JP2014072410A - 太陽パネルユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】太陽パネルの駆動制御に必要な消費電力を低減する。
【解決手段】太陽パネルユニット１０には、太陽パネル２０の角度が所定の指令角になるようにアクチュエータ４１を駆動させる制御部７３が設けられている。この制御部７３では、強風によって太陽パネル２０の角度がずれると、太陽パネル２０の角度を元に戻す復帰制御が行われる。復帰制御では、太陽パネル２０の角度がずれてから所定時間が経過するまでの間は、アクチュエータ４１を駆動させずに、強風が止むのを待ち、その後に、アクチュエータ４１の駆動を開始させて、太陽パネル２０の角度復帰を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、太陽光追尾方式の太陽パネルユニットに関し、特に、消費電力の低減策に係るものである。
従来より、太陽光追尾方式の太陽パネルユニットが知られている。例えば、特許文献１に開示の太陽パネルユニットは、太陽パネルと、電動モータを有する駆動部とを備えている。この太陽パネルユニットでは、太陽パネルに対して太陽光が直角に入射するように、太陽パネルが回動する。そのため、太陽パネルでの受光量を増大させて、太陽パネルの発電量を増大させることができる。
特開２００３−３２４２１０号公報
従来の太陽光追尾方式の太陽パネルユニットでは、太陽パネルに対して強風等の強い外力が作用すると、太陽パネルの角度がずれてしまう。そのため、太陽パネルの角度がずれた場合には、即座に電動モータを駆動させて、太陽パネルの角度を元に戻す駆動制御が行われていた。
しかし、従来の駆動制御では、強風が吹いている間は、常に電動モータに電力が供給されて電動モータが駆動されるため、消費電力が大きくなってしまうという問題があった。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、太陽パネルユニットにおいて、太陽パネルの駆動制御に必要な消費電力を低減することを目的としている。
第１の発明は、回動自在に支持された太陽パネル（20）と、該太陽パネル（20）に連結され、該太陽パネル（20）を回動させるアクチュエータ（41）と、上記太陽パネル（20）の角度を検知する角度検知部（60）と、該角度検知部（60）で検知された上記太陽パネル（20）の検知角が指令角となるように、上記アクチュエータ（41）を駆動させる制御部（73）とを備えた太陽パネルユニットを対象としている。そして、上記指令角は、太陽の方向に応じて定められる上記太陽パネル（20）の角度であって、該指令角を第１の所定時間毎に設定する指令角設定部（72）を備え、上記制御部（73）は、上記指令角設定部（72）で上記指令角が設定される毎に、上記検知角が上記指令角となるように上記アクチュエータ（41）を駆動させて上記太陽パネル（20）を追尾させる追尾制御と、該追尾制御の合間に上記検知角が上記指令角に対してずれた時に、第２の所定時間をおいて上記アクチュエータ（41）の駆動を開始させて上記太陽パネル（20）の角度を元に戻す復帰制御とを行うものである。
上記第１の発明では、強風によって太陽パネル（20）の角度が指令角に対してずれると、復帰制御が行われる。復帰制御では、太陽パネル（20）の角度がずれてから、所定時間（第２の所定時間）が経過した後に、アクチュエータ（41）の駆動が開始される。そのため、強風が止むまでの時間を所定時間（第２の所定時間）として設定しておけば、強風が止んだ後に、アクチュエータ（41）の駆動を開始して、太陽パネル（20）の角度復帰を行うことができる。その結果、強風が吹いている間に、無駄にアクチュエータ（41）を駆動させることが無くなり、アクチュエータ（41）を駆動させる時間が短くなる。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記アクチュエータ（41）は、空気圧によって上記太陽パネル（20）を回動させるものである。
上記第２の発明では、強風によって太陽パネル（20）が回動すると、空気圧式のアクチュエータ（41）が収縮（または、伸長）する。そして、そのアクチュエータ（41）が収縮する場合は、アクチュエータ（41）内の空気圧が上昇し、そのアクチュエータ（41）が伸長する場合は、アクチュエータ（41）内の空気圧が低下する。そのため、アクチュエータ（41）には、太陽パネル（20）の角度を元に戻そうとする方向に復元力が発生する。
上記第２の発明では、強風によって太陽パネル（20）の角度が指令角に対してずれると、所定の時間（第２の所定時間）が経過するまでの間は、空気圧式のアクチュエータ（41）の上記復元力によって、太陽パネル（20）の角度復帰が行われる。そして、その後にアクチュエータ（41）の駆動を開始して、残りの角度復帰が行われるため、アクチュエータ（41）を駆動させる時間が一層短くなる。
第３の発明は、上記第２の発明において、上記アクチュエータ（41）へ空気圧を供給する空気圧供給部（42）と、該空気圧供給部（42）と上記アクチュエータ（41）との間に接続された供給路（44）とを備え、該供給路（44）には、空気を外部へ放出するリリーフ弁（43）が設けられているものである。
上記第３の発明では、強風によって、太陽パネル（20）がアクチュエータ（41）の収縮方向に回動すると、アクチュエータ（41）内では、空気が圧縮されて空気圧が異常上昇する虞がある。しかし、上記第３の発明では、空気圧供給部（42）とアクチュエータ（41）との間に設けられたリリーフ弁（43）から空気が外部へと放出されるため、アクチュエータ（41）内の空気圧の異常上昇が抑えられる。
上記第１の発明によれば、強風によって太陽パネル（20）の角度がずれた場合に、その角度を元に戻す復帰制御を行うようにした。そして、復帰制御では、太陽パネル（20）の角度がずれてから所定の時間（第２の所定時間）が経過するまでの間は、アクチュエータ（41）を駆動させずに強風が止むのを待ち、所定の時間（第２の所定時間）が経過した後に、アクチュエータ（41）を駆動させて太陽パネル（20）の角度復帰を行うようにした。こうすることで、強風が吹いている間に、無駄にアクチュエータ（41）を駆動させることを無くすことができ、強風が吹いている間、常に電動モータを駆動させていた従来よりも、アクチュエータ（41）の駆動時間を短くして、消費電力を低減させることができる。
上記第２の発明によれば、アクチュエータ（41）を、空気圧式のアクチュエータにするようにした。これにより、強風によって太陽パネル（20）の角度がずれてから所定の時間（第２の所定時間）が経過するまでの間は、このアクチュエータ（41）の復元力によって、太陽パネル（20）の角度復帰を行うことができる。そして、所定の時間（第２の所定時間）内に、太陽パネル（20）の角度が完全に元に戻らない場合は、その後にこのアクチュエータ（41）の駆動を開始して、残りの角度復帰を行う。そのため、アクチュエータ（41）を駆動させる時間を一層短くして、消費電力を低減させることができる。
