JP2016213998A - Simple solar tracker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽の日出から日没までの一日で変わる方位角や、年間を通して変わる仰角に合わせて、太陽に正対させるように太陽光パネルを作動させる追尾型の簡易型太陽追尾装置に関するものである。 The present invention relates to a tracking type simple solar tracking device that operates a solar panel so as to face the sun in accordance with an azimuth angle that changes in one day from the sun's sunrise to sunset and an elevation angle that changes throughout the year. It is about.
追尾型の太陽追尾装置に関しては、例えば、特許文献1に、太陽光を平面で受ける太陽電池パネルを太陽の動きに応じて、仰角の調整を行うと共に、東西方向の方位角を調整し、太陽の動きに追従させる太陽光追従型発電装置において、太陽電池パネルの仰角は、太陽電池パネルの上端辺を昇降可能な構成として調整し、太陽電池パネルの東西方向の方位角は、太陽電池パネルの上端辺を回転可能な構成として調整するようにし、太陽電池パネルの下端辺は上端辺の調整に自在に追従するようにした太陽追尾装置が開示されている。
With regard to the tracking type solar tracking device, for example, in
特許文献1に記載の発明は、仰角を調整するための機構は、上端辺を昇降させながらスライドさせる装置を設けなければならず、太陽追尾装置が複雑化し大型化するという問題があった。
The invention described in
また、東西方向の方位角を調整するための機構は、太陽光パネルの下端辺の中心を回転中心に上端辺を回転させる構造であり、仰角調整機構内の昇降領域内に配設するため、方位角調整装置が複雑化し、大きな出力の駆動機構が必要となり、高コスト化になるという問題があった。 In addition, the mechanism for adjusting the azimuth angle in the east-west direction is a structure in which the upper end side is rotated around the center of the lower end side of the solar panel as the center of rotation, and is disposed in the elevation region in the elevation angle adjustment mechanism. There is a problem that the azimuth adjusting device becomes complicated, a drive mechanism with a large output is required, and the cost is increased.
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、簡易な機構で太陽に正対させることができる簡易型太陽追尾装置を提供することを課題とする。 The present invention was devised in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a simple solar tracking device that can face the sun with a simple mechanism.
本発明における車輪6とは、車両用等のタイヤ装着した車輪6、ゴムタイヤ付キャスター、電車等の車輪6、コロ等の移動物体の接地用に使用する車輪6を意味する。
The
請求項1に記載の簡易型太陽追尾装置1は、太陽光パネル7の受光面が太陽と正対するように太陽光パネル7を水平方向及び垂直方向に回動させる簡易型太陽追尾装置1であって、前記太陽光パネル7を載設するパネル架台3と、前記パネル架台3の水平方向の回動中心に立設する固定軸5と、前記パネル架台3の垂直方向の回動中心3aを前記パネル架台3の両端で軸支する支柱4と、上方に向けて前記支柱4が立設され、周縁部で下方に向けて少なくとも1つの車輪6が垂設され、前記固定軸5を中心に水平方向に回動自在に設置された基台フレーム2と、前記車輪6のうちの一つの車輪6aの接地面となる外周面をローラー21により押圧しながら、前記外周面に前記ローラー21の回転運動を伝達させることにより車輪6aを回転させる車輪駆動手段20と、前記車輪駆動手段20を制御することにより基台フレーム2の水平方向の回動を制御する制御手段30と、前記パネル架台3の垂直方向の回動機構40と前記パネル架台3の回動後の傾斜状態の保持機構50とを有し、前記回動機構40と前記保持機構50とが分離形成された垂直方向の回動保持手段と、を備えることを特徴とする。
The simplified
請求項2に記載の簡易型太陽追尾装置1は、請求項1において、前記パネル架台3の垂直方向の回動中心3aを、太陽光パネル7及びパネル架台3の重心位置とすることを特徴とする。
The simplified
請求項3に記載の簡易型太陽追尾装置1は、請求項1又は2において、前記車輪駆動手段20が、車輪6aの接地面となる外周面に上方から当接させた状態で、かつ軸心が車輪6aの軸心と平行になるように横設されたローラー21と、前記ローラー21の上方に配設され、中央部22bで前記ローラー21の軸心を軸支して、一端側22cが基台フレーム2に固定された軸部cに垂直方向に回動自在に軸支され、他端側22aが自由端であって基台フレーム2に取り付けられた下方向に付勢状態の弾性体23により、又は、前記ローラー21の上方に配設され、中央部22bで前記ローラー21の軸心を軸支して、1端側22c及び他端側22aともに自由端であって基台フレーム2に取り付けられた下方向に付勢状態の弾性体23により、下方向に一定圧で押圧する搖動可能な押圧部材22と、前記押圧部材22に固定された駆動源24と、を備えることを特徴とする。
The simplified
