JP2014081154A - Monitoring system of electric actuator of sun tracker - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、太陽光・太陽熱発電装置のソーラーパネルや反射板などを、太陽の動きに合わせて追尾させる太陽追尾装置の駆動源として使用する電動アクチュエータの異常を検知し、異常のある電動アクチュエータを容易に見つけ出すことができる電動アクチュエータの監視システムに関する。 This invention detects an abnormality of an electric actuator that is used as a drive source of a solar tracking device that tracks a solar panel or a reflector of a solar / solar thermal power generation device in accordance with the movement of the sun. The present invention relates to a monitoring system for an electric actuator that can be easily found.
太陽光・太陽熱発電装置においては、ソーラーパネルや反射板などを電動アクチュエータによって太陽の動きに合わせて追尾させる太陽追尾装置を備えたものがある(特許文献1)。 Some solar / solar thermal power generation devices include a solar tracking device that tracks a solar panel, a reflector, or the like in accordance with the movement of the sun using an electric actuator (Patent Document 1).
ところで、集光型太陽熱発電装置は、レンズや鏡や反射板を用いて太陽光を集光し、その熱で水を蒸発させることにより、蒸気タービンを回転させて発電を行う発電方式である。 By the way, the concentrating solar thermal power generation apparatus is a power generation system that generates power by rotating a steam turbine by condensing sunlight using a lens, a mirror, or a reflector, and evaporating water with the heat.
集中方式と呼ばれる太陽熱発電装置では、数百枚から数千枚という反射鏡を用いて太陽光を一箇所の集熱器に集光させて発電を行っている。 In a solar thermal power generation apparatus called a concentrated system, sunlight is condensed on one heat collector using hundreds to thousands of reflecting mirrors to generate power.
このような、太陽熱発電装置では、集熱器に太陽光を正確に集中させるために、電動アクチュエータを使用して反射板を太陽の動きに合わせて正確に追尾させる太陽追尾装置を備えている。 Such a solar thermal power generation apparatus includes a solar tracking device that uses an electric actuator to accurately track the reflector in accordance with the movement of the sun in order to concentrate sunlight on the heat collector accurately.
ところが、太陽追尾装置の駆動源である電動アクチュエータの動作状況に異常が生じると、集熱器に太陽光を正確に集中させることができなくなる。 However, when an abnormality occurs in the operation state of the electric actuator that is a drive source of the solar tracking device, it becomes impossible to concentrate sunlight accurately on the heat collector.
したがって、発電効率を最大限に維持するためには、異常が生じた太陽追尾装置の電動アクチュエータを判別して、電動アクチュエータを交換したり、修理したりする必要が生じる。 Therefore, in order to maintain the power generation efficiency to the maximum, it is necessary to determine the electric actuator of the solar tracking device in which an abnormality has occurred and replace or repair the electric actuator.
太陽追尾装置の電動アクチュエータに異常が生じた場合、反射鏡の向きが電動アクチュエータによって変更されない。したがって、反射鏡の向きを確認することによって、異常のある電動アクチュエータを判別することも可能である。 When an abnormality occurs in the electric actuator of the solar tracking device, the direction of the reflecting mirror is not changed by the electric actuator. Therefore, it is also possible to discriminate an abnormal electric actuator by confirming the direction of the reflecting mirror.
しかしながら、数百枚から数千枚という反射鏡の中から、向きが正常でない反射鏡を見つけ出すことは至難の業である。 However, it is a difficult task to find a reflector whose orientation is not normal from hundreds to thousands of reflectors.
特に、太陽熱発電装置は、低緯度の乾燥した砂漠地帯に設置されることが多いため、作業員が長時間を掛けて異常のある反射鏡を判別する作業は極めて重労働である。 In particular, since solar thermal power generation devices are often installed in dry desert areas at low latitudes, it is extremely hard work for workers to identify abnormal reflectors over a long period of time.