上記第３の発明によれば、空気圧供給部（42）とアクチュエータ（41）との間の供給路（44）に、リリーフ弁（43）を設けるようにした。これにより、アクチュエータ（41）内の空気圧の異常上昇を抑えることができ、その空気圧がアクチュエータ（41）や空気圧供給部（42）の耐圧を超えてしまって、アクチュエータ（41）や空気圧供給部（42）が破損するのを防止することができる。
図１は、実施形態に係る太陽パネルユニットの全体の概略構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る駆動用架台の太陽パネル、アクチュエータユニット等を示す概略構成図である。 図３は、実施形態に係る制御部での制御フローを示すフローチャートである。 図４は、実施形態に係る太陽パネルの傾斜と空気袋で発生する復元力との関係を示す図である。 図５は、実施形態に係る時間と太陽パネルの角度との関係を示すグラフである。 図６は、その他の実施形態に係る駆動用架台の太陽パネル、アクチュエータユニット等を示す概略構成図である。 図７は、その他の実施形態に係る駆動用架台の太陽パネル、アクチュエータユニット等を示す概略構成図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
《発明の実施形態１》
図１及び図２に示すように、本実施形態の太陽パネルユニット（10）は、複数の太陽パネル（20）を備え、該複数の太陽パネル（20）を太陽の動きに追従させるようにしたものである。
太陽パネルユニット（10）は、複数の太陽パネル（20）よって構成される光追尾パネル群（2A）と、該光追尾パネル群（2A）を支持する支持機構（30）と、光追尾パネル群（2A）を傾動させるアクチュエータユニット（40）とを備えている。
光追尾パネル群（2A）は、太陽パネル（20）が固定された複数のモジュールユニット（2B）を備え、例えば、５台のモジュールユニット（2B）が並列に配列されて構成されている。この５台のモジュールユニット（2B）は、東西方向に配列されている。
モジュールユニット（2B）には、複数の太陽パネル（20）が取り付けられている。各太陽パネル（20）は、平板状に形成され、上面が受光面（21）になっている。
支持機構（30）は、モジュールユニット（2B）毎に該モジュールユニット（2B）が設置される架台（31）と、モジュールユニット（2B）を連結するリンク（32）とを備えている。
架台（31）は、太陽パネル（20）が北に向かって上向きに傾斜するように、太陽パネル（20）を支持するものである。５つの架台（31）の内、中央に位置する架台（31）は、モジュールユニット（2B）を東西方向に回動させる駆動用架台（31A）を構成し、左右２つずつの架台（31）は、駆動用架台（31A）のモジュールユニット（2B）の回動にしたがってモジュールユニット（2B）が回動する従動用架台（31B）を構成している。
各架台（31）は、基台（33）（図２を参照）と、該基台（33）にモジュールユニット（2B）を連結するステー（34）と、該ステー（34）に連結されると共に、モジュールユニット（2B）に取り付けられた回転軸（35）とを備えている。回転軸（35）は、モジュールユニット（2B）の長手方向である南北方向に延び、モジュールユニット（2B）を左右方向である東西方向に回動するようにモジュールユニット（2B）に取り付けられている。そして、回転軸（35）は、太陽パネル（20）の左右方向（東西方向）の中央に位置している。
リンク（32）は、５つのモジュールユニット（2B）の一端にピン連結され、駆動用架台（31A）のモジュールユニット（2B）の回動にしたがって従動用架台（31B）のモジュールユニット（2B）が回動するように構成されている。
アクチュエータユニット（40）は、アクチュエータ（41）と空気圧供給部（42）とリリーフ弁（43）とを備えている。
アクチュエータ（41）は、太陽パネル（20）に連結されて、該太陽パネル（20）を回動させるものである。このアクチュエータ（41）は、空気圧によって伸縮する空気圧式のアクチュエータであって、空気袋（41a）とロッド（41b）とを備えている。
空気袋（41a）は、上下方向に伸縮自在に形成され、駆動用架台（31A）上に設置されている。この空気袋（41a）の下端は、供給路（44）を介して空気圧供給部（42）の空気弁（42c）に接続されている。
ロッド（41b）は、上下方向に延びる棒状部材であって、その上端が太陽パネル（20）に連結され、その下端が空気袋（41a）の上端に連結されている。
アクチュエータ（41）は、空気圧供給部（42）から空気袋（41a）へ空気を供給して、空気袋（41a）に空気圧を作用させると、その空気袋（41a）が上向きに伸長し、それに伴ってロッド（41b）が太陽パネル（20）を上向きに押圧するように構成されている。また、アクチュエータ（41）は、空気袋（41a）から空気圧供給部（42）へ空気を流して、空気圧の作用をなくすと、太陽パネル（20）の自重によって空気袋（41a）が収縮するように構成されている。
空気圧供給部（42）は、アクチュエータ（41）へ空気圧を供給、または、アクチュエータ（41）から空気を排出して、アクチュエータ（41）を駆動（伸縮）させるものであって、空気圧縮機（42a）と空気タンク（42b）と空気弁（42c）とを備えている。
空気圧縮機（42a）は、所定の圧力を有する空気（圧力空気）を吐出するものである。
空気タンク（42b）は、空気圧縮機（42a）に接続され、空気圧縮機（42a）から吐出された圧力空気を貯留しておくものである。
空気弁（42c）は、空気タンク（42b）に接続されている。この空気弁（42c）は、三方向切換弁であって、空気タンク（42b）から空気袋（41a）へ空気を供給する状態と、空気袋（41a）から外部へ空気を排出する状態とが切り換わるように構成されている。また、空気弁（42c）は、信号ラインを介して、マイコン部（71）に接続されている。空気弁（42c）は、このマイコン部（71）によって弁の開閉が制御される。
リリーフ弁（43）は、供給路（44）に設けられている。このリリーフ弁（43）は、空気弁（42c）が閉じて、空気袋（41a）と空気タンク（42b）、空気袋（41a）と外部とがそれぞれ連通していない時に、空気袋（41a）内の空気圧が異常に上昇するのを防ぐものである。本実施形態の太陽パネルユニット（10）では、強風等の外力によって、太陽パネル（20）が空気袋（41a）の収縮方向に回動すると、空気袋（41a）内では、空気が圧縮されて空気圧が上昇する。しかし、その空気圧がリリーフ弁（43）の設定圧に達すると、リリーフ弁（43）から外部へ空気が放出されるため、空気圧の異常上昇が回避される。
また、太陽パネルユニット（10）は、パワーコンディショナ（50）と、角度センサ（60）と、コントローラ（70）とを備えている。
パワーコンディショナ（50）は、太陽パネル（20）から出力された直流電力を交流電力に変換する電力変換部を構成する。パワーコンディショナ（50）から出力された交流電力は、所定の負荷（図示省略）に供給される。