請求項4に記載の簡易型太陽追尾装置1は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記制御手段30が、日出から日没までの間は前記基台フレーム2を時計周りの方向に回動させるように所定の間隔で間欠的に車輪駆動手段20を回動させ、日没時として設定した時間に到達すると、又は前記基台フレーム2の向きが日没時として設定した向きに一致すると、前記基台フレーム2を反時計周りの方向に回動させるように車輪駆動手段20を回動させて前記基台フレーム2の向きを日出時として設定した状態に戻すという制御をすることを特徴とする。
The simplified
請求項5に記載の簡易型太陽追尾装置1は、請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記回動機構40が、前記パネル架台3の外周枠の支柱4側のいずれかの側から下方に突設され、回動中心を前記パネル架台3の垂直方向の回動中心3aと一致させた半円形状の半円フレーム60と、前記半円フレーム60の外周面に沿って、両端を外周面に固定し中央領域を懸架状態にしたチェーン61と、前記半円フレーム60の外周面と前記チェーン61との間に介在させて前記チェーン61と係合する回転ギア41と、前記回転ギア41を回動させる回動手段45と、を備えることを特徴とする。
The simplified
請求項6に記載の簡易型太陽追尾装置1は、請求項1乃至5のいずれかにおいて、前記保持機構50が、前記半円フレーム60の外周縁に等間隔で形成された複数の溝部51と、前記支柱4に軸支され垂直方向に回動することによって、又は前記支柱4に取り付けられスライドすることによってその前端部が前記溝部51に嵌入する固定バー52と、前記溝部51に嵌入した状態の固定バー52を固定状態に保持する保持部材53と、を備えることを特徴とする。
The simplified
請求項1に記載の簡易型太陽追尾装置1は、一日における日出から日没までの太陽の方位に応じて水平方向に回動させ、一年間における太陽の高度に応じて垂直方向に回動させて、常に太陽に太陽光パネル7を正対させるので、太陽光を効果的に利用した発電を行うことができる。
The simplified
簡易型太陽追尾装置1の水平方向の回動をする駆動源24を、簡易型太陽追尾装置1の回動中心の位置ではなく、簡易型太陽追尾装置1の外周縁の近傍に設けたので、簡易型太陽追尾装置1の回動中心近傍に駆動源24を配設した構造に比較して、構造を簡易化でき、駆動源24の出力を小さくでき小型化できる。
Since the
また、簡易型太陽追尾装置1の仰角調整する機構を、パネル架台3を手で軽く回動できる回動機構40と、パネル架台3の傾斜状態を保持する保持機構50に分離したので、構造を簡易できるという効果を奏する。
In addition, the mechanism for adjusting the elevation angle of the simplified
車輪駆動手段20が、回転するローラー21を下方に付勢状態のままで一つの車輪6aの接地面となる表面に押圧させるので、例えばゴム製のタイヤが摩耗しても、又は走行するタイヤが接する地面G等の表面に凹凸があっても、車輪6aはしっかりと地面Gの形状変化に追従できるという効果を奏する。そのため、車輪6aが空回りしないのでしっかりと太陽光パネル7を太陽に正対させることができる。
Since the wheel driving means 20 presses the rotating
請求項2に記載の簡易型太陽追尾装置1は、請求項1に記載の発明と同じ効果を奏するとともに、さらに、太陽光パネル7とパネル架台3の重心の高さと同じ高さに垂直方向の回動中心を設けるように支柱4で軸支するようにしたので、無風状態で外力が付加されないときにはロックなどの保持機構50がなくても傾斜状態を保持でき、人力で旋回するときは極めて小さい力で手動操作することができる。
The simplified
請求項3に記載の簡易型太陽追尾装置1は、請求項1又は2に記載の発明と同じ効果を奏するとともに、駆動源24が地面Gの凸凹に応じて車輪6を回転させるローラー21とともに一体化された構造としたので、凹凸の地面G上を車輪6が移動したときにローラー21ともに上下方向に搖動することから、駆動源24からローラー21間の伝達が地面Gの状況にかかわらず円滑に伝達される。
The simplified
請求項4に記載の簡易型太陽追尾装置1は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明と同じ効果を奏するとともに、一日における日出から日没までの太陽の方位に応じて水平方向に回動させる方法を、太陽の東から西への移動速度にきわめて近似させて太陽光パネル7の向きを東から西へ移動させることができる。例えば、水平方向の回動時間や休止時間を任意に設定して間欠運動を自動的にさせて、太陽に正対させるように太陽光パネル7を回動させることができる。
The simplified
請求項5に記載の簡易型太陽追尾装置1は、請求項1乃至4に記載の発明と同じ効果を奏するとともに、太陽光パネル7及びパネル架台3の重心を通過する部位に水平方向の回転軸43を設けている形態となるので、極めて軽く容易に太陽光パネル7及びパネル架台3を垂直方向に回動させることができる。このときに、太陽の高さ(仰角)は1年間を1サイクルとして月ごとに徐々に変化するが、その仰角は緯度と経度で決まっているので、例えば月ごとに太陽光パネル7及びパネル架台3の仰角の位置に予め印をしておき、月ごとに該当する印に一致させるように太陽光パネル7及びパネル架台3を垂直方向に旋回させることによって、太陽の季節や月によって変わる高さに対応させて簡易型太陽追尾装置1の仰角を変えることができる。また、仰角調整周期は半月毎でも1週間毎でも任意の時期とすることができる。
The simplified
請求項6に記載の簡易型太陽追尾装置1は、請求項1乃至5に記載の発明と同じ効果を奏するとともに、太陽光パネル7及びパネル架台3の一旦調整した仰角の傾斜状態を保持することができる。垂直方向の回動機構40で回動作業と保持を兼ねる構造に比較して、本発明は垂直方向で傾斜させる回動機構40と、傾斜状態を保持する保持機構50を完全に分離させたので、回動作業に要する力を極小化できるという効果を奏する。よって、人力で太陽光パネル7を容易に軽く垂直方向に回動させることができ、自動化の場合にも小さい出力で作動させることができる。
