JP2013531392A - 太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法及びその装置を提供し、それは互いに隣接して配置され、太陽追尾方向へ揺動可能な複数のソーラパネルを含み、その受光端面上に個別に設けられた２つ以上の光センサは、太陽光の照射を受けると電位信号を生成し、電位信号を比較して電位差が存在するとき、電位信号の電位が等しくなって停止するまでソーラパネルを同期で揺動させ、ソーラパネルの傾斜を補償し、受光端面全体で太陽光の熱放射エネルギを受ける。

Description

本発明は太陽追尾パネルに関し、特に、パネル全体で太陽光の照射が受けられるまでソーラーパネルを揺動させて傾ける自動補正方法と、当該方法を実行する駆動ユニット、光センサ及び制御ユニットとに関する。

従来、自動的に太陽光の照射角度に応じて揺動させる太陽追尾型ソーラパネルは、特許文献１において開示されているように、主にソーラパネルを揺動可能なブラケットの頂部へ取り付け、駆動ユニットをブラケットに隣接して設け、制御ユニットは、季節及び時間に基づいて太陽光の照射角度を判断し、ソーラパネルをブラケットに応じて揺動させ、ソーラパネルの受光端面に照射される太陽光の角度を最適にする。

さらに、上述の従来の太陽追尾型パネルは、１組のソーラパネルのみで発電を行う以外に、例えば、特許文献２において、互いに隣接して設けられた複数組のソーラバッテリにより同時に発電する技術が開示されている。この技術では、主に連結ロッドを各ソーラバッテリに枢着させ、ソーラバッテリにより太陽追尾方向へ同期で揺動させる。

上述の配置により複数のソーラパネルを同時に発電し、実際に使用する際、複数のソーラパネルを直列接続させて１つの直列回路を形成し、ソーラパネルの複数のソーラバッテリ間を直列接続させて１つの回路を形成する。そのため、ソーラパネルの受光端面全体で太陽光の照射を受けると、ソーラバッテリにより発電を行って直列回路が導通され、外部へ電力が出力される。

しかし、複数のソーラパネルが同期で太陽追尾の方向へ揺動すると、各ソーラパネルの揺動により跳ね上がった端部が、隣接したソーラパネルの下がった端部に照射される太陽光を遮り、ソーラパネルの下がった端部の受光端面上に日陰領域が形成され、この日陰領域に設けられたソーラバッテリが発電を停止して直列回路が断線し、ソーラパネルの発電が一時的に停止し、受光端面全体で太陽光の照射を受けることができるようになるまでソーラパネルを揺動しなければ、再び起動させて発電を行うことができない。

しかし、上述のソーラパネルが揺動して日陰領域が形成され、発電が一時的に停止する問題に対しては、上述の従来技術において、日陰領域の発生を有効に防ぐ方法が開示されていなかったため、この点の改善が求められていた。

台湾実用新案登録第３１７５５４号明細書 台湾実用新案登録第３７９１７２号明細書

本発明の目的は、ソーラパネルにより、隣接したソーラパネルに照射される太陽光を遮り、ソーラパネルが断線状態となり、発電が一時的に停止する従来技術の問題を克服することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法は、互いに隣接して配置され、太陽追尾方向へ揺動可能な複数のソーラパネルを有し、その方法は、ソーラパネルの受光端面上の２つ以上の光センサを使用し、太陽光の照射を受けて合致した電位信号を生成させるステップと、合致した電位信号を比較し、電位差が存在するとき、電位信号の電位が等しくなって停止するまでソーラパネルを同期で揺動させ、ソーラパネルの傾斜を補償し、受光端面全体で太陽光照射を受けて熱放射エネルギを十分に受ける。

上述したように、上述の光センサにより感知し続け、合致した電位信号を生成すると同時に、電位信号を比較し続け、ソーラパネルが同期で行う揺動を補償するタイミングを判断し、受光端面全体で太陽光の照射が受けられる角度になるまで、ソーラパネルの揺動を即時に補償することにより、ソーラパネルにより太陽光が遮られ、隣接して設けられたソーラパネルの受光端面上に形成される暗い領域を即時に無くし、ソーラパネルの発電を一時的に停止し、ソーラパネルの発電効率を向上させる。

受光端面は、パネル上の受光表面か、或いは受光表面に隣接して平行に設けられ、パネルに応じて揺動する特定位置を含む。

日照領域を日照度が高い１つの所定時間範囲と、日照度が低い複数の所定時間範囲とに分け、日照度が低い所定時間範囲内で光センサの電位信号を比較するか、日照度が高い所定時間範囲内で光センサの電位信号を比較するステップをさらに含む。

受光端面上の２つ以上の光センサは、相対位置関係を有し、相対位置関係により、２つ以上の光センサを、ソーラパネルの揺動軸心の端部の２つの隣接した側部に接続させるか、受光端面上の２つ以上の光センサは、相対位置関係を有し、相対位置関係により、２つ以上の光センサを、受光端面上の両端側に設けるか、受光端面上の２つ以上の光センサは、相対位置関係を有し、相対位置関係により、２つ以上の光センサを、受光端面上の両端側の先端角に設けることにより、ソーラパネルの揺動補償の敏感度を高める。

日照度が高い所定時間範囲は、正午及び正午前後の時間帯であり、日照度が低い所定時間範囲には、午前及び午後の時間帯が含まれる。

電位差は、低電位信号と高電位信号との差であり、低電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面の端部を、ソーラパネルの揺動に応じて上昇させ、高電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面の端部を、ソーラパネルの揺動に応じて下降させる。