角度センサ（60）は、太陽パネル（20）の角度（傾斜角）を検知するものであって、本発明の角度検知部を構成している。角度センサ（60）は、駆動用架台（31A）の回転軸（35）に取り付けられている。本実施形態の角度センサ（60）は、太陽パネル（20）の角度に応じて出力電圧が変化する角度ポテンションメータで構成される。角度センサ（60）の検知信号は、マイコン部（71）に適宜入力され、演算されて検知角として記憶される。
コントローラ（70）には、太陽パネル（20）から出力された直流電力の一部が供給される。コントローラ（70）は、指令角設定部（72）と制御部（73）とを有するマイコン部（71）を備えている。
指令角設定部（72）は、太陽パネル（20）の指令角を所定時間毎（本発明に係る第１の所定時間毎）に設定するものである。指令角は、太陽の方向に応じて定められる太陽パネル（20）の角度であって、例えば、太陽パネル（20）による発電量が最大となるように設定変更される。具体的に、指令角は、朝方に太陽パネル（20）の受光面（21）が東側を向く角度に設定され、昼に太陽パネル（20）の受光面（21）がほぼ真上を向く角度に設定され、夕方に太陽パネル（20）の受光面（21）が西側を向く角度に設定される。本実施形態では、朝方から夕方までの間、この指令角の設定が１分毎に行われる。尚、上記所定時間（第１の所定時間）の長さは単なる一例であって、これに限るものではない。
制御部（73）は、アクチュエータ（41）を駆動させて、太陽パネル（20）の角度を制御するものである。具体的に、制御部（73）では、角度センサ（60）で検知された太陽パネル（20）の検知角が指令角設定部（72）で設定された指令角になるように、アクチュエータ（41）が駆動制御される。制御部（73）では、追尾制御と復帰制御とが行われる。
追尾制御は、太陽の動きに合わせて、太陽パネル（20）を追尾させる制御である。追尾制御は、指令角設定部（72）で新たな指令角が設定される毎（１分毎）に行われ、制御部（73）では、太陽パネル（20）の角度（検知角）がその新たな指令角と一致するように、アクチュエータ（41）の駆動制御が行われる。
復帰制御は、強風等の外力が太陽パネル（20）に作用して、太陽パネル（20）の角度がずれた時に、その角度を元に戻す制御である。復帰制御は、追尾制御の合間に、太陽パネル（20）の角度（検知角）が指令角に対してずれた時に行われる。制御部（73）では、指令角に対して太陽パネル（20）の角度（検知角）がずれた時点から所定時間（本発明に係る第２の所定時間）経過した後に、アクチュエータ（41）の駆動制御が開始される。本実施形態では、この所定時間（第２の所定時間）が５秒に設定されている。尚、この所定時間（第２の所定時間）の長さは単なる一例であって、これに限るものではない。
−運転動作−
太陽パネルユニット（10）の運転動作について説明する。
朝方において、太陽パネル（20）の受光面（21）に太陽光が射し込むと、太陽パネル（20）から直流電力が発生し、この直流電力の一部がコントローラ（70）に供給され、太陽パネルユニット（10）の電源が投入される。
太陽パネルユニット（10）では、電源が投入されると、制御部（73）において、太陽パネル（20）の駆動制御が行われる。制御部（73）では、追尾制御と復帰制御とが、図３に示す制御フローに従って行われる。
（追尾制御）
追尾制御の動作について説明する。
制御部（73）では、先ず、ステップＳＴ１において、太陽パネル（20）が所望の角度になっているかが判定される。具体的には、角度検知部（60）で検知された検知角が、指令角設定部（72）で設定された指令角に等しいか否かが判定される。
ステップＳＴ１では、指令角設定部（72）において新たな指令角が設定されていない間は、検知角が指令角と等しいと判定され、ステップＳＴ２へと進む。そして、実行フラッグがセットされていない状態のまま、ステップＳＴ１へと戻り、ステップＳＴ１、ＳＴ２が繰り返される。その後、指令角設定部（72）において新たな指令角が設定されると、検知角と指令角とが異なると判定され、ステップＳＴ３へと進む。
ステップＳＴ３では、実行フラグがセットされているか否かが判定される。この実行フラグは、ステップＳＴ１において検知角が指令角と異なると判定された場合にセットされる。具体的には、ステップＳＴ１において、検知角が指令角と異なると判定されると、判定直後は（１回目のループでは）、実行フラグはまだセットされていないため、ステップＳＴ４へと進み、実行フラグがセットされる。そして、その後は（２回目以降のループでは）、実行フラグがセットされているため、ステップＳＴ５へと進む。
ステップＳＴ５では、検知角と指令角とが異なると判定されてから、所定時間以上（ここでは、５秒以上）が経過したか否かが判定される。その経過時間が所定時間内（５秒以内）の場合は、ステップＳＴ１、ＳＴ３、ＳＴ５の順に繰り返される。そして、その経過時間が所定時間（５秒）に達すると、ステップＳＴ６へと進む。
ステップＳＴ６では、空気圧供給部（42）の駆動によって、アクチュエータ（41）が駆動する。具体的には、マイコン部（71）から空気圧供給部（42）の空気弁（42c）へ制御信号が出力されると、空気弁（42c）では、空気タンク（42b）とアクチュエータ（41）の空気袋（41a）とが連通するように切り換えられ、空気タンク（42b）から空気袋（41a）へ空気圧が供給される。そして、この空気圧が空気袋（41a）に作用して空気袋（41a）が伸長すると、ロッド（41b）が上昇して、太陽パネル（20）が上向きに押圧される。そして、太陽パネル（20）は、この押圧によって、検知角と指令角とが一致するまで回動する（ステップＳＴ７）。そして、その後にステップＳＴ７からステップＳＴ１へと戻り、ステップＳＴ２において実行フラグが解除され、制御が終了する。
（復帰制御）
次に、復帰制御の動作について説明する。復帰制御は、追尾制御の合間に、太陽パネル（20）が強風等の外力を受けて、太陽パネル（20）の角度（検知角）が指令角に対してずれた時に行われる。
太陽パネル（20）の角度（検知角）がずれると、ステップＳＴ１では、検知角が指令角と異なると判定され、ステップＳＴ３へと進む。
次に、ステップＳＴ３では、実行フラグがセットされているか否かが判定される。ステップＳＴ１において、検知角が指令角と異なると判定されると、判定直後は（１回目のループでは）、実行フラグはまだセットされていないため、ステップＳＴ４へと進み、実行フラグがセットされる。そして、その後は（２回目以降のループでは）、実行フラグがセットされているため、ステップＳＴ５へと進む。
次に、ステップＳＴ５では、外力（強風）によって太陽パネル（20）の角度がずれて検知角と指令角とが異なると判定されてから所定時間以上（ここでは、５秒以上）経過したか否かが判定される。具体的に、その経過時間が所定時間内（５秒以内）の場合は、ステップＳＴ１、ＳＴ３、ＳＴ５の順に繰り返される。そして、その経過時間が所定時間（５秒）に達すると、ステップＳＴ６へと進む。このように、ステップＳＴ５では、ステップＳＴ６においてアクチュエータ（41）を駆動させる前に、所定時間（５秒間）待機状態がつくられる。
