JP2014129696A - Solar panel unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽パネルユニットに関し、特に、太陽パネルの角度調節に必要な消費電力を低減する技術に関するものである。 The present invention relates to a solar panel unit, and more particularly to a technique for reducing power consumption required for adjusting the angle of a solar panel.
太陽パネルユニットとしては、太陽パネルと、該太陽パネルを回動中心軸を介して回動可能に支持する支持部材と、内圧に応じて伸縮する空気袋の伸縮動作により太陽パネルを回転中心軸の周方向に回動させて太陽パネルの角度を変える空気圧式のアクチュエータと、を備える太陽光追尾型の太陽パネルユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。 The solar panel unit includes a solar panel, a support member that rotatably supports the solar panel via a rotation center axis, and an expansion and contraction operation of an air bag that expands and contracts according to internal pressure. There is known a solar tracking type solar panel unit including a pneumatic actuator that rotates in the circumferential direction to change the angle of the solar panel (for example, see Patent Document 1).
この太陽光追尾型の太陽パネルユニットは、空気袋内に圧縮空気を供給する給気動作と、空気袋内から圧縮空気を排出する排気動作と、を切り替える空気給排機構（給排気機構）を備えている。そして、この太陽パネルユニットは、空気給排機構による圧縮空気の給排気を制御して、太陽パネルの受光面を太陽光の方向に追従させるようにアクチュエータを駆動させることにより、太陽パネルでの受光量を増大させ、太陽パネルの発電量を増大させるようにしている。 This solar tracking type solar panel unit has an air supply / exhaust mechanism (supply / exhaust mechanism) that switches between an air supply operation for supplying compressed air into an air bag and an exhaust operation for discharging compressed air from the air bag. I have. And this solar panel unit controls the supply / exhaust of compressed air by the air supply / exhaust mechanism, and drives the actuator so that the light receiving surface of the solar panel follows the direction of sunlight. The amount is increased to increase the amount of power generated by the solar panel.
上記のような空気圧式のアクチュエータを利用して太陽パネルの角度を変える太陽光追尾型の太陽パネルユニットでは、太陽パネルの回動を停止させるときに、空気袋の伸縮応答性が悪いことや太陽パネルにかかる慣性力に起因して、空気袋内への圧縮空気の給排気停止に対しアクチュエータの応答動作、ひいては太陽パネルの回動停止が遅れる。つまり、太陽パネルの受光面が太陽光の方向に向く所定の目標角となった時点で空気袋内に対する圧縮空気の給排気を止めても、太陽パネルは暫く回動し角度を変え続ける。このため、太陽パネルを所定の目標角で正確に止めることは難しく、太陽パネルが回動し過ぎて比較的大きくオーバーシュートしてしまう。また、オーバーシュートにより太陽パネルの角度が目標角から大きくずれた場合には、その角度のずれを補償すべく太陽パネルを目標角に戻す制御が行われるが、この戻し制御でも同じくオーバーシュートしやすい。 In the solar tracking type solar panel unit that changes the angle of the solar panel using the pneumatic actuator as described above, when the rotation of the solar panel is stopped, the expansion and contraction response of the air bag is poor or the solar Due to the inertial force applied to the panel, the response operation of the actuator with respect to the stop of the supply / exhaust of the compressed air into the air bag, and thus the rotation stop of the solar panel is delayed. That is, even when the supply and exhaust of compressed air to the air bag is stopped when the light receiving surface of the solar panel reaches a predetermined target angle facing the direction of sunlight, the solar panel continues to rotate and change its angle for a while. For this reason, it is difficult to accurately stop the solar panel at a predetermined target angle, and the solar panel rotates too much and overshoots relatively large. In addition, when the angle of the solar panel greatly deviates from the target angle due to overshoot, control is performed to return the solar panel to the target angle to compensate for the angle deviation. .
このように、上記従来の太陽パネルユニットでは、太陽パネルの角度制御が比較的大きなオーバーシュートの発生に起因して不安定となり、目標角に対し長時間に亘ってハンチングする傾向にある。太陽パネルの角度制御でハンチングが生じると、太陽パネルの受光面を太陽光の方向に速やかに向けることができない上に、その追従動作に要する消費電力が増大する。しかも、空気袋内への給排気の繰り返しにより圧縮空気が浪費されるため、消費された分の圧縮空気を生成すべく空気圧縮機を運転させる時間（頻度）が増える。そうなると、せっかく太陽パネルの受光面を太陽光の方向に追従させて発電量の増大を図っていても発電ロスが大きくなって、太陽光追尾型の太陽パネルユニットで期待される発電量の増大が得られない。 Thus, in the conventional solar panel unit, the angle control of the solar panel becomes unstable due to the occurrence of a relatively large overshoot, and tends to hunt for a long time with respect to the target angle. When hunting occurs in the angle control of the solar panel, the light receiving surface of the solar panel cannot be quickly directed in the direction of sunlight, and the power consumption required for the following operation increases. Moreover, since the compressed air is wasted due to repeated supply and exhaust of air into the air bag, the time (frequency) for operating the air compressor to generate the consumed compressed air is increased. As a result, even if the light receiving surface of the solar panel is made to follow the direction of sunlight to increase the amount of power generation, the power generation loss increases, and the amount of power generation expected by the solar tracking type solar panel unit increases. I can't get it.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、太陽パネルユニットにおいて、太陽パネルの角度を調節する駆動制御に必要な消費電力を低減することにある。 This invention is made | formed in view of such a point, The place made into the objective is to reduce the power consumption required for the drive control which adjusts the angle of a solar panel in a solar panel unit.
上記の目的を達成するために、この発明では、空気袋（41a）に対する圧縮空気の給排気の流量を制限して太陽パネル（20）の角度調節をゆっくりと行わせるようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, the angle of the solar panel (20) is adjusted slowly by limiting the flow rate of the compressed air supply / exhaust to the air bag (41a).
具体的には、本発明は、空気圧式のアクチュエータ（41）を利用して太陽パネル（20）の角度を変える太陽光追尾型の太陽パネルユニット（10）を対象とし、以下の解決手段を講じたものである。 Specifically, the present invention is directed to a solar tracking type solar panel unit (10) that changes the angle of the solar panel (20) using a pneumatic actuator (41), and the following solution is taken. It is a thing.
すなわち、第１の発明は、角度可変に支持された太陽パネル（20）と、圧縮空気の給排気に応じて伸縮する空気袋（41a）を有し、該空気袋（41a）の伸縮動作により前記太陽パネル（20）の角度を変えるアクチュエータ（41）と、前記太陽パネル（20）の角度を検知する角度検知部（60）と、前記空気袋（41a）内に圧縮空気を供給するための空気供給源（43）と、前記空気供給源（43）からの圧縮空気を前記空気袋（41a）内に対し給排気する空気給排機構（44）と、前記空気給排機構（44）による圧縮空気の給排気を制御して、前記角度検知部（60）で検知された検知角が所定の目標角となるように前記アクチュエータ（41）を駆動させる制御部（73）と、前記空気給排機構（44）による圧縮空気の給排気の流量を制限する絞り部（50）と、を備えることを特徴とする。 That is, the first invention has a solar panel (20) that is supported at a variable angle, and an air bag (41a) that expands and contracts according to the supply and exhaust of compressed air. By the expansion and contraction of the air bag (41a), An actuator (41) for changing the angle of the solar panel (20), an angle detector (60) for detecting the angle of the solar panel (20), and for supplying compressed air into the air bag (41a) An air supply source (43), an air supply / discharge mechanism (44) for supplying / exhausting compressed air from the air supply source (43) to / from the air bag (41a), and the air supply / discharge mechanism (44) A control unit (73) for controlling supply / exhaust of compressed air to drive the actuator (41) so that a detection angle detected by the angle detection unit (60) becomes a predetermined target angle; A restrictor (50) for restricting the flow rate of compressed air supply / exhaust by the exhaust mechanism (44) It is characterized by.