この他、本発明の太陽追尾パネルの傾斜自動補償装置は、互いに隣接して設けられた複数のソーラパネルと、太陽追尾方向でソーラパネルを同期で揺動させる駆動ユニットと、ソーラパネルの受光端面上に個別に設置し、太陽光照射を受けて合致した電位信号を生成する相対位置関係を有する２つ以上の光センサと、光センサと駆動ユニットとの間に電気的に接続され、合致した電位信号を比較し、電位信号の間に電位差が存在する場合、電位信号の電位が等しくなって停止するまで、駆動ユニットによりソーラパネルを同期で揺動させ、ソーラパネルの傾斜を補償し、受光端面全体で太陽光の照射を受ける。そのため上述の本発明の太陽追尾パネルの傾斜自動補償装置を実行する。

受光端面は、パネル上の受光表面か、或いは受光表面に隣接して平行に設けられ、パネルに応じて揺動する特定位置を含む。

ソーラパネルは、水平状に隣接して設けられるか、傾けて隣接して設けられる。

２つ以上の光センサは、ソーラパネルの揺動軸心の端部の隣接した２つの側部にそれぞれ接続されるか、或いは、２つ以上の光センサは、受光端面上の両端側に設けられてもよいし、２つ以上の光センサは、受光端面上の両端側の先端角に設けられてもよい。

電位差は、低電位信号と高電位信号との差であり、低電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面の端部を、ソーラパネルの揺動に応じて上昇させ、高電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面の端部を、ソーラパネルの揺動に応じて下降させる。

従来技術と比較し、ソーラパネルの傾斜を補償すると、受光端面全体で太陽光の熱放射エネルギを受けることができる。

本発明の流れ図である。 本発明の配置図である。 図２の側面図である。 本発明の他の配置図である。 本発明の実施ステップを示す流れ図である。 図２の使用状態図である。 図６の次の状態図である。 図３の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図８の使用状態図である。 図９の次の状態図である。 図２のもう一つの使用状態図である。 図１１の次の状態図である。 図２のさらにもう一つの使用状態図である。 図１３の次の状態図である。 図２のさらに別のもう一つの使用状態図である。 図１５の次の状態図である。 図８のもう一つの使用状態図である。 図１７の次の状態図である。 本発明の他の配置図である。

本発明を明確かつ十分に開示し、好適な実施例の図面を列挙し、以下、その実施方式を詳細に説明する。
＜実施方式＞

まず、図１は、本発明の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法を示す流れ図であり、図２、図３及び図５を併せて見ると分かるように、本発明は、互いに隣接して設けられ、太陽追尾方向へ揺動可能な複数のソーラパネルを有し、太陽追尾の位置決め角度になるまで地球の東、西方向で揺動する第１のパネル１１、第２のパネル１２及び第３のパネル１３を含む。第１のパネル１１は、第２のパネル１２の東側に位置し、第３のパネル１３は、第２のパネル１２の西側に位置し、この方法は以下のステップを含む。

ステップＳ３０：太陽光の照射を受ける第２のパネル１２の受光端面１２０上の２つ以上の光センサ３１，３２，３３，３４を使用し、太陽光の照射を受けて合致した電位信号（図６参照）を生成する。

ステップＳ４０：合致した電位信号を比較する。

ステップＳ５０：電位信号に電位差が存在するとき、電位信号の電位が等しくなるまで第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を同期で揺動させる（図７参照）。

第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３の傾斜を補償し、受光端面１２０全体で太陽光の照射を受け、熱放射エネルギを十分に受ける。

上述の方法によると、１日の時間で行う太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法は、以下のステップを含む。

ステップＳ１０：互いに隣接して設けた第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を準備する。

ステップＳ２０：駆動ユニット２により第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を太陽追尾方向で同期で揺動させる。太陽追尾方向は、地球の東、西方向であり、第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３間を駆動ユニット２の連結ロッド２１により同期で連動させる。