上記待機時間中（５秒の間に）、空気袋（41a）には復元力が発生し、その復元力が太陽パネル（20）に作用する。詳しくは、図４（ａ）に示すように、太陽パネル（20）が指令角の位置（図４（ｂ）参照）に対して東側（傾斜角が大きくなる方向）に傾くと、空気袋（41a）が収縮して空気袋（41a）内の空気圧が上昇する。そのため、空気袋（41a）には、伸長する方向に復元力が発生し、その復元力によって太陽パネル（20）は指令角の位置へと戻される。逆に、図４（ｃ）に示すように、太陽パネル（20）が指令角の位置（図４（ｂ）参照）に対して西側（傾斜角が小さくなる方向）に傾くと、空気袋（41a）が伸長して空気袋（41a）内の空気圧が低下する。そのため、空気袋（41a）には、収縮する方向に復元力が発生し、その復元力によって太陽パネル（20）は指令角の位置へと戻される。その結果、図５に示すように、太陽パネル（20）は、外力によって傾いた後、しばらくの間は復元力によって指令角付近で振動し、その振動はやがて減衰して指令角の位置へと近づく。そして、上記待機時間中（５秒の間）に、太陽パネル（20）が指令角の位置へ完全に戻ると、ステップＳＴ１において検知角が指令角と等しいと判定され、ステップＳＴ２において実行フラグが解除され、制御が終了する。
ステップＳＴ６では、上記待機時間中（５秒の間）に、太陽パネル（20）が指令角の位置へ完全に戻らなかった場合（検知角と指令角とが一致しなかった場合）に、空気圧供給部（42）の駆動によって、アクチュエータ（41）が駆動する。
具体的に、検知角が指令角よりも小さい場合は、空気タンク（42b）と空気袋（41a）とが連通するように空気弁（42c）が切り換えられ、空気タンク（42b）から空気袋（41a）へ空気圧が供給される。そして、この空気圧が空気袋（41a）に作用して空気袋（41a）が伸長すると、ロッド（41b）が上昇して、太陽パネル（20）が上向きに押圧される。そして、太陽パネル（20）は、この押圧によって、検知角と指令角とが一致するまで回動する（ステップＳＴ７）。そして、その後にステップＳＴ７からステップＳＴ１へと戻り、ステップＳＴ２において実行フラグが解除されて、制御が終了する。
一方、検知角が指令角よりも大きい場合は、空気袋（41a）と外部とが連通するように空気弁（42c）が切り換えられ、空気袋（41a）から外部へ空気が排出される。そして、太陽パネル（20）が自重によって空気袋（41a）を収縮させながら、検知角と指令角とが一致するまで回動する（ステップＳＴ７）。そして、その後にステップＳＴ７からステップＳＴ１へと戻り、ステップＳＴ２において実行フラグが解除されて、制御が終了する。
−実施形態の効果−
上記実施形態によれば、強風によって太陽パネル（20）の角度がずれた場合に、その角度を元に戻す復帰制御を行うようにした。そして、復帰制御では、太陽パネル（20）の角度がずれてから所定時間（５秒）が経過するまでの間は、アクチュエータ（41）を駆動させずに強風が止むのを待ち、所定時間（５秒）が経過した後に、アクチュエータ（41）を駆動させて太陽パネル（20）の角度復帰を行うようにした。こうすることで、強風が吹いている間に、無駄にアクチュエータ（41）を駆動させることを無くすことができ、強風が吹いている間、常に電動モータを駆動させていた従来よりも、アクチュエータ（41）の駆動時間を短くして、消費電力を低減させることができる。
また、上記実施形態によれば、アクチュエータ（41）を、空気圧式のアクチュエータにするようにした。これにより、強風によって太陽パネル（20）の角度がずれてから所定時間（５秒）が経過するまでの間は、このアクチュエータ（41）の復元力によって、太陽パネル（20）の角度復帰を行うことができる。そして、所定時間内（５秒以内）に、太陽パネル（20）の角度が完全に元に戻らない場合は、その後に、このアクチュエータ（41）の駆動を開始させて、残りの角度復帰を行う。そのため、アクチュエータ（41）を駆動させる時間を一層短くして、消費電力を低減させることができる。
また、上記実施形態によれば、空気弁（42c）と空気袋（41a）との間の供給路（44）に、リリーフ弁（43）を設けるようにした。これにより、強風によって太陽パネル（20）が空気袋（41a）の収縮方向に回動しても、空気袋（41a）内の空気圧の異常上昇を抑えることができる。その結果、空気袋（41a）内の空気圧が空気袋（41a）や空気弁（42c）の耐圧を超えてしまって、空気袋（41a）や空気弁（42c）が破損するのを防止することができる。
〈その他の実施形態〉
上記実施形態では、空気圧供給部（42）の空気弁（42c）を１つの三方向切換弁で構成している。しかし、この空気弁（42c）は、空気タンク（42b）から空気袋（41a）へ空気を供給する状態と、空気袋（41a）から外部へ空気を排出する状態とが切り換わるものであれば良く、例えば、図６に示すように、２つの二方向切換弁によって構成しても構わない。
また、上記実施形態では、１つのアクチュエータ（41）によって、太陽パネル（20）を回動させている。しかし、アクチュエータ（41）の構成は、これに限らず、例えば、図７に示すように、２つのアクチュエータ（41）によって太陽パネル（20）を回動させても構わない。この場合、２つのアクチュエータ（41）は、一方のアクチュエータ（41）の空気袋（41a）が伸長すると、他方のアクチュエータ（41）の空気袋（41a）が収縮するように構成されている。そして、空気弁（42c）は、３つのポートを有した２つの切換弁で構成され、空気タンク（42b）から一方の空気袋（41a）へ空気圧を供給して該空気袋（41a）を伸長させつつ、他方の空気袋（41a）から外部へ空気を排出して該空気袋（41a）を収縮させる状態を交互に形成するように構成されている。
また、上記実施形態では、追尾制御を復帰制御と同じ制御フロー（図３参照）で行っている。つまり、追尾制御においても、復帰制御と同様に、検知角と指令角とが異なると判定してから所定時間後（５秒後）に、アクチュエータ（41）を駆動させるようにしている。しかし、追尾制御の制御フローはこれに限らず、例えば、検知角と指令角とが異なると判定した直後に、アクチュエータ（41）を駆動させるようにしても構わない。こうすることで、太陽の動きに対する太陽パネル（20）の追従性を高めることができる。
また、上記実施形態の復帰制御では、検知角と指令角とがずれてから所定時間後にアクチュエータ（41）の駆動を開始させているが、これに限らず、例えば、前の復帰制御が終了した時点から所定時間後にアクチュエータ（41）の駆動を開始させても構わない。
以上説明したように、本発明は、太陽光追尾方式の太陽パネルユニットについて有用である。
１０ 太陽パネルユニット
２０ 太陽パネル
４１ アクチュエータ
４２ 空気圧供給部
４３ リリーフ弁
４４ 供給路
６０ 角度センサ（角度検知部）
７２ 指令角設定部
７３ 制御部
本発明は、太陽光追尾方式の太陽パネルユニットに関し、特に、消費電力の低減策に係るものである。
従来より、太陽光追尾方式の太陽パネルユニットが知られている。例えば、特許文献１に開示の太陽パネルユニットは、太陽パネルと、電動モータを有する駆動部とを備えている。この太陽パネルユニットでは、太陽パネルに対して太陽光が直角に入射するように、太陽パネルが回動する。そのため、太陽パネルでの受光量を増大させて、太陽パネルの発電量を増大させることができる。