The simplified
本発明に係る簡易型太陽追尾装置1は、図1に示すように太陽光パネル7の受光面が太陽と正対するように太陽光パネル7を水平方向及び垂直方向に回動させる簡易型太陽追尾装置1であって、前記太陽光パネル7を載設するパネル架台3と、前記パネル架台3の水平方向の回動中心に立設する固定軸5と、前記パネル架台3の垂直方向の回動中心3aを前記パネル架台3の両端で軸支する支柱4と、上方に向けて前記支柱4が立設され、周縁部で下方に向けて少なくとも1つの車輪6が垂設され、前記固定軸5を中心に水平方向に回動自在に設置された基台フレーム2と、前記車輪6のうちの一つの車輪6aの接地面となる外周面をローラー21により押圧しながら、前記外周面に前記ローラー21の回転運動を伝達させることにより車輪6aを回転させる車輪駆動手段20と、前記車輪駆動手段20を制御することにより基台フレーム2の水平方向の回動を制御する制御手段30と、前記パネル架台3の垂直方向の回動機構40と前記パネル架台3の回動後の傾斜状態の保持機構50とを有し、前記回動機構40と前記保持機構50とが分離形成された垂直方向の回動保持手段と、を備える。
The simplified
簡易型太陽追尾装置1は、太陽光を利用して効果的な発電を行うための装置であり、太陽光パネル7を水平方向で東西方向に回動させるための構成が、図2及び図16に示すように固定軸5、基台フレーム2、車輪6、車輪駆動手段20及び制御手段30であり、太陽光パネル7を垂直方向で仰角可変方向に回動させる構成が、図1、図3、図9、図11乃至図15に示すようにパネル架台3、支柱4、垂直方向の回動機構40及び傾斜状態の保持機構50である。
The simplified
パネル架台3は、図1及び図3に示すように太陽光パネル7を載設させており、パネル架台3の外枠形状は略四角枠形状を有する。
The
まず、太陽光パネル7を水平方向で東西方向に回動させるための構成について説明する。
First, a configuration for rotating the
固定軸5は、図1及び図2に示すように地面Gや建物の床面Gから立設され、基台フレーム2の回動中心に位置する。そして、図17に示すように車輪6数が1〜2の形態の場合は、固定軸5は車輪6とともに太陽光パネル7や基台フレーム2等の重量を受けるために基台フレーム2を載設させて、かつ基台フレーム2と固定軸5間にベアリングを転動させて固定軸5を中心に基台フレーム2を回動させる構造となる。このときに基台フレーム2及び固定軸5間の垂直方向の滑動域を長くすることにより基台フレーム2の安定感が向上する。また、車輪6数が3つ以上の形態の場合は、車輪6が太陽光パネル7や基台フレーム2等の重量を受けるため固定軸5には重量をかからないようにできることから、固定軸5上に基台フレーム2を載設させないで、基台フレーム2と固定軸5間にベアリングを転動させて固定軸5を中心に基台フレーム2を回動させる構造となる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fixed
また、基台フレーム2は、図2に示すように少なくとも1つの車輪6を垂下させる部位と、左右の支柱4を立設させる部位とを備える形態であればよく、基台フレーム2の外枠形態としては、例えば平面視で三角形状、四角形状、円形状又は多角形状などの形態、又はそれらの形態の中から組み合わせた形態がある。また、図2に示すように、基台フレーム2には、車輪駆動手段20を支持する基台フレーム2b、及びパネル架台3と基台フレーム2との平面視の大きさが異なる場合には左右の支柱4を立設させる基台フレーム2aが備えられる。
Moreover, the
車輪6は、車両用等のタイヤ装着した車輪6、ゴムタイヤ付キャスター、電車等の車輪6、コロ等の移動物体の接地用に使用する車輪6などの転動するものであればよい。また、車輪6の直径は、ローラー21の直径との関係で任意に設定する。車輪駆動手段20は例えば図1における車輪6aのように1つの車輪6に設ければよい。
The
車輪駆動手段20は、図4乃至図8に示すように、車輪6aの接地面となる外周面に上方から当接させた状態で、かつ軸心aが車輪6の軸心bと平行になるように横設されたローラー21と、前記ローラー21の上方に配設され、中央部22bで前記ローラー21の軸心aを軸支して、一端側が基台フレーム2に固定された軸部cに垂直方向に回動自在に軸支され、他端側が自由端であって基台フレーム2に取り付けられた下方向に付勢状態の弾性体23により、又は、前記ローラー21の上方に配設され、中央部22bで前記ローラー21の軸心を軸支して、1端側22c及び他端側22aともに自由端であって基台フレーム2に取り付けられた下方向に付勢状態の弾性体23により、下方向に一定圧で押圧する搖動可能な押圧部材22と、前記押圧部材22に固定された駆動源24と、を備える。
As shown in FIGS. 4 to 8, the wheel driving means 20 is in contact with the outer peripheral surface serving as the ground contact surface of the
駆動源24は、例えば減速機付モーター24であり、減速機付モーター24は、太陽光パネル7の電力によって稼働するようにしており、図8に示すように減速機付モーター24の回転力をローラー21に伝達している。減速機付モーター24の回転軸とローラー21の回転軸aとは同一方向でも直交方向でも伝達経路を変えることによって減速機付モーター24の回転力をローラー21に伝達可能であるのでいずれの配設でもよい。減速機付モーター24は、押圧部材22の側壁に取付部材24aを介して固定されるので、減速機モーター24とローラー21とは一体として搖動するようにしている。
The
押圧部材22は、図4に示すように車輪6aの上方に配設され、図5乃至図7に示すように垂直方向の断面が略コ字状で、図8に示すように平面視で略長方形状の形状を有している。断面形状をコ字形状にすることにより、押圧部材22の剛性を高めることができる。
The pressing
次に押圧部材22の一端側22c及び他端側22aにおける基台フレーム2b等との取付構造について説明する。まず、押圧部材22の一端側22c及び他端側22aの第一の構造は、押圧部材22の一端側22cの車輪駆動手段20の構造が、図7に示すように、基台フレーム2bに固定された軸部cに押圧部材22が垂直方向に回動自在に軸支されている構造である。
