JP2014229641A - ソーラーパネルの回動架台 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、先の特願２０１１−１９０２３１号（特開２０１２−１１９６６１号公報、特許文献２７参照）の問題点を解決することができるソーラーパネルの回動架台を提供するものである。
【解決手段】
本発明のソーラーパネルの回動架台は、上面に多角形の走行路を備えた基台と、下面に前記基台の多角形の走行路上を走行するキャスタを備え、上面に支柱を立設した回転台と、前記支柱でほぼ中央を支持され、かつ支柱の頂点を支軸として板面の両側の角度を可変とした受台と、該受台上に搭載されたソーラーパネルとを備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明はソーラーパネルの回動架台に関し、ソーラーパネルを用いて時間の経過に応じて効率よく太陽光を受け蓄電及び給電作用を行なうことができるようにすることより、なお一層の効率性の向上を図ることができるようにしたソーラーパネルの回動架台に関する。

従来、自然エネルギーを利用して電力を得るものとしては、いわゆるソーラーパネル（太陽電池）や風車を用いた風力発電装置、地熱発電、波力発電、温度差発電等の存在が知られている。
このうち太陽電池は、単体となるソーラーセルを集合させてソーラーパネルを形成しており、その効率はソーラーパネルの表面をできる限り太陽光の照射方向に直角に近く設置することで高められる。

そのため、従来よりソーラーパネルの設置に関しては太陽追跡機能を持たせたり、各月の各時刻における太陽の位置とその太陽光の入射角度をメモリに入力しておき、このメモリからの出力でソーラーパネルの位置を可変とすること等の提案がなされている。
しかしながら、従来知られている太陽追跡機能をもたせるための架台は、構造が複雑になりやすく、維持管理が面倒になるという問題があった。
そして、ソーラーパネルの変位のための摺動箇所も数多く必要となって円滑な作動を長期に亘って故障なく維持することは困難なものとなっている。

そこで本発明者は先に特願２０１１−１９０２３１号（特開２０１２−１１９６６１号公報、特許文献２７参照）において、所定位置に固定され、上面に円形レールを備えた基台と、下面に前記基台の円形レール上を走行するキャスタを備え、上面に支柱を立設した回転台と、前記支柱でほぼ中央を支持され、かつ支柱の頂点を支軸として板面の両側の角度を可変とした受台と、該受台上に搭載されたソーラーパネルとを備え、前記受台の板面の両端に端部を固定し、前記回転台の下面に設けたプーリ上を移動可能に通したワイヤを、回転台の適所に設けた減速モータで稼動させて、前記受台の角度を変えられるようにしたソーラーパネルの回動架台を提案した。

特開２００９−３０２１２３号公報 特開２００７−２８４９５６号公報 特開２００７−２０７８０１号公報 特開２００７−８８３４５号公報 特開２００５−３１７５８８号公報 特開２００５−２６８６７１号公報 特開２００５−６４１４７号公報 特開２００４−２６３４７１号公報 特開２００４−１４６７５９号公報 特開２００３−２２９５９４号公報 特開２００２−２１７４４０号公報 特開２０００−２４３９８３号公報 特開平１１−２０１１号公報 特開平１０−５１０１９号公報 特開平８−１７０７９０号公報 実開昭６３−１３１１５５号公報 実用新案登録第３１５７５３０号公報 実用新案登録第３１４１２２９号公報 実用新案登録第３１０１４３７号公報 実用新案登録第３０６８５６１号公報 実用新案登録第３０６０８８７号公報 実用新案登録第３０２６８７６号公報 実開昭６２−５３１５号公報 実開昭５９−１８５８５８号公報 米抄２００６／６０１８８号公報 米抄２００２／２３６３８号公報 特開２０１２−１１９６６１号公報

しかしながら、先の特願２０１１−１９０２３１号（特開２０１２−１１９６６１号公報、特許文献２７参照）において円形レールを用いることにより、大幅なコストアップを余儀なくされていた。
したがって本発明は、先の特願２０１１−１９０２３１号（特開２０１２−１１９６６１号公報、特許文献２７参照）の上記問題点を解決することができるソーラーパネルの回動架台を提供するものである。

