JP2015153055A - Solar power generation device - Google Patents

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広幸 本間
史郎 宮澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve simplification and improvement of maintenance workability in a biaxial tracking drive system of a solar power generation device.SOLUTION: Both of azimuth angle adjustment and elevation angle adjustment of a solar panel 40 are performed by fluid pressure type linear driving devices 60 and 110.

Description

本発明は、太陽光発電装置に関し、更に詳細には、ソーラパネルの仰角と方位角との調節によって太陽追尾を行う2軸追尾方式の太陽光発電装置に関する。   The present invention relates to a solar power generation device, and more particularly to a two-axis tracking solar power generation device that performs solar tracking by adjusting an elevation angle and an azimuth angle of a solar panel.

2軸追尾方式の太陽光発電装置は、ソーラパネルの受光面が太陽に正対するように、太陽の高さと方位とに応じて、ソーラパネルの水平軸周りの傾斜角である仰角と、ソーラパネルの鉛直線周りの回動角である方位角とが自動的に調節されるものである。   The two-axis tracking type solar power generation apparatus has an elevation angle that is an inclination angle around the horizontal axis of the solar panel and the solar panel according to the height and direction of the solar panel so that the light-receiving surface of the solar panel faces the sun. The azimuth, which is the rotation angle around the vertical line, is automatically adjusted.

従来から知られている2軸追尾方式の太陽光発電装置としては、ソーラパネルの仰角調節と方位角調節の双方を減速歯車装置付きの電動機によって行うもの(例えば、特許文献1、2)と、ソーラパネルの仰角調節を流体圧シリンダ装置によって行い、ソーラパネルの方位角調節を減速歯車装置付きの電動機によって行うもの(例えば、特許文献1)とがある。   Conventionally known two-axis tracking type solar power generation devices that perform both elevation angle adjustment and azimuth angle adjustment of a solar panel with an electric motor with a reduction gear device (for example, Patent Documents 1 and 2), There is one in which the elevation angle adjustment of the solar panel is performed by a fluid pressure cylinder device, and the azimuth angle adjustment of the solar panel is performed by an electric motor with a reduction gear device (for example, Patent Document 1).

特開平6−250739号公報JP-A-6-250739 再公表特許(A1)WO2009/128422Republished Patent (A1) WO2009 / 128422

日の出から日の入り(日没)までの太陽の仰角および方位角の変化は、日本の緯度では、夏至時で、仰角の最大値が80度程度、方位角の最大値が240度程度になる。このため、日の出から日の入りまでの全日に亘ってソーラパネルを太陽に追尾させる場合には、80度程度の角度範囲で仰角調節(傾動)が行われ、240度程度の角度範囲で方位角調節(回動)が行われる必要がある。   The changes in the elevation angle and azimuth angle of the sun from sunrise to sunset (sunset) are at the summer solstice, with the maximum elevation angle being about 80 degrees and the maximum azimuth angle being about 240 degrees at the latitude of Japan. For this reason, when the solar panel is tracked by the sun from sunrise to sunset, elevation angle adjustment (tilting) is performed in an angle range of about 80 degrees, and azimuth adjustment is performed in an angle range of about 240 degrees ( Rotation) needs to be performed.

80度程度の仰角調節であれば、当該調節を流体圧シリンダ装置によって行うことができるが、180度以上の回動角による方位角調節回動を流体圧シリンダ装置によって干渉を生じることなく行うことは難しい。   If the elevation angle adjustment is about 80 degrees, the adjustment can be performed by the fluid pressure cylinder device, but the azimuth angle adjustment rotation by the rotation angle of 180 degrees or more is performed without interference by the fluid pressure cylinder device. Is difficult.

このため、従来の2軸追尾方式の太陽光発電装置では、ソーラパネルの仰角調節は流体圧シリンダ装置によって行われても、ソーラパネルの方位角調節は、流体圧シリンダ装置を用いることなく減速歯車装置付きの電動機で行われている。減速歯車装置付きの電動機の使用により、太陽光発電装置の2軸追尾駆動系が複雑なものになり、しかも、減速歯車装置のバックラッシュによる誤差を避けることができず、メンテナンス作業も面倒なものになる。   Therefore, in the conventional two-axis tracking type solar power generation apparatus, even if the elevation angle adjustment of the solar panel is performed by the fluid pressure cylinder device, the azimuth angle adjustment of the solar panel is performed without using the fluid pressure cylinder device. It is done with an electric motor with a device. The use of an electric motor with a reduction gear device complicates the two-axis tracking drive system of the photovoltaic power generation device, and errors due to backlash of the reduction gear device cannot be avoided and maintenance work is troublesome. become.

本発明者は、実験的研究により、日の出近辺や日の入り近辺の時刻では、太陽の位置が低く、太陽光発電の効率が低く、日の出近辺や日の入り近辺の時刻においてソーラパネルが太陽に正対するように方位角調節が行われなくても、一日の太陽光発電の総量が大きく低下することはないと云うことを見出した。   The present inventor has shown that the solar position is low and the solar power generation efficiency is low at the time around sunrise or sunset, and the solar panel faces the sun at the time near sunrise or sunset. It has been found that even if azimuth adjustment is not performed, the total amount of solar power generation per day does not drop significantly.

本発明が解決しようとする課題は、上述の如き発明者の知見に基づいて、太陽光発電装置の2軸追尾駆動系の簡素化とメンテナンス作業性の向上を図ることである。   The problem to be solved by the present invention is to simplify the two-axis tracking drive system of the photovoltaic power generation apparatus and improve maintenance workability based on the knowledge of the inventors as described above.