特開２００３−３２４２１０号公報
従来の太陽光追尾方式の太陽パネルユニットでは、太陽パネルに対して強風等の強い外力が作用すると、太陽パネルの角度がずれてしまう。そのため、太陽パネルの角度がずれた場合には、即座に電動モータを作動させて、太陽パネルの角度を元に戻す駆動制御が行われていた。
しかし、従来の駆動制御では、強風が吹いている間は、常に電動モータに電力が供給されて電動モータが作動するため、消費電力が大きくなってしまうという問題があった。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、太陽パネルユニットにおいて、太陽パネルの駆動制御に必要な消費電力を低減することを目的としている。
第１の発明は、回動自在に支持された太陽パネル（20）と、該太陽パネル（20）に連結され、該太陽パネル（20）を回動させるアクチュエータ（41）と、上記太陽パネル（20）の角度を検知する角度検知部（60）と、該角度検知部（60）で検知された上記太陽パネル（20）の検知角が指令角となるように、上記アクチュエータ（41）を作動させる制御部（73）とを備えた太陽パネルユニットを対象としている。そして、上記指令角は、太陽の方向に応じて定められる上記太陽パネル（20）の角度であって、該指令角を第１の所定時間毎に設定する指令角設定部（72）を備え、上記制御部（73）は、上記指令角設定部（72）で上記指令角が設定される毎に、上記検知角が上記指令角となるように上記アクチュエータ（41）を作動させる追尾制御と、該追尾制御の合間に上記検知角が上記指令角に対してずれた時に、第２の所定時間をおいて上記アクチュエータ（41）の作動を開始させて上記太陽パネル（20）の角度を元に戻す復帰制御とを行うものである。
上記第１の発明では、強風によって太陽パネル（20）の角度が指令角に対してずれると、復帰制御が行われる。復帰制御では、太陽パネル（20）の角度がずれてから、所定時間（第２の所定時間）が経過した後に、アクチュエータ（41）の作動が開始される。そのため、強風が止むまでの時間を所定時間（第２の所定時間）として設定しておけば、強風が止んだ後に、アクチュエータ（41）の作動を開始して、太陽パネル（20）の角度復帰を行うことができる。その結果、強風が吹いている間に、無駄にアクチュエータ（41）を作動させることが無くなり、アクチュエータ（41）を作動させる時間が短くなる。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記アクチュエータ（41）は、空気圧によって上記太陽パネル（20）を回動させるものである。
上記第２の発明では、強風によって太陽パネル（20）が回動すると、空気圧式のアクチュエータ（41）が収縮（または、伸長）する。そして、そのアクチュエータ（41）が収縮する場合は、アクチュエータ（41）内の空気圧が上昇し、そのアクチュエータ（41）が伸長する場合は、アクチュエータ（41）内の空気圧が低下する。そのため、アクチュエータ（41）には、太陽パネル（20）の角度を元に戻そうとする方向に復元力が発生する。
上記第２の発明では、強風によって太陽パネル（20）の角度が指令角に対してずれると、所定の時間（第２の所定時間）が経過するまでの間は、空気圧式のアクチュエータ（41）の上記復元力によって、太陽パネル（20）の角度復帰が行われる。そして、その後にアクチュエータ（41）の作動を開始して、残りの角度復帰が行われるため、アクチュエータ（41）を作動させる時間が一層短くなる。
第３の発明は、上記第２の発明において、上記アクチュエータ（41）へ空気圧を供給する空気圧供給部（42）と、該空気圧供給部（42）と上記アクチュエータ（41）との間に接続された供給路（44）とを備え、該供給路（44）には、空気を外部へ放出するリリーフ弁（43）が設けられているものである。
上記第３の発明では、強風によって、太陽パネル（20）がアクチュエータ（41）の収縮方向に回動すると、アクチュエータ（41）内では、空気が圧縮されて空気圧が異常上昇する虞がある。しかし、上記第３の発明では、空気圧供給部（42）とアクチュエータ（41）との間に設けられたリリーフ弁（43）から空気が外部へと放出されるため、アクチュエータ（41）内の空気圧の異常上昇が抑えられる。
上記第１の発明によれば、強風によって太陽パネル（20）の角度がずれた場合に、その角度を元に戻す復帰制御を行うようにした。そして、復帰制御では、太陽パネル（20）の角度がずれてから所定の時間（第２の所定時間）が経過するまでの間は、アクチュエータ（41）を作動させずに強風が止むのを待ち、所定の時間（第２の所定時間）が経過した後に、アクチュエータ（41）を作動させて太陽パネル（20）の角度復帰を行うようにした。こうすることで、強風が吹いている間に、無駄にアクチュエータ（41）を作動させることを無くすことができ、強風が吹いている間、常に電動モータを作動させていた従来よりも、アクチュエータ（41）の作動時間を短くして、消費電力を低減させることができる。
上記第２の発明によれば、アクチュエータ（41）を、空気圧式のアクチュエータにするようにした。これにより、強風によって太陽パネル（20）の角度がずれてから所定の時間（第２の所定時間）が経過するまでの間は、このアクチュエータ（41）の復元力によって、太陽パネル（20）の角度復帰を行うことができる。そして、所定の時間（第２の所定時間）内に、太陽パネル（20）の角度が完全に元に戻らない場合は、その後にこのアクチュエータ（41）の作動を開始して、残りの角度復帰を行う。そのため、アクチュエータ（41）を作動させる時間を一層短くして、消費電力を低減させることができる。
上記第３の発明によれば、空気圧供給部（42）とアクチュエータ（41）との間の供給路（44）に、リリーフ弁（43）を設けるようにした。これにより、アクチュエータ（41）内の空気圧の異常上昇を抑えることができ、その空気圧がアクチュエータ（41）や空気圧供給部（42）の耐圧を超えてしまって、アクチュエータ（41）や空気圧供給部（42）が破損するのを防止することができる。
図１は、実施形態に係る太陽パネルユニットの全体の概略構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る駆動用架台の太陽パネル、アクチュエータユニット等を示す概略構成図である。 図３は、実施形態に係る制御部での制御フローを示すフローチャートである。 図４は、実施形態に係る太陽パネルの傾斜と空気袋で発生する復元力との関係を示す図である。 図５は、実施形態に係る時間と太陽パネルの角度との関係を示すグラフである。 図６は、その他の実施形態に係る駆動用架台の太陽パネル、アクチュエータユニット等を示す概略構成図である。 図７は、その他の実施形態に係る駆動用架台の太陽パネル、アクチュエータユニット等を示す概略構成図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
《発明の実施形態１》
図１及び図２に示すように、本実施形態の太陽パネルユニット（10）は、複数の太陽パネル（20）を備え、該複数の太陽パネル（20）を太陽の動きに追従させるようにしたものである。