すなわち上記問題点を解決するために、本発明に係るソーラーパネルの回動架台は、上面に多角形の走行路を備えた基台と、下面に前記基台の多角形の走行路上を走行するキャスタを備え、上面に支柱を立設した回転台と、前記支柱でほぼ中央を支持され、かつ支柱の頂点を支軸として板面の両側の角度を可変とした受台と、該受台上に搭載されたソーラーパネルとを備えたことを特徴とするものである。

本発明に係るソーラーパネルの回動架台は、上面に多角形の走行路を備えた基台と、下面に前記基台の多角形の走行路上を走行するキャスタを備え、上面に支柱を立設した回転台と、前記支柱でほぼ中央を支持され、かつ支柱の頂点を支軸として板面の両側の角度を可変とした受台と、該受台上に搭載されたソーラーパネルとを備え、
前記受台の端部と前記回転台上に設けた巻上げ機との間に張設したワイヤを、前記巻上げ機に付設したモータを駆動させて伸縮させることにより、前記受台の角度を変えられるようにしたことを特徴とするものである。

本発明に係るソーラーパネルの回動架台において、前記回転台の上面に立設した支柱は、前記回転台上面に平面方向において対向するように一対立設され、前記受台は前記一対の支柱間に差し渡し、板状の中央をその板面の両側の角度を可変に支持していることをも特徴とするものである。

本発明に係るソーラーパネルの回動架台において、前記回転台の上面に立設した支柱は、前記回転台のほぼ中央に立設され、前記受台を前記支柱で板状の中央において板面の両側の角度を可変に支持していることをも特徴とするものである。

本発明に係るソーラーパネルの回動架台において、前記基台を構成する多角形の走行路は、方形の外枠の内周に接する４つの側辺と、外枠の対角線部分をショートカットして前記側辺間を連結する斜辺とを備えた八角形としたことをも特徴とするものである。

本発明に係るソーラーパネルの回動架台において、前記回転台は、下面中央に設けたピボット軸で前記基台上に回動可能に位置決めされていることをも特徴とするものである。

本発明に係るソーラーパネルの回動架台において、前記受台の端部と前記回転台上に設けた巻上げ機との間に張設したワイヤは、前記回転台上に前記巻上げ機と所定の間隔で配設したガイドプーリと、前記巻上げ機とガイドプーリとの間に首振り可能に立設した張力保持バー上端の中間プーリを経由して前記巻上げ機に取り付けられていることをも特徴とするものである。

本発明に係るソーラーパネルの回動架台によれば、先の特願２０１１−１９０２３１号（特開２０１２−１１９６６１号公報、特許文献２７参照）における円形レールを用いる必要がなくなり、大幅にコストダウンすることが可能となった。

基台と回転台を分解した状態の斜視図である。 基台と回転台を組み付けた状態の斜視図である。 本発明に係るソーラーパネルの回動架台の１実施例を示し、ソーラーパネルを水平に保持した状態の側面図である。 その正面図である。 その平面図である。 ソーラーパネルを傾斜して保持した状態の側面図である。 その正面図である。 その平面図である。 ソーラーパネルの受台にソーラーパネルを搭載する状態を示す平面図である。 本発明に係るソーラーパネルの回動架台が適用されるソーラーパネルの別の例を示す側面図である。

次に、本発明に係るソーラーパネルの回動架台の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１ないし図９は本発明に係るソーラーパネルの回動架台の１実施例を示すものである。
図１は本発明に係るソーラーパネルの回動架台を構成する基台と回転台を分解した状態を、図２は基台と回転台を組み付けた状態を示すものである。
また図３ないし図８は本発明に係るソーラーパネルの回動架台の完成状態を示し、ソーラーパネルの受台を左右一対の支柱で水平に支持した場合を示すものである。
図１および図２において、１１はソーラーパネルを設置する敷地や屋上、屋根等の所定位置に支持脚１１ａを介して固定され、上面に多角形の走行路１２を備えた基台を示す。
より詳しくは、前記基台１１はほぼ方形の外枠２１と、該外枠２１の側辺の中央に頂点を外接させた方形の内枠２２を備えている。そして前記多角形の走行路１２は、前記方形の外枠２１の内周に接する４つの側辺１２ａと、外枠２１の対角線部分をショートカットして前記側辺１２ａ間を連結する斜辺１２ｂとを備えた八角形に構成してある。