本発明による太陽光発電装置は、一方の側に太陽電池の受光面(38)を有するソーラパネル(40)の仰角と方位角との調節によって太陽追尾を行う2軸追尾方式の太陽光発電装置であって、基台(10)と、前記基台(10)に取り付けられ、鉛直な軸線周りに回動可能な第1の軸部材(18)と、前記第1の軸部材(18)に取り付けられて前記ソーラパネル(40)を支持し、水平な軸線周りに回動可能な第2の軸部材(24)と、一端部を前記第1の軸部材(18)に固定された第1の揺動アーム(46)と、一端部を前記第2の軸部材(24)に固定された第2の揺動アーム(52)と、一端部を前記基台(10)に取りけられ、他端部を第1の揺動アーム(46)に連結され、前記ソーラパネル(40)の方位角を変更する第1の流体圧式リニア駆動装置(60)と、一端部を前記第1の軸部材(18)に取りけられ、他端部を第2の揺動アーム(52)に連結され、前記ソーラパネル(40)の仰角を変更する第2の流体圧式リニア駆動装置(110)とを有する。   A solar power generator according to the present invention is a two-axis tracking solar power generator that performs solar tracking by adjusting the elevation angle and azimuth of a solar panel (40) having a light receiving surface (38) of a solar cell on one side. The base (10), the first shaft member (18) attached to the base (10) and rotatable about a vertical axis, and the first shaft member (18) A second shaft member (24) that is attached to support the solar panel (40) and is rotatable about a horizontal axis, and a first end that is fixed to the first shaft member (18). A swing arm (46), a second swing arm (52) having one end fixed to the second shaft member (24), and one end attached to the base (10), The other end is connected to the first swing arm (46) to change the azimuth angle of the solar panel (40). The fluid pressure type linear drive device (60), one end portion of which can be attached to the first shaft member (18), the other end portion is connected to the second swing arm (52), and the solar panel (40) ) Of the second fluid pressure type linear drive device (110) for changing the elevation angle.

この構成によれば、ソーラパネル(40)の方位角調節と仰角調節の双方が流体圧式のリニア駆動装置によって行われるから、2軸追尾駆動系が簡素化され、メンテナンス作業性が改善される。   According to this configuration, since both the azimuth angle adjustment and the elevation angle adjustment of the solar panel (40) are performed by the fluid pressure type linear drive device, the biaxial tracking drive system is simplified and the maintenance workability is improved.

本発明による太陽光発電装置は、好ましくは、前記第1の流体圧式リニア駆動装置(60)と前記第2の流体圧式リニア駆動装置(110)とが同一構造のものである。   In the photovoltaic power generator according to the present invention, preferably, the first fluid pressure linear drive device (60) and the second fluid pressure linear drive device (110) have the same structure.

この構成によれば、方位角調節装置と仰角調節装置とが共通化され、保守部品の共用によって保守部品点数の削減が図られる。   According to this configuration, the azimuth adjusting device and the elevation adjusting device are shared, and the number of maintenance parts can be reduced by sharing the maintenance parts.

本発明による太陽光発電装置は、好ましくは、前記第1の流体圧式リニア駆動装置(60)と前記第2の流体圧式リニア駆動装置(110)は、ピストン(78、128)を有し、当該ピストン(78、128)の一方の側に第1の作動室(80、130)を有し、前記ピストン(78、128)の他方の側に第2の作動室(82、132)を有する複動式の油圧シリンダ装置(70、120)と、作動油を貯容するリザーバ(62、112)と、第1の吐出ポート(64A、114A)と第2の吐出ポート(64B、114B)とを有し、前記リザーバ(62、112)より作動油を供給され、電動機(66、116)の正転によって第1の吐出ポート(64A、114A)より圧油を吐出し、前記電動機(66、116)の逆転によって第2の吐出ポート(64B、114B)より圧油を吐出する双方向型の電動油圧ポンプ(64、114)と、前記第1の吐出ポート(64A、114A)と前記第1の作動室(80、130)とを接続する第1の油路(84、88、134、138)と、前記第2の吐出ポート(64B、114B)と前記第2の作動室(82、132)とを接続する第2の油路(90、94、140、144)と、前記第1の作動室(80、130)に接続され、前記第1の作動室(80、130)の内圧が第1の所定値以上である時に当該第1の作動室の(80、130)作動油を前記リザーバ(62、112)に戻す第1のリリーフ弁(100、150)と、前記第2の作動室(82、132)に接続され、前記第2の作動室(82、132)の内圧が第2の所定値以上である時に当該第2の作動室(82、132)の作動油を前記リザーバ(62、112)に戻す第2のリリーフ弁(102、152)とを有する。 In the photovoltaic power generator according to the present invention, preferably, the first hydraulic linear drive device (60) and the second hydraulic linear drive device (110) have pistons (78, 128), A piston (78, 128) has a first working chamber (80, 130) on one side and a piston (78, 128) on the other side has a second working chamber (82, 132). Dynamic hydraulic cylinder device (70, 120), reservoir (62, 112) for storing hydraulic oil, first discharge port (64A, 114A) and second discharge port (64B, 114B) Then, hydraulic oil is supplied from the reservoir (62, 112), and pressure oil is discharged from the first discharge port (64A, 114A) by forward rotation of the electric motor (66, 116), and the electric motor (66, 116). By reversing Bidirectional electric hydraulic pumps (64, 114) for discharging pressure oil from two discharge ports (64B, 114B), the first discharge ports (64A, 114A) and the first working chamber (80, 130) connecting the first oil passage (84, 88, 134, 138), the second discharge port (64B, 114B) and the second working chamber (82, 132). Two oil passages ( 90 , 94, 140, 144) and the first working chamber (80, 130), and the internal pressure of the first working chamber (80, 130) is not less than a first predetermined value. A first relief valve (100, 150) for returning the hydraulic oil (80, 130) of the first working chamber to the reservoir (62, 112), and the second working chamber (82, 132). The internal pressure of the second working chamber (82, 132) is And a second relief valve (102, 152) for returning the hydraulic fluid in the second working chamber (82, 132) to the reservoir (62, 112) when the second predetermined value or more is reached.

この構成によれば、電動機(66、116)の回転方向の制御によって油圧シリンダ装置(70、120)が復動し、電磁切換弁を一切使用していないので、構造が簡単になり、メンテナンスフリー性が向上する。   According to this configuration, the hydraulic cylinder device (70, 120) is moved back by controlling the rotation direction of the electric motor (66, 116), and no electromagnetic switching valve is used. Improves.

本発明による太陽光発電装置によれば、ソーラパネルの方位角調節と仰角調節の双方が流体圧式のリニア駆動装置によって行われ、2軸追尾駆動系の簡素化とメンテナンス作業性の向上が図られる。   According to the photovoltaic power generation apparatus of the present invention, both the azimuth angle adjustment and the elevation angle adjustment of the solar panel are performed by the fluid pressure linear drive device, and the two-axis tracking drive system is simplified and the maintenance workability is improved. .

