JP2019092368A - Module support device and solar cell device - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、太陽光が照射されて発電する太陽電池パネルを複数枚平板状に配列した太陽電池モジュールを支持するモジュール支持装置、及びモジュール支持装置を備えた太陽電池装置に関する。 The present invention relates to a module support device that supports a solar cell module in which a plurality of solar cell panels that generate electric power by being irradiated with sunlight are arranged in a flat plate shape, and a solar cell device provided with the module support device.
従来から、複数枚の太陽電池パネルを使用して発電を行う太陽電池装置が公知となっている。市販の太陽電池パネルは、1枚(寸法は約1.4〜2.0m×0.8〜1.1m)当たり約200wの電気を発電する。事業として太陽電池パネルによる発電を行うためには、最低10kwの発電が必要であるため、最低約50枚の太陽電池パネルが必要である。発電効率を上げるために、太陽電池パネルを支持する支持装置の駆動手段によって、太陽電池パネルに太陽光を追尾させることが好ましい。しかし、太陽電池パネル1枚当たりの重量は約10〜20kgであり、約50枚の太陽電池パネルを平板状に配列した太陽電池モジュールの場合、1モジュールで約500kg〜1トンである。このため、支持装置にかかる負荷は大きく、1つの駆動手段によって、50枚の太陽電池パネルを平板状に配列した太陽電池モジュールに太陽光を追尾させるのは困難である。 BACKGROUND Conventionally, a solar cell device that generates power using a plurality of solar cell panels has been known. A commercially available solar panel generates about 200 w of electricity per sheet (size is about 1.4 to 2.0 m × 0.8 to 1.1 m). In order to generate electricity by solar panels as a business, at least 10 kw of electricity generation is required, so at least about 50 solar panels are required. In order to increase the power generation efficiency, it is preferable to cause the solar cell panel to track the sunlight by the driving means of the supporting device that supports the solar cell panel. However, the weight per solar cell panel is about 10 to 20 kg, and in the case of a solar cell module in which about 50 solar cell panels are arranged in a flat plate, it is about 500 kg to 1 ton in one module. For this reason, the load applied to the support device is large, and it is difficult to cause the solar cell module in which 50 solar cell panels are arranged in a flat plate shape to track sunlight by one driving means.
そこで、1枚又は数枚の太陽電池パネル毎に太陽を追尾させることが行われている(例えば、特許文献1参照。)。ところが、1枚又は数枚の太陽電池パネル毎に太陽を追尾させるためには、多数の追尾用の駆動手段が必要となり、太陽電池装置のコストが大きくなる。 Then, it is performed to track the sun for every solar cell panel of 1 sheet or several sheets (for example, refer patent document 1). However, in order to cause the sun to track one or several solar cell panels, a large number of tracking drive means are required, and the cost of the solar cell device is increased.
本願発明は、多数枚の太陽電池パネルが平板状に配列された大型の太陽電池モジュールを太陽に追尾させることができ、多数の追尾用の駆動手段を不要とし、コストを低減できるモジュール支持装置及び太陽電池装置を提供することを目的とする。 The present invention can make the sun track a large-sized solar cell module in which a large number of solar cell panels are arranged in a flat plate shape, eliminate the need for a large number of tracking drive means, and reduce the cost. It aims at providing a solar cell device.