前記外枠２１の対角線部分をショートカットして前記側辺１２ａ間を連結する斜辺１２ｂは、前記外枠２１の頂点２１ａと内枠２２の側辺の中央との間に差し渡した支持枠２３上に搭載されている。
２４はその中心位置において後述の回転台１３を回転自在に保持するピボット軸である。

前記図１および図２において１３は回転台である。該回転台１３は、前記基台１１の外枠２１とほぼ同形の外枠３１を備えている。すなわち、前記回転台１３は前記基台１１上に搭載され、前記外枠３１の下面に前記基台１１の多角形の走行路１２上を走行するキャスタ１４を備えて回転自在となっている。また外枠３１の上面には一対の支柱１５，１５が平面方向において対向するよう立設してある。１８は前記一対の支柱１５，１５を支持するために支柱１５，１５と回転台１３との間に配設した補強アームである。
そして前記一対の支柱１５，１５はそれぞれ、前記外枠３１上に向かい合う形で立設され、その上端から両側の外枠３１上に斜めに補強アーム３２ａ，３２ｂが取り付けてある。

図３ないし図５において１６はソーラーパネルの受台であり、前記回転台１３上の一対の支柱１５，１５間に差し渡した支軸４０により板状の中央を支持され、かつ一対の支柱１５，１５の上端を回転中心として前記板面の両側の角度を可変としたものである。
すなわち前記受台１６は、所定の間隔で配設した縦フレーム４１ａおよび横フレーム４１ｂと、該縦フレーム４１ａおよび横フレーム４１ｂ上に所定の間隔で平行に複数配置した支持フレーム４２とからなり、その上にソーラーパネルの台板１７が搭載してある。こうすることによって受台１６の軽量化、組立やすさの向上を図っている。
ちなみに、前記回転台１３の上面に立設した一対の支柱１５，１５に代えて、支柱を前記回転台１３のほぼ中央に立設し、前記受台１６を前記の支柱で板面の中央において板面の両側の角度を可変に支持するようにしてもよい。

なお前記受台１６の縦フレーム４１ａ下面の適宜位置には、前記回転台１３上の支柱１５，１５の頂点との間に差し渡した支軸４０上の軸受構造４３にはめ込む突起が形成されており、該軸受構造４３と突起を介して、前記受台１６の板面の両側の角度を可変に支持している。
４４はワイヤであり、該ワイヤ４４はその一端を前記受台１６の端部に固定してあり、その他端は前記回転台１３上に設けたガイドプーリ４７から前記回転台１３の適所に首振り可能に立設した張力保持バー４５上端の中間プーリ４６を経由して巻上げ機４８に取り付けてある。

したがって、前記巻上げ機４８に付設したモータ４９を駆動すれば、前記受台１６はワイヤ４４に牽引されて無理なくその角度を変えることができる。その際、前記ワイヤ４４の張力は張力保持バー４５の首振り動作によって適度に吸収することができる。
また、アクチュエータ等を用い、前記支柱１５、１５の補強アーム３２ａ，３２ｂの一方の側の適所にその一端を、前記受台１６下面にその他端を取り付け、該アクチュエータを伸縮することによっても、前記受台１６は軸受構造４３を介して前記受台１６の板面の両側の角度をかえることができる。
図において１９は、前記受台１６の下面と前記支柱１５，１５との間に配設したコイルばね等からなるショックアブソーバである。
また５０は、前記一方の補強アーム３２ａとは反対側の補強アーム３２ｂの適所に突設したストッパであり、スプリングを内蔵して衝撃を吸収できるよう構成されている。