本発明による太陽光発電装置の一つの実施形態を示す側面図。The side view which shows one Embodiment of the solar power generation device by this invention. 本実施形態による太陽光発電装置の背面図。The rear view of the solar power generation device by this embodiment. 図1の線III-IIIに沿った断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1. 本実施形態による太陽光発電装置の方位角調節部の機構図。The mechanism figure of the azimuth angle adjustment part of the solar power generation device by this embodiment. 本実施形態による太陽光発電装置の仰角調節部の機構図。The mechanism figure of the elevation angle adjustment part of the solar power generation device by this embodiment. 本実施形態による太陽光発電装置に用いられる油圧式リニア駆動装置の油圧回路図。The hydraulic circuit diagram of the hydraulic type linear drive device used for the solar power generation device by this embodiment.

以下に、本発明による太陽光発電装置の一つの実施形態を、図1〜図6を参照して説明する。   Hereinafter, one embodiment of a photovoltaic power generation apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図1〜図3に示されているように、太陽光発電装置は、地面の基礎部(不図示)上に設置される基台10を有する。基台10の中央部には円筒形状のポスト支持部材12が鉛直姿勢(中心軸線が鉛直方向に延在する姿勢)で固定されている。ポスト支持部材12はころがり軸受14、16によって方位調節軸であるポスト部材(第1の軸部材)18の下端部側を鉛直な軸線周りに回転(回動)可能に支持している。   As shown in FIGS. 1 to 3, the photovoltaic power generation apparatus has a base 10 installed on a ground base (not shown). A cylindrical post support member 12 is fixed to the central portion of the base 10 in a vertical posture (a posture in which the central axis extends in the vertical direction). The post support member 12 supports the lower end portion of a post member (first shaft member) 18 that is an orientation adjusting shaft by rolling bearings 14 and 16 so as to be rotatable (rotatable) around a vertical axis.

ポスト部材18は、鉛直方向に延在しており、上端部に仰角軸支持板20を取り付けられている。仰角軸支持板20の左右両端部には軸受ブラケット22が固定されている。左右の軸受ブラケット22は、水平方向に延在する一本の仰角調節軸(第2の軸部材)24を水平な軸線周りに回転(回動)可能に支持している。   The post member 18 extends in the vertical direction, and an elevation angle shaft support plate 20 is attached to the upper end portion. Bearing brackets 22 are fixed to the left and right ends of the elevation shaft support plate 20. The left and right bearing brackets 22 support a single elevation angle adjusting shaft (second shaft member) 24 extending in the horizontal direction so as to be rotatable (rotated) around a horizontal axis.

仰角調節軸24にはパネル支持フレーム26が固定されている。つぎに、仰角調節軸24とパネル支持フレーム26との固定構造の詳細を説明する。パネル支持フレーム26は、四角枠状の外枠28と、両端部を外枠28の左右枠部に固定されて水平方向に延在する上下2個の横桟30と、両端部を外枠28の上下枠部に固定されて上下方向に延在する左右2個の縦桟31とにより構成されている。   A panel support frame 26 is fixed to the elevation adjustment shaft 24. Next, details of a fixing structure between the elevation angle adjusting shaft 24 and the panel support frame 26 will be described. The panel support frame 26 includes a rectangular frame-shaped outer frame 28, two upper and lower horizontal rails 30 that are fixed to the left and right frame portions of the outer frame 28 and extend in the horizontal direction, and both ends of the outer frame 28. The two vertical bars 31 are fixed to the upper and lower frame portions and extend in the vertical direction.

上下の横桟30には左右側方より見てコの字形をしたパネル固定部材32の上下の脚部材32Aの先端部が固定されている。パネル固定部材32は、左右2箇所に設けられており、各々脚部材32Aの長さ分だけパネル支持フレーム26の背面より後方に離れた位置にて上下に延在する中間部32Bを有する。左右のパネル固定部材32の中間部32Bには、各々、水平方向に貫通する中心軸線を有し且つ互いに同心の軸受スリーブ34が固定されている。   The top and bottom leg members 32 </ b> A of a panel fixing member 32 that is U-shaped when viewed from the left and right sides are fixed to the upper and lower horizontal rails 30. The panel fixing member 32 is provided at two positions on the left and right sides, and has intermediate portions 32B that extend vertically at positions separated from the back of the panel support frame 26 by the length of the leg members 32A. A bearing sleeve 34 having a central axis that penetrates in the horizontal direction and concentric with each other is fixed to the intermediate portion 32B of the left and right panel fixing members 32.

仰角調節軸24の左右両端部は、対応する側の軸受ブラケット22より左右外方に突出している。この左右の突出端部は、対応する側の軸受スリーブ34に嵌合し、キー等によって軸受スリーブ34に固定されている。   The left and right end portions of the elevation angle adjusting shaft 24 protrude outward in the left and right directions from the bearing bracket 22 on the corresponding side. The left and right projecting ends are fitted to the corresponding bearing sleeve 34 and fixed to the bearing sleeve 34 with a key or the like.

パネル支持フレーム26の前側には、前面に太陽電池の受光面38を有するソーラパネル40が固定されている。   A solar panel 40 having a light receiving surface 38 of a solar cell on the front surface is fixed to the front side of the panel support frame 26.

これにより、ソーラパネル40は、ポスト部材18の中心軸線を回動中心としたポスト部材18の基台10に対する鉛直軸線周りの回動によって方位角を変更し、仰角調節軸24の中心軸線を傾動中心としたパネル固定部材32のポスト部材18に対する水平軸線周りの回動によって仰角を変更する。   As a result, the solar panel 40 changes the azimuth by rotating the post member 18 around the vertical axis relative to the base 10 with the central axis of the post member 18 as the rotation center, and tilts the central axis of the elevation adjustment shaft 24. The elevation angle is changed by turning the panel fixing member 32 at the center around the horizontal axis with respect to the post member 18.