この第１の発明では、アクチュエータ（41）の駆動によって太陽パネル（20）の角度が変えられる。アクチュエータ（41）は、圧縮空気の給排気に応じて伸縮する空気袋（41a）を有し、該空気袋（41a）の伸縮動作により太陽パネル（20）の角度を変える。太陽パネル（20）の角度は角度検知部（60）によって検知される。空気袋（41a）内には、空気供給源（43）から圧縮空気が供給される。この空気供給源（43）からの圧縮空気の空気袋（41a）内に対する給排気、すなわち空気袋（41a）内への圧縮空気の供給及び空気袋（41a）内からの圧縮空気の排出は、空気給排機構（44）により行われる。この空気給排機構（44）による圧縮空気の給排気は制御部（73）にて制御される。制御部（73）は、角度検知部（60）で検知された検知角、つまり太陽パネル（20）の角度が所定の目標角となるようにアクチュエータ（41）を駆動させる。そして、空気給排機構（44）による空気袋（41a）内に対する圧縮空気の給排気の流量は絞り部（50）により制限される。これによって、太陽パネル（20）の角度を変えるアクチュエータ（41）の動作速度が減じられるので、太陽パネル（20）の角度制御において生じるオーバーシュートの度合が抑えられる。 In the first aspect of the invention, the angle of the solar panel (20) is changed by driving the actuator (41). The actuator (41) has an air bag (41a) that expands and contracts according to supply and exhaust of compressed air, and changes the angle of the solar panel (20) by the expansion and contraction of the air bag (41a). The angle of the solar panel (20) is detected by the angle detector (60). Compressed air is supplied from the air supply source (43) into the air bag (41a). Supply and exhaust of compressed air from the air supply source (43) into the air bag (41a), that is, supply of compressed air into the air bag (41a) and discharge of compressed air from the air bag (41a) This is performed by the air supply / discharge mechanism (44). Supply / exhaust of compressed air by the air supply / discharge mechanism (44) is controlled by the control unit (73). The control unit (73) drives the actuator (41) so that the detection angle detected by the angle detection unit (60), that is, the angle of the solar panel (20) becomes a predetermined target angle. The flow rate of compressed air supply / exhaust to the air bag (41a) by the air supply / discharge mechanism (44) is limited by the throttle portion (50). As a result, the operating speed of the actuator (41) that changes the angle of the solar panel (20) is reduced, so that the degree of overshoot that occurs in the angle control of the solar panel (20) is suppressed.
第２の発明は、第１の発明の太陽パネルユニット（10）において、前記空気袋（41a）内に供給する圧縮空気及び前記空気袋（41a）内から排出する圧縮空気が共通に流れる給排気部（48）と、前記空気袋（41a）内から排出する圧縮空気だけが流れる排気部（52）と、をさらに備え、前記絞り部（50）は、前記給排気部（48）及び排気部（52）にそれぞれ設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the solar panel unit (10) of the first aspect, the compressed air supplied into the air bag (41a) and the compressed air discharged from the air bag (41a) flow in common. And an exhaust part (52) through which only compressed air discharged from the air bag (41a) flows, and the throttle part (50) includes the supply / exhaust part (48) and the exhaust part (52), respectively.
この第２の発明では、圧縮空気の流路として給排気部（48）及び排気部（52）を備える。給排気部（48）には、空気袋（41a）内に対して給排気する圧縮空気が共通に流れる。一方、排気部（52）には、空気袋（41a）内から排出する圧縮空気だけが流れる。そして、これら給排気部（48）及び排気部（52）には絞り部（50）がそれぞれ設けられている。つまり、空気袋（41a）内から圧縮空気を排気する流路には絞り部（50）が２つ設けられ、そのうち１つは、圧縮空気の給排気両方の動作で作用する共用の絞り部（50）である。 In the second aspect of the invention, the air supply / exhaust part (48) and the exhaust part (52) are provided as a flow path for the compressed air. In the air supply / exhaust portion (48), compressed air for supplying and exhausting air into the air bag (41a) flows in common. On the other hand, only the compressed air discharged from the air bag (41a) flows through the exhaust part (52). The supply / exhaust section (48) and the exhaust section (52) are each provided with a throttle section (50). In other words, two throttle portions (50) are provided in the flow path for exhausting compressed air from the air bag (41a), and one of them is a common throttle portion (acting in both supply and exhaust operations of compressed air). 50).
第３の発明は、第１又は第２の発明に記載された太陽パネルユニット（10）において、前記絞り部（50）は、開度が調節可能な絞り弁（50）であることを特徴とする。 A third invention is characterized in that, in the solar panel unit (10) described in the first or second invention, the throttle part (50) is a throttle valve (50) whose opening degree is adjustable. To do.
この第３の発明では、絞り部（50）が絞り弁（50）である。この絞り弁（50）は、開度が調節可能であるので、太陽パネル（20）の角度制御において発生するオーバーシュートの度合に応じてその開度を調節することが可能である。 In the third aspect of the invention, the throttle portion (50) is the throttle valve (50). Since the opening of the throttle valve (50) can be adjusted, the opening of the throttle valve (50) can be adjusted according to the degree of overshoot that occurs in the angle control of the solar panel (20).
第１の発明によれば、空気給排機構（44）による空気袋（41a）内に対する圧縮空気の給排気の流量が絞り部（50）により制限されることで、太陽パネル（20）の角度を変えるアクチュエータ（41）の動作速度が減じられるので、太陽パネル（20）の角度制御においてオーバーシュートの度合を抑えることができる。これによって、太陽パネル（20）の角度が目標角に対しハンチングしても該ハンチングを早期に収束させることができ、太陽パネル（20）の角度を速やかに目標角とすることができる。したがって、アクチュエータ（41）を駆動させる時間を短くすることができると共に、圧縮空気の浪費が抑えられることで空気圧縮機（45）の運転時間を減らすことができるので、太陽パネルユニット（10）において太陽パネル（20）の角度制御に必要な消費電力を減少させることができる。その結果、太陽パネル（20）の追従動作に起因する発電ロスを減少させることができ、太陽光追尾型の太陽パネルユニット（10）で得られる発電量を増大させることができる。 According to the first aspect of the invention, the flow rate of compressed air supply / exhaust to the air bag (41a) by the air supply / discharge mechanism (44) is limited by the throttle (50), so that the angle of the solar panel (20) Since the operating speed of the actuator (41) that changes is reduced, the degree of overshoot can be suppressed in the angle control of the solar panel (20). Thereby, even if the angle of the solar panel (20) is hunted with respect to the target angle, the hunting can be quickly converged, and the angle of the solar panel (20) can be quickly set as the target angle. Therefore, the time for driving the actuator (41) can be shortened and the operation time of the air compressor (45) can be reduced by suppressing the waste of compressed air, so in the solar panel unit (10) The power consumption required for the angle control of the solar panel (20) can be reduced. As a result, the power generation loss due to the tracking operation of the solar panel (20) can be reduced, and the power generation amount obtained by the solar light tracking type solar panel unit (10) can be increased.