太陽パネルユニット（10）は、複数の太陽パネル（20）よって構成される光追尾パネル群（2A）と、該光追尾パネル群（2A）を支持する支持機構（30）と、光追尾パネル群（2A）を傾動させるアクチュエータユニット（40）とを備えている。
光追尾パネル群（2A）は、太陽パネル（20）が固定された複数のモジュールユニット（2B）を備え、例えば、５台のモジュールユニット（2B）が並列に配列されて構成されている。この５台のモジュールユニット（2B）は、東西方向に配列されている。
モジュールユニット（2B）には、複数の太陽パネル（20）が取り付けられている。各太陽パネル（20）は、平板状に形成され、上面が受光面（21）になっている。
支持機構（30）は、モジュールユニット（2B）毎に該モジュールユニット（2B）が設置される架台（31）と、モジュールユニット（2B）を連結するリンク（32）とを備えている。
架台（31）は、太陽パネル（20）が北に向かって上向きに傾斜するように、太陽パネル（20）を支持するものである。５つの架台（31）の内、中央に位置する架台（31）は、モジュールユニット（2B）を東西方向に回動させる駆動用架台（31A）を構成し、左右２つずつの架台（31）は、駆動用架台（31A）のモジュールユニット（2B）の回動にしたがってモジュールユニット（2B）が回動する従動用架台（31B）を構成している。
各架台（31）は、基台（33）（図２を参照）と、該基台（33）にモジュールユニット（2B）を連結するステー（34）と、該ステー（34）に連結されると共に、モジュールユニット（2B）に取り付けられた回転軸（35）とを備えている。回転軸（35）は、モジュールユニット（2B）の長手方向である南北方向に延び、モジュールユニット（2B）を左右方向である東西方向に回動するようにモジュールユニット（2B）に取り付けられている。そして、回転軸（35）は、太陽パネル（20）の左右方向（東西方向）の中央に位置している。
リンク（32）は、５つのモジュールユニット（2B）の一端にピン連結され、駆動用架台（31A）のモジュールユニット（2B）の回動にしたがって従動用架台（31B）のモジュールユニット（2B）が回動するように構成されている。
アクチュエータユニット（40）は、アクチュエータ（41）と空気圧供給部（42）とリリーフ弁（43）とを備えている。
アクチュエータ（41）は、太陽パネル（20）に連結されて、該太陽パネル（20）を回動させるものである。このアクチュエータ（41）は、空気圧によって伸縮する空気圧式のアクチュエータであって、空気袋（41a）とロッド（41b）とを備えている。
空気袋（41a）は、上下方向に伸縮自在に形成され、駆動用架台（31A）上に設置されている。この空気袋（41a）の下端は、供給路（44）を介して空気圧供給部（42）の空気弁（42c）に接続されている。
ロッド（41b）は、上下方向に延びる棒状部材であって、その上端が太陽パネル（20）に連結され、その下端が空気袋（41a）の上端に連結されている。
アクチュエータ（41）は、空気圧供給部（42）から空気袋（41a）へ空気を供給して、空気袋（41a）に空気圧を作用させると、その空気袋（41a）が上向きに伸長し、それに伴ってロッド（41b）が太陽パネル（20）を上向きに押圧するように構成されている。また、アクチュエータ（41）は、空気袋（41a）から空気圧供給部（42）へ空気を流して、空気圧の作用をなくすと、太陽パネル（20）の自重によって空気袋（41a）が収縮するように構成されている。
空気圧供給部（42）は、アクチュエータ（41）へ空気圧を供給、または、アクチュエータ（41）から空気を排出して、アクチュエータ（41）を作動（伸縮）させるものであって、空気圧縮機（42a）と空気タンク（42b）と空気弁（42c）とを備えている。
空気圧縮機（42a）は、所定の圧力を有する空気（圧力空気）を吐出するものである。
空気タンク（42b）は、空気圧縮機（42a）に接続され、空気圧縮機（42a）から吐出された圧力空気を貯留しておくものである。
空気弁（42c）は、空気タンク（42b）に接続されている。この空気弁（42c）は、三方向切換弁であって、空気タンク（42b）から空気袋（41a）へ空気を供給する状態と、空気袋（41a）から外部へ空気を排出する状態とが切り換わるように構成されている。また、空気弁（42c）は、信号ラインを介して、マイコン部（71）に接続されている。空気弁（42c）は、このマイコン部（71）によって弁の開閉が制御される。
リリーフ弁（43）は、供給路（44）に設けられている。このリリーフ弁（43）は、空気弁（42c）が閉じて、空気袋（41a）と空気タンク（42b）、空気袋（41a）と外部とがそれぞれ連通していない時に、空気袋（41a）内の空気圧が異常に上昇するのを防ぐものである。本実施形態の太陽パネルユニット（10）では、強風等の外力によって、太陽パネル（20）が空気袋（41a）の収縮方向に回動すると、空気袋（41a）内では、空気が圧縮されて空気圧が上昇する。しかし、その空気圧がリリーフ弁（43）の設定圧に達すると、リリーフ弁（43）から外部へ空気が放出されるため、空気圧の異常上昇が回避される。
また、太陽パネルユニット（10）は、パワーコンディショナ（50）と、角度センサ（60）と、コントローラ（70）とを備えている。
パワーコンディショナ（50）は、太陽パネル（20）から出力された直流電力を交流電力に変換する電力変換部を構成する。パワーコンディショナ（50）から出力された交流電力は、所定の負荷（図示省略）に供給される。
角度センサ（60）は、太陽パネル（20）の角度（傾斜角）を検知するものであって、本発明の角度検知部を構成している。角度センサ（60）は、駆動用架台（31A）の回転軸（35）に取り付けられている。本実施形態の角度センサ（60）は、太陽パネル（20）の角度に応じて出力電圧が変化する角度ポテンションメータで構成される。角度センサ（60）の検知信号は、マイコン部（71）に適宜入力され、演算されて検知角として記憶される。
コントローラ（70）には、太陽パネル（20）から出力された直流電力の一部が供給される。コントローラ（70）は、指令角設定部（72）と制御部（73）とを有するマイコン部（71）を備えている。
指令角設定部（72）は、太陽パネル（20）の指令角を所定時間毎（本発明に係る第１の所定時間毎）に設定するものである。指令角は、太陽の方向に応じて定められる太陽パネル（20）の角度であって、例えば、太陽パネル（20）による発電量が最大となるように設定変更される。具体的に、指令角は、朝方に太陽パネル（20）の受光面（21）が東側を向く角度に設定され、昼に太陽パネル（20）の受光面（21）がほぼ真上を向く角度に設定され、夕方に太陽パネル（20）の受光面（21）が西側を向く角度に設定される。本実施形態では、朝方から夕方までの間、この指令角の設定が１分毎に行われる。尚、上記所定時間（第１の所定時間）の長さは単なる一例であって、これに限るものではない。