図６ないし図８はソーラーパネルを傾斜して保持した状態を示すものである。
すなわち、前記ワイヤを回転台１３の適所に設けた減速モータで稼動させて前記受台１６の角度をストッパ５０で止まるまで傾斜させることにより、ソーラーパネルの台板１７を水平位置から約６０°の角度に傾斜させたものである。
このような構造のワイヤによるソーラーパネルの台板１７の傾斜角度の調整機構と、多角形の走行路１２上を走行するキャスタ１４による前記回転台１３の回転角度の調整機構とを組み合わせることにより、ソーラーパネルは太陽を追尾するように動かすことができる。

本発明のソーラーパネルの回動架台の組み付けは、次のようにして行うことができる。
すなわち、先ず図１および図２に示す基台１１を屋根等の上に固定する。
そして、前記回転台１３の下面に設けたキャスタ１４を前記基台１１の多角形の走行路１２と位置合わせしながら、前記基台１１の中央に立設したピボット軸２４を前記回転台１３中央の軸孔１３ａにはめ込んで、前記基台１１上に回転台１３を回転自在に搭載する。
次いで、図３ないし図５に示すように、前記受台１６を前記回転台１３上の一対の支柱１５，１５間に差し渡し、かつ一対の支柱１５，１５の上端の軸受構造４３で板面の両側の角度を可変にした状態で、受台１６の板面の中央を支持するよう取り付ける。

図９は、前記受台１６の上面にソーラーパネル２０を取り付ける工程を示すものであり、前記台板１７に搭載したソーラーパネル２０を前記受台１６の上面に順次組み付けていく段階を示している。
図９では、前記受台１６の上面に２０枚のソーラーパネル２０を取り付ける場合について説明しているが、枚数については何ら限定するものではなく、例えば２４枚であっても、１５枚であっても、またその他の枚数であっても構わない。
このように、受台１６の上面にソーラーパネル２０の台板１７を取り付けてソーラーパネルの回動架台が完成する。

前記基台１１上に回転自在に搭載した回転台１３は、太陽光の向きにしたがって回転するよう自動制御（回転台１３の駆動モータ、制御盤等は既存のものを利用することができる）されるが、台風やフェーン現象による強風、その他の風が非常に強いとき、例えば風力計や風力センサ等を設置しておき、風速が予定値以上になった場合には自動的に前記回動架台、ひいてはソーラーパネル２０の受光面を前記風の向きに対応して、例えばほぼ水平となるよう制御し、あおられないようにすることができる。なお、降雪時には、前記回動架台、ひいてはソーラーパネル２０の受光面を急傾斜として、降雪が自動的に滑り落ちるようにすることができる。

本発明に係るソーラーパネルの回動架台は上記のように構成されている。
したがって、ソーラーパネル２０は適宜季節に合わせ、最も効率のよい方向性を保持して、必要な角度分を回動することができる。その機構や制御に関しても上述のように極めて簡易なものとすることができ、故障や誤作動も生じてしまう虞もほとんどなく価格的にも安価なものとして需要者に供給することが可能である。

さらに、多少の強風にあおられた場合であっても、前記受台１６の下面と支柱１５，１５の適所との間にショックアブソーバ１９を配設するとともに、前記スプリングを具備して衝撃緩衝機能を備えたストッパ５０を採用することにより、それらの可動域の範囲内でその影響を吸収することができ、耐久性に富むソーラーパネルの回動架台を提供することができる。
なお、回転羽根式の風速センサ（図示せず）を設置しておき、例えば風速２０ｍ以上になった場合には自動的にソーラーパネル２０が水平となるようにしておく。もちろん、風速によって自動的にソーラーパネル２０の傾斜角度を変えるよう設定しておくことも可能である。
また、前記回転台１３と支柱１５，１５の下端との間には耐震ゴム等を介在させて耐震性の向上を図っている。