そこで、この発明の課題は、太陽追尾装置の異常のある電動アクチュエータを容易に見つけ出すことができる電動アクチュエータの監視システムを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a monitoring system for an electric actuator that can easily find an electric actuator having an abnormality in a solar tracking device.
この発明は、太陽光・太陽熱発電装置の太陽追尾装置における駆動用の電動アクチュエータに、異常状態を検知するモニタ装置と、異常状態であることを表示する異常表示装置とを備えたものである。 According to the present invention, an electric actuator for driving in a solar tracking device of a solar / solar thermal power generation device includes a monitor device that detects an abnormal state and an abnormal display device that displays the abnormal state.
前記モニタ装置としては、ハウジング内で往復動する直動体の通過時間、通過回数あるいはタイミングから異常を判別するもの、電動アクチュエータのねじ軸の回転動作から異常を判別するもの、電動アクチュエータのねじ軸に設けた光学式又は磁気式のエンコーダの出力から異常を判別するもの、電動アクチュエータに設けたレゾルバ電圧出力装置の出力から異常を判別するもの等を使用することができる。 Examples of the monitoring device include a device that determines abnormality from the passage time, the number of passages or timing of a linear moving body that reciprocates in the housing, a device that determines abnormality from the rotation of the screw shaft of the electric actuator, and the screw shaft of the electric actuator. A device that determines abnormality from the output of the provided optical or magnetic encoder, a device that determines abnormality from the output of the resolver voltage output device provided in the electric actuator, and the like can be used.
前記異常表示装置としては、LED等のランプ、ブザー又はサイレン等、視覚や聴覚を用いて異常を表示するものを使用することができる。 As the abnormality display device, a device that displays an abnormality using vision or hearing, such as a lamp such as an LED, a buzzer, or a siren can be used.
また、駆動用の電動アクチュエータを2台で1組とし、1組の電動アクチュエータのうちの1台について異常が検知すると、他の正常な電動アクチュエータを退避位置又は原点位置に戻すと、組単位で反射板等の向きが変わるので、異常のある電動アクチュエータを見つけ出し易くなる。 In addition, when two electric actuators are used as one set, and an abnormality is detected in one of the electric actuators, when another normal electric actuator is returned to the retracted position or the origin position, Since the direction of the reflector or the like changes, it becomes easy to find an abnormal electric actuator.
前記モニタ装置によって異常を検知すると、その異常のある電動アクチュエータを含む所定のエリア内の電動アクチュエータを退避位置又は原点位置に戻し、集光量の低下によって異常状態を判別すると、異常のある電動アクチュエータを含むエリアを特定し易いので、異常のある電動アクチュエータがより見つけ易くなる。 When an abnormality is detected by the monitoring device, the electric actuator in a predetermined area including the abnormal electric actuator is returned to the retracted position or the origin position, and when the abnormal state is determined by the decrease in the amount of collected light, the abnormal electric actuator is Since it is easy to specify the area to be included, it is easier to find an electric actuator with an abnormality.
この発明によれば、太陽光・太陽熱発電装置の太陽追尾装置に使用されている多数の電動アクチュエータの中から異常のある電動アクチュエータを容易に見つけることができる。 According to the present invention, an abnormal electric actuator can be easily found from among a large number of electric actuators used in a solar tracking device of a solar / solar thermal power generation device.