Next, the attachment structure with the
そして、押圧部材22の他端側22aの第一の構造としての車輪駆動手段20の構造は、図5に示すように、コイル状のスプリング23の中央の孔部に略ボルト形態の上端規制具25を挿入させて、この状態の上端規制具25を押圧部材22に穿孔された孔に、並びに基台フレーム2b又は基台フレーム2bに突設させた部材に穿設された孔に挿通させて、下端側にナットを基台フレーム2b又は基台フレーム2bの突設部材に下方から密着させて螺着させる構造である。これにより、前記スプリング23の上端は前記上端規制具25の上端部によって高さ位置が規制されるので、前記スプリング23は下方向の付勢力を有するようになり、前記スプリング23の下端に当接された押圧部材22には常に下方向の前記スプリング23のバネ力による一定の押圧がかけられる。弾性体23としてはコイル状のスプリング23などの下方向の付勢力を有する弾性体23であればよい。
And the structure of the wheel drive means 20 as the 1st structure of the
次に、押圧部材22の一端側22c及び他端側22aの第二の構造(図なし)は、押圧部材22の一端側22c及び他端側22aの車輪駆動手段20の構造が、ともに第一の構造の他端側22aの構造と同じ構造であって、コイル状のスプリング23の中央の孔部に略ボルト形態の上端規制具25を挿入させて、この状態の上端規制具25を押圧部材22に穿孔された孔に、並びに基台フレーム2b又は基台フレーム2bに突設させた部材に穿設された孔に挿通させて、下端側にナットを基台フレーム2b又は基台フレーム2bの突設部材に下方から密着させて螺着させる構造である。これにより、前記スプリング23の上端は前記上端規制具25の上端部によって高さ位置が規制されるので、前記スプリング23は下方向の付勢力を有するようになり、前記スプリング23の下端に当接された押圧部材22には常に下方向の前記スプリング23のバネ力による一定の押圧がかけられる。
Next, the second structure (not shown) of the one
次に、押圧部材22の中央部22bの車輪駆動手段20の構造は、押圧部材22の一端側22c及び他端側22aが第一の構造及び第二の構造ともに、図6に示すように、車輪6aの接地面となる外周面にローラー21の外周面を当接させて、前記車輪6の外周面の当接部分をローラー21により押し下げるようにローラー21の高さを設定し、ローラー21の回転軸aを押圧部材22が軸支する構造としている。これにより、車輪6a側からローラー21側に対してローラー21を上方向に押し上げる力がかかり、間接的に車輪6側から押圧部材22に対して押圧部材22を押し上げる方向に力がかかる。
Next, the structure of the wheel driving means 20 in the
押圧部材22の一端側22c及び他端側22aが第一の構造の場合には、図4に示すように、押圧部材22の一端側22cは垂直方向に回動自在に軸支され、押圧部材22の中央部22bではローラー21を介して押圧部材22を上方向に押し上げる力がかかり、押圧部材22の他端側22aはスプリング23により押圧部材22を下方向に一定の押圧がかかる構造となっているので、押圧部材22が図4に示すように上下方向に搖動することによってローラー21は常に車輪6aに弾接して一定圧の押圧をかけることができる。これによりローラー21の回転力を車輪6aに効率よく伝達させることができる。
When the one
押圧部材22の一端側22c及び他端側22aが第二の構造の場合においても、押圧部材22の中央部22bではローラー21を介して押圧部材22を上方向に押し上げる力がかかり、押圧部材22の一端側22c及び他端側22aはスプリング23により押圧部材22を下方向に一定の押圧がかかる構造となっているので、押圧部材22が上下方向に搖動することによってローラー21は常に車輪6aに弾接して一定圧の押圧をかけることができる。これによりローラー21の回転力を車輪6aに効率よく伝達させることができる。
Even when the one
次に、車輪駆動手段20を駆動させる制御手段30について説明する。制御手段30は、日出から日没までの間は基台フレーム2を時計周りの方向に回動させるように所定の間隔で間欠的に車輪駆動手段20を回動させ、日没時として設定した時間に到達すると、又は基台フレーム2の向きが日没時として設定した向きに一致すると、前記基台フレーム2を反時計周りの方向に回動させるように車輪駆動手段20を回動させて前記基台フレーム2の向きを日出時として設定した状態に戻すという制御をする。
Next, the control means 30 for driving the wheel driving means 20 will be described. The control means 30 intermittently rotates the wheel driving means 20 at a predetermined interval so as to rotate the
太陽光パネル7と一体化した基台フレーム2を時計周りの方向に所定の時間間隔で間欠的に回動させる方法として、駆動源24を作動させる時間帯と停止させる時間帯を予めタイマー設定し、前記2つの時間帯を繰り返すように設定し、予め設定した日没時間に到達するまで繰り返すようにコントローラー31に設定する制御方法、又は、図16に示すように固定軸5に隙間を有して嵌装させて、基台フレーム2に固定した回転盤36に凹凸領域34を形成させて、例えば時計周りに回動するとして第一近接センサー32が凸部を検出すると予め設定した時間相当分停止し、該時間経過後に駆動源24が作動し、第一近接センサー32が次の凸部を検出すると予め設定した時間相当分停止するというサイクルを繰り返すようにコントローラー31に設定する制御方法がある。
As a method of intermittently rotating the
次に、日没時になると太陽光パネル7の水平方向の向きを日出時の向きに復帰させる制御方法として、日没時として予め設定した時間に到達すると基台フレーム2を反時計方向に回動させ、第二近接センサー33が日出時の位置を検出したら停止させるようにコントローラー31に設定する制御方法、又は、図16に示すように基台フレーム2に固定した回転盤36が時計方向に回動していって、第二近接センサー33が前記回転盤36の円弧領域35の凸部から凹凸領域34の凹部を最初に検出すると、基台フレーム2を反時計方向に回動させ、第二近接センサー33が日出時の位置を検出したら駆動源24を停止させるようにコントローラー31に設定する制御方法がある。