制御部（73）は、アクチュエータ（41）を作動させて、太陽パネル（20）の角度を制御するものである。具体的に、制御部（73）では、角度センサ（60）で検知された太陽パネル（20）の検知角が指令角設定部（72）で設定された指令角になるように、アクチュエータ（41）の作動が制御される。制御部（73）では、追尾制御と復帰制御とが行われる。
追尾制御は、太陽パネル（20）を太陽の動きに追従させる制御である。追尾制御は、指令角設定部（72）で新たな指令角が設定される毎（１分毎）に行われ、制御部（73）では、太陽パネル（20）の角度（検知角）がその新たな指令角と一致するように、アクチュエータ（41）の作動が制御される。
復帰制御は、強風等の外力が太陽パネル（20）に作用して、太陽パネル（20）の角度がずれた時に、その角度を元に戻す制御である。復帰制御は、追尾制御の合間に、太陽パネル（20）の角度（検知角）が指令角に対してずれた時に行われる。制御部（73）では、指令角に対して太陽パネル（20）の角度（検知角）がずれた時点から所定時間（本発明に係る第２の所定時間）経過した後に、アクチュエータ（41）の作動を開始する。本実施形態では、この所定時間（第２の所定時間）が５秒に設定されている。尚、この所定時間（第２の所定時間）の長さは単なる一例であって、これに限るものではない。
−運転動作−
太陽パネルユニット（10）の運転動作について説明する。
朝方において、太陽パネル（20）の受光面（21）に太陽光が射し込むと、太陽パネル（20）から直流電力が発生し、この直流電力の一部がコントローラ（70）に供給され、太陽パネルユニット（10）の電源が投入される。
太陽パネルユニット（10）では、電源が投入されると、制御部（73）において、太陽パネル（20）の駆動制御が行われる。制御部（73）では、追尾制御と復帰制御とが、図３に示す制御フローに従って行われる。
（追尾制御）
追尾制御の動作について説明する。
制御部（73）では、先ず、ステップＳＴ１において、太陽パネル（20）が所望の角度になっているかが判定される。具体的には、角度検知部（60）で検知された検知角が、指令角設定部（72）で設定された指令角に等しいか否かが判定される。
ステップＳＴ１では、指令角設定部（72）において新たな指令角が設定されていない間は、検知角が指令角と等しいと判定され、ステップＳＴ２へと進む。そして、実行フラッグがセットされていない状態のまま、ステップＳＴ１へと戻り、ステップＳＴ１、ＳＴ２が繰り返される。その後、指令角設定部（72）において新たな指令角が設定されると、検知角と指令角とが異なると判定され、ステップＳＴ３へと進む。
ステップＳＴ３では、実行フラグがセットされているか否かが判定される。この実行フラグは、ステップＳＴ１において検知角が指令角と異なると判定された場合にセットされる。具体的には、ステップＳＴ１において、検知角が指令角と異なると判定されると、判定直後は（１回目のループでは）、実行フラグはまだセットされていないため、ステップＳＴ４へと進み、実行フラグがセットされる。そして、その後は（２回目以降のループでは）、実行フラグがセットされているため、ステップＳＴ５へと進む。
ステップＳＴ５では、検知角と指令角とが異なると判定されてから、所定時間以上（ここでは、５秒以上）が経過したか否かが判定される。その経過時間が所定時間内（５秒以内）の場合は、ステップＳＴ１、ＳＴ３、ＳＴ５の順に繰り返される。そして、その経過時間が所定時間（５秒）に達すると、ステップＳＴ６へと進む。
ステップＳＴ６では、空気圧供給部（42）の作動によって、アクチュエータ（41）が作動する。具体的には、マイコン部（71）から空気圧供給部（42）の空気弁（42c）へ制御信号が出力されると、空気弁（42c）では、空気タンク（42b）とアクチュエータ（41）の空気袋（41a）とが連通するように切り換えられ、空気タンク（42b）から空気袋（41a）へ空気圧が供給される。そして、この空気圧が空気袋（41a）に作用して空気袋（41a）が伸長すると、ロッド（41b）が上昇して、太陽パネル（20）が上向きに押圧される。そして、太陽パネル（20）は、この押圧によって、検知角と指令角とが一致するまで回動する（ステップＳＴ７）。そして、その後にステップＳＴ７からステップＳＴ１へと戻り、ステップＳＴ２において実行フラグが解除され、制御が終了する。
（復帰制御）
次に、復帰制御の動作について説明する。復帰制御は、追尾制御の合間に、太陽パネル（20）が強風等の外力を受けて、太陽パネル（20）の角度（検知角）が指令角に対してずれた時に行われる。
太陽パネル（20）の角度（検知角）がずれると、ステップＳＴ１では、検知角が指令角と異なると判定され、ステップＳＴ３へと進む。
次に、ステップＳＴ３では、実行フラグがセットされているか否かが判定される。ステップＳＴ１において、検知角が指令角と異なると判定されると、判定直後は（１回目のループでは）、実行フラグはまだセットされていないため、ステップＳＴ４へと進み、実行フラグがセットされる。そして、その後は（２回目以降のループでは）、実行フラグがセットされているため、ステップＳＴ５へと進む。
次に、ステップＳＴ５では、外力（強風）によって太陽パネル（20）の角度がずれて検知角と指令角とが異なると判定されてから所定時間以上（ここでは、５秒以上）経過したか否かが判定される。具体的に、その経過時間が所定時間内（５秒以内）の場合は、ステップＳＴ１、ＳＴ３、ＳＴ５の順に繰り返される。そして、その経過時間が所定時間（５秒）に達すると、ステップＳＴ６へと進む。このように、ステップＳＴ５では、ステップＳＴ６においてアクチュエータ（41）を作動させる前に、所定時間（５秒間）待機状態がつくられる。
上記待機時間中（５秒の間に）、空気袋（41a）には復元力が発生し、その復元力が太陽パネル（20）に作用する。詳しくは、図４（ａ）に示すように、太陽パネル（20）が指令角の位置（図４（ｂ）参照）に対して東側（傾斜角が大きくなる方向）に傾くと、空気袋（41a）が収縮して空気袋（41a）内の空気圧が上昇する。そのため、空気袋（41a）には、伸長する方向に復元力が発生し、その復元力によって太陽パネル（20）は指令角の位置へと戻される。逆に、図４（ｃ）に示すように、太陽パネル（20）が指令角の位置（図４（ｂ）参照）に対して西側（傾斜角が小さくなる方向）に傾くと、空気袋（41a）が伸長して空気袋（41a）内の空気圧が低下する。そのため、空気袋（41a）には、収縮する方向に復元力が発生し、その復元力によって太陽パネル（20）は指令角の位置へと戻される。その結果、図５に示すように、太陽パネル（20）は、外力によって傾いた後、しばらくの間は復元力によって指令角付近で振動し、その振動はやがて減衰して指令角の位置へと近づく。そして、上記待機時間中（５秒の間）に、太陽パネル（20）が指令角の位置へ完全に戻ると、ステップＳＴ１において検知角が指令角と等しいと判定され、ステップＳＴ２において実行フラグが解除され、制御が終了する。
ステップＳＴ６では、上記待機時間中（５秒の間）に、太陽パネル（20）が指令角の位置へ完全に戻らなかった場合（検知角と指令角とが一致しなかった場合）に、空気圧供給部（42）の作動によって、アクチュエータ（41）が作動する。