ステップＳ３０：２つ以上の光センサ３１，３２，３３，３４を第２のパネル１２の受光端面１２０上へ個別に設置し、上述の光センサ３１，３２，３３，３４により太陽光の照射を受けて合致した電位信号を生成する。上述の光センサは、相対位置関係にある第１の光センサ３１及び第２の光センサ３２と、相対位置関係にある第３の光センサ３３及び第４の光センサ３４とを有する。第１の光センサ３１，第２の光センサ３２，第３の光センサ３３，第４の光センサ３４は、受ける太陽光の照射強度の違いに応じて低電位信号及び高電位信号をそれぞれ生成する。相対位置関係により、第２のパネル１２に接続された揺動軸心１２１の端部に隣接した両側に、第１の光センサ３１，第２の光センサ３２をそれぞれ設け（図８参照）、第１の光センサ３１が軸心１２１の東側に位置し、第２の光センサ３２が軸心１２１の西側に位置する。実際に使用する際、上述の第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３がそれぞれ有する地球の南、北軸に沿って枢設されたシャフト１１２，１２２，１３２は、駆動ユニット２により同期で駆動され、地球の東、西方向へ第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を揺動させ、受光端面１２０が第２のパネル１２の頂部の受光表面か、或いは受光表面に隣接して平行に配置され、第２のパネル１２に応じて揺動する特定位置を含む。この特定位置は、実際には第２のパネル１２のシャフト１２２の両側外壁を含んでもよい。受光端面１２０の軸心１２１は、シャフト１２２の軸心でもよい。第１の光センサ３１は、シャフト１２２の東面外壁に位置してもよく、第２の光センサ３２は、シャフト１２２の西面外壁など、第１の光センサ３１より高い位置でもよく、第１の光センサ３１，第２の光センサ３２間に形成した水平面７１を第２のパネル１２の頂部に対して平行かつ隣接して設けられ、第１の光センサ３１，第２の光センサ３２は、シャフト１２２を介して第２のパネル１２により太陽追尾の揺動と、揺動の補償とを行う（図９及び図１０参照）。この相対位置関係により、第３の光センサ３３，第４の光センサ３４を受光端面１２０上の両端側へ位置させる。第３の光センサ３３は、受光端面１２０の東端側へ設け、第４の光センサ３４は、受光端面１２０の西端側へ設けるか、或いは第３の光センサ３３ａ，第４の光センサ３４ａも受光端面１２０上の両端側の先端角１２６，１２７に位置し、第３の光センサ３３ａは、受光端面１２０の東端側の先端角１２６に設けられ、第４の光センサ３４ａは、受光端面１２０の西端側の先端角１２７に設けられる。また、他の具体的な実施例において、特定位置には、第２のパネル１２の両端側からそれぞれ外側へ平行に延伸されたブラケット８１，８２を含んでもよい（図１９参照）。第２のパネル１２は、実質上ラック８により支持され、シャフト１２２の頂面に位置決めされ、ブラケット８１，８２は、ラック８の両端側から第１のパネル１１，第３のパネル１３に向かって平行に延伸され、第３の光センサ３３ｂは、ラック８の東側ブラケット８１の頂部に位置し、第４の光センサ３４ｂは、ラック８の西側ブラケット８２の頂部に位置し、第３の光センサ３３ｂ，第４の光センサ３４ｂ間に形成した水平面７２は、第２のパネル１２の頂部に対して平行に隣接して設けられ、第３の光センサ３３ｂ，第４の光センサ３４ｂは、ラック８及びシャフト１２２を介し、第２のパネル１２により太陽追尾の揺動と、揺動の補償とを行う。

ステップＳ４０：制御ユニット４により合致した電位信号を比較し続ける。

ステップＳ５１：制御ユニット４は、日照領域を日照度が高い１つの所定時間範囲と、日照度が低い複数の所定時間範囲とに分ける。日照度が高い所定時間範囲とは、一日の時間範囲内の太陽の照射強度が高い時間を指し、本実施例では、正午と、正午前後の時間帯でもよく、日照度が低い所定時間範囲とは、一日の時間範囲内の太陽の照射強度が低い時間帯を指し、本実施例では、午前及び午後の時間帯を含む。ここで正午とは、ソーラパネルを取り付ける地表位置のグリニッジ標準時（Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ Ｍｅａｎ Ｔｉｍｅ，ＧＭＴ）の正午１２時である。正午前後の時間帯とは、ユーザの定義によると実際には午前１０時〜午後３時の間である。日照度が低い所定時間範囲とは、正午近くの前後の時間帯以外の日照時間であり、季節に応じて異なる。例えば、北回帰線近くの地表では、夏季期間が午前５時〜１０時及び午後３時〜７時である。ユーザは、実際に取り付ける位置に応じて自ら設定することができ、ここでは例を挙げて説明するが、本発明は特にこれだけに限定されるわけではない。

ステップＳ５２：制御ユニット４により現在の時刻が、日照度が高い所定時間範囲内にあるか否かを判断し続ける。

現在の時刻が早朝の５時〜午前１０時の間であり、太陽が地表の東の空から次第に昇り、第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３の東の空にくると、制御ユニット４は、太陽追尾の所定角度を制御し、駆動ユニット２により第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を太陽の方向へ揺動させ（図６参照）、各パネル１１，１２，１３の頂面のそれぞれと水平面との間に太陽追尾の所定角度α１が形成され、太陽追尾の所定角度は、季節及び時間に基づいて太陽の運行角度を判断して決定する。もし第２のパネル１２に照射される光線５が第１のパネル１１により遮られる場合、第２のパネル１２の受光端面１２０の一部に暗い領域６２が形成され易い。同時に、制御ユニット４により現在の時刻が、日照度が高い所定時間範囲内に無いと判断すると、現在の時刻が日照度が低い所定時間範囲内にあると判断する。

ステップＳ５３：現在の時刻が日照度が高い所定時間範囲内に無いとき、制御ユニット４により第１の光センサ３１及び第２の光センサ３２の電位信号が等しいか否かを比較する。

現在の時刻が早朝５時から午前１０時の間である場合、シャフト１２２の西面に、太陽光線５の照射を受けて明るい領域６１が形成されるため（図９参照）、第２の光センサ３２は、明るい領域６１内で光線５の照射を受けて高電位信号を生成する。第１の光センサ３１，第２の光センサ３２間が沿面距離ｈ１を有するため（図８参照）、沿面距離ｈ１には、実際にはシャフト１２２の直径と、第１の光センサ３１，第２の光センサ３２に接続された光センサボディ３の表面幅と、が含まれる。沿面距離ｈ１により形成される突起部３０は、太陽光線５が照射されるシャフト１２２の東面又は西面を容易に遮ることができる。このとき太陽光線５が照射されるシャフト１２２の東面が突起部３０により遮られると、暗い領域６２が形成され、暗い領域６２内に位置する第１の光センサ３１が光線５の照射を受けない場合、低電位信号が生成され、第１の光センサ３１，第２の光センサ３２の電位信号が異なり、電位差が存在する。