Next, as a control method for returning the
次に、太陽光パネル7の仰角の調整方法について説明する。太陽光パネル7の仰角の調整となるパネル架台3の垂直方向の回動方法は、パネル架台3の回動機構40と傾斜したパネル架台3の保持機構50とからなる。前記回動機構40と前記保持機構50とは分離させた構造としている。
Next, a method for adjusting the elevation angle of the
回動機構40は、パネル架台3の外周枠の支柱4側のいずれかの側から下方に突設され、回動中心を前記パネル架台3の垂直方向の回動中心3aと一致させた半円形状の半円フレーム60と、前記半円フレーム60の外周面に沿って、両端を外周面に固定し中央領域を懸架状態にしたチェーン61と、前記半円フレーム60の外周面と前記チェーン61との間に介在させて前記チェーン61と係合する回転ギア41と、前記回転ギア41を回動させる回動手段45とを備える。
The
そして、パネル架台3の垂直方向の回動中心3aを、太陽光パネル7及びパネル架台3の重心位置とする構造とする。
And let the
半円フレーム60は、パネル架台3の外周枠から太陽光パネル7側の反対方向である下方に向けて突設されており、側面視は図1及び図9に示すように半円形の周縁形状であり、断面形状は図11乃至図13に示すように、半円フレーム60の回動中心から半円周縁方向に延びる線の集合体からなる面の向きと一致する向きを有する縦壁62と、前記縦壁62の略中央で縦壁62に対して垂直方向に突設された横壁63とを有する。
The
チェーン61は、前記半円フレーム60の縦壁62の外周縁に沿って配設され、両端を前記外周縁に固定され、中央域を前記外周縁に固定させずに懸架状態にして設けられている。図9及び図10に示すように、側面視で支柱4近傍の範囲において、前記チェーン61と前記縦壁62との上下方向の間に空間が形成され、この空間に前記チェーン61と係合するように回転ギア41を配設している。回転ギア41が回動する方向にパネル架台3が傾動し、これによって太陽光パネル7の仰角を調整することができる。
The
また、パネル架台3の垂直方向の回動中心3aを、太陽光パネル7及びパネル架台3の重心位置とする構造とする形態の場合には、太陽光パネル7及びパネル架台3を傾動させる力が小さくても容易に太陽光パネル7及びパネル架台3を傾動させることができる。よって人力で容易に大きな太陽光パネル7及びパネル架台3を傾動させることができる。
In the case where the
前記回転ギア41を回動させる回動手段45は、図11に示すように人力で回すハンドルでもよく、モーター等に駆動源24を使用した自動回動機器でもよい。図11に示すように、回動手段45であるハンドルの回転力を回転ギア41に伝達する回転軸43は、支柱4に取付具46によって回動自在に軸支されている。ハンドルを手動で回動させると、回転軸43が回動し、該回転軸43に固定化された回転ギア41が回動し、該回転ギア41と係合したチェーン61が移動し、該チェーン61の両端が固設されている半円フレーム60が回動し、該半円フレーム60と一体化されているパネル架台3が傾斜する。懸架されたチェーン61は回転ギア41によって張力を付与して張られているので、係合する回転ギア41が回動すると前記半円フレーム60も追従して回動する。回動機構40と保持機構50とを分離させた構造とすることによって、回動機構40を簡易化させることができた。
The rotating means 45 for rotating the
次に、傾斜したパネル架台3の保持機構50について説明する。
Next, the holding
保持機構50は、半円フレーム60の外周縁に等間隔で形成された複数の溝部51と、支柱4に軸支され垂直方向に回動することによって、又は支柱4に取り付けられスライドすることによって、その前端部が前記溝部51に嵌入する固定バー52と、前記溝部51に嵌入した状態の固定バー52を固定状態に保持する保持部材53と、を備える。
The holding
正面視の図12及び図13に示すように、又は平面視の図14及び図15に示すように半円フレーム60の横壁63に等間隔で複数の溝部51が形成されている。該溝部51の位置によって太陽光パネル7の仰角が対応して変化する。また、簡易型太陽追尾装置1を設置する場所の緯度と経度から1年間の太陽の高度がわかるので、予め月ごとの太陽の高度に合わせて太陽に正対させるように太陽光パネル7の仰角を求め、その月ごとに該当する溝部51に該当する月を表示する印をつけておけば、月ごとに該当する溝部51で太陽に正対させられるように太陽光パネル7の傾斜状態を保持させることができる。
As shown in FIGS. 12 and 13 in front view, or as shown in FIGS. 14 and 15 in plan view, a plurality of
固定バー52は、前記溝部51に嵌入させて太陽光パネル7の傾斜状態を保持させる。固定バー52の形態は、まず形態Aとして、図12乃至図15に示すように、支柱4に軸支され垂直方向に回動することによって前端部を前記溝部51に嵌入させる形態である。そして形態Bとして、図示していないが、支柱4に固定された部位からスライドさせることによって、その前端部を前記溝部51に嵌入させる形態である。
The fixing
溝部51の形状と固定バー52の先端部形状は、溝部51の凹形状部位に固定バー52の先端部の凸形状部位が嵌入すればいずれの形状でもよい。そして、固定バー52が形態Aの場合には、溝部51の側面視における形状の下端側を広く上端側を狭くし、固定バー52の先端部の形状の下端側を広く上端側を狭くし、かつ、固定バー52の先端部が下方から回動して溝部51に嵌入したときに、それぞれの面が密着するように溝部51の前後方向の断面と固定バー52の先端部の前後方向の断面との大きさ及び傾斜角度を同じに設定すれば、溝部51に固定バー52の先端部を密着させることができる。
The shape of the