パネル支持フレーム26およびソーラパネル40は、パネル固定部材32を介して仰角調節軸24に取り付けられているので、脚部材32Aの長さ分だけポスト部材18より離れた位置に位置することになり、ソーラパネル40の方位角方向の移動および仰角方向の移動において、ポスト部材18と干渉することを回避される。   Since the panel support frame 26 and the solar panel 40 are attached to the elevation angle adjusting shaft 24 via the panel fixing member 32, the panel support frame 26 and the solar panel 40 are positioned at a position separated from the post member 18 by the length of the leg member 32A. Interference with the post member 18 is avoided in the movement of the solar panel 40 in the azimuth and elevation directions.

次に、太陽光発電装置の方位角軸と仰角軸との2軸追尾駆動系について説明する。   Next, the two-axis tracking drive system of the azimuth angle axis and the elevation angle axis of the solar power generation device will be described.

基台10には第1の取付ブラケット42が固定されている。第1の取付ブラケット42には方位角調節用の油圧式リニア駆動装置(第1の流体圧式リニア駆動装置)60の基部側が枢支ピン44によって鉛直軸線周りに回動(枢動)可能に連結されている。   A first mounting bracket 42 is fixed to the base 10. The first mounting bracket 42 is connected to the base side of a hydraulic linear drive device (first fluid pressure linear drive device) 60 for adjusting the azimuth angle so as to be rotatable (pivotable) around a vertical axis by a pivot pin 44. Has been.

ポスト部材18の下端近傍の外周部には、第1の揺動アーム46を一体に有するリング部材48が固定されている。第1の揺動アーム46は、リング部材48より径方向外方に突出しており、つまり基端部(一端部)をポスト部材18に固定されており、突出端部に油圧式リニア駆動装置60の作用端であるピストンロッド72の先端部に枢支ピン47によって鉛直軸線周りに回動(枢動)可能に連結されている。このようにして、油圧式リニア駆動装置60は、第1の取付ブラケット42と第1の揺動アーム46との間に略水平姿勢で配置されている。   A ring member 48 integrally having a first swing arm 46 is fixed to the outer peripheral portion near the lower end of the post member 18. The first swing arm 46 protrudes radially outward from the ring member 48, that is, the base end portion (one end portion) is fixed to the post member 18, and the hydraulic linear drive device 60 is provided at the protruding end portion. A pivot pin 47 is connected to the tip end portion of the piston rod 72, which is the working end, so as to be rotatable (pivotable) around the vertical axis. In this manner, the hydraulic linear drive device 60 is disposed in a substantially horizontal posture between the first mounting bracket 42 and the first swing arm 46.

ポスト部材18の下端近傍には第2の取付ブラケット49が固定されている。第2の取付ブラケット49には仰角調節用の油圧式リニア駆動装置(第2の流体圧式リニア駆動装置)110の基部側が枢支ピン50によって水平軸線周りに回動(枢動)可能に連結されている。なお、第2の取付ブラケット49はリング部材48より上方の位置にある。   A second mounting bracket 49 is fixed near the lower end of the post member 18. The base side of a hydraulic linear drive device (second fluid pressure linear drive device) 110 for adjusting the elevation angle is connected to the second mounting bracket 49 by a pivot pin 50 so as to be rotatable (pivotable) around a horizontal axis. ing. Note that the second mounting bracket 49 is located above the ring member 48.

仰角調節軸24の軸線方向の中央部には第2の揺動アーム52の基端部(一端部)が固定されている。第2の揺動アーム52は、仰角調節軸24より径方向外方に突出しており、突出端部に油圧式リニア駆動装置110の作用端であるピストンロッド122の先端部に枢支ピン54によって水平軸線周りに回動(枢動)可能に連結されている。このようにして、油圧式リニア駆動装置110は、第2の取付ブラケット49と第2の揺動アーム52との間に略垂直姿勢で配置されている。   A base end portion (one end portion) of the second swing arm 52 is fixed to a central portion of the elevation angle adjusting shaft 24 in the axial direction. The second swing arm 52 protrudes radially outward from the elevation adjustment shaft 24, and a protruding end portion is provided with a pivot pin 54 at a tip end portion of a piston rod 122 which is a working end of the hydraulic linear drive device 110. It is connected so as to be pivotable about a horizontal axis. In this way, the hydraulic linear drive device 110 is disposed between the second mounting bracket 49 and the second swing arm 52 in a substantially vertical posture.

方位角調節用の油圧式リニア駆動装置60と仰角調節用の油圧式リニア駆動装置110とは、同一構造のものであり、各々、作動油を貯容するリザーバ62、112(図6参照)を一体に有する双方向型の油圧ポンプ64、114と、油圧ポンプ64、114を正逆回転駆動する電動機66、116と、バルブケース68、118と、ピストンロッド72、122を有する油圧シリンダ装置70、120との組立体によって構成されている。油圧式リニア駆動装置60、110は、油圧シリンダ装置70、120の基端部(ピストンロッド72、122が突出している側とは反対の側)に、枢支ピン44、50が貫通して第1の取付ブラケット42、第2の取付ブラケット49に対する取付部をなす連結片部74、124を一体に有する。   The hydraulic linear drive device 60 for adjusting the azimuth angle and the hydraulic linear drive device 110 for adjusting the elevation angle have the same structure, and reservoirs 62 and 112 (see FIG. 6) for storing hydraulic oil are integrated. The hydraulic cylinder devices 70 and 120 having the bidirectional hydraulic pumps 64 and 114, the electric motors 66 and 116 that drive the hydraulic pumps 64 and 114 to rotate forward and reverse, the valve cases 68 and 118, and the piston rods 72 and 122. It is comprised by the assembly. The hydraulic linear drive devices 60 and 110 are configured so that the pivot pins 44 and 50 pass through the base end portions of the hydraulic cylinder devices 70 and 120 (the side opposite to the side from which the piston rods 72 and 122 protrude). The connecting piece portions 74 and 124 that form attachment portions for the first attachment bracket 42 and the second attachment bracket 49 are integrally provided.

次に、油圧式リニア駆動装置60、110の油圧回路を、図6を参照して説明する。なお、油圧式リニア駆動装置60の油圧回路と油圧式リニア駆動装置110の油圧回路とは全く同一構造である。   Next, a hydraulic circuit of the hydraulic linear drive devices 60 and 110 will be described with reference to FIG. The hydraulic circuit of the hydraulic linear drive device 60 and the hydraulic circuit of the hydraulic linear drive device 110 have exactly the same structure.

