の太陽電池パネルで発電を行う太陽電池発電システムを提供することもできる。 This invention can also provide the solar cell power generation system which mounts a solar cell panel on said solar cell mount, and produces electric power with a some solar cell panel.
本発明は次の効果を奏する。
太陽電池パネルを載置するパネル載置部を太陽電池架台基部に対して回動可能とすることで、太陽の方位に合わせた調整が可能である。そして、伝動帯により隣接する太陽電池架台と同期して、該パネル載置部が回動するので、複数の太陽電池パネルを簡単に同期回動することができる。
The present invention has the following effects.
The adjustment according to the azimuth | direction of the sun is possible by enabling the panel mounting part which mounts a solar cell panel with respect to a solar cell mount base. And since this panel mounting part rotates synchronizing with the adjacent solar cell mount by a transmission belt, a some solar cell panel can be rotated synchronously easily.
さらに、傾斜角度を太陽電池の回動に伴って変動させることで、太陽の追尾性能をさらに向上させることができる。 Furthermore, the tracking performance of the sun can be further improved by changing the inclination angle with the rotation of the solar cell.
また、本発明は、伝動帯で各太陽電池架台を連結しているので、１列に配列することや、その列をさらに行方向に並列させて、多くの太陽電池パネルを同期させることが簡単に実現できる。 Moreover, since each solar cell mount is connected in the transmission band according to the present invention, it is easy to arrange a single column or to align many columns in the row direction to synchronize many solar cell panels. Can be realized.
以下、この発明の実施の形態について説明する。図１（ａ）は、本発明に係る太陽電池架台の平面視を示しており、東側（図中左側）から太陽光が照射している。
太陽電池架台（１）は、上面に太陽電池パネルを載置するパネル載置部（２）を備え、本発明ではこのパネル載置部（２）が、後述する太陽電池架台基部の回動支持部によって回動可能に支持されている。
Embodiments of the present invention will be described below. Fig.1 (a) has shown the planar view of the solar cell stand concerning this invention, and sunlight has irradiated from the east side (left side in a figure).
The solar cell mount (1) includes a panel mounting portion (2) for mounting a solar cell panel on the upper surface, and in the present invention, this panel mounting portion (2) supports the rotation of a solar cell mount base to be described later. It is rotatably supported by the part.
そして、パネル載置部（２）は上部が円筒形で太陽パネルが固定される部位（２１）と、下部が平板体でワイヤが接続される部位（２２）とから構成される。該平板体部位（２２）は、中心に対して対称な２点に伝動帯接続部（３）（４）を備えている。
伝動帯接続部（３）（４）には、太陽電池架台（１）の方位を変動するためのワイヤ（５）が接続されており、本実施例では南北方向に張設された２本のワイヤ（５１）（５２）を用いている。
And the panel mounting part (2) is comprised from the site | part (21) where an upper part is cylindrical and a solar panel is fixed, and the lower part is a flat body, and the site | part (22) to which a wire is connected. The flat plate portion (22) includes transmission band connecting portions (3) and (4) at two points symmetrical with respect to the center.
A wire (5) for changing the orientation of the solar cell mount (1) is connected to the transmission band connecting portions (3) and (4). In this embodiment, two wires stretched in the north-south direction are connected. Wires (51) and (52) are used.
図中東側のワイヤ（５１）は、南方向から順に、ワイヤを挿通して位置決めするためのワイヤゲート（６）を通り、伝動帯接続部（３）で平板体部位（２２）と接続され、円筒形部位（２１）の側面に沿い、北側のワイヤゲート（６）を通る。
また、西側のワイヤ（５２）は、北方向から順に、北側のワイヤゲート（６）を通り、伝動帯接続部（４）で平板体部位（２２）と接続され、円筒形部位（２１）の上記と反対側面に沿い、北側のワイヤゲート（６）を通る。
The wire (51) on the east side in the figure, in order from the south direction, passes through the wire gate (6) for positioning through the wire, and is connected to the plate body part (22) at the transmission band connection part (3). Along the side of the cylindrical part (21), it passes through the north wire gate (6).
Further, the west-side wire (52) passes through the north-side wire gate (6) in order from the north direction, and is connected to the flat plate portion (22) at the transmission band connection portion (4). Along the opposite side, go through the north wire gate (6).
以上の構成によれば、各ワイヤを互いに反対向きに引くことで、パネル載置部（２）は回転軸を中心に回動することができる。
図２は図１の状態から９０度時計回りに回動し、太陽電池パネルを南に向けた状態を示している。この時、ワイヤ（５１）は図１の位置から北側に変位し、伝動帯接続部（３）が西側となる。同様にワイヤ（５２）は南側に変位し、伝動帯接続部（４）が東側となる。
According to the above configuration, the panel mounting portion (2) can be rotated around the rotation axis by pulling the wires in opposite directions.