第２の発明によれば、空気袋（41a）内から圧縮空気を排出する流路には絞り部（50）が２つ設けられ、そのうち１つは、圧縮空気の給排気両方の動作で作用する共用の絞り部（50）であるので、少ない数の絞り部（50）で空気袋（41a）内への圧縮空気の給気流量よりも空気袋（41a）内からの圧縮空気の排気流量を制限することができる。 According to the second aspect of the present invention, two throttle portions (50) are provided in the flow path for discharging the compressed air from the air bag (41a), and one of them functions in both the supply and exhaust operation of the compressed air. Because the common throttle part (50) is used, the exhaust flow rate of compressed air from the air bag (41a) is less than the supply flow rate of compressed air into the air bag (41a) with a small number of throttle parts (50). Can be limited.
第３の発明によれば、絞り部（50）が開度を調節可能な絞り弁（50）であるので、太陽パネル（20）の角度制御によるアクチュエータ（41）の駆動状態に応じて絞り弁（50）を適切な開度に調節することができる。これにより、オーバーシュートの度合を効果的に抑えて、太陽パネル（20）の角度が目標角に対してハンチングする時間を可及的に短くすることができる。 According to the third invention, the throttle portion (50) is a throttle valve (50) whose opening degree can be adjusted, so that the throttle valve is set according to the driving state of the actuator (41) by angle control of the solar panel (20). (50) can be adjusted to an appropriate opening. Thereby, the degree of overshoot can be effectively suppressed, and the time for the angle of the solar panel (20) to hunt with respect to the target angle can be shortened as much as possible.
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、或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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
《発明の実施形態１》
この実施形態１に係る太陽パネルユニット（10）は、図１に示すように、複数枚の太陽パネル（20）を備え、これら各太陽パネル（20）の角度を太陽の位置に合わせて調節するように構成されている。この太陽パネルユニット（10）は、当該太陽パネルユニット（１０）同士が複数組み合わされることで、いわゆるメガソーラーシステムと呼ばれる大規模太陽光発電システムを構築することができるものである。
Embodiment 1 of the Invention
As shown in FIG. 1, the solar panel unit (10) according to the first embodiment includes a plurality of solar panels (20), and adjusts the angle of each solar panel (20) according to the position of the sun. It is configured as follows. This solar panel unit (10) can construct a large-scale solar power generation system called a so-called mega solar system by combining a plurality of the solar panel units (10).
太陽パネルユニット（10）は、各々一枚の太陽パネル（20）を有する複数台（図１に示す例では５台）のモジュールユニット（2A, 2B）を備えている。各モジュールユニット（2A, 2B）は、太陽パネル（20）を、その受光面（21）が太陽光の方向を向くように太陽の動きに追従させて、所定の角度範囲において東西方向に回動させるように構成されている。 The solar panel unit (10) includes a plurality of module units (2A, 2B) each having one solar panel (20) (five units in the example shown in FIG. 1). Each module unit (2A, 2B) rotates the solar panel (20) in the east-west direction within a specified angle range by following the movement of the sun so that its light-receiving surface (21) faces the direction of sunlight. It is configured to let you.
複数台のモジュールユニット（2A, 2B）は、東西方向に一列に並べて配置されている。各モジュールユニット（2A, 2B）の太陽パネル（20）は光追尾パネル群（22）を構成している。これら複数台のモジュールユニット（2A, 2B）は、１台の第１モジュールユニット（2A）と、その他の複数台の第２モジュールユニット（2B）と、である。 The plurality of module units (2A, 2B) are arranged in a line in the east-west direction. The solar panel (20) of each module unit (2A, 2B) constitutes a light tracking panel group (22). The plurality of module units (2A, 2B) are one first module unit (2A) and the other plurality of second module units (2B).
第１モジュールユニット（2A）には、太陽パネル（20）を回動させて該太陽パネル（20）の角度を変えるアクチュエータユニット（40）と、各モジュールユニット（2A, 2B）における太陽パネル（20）の回動動作を同期させるように構成されたリンク機構（30）とが、駆動機構として設けられている。第２モジュールユニット（2B）には、太陽パネル（20）を回動させるアクチュエータユニット（40）は設けられず、各モジュールユニット（2A, 2B）の太陽パネル（20）の回動動作を同期させるように構成されたリンク機構（30）のみが、駆動機構として設けられている。 The first module unit (2A) includes an actuator unit (40) for rotating the solar panel (20) to change the angle of the solar panel (20), and a solar panel (20 in each module unit (2A, 2B)). The link mechanism (30) configured to synchronize the rotation operation of () is provided as a drive mechanism. The second module unit (2B) is not provided with the actuator unit (40) for rotating the solar panel (20), and the rotation operation of the solar panel (20) of each module unit (2A, 2B) is synchronized. Only the link mechanism (30) configured as described above is provided as a drive mechanism.
これら第１モジュールユニット（2A）と各第２モジュールユニット（2B）とは、アクチュエータユニット（40）の有無を除いては実質的に同じように構成されている。具体的には、各モジュールユニット（2A, 2B）は、太陽パネル（20）と、該太陽パネル（20）を角度可変に支持する支持機構（32）と、太陽の動きに合わせて太陽パネル（20）の角度を変える上述の駆動機構と、を備えている。 The first module unit (2A) and each second module unit (2B) are configured substantially in the same manner except for the presence or absence of the actuator unit (40). Specifically, each module unit (2A, 2B) includes a solar panel (20), a support mechanism (32) that supports the solar panel (20) with a variable angle, and a solar panel ( And the above-described drive mechanism that changes the angle of 20).
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。この太陽パネル（20）は、太陽光を受光面（21）で受けることによって、直流電流を発生するように構成されている。太陽パネル（20）は、角度可変な上下方向を東西方向に、左右方向を南北方向に一致させるように配置され、受光面（21）が太陽光の方向を向くように予め定められた角度で傾斜した姿勢となるように支持機構（32）によって支持されている。 The solar panel (20) is formed in a flat plate shape, and the upper surface is a light receiving surface (21). The solar panel (20) is configured to generate a direct current by receiving sunlight at the light receiving surface (21). The solar panel (20) is arranged so that the vertical direction with variable angle is aligned with the east-west direction, and the left-right direction is aligned with the north-south direction, and the light-receiving surface (21) is at a predetermined angle so that it faces the direction of sunlight. It is supported by the support mechanism (32) so as to be inclined.
支持機構（32）は、太陽パネル（20）の裏面に固定されたフレーム（33）と、該フレーム（33）が取り付けられた回動中心軸（35）と、該回動中心軸（35）を接地面である地面よりも上方に支持すると共に地面に固定される支持部材（37）と、を備えている。 The support mechanism (32) includes a frame (33) fixed to the back surface of the solar panel (20), a rotation center axis (35) to which the frame (33) is attached, and the rotation center axis (35). And a support member (37) that is fixed to the ground and is supported above the ground surface.
フレーム（33）は、太陽パネル（20）の上下方向に互いに間隔をあけて平行に延びる一対の横桟（34）で構成されている。一対の横桟（34）は、回動中心軸（35）と直交する姿勢で該回動中心軸（35）の両端部に対応する位置に設けられている。これら各横桟（34）は、その下面に固定された軸受けブロック（36）を介して回動中心軸（35）の対応する端部に連結され、該回動中心軸（35）に対しその軸周りに回動可能に取り付けられている。 The frame (33) is composed of a pair of horizontal rails (34) extending in parallel in the vertical direction of the solar panel (20) with a space therebetween. The pair of horizontal rails (34) are provided at positions corresponding to both ends of the rotation center axis (35) in a posture orthogonal to the rotation center axis (35). Each of these horizontal rails (34) is connected to a corresponding end portion of the rotation center shaft (35) through a bearing block (36) fixed to the lower surface thereof, and is connected to the rotation center shaft (35). Attached so as to be rotatable around an axis.