油圧ポンプ64、114は、第1の吐出ポート64A、114Aと第2の吐出ポート64B、114Bと有する双方向型の歯車ポンプ等によって構成され、電動機66、116によって正逆回転駆動される電動油圧ポンプであり、電動機66、116の正回転によってリザーバ62、112より作動油を汲み上げ、第1の吐出ポート64A、114Aより圧油を吐出し、電動機66、116の逆回転によってリザーバ62、112より作動油を汲み上げ、第2の吐出ポート64B、114Bより圧油を吐出する。   The hydraulic pumps 64 and 114 are constituted by bidirectional gear pumps or the like having first discharge ports 64A and 114A and second discharge ports 64B and 114B, and are electrically driven hydraulically driven forward and reverse by electric motors 66 and 116. It is a pump, pumps up hydraulic oil from the reservoirs 62 and 112 by forward rotation of the electric motors 66 and 116, discharges hydraulic oil from the first discharge ports 64A and 114A, and from the reservoirs 62 and 112 by reverse rotation of the electric motors 66 and 116. The hydraulic oil is pumped up, and the pressure oil is discharged from the second discharge ports 64B and 114B.

油圧シリンダ装置70、120は、シリンダチューブ76、126内にピストンロッド72、122を連結されたピストン78、128を軸線方向に摺動可能に有し、ピストン78、128の一方の側に第1の作動室80、130を有し、ピストン78、128の他方の側に第2の作動室82、132を有する複動式のものである。   The hydraulic cylinder devices 70 and 120 have pistons 78 and 128 connected to piston rods 72 and 122 in cylinder tubes 76 and 126 so as to be slidable in the axial direction. And the second working chambers 82, 132 on the other side of the pistons 78, 128.

第1の吐出ポート64A、114Aは、油路84、134、逆止弁86、136、油路88、138によって第1の作動室80、130に接続されている。第2の吐出ポート64B、114Bは、油路90、140、逆止弁92、142、油路94、144によって第2の作動室82、132に接続されている。   The first discharge ports 64A and 114A are connected to the first working chambers 80 and 130 by oil passages 84 and 134, check valves 86 and 136, and oil passages 88 and 138, respectively. The second discharge ports 64B and 114B are connected to the second working chambers 82 and 132 by oil passages 90 and 140, check valves 92 and 142, and oil passages 94 and 144, respectively.

逆止弁86、136は、第1の吐出ポート64A、114Aより第1の作動室80、130に向かう作動油の流れのみを許す逆止弁である。逆止弁92、142は、第2の吐出ポート64B、114Bより第2の作動室82、132に向かう作動油の流れのみを許す逆止弁である。   The check valves 86 and 136 are check valves that allow only the flow of hydraulic oil toward the first working chambers 80 and 130 from the first discharge ports 64A and 114A. The check valves 92 and 142 are check valves that allow only the flow of hydraulic oil toward the second working chambers 82 and 132 from the second discharge ports 64B and 114B.

油路84、134には圧力調整弁96、146が接続されている。圧力調整弁96、146は第1の作動室80、130に供給する作動油の圧力を一定値に調整する。油路90、140には圧力調整弁98、148が接続されている。圧力調整弁98、148は第2の作動室82、132に供給する作動油の圧力を一定値に調整する。   Pressure regulating valves 96 and 146 are connected to the oil passages 84 and 134. The pressure adjusting valves 96 and 146 adjust the pressure of the hydraulic oil supplied to the first working chambers 80 and 130 to a constant value. Pressure regulating valves 98 and 148 are connected to the oil passages 90 and 140. The pressure adjusting valves 98 and 148 adjust the pressure of the hydraulic oil supplied to the second working chambers 82 and 132 to a constant value.

油路88、138には第1のリリーフ弁100、150が接続されている。第1のリリーフ弁100、150は、第1の作動室80、130の内圧(作動油の圧力)が第1の所定値以上である時に第1の作動室80、130の作動油をリザーバ62、112に戻す。   The first relief valves 100 and 150 are connected to the oil passages 88 and 138. The first relief valves 100, 150 store the hydraulic oil in the first working chambers 80, 130 when the internal pressure (pressure of the hydraulic oil) in the first working chambers 80, 130 is equal to or higher than a first predetermined value. , 112.

油路94、144には第2のリリーフ弁102、152が接続されている。第2のリリーフ弁102、152は、第2の作動室82、132の内圧(作動油の圧力)が第2の所定値以上である時に第2の作動室82、132の作動油をリザーバ62、112に戻す。なお、第1のリリーフ弁100、150のリリーフ圧である第1の所定値と、第2のリリーフ弁102、152のリリーフ圧である第2の所定値とは、同値であってよく、圧力調整弁96、146、98、148の設定圧より高い。   The second relief valves 102 and 152 are connected to the oil passages 94 and 144. The second relief valves 102 and 152 store the hydraulic oil in the second working chambers 82 and 132 when the internal pressure (pressure of the hydraulic oil) in the second working chambers 82 and 132 is equal to or higher than a second predetermined value. , 112. Note that the first predetermined value that is the relief pressure of the first relief valves 100 and 150 and the second predetermined value that is the relief pressure of the second relief valves 102 and 152 may be the same value, It is higher than the set pressure of the regulating valves 96, 146, 98, 148.

上述の油路84、134、88、138、90、140、94、144と、逆止弁86、136、92、142と、圧力調整弁96、146、98、148と、第1のリリーフ弁100、150、第2のリリーフ弁102、152とは、モジュール化されてバルブケース68、118内に組み込まれている。   The oil passages 84, 134, 88, 138, 90, 140, 94, 144, the check valves 86, 136, 92, 142, the pressure regulating valves 96, 146, 98, 148, and the first relief valve. 100 and 150 and the second relief valves 102 and 152 are modularized and incorporated in the valve cases 68 and 118.