ステップＳ５４：合致した電子信号に電位差が存在するとき、制御ユニット４により第１の光センサ３１，第２の光センサ３２の電位信号の高低を比較する。

現在の時刻が早朝５時〜午前１０時の間である場合、第２の光センサ３２は、第１の光センサ３１の低電位信号より高い高電位信号を生成する。

ステップＳ５４１：制御ユニット４は、低電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面１２０の一端側の端部を、駆動ユニット２により駆動し、第２のパネル１２の揺動に伴って上昇させ、高電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面１２０の他端側の端部を、第２のパネル１２の揺動に応じて下降させる。

現在の時刻が早朝の５時〜午前１０時の間であり、第２の光センサ３２の電位信号が第１の光センサ３１の電位信号より高いため、第１の光センサ３１が設けられた受光端面１２０の東端側の端部１２３を駆動ユニット２により駆動し、第２のパネル１２の揺動に応じて上昇させるとともに（図７及び図１０参照）、第２の光センサ３２が設けられた受光端面１２０の西端側の端部１２４を駆動し、第２のパネル１２の揺動に応じて下降させ、太陽追尾方向へ第２のパネル１２を揺動させ、第１のパネル１１，第３のパネル１３を連動させて太陽追尾方向へ揺動させる。この期間中、ステップＳ５２，Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ５４１を繰り返して行う。ステップＳ５３を繰り返して行う際、第２のパネル１２を太陽追尾方向でシャフト１２２の東面及び西面まで揺動させ、太陽光線５の照射を受けると、シャフト１２２の東、西面に明るい領域６１がそれぞれ形成され、第１の光センサ３１，第２の光センサ３２が太陽光線５の照射を受け、等しい電位信号を生成させる。

ステップＳ５５：現在の時刻が早朝の５時〜午前１０時の間で、電位信号の電位が等しいとき、駆動ユニット２によるシャフト１２２の駆動を制御ユニット４により停止させ、第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３の揺動を停止し、各パネル１１，１２，１３の頂面のそれぞれと水平面との間に太陽追尾の実際角度α２を形成し（図７及び図１０参照）、角度α１及びα２の減算した角度値とは、各パネル１１，１２，１３の太陽追尾の傾斜補償値である。これにより、受光端面１２０上の暗い領域６２を即時に無くし、受光端面１２０全体で太陽光照射を受け、ソーラパネルの揺動補償の敏感度を高めることができる。この期間中、ステップＳ５２，Ｓ５３，Ｓ５５を繰り返して行う。ステップＳ５３を繰り返して行い、電位信号に電位差が存在するとき、ステップＳ５２，Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ５４１を繰り返して行う。

ステップＳ５２：現在の時刻が午前１０時〜正午１２時の間であるとき、太陽が次第に西方から第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３の上方又は上方近くの東空まで移動する際、制御ユニット４により太陽追尾の所定角度を制御し、駆動ユニット２により第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を駆動し、太陽の方向へ揺動させ（図１１参照）、各パネル１１，１２，１３の頂面のそれぞれと水平面との間に太陽追尾の所定角度α３が形成される。この期間中、第２のパネル１２に照射される太陽光線５が第１のパネル１１により遮られて第２のパネル１２の受光端面１２０の一部に暗い領域６２が形成されると、制御ユニット４により、現在の時刻が日照度が高い所定時間範囲内にあると判断する。

ステップＳ５６：現在の時刻が日照度が高い所定時間範囲内にあるとき、制御ユニット４により、第３及び第４の光センサ３３，３３ａ，３４，３４ａの電位信号が等しいか否かを比較する。

現在の時刻が午前１０時〜正午１２時の間であり、受光端面１２０の西端側の端部１２４が太陽光線５の照射を受けて明るい領域６１が形成されると、明るい領域６１内に太陽光線５が照射され、第４の光センサ３４，３４ａが高電位信号を生成する。第１のパネル１１が太陽光線５を遮ると、第２のパネル１２の受光端面１２０の東端側の端部１２３及び先端角１２６に暗い領域６２が形成され、暗い領域６２内の第３の光センサ３３，３３ａは、太陽光線５の照射を受けないときに低電位信号を生成し、第３及び第４の光センサ３３，３３ａ，３４，３４ａの電位信号が相違して電位差が存在する。

ステップＳ５７：電位信号に電位差が存在する場合、第３及び第４の光センサ３３，３３ａ，３４，３４ａの電位信号の高低を制御ユニット４により比較する。現在の時刻が午前１０時〜正午１２時の間である場合、第４の光センサ３４は、第３の光センサ３３の低電位信号より高い高電位信号を生成する。

ステップＳ５７１：制御ユニット４は、低電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面１２０の一端側の端部を駆動し、第２のパネル１２の揺動に伴って上昇させるとともに、高電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面１２０の他端側の端部を駆動し、第２のパネル１２の揺動に伴い下降させる。