具体的に、検知角が指令角よりも小さい場合は、空気タンク（42b）と空気袋（41a）とが連通するように空気弁（42c）が切り換えられ、空気タンク（42b）から空気袋（41a）へ空気圧が供給される。そして、この空気圧が空気袋（41a）に作用して空気袋（41a）が伸長すると、ロッド（41b）が上昇して、太陽パネル（20）が上向きに押圧される。そして、太陽パネル（20）は、この押圧によって、検知角と指令角とが一致するまで回動する（ステップＳＴ７）。そして、その後にステップＳＴ７からステップＳＴ１へと戻り、ステップＳＴ２において実行フラグが解除されて、制御が終了する。
一方、検知角が指令角よりも大きい場合は、空気袋（41a）と外部とが連通するように空気弁（42c）が切り換えられ、空気袋（41a）から外部へ空気が排出される。そして、太陽パネル（20）が自重によって空気袋（41a）を収縮させながら、検知角と指令角とが一致するまで回動する（ステップＳＴ７）。そして、その後にステップＳＴ７からステップＳＴ１へと戻り、ステップＳＴ２において実行フラグが解除されて、制御が終了する。
−実施形態の効果−
上記実施形態によれば、強風によって太陽パネル（20）の角度がずれた場合に、その角度を元に戻す復帰制御を行うようにした。そして、復帰制御では、太陽パネル（20）の角度がずれてから所定時間（５秒）が経過するまでの間は、アクチュエータ（41）を作動させずに強風が止むのを待ち、所定時間（５秒）が経過した後に、アクチュエータ（41）を作動させて太陽パネル（20）の角度復帰を行うようにした。こうすることで、強風が吹いている間に、無駄にアクチュエータ（41）を作動させることを無くすことができ、強風が吹いている間、常に電動モータを作動させていた従来よりも、アクチュエータ（41）の作動時間を短くして、消費電力を低減させることができる。
また、上記実施形態によれば、アクチュエータ（41）を、空気圧式のアクチュエータにするようにした。これにより、強風によって太陽パネル（20）の角度がずれてから所定時間（５秒）が経過するまでの間は、このアクチュエータ（41）の復元力によって、太陽パネル（20）の角度復帰を行うことができる。そして、所定時間内（５秒以内）に、太陽パネル（20）の角度が完全に元に戻らない場合は、その後に、このアクチュエータ（41）の作動を開始させて、残りの角度復帰を行う。そのため、アクチュエータ（41）を作動させる時間を一層短くして、消費電力を低減させることができる。
また、上記実施形態によれば、空気弁（42c）と空気袋（41a）との間の供給路（44）に、リリーフ弁（43）を設けるようにした。これにより、強風によって太陽パネル（20）が空気袋（41a）の収縮方向に回動しても、空気袋（41a）内の空気圧の異常上昇を抑えることができる。その結果、空気袋（41a）内の空気圧が空気袋（41a）や空気弁（42c）の耐圧を超えてしまって、空気袋（41a）や空気弁（42c）が破損するのを防止することができる。
〈その他の実施形態〉
上記実施形態では、空気圧供給部（42）の空気弁（42c）を１つの三方向切換弁で構成している。しかし、この空気弁（42c）は、空気タンク（42b）から空気袋（41a）へ空気を供給する状態と、空気袋（41a）から外部へ空気を排出する状態とが切り換わるものであれば良く、例えば、図６に示すように、２つの二方向切換弁によって構成しても構わない。
また、上記実施形態では、１つのアクチュエータ（41）によって、太陽パネル（20）を回動させている。しかし、アクチュエータ（41）の構成は、これに限らず、例えば、図７に示すように、２つのアクチュエータ（41）によって太陽パネル（20）を回動させても構わない。この場合、２つのアクチュエータ（41）は、一方のアクチュエータ（41）の空気袋（41a）が伸長すると、他方のアクチュエータ（41）の空気袋（41a）が収縮するように構成されている。そして、空気弁（42c）は、３つのポートを有した２つの切換弁で構成され、空気タンク（42b）から一方の空気袋（41a）へ空気圧を供給して該空気袋（41a）を伸長させつつ、他方の空気袋（41a）から外部へ空気を排出して該空気袋（41a）を収縮させる状態を交互に形成するように構成されている。
また、上記実施形態では、追尾制御を復帰制御と同じ制御フロー（図３参照）で行っている。つまり、追尾制御においても、復帰制御と同様に、検知角と指令角とが異なると判定してから所定時間後（５秒後）に、アクチュエータ（41）を作動させるようにしている。しかし、追尾制御の制御フローはこれに限らず、例えば、検知角と指令角とが異なると判定した直後に、アクチュエータ（41）を作動させるようにしても構わない。こうすることで、太陽の動きに対する太陽パネル（20）の追従性を高めることができる。
また、上記実施形態の復帰制御では、検知角と指令角とがずれてから所定時間後にアクチュエータ（41）の作動を開始させているが、これに限らず、例えば、前の復帰制御が終了した時点から所定時間後にアクチュエータ（41）の作動を開始させても構わない。
以上説明したように、本発明は、太陽光追尾方式の太陽パネルユニットについて有用である。
１０ 太陽パネルユニット
２０ 太陽パネル
４１ アクチュエータ
４２ 空気圧供給部
４３ リリーフ弁
４４ 供給路
６０ 角度センサ（角度検知部）
７２ 指令角設定部
７３ 制御部

Claims (3)

  1. 回動自在に支持された太陽パネル（20）と、
    該太陽パネル（20）に連結され、該太陽パネル（20）を回動させるアクチュエータ（41）と、
    上記太陽パネル（20）の角度を検知する角度検知部（60）と、
    該角度検知部（60）で検知された上記太陽パネル（20）の検知角が指令角となるように、上記アクチュエータ（41）を駆動させる制御部（73）とを備えた太陽パネルユニットであって、
    上記指令角は、太陽の方向に応じて定められる上記太陽パネル（20）の角度であって、
    該指令角を第１の所定時間毎に設定する指令角設定部（72）を備え、
    上記制御部（73）は、上記指令角設定部（72）で上記指令角が設定される毎に、上記検知角が上記指令角となるように上記アクチュエータ（41）を駆動させて上記太陽パネル（20）を追尾させる追尾制御と、該追尾制御の合間に上記検知角が上記指令角に対してずれた時に、第２の所定時間をおいて上記アクチュエータ（41）の駆動を開始させて上記太陽パネル（20）の角度を元に戻す復帰制御とを行う
    ことを特徴とする太陽パネルユニット。
  2. 請求項１において、
    上記アクチュエータ（41）は、空気圧によって上記太陽パネル（20）を回動させる
    ことを特徴とする太陽パネルユニット。
  3. 請求項２において、
    上記アクチュエータ（41）へ空気圧を供給する空気圧供給部（42）と、
    該空気圧供給部（42）と上記アクチュエータ（41）との間に接続された供給路（44）とを備え、
    該供給路（44）には、空気を外部へ放出するリリーフ弁（43）が設けられている
    ことを特徴とする太陽パネルユニット。
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