電動機66、116は、公知の太陽追尾制御装置(不図示)よって制御され、ソーラパネル40が太陽に対向するように回転方向および回転角を決められる。   The electric motors 66 and 116 are controlled by a known solar tracking control device (not shown), and the rotation direction and the rotation angle are determined so that the solar panel 40 faces the sun.

方位角の調節に際して、電動機66が正回転方向に駆動されると、油圧ポンプ64の第1の吐出ポート64Aより圧油が、油路84、逆止弁86、油路88を通って油圧シリンダ装置70の第1の作動室80に供給される。この圧油の圧力がピストン78に作用することにより、第2の作動室82の内圧が第2のリリーフ弁102のリリーフ圧より高くなり、第2の作動室82の作動油が第2のリリーフ弁102よりリザーバ62に戻されつつピストンロッド72が突出量を増大する方向に移動する。これにより、ポスト部材18が図3で見て反時計廻り方向に回動し、ソーラパネル40の方位角が、ソーラパネル40を正面より見て右向きに変更される。   When adjusting the azimuth angle, when the electric motor 66 is driven in the forward rotation direction, the pressure oil from the first discharge port 64A of the hydraulic pump 64 passes through the oil passage 84, the check valve 86, and the oil passage 88, and the hydraulic cylinder. It is supplied to the first working chamber 80 of the device 70. When the pressure oil pressure acts on the piston 78, the internal pressure of the second working chamber 82 becomes higher than the relief pressure of the second relief valve 102, and the working oil in the second working chamber 82 becomes the second relief. While returning from the valve 102 to the reservoir 62, the piston rod 72 moves in a direction to increase the protrusion amount. As a result, the post member 18 rotates counterclockwise as viewed in FIG. 3, and the azimuth angle of the solar panel 40 is changed to the right when the solar panel 40 is viewed from the front.

これに対し、電動機66が逆回転方向に駆動されると、油圧ポンプ64の第2の吐出ポート64Bより圧油が、油路90、逆止弁92、油路94を通って油圧シリンダ装置70の第2の作動室82に供給される。この圧油の圧力がピストン78に作用することにより、第1の作動室80の内圧が第1のリリーフ弁100のリリーフ圧より高くなり、第1の作動室80の作動油が第1のリリーフ弁100よりリザーバ62に戻されつつピストンロッド72が突出量を減少する方向に移動する。これにより、ポスト部材18が図3で見て時計廻り方向に回動し、ソーラパネル40の方位角が、ソーラパネル40を正面より見て左向きに変更される。   On the other hand, when the electric motor 66 is driven in the reverse rotation direction, the pressure oil passes through the oil passage 90, the check valve 92, and the oil passage 94 from the second discharge port 64 </ b> B of the hydraulic pump 64. Is supplied to the second working chamber 82. When the pressure oil acts on the piston 78, the internal pressure of the first working chamber 80 becomes higher than the relief pressure of the first relief valve 100, and the working oil in the first working chamber 80 becomes the first relief. While returning from the valve 100 to the reservoir 62, the piston rod 72 moves in a direction that reduces the amount of protrusion. As a result, the post member 18 rotates clockwise as viewed in FIG. 3, and the azimuth angle of the solar panel 40 is changed to the left when the solar panel 40 is viewed from the front.

仰角の調節に際して、電動機116が正回転方向に駆動されると、油圧ポンプ114の第1の吐出ポート114Aより圧油が、油路134、逆止弁136、油路138を通って油圧シリンダ装置120の第1の作動室130に供給される。この圧油の圧力がピストン128に作用することにより、第2の作動室132の内圧が第2のリリーフ弁152のリリーフ圧より高くなり、第2の作動室132の作動油が第2のリリーフ弁152よりリザーバ112に戻されつつピストンロッド122が突出量を増大する方向に移動する。これにより、仰角調節軸24が図1で見て反時計廻り方向に回動し、ソーラパネル40の仰角が増大する側(垂直側)に変更される。   When adjusting the elevation angle, when the electric motor 116 is driven in the forward rotation direction, the hydraulic oil from the first discharge port 114 </ b> A of the hydraulic pump 114 passes through the oil passage 134, the check valve 136, and the oil passage 138. 120 first working chambers 130 are supplied. When the pressure oil pressure acts on the piston 128, the internal pressure of the second working chamber 132 becomes higher than the relief pressure of the second relief valve 152, and the working oil in the second working chamber 132 becomes the second relief. The piston rod 122 moves in a direction to increase the protruding amount while being returned from the valve 152 to the reservoir 112. As a result, the elevation angle adjusting shaft 24 rotates counterclockwise as viewed in FIG. 1 and is changed to the side (vertical side) where the elevation angle of the solar panel 40 increases.

これに対し、電動機116が逆回転方向に駆動されると、油圧ポンプ114の第2の吐出ポート114Bより圧油が、油路140、逆止弁142、油路144を通って油圧シリンダ装置120の第2の作動室132に供給される。この圧油の圧力がピストン128に作用することにより、第1の作動室130の内圧が第1のリリーフ弁150のリリーフ圧より高くなり、第1の作動室130の作動油が第1のリリーフ弁150よりリザーバ112に戻されつつピストンロッド122が突出量を減少する方向に移動する。これにより、仰角調節軸24が図1で見て時計廻り方向に回動し、ソーラパネル40の仰角が減少する側(水平側)に変更される。   On the other hand, when the electric motor 116 is driven in the reverse rotation direction, the pressure oil from the second discharge port 114B of the hydraulic pump 114 passes through the oil passage 140, the check valve 142, and the oil passage 144, and the hydraulic cylinder device 120. The second working chamber 132 is supplied. When the pressure oil acts on the piston 128, the internal pressure of the first working chamber 130 becomes higher than the relief pressure of the first relief valve 150, and the working oil in the first working chamber 130 becomes the first relief. While returning from the valve 150 to the reservoir 112, the piston rod 122 moves in a direction that reduces the amount of protrusion. As a result, the elevation angle adjusting shaft 24 rotates in the clockwise direction as viewed in FIG. 1 and is changed to the side (horizontal side) where the elevation angle of the solar panel 40 decreases.