回動中心軸（35）は、太陽パネル（20）の左右方向に延びると共に、該太陽パネル（20）の上下方向における中央に位置していて、支持部材（37）の上端部に固定した状態に取り付けられている。この回動中心軸（35）は、支持部材（37）の中心軸に対して予め定められた角度で傾斜するように連結されている。 The rotation center axis (35) extends in the left-right direction of the solar panel (20), is positioned at the center in the vertical direction of the solar panel (20), and is fixed to the upper end of the support member (37) Is attached. The rotation center axis (35) is connected to be inclined at a predetermined angle with respect to the center axis of the support member (37).
支持部材（37）は、上端部に設けられた保持部材（37a）を介して回動中心軸（35）を支持すると共に、下端部が地面に埋設される尖端部（37b）になった１本の杭によって構成されている。各モジュールユニット（2A, 2B）は、この支持部材（37）を地面に設けられた固定用のスリーブを使って打ち込み、その周囲をモルタルで固めることで位置が固定される。 The support member (37) supports the rotation center shaft (35) via a holding member (37a) provided at the upper end portion, and the lower end portion becomes a pointed end portion (37b) embedded in the ground 1 It consists of a pile of books. The position of each module unit (2A, 2B) is fixed by driving this support member (37) using a fixing sleeve provided on the ground and solidifying its periphery with mortar.
上記第１モジュールユニット（2A）及び各第２モジュールユニット（2B）のリンク機構（30）同士は連結ロッド（31）で連結され、アクチュエータユニット（40）の駆動により回動される第１モジュールユニット（2A）の太陽パネル（20）の動きが第２モジュールユニット（2B）の太陽パネル（20）に伝達される。つまり、第１モジュールユニット（2A）は駆動側のユニットとなっており、第２モジュールユニット（2B）は従動側のユニットとなっている。 The first module unit (2A) and the link mechanism (30) of each second module unit (2B) are connected by a connecting rod (31), and the first module unit is rotated by driving of the actuator unit (40). The movement of the solar panel (20) of (2A) is transmitted to the solar panel (20) of the second module unit (2B). That is, the first module unit (2A) is a drive side unit, and the second module unit (2B) is a driven side unit.
アクチュエータユニット（40）は、図２に示すように、入力される空気圧に応じたエネルギーを伸縮運動に変換するアクチュエータ（41）と、該アクチュエータ（41）に入力する空気圧を調整する空気圧調整部（42）と、アクチュエータ（41）での空気圧の異常上昇を防ぐリリーフ弁（47）と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the actuator unit (40) includes an actuator (41) that converts energy corresponding to the input air pressure into a telescopic motion, and an air pressure adjusting unit that adjusts the air pressure input to the actuator (41). 42) and a relief valve (47) for preventing an abnormal increase in air pressure at the actuator (41).
アクチュエータ（41）は、空気圧の変化に応じて作動する空気圧式のアクチュエータである。このアクチュエータ（41）は、圧縮空気の給排気に応じて上下方向に伸縮する空気袋（41a）と、該空気袋（41a）の伸縮に伴って上下方向に移動するロッド（41b）と、を備えている。 The actuator (41) is a pneumatic actuator that operates according to a change in air pressure. The actuator (41) includes an air bag (41a) that expands and contracts in the vertical direction according to supply and exhaust of compressed air, and a rod (41b) that moves in the vertical direction as the air bag (41a) expands and contracts. I have.
空気袋（41a）は、ブラケット（38）を介して支持部材（37）の側面に固定されている。この空気袋（41a）は、空気袋（41a）内に供給する圧縮空気及び空気袋（41a）内から排出する圧縮空気が共通に流れる給排気部である空気給排路（48）を介して、空気圧調整部（42）を構成する空気給排機構としての空気弁（44）に接続されている。 The air bladder (41a) is fixed to the side surface of the support member (37) via the bracket (38). The air bag (41a) is connected via an air supply / discharge passage (48) which is a supply / exhaust section through which compressed air supplied into the air bag (41a) and compressed air discharged from the air bag (41a) flow in common. The air valve (44) as an air supply / discharge mechanism constituting the air pressure adjusting unit (42) is connected.
ロッド（41b）は、上下方向に延びる棒状部材である。このロッド（41b）の下端は、空気袋（41a）の上端に連結されている。他方、ロッド（41b）の上端は、回動中心軸（35）の一端部に固定された軸受けブロック（36）において、回動中心軸（35）から片側（例えば東側）に外れた偏心位置に図１に示す連結ピン（39）を介して連結されている。 The rod (41b) is a rod-like member that extends in the vertical direction. The lower end of the rod (41b) is connected to the upper end of the air bag (41a). On the other hand, the upper end of the rod (41b) is at an eccentric position deviated from the rotation center axis (35) to one side (for example, the east side) in the bearing block (36) fixed to one end of the rotation center axis (35). It is connected via a connecting pin (39) shown in FIG.
また、太陽パネル（20）の一端側には、図２に示すように錘（49）が取り付けられている。この錘（49）は、太陽パネル（20）の重心が回動中心軸（35）よりも片側（例えば東側）に位置して、該太陽パネル（20）の片側が重心側になるように取り付けられている。 Further, a weight (49) is attached to one end side of the solar panel (20) as shown in FIG. The weight (49) is attached so that the center of gravity of the solar panel (20) is located on one side (for example, the east side) of the rotation center axis (35) and one side of the solar panel (20) is on the center of gravity side. It has been.
上記アクチュエータ（41）は、空気圧調整部（42）から空気袋（41a）内に圧縮空気を供給して、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）が連結ピン（39）の位置を回動中心軸（35）の周方向に変位させることで、該回動中心軸（35）を中心として一方向、例えば受光面（21）を東側から西側に向ける方向にフレーム（33）ともども太陽パネル（20）を回動させ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）内から圧縮空気を空気圧調整部（42）に排出して、空気圧の作用をなくすと、太陽パネル（20）の自重及び錘（49）の重さによって空気袋（41a）が収縮し、それに伴って太陽パネル（20）を上記一方向とは反対方向、例えば受光面（21）を西側から東側に向ける方向に回動させるように構成されている。 When the actuator (41) supplies compressed air from the air pressure adjuster (42) to the air bag (41a) and applies air pressure to the air bag (41a), the air bag (41a) extends upward. Accordingly, the rod (41b) displaces the position of the connecting pin (39) in the circumferential direction of the rotation center axis (35), so that light is received in one direction, for example, around the rotation center axis (35). The solar panel (20) is rotated together with the frame (33) in a direction in which the surface (21) is directed from the east side to the west side. The actuator (41) discharges the compressed air from the air bag (41a) to the air pressure adjusting unit (42) to eliminate the action of the air pressure, and the weight of the solar panel (20) and the weight (49) are reduced. Accordingly, the air bag (41a) contracts, and accordingly, the solar panel (20) is rotated in the direction opposite to the one direction, for example, the light receiving surface (21) is directed from the west side to the east side. Yes.