現在の時刻が午前１０時〜正午１２時の間である場合、第４の光センサ３４，３４ａの電位信号が第３の光センサ３３，３３ａの電位信号より高いため、駆動ユニット２により第３の光センサ３３，３３ａが設けられた受光端面１２０の東端側の端部１２３及び先端角１２６を駆動し、第２のパネル１２の揺動に応じて上昇させるとともに（図１２参照）、第４の光センサ３４，３４ａが設けられた受光端面１２０の西端側の端部１２４及び先端角１２７を駆動し、第２のパネル１２の揺動に応じて下降させ、第２のパネル１２を太陽追尾方向へ揺動させ、第１のパネル１１，第３のパネル１３を太陽追尾方向で同期で揺動させる。

この期間中、ステップＳ５２，Ｓ５６，Ｓ５７，Ｓ５７１を繰り返して行う。ステップＳ５６を繰り返して行う際、第２のパネル１２を太陽追尾方向で受光端面１２０の東及び西端側の端部１２３，１２４及び先端角１２６，１２７を揺動させて太陽光線５の照射を受けると、受光端面１２０の東及び西端側の端部１２３，１２４及び先端角１２６，１２７に明るい領域６１がそれぞれ形成され、第３及び第４の光センサ３３，３３ａ，３４，３４ａが太陽光線５の照射を同時に受けると、等しい電位信号を生成する。

ステップＳ５８：上述の電子信号の電位が等しいとき、制御ユニット４は、駆動ユニット２により駆動されているシャフト１２２を停止させ、第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３の揺動を停止し、各パネル１１，１２，１３の頂面のそれぞれと水平面との間に太陽追尾の実際角度α４が形成されるため（図１２参照）、受光端面１２０上の暗い領域６２を即時に無くし、受光端面１２０全体で太陽光照射を受け、この期間中、ステップＳ５２，Ｓ５６，Ｓ５８を繰り返して実行する。ステップＳ５６を繰り返し、上述の電位信号に電位差が存在する際、ステップＳ５２，Ｓ５６，Ｓ５７，Ｓ５７１を繰り返して実行する。

ステップＳ５７を繰り返して実行する際、現在の時刻が正午１２時〜午後３時の間であり、太陽が次第に西方へ向かって第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３の上方又は上方の西空近くまで運行すると、制御ユニット４は、太陽追尾の所定角度に基づき、駆動ユニット２により第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を太陽の方向に向かって揺動させ（図１３参照）、各パネル１１，１２，１３の頂面のそれぞれと水平面との間に太陽追尾の所定角度β３が設けられる。この期間中、受光端面１２０の東端側の端部１２３及び先端角１２６が太陽光線５の照射を受けると明るい領域６１が形成され、第３の光センサ３３，３３ａが明るい領域６１内で太陽光線５の照射を受けると高電位信号を生成する。この際、第２のパネル１２に照射される太陽光線５が第３のパネル１３により遮られると、受光端面１２０の西端側の端部１２４及び先端角１２７に暗い領域６２が形成され、暗い領域６２内に位置する第４の光センサ３４，３４ａは、太陽光線５の照射を受けない場合、低電位信号を生成し、第３の光センサ３３，３３ａの電位信号が第４の光センサ３４，３４ａの電位信号より高くなる。

ステップＳ５７２：制御ユニット４は、駆動ユニット２の駆動により、低電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面１２０の一端側の端部を、第２のパネル１２の揺動に応じて上昇させるともに、高電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面１２０の他方側の端部を、第２のパネル１２の揺動に応じて下降させる。

現在の時刻が正午の１２時〜午後３時の間である場合、第３の光センサ３３，３３ａの電位信号が第４の光センサ３４，３４ａの電位信号より高いため、駆動ユニット２の駆動により、第４の光センサ３４，３４ａが設けられた受光端面１２０の西端側の端部１２４及び先端角１２７を、上述の第２のパネル１２の揺動に応じて上昇させるとともに（図１４参照）、第３の光センサ３３，３３ａが設けられた受光端面１２０の東端側の端部１２３及び先端角１２６を、第２のパネル１２の揺動に応じて下降させ、太陽追尾の方向とは反対方向に第２のパネル１２を揺動させ、太陽追尾の方向とは反対方向に第１のパネル１１，第３のパネル１３を揺動させる。この期間中、ステップＳ５２，Ｓ５６，Ｓ５７，Ｓ５７２を繰り返して実行する。ステップＳ５６を繰り返して実行する際、太陽追尾の方向とは反対方向で第２のパネル１２を揺動させ、第３及び第４の光センサ３３，３３ａ，３４，３４ａが等しい電子信号を生成すると、Ｓ５２，Ｓ５６，Ｓ５８を繰り返して実行し、各パネル１１，１２，１３の頂面のそれぞれと水平面との間に太陽追尾の実際の角度β４が形成され（図１４参照）、ステップＳ５６を繰り返して実行し、電位信号に電位差が存在すると、ステップＳ５２，Ｓ５６，Ｓ５７，Ｓ５７２を繰り返して実行する。

ステップＳ５２を繰り返して実行し、現在の時刻が午後３時〜夜７時の間である場合、太陽が次第に第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３の西空まで移動すると、制御ユニット４は、太陽追尾の所定角度に基づき、駆動ユニット２により第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を太陽方向へ揺動させ（図１５参照）、各パネル１１，１２，１３の頂面のそれぞれと水平面との間に太陽追尾の所定角度β１が形成される。この期間中、第２のパネル１２に照射される太陽光線５が第３のパネル１３により遮られると、第２のパネル１２の受光端面１２０の一部に暗い領域６２が形成され易い。同時に、制御ユニット４により現在の時刻が、日照度が低い所定時間範囲内にあると判断する。そのためステップＳ５３を繰り返して実行する。