油圧式リニア駆動装置110による仰角の最大調節角θaは、図1、図5に示されているように、70〜80度程度であるが、油圧式リニア駆動装置60による方位角の最大調節角θbは、図3、図4に示されているように、110〜130度程度に設定されている。   The maximum adjustment angle θa of the elevation angle by the hydraulic linear drive device 110 is about 70 to 80 degrees as shown in FIGS. 1 and 5, but the maximum adjustment angle of the azimuth angle by the hydraulic linear drive device 60. θb is set to about 110 to 130 degrees as shown in FIGS. 3 and 4.

この方位角の最大調節角θbの設定は、日の出近辺や日の入り近辺の時刻では、太陽の位置が低く、太陽光発電の効率が低く、日の出近辺や日の入り近辺の時刻においてソーラパネルが太陽に正対するように方位角調節が行われなくても、一日の太陽光発電の総量が大きく低下することはないと云う知見に基づくものである。これにより、方位角の調節が、仰角の調節を行う油圧式リニア駆動装置110と同等の油圧式リニア駆動装置60によって行うことが可能になり、2軸追尾駆動系が簡素化され、メンテナンス作業性が改善される。   The maximum adjustment angle θb of the azimuth is set so that the solar position is low and the solar power generation efficiency is low at times near sunrise or sunset, and the solar panel faces the sun at times near sunrise or sunset. Thus, even if the azimuth angle is not adjusted, the total amount of solar power generation per day is not greatly reduced. As a result, the adjustment of the azimuth angle can be performed by the hydraulic linear drive device 60 equivalent to the hydraulic linear drive device 110 that adjusts the elevation angle, the two-axis tracking drive system is simplified, and maintenance workability is improved. Is improved.

また、歯車式の減速装置が用いられていないので、方位角調節と仰角調節との何れにおいても、バックラッシュの問題が生じることがなく、風等によってソーラパネル40が方位角方向と仰角方向との何れの方向にもがたつくことがない。   In addition, since no gear-type reduction gear is used, there is no problem of backlash in both the azimuth angle adjustment and the elevation angle adjustment, and the solar panel 40 is moved in the azimuth and elevation directions by wind or the like. It does not rattle in any direction.

また、油圧式リニア駆動装置60と110とが同一構造のものであることにより、メンテナンス作業性が改善されるばかりでなく、方位角調節装置と仰角調節装置とが共通化され、保守部品の共用によって保守部品点数の削減が図られる。このことは、多数のソーラパネルが並設される大規模な太陽光発電所において有用である。   Further, since the hydraulic linear drive devices 60 and 110 have the same structure, not only the maintenance workability is improved, but also the azimuth angle adjustment device and the elevation angle adjustment device are shared, and the maintenance parts are shared. As a result, the number of maintenance parts can be reduced. This is useful in a large-scale solar power plant in which a large number of solar panels are juxtaposed.

油圧式リニア駆動装置60と110とは、電動機66、116の回転方向の制御によって油圧シリンダ装置70、120が復動するものであり、電磁切換弁を一切使用していないので、構造が簡単になり、メンテナンスフリー性が向上する。   The hydraulic linear drive devices 60 and 110 are configured such that the hydraulic cylinder devices 70 and 120 are moved backward by controlling the rotation direction of the electric motors 66 and 116, and no electromagnetic switching valve is used. Therefore, the structure is simple. As a result, maintenance-free performance is improved.

なお、太陽追尾制御装置は、連続的に太陽を追尾するものでなく、例えば、10分に1回、15分に1回などの間欠的な追尾を行うものであってよい。この場合、追尾間隔の間は電動機66、116の運転が停止されても、油圧シリンダ装置70、120の第1の作動室80、130の油圧は、逆止弁86、136および第1のリリーフ弁100、150によって封止され、第2の作動室82、132の油圧は、逆止弁92、142および第2のリリーフ弁102、152によって封止され、油圧シリンダ装置70、120はピストン位置を自己保持するから、追尾に必要な電力を節約することができる。また、ソーラパネル40の位置保持のためのブレーキ機構を追加する必要がなく、メンテナンス性も向上する。   The sun tracking control device does not continuously track the sun, but may perform intermittent tracking such as once every 10 minutes or once every 15 minutes. In this case, even if the operation of the electric motors 66 and 116 is stopped during the tracking interval, the hydraulic pressures in the first working chambers 80 and 130 of the hydraulic cylinder devices 70 and 120 are determined by the check valves 86 and 136 and the first relief. Sealed by the valves 100, 150, the hydraulic pressure in the second working chambers 82, 132 is sealed by the check valves 92, 142 and the second relief valves 102, 152, and the hydraulic cylinder devices 70, 120 are in the piston position. Since it is self-maintaining, power necessary for tracking can be saved. Further, it is not necessary to add a brake mechanism for holding the position of the solar panel 40, and the maintainability is improved.

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、方位角調節および仰角の調節は、油圧式リニア駆動装置60、110に代えて空気圧式のリニア駆動装置によって行われてもよい。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。   Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to such embodiments and can be deviated from the spirit of the present invention, as will be readily understood by those skilled in the art. It is possible to change appropriately within the range not to be. For example, the adjustment of the azimuth angle and the adjustment of the elevation angle may be performed by a pneumatic linear drive device instead of the hydraulic linear drive devices 60 and 110. In addition, all the components shown in the above embodiment are not necessarily essential, and can be appropriately selected without departing from the gist of the present invention.