空気圧調整部（42）は、空気袋（41a）内に圧縮空気を供給し、又は空気袋（41a）内から圧縮空気を排出して、アクチュエータ（41）を駆動（伸縮）させる構成を有している。この空気圧調整部（42）は、空気袋（41a）内に圧縮空気を供給するための空気供給源（43）と、該空気供給源（43）からの圧縮空気を空気給排路（48）を介して空気袋（41a）内に対し給排気する空気弁（44）と、該空気弁（44）による圧縮空気の給排気の流量を制限する絞り弁（50）と、を備えている。 The air pressure adjusting unit (42) has a configuration for driving (extracting) the actuator (41) by supplying compressed air into the air bag (41a) or discharging the compressed air from the air bag (41a). ing. The air pressure adjusting unit (42) includes an air supply source (43) for supplying compressed air into the air bag (41a), and the compressed air from the air supply source (43) is supplied to the air supply / discharge passage (48). And an air valve (44) for supplying / exhausting air into the air bag (41a), and a throttle valve (50) for limiting the flow rate of compressed air supply / exhaust by the air valve (44).
空気供給源（43）は、高圧に圧縮した空気を吐出する空気圧縮機（45）と、該空気圧縮機（45）に接続された空気タンク（46）と、で構成されている。空気圧縮機（45）から吐出された圧縮空気は空気タンク（46）にて貯留される。 The air supply source (43) includes an air compressor (45) that discharges air compressed to a high pressure, and an air tank (46) connected to the air compressor (45). The compressed air discharged from the air compressor (45) is stored in the air tank (46).
空気タンク（46）は、空気袋（41a）内に供給する圧縮空気が流れる給気路（51）を介して空気弁（44）に接続されている。この空気弁（44）は、三方切換弁であって、空気タンク（46）からの圧縮空気を空気袋（41a）内に対して給排気する開状態と、空気袋（41a）内に対して圧縮空気を給排気しない閉状態とに切り換え可能に構成されている。空気弁（44）の開状態には、空気袋（41a）内に圧縮空気を供給する給気状態と、空気袋（41a）内から圧縮空気を排出する排気状態とがある。また、空気弁（44）は、信号ラインを介して、後述するマイコン部（71）に接続されていて、該マイコン部（71）によって空気弁（44）の開閉状態が制御される。 The air tank (46) is connected to the air valve (44) via an air supply path (51) through which compressed air supplied into the air bag (41a) flows. The air valve (44) is a three-way switching valve, and is in an open state in which compressed air from the air tank (46) is supplied to and exhausted from the air bag (41a) and to the air bag (41a). It can be switched to a closed state in which compressed air is not supplied or exhausted. The open state of the air valve (44) includes an air supply state in which compressed air is supplied into the air bag (41a) and an exhaust state in which compressed air is discharged from the air bag (41a). The air valve (44) is connected to a microcomputer unit (71), which will be described later, via a signal line, and the open / close state of the air valve (44) is controlled by the microcomputer unit (71).
絞り弁（50）は、開度が調節可能な弁である。この絞り弁（50）は、空気袋（41a）内に圧縮空気を供給する流路に１つ、空気袋（41a）内から圧縮空気を排出する流路に２つ設けられている。具体的には、絞り弁（50）は、空気給排路（48）と排気路（52）とにそれぞれ設けられている。これによって、空気袋（41a）内に対し給排気される圧縮空気の流量が制限されて、太陽パネル（20）の角度を変えるアクチュエータ（41）の動作速度が減じられるので、太陽パネル（20）の角度制御において生じるオーバーシュートの度合を抑えることができる。 The throttle valve (50) is a valve whose opening degree can be adjusted. This throttle valve (50) is provided in one passage for supplying compressed air into the air bag (41a) and in two passages for discharging compressed air from the air bag (41a). Specifically, the throttle valve (50) is provided in each of the air supply / discharge passage (48) and the exhaust passage (52). As a result, the flow rate of the compressed air supplied to and exhausted from the air bag (41a) is limited, and the operating speed of the actuator (41) that changes the angle of the solar panel (20) is reduced, so that the solar panel (20) The degree of overshoot that occurs in the angle control can be suppressed.
リリーフ弁（47）は、空気給排路（48）に設けられている。このリリーフ弁（47）は、空気弁（44）が閉じて、空気袋（41a）と空気タンク（46）、空気袋（41a）と外部とがそれぞれ連通していない場合において、例えば強風等の外力によって太陽パネル（20）が空気袋（41a）の収縮方向に回動し、空気袋（41a）内で空気が圧縮されて、上昇した空気圧が設定圧に達したときに、空気を外部へ放出し、空気袋（41a）内の空気圧を下げる。 The relief valve (47) is provided in the air supply / discharge passage (48). When the air valve (44) is closed and the air bag (41a) and the air tank (46) and the air bag (41a) and the outside are not in communication with each other, this relief valve (47) When the solar panel (20) rotates in the direction of contraction of the air bag (41a) due to external force, the air is compressed in the air bag (41a), and the air pressure is increased when the increased air pressure reaches the set pressure. Release the air pressure in the air bag (41a).
また、太陽パネルユニット（10）は、太陽パネル（20）で発電した直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ（55）と、太陽パネル（20）の角度（傾斜角）を検知する角度検知部としての角度センサ（60）と、アクチュエータユニット（40）を駆動させて太陽パネル（20）の角度を制御するコントローラ（70）と、をさらに備えている。 The solar panel unit (10) also has a power conditioner (55) that converts the DC power generated by the solar panel (20) into AC power, and an angle detection that detects the angle (tilt angle) of the solar panel (20). An angle sensor (60) as a unit, and a controller (70) for driving the actuator unit (40) to control the angle of the solar panel (20).
パワーコンディショナ（55）から出力された交流電力は、所定の負荷（不図示）に供給される。角度センサ（60）は、第１モジュールユニット（2A）の回動中心軸（35）に取り付けられている。この角度センサ（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、コントローラ（70）を構成する後述のマイコン部（71）に適宜入力され、演算されて検知角として記憶される。 The AC power output from the power conditioner (55) is supplied to a predetermined load (not shown). The angle sensor (60) is attached to the rotation center axis (35) of the first module unit (2A). The angle sensor (60) includes an angle potentiometer whose output voltage changes according to the angle of the solar panel (20). A detection signal of the angle sensor (60) is appropriately input to a microcomputer unit (71), which will be described later, constituting the controller (70), calculated, and stored as a detection angle.
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、太陽パネル（20）の所定の目標角である指令角を設定する指令角設定部（72）と、空気弁（44）による圧縮空気の給排気を制御して、太陽パネル（20）の角度（検知角）が指令角設定部（72）で設定された指令角となるようにアクチュエータ（41）を駆動させる制御部（73）と、を有するマイコン部（71）を備えている。 A part of the DC power output from the solar panel (20) is supplied to the controller (70). The controller (70) controls the supply and exhaust of compressed air by a command angle setting unit (72) for setting a command angle, which is a predetermined target angle of the solar panel (20), and an air valve (44). A microcomputer unit (71) having a control unit (73) for driving the actuator (41) so that the angle (detection angle) of (20) becomes the command angle set by the command angle setting unit (72) ing.
指令角設定部（72）は、指令角を所定時間毎に設定する。指令角は、太陽の方向に応じて定められる太陽パネル（20）の傾斜角であって、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。 The command angle setting unit (72) sets the command angle every predetermined time. The command angle is an inclination angle of the solar panel (20) determined according to the direction of the sun, and is set and changed so that, for example, the amount of power generated by the solar panel (20) is maximized.