ステップＳ５３：現在の時刻が午後３時〜夜７時の間である場合、シャフト１２２の東面に、太陽光線５の照射を受けて明るい領域６１が形成され（図１５及び図１７参照）、第１の光センサ３１が明るい領域６１内で太陽光線５の照射を受けると高電位信号を生成する。この際、シャフト１２２の西面に照射される太陽光線５を突起部３０により遮って暗い領域６２を形成し、暗い領域６２内に設けられた第２の光センサ３２は、太陽光線５の照射を受けない場合、低電位信号を生成し、第１及び第２の光センサ３１，３２の電位信号に電位差が存在する。そのためステップＳ５４を繰り返して実行する。

ステップＳ５４：第１及び第２の光センサ３１，３２の電位信号の高低を制御ユニット４により比較する。現在の時刻が午後３時〜夜７時の間であるとき、第１の光センサ３１は、第２の光センサ３２の低電位信号より高い高電位信号を生成させる。

ステップＳ５４２：制御ユニット４は、駆動ユニット２の駆動により、低電位信号を生成させる光センサが設けられた受光端面１２０の一端側の端部を、第２のパネル１２の揺動に応じて上昇させ、高電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面１２０の他端側の端部を、第２のパネル１２の揺動に応じて下降させる。

現在の時刻が午後３時〜夜７時の間であり、第１の光センサ３１の電位信号が第２の光センサ３２の電位信号より高いため、駆動ユニット２の駆動により、第２の光センサ３２が設けられた受光端面１２０の西端側の端部１２４を、第２のパネル１２の揺動に応じて上昇させ（図１６及び図１８参照）、第１の光センサ３１が設けられた受光端面１２０の東端側の端部１２３を、第２のパネル１２の揺動に応じて下降させ、第２のパネル１２を太陽追尾の方向と反対方向へ揺動させ、第１のパネル１１，第３のパネル１３を同期で太陽追尾の方向と反対方向へ揺動させる。この期間中、ステップＳ５２，Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ５４２を繰り返して実行する。ステップＳ５３を繰り返して実行する際、第１及び第２の光センサ３１，３２に等しい電位信号が発生すると、ステップＳ５２，Ｓ５３，Ｓ５５を繰り返して実行し、各パネル１１，１２，１３の頂面のそれぞれと水平面との間に太陽追尾の実際角度β２が形成され、ステップＳ５３を繰り返して行い、電位信号に電位差が存在する場合、ステップＳ５２，Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ６４２を繰り返して実行する。

上述したように、上述の光センサ３１，３２，３３，３３ａ，３４，３４ａにより感知し続け、合致した電位信号を生成すると同時に、制御ユニット４へ供給して電位信号を比較し続け、駆動ユニット２により駆動し、ソーラパネルが同期で揺動を補償するタイミングを判断し、受光端面１２０全体で太陽光の照射を受けることができる傾斜角度になるまで、ソーラパネルの揺動を即時に補償することにより、ソーラパネルにより太陽光が遮られ、隣接して設けられたソーラパネルの受光端面１２０上に形成される暗い領域を即時に無くしてソーラパネルの発電が一時的に停止することを防ぎ、ソーラパネルの発電効率を向上させる。

これ以外に、本発明は、日照度が低い所定時間範囲内で、制御ユニット４により第３及び第４の光センサ３３，３３ａ，３４，３４ａの電位信号を比較し、上述の電位信号間に電位差が存在すると、電位信号の電位が等しくなって停止するまで、第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を同期で揺動させる。同時に、日照度が高い所定時間範囲内で、制御ユニット４により第１及び第２の光センサ３１，３２の電位信号を比較し、電位信号の間に電位差が存在するとき、電位信号の電位が等しくなるまで第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を同期で揺動させる。

図２は、本発明の太陽追尾パネルの傾斜自動補償装置の配置図であり、図３と併せて説明し、本発明は、互いに隣接して設けられた複数のソーラパネル、駆動ユニット２、相対位置関係にある２つ以上の光センサ３１，３２，３３，３４及び制御ユニット４を含む。上述のソーラパネルは、地球の東、西方向に沿って、太陽追尾の位置決め角度まで揺動する第１のパネル１１、第２のパネル１２及び第３のパネル１３を含んでもよく、第１のパネル１１は、第２のパネル１２の東側に位置し、第３のパネル１３は、第２のパネル１２の西側に位置する。上述の第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３のそれぞれは、地球の南、北軸に沿って枢設されたシャフト１１２，１２２，１３２を有する。シャフト１１２，１２２，１３２のそれぞれには、下方に延伸された振竿体１１５，１２５，１３５が配置され（図３及び図６を参照）、上述の振竿体１１５，１２５，１３５の底端は、連結ロッド２１上に枢支連結されている。この他、上述の第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３は、水平状に隣接して設けられるか、傾けて隣接して設けられてもよい（図４参照）。

駆動ユニット２は、第２のパネル１２のシャフト１２２の端部に隣接して設けられ（図２及び図３参照）、モータと、モータにより駆動されるウォーム（ｗｏｒｍ）と、ウォームと噛合されたタービンと、を内部に含む。シャフト１２２の端部は、タービンに結合され、モータによりウォームが駆動されることにより、タービンと、第２のパネル１２のシャフト１２２とが回転されて第２のパネル１２の振竿体１１５が揺動され、連結ロッド２１及び振竿体１２５，１３５により第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を太陽追尾の方向で同期で揺動させる（図６及び図１３参照）。