本願発明のモジュール支持装置は、複数枚の太陽電池パネルを平板状に配列した太陽電池モジュールを支持し、該太陽電池モジュールが太陽を追尾するように、該太陽電池モジュールを水平方向及び上下方向に回転させるモジュール支持装置であり、
地上に固定される基台と、
前記基台に対して水平方向に回転する回転体と、
前記回転体を水平方向に回転させる水平回転駆手段と、
前記回転体上に固定され、前記太陽電池モジュールを該太陽電池モジュールの重心で支持する支持体と、
前記回転体と前記太陽電池モジュールとに連結され、該太陽電池モジュールとの連結部を上下動させることにより、該太陽電池モジュールを上下方向に回転させる上下回転駆動手段と、
前記水平回転駆動手段及び前記上下回転駆動手段に指令信号を送信し、太陽電池モジュールの水平方向及び上下方向の回転を制御する制御装置と、を備え、
前記支持体と、前記上下回転駆動手段及び前記回転体の連結部とは、前記回転体の回転中心に対して、水平方向に互いに逆方向に離隔することを特徴とする。
本願発明の太陽電池モジュール指示装置は、前記モジュール支持装置において、
前記制御装置は、1日の太陽の移動経路を年月日毎に記憶した移動経路記憶部と、
時刻データを随時更新し発信するタイマーと、
前記移動経路記憶部のデータ及び前記タイマーが発信する時刻データに基づき、前記太陽電池モジュールが太陽からの光の照射方向に対して略垂直になるように、前記水平回転駆動手段及び前記上下回転駆動手段に指令信号を送信し、該太陽電池モジュールに太陽を追尾させる指令部と、を備えたことを特徴とする。
本願発明の太陽電池モジュール指示装置は、前記モジュール支持装置において、
前記制御装置は、電波から時刻データを受信し前記タイマーが発信する時刻データを修正する時刻修正部を備えたことを特徴とする。
本願発明の太陽電池モジュール指示装置は、前記モジュール支持装置において、
支持する前記太陽電池モジュールの近辺の風速を検知する風速センサを備え、
前記指令部は、前記風速センサが検知した風速が一定の風速閾値以上である場合、前記太陽電池モジュールが水平な退避角度になるように前記上下回転駆動手段に指令信号を送信するように構成されたことを特徴とする。
本願発明の太陽電池モジュール指示装置は、前記モジュール支持装置において、
前記太陽電池モジュールの温度を検知する温度センサを備え、
前記太陽電池モジュールが前記退避角度である時に、前記温度センサが検知した温度が一定の温度閾値以下である場合、前記指令部は、該太陽電池モジュールが一定の低温時角度に傾斜するように前記上下回転駆動手段に指令信号を送信するように構成されたことを特徴とする。
本願発明の太陽電池モジュール指示装置は、前記モジュール支持装置において、
前記指令部は、前記太陽電池モジュールが前記低温時角度に傾斜している時に、前記風速センサが検知した風速が一定の風速閾値以上である場合、前記太陽電池モジュールが一定の退避角度になるように前記上下回転駆動手段に指令信号を送信するように構成されたことを特徴とする。
本願発明の太陽電池モジュール指示装置は、前記モジュール支持装置において、
前記指令部は、前記太陽電池モジュールが前記退避角度である時に、前記風速センサが一定の風速閾値未満を一定時間検知した場合、前記移動経路記憶部のデータ及び前記タイマーが発信する時刻データに基づき、前記太陽電池モジュールが太陽からの光の照射方向に対して略垂直になるように、前記水平回転駆動手段及び前記上下回転駆動手段に指令信号を送信し、該太陽電池モジュールに太陽を追尾させるように構成されたことを特徴とする。
本願発明の太陽電池装置は、前記モジュール支持装置と、該モジュール支持装置によって支持された太陽電池モジュールとを含むことを特徴とする。
The module supporting apparatus of the present invention supports a solar cell module in which a plurality of solar cell panels are arranged in a flat plate shape, and the solar cell module is horizontally and vertically oriented so that the solar cell module tracks the sun. Module support device to rotate,
A base fixed to the ground,
A rotating body that rotates horizontally with respect to the base;
Horizontal rotation driving means for rotating the rotating body in the horizontal direction;
A support fixed on the rotating body and supporting the solar cell module at the center of gravity of the solar cell module;
Vertical rotation driving means connected to the rotating body and the solar cell module and vertically moving the connection portion with the solar cell module, thereby rotating the solar cell module in the vertical direction;
A control device that transmits a command signal to the horizontal rotation drive means and the vertical rotation drive means, and controls the horizontal and vertical rotation of the solar cell module;
The support, and the connecting portion between the vertical rotation driving means and the rotating body are separated in mutually opposite directions in the horizontal direction with respect to the rotation center of the rotating body.