具体的には、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、昼間に太陽パネル（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。なお、この指令角の設定スパンは、単なる一例であって、これに限るものではない。 Specifically, the command angle is set such that the light receiving surface (21) of the solar panel (20) faces east in the morning, and the light receiving surface (21) of the solar panel (20) faces almost directly above in the daytime. The angle is set such that the light receiving surface (21) of the solar panel (20) faces west in the evening. In this embodiment, the command angle is set every minute from morning to evening. The command angle setting span is merely an example, and is not limited thereto.
制御部（73）は、太陽パネル（20）を受光面（21）が太陽光の方向を向くように太陽の動きに追尾させる追尾制御を行う。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）に行われる。この追尾制御では、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。本実施形態では、太陽パネル（20）の角度が指令角に対して±１°の角度になれば、太陽パネル（20）の角度が指令角と一致したとみなすようにしている。 The control unit (73) performs tracking control for tracking the solar panel (20) to the movement of the sun so that the light receiving surface (21) faces the direction of sunlight. The tracking control is performed every time a new command angle is set by the command angle setting unit (72) (every minute). In this tracking control, drive control of the actuator (41) is performed so that the angle (detection angle) of the solar panel (20) matches the new command angle. In the present embodiment, when the angle of the solar panel (20) becomes an angle of ± 1 ° with respect to the command angle, the angle of the solar panel (20) is regarded as coincident with the command angle.
上記構成の太陽パネルユニット（10）では、指令角設定部（72）で新たな指令角が設定される毎に制御部（73）による追尾制御が実行され、第１モジュールユニット（2A）の太陽パネル（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）が駆動される。アクチュエータ（41）が駆動されてロッド（41b）が上下すると、回動中心軸（35）を中心としてフレーム（33）ともども太陽パネル（20）が回動する。第１モジュールユニットのフレーム（33）が回動すると、その動作がリンク機構（30）及び連結ロッド（31）を介して各第２モジュールユニット（2B）に伝達される。そして、各第２モジュールユニットのフレーム（33）及び太陽パネル（20）が第１モジュールユニット（2A）と同じ動きをし、全てのモジュールユニット（2A, 2B）の太陽パネル（20）が太陽光の方向に応じて同じ角度に調節される。 In the solar panel unit (10) having the above-described configuration, the tracking control by the control unit (73) is executed every time a new command angle is set by the command angle setting unit (72), and the sun of the first module unit (2A) The actuator (41) is driven so that the angle (detection angle) of the panel (20) matches the new command angle. When the actuator (41) is driven and the rod (41b) moves up and down, the solar panel (20) rotates with the frame (33) about the rotation center axis (35). When the frame (33) of the first module unit rotates, the operation is transmitted to each second module unit (2B) via the link mechanism (30) and the connecting rod (31). The frame (33) and the solar panel (20) of each second module unit perform the same movement as the first module unit (2A), and the solar panels (20) of all the module units (2A, 2B) are sunlight. It is adjusted to the same angle according to the direction.
上記のような空気圧式のアクチュエータ（41）を利用して太陽パネル（20）の角度を変える太陽光追尾型の太陽パネルユニット（10）では、太陽パネル（20）の回動を停止させるときに、空気袋（41a）の伸縮応答性が悪いことや太陽パネル（20）にかかる慣性力に起因して、空気袋（41a）内への圧縮空気の給排気停止に対しアクチュエータ（41）の応答動作、ひいては太陽パネル（20）の回動停止が遅れるため、太陽パネル（20）の回動停止位置での角度（検知角）は指令角に対して若干はオーバーシュートするが、その度合いは、図３に示すように、絞り弁（50）を設けない従来の構成（図３で二点鎖線で示す）に比べて抑えられる。これにより、オーバーシュートの繰り返しによるハンチングが早期に収束するので、太陽パネル（20）の角度は速やかに指令角と一致する。 In the solar tracking type solar panel unit (10) that changes the angle of the solar panel (20) using the pneumatic actuator (41) as described above, when the rotation of the solar panel (20) is stopped The response of the actuator (41) to the supply and exhaust stop of compressed air into the air bag (41a) due to the poor expansion and contraction response of the air bag (41a) and the inertial force applied to the solar panel (20) Since the operation and eventually the rotation stop of the solar panel (20) is delayed, the angle (detection angle) at the rotation stop position of the solar panel (20) slightly overshoots the command angle. As shown in FIG. 3, it is suppressed as compared with a conventional configuration (indicated by a two-dot chain line in FIG. 3) in which no throttle valve (50) is provided. As a result, hunting due to repeated overshoot converges early, so that the angle of the solar panel (20) quickly matches the command angle.
−実施形態１の効果−
この実施形態１によると、空気弁（44）による空気袋（41a）内に対する圧縮空気の給排気の流量が絞り弁（50）により制限されることで、太陽パネル（20）の角度を変えるアクチュエータ（41）の動作速度が減じられるので、太陽パネル（20）の角度制御においてオーバーシュートの度合を抑えることができる。これによって、太陽パネル（20）の角度が指令角に対しハンチングしても該ハンチングを早期に収束させることができ、太陽パネル（20）の角度を速やかに指令角と一致させることができる。したがって、アクチュエータ（41）を駆動させる時間を短くすることができると共に、圧縮空気の浪費が抑えられることで空気圧縮機（45）の運転時間を減らすことができるので、太陽パネルユニット（10）において太陽パネル（20）の角度制御に必要な消費電力を減少させることができる。その結果、太陽パネル（20）の追従動作に起因する発電ロスを減少させることができ、太陽光追尾型の太陽パネルユニット（10）で得られる発電量を増大させることができる。
-Effect of Embodiment 1-
According to the first embodiment, the actuator that changes the angle of the solar panel (20) by restricting the flow rate of compressed air supply / exhaust to the air bag (41a) by the air valve (44) by the throttle valve (50). Since the operation speed of (41) is reduced, the degree of overshoot can be suppressed in the angle control of the solar panel (20). Thereby, even if the angle of the solar panel (20) is hunted with respect to the command angle, the hunting can be quickly converged, and the angle of the solar panel (20) can be quickly matched with the command angle. Therefore, the time for driving the actuator (41) can be shortened and the operation time of the air compressor (45) can be reduced by suppressing the waste of compressed air, so in the solar panel unit (10) The power consumption required for the angle control of the solar panel (20) can be reduced. As a result, the power generation loss due to the tracking operation of the solar panel (20) can be reduced, and the power generation amount obtained by the solar light tracking type solar panel unit (10) can be increased.
また、この実施形態１によると、空気袋（41a）内からの排気による太陽パネル（20）の角度制御を行う場合には、太陽パネル（20）の自重及び錘（49）の重さで空気袋（41a）が収縮することを利用して太陽パネル（20）を回動させるため、空気袋（41a）内への給気による太陽パネル（20）の角度制御を行う場合よりも、オーバーシュートの度合が大きくなりやすいが、空気袋（41a）内から圧縮空気を排出する流路には絞り弁（50）が２つ設けられているので、空気袋（41a）内からの排気による太陽パネル（20）の角度制御を行う場合に生じるオーバーシュートの度合を充分に抑えることができる。しかも、これら２つの絞り弁（50）のうち１つは、圧縮空気の給排気両方の動作で作用する共用の絞り弁（50）であるので、少ない数の絞り弁（50）で空気袋（41a）内への給気流量よりも空気袋（41a）内からの排気流量を効果的に制限することができる。 Further, according to the first embodiment, when the angle control of the solar panel (20) is performed by exhausting from the air bag (41a), the air is caused by the weight of the solar panel (20) and the weight (49). Since the solar panel (20) is rotated by utilizing the shrinkage of the bag (41a), the overshoot is performed more than when the angle of the solar panel (20) is controlled by supplying air into the air bag (41a). However, since there are two throttle valves (50) in the flow path that discharges compressed air from the air bag (41a), the solar panel is exhausted from the air bag (41a). The degree of overshoot that occurs when the angle control of (20) is performed can be sufficiently suppressed. Moreover, since one of these two throttle valves (50) is a common throttle valve (50) that operates in both the operation of supplying and exhausting compressed air, an air bag (with a small number of throttle valves (50) ( The exhaust flow rate from the air bag (41a) can be more effectively limited than the supply air flow rate into the 41a).