前述の光センサは、第１の光センサ３１、第２の光センサ３２、第３の光センサ３３及び第４の光センサ３４を含み、第２のパネル１２の受光端面１２０上に個別に設置され（図２及び図３参照）、太陽光の照射を受けて合致した電位信号を生成する。第１の光センサ３１，第２の光センサ３２，第３の光センサ３３，第４の光センサ３４は、受け取る太陽光の照射強度の違いに基づき、低電位信号及び高電位信号をそれぞれ生成する。受光端面１２０は、第２のパネル１２の頂部の受光表面か、第２のパネル１２に応じて揺動し、受光表面に隣接して平行に設けられた特定位置とを含む。この特定位置は、実際には第２のパネル１２のシャフト１２２の両側外壁を含み、この相対位置関係により、前述の第２のパネル１２が接続された揺動軸心１２１の端部に隣接した両側に第１及び第２の光センサ３１，３２が位置する（図８参照）。本実施例では、第１の光センサ３１が軸心１２１の東側に位置し、第２の光センサ３２が軸心１２１の西側に位置する。実際には、受光端面１２０の軸心１２１は、シャフト１２２の軸心でもよい。シャフト１２２の頂面には、光センサボディ３が設けられているため、第１の光センサ３１はボディ３の東面外壁に位置する。第２の光センサ３２は、ボディ３の西面外壁など、第１の光センサ３１より高い位置に設けられ、第１及び第２の光センサ３１，３２間に形成された水平面７１は、第２のパネル１２の頂部に互いに隣接して平行に設けられ、第１及び第２の光センサ３１，３２は、シャフト１２２により第２のパネル１２に応じて太陽追尾及び揺動の補償を行う（図９及び図１０参照）。

相対位置関係により、第３及び第４の光センサ３３，３４を受光端面１２０上の両端側へ設け（図２及び図３参照）、第３の光センサ３３は、受光端面１２０の東端側に位置し、第４の光センサ３４は、受光端面１２０の西端側へ設ける。本実施例において、第３及び第４の光センサ３３，３４は、シャフト１２２の両側の第２のパネル１２の頂面にそれぞれ設けられる。第３の光センサ３３は、第２のパネル１２の受光端面１２０の東端側の端部１２３に位置し、第４の光センサ３４は、受光端面１２０の西端側の端部１２４に位置するか、或いは上述の第３及び第４の光センサ３３ａ，３４ａも受光端面１２０の両端側の先端角１２６，１２７へそれぞれ設けられ、第３の光センサ３３ａが受光端面１２０の東端側の先端角１２６に設けられ、第４の光センサ３４ａが受光端面１２０の西端側の先端角１２７に設けられる。

制御ユニット４は、駆動ユニット２に近い側に設けられ、第１、第２、第３、第４の光センサ３１，３２，３３，３３ａ，３４，３４ａと駆動ユニット２とが電気的に接続され、合致した電位信号を比較して電位差が存在するときに（図６及び図９参照）、駆動ユニット２の駆動により、電位信号の電位が等しくなって停止するまで、第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３を同期で揺動させる（図７及び図１０参照）。

さらに、他の具体的な実施例において、上述の特定位置は、同様に第２のパネル１２の両端側からそれぞれ外側へ平行に延伸されたブラケット８１，８２を含む（図１９参照）。第２のパネル１２は、実質上ラック８により支持され、シャフト１２２の頂面に位置決めされ、上述のブラケット８１，８２は、ラック８の両端側から第１及び第３のパネル１１，１３へ向けてそれぞれ平行に延伸される。第３の光センサ３３ｂは、ラック８の東側のブラケット８１の頂部に位置し、第４の光センサ３４ｂは、ラック８の西側ブラケット８２の頂部に位置し、第３及び第４の光センサ３３ｂ，３４ｂ間に形成された水平面７２を、第２のパネル１２の頂部に隣接して平行に設ける。第３及び第４の光センサ３３ｂ，３４ｂは、ラック８及びシャフト１２２により、第２のパネル１２に応じて太陽追尾及び揺動の補償を行う。

そのため、光センサ３１，３２，３３，３３ａ，３３ｂ，３４，３４ａ，３４ｂは、上述の第１のパネル１１，第２のパネル１２，第３のパネル１３が太陽追尾方向へ揺動する期間中、異なる角度で太陽光の照射を受けて低電位信号及び高電位信号をそれぞれ生成する。駆動ユニット２の駆動により、低電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面１２０の端部を、第２のパネル１２に応じて上昇させ、高電位信号を生成する光センサが設けられた受光端面１２０の端部を、第２のパネル１２に応じて下降させ、受光端面１２０全体で太陽光の照射を受ける。上述の構成要件により、上述の実施例の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法を実行することができる。

そのため、合致した電位信号を比較し、電位信号に電位差が存在するとき、上述の電位信号の電位が等しくなって停止するまで、駆動ユニット２により上述のソーラパネルを同期で揺動させ、受光端面１２０全体で太陽光の照射が受けられるようになるまでソーラパネルの揺動を補償する。

以上の説明は、本発明をなんら限定するものではなく単に説明しただけであり、それが属する技術分野の通常の知識を有する者であるなら分かるように、特許請求の範囲の精神及び範囲から逸脱しない限り、様々な修正、変更又は置換を行ったものも本発明の保護範囲に含まれる。