In the solar cell module indication device of the present invention, in the module support device,
The control device stores a movement route storage unit storing the movement route of the sun on a day-by-year basis;
A timer that updates and transmits time data at any time,
The horizontal rotation drive means and the vertical rotation drive such that the solar cell module is substantially perpendicular to the irradiation direction of the light from the sun based on the data of the movement path storage unit and the time data transmitted by the timer. And a command unit that transmits a command signal to the unit and causes the solar cell module to track the sun.
In the solar cell module indication device of the present invention, in the module support device,
The control device includes a time correction unit that receives time data from a radio wave and corrects time data transmitted by the timer.
In the solar cell module indication device of the present invention, in the module support device,
A wind speed sensor for detecting a wind speed in the vicinity of the supporting solar cell module;
The command unit is configured to transmit a command signal to the vertical rotation driving means such that the solar cell module has a horizontal retraction angle when the wind speed detected by the wind speed sensor is equal to or higher than a predetermined wind speed threshold. It is characterized by
In the solar cell module indication device of the present invention, in the module support device,
A temperature sensor for detecting the temperature of the solar cell module;
When the temperature of the solar cell module is the retraction angle, if the temperature detected by the temperature sensor is less than or equal to a certain temperature threshold, the command unit may cause the solar cell module to incline at a certain low temperature angle. It is characterized in that it is configured to transmit a command signal to the vertical rotation drive means.
In the solar cell module indication device of the present invention, in the module support device,
The command unit is configured to set the solar cell module to a predetermined retraction angle when the wind speed detected by the wind speed sensor is equal to or higher than a predetermined wind speed threshold when the solar cell module is inclined to the low temperature angle It is characterized in that it is configured to transmit a command signal to the vertical rotation drive means.
In the solar cell module indication device of the present invention, in the module support device,
The command unit is based on data of the movement path storage unit and time data transmitted by the timer when the wind speed sensor detects a wind speed threshold value less than a predetermined wind speed threshold for a predetermined time when the solar battery module is at the retraction angle. Sending a command signal to the horizontal rotation driving means and the vertical rotation driving means such that the solar cell module tracks the sun so that the solar cell module is substantially perpendicular to the irradiation direction of light from the sun It is characterized in that it is configured as follows.
A solar cell device of the present invention includes the module support device and a solar cell module supported by the module support device.
本願発明のモジュール支持装置及び太陽電池装置によれば、支持体と、上下回転駆動手段及び前記回転体の連結部とは、回転体の回転中心に対して、水平方向に互いに逆方向に離隔する。このため、回転体の中の回転中心上の点のまわりに回転体に支持体及び上下回転駆動手段から作用する2つのモーメントを略同じにして釣り合わせることができる。これにより、回転体への上からの負荷が偏らないで均一となり、太陽電池モジュールが支持される回転体を、回転中心のまわりにスムーズに回転させることができる。回転体を回転中心のまわりにスムーズに回転させることができるため、太陽電池モジュールの大型化を図ることができる。1枚又は数枚の太陽電池パネル毎に太陽を追尾させる必要がなく、多数の追尾用駆動手段は不要となり、太陽電池装置のコストを低減できる。 According to the module supporting device and the solar cell device of the present invention, the supporting body, and the connection portion between the vertical rotation driving means and the rotating body are mutually separated in opposite directions in the horizontal direction with respect to the rotation center of the rotating body . For this reason, it is possible to balance the two moments acting on the rotating body from the support and the vertical rotation driving means around the point on the rotation center in the rotating body substantially the same. Thereby, the load from above on the rotating body is not biased and becomes uniform, and the rotating body on which the solar cell module is supported can be smoothly rotated around the rotation center. Since the rotating body can be smoothly rotated around the rotation center, the solar cell module can be enlarged. It is not necessary to track the sun for each solar panel or several solar panels, and a large number of tracking drive means are not required, and the cost of the solar cell apparatus can be reduced.