《発明の実施形態２》
この実施形態２に係る太陽パネルユニット（10）は、空気弁（44）の構成及び絞り弁（50）の配置が上記実施形態１と異なっている。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
The solar panel unit (10) according to the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the air valve (44) and the arrangement of the throttle valve (50).
上記実施形態１では、空気圧調整部（42）の空気弁（44）を１つの三方向切換弁で構成しているが、本実施形態では、図４に示すように、空気弁（44）が２つの二方向切換弁（44a, 44b）によって構成されている。２つの二方向切換弁（44a, 44b）は、空気タンク（46）からの圧縮空気を空気袋（41a）内に供給する給気状態と空気袋（41a）内に給気を行わない閉状態とに切り換え可能な第１切換弁（44a）と、空気袋（41a）内から圧縮空気を排出する排気状態と空気袋（41a）内から排気を行わない閉状態とに切り換え可能な第２切換弁（44b）と、である。 In the first embodiment, the air valve (44) of the air pressure adjusting unit (42) is configured by one three-way switching valve. However, in the present embodiment, as shown in FIG. It is comprised by two two-way selector valves (44a, 44b). The two two-way selector valves (44a, 44b) are in an air supply state where compressed air from the air tank (46) is supplied into the air bag (41a) and in a closed state where no air is supplied into the air bag (41a). A first switching valve (44a) that can be switched to and a second switching that can be switched between an exhaust state in which compressed air is discharged from the air bag (41a) and a closed state in which no air is exhausted from the air bag (41a). A valve (44b).
そして、絞り弁（50）は、空気袋（41a）内に圧縮空気を供給する流路と、空気袋（41a）内から圧縮空気を排気する流路と、にそれぞれ２つずつ設けられている。具体的には、空気袋（41a）内に対して給排気する圧縮空気が共通に流れる空気給排路（48）と、空気タンク（46）から圧縮空気を第１切換弁（44a）に供給する給気路（51）と、空気袋（41a）内から排出する圧縮空気が流れる排気路（52）と、にそれぞれ設けられている。 Two throttle valves (50) are provided in each of a flow path for supplying compressed air into the air bag (41a) and a flow path for discharging compressed air from the air bag (41a). . Specifically, compressed air is supplied to the first switching valve (44a) from the air supply / discharge passage (48) through which the compressed air to be supplied / exhausted to / from the air bag (41a) flows in common and the air tank (46). The air supply passage (51) to be used and the exhaust passage (52) through which the compressed air discharged from the air bag (41a) flows are provided.
−実施形態２の効果−
この実施形態２によると、絞り弁（50）が、空気袋（41a）内に圧縮空気を供給する流路と、空気袋（41a）内から圧縮空気を排気する流路と、にそれぞれ２つずつ設けられ、そのうち１つは、圧縮空気の給排気両方の動作で作用する共用の絞り弁であるので、少ない数の絞り弁で空気袋（41a）内への圧縮空気の給気流量と、空気袋（41a）内からの圧縮空気の排気流量とを効果的に制限することができる。これによって、太陽パネル（20）の角度を変えるアクチュエータ（41）の動作速度が充分に減じられるので、太陽パネル（20）の角度制御において生じるオーバーシュートの度合を可及的に抑えることができる。その他については、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
-Effect of Embodiment 2-
According to the second embodiment, two throttle valves (50) are provided for each of the flow path for supplying compressed air into the air bag (41a) and the flow path for discharging compressed air from the air bag (41a). Since one of them is a common throttle valve that operates in both the supply and exhaust of compressed air, the supply flow rate of compressed air into the air bag (41a) with a small number of throttle valves, The exhaust flow rate of the compressed air from the air bag (41a) can be effectively limited. As a result, the operating speed of the actuator (41) that changes the angle of the solar panel (20) is sufficiently reduced, so that the degree of overshoot that occurs in the angle control of the solar panel (20) can be suppressed as much as possible. About the other, the effect similar to the said Embodiment 1 can be acquired.
《発明の実施形態３》
この実施形態３に係る太陽パネルユニット（10）は、アクチュエータ（41）の数、空気弁（44）の構成及び絞り弁（50）の配置が上記実施形態１と異なっている。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
The solar panel unit (10) according to the third embodiment is different from the first embodiment in the number of actuators (41), the configuration of air valves (44), and the arrangement of throttle valves (50).
上記実施形態１では、１つのアクチュエータ（41）によって太陽パネル（20）を回動させているが、本実施形態では、図５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）を回動させる。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。 In the first embodiment, the solar panel (20) is rotated by one actuator (41). However, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the solar panel (20) is formed by two actuators (41). Rotate. The two actuators (41) are configured such that when the air bladder (41a) of one actuator (41) extends, the air bladder (41a) of the other actuator (41) contracts.
空気弁（44）は、３つのポートを有する２つの切換弁で構成されている。この空気弁（44）は、空気タンク（46）から一方のアクチュエータ（41）の空気袋（41a）に圧縮空気を供給して該空気袋（41a）を伸長させつつ、他方のアクチュエータ（41）の空気袋（41a）から外部へ圧縮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。 The air valve (44) is composed of two switching valves having three ports. This air valve (44) supplies compressed air from the air tank (46) to the air bag (41a) of one actuator (41) to extend the air bag (41a), while the other actuator (41) The compressed air is discharged from the air bag (41a) to the outside to alternately contract the air bag (41a).
そして、絞り弁（50）は、空気袋（41a）内に圧縮空気を供給する流路に１つ、空気袋（41a）内から圧縮空気を排出する流路に２つ設けられている。具体的には、２つのアクチュエータ（41）の空気袋（41a）内に対して給排気する圧縮空気が共通に流れる各空気給排路（48）と、一方のアクチュエータ（41）の空気袋（41a）内から圧縮空気を外部へ排出する排気路（52）と、他方のアクチュエータ（41）の空気袋（41a）内から圧縮空気を外部へ排出する排気路（52）と、にそれぞれ設けられている。 The throttle valve (50) is provided in one channel for supplying compressed air into the air bag (41a) and in two channels for discharging compressed air from the air bag (41a). Specifically, each air supply / discharge path (48) through which compressed air to be supplied / exhausted into / from the air bladder (41a) of the two actuators (41) flows in common, and an air bag ( 41a) an exhaust passage (52) for exhausting compressed air from the inside to the outside, and an exhaust passage (52) for exhausting compressed air from the air bag (41a) of the other actuator (41) to the outside. ing.