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図1は、太陽熱発電装置に使用される反射板2を、太陽の動きに合わせて追尾させる太陽追尾装置1を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a solar tracking device 1 that tracks a
太陽追尾装置1は、架台3に支柱4が立設され、この支柱4の上端に、反射板2を太陽の高度に合せて回転するように支持し、この反射板2の回転を、支柱4に設けた電動アクチュエータ5のロッドの伸縮により行うようになっている。
The solar tracking device 1 has a
電動アクチュエータ5のロッドの伸縮は、太陽追尾プログラムに基づいて制御される。
The expansion / contraction of the rod of the
図1(A)は、電動アクチュエータ5のロッドを最大限伸ばして、反射板2を上に向けた退避位置の状態を示し、図1(B)は、電動アクチュエータ5のロッドを最大限縮めて反射板2を立てた原点位置の状態を示している。
1A shows the state of the retracted position where the rod of the
太陽熱発電装置に使用される反射板2は、数百枚から数千枚という規模で設置され、各反射板2に電動アクチュエータ5を備えている。
The
図2は、A〜Bの3つの各エリアに、縦4枚、横5枚の計20枚の反射板2を設けた例を示している。
FIG. 2 shows an example in which a total of 20 reflecting
電動アクチュエータ5は、図3に示すように、ハウジング6と、このハウジング6に軸中心回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸7と、このねじ軸7に螺合したナット8とを含む直動体9と、駆動源であるモータ10とを備える。
As shown in FIG. 3, the
ハウジング6は、筒状の直動案内部6aと、この直動案内部6aの左右一方端に結合されたねじ軸支持部6bと、このねじ軸支持部6bの先に結合されたカップリング収容部6cと、前記直動案内部6aの左右他方端に結合されたシャフト支持部6dと、このシャフト支持部6dの先に結合された蓋部6eとからなる。
The
前記ねじ軸7は、前記ナット8が螺合するボールねじ部7aと、このボールねじ部7aから基端側に続く円筒面部7bおよび雄ねじ部7cからなる。ねじ軸7は、ハウジング6のねじ軸支持部6bの内周に嵌合する複列の支持軸受12により、円筒面部7bが回転自在に支持されている。支持軸受12は、例えばアンギュラ玉軸受等の転がり軸受である。雄ねじ部7cには抜け止め用ナット13が螺着しており、ねじ軸7の軸方向移動が拘束されている。ねじ軸7は、ハウジング6のカップリング収容部6c内に収容されたカップリング14を介して、ハウジング6外に設置した前記モータ10の回転軸10aと結合されている。
The
前記ナット8は、例えばねじ軸7のボールねじ部7aとの接触面に沿ってボール(図示せず)を循環させるボールナットとされ、ボールねじ部7aとナット8とでボールねじ機構15を構成する。ボールねじ機構15は、ねじ軸7を回転させることで、ナット8を含む直動体9が軸方向に移動する。
The
直動体9は、前記ナット8と、このナット8の外周に嵌合する移動ブラケット16と、この移動ブラケット16からねじ軸7の軸方向に延びるシャフト17とからなる。ナット8と移動ブラケット16とは、スプライン等により相互に回転不能に結合し、かつ図示しない抜け止め手段により互いに軸方向に移動不能とされている。
The linear moving
シャフト17は筒状で、その中空部に、ねじ軸7のナット8よりも突出した先端側部分が挿入されている。シャフト17は、ハウジング6のシャフト支持部6dの内周に嵌合する直動滑り軸受18により、ねじ軸7の軸方向に摺動自在に支持されている。移動ブラケット16とシャフト17は、一体であっても別体であってもよい。
The
電動アクチュエータ5は、モータ10の駆動でねじ軸7を回転させることにより、ナット8を含む直動体9がねじ軸7の軸方向に移動する。この電動アクチュエータ5には、異常状態を検知するモニタ装置19と、異常状態であることを表示する異常表示装置20とを備える。
When the
異常状態を検知するモニタ装置19としては、例えば、マイクロスイッチ19a、回転センサ19b、ロータリーエンコーダ19c等を使用することができる。
As the
図3は、異常状態を検知するモニタ装置19として、マイクロスイッチ19aを用いた例を示している。
FIG. 3 shows an example in which a
この図3の例では、ハウジング6の直動案内部6aのシャフト支持部6d側の端部にマイクロスイッチ19aを設置し、直動体9の移動ブラケット16がシャフト支持部6d側の端部に移動した際に、移動ブラケット16によってマイクロスイッチ19aをON又はOFFさせるようにしている。
In the example of FIG. 3, the
直動体9の移動ブラケット16は、図1(A)に示す反射板2を上に向けた退避位置と、図1(B)に示す反射板2を立てた原点位置との間で往復動する。したがって、電動アクチュエータ5が故障すると、正常運転の時と、マイクロスイッチ19aのON又はOFFの状態あるいはタイミングが変わるので、このマイクロスイッチ19aのON又はOFFの状態、あるいはタイミングを監視することにより、電動アクチュエータ5の異常を検知することができる。
The moving
図4の例は、モータ10とカップリング14との間に、歯車19dを設け、この歯車19dの回転を回転センサ19bにより検知し、例えば、歯車19dが所定時間以上回転しなかった場合に、電動アクチュエータ5が異常であると判断するようにしている。