10 基台
18 ポスト部材(第1の軸部材)
20 仰角軸支持板
22 軸受ブラケット
24 仰角調節軸(第2の軸部材)
26 パネル支持フレーム
32 パネル固定部材
34 軸受スリーブ
38 受光面
40 ソーラパネル
42 第1の取付ブラケット
46 第1の揺動アーム
48 リング部材
49 第2の取付ブラケット
52 第2の揺動アーム
60 油圧式リニア駆動装置(第1の流体圧式リニア駆動装置)
62 リザーバ
64 油圧ポンプ
64A 第1の吐出ポート
64B 第2の吐出ポート
66 電動機
68 バルブケース
70 油圧シリンダ装置
72 ピストンロッド
76 シリンダチューブ
78 ピストン
80 第1の作動室
82 第2の作動室
86 逆止弁
92 逆止弁
96 圧力調整弁
98 圧力調整弁
100 第1のリリーフ弁
102 第2のリリーフ弁
110 油圧式リニア駆動装置(第2の流体圧式リニア駆動装置)
112 リザーバ
114 油圧ポンプ
114A 第1の吐出ポート
114B 第2の吐出ポート
116 電動機
118 バルブケース
120 油圧シリンダ装置
122 ピストンロッド
124 連結片部
126 シリンダチューブ
128 ピストン
130 第1の作動室
132 第2の作動室
134 油路
136 逆止弁
142 逆止弁
146 圧力調整弁
148 圧力調整弁
150 第1のリリーフ弁
152 第2のリリーフ弁
10 base 18 post member (first shaft member)
20 Elevation shaft support plate 22 Bearing bracket 24 Elevation angle adjustment shaft (second shaft member)
26 Panel support frame 32 Panel fixing member 34 Bearing sleeve 38 Light receiving surface 40 Solar panel 42 First mounting bracket 46 First swing arm 48 Ring member 49 Second mounting bracket 52 Second swing arm 60 Hydraulic linear Drive device (first fluid pressure linear drive device)
62 Reservoir 64 Hydraulic Pump 64A First Discharge Port 64B Second Discharge Port 66 Electric Motor 68 Valve Case 70 Hydraulic Cylinder Device 72 Piston Rod 76 Cylinder Tube 78 Piston 80 First Working Chamber 82 Second Working Chamber 86 Check Valve 92 check valve 96 pressure regulating valve 98 pressure regulating valve 100 first relief valve 102 second relief valve 110 hydraulic linear drive device (second fluid pressure linear drive device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 112 Reservoir 114 Hydraulic pump 114A 1st discharge port 114B 2nd discharge port 116 Electric motor 118 Valve case 120 Hydraulic cylinder apparatus 122 Piston rod 124 Connection piece part 126 Cylinder tube 128 Piston 130 1st working chamber 132 2nd working chamber 134 Oil path 136 Check valve 142 Check valve 146 Pressure adjustment valve 148 Pressure adjustment valve 150 First relief valve 152 Second relief valve

Claims (3)

一方の側に太陽電池の受光面を有するソーラパネルの仰角と方位角との調節によって太陽追尾を行う2軸追尾方式の太陽光発電装置であって、
基台と、
前記基台に取り付けられ、鉛直な軸線周りに回動可能な第1の軸部材と、
前記第1の軸部材に取り付けられて前記ソーラパネルを支持し、水平な軸線周りに回動可能な第2の軸部材と、
一端部を前記第1の軸部材に固定された第1の揺動アームと、
一端部を前記第2の軸部材に固定された第2の揺動アームと、
一端部を前記基台に取りけられ、他端部を第1の揺動アームに連結され、前記ソーラパネルの方位角を変更する第1の流体圧式リニア駆動装置と、
一端部を前記第1の軸部材に取りけられ、他端部を第2の揺動アームに連結され、前記ソーラパネルの仰角を変更する第2の流体圧式リニア駆動装置とを有する太陽光発電装置。
A solar power generation device of a two-axis tracking system that performs solar tracking by adjusting an elevation angle and an azimuth angle of a solar panel having a light receiving surface of a solar cell on one side,
The base,
A first shaft member attached to the base and rotatable about a vertical axis;
A second shaft member attached to the first shaft member to support the solar panel and rotatable about a horizontal axis;
A first swing arm having one end fixed to the first shaft member;
A second swinging arm having one end fixed to the second shaft member;
A first hydrodynamic linear drive device having one end portion attached to the base and the other end connected to a first swing arm, and changing an azimuth angle of the solar panel;
Photovoltaic power generation having one end portion attached to the first shaft member, the other end portion connected to a second swing arm, and a second hydraulic linear drive device that changes the elevation angle of the solar panel. apparatus.
前記第1の流体圧式リニア駆動装置と前記第2の流体圧式リニア駆動装置とが同一構造のものである請求項1に記載の太陽光発電装置。   The photovoltaic power generation apparatus according to claim 1, wherein the first fluid pressure linear drive device and the second fluid pressure linear drive device have the same structure. 前記第1の流体圧式リニア駆動装置と前記第2の流体圧式リニア駆動装置は、
ピストンを有し、当該ピストンの一方の側に第1の作動室を有し、前記ピストンの他方の側に第2の作動室を有する複動式の油圧シリンダ装置と、
作動油を貯容するリザーバと、
第1の吐出ポートと第2の吐出ポートとを有し、前記リザーバより作動油を供給され、電動機の正転によって第1の吐出ポートより圧油を吐出し、前記電動機の逆転によって第2の吐出ポートより圧油を吐出する双方向型の電動油圧ポンプと、
前記第1の吐出ポートと前記第1の作動室とを接続する第1の油路と、
前記第2の吐出ポートと前記第2の作動室とを接続する第2の油路と、
前記第1の作動室に接続され、前記第1の作動室の内圧が第1の所定値以上である時に当該第1の作動室の作動油を前記リザーバに戻す第1のリリーフ弁と、
前記第2の作動室に接続され、前記第2の作動室の内圧が第2の所定値以上である時に当該第2の作動室の作動油を前記リザーバに戻す第2のリリーフ弁とを有する請求項2に記載の太陽光発電装置。
The first hydraulic linear drive device and the second hydraulic linear drive device are:
A double-acting hydraulic cylinder device having a piston, having a first working chamber on one side of the piston, and having a second working chamber on the other side of the piston;
A reservoir for storing hydraulic oil;
A first discharge port and a second discharge port; hydraulic oil is supplied from the reservoir; pressure oil is discharged from the first discharge port by forward rotation of the electric motor; and second oil is discharged by reverse rotation of the electric motor. A bidirectional electric hydraulic pump that discharges pressure oil from the discharge port;
A first oil passage connecting the first discharge port and the first working chamber;
A second oil passage connecting the second discharge port and the second working chamber;
A first relief valve that is connected to the first working chamber and returns the working oil of the first working chamber to the reservoir when an internal pressure of the first working chamber is equal to or higher than a first predetermined value;
A second relief valve which is connected to the second working chamber and returns the working oil of the second working chamber to the reservoir when the internal pressure of the second working chamber is equal to or higher than a second predetermined value. The solar power generation device according to claim 2.
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