−実施形態３の効果−
この実施形態３によっても、太陽パネル（20）の角度を変えるアクチュエータ（41）の動作速度が充分に減じられるので、太陽パネル（20）の角度制御において生じるオーバーシュートの度合を可及的に抑えることができる。
-Effect of Embodiment 3-
Also in the third embodiment, the operating speed of the actuator (41) that changes the angle of the solar panel (20) is sufficiently reduced, so that the degree of overshoot that occurs in the angle control of the solar panel (20) is minimized. be able to.
《その他の実施形態》
上記実施形態１では、絞り弁（50）が空気給排路（48）と排気路（52）とに設けられているとしたが、本発明はこれに限らず、絞り弁（50）は、例えば、空気給排路（48）だけに設けられていてもよく、給気路（51）と排気路（52）とにだけ設けられていても構わない。
<< Other Embodiments >>
In the first embodiment, the throttle valve (50) is provided in the air supply / discharge passage (48) and the exhaust passage (52). However, the present invention is not limited to this, and the throttle valve (50) For example, it may be provided only in the air supply / discharge path (48), or may be provided only in the air supply path (51) and the exhaust path (52).
上記実施形態２では、絞り弁（50）が空気給排路（48）と給気路（51）と排気路（52）とにそれぞれ設けられているとしたが、本発明はこれに限らず、絞り弁（50）は、例えば、空気給排路（48）だけに設けられていてもよく、給気路（51）と排気路（52）とにだけ設けられていても構わない。 In the second embodiment, the throttle valve (50) is provided in each of the air supply / discharge passage (48), the air supply passage (51), and the exhaust passage (52). However, the present invention is not limited to this. For example, the throttle valve (50) may be provided only in the air supply / exhaust passage (48), or may be provided only in the air supply passage (51) and the exhaust passage (52).
上記実施形態３では、絞り弁（50）が２つの空気給排路（48）と２つの排気路（52）とにそれぞれ設けられているとしたが、本発明はこれに限らず、絞り弁（50）は、例えば、２つの空気給排路（48）にだけそれぞれ設けられていてもよく、２つの排気路（52）と給気路（51）とにそれぞれ設けられていても構わない。 In the third embodiment, the throttle valve (50) is provided in each of the two air supply / discharge passages (48) and the two exhaust passages (52). However, the present invention is not limited to this, and the throttle valve is not limited thereto. (50) may be provided, for example, only in the two air supply / discharge passages (48), or may be provided in each of the two exhaust passages (52) and the air supply passage (51). .
また、上記実施形態１では、本発明に係る絞り部（50）として開度が調節可能な絞り弁（50）を採用した構成を例に挙げて説明したが、絞り部（50）としては、絞り弁（50）に代えて、圧力補償機能や温度補償機能を備えた流量調整弁などの他の流量制御弁、又はオリフィスなどを採用してもよく、空気弁（44）による圧縮空気の給排気の流量を制限するものであれば、圧縮空気の流路を単純に狭くした部分が設けられているだけであっても構わない。 Moreover, in the said Embodiment 1, although the structure which employ | adopted as an example the structure which employ | adopted the throttle valve (50) which can adjust an opening degree as a throttle part (50) which concerns on this invention, as a throttle part (50), Instead of the throttle valve (50), another flow rate control valve such as a flow rate adjustment valve having a pressure compensation function or a temperature compensation function, or an orifice may be employed. As long as the flow rate of the exhaust gas is limited, a portion where the flow path of the compressed air is simply narrowed may be provided.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施形態に記載の範囲に限定されない。上記各実施形態が例示であり、それらの各構成要素の組合せに、さらにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in each said embodiment. It is to be understood by those skilled in the art that the above embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to the combinations of the respective constituent elements, and such modifications are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明は、空気圧式のアクチュエータを利用して太陽パネルの角度を変える太陽光追尾型の太陽パネルユニットについて有用であり、特に、太陽パネルの角度を調節する駆動制御に必要な消費電力を低減することが要望される太陽パネルユニットに適している。 As described above, the present invention is useful for a solar tracking type solar panel unit that changes the angle of the solar panel using a pneumatic actuator, and is particularly necessary for drive control for adjusting the angle of the solar panel. It is suitable for solar panel units that are required to reduce power consumption.
10 太陽パネルユニット
20 太陽パネル
41 アクチュエータ
41a 空気袋
43 空気供給原
44 空気弁（空気給排機構）
48 空気給排路（給排気部）
50 絞り弁（絞り部）
52 排気路（排気部）
60 角度センサ（角度検知部）
73 制御部
10 Solar panel unit
20 solar panels
41 Actuator
41a air bag
43 Air supply
44 Air valve (Air supply / discharge mechanism)
48 Air supply / exhaust passage (supply / exhaust section)
50 Throttle valve (throttle part)
52 Exhaust passage (exhaust section)
60 Angle sensor (angle detector)
73 Control unit
Claims (3)
圧縮空気の給排気に応じて伸縮する空気袋（41a）を有し、該空気袋（41a）の伸縮動作により前記太陽パネル（20）の角度を変えるアクチュエータ（41）と、
前記太陽パネル（20）の角度を検知する角度検知部（60）と、
前記空気袋（41a）内に圧縮空気を供給するための空気供給源（43）と、
前記空気供給源（43）からの圧縮空気を前記空気袋（41a）内に対し給排気する空気給排機構（44）と、
前記空気給排機構（44）による圧縮空気の給排気を制御して、前記角度検知部（60）で検知された検知角が所定の目標角となるように前記アクチュエータ（41）を駆動させる制御部（73）と、
前記空気給排機構（44）による圧縮空気の給排気の流量を制限する絞り部（50）と、を備える
ことを特徴とする太陽パネルユニット。 A solar panel (20) supported by a variable angle;
An actuator (41) having an air bag (41a) that expands and contracts according to supply and exhaust of compressed air, and changes the angle of the solar panel (20) by the expansion and contraction of the air bag (41a);
An angle detector (60) for detecting the angle of the solar panel (20);
An air supply source (43) for supplying compressed air into the air bag (41a);
An air supply / discharge mechanism (44) for supplying / exhausting compressed air from the air supply source (43) to / from the air bag (41a);
Control for controlling supply / exhaust of compressed air by the air supply / discharge mechanism (44) to drive the actuator (41) so that a detection angle detected by the angle detection unit (60) becomes a predetermined target angle. Part (73),
A solar panel unit comprising: a throttle portion (50) for restricting the flow rate of compressed air supply / exhaust by the air supply / discharge mechanism (44).
前記空気袋（41a）内に供給する圧縮空気及び前記空気袋（41a）内から排出する圧縮空気が共通に流れる給排気部（48）と、前記空気袋（41a）内から排出する圧縮空気だけが流れる排気部（52）と、をさらに備え、
前記絞り部（50）は、前記給排気部（48）及び排気部（52）にそれぞれ設けられている
ことを特徴とする太陽パネルユニット。 In the solar panel unit according to claim 1,
The compressed air supplied into the air bag (41a) and the compressed air discharged from the air bag (41a), and the compressed air discharged from the air bag (41a), and the compressed air discharged from the air bag (41a) in common. And an exhaust part (52) through which
The said narrowing part (50) is provided in the said air supply / exhaust part (48) and the exhaust part (52), respectively, The solar panel unit characterized by the above-mentioned.
前記絞り部（50）は、開度が調節可能な絞り弁（50）である
ことを特徴とする太陽パネルユニット。
In the solar panel unit according to claim 1 or 2,
The said throttle part (50) is a throttle valve (50) which can adjust an opening degree, The solar panel unit characterized by the above-mentioned.
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