そして、固定バー52が形態Bの場合には、溝部51の平面視における形状の固定バー52に遠い側を狭く固定バー52に近い側を広くし、固定バー52の先端部の形状の先端側を狭く先端から離れた側を広くし、かつ、固定バー52の先端部がスライドして溝部51に嵌入したときに、それぞれの面が密着するように平面視における溝部51及び固定バー52の先端部の大きさ及び傾斜角度を同じに設定すれば、溝部51に固定バー52の先端部を密着させることができる。
When the fixing
次に、前記形態Aの場合における保持機構50について説明する。回動機構40によって半円フレーム60を回動させるときの保持機構50の状態は、図12に示すように、軸52aに軸支された固定バー52は溝部51から離隔された位置で垂直姿勢の状態となる。固定バー52の軸52aに軸支される位置より固定バー52の先端側の部分を手元側より重くなるようにしているため、自然状態では固定バー52は手元側を上方にした垂直姿勢の状態となるようにしている。軸52aは、支柱4の固設された規制部材54から突設された部材に固定されている。
Next, the holding
回動機構40によって半円フレーム60を回動させてパネル架台3を所定の仰角になるように傾斜させた後に、その仰角を保持するときの保持機構50の状態は、図13及び図15に示すように、固定バー52の手元側を手で下げて回動させて、固定バー52の先端側を溝部51に嵌入させる状態にする。この状態で、固定バー52の軸52aより先端側は上端を支柱4に固定された規制部材54の底面に衝止され、固定バー52の軸52aより手元側は上端を保持板53aの底面に衝止されるので、固定バー52は不動状態で保持され、パネル架台3を所定の仰角の姿勢で保持されることができる。
The state of the
前記固定バー52の手元側の上端を衝止させる保持板53aは、固定バー52を回動させるときは図14に示すように、規制部材54から突設された部材に固設された軸53cに水平方向回動自在に軸支されて、固定バー52の垂直方向の回動軌跡の範囲外の位置になるように回動させている。そして、固定バー52を回動させた後は、図15に示すように、保持板53aを回動させてボルト53dが保持板53aの切込み部に嵌挿される状態にして、前記ボルト53dに螺子止め具53bを保持板53aが固定バー52の上端に密着するように螺着する。これにより、固定バー52の軸52aより手元側の上端を保持板53aに衝止させることができる。ここで、固定バー52を水平状態にしたときに、固定バー52の上端が規制部材54の底面及び保持板53aの底面に略当接するようにしている。
As shown in FIG. 14, when the fixing
次に、前記形態Bの場合における保持機構50については、図示はしていないが、スライドさせた固定バーを固定させる手段であればいずれの手段でもよい。例えば、スライドさせた固定バーの後端部に後方から当て板を当接させて該当て板を支柱4に固定させた部材にボルト等の締結具で締結して固定させる構造がある。
Next, although not shown, the holding
次に、簡易型太陽追尾装置1の使用方法について説明する。まず簡易型太陽追尾装置1を作動させるための準備を実施する。一つには、太陽の高度は太陽光パネル7を設置した位置の緯度と経度からその月等の時期ごとにあらかじめ把握できるので、その把握した太陽の高度に正対するように太陽光パネル7の仰角を求める。
Next, a method for using the simplified
二つには、日出から日没までの間の太陽の東から西への移動に対して、太陽光パネル7の向きを太陽に正対させるように制御方法をコントローラー31に設定する。例えば、基台フレーム2の水平方向の時計周り方向の回動運動を、回動と停止との繰り返しによる間欠運転で行う場合に、あらかじめ回動時間と停止時間を設定し、基台フレーム2の水平方向の間欠運転を停止させる日没時間頃を設定する。あるいは、図16に示すような凹凸形状を有する回転盤36を使用する場合は、凹部又は凸部の検出によって時計周りの回動開始、又は停止開始及び停止時間を設定し、及び円弧領域35から凹凸領域34に変わる位置を日没時と設定する。
Secondly, the control method is set in the
いずれの場合においても、日出時のタイマー設定を実施し、該日出タイマー時間になったら車輪駆動手段20を作動開始させるようにコントローラー31に設定する。そして、日没時には反時計周りの基台フレーム2を回動させて予め定めた日出位置まで太陽光パネル7の向きを復帰させるように車輪駆動手段20を作動させるようにコントローラー31に設定する。
In any case, the timer setting at the time of sunrise is performed, and the
太陽光パネル7の仰角をその季節あるいはその月の太陽の高度に対応させる調整を実施する。その後、保持機構50の保持部材53を回動させて固定バー52を回動可能状態にし、固定バー52を回動させて溝部51から離脱させる。そして、回動機構40のハンドルを回動させて太陽光パネル7の仰角を狙いの仰角となる傾きにする。この太陽光パネル7の傾斜状態を保持させるために、保持機構50の固定バー52を溝部51に嵌入させて保持部材53を回動させて螺子止め具53bを螺着する。
Adjustment is performed so that the elevation angle of the
次に、簡易型太陽追尾装置1の電源をONさせると、車輪駆動手段20はコントローラー31により自動的に作動し、太陽の方位角に合わせて太陽光パネル7が向きを変える。
Next, when the power source of the simplified
1 簡易型太陽追尾装置
2 基台フレーム
3 パネル架台
4 支柱
5 固定軸
6 車輪
6a 車輪
7 太陽光パネル
20 車輪駆動手段
21 ローラー
22 押圧部材
22a 他端側
22b 中央部
22c 一端側
23 弾性体(スプリング)
24 駆動源(減速機付モーター)
24a 取付部材
25 上端規制具
30 制御手段
31 コントローラー
32 第一近接センサー
33 第二近接センサー
34 凹凸領域
35 円弧領域
36 回転盤
40 回動機構
41 回転ギア
43 回転軸
45 回動手段
46 取付具
50 保持機構
51 溝部
52 固定バー
53 保持部材
54 規制部材
60 半円フレーム
61 チェーン
62 縦壁
63 横壁