FIG. 2 shows a state in which the solar cell panel is turned to the south by 90 degrees clockwise from the state of FIG. At this time, the wire (51) is displaced from the position of FIG. 1 to the north side, and the transmission band connecting portion (3) is on the west side. Similarly, the wire (52) is displaced to the south side, and the transmission band connection (4) is on the east side.
図３は、図２の状態からさらに９０度時計回りに回動し、太陽電池パネルを西に向けた状態を示している。この時、ワイヤ（５１）は図２の位置からさらに北側に変位し、伝動帯接続部（３）が北側となる。同様にワイヤ（５２）は南側に変位し、伝動帯接続部（４）が南側となる。 FIG. 3 shows a state in which the solar cell panel is turned westward by 90 degrees clockwise from the state of FIG. At this time, the wire (51) is further displaced to the north side from the position of FIG. 2, and the transmission band connecting portion (3) is on the north side. Similarly, the wire (52) is displaced to the south side, and the transmission band connection (4) is on the south side.
本発明は、このように各ワイヤ（５１）（５２）を南北方向に交互に変位させるだけで、パネル載置部（２）を太陽の向きに合わせて回動させることができる。特に２つの伝動帯接続部を回動軸に対して対称に配置し、２本のワイヤでそれぞれ引くことで、１本あたりの張力を半減することができ、安定的な回動動作にも寄与する。 In the present invention, the panel mounting portion (2) can be rotated in accordance with the direction of the sun only by alternately displacing the wires (51) and (52) in the north-south direction. In particular, two transmission band connection parts are arranged symmetrically with respect to the rotation axis, and pulling each with two wires can halve the tension per piece, contributing to stable rotation operation. To do.
本実施例では、伝動帯としてワイヤ（５）を用いたが、ベルトやチェーンなど帯状のいかなる部材を用いてもよい。
また、パネル載置部（２）は本実施例の構成に限らず、太陽電池架台基部上で回動支持部によって回動自在に支持されていれば、いかなる形状でもよい。
In this embodiment, the wire (5) is used as the transmission band, but any belt-like member such as a belt or a chain may be used.
Further, the panel mounting portion (2) is not limited to the configuration of the present embodiment, and may have any shape as long as the panel mounting portion (2) is rotatably supported by the rotation support portion on the solar cell mount base.
本発明の太陽電池架台（１）は上記構成に加えて、太陽に向けて太陽電池パネルの仰角を変化させるようにすることもできる。
図４は、太陽電池架台（１）の正面視を示している。本図では太陽電池パネル（１０）が支持棒（１１）上で揺動可能に載置され、支持棒（１１）はパネル載置部（２）に固設される。従って、パネル載置部（２）の回動に合わせて太陽電池パネル（１０）も回動することができる。
In addition to the above configuration, the solar cell mount (1) of the present invention can change the elevation angle of the solar cell panel toward the sun.
FIG. 4 shows a front view of the solar cell mount (1). In this figure, the solar cell panel (10) is placed so as to be swingable on the support bar (11), and the support bar (11) is fixed to the panel placement part (2). Therefore, the solar cell panel (10) can also be rotated in accordance with the rotation of the panel mounting portion (2).
そして、太陽電池パネル（１０）の裏面の固定点（１２）には傾斜用伝動帯として傾斜用ワイヤ（７）が接続される。傾斜用ワイヤ（７）の他端は、太陽電池架台基部（９）の固定点（８）に接続される。
太陽電池架台基部（９）は設置場所において動かないので、太陽電池パネル（１０）が回動すると、両固定点（８）（１２）の水平距離が変化する。本発明はこれを利用して、太陽電池パネル（１０）の傾斜角を変動させる。
And the inclination wire (7) is connected to the fixed point (12) of the back surface of a solar cell panel (10) as a transmission band for inclination. The other end of the inclined wire (7) is connected to a fixed point (8) of the solar cell mount base (9).
Since the solar cell base (9) does not move at the installation location, when the solar cell panel (10) rotates, the horizontal distance between the two fixing points (8) and (12) changes. The present invention utilizes this to change the inclination angle of the solar cell panel (10).