制御装置が電波から時刻データを受信しタイマーが発信する時刻データを修正する時刻修正部を備えた本願発明のモジュール支持装置及び太陽電池装置によれば、タイマーが発信する時刻データの誤差が蓄積されて大きくなるのを防止することができる。このため、太陽電池モジュールに正確に太陽を追尾させ、発電効率を高めることができる。電波とは、GPSの電波又は電波時計用の電波等を言う。 According to the module supporting device and the solar cell apparatus of the present invention, the control device includes the time correction unit that receives time data from radio waves and corrects the time data transmitted by the timer, an error of time data transmitted by the timer is accumulated. Can be prevented from becoming large. For this reason, the solar cell module can accurately track the sun, and the power generation efficiency can be enhanced. A radio wave refers to a GPS radio wave or a radio wave for a radio controlled watch.
太陽電池モジュールの近辺の風速を検知する風速センサを備え、風速センサが検知した風速が一定の風速閾値以上である場合、制御装置の指令部が、太陽電池モジュールが一定の退避角度になるように上下回転駆動手段に指令信号を送信するように構成された本願発明のモジュール支持装置及び太陽電池装置によれば、太陽電池モジュールを横からの強風から退避させ、風圧によって、太陽電池モジュールが歪んだり損傷したり浮き上がったりするのを防止することができる。退避角度とは、水平方向に対して0°、0.01°〜3.0°等、太陽電池モジュールを横風から退避できる角度を言う。退避角度は、水平方向に対して0°が好ましい。太陽電池モジュールが強風から退避できることにより、太陽電池モジュールの大型化を図ることができる。 A wind speed sensor for detecting the wind speed in the vicinity of the solar cell module is provided, and when the wind speed detected by the wind speed sensor is equal to or higher than a predetermined wind speed threshold, the command unit of the control device causes the solar cell module to have a fixed retraction angle. According to the module supporting device and the solar cell device of the present invention configured to transmit the command signal to the vertical rotation driving means, the solar cell module is retracted from the strong wind from the side, and the solar cell module is distorted by the wind pressure. It can be prevented from being damaged or lifted up. The retraction angle refers to an angle such as 0 °, 0.01 ° to 3.0 °, etc. with which the solar cell module can be retracted from the cross wind. The retraction angle is preferably 0 ° with respect to the horizontal direction. Since the solar cell module can be retracted from strong wind, the solar cell module can be made larger.
太陽電池モジュールの温度を検知する温度センサを備え、太陽電池モジュールが退避角度である時に、温度センサが検知した温度が一定の温度閾値以下である場合、制御装置の指令部が、太陽電池モジュールが一定の低温時角度に傾斜するように上下回転駆動手段に指令信号を送信するように構成された本願発明のモジュール支持装置及び太陽電池装置によれば、太陽電池モジュールが水平な退避角度である時に、温度センサが検知した温度が一定の温度閾値(例えば−1℃から−10°の一定温度)以下である場合、降雪中であるとみなし、太陽電池モジュールが一定の低温時角度(例えば、水平方向に対して5°、10°、20°、30°又は45°等である。)に傾斜するように上下回転駆動手段に指令信号を送信する。このため、温度閾値以下の場合は降雪中であるとみなし、太陽電池モジュールを傾斜させて太陽電池モジュールに降雪する雪を下へ落下させ、水平な太陽電池モジュールに積雪し、太陽電池モジュールに積雪の重量が負荷されるのを防止することができる。 The solar cell module includes a temperature sensor that detects the temperature of the solar cell module, and when the temperature detected by the temperature sensor is less than or equal to a certain temperature threshold when the solar cell module is at the retraction angle, the command unit of the control device According to the module supporting device and the solar cell device of the present invention configured to transmit the command signal to the vertical rotation driving means so as to incline at a constant low temperature angle, when the solar cell module is at the horizontal retraction angle If the temperature detected by the temperature sensor is below a certain temperature threshold (for example, a certain temperature of -1 ° C. to -10 °), it is considered that snowfall is occurring, and the solar cell module has a certain low temperature angle (for example, horizontal) The command signal is transmitted to the vertical rotation drive means so as to be inclined at 5 °, 10 °, 20 °, 30 ° or 45 ° with respect to the direction. For this reason, if it is below the temperature threshold, it is considered that snow is falling, and the solar cell module is inclined to cause snow falling to the solar cell module to fall downward, to be deposited on a horizontal solar cell module, and to be covered by the solar cell module Can be prevented from being loaded.