DESCRIPTION OF
24 Drive source (motor with speed reducer)
Claims (6)
前記太陽光パネルを載設するパネル架台と、
前記パネル架台の水平方向の回動中心に立設する固定軸と、
前記パネル架台の垂直方向の回動中心を前記パネル架台の両端で軸支する支柱と、
上方に向けて前記支柱が立設され、周縁部で下方に向けて少なくとも1つの車輪が垂設され、前記固定軸を中心に水平方向に回動自在に設置された基台フレームと、
前記車輪のうちの一つの車輪の接地面となる外周面をローラーにより押圧しながら、前記外周面に前記ローラーの回転運動を伝達させることにより車輪を回転させる車輪駆動手段と、
前記車輪駆動手段を制御することにより基台フレームの水平方向の回動を制御する制御手段と、
前記パネル架台の垂直方向の回動機構と前記パネル架台の回動後の傾斜状態の保持機構とを有し、前記回動機構と前記保持機構とが分離形成された垂直方向の回動保持手段と、
を備えることを特徴とする簡易型太陽追尾装置。 A simple solar tracking device that rotates the solar panel horizontally and vertically so that the light receiving surface of the solar panel faces the sun,
A panel mount on which the solar panel is mounted;
A fixed shaft erected at the horizontal rotation center of the panel mount;
A column that pivotally supports the vertical rotation center of the panel frame at both ends of the panel frame;
A base frame in which the support column is erected upward, at least one wheel is vertically suspended at the peripheral edge, and is installed to be rotatable in a horizontal direction around the fixed shaft;
Wheel driving means for rotating the wheel by transmitting the rotational motion of the roller to the outer peripheral surface while pressing the outer peripheral surface serving as the ground contact surface of one of the wheels with a roller,
Control means for controlling the horizontal rotation of the base frame by controlling the wheel drive means;
A vertical rotation holding means having a vertical rotation mechanism of the panel base and a holding mechanism in an inclined state after the panel base is rotated, wherein the rotation mechanism and the holding mechanism are separately formed. When,
A simple solar tracking device comprising:
車輪の接地面となる外周面に上方から当接させた状態で、かつ軸心が車輪の軸心と平行になるように横設されたローラーと、
前記ローラーの上方に配設され、中央部で前記ローラーの軸心を軸支して、一端側が基台フレームに固定された軸部に垂直方向に回動自在に軸支され、他端側が自由端であって基台フレームに取り付けられた下方向に付勢状態の弾性体により、
又は、前記ローラーの上方に配設され、中央部で前記ローラーの軸心を軸支して、1端側及び他端側ともに自由端であって基台フレームに取り付けられた下方向に付勢状態の弾性体により、
下方向に一定圧で押圧する搖動可能な押圧部材と、
前記押圧部材に固定された駆動源と、を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の簡易型太陽追尾装置。 The wheel driving means is
A roller that is laterally arranged so that the shaft center is parallel to the wheel shaft center in a state of being in contact with the outer peripheral surface serving as the ground contact surface of the wheel from above;
Arranged above the roller, pivotally supported by the central axis of the roller at the center, and supported at one end side so as to be rotatable in the vertical direction to the shaft portion fixed to the base frame, and freely at the other end side By the elastic body in the downwardly biased state attached to the base frame at the end,
Alternatively, it is disposed above the roller and pivotally supports the center of the roller at the center, and is urged downwardly attached to the base frame at both the one end side and the other end side as free ends. By the elastic body of the state