すなわち、図１（ａ）（ｂ）の状態では、固定点（８）から固定点（１２）までの距離Ｌ２が最も長くなるので、パネル載置部（２）上の滑車（１２１）からの垂直距離Ｌ１は短くなる。そのため、太陽電池パネル（１０）の固定点側、この場合は東側に向かってパネルが傾斜することになる。
言うまでもなく、これは太陽が東側にあるときに仰角が低くなることと対応し、太陽光に対して垂直に近く太陽電池パネル（１０）を向けることができる。
That is, in the state of FIGS. 1 (a) and 1 (b), the distance L2 from the fixed point (8) to the fixed point (12) is the longest, so the distance from the pulley (121) on the panel mounting portion (2) The vertical distance L1 is shortened. Therefore, the panel is inclined toward the fixed point side of the solar cell panel (10), in this case, toward the east side.
Needless to say, this corresponds to a low elevation angle when the sun is on the east side, and the solar cell panel (10) can be directed close to perpendicular to the sunlight.
次に図２（ａ）（ｂ）の状態では、固定点（８）と固定点（１２）の水平距離Ｌ４は最も短くなるため、滑車（１２１）から固定点（１２）までの垂直距離Ｌ３は最も長くなる。南側で太陽は最も仰角が大きくなるので、太陽電池パネル（１０）も太陽に合わせて傾斜角度を変化させる。
図３（ａ）（ｂ）は図１と同様で、滑車（１２１）と各固定点（８）（１２）の距離Ｌ１、Ｌ２が定まり、西側に向けて傾斜角度が大きくなる。
Next, in the state of FIGS. 2A and 2B, the horizontal distance L4 between the fixed point (8) and the fixed point (12) is the shortest, so the vertical distance L3 from the pulley (121) to the fixed point (12). Will be the longest. Since the sun has the largest elevation angle on the south side, the solar cell panel (10) also changes the tilt angle according to the sun.
3 (a) and 3 (b) are the same as FIG. 1, and the distances L1 and L2 between the pulley (121) and the fixed points (8) and (12) are determined, and the inclination angle increases toward the west side.
本実施例で用いる傾斜用ワイヤ（７）も上記ワイヤ（５）と同様に、ベルトやチェーンなどを用いても良い。
また、傾斜用ワイヤ（７）は長さを調整する機構を設け、季節に合わせて傾斜角の変動範囲が変わるようにしてもよい。すなわち、冬期のように太陽の仰角が低い時期は傾斜用ワイヤ（７）の長さを短くし、南側を向いた状態でも仰角を小さくする。反対に夏期は、傾斜用ワイヤ（７）の長さを長くすることで、南側を向いたときに直上方あたりまで向けるようにする。
The inclination wire (7) used in this embodiment may be a belt, a chain, or the like, similar to the wire (5).
Further, the tilt wire (7) may be provided with a mechanism for adjusting the length so that the variation range of the tilt angle changes according to the season. That is, the length of the tilting wire (7) is shortened when the elevation angle of the sun is low, such as in winter, and the elevation angle is reduced even when facing the south side. On the other hand, in the summer, the length of the inclined wire (7) is increased so that it is directed to just above when facing the south side.
本発明はパネル載置部（２）の角度に合わせて仰角も変動するので、パネル載置部（２）を冬期は南東から北西の間で回動させ、仰角も小さい範囲で変動させる一方、夏期は、パネル載置部（２）を北東から南を通って北西までの範囲を回動させ、仰角も大きく変動させることもできる。これによって、ワイヤ（５）の変位量と、傾斜用ワイヤの長さ調整だけで、季節に応じた太陽の向きを簡便に追尾することができる。 Since the present invention also changes the elevation angle according to the angle of the panel placement portion (2), the panel placement portion (2) is rotated from southeast to northwest in winter, while the elevation angle is varied within a small range, In the summer, the panel mounting portion (2) can be rotated in the range from northeast to south to northwest, and the elevation angle can be varied greatly. Thereby, the sun direction according to the season can be easily tracked simply by adjusting the amount of displacement of the wire (5) and the length of the wire for inclination.
本発明では、隣接する太陽電池架台（１）を上記ワイヤ（５）で連結して構成する。図５は、一例として５基の太陽電池架台（１）を１列連結した状態の説明図である。ワイヤ（５１）（５２）は１本のワイヤ（５）であり、端部の巻き掛け体（１３）により折り返されている。 In the present invention, adjacent solar cell mounts (1) are connected by the wire (5). FIG. 5 is an explanatory view of a state in which five solar cell mounts (1) are connected in one row as an example. The wires (51) and (52) are one wire (5), and are folded back by the winding body (13) at the end.
巻き掛け体（１３）は例えば手動又は電動のウインチとし、これを回転させることで、パネル載置部（２）の回動動作を行うことができる。当然、巻き掛け体（１３）と異なる端部にも滑車等の巻き掛け体（１４）を備える。
本構成によれば、巻き掛け体（１３）を操作することで、各パネル載置部（２）が同期回動するので、複数の太陽電池パネルを簡便に太陽の向きに合わせることができる。
The winding body (13) is, for example, a manual or electric winch, and by rotating this, the panel mounting portion (2) can be rotated. Naturally, a winding body (14) such as a pulley is provided at an end different from the winding body (13).