次に、本願発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図1〜図4において、符号10は本願発明のモジュール支持装置を示し、符号12は本願発明の太陽電池装置を示す。図4において、各装置、各機器又は各制御部同士を繋ぐ実線は、通信可能に接続されていることを示す。各装置、各機器又は各制御部の制御は、図示しないコンピュータによって行う。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. In FIGS. 1-4, the code |
(構成)
モジュール支持装置10は、図2に示すように、複数枚の太陽電池パネル14が平板状に配列された太陽電池モジュール16を、支持するように構成されている。太陽電池モジュール16は、図1及び図2に示すように、トラス構造体15と、トラス構造体15上に平板状に配列した複数枚の太陽電池パネル14と、トラス構造体15を保持するトラス保持部材17とから構成される。トラス構造体15は、複数枚の太陽電池パネル14を配置し固定するように組み合わせた複数本の基材棒70と、基材棒70に固定された複数本の上部横部材72と、上部横部材72に連結された複数本の斜め部材74と、斜め部材74に連結されトラス保持部材17に固定された複数本の下部横部材76とから構成されている。太陽電池装置12は、図1及び図2に示すように、モジュール支持装置10と、モジュール支持装置10によって支持された太陽電池モジュール16とから構成される。
(Constitution)
The
モジュール支持装置10は、図1に示すように、地上に固定する基台18と、基台18に対して水平方向に回転する回転体20と、回転体20を回転させる水平回転駆動手段22と、回転体20上に固定され、太陽電池モジュール16の重心を支持する支持体24と、太陽電池モジュール16を上下方向に回転させる上下回転駆動手段26と、水平回転駆動手段22及び上下回転駆動手段26の駆動を制御する制御装置28(図4に示す)と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
基台18は、図1に示すように、基礎30上に固定された脚部31と、回転体20を受け、回転中心Cのまわりに回転可能に支持する皿状の回転体支持部材32とを備える。回転体20は、回転板21と、回転板21に固定された内歯歯車34と、回転板21によって保持され、回転中心Cに対して水平方向に距離L2離隔した位置で上下回転駆動手段26を回転可能に支持する回転軸27と、を備える。内歯歯車34は、中空部(図示しない)を有し、中空部の内周に沿った複数の内歯(図示しない)を備え、回転中心Cのまわりに回転するように構成されている。回転体支持部材32は、内周に、内歯歯車34を水平方向(XY方向)で支持する軸受(図示しない)を備える。
The
水平回転駆動手段22は、図1に示すように、回転体支持部材32に固定されたモータ36と、内歯歯車34の内歯に噛合され、モータ36によって水平方向に回転する歯車38とを備える。すなわち、水平回転駆動手段22は、内歯歯車34の内歯に噛合された歯車38を水平方向に回転させることにより、内歯歯車34に固定された回転体20を水平方向に回転させるように構成されている。また、水平回転駆動手段22は、回転体20の水平回転角度を検知し、制御装置28へ送信(フィードバック)するエンコーダー(図示しない)を備える。水平回転駆動手段22は、制御装置28からの指令信号に基いた正確な角度で、回転体20が水平方向に回転するようにフィードバック制御を行うように構成されている。
As shown in FIG. 1, the horizontal rotation drive means 22 comprises a