In the example of FIG. 4, a
図5の例は、モータ10にロータリーエンコーダ19cを取り付け、例えば、ロータリーエンコーダ19cの出力が所定時間以上ない場合、電動アクチュエータ5が異常であると判断するようにしている。
In the example of FIG. 5, the
モニタ装置19により電動アクチュエータ5の異常を検知すると、その電動アクチュエータ5の異常であるということを表示するために、異常表示装置20に異常であることを示す表示を行う。
When an abnormality of the
異常表示装置20としては、例えば、LED等のランプ、ブザー又はサイレン等を使用し、作業員が視覚や聴覚によって、異常のある電動アクチュエータ5を見つることができるようにしている。
As the
電動アクチュエータ5に異常表示装置20を設けても、数百枚から数千枚という規模で設置される電動アクチュエータ5の中から、異常表示装置20が作動している電動アクチュエータ5を見つけることは容易ではない。
Even when the
このため、電動アクチュエータ5を2台で1組とし、1組の電動アクチュエータ5のうちの1台について異常を検知すると、他の異常のない電動アクチュエータ5を用いて、反射板2を退避位置又は原点位置に戻すことにより、このグループの反射板2の向きを他のグループの反射板2の向きと大きく異ならせることができるので、作業員が異常のある電動アクチュエータ5を含むグループを容易に見つけ出すことができる。
For this reason, two
また、モニタ装置19によって異常を検知すると、その異常のある電動アクチュエータ5を含む所定のエリア21内の電動アクチュエータ5を退避位置又は原点位置に戻すようにしてもよい。エリア21全体の反射板2の向きを退避位置又は原点位置にすると、そのエリア21の集光量が低下するので、集光量が低下したエリア21内に異常のある電動アクチュエータ5が含まれるということを容易に判別することができる。
Further, when an abnormality is detected by the
例えば、図2に示すように、A〜Bの3つの各エリア21に、縦4枚、横5枚の計20枚の反射板2を設けている場合に、エリアAの中に、斜線で示す反射板2の電動アクチュエータ5に異常があると、そのエリアAの全ての電動アクチュエータ5を退避位置又は原点位置に戻すことにより、異常のある電動アクチュエータ5を含むエリアAを容易に判別することができる。
For example, as shown in FIG. 2, in the case where a total of 20
異常のある電動アクチュエータ5を含むエリアAを見つけると、その中から異常のある電動アクチュエータ5は、異常表示装置20によって容易に見つけることができる。
When the area A including the abnormal
5 電動アクチュエータ
6 ハウジング
7 ねじ軸
19 モニタ装置
20 異常表示装置
5
Claims (7)
6. When an abnormality is detected by the monitor device, the electric actuator in a predetermined area including the electric actuator having the abnormality is returned to the retracted position or the origin position, and the abnormal state is determined by reducing the amount of light collected. A monitoring system for the electric actuator according to claim 1.
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JP2012229463A JP2014081154A (en) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | Monitoring system of electric actuator of sun tracker |
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Cited By (1)
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US20190052224A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-02-14 | Magna Closures Inc. | Solar panel support and drive system |
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2012
- 2012-10-17 JP JP2012229463A patent/JP2014081154A/en active Pending
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US20190052224A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-02-14 | Magna Closures Inc. | Solar panel support and drive system |
US11855581B2 (en) * | 2017-07-18 | 2023-12-26 | Polar Racking Inc. | Solar panel support and drive system |
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