A swingable pressing member that presses downward with a constant pressure;
The simplified solar tracking device according to claim 1, further comprising: a drive source fixed to the pressing member.
日出から日没までの間は前記基台フレームを時計周りの方向に回動させるように所定の間隔で間欠的に車輪駆動手段を回動させ、
日没時として設定した時間に到達すると、又は前記基台フレームの向きが日没時として設定した向きに一致すると、前記基台フレームを反時計周りの方向に回動させるように車輪駆動手段を回動させて前記基台フレームの向きを日出時として設定した状態に戻すという制御をすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の簡易型太陽追尾装置。 The control means is
During the period from sunrise to sunset, the wheel drive means is intermittently rotated at predetermined intervals so as to rotate the base frame in the clockwise direction,
When the time set at sunset is reached, or when the orientation of the base frame coincides with the orientation set at sunset, the wheel drive means is rotated to rotate the base frame counterclockwise. The simplified solar tracking device according to any one of claims 1 to 3, wherein control is performed to rotate and return the orientation of the base frame to a state set as daylight.
前記パネル架台の外周枠の支柱側のいずれかの側から下方に突設され、回動中心を前記パネル架台の垂直方向の回動中心と一致させた半円形状の半円フレームと、
前記半円フレームの外周面に沿って、両端を外周面に固定し中央領域を懸架状態にしたチェーンと、
前記半円フレームの外周面と前記チェーンとの間に介在させて前記チェーンと係合する回転ギアと、
前記回転ギアを回動させる回動手段と、を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の簡易型太陽追尾装置。 The turning mechanism is
A semi-circular semicircular frame that protrudes downward from either side of the support frame side of the outer frame of the panel frame and has a center of rotation that coincides with the vertical center of rotation of the panel frame;
Along the outer peripheral surface of the semicircular frame, a chain with both ends fixed to the outer peripheral surface and the central region suspended.
A rotating gear that is interposed between the outer peripheral surface of the semicircular frame and the chain and engages the chain;
5. The simplified solar tracking device according to claim 1, further comprising: a rotating unit configured to rotate the rotating gear.
前記半円フレームの外周縁に等間隔で形成された複数の溝部と、
前記支柱に軸支され垂直方向に回動することによって、又は前記支柱に取り付けられスライドすることによってその前端部が前記溝部に嵌入する固定バーと、
前記溝部に嵌入した状態の固定バーを固定状態に保持する保持部材と、を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の簡易型太陽追尾装置。 The holding mechanism is
A plurality of grooves formed at equal intervals on the outer periphery of the semicircular frame;
A fixed bar that is pivotally supported by the support column and pivots in the vertical direction, or is attached to the support column and slides so that a front end portion thereof is fitted into the groove portion,
6. The simplified solar tracking device according to claim 1, further comprising: a holding member that holds the fixing bar fitted in the groove portion in a fixed state.
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