According to this structure, since each panel mounting part (2) rotates synchronously by operating a winding body (13), a several solar cell panel can be easily adjusted to the direction of the sun.
図６は、列方向及び行方向に太陽電池架台（１）をさらに連結した状態の説明図である。図５の一列の太陽電池架台（１）を行方向に拡張した例である。上記実施例の巻き掛け体（１３）をプーリーで構成し、各プーリー（１３）同士を行方向の伝動帯（１５）で連動させる。伝動帯（１５）は、巻き掛け体（１６）によって変位させることができるので、１つの巻き掛け体（１６）を動かすことによって、行、列に配列した全ての太陽電池架台（１）を一斉に同期回動させることができる。 FIG. 6 is an explanatory diagram of a state in which the solar cell mounts (1) are further connected in the column direction and the row direction. It is the example which expanded the solar cell stand (1) of the row | line | column of FIG. 5 in the row direction. The winding body (13) of the said Example is comprised with a pulley, and each pulley (13) is made to interlock | cooperate with the transmission band (15) of a row direction. Since the transmission band (15) can be displaced by the winding body (16), all the solar cell mounts (1) arranged in rows and columns can be moved simultaneously by moving one winding body (16). Can be synchronously rotated.
１ 太陽電池架台
２ パネル載置部
３ 伝動帯接続部
４ 伝動帯接続部
５ ワイヤ
６ ワイヤゲート
８ 固定点
１０ 太陽電池パネル
１２ 固定点
２１ 円筒形部位
２２ 平板体部位
５１ 東側のワイヤ
５２ 西側のワイヤ
１２１ 滑車
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該太陽電池架台基部と、
上面に太陽電池パネルを載置するパネル載置部と、
該太陽電池架台基部に設けられ該パネル載置部を略中央部の回動軸で回動可能に支持する回動支持部と、
該パネル載置部の該回動軸に対して対称な２点にそれぞれ伝動帯が接続される伝動帯接続部とを備え、
隣接する他の該太陽電池架台とそれぞれ伝動帯で連結することにより、伝動帯の張力で各太陽電池架台が同期回動するようにした
ことを特徴とする太陽電池架台。 A solar cell mount on which a solar cell panel is placed,
The solar cell base,
A panel placement section for placing a solar cell panel on the upper surface;
A rotation support portion provided at the base of the solar cell base and rotatably supporting the panel mounting portion with a rotation shaft at a substantially central portion;
A transmission band connecting portion to which the transmission band is connected to two points symmetrical with respect to the rotation axis of the panel mounting portion,
A solar cell mount, wherein each solar cell mount is synchronously rotated by the tension of the transmission band by being connected to another adjacent solar cell mount in the transmission band.
前記パネル載置部が、前記太陽電池架台基部に対する傾斜角度を変動可能に支持される構成であって、
該太陽電池架台基部の固定点から傾斜用伝動帯を延設すると共に、
該傾斜用伝動帯を該パネル載置部の固定点に接続し、
該太陽電池架台の回動に伴って、該傾斜角度が変動するように構成した
請求項１に記載の太陽電池架台。 In the solar cell mount,
The panel mounting portion is configured to be supported so that an inclination angle with respect to the solar cell mount base is variable,
Extending a transmission band for tilting from a fixed point of the base of the solar cell base,
Connecting the tilting transmission band to a fixed point of the panel mounting section;
The solar cell mount according to claim 1, wherein the inclination angle is changed with the rotation of the solar cell mount.
該巻き掛け体を回動させて、該１列の太陽電池架台が同期回動するようにした
請求項１又は２に記載の太陽電池架台。 The solar cell mounts are arranged in one row, a winding body is provided at the end of the row, and an endless transmission band connected to the two points is folded back,
The solar cell mount according to claim 1 or 2, wherein the winding body is rotated so that the one row of solar cell mounts rotate synchronously.
前記巻き掛け体同士を行方向の行方向伝動帯で連動させる
請求項３に記載の太陽電池架台。 The solar cell mounts arranged in one column are juxtaposed in a row direction orthogonal to the column direction,
The solar cell mount according to claim 3, wherein the wound bodies are interlocked with each other in a row direction transmission band.
複数の太陽電池パネルで発電を行う太陽電池発電システム。 A solar cell panel is placed on the solar cell frame according to claim 1,
A solar power generation system that generates power from multiple solar panels.
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