２：駆動ユニット
３：ボディ
４：制御ユニット
５：光線
８：ラック
１１：第１のパネル
１２：第２のパネル
１３：第３のパネル
２１：連結ロッド
３０：突起部
３１：第１の光センサ
３２：第２の光センサ
３３：第３の光センサ
３３ａ：第３の光センサ
３３ｂ：第３の光センサ
３４：第４の光センサ
３４ａ：第４の光センサ
３４ｂ：第４の光センサ
６１：明るい面
６２：暗い領域
７１：水平面
７２：水平面
８１：ブラケット
８２：ブラケット
１１２：シャフト
１１５：振竿体
１２０：受光端面
１２１：軸心
１２２：シャフト
１２３：端部
１２４：端部
１２５：振竿体
１２６：先端角
１２７：先端角
１３２：シャフト
１３５：振竿体

Claims (16)

1. 互いに隣接して配置され、太陽追尾方向へ揺動可能な複数のソーラパネルを有する太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法において、
   前記ソーラパネルの受光端面上の２つ以上の光センサは、太陽光の照射を受けると合致した電位信号を生成するステップと、
   前記合致した電位信号を比較し、前記電位信号間に電位差が存在するとき、前記電位信号の電位が等しくなって停止するまで前記ソーラパネルを同期で揺動させ、前記ソーラパネルの傾斜を補償し、前記受光端面全体で太陽光照射を受けるステップと、含む
   ことを特徴とする太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法。
2. 前記受光端面は、前記パネル上の受光表面か、或いは前記受光表面に隣接して平行に設けられ、前記パネルに応じて揺動する特定位置を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法。
3. 日照領域を日照度が高い１つの所定時間範囲と、日照度が低い複数の所定時間範囲とに分け、前記日照度が低い所定時間範囲内で前記光センサの電位信号を比較するステップをさらに含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法。
4. 日照領域を日照度が高い１つの所定時間範囲と、日照度が低い複数の所定時間範囲とに分け、前記日照度が高い所定時間範囲内で前記光センサの電位信号を比較するステップをさらに含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法。
5. 前記受光端面上の２つ以上の前記光センサは、相対位置関係を有し、
   前記相対位置関係により、前記２つ以上の光センサを、前記ソーラパネルの揺動軸心の端部の２つの隣接した側部に接続させる
   ことを特徴とする請求項１、３又は４の何れか１項に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法。
6. 前記受光端面上の２つ以上の前記光センサは、相対位置関係を有し、
   前記相対位置関係により、前記２つ以上の光センサを、前記受光端面上の両端側に設ける
   ことを特徴とする請求項１、３又は４の何れか１項に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法。
7. 前記受光端面上の２つ以上の前記光センサは、相対位置関係を有し、
   前記相対位置関係により、前記２つ以上の光センサを、前記受光端面上の両端側の先端角に設ける
   ことを特徴とする請求項１、３又は４の何れか１項に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法。
8. 前記日照度が高い所定時間範囲は、正午及び正午前後の時間帯であり、
   前記日照度が低い所定時間範囲には、午前及び午後の時間帯が含まれる
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法。
9. 前記電位差は、低電位信号と高電位信号との差であり、前記低電位信号を生成する前記光センサが設けられた前記受光端面の端部を、前記ソーラパネルの揺動に応じて上昇させ、前記高電位信号を生成する前記光センサが設けられた前記受光端面の端部を、前記ソーラパネルの揺動に応じて下降させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償方法。
10. 互いに隣接して設けられた複数のソーラパネルと、
    前記ソーラパネルを駆動し、太陽追尾方向で同期で揺動させる駆動ユニットと、
    前記ソーラパネルの受光端面上に個別に設置し、太陽光照射を受けて合致した電位信号を生成する相対位置関係を有する２つ以上の光センサと、を備え、
    前記光センサと前記駆動ユニットとの間に電気的に接続され、前記合致した電位信号を比較し、前記電位信号の間に電位差が存在し、前記電位信号の電位が等しくなって停止するまで、前記駆動ユニットにより前記ソーラパネルを同期で揺動させ、前記ソーラパネルの傾斜を補償し、前記受光端面全体で太陽光の照射を受ける
    ことを特徴とする太陽追尾パネルの傾斜自動補償装置。
11. 前記受光端面は、前記パネル上の受光表面か、或いは前記受光表面に隣接して平行に設けられ、前記パネルに応じて揺動する特定位置を含む
    ことを特徴とする請求項１０に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償装置。
12. 前記ソーラパネルは、水平状に隣接して設けられるか、傾けて隣接して設けられる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償装置。
13. 前記２つ以上の光センサは、前記ソーラパネルの揺動軸心の端部の２つの隣接した側部にそれぞれ接続される
    ことを特徴とする請求項１０に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償装置。
14. 前記２つ以上の光センサは、前記受光端面上の両端側に設けられる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償装置。
15. 前記２つ以上の光センサは、前記受光端面上の両端側の先端角に設けられる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償装置。
16. 前記電位差は、低電位信号と高電位信号との差であり、前記低電位信号を生成する前記光センサが設けられた前記受光端面の端部を、前記ソーラパネルの揺動に応じて上昇させ、前記高電位信号を生成する前記光センサが設けられた前記受光端面の端部を、前記ソーラパネルの揺動に応じて下降させる
    ことを特徴とする請求項１０、１３、１４又は１５の何れか１項に記載の太陽追尾パネルの傾斜自動補償装置。