図１０は、本発明に係るソーラーパネルの回動架台の他の適用例を示し、ソーラーパネルとして集光型の反射板を採用した場合を説明するためのものである。
図において、ソーラーパネルの台板５１上には、鏡面加工された金属製等の円弧状断面の反射板５２が搭載されている。そして該反射板５２の板面から所定の高さにＶ字状断面のソーラーパネル５３が保持されており、太陽光は前記反射板５２で集光された上、ソーラーパネル５３に照射されるので非常に効率よく集光することができる。

本発明に係るソーラーパネルの回動架台は上記のように構成されている。
したがって季節や緯度の影響を受けにくく、またソーラーパネルを設置する敷地や屋上、屋根等の適宜の場所に取り付けることができる。
また、サイズの大小には簡単に対応することができ、大規模なソーラー発電用として、あるいは家庭における小規模のものとしても自在に利用することができる。

１１ 基台
１１ａ 支持脚
１２ 多角形の走行路
１２ａ 側辺
１２ｂ 斜辺
１３ 回転台
１３ａ 軸孔
１４ キャスタ
１５，１５ 支柱
１６ 受台
１７ 台板
１８ 補強アーム
１９ ショックアブソーバ
２０ ソーラーパネル
２１ 外枠
２１ａ 外枠の頂点
２２ 内枠
２３ 支持枠
２４ ピボット軸
３１ 外枠
３２ａ，３２ｂ 補強アーム
４０ 支軸
４１ａ 縦フレーム
４１ｂ 横フレーム
４２ 支持フレーム
４３ 軸受構造
４４ ワイヤ
４５ 張力保持バー
４６ 中間プーリ
４７ ガイドプーリ
４８ 巻上げ機
４９ モータ
５０ ストッパ
５１ 台板
５２ 反射板
５３ ソーラーパネル

Claims (7)

1. 上面に多角形の走行路を備えた基台と、下面に前記基台の多角形の走行路上を走行するキャスタを備え、上面に支柱を立設した回転台と、前記支柱でほぼ中央を支持され、かつ支柱の頂点を支軸として板面の両側の角度を可変とした受台と、該受台上に搭載されたソーラーパネルとを備えたことを特徴とするソーラーパネルの回動架台。
2. 上面に多角形の走行路を備えた基台と、下面に前記基台の多角形の走行路上を走行するキャスタを備え、上面に支柱を立設した回転台と、前記支柱でほぼ中央を支持され、かつ支柱の頂点を支軸として前記板面の両側の角度を可変とした受台と、該受台上に搭載されたソーラーパネルとを備え、
   前記受台の端部と前記回転台上に設けた巻上げ機との間に張設したワイヤを、前記巻上げ機に付設したモータを駆動させて伸縮させることにより、前記受台の角度を変えられるようにしたことを特徴とするソーラーパネルの回動架台。
3. 前記回転台の上面に立設した支柱は、前記回転台上面に平面方向において対向するように一対立設され、前記受台は前記一対の支柱間に差し渡し、板状の中央をその板面の両側の角度を可変に支持していることを特徴とする請求項１または２に記載のソーラーパネルの回動架台。
4. 前記回転台の上面に立設した支柱は、前記回転台のほぼ中央に立設され、前記受台を前記支柱で板状の中央において板面の両側の角度を可変に支持していることを特徴とする請求項１または２に記載のソーラーパネルの回動架台。
5. 前記基台を構成する多角形の走行路は、方形の外枠の内周に接する４つの側辺と、外枠の対角線部分をショートカットして前記側辺間を連結する斜辺とを備えた八角形としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のソーラーパネルの回動架台。
6. 前記回転台は、下面中央に設けたピボット軸で前記基台上に回動可能に位置決めされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のソーラーパネルの回動架台。
7. 前記受台の端部と前記回転台上に設けた巻上げ機との間に張設したワイヤは、前記回転台上に前記巻上げ機と所定の間隔で配設したガイドプーリと、前記巻上げ機とガイドプーリとの間に首振り可能に立設した張力保持バー上端の中間プーリを経由して前記巻上げ機に取り付けられていることを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載のソーラーパネルの回動架台。

Images