支持体24は、図1に示すように、回転中心Cから水平方向に距離L1離隔した位置で回転体20に固定された脚部42と、回転中心Cから水平方向に距離L1離隔した位置で太陽電池モジュール16を回転可能に支持する回転軸25とから構成される。
The
上下回転駆動手段26は、図1に示すように、回転中心Cに対して水平方向に距離L2離隔した位置で、回転軸27によって回転可能に支持された油圧シリンダー48を備える。油圧シリンダー48は、シリンダー部44とピストン46とを有する。シリンダー部44は、また、上下回転駆動手段26は、ピストン46を太陽電池モジュール16のトラス保持部材17に連結する回転軸52を備え、ピストン46を伸縮することにより、回転軸52を上下動させ、図3に示すように、太陽電池モジュール16を上下回転させるように構成されている。上下回転駆動手段26は、太陽電池モジュール16の上下回転角度を検知し制御装置28へ送信(フィードバック)する角度センサ(図示しない)を備える。上下回転駆動手段26は、制御装置28からの指令信号に基いた正確な角度で、太陽電池モジュール16が上下方向に回転するようにフィードバック制御を行うように構成されている。
As shown in FIG. 1, the vertical rotation drive means 26 includes a
図1に示すように、支持体24と、シリンダー部44及び回転体20との連結部である回転軸27とは、回転体20の回転中心Cに対して、水平方向に互いに逆方向に離隔する。また、支持体24の回転中心Cからの距離L1は、回転軸27の支持体24の回転中心Cからの距離L2よりも小さい。支持体24は、太陽電池モジュール16の重心を支持し、太陽電池モジュール16の重さMによる負荷N1=Mがかかる。回転軸27には、太陽電池モジュール16に上から当たる風等の影響により、太陽電池モジュール16の重さの一部mによる負荷N2がかかる。m<Mであり、N1=M>N2=mである。そこで、回転中心C上の点のまわりに回転体20に作用する2つのモーメントM1(N1*L1)及びM2(N2*L2)が略同じになり釣り合うように、支持体24及び回転軸27は、L1<L2となるように配置されている。2つのモーメントM1及びM2が釣り合うことによる効果は、後述する。
As shown in FIG. 1, the
制御装置28は、図4に示すように、1日の太陽の移動経路を年月日毎に記憶した移動経路記憶部54と、時刻データを随時更新し発信するタイマー56と、移動経路記憶部54のデータ及びタイマー56が記憶する時刻データに基づき、太陽電池モジュール16が太陽からの光の照射方向に対して垂直になるように、水平回転駆動手段22及び上下回転駆動手段26に指令信号を送信する指令部58と、を備える。
As shown in FIG. 4, the
移動経路記憶部54が記憶するデータは、例えば国立天文台が発行する理科年表に基づいた、太陽電池装置12を設置する場所における、年月日毎の太陽の移動経路を示すデータである。太陽の移動経路を示すデータは、例えば、太陽電池装置12を設置する場所から見た太陽の方位及び上下角度である。指令部58は、一定時間毎(例えば4分毎)に、水平回転駆動手段22及び上下回転駆動手段26に指令信号を送信し、太陽電池モジュール16が太陽からの光の照射方向に対して垂直になるように、太陽電池モジュール16を水平方向及び上下方向に回転させるように構成されている。そのために、指令部58は、タイマー56が発信する時刻データにおける、移動経路記憶部54が記憶する太陽の位置データ、に基づき水平回転駆動手段22の回転角度及び上下回転駆動手段26の回転角度を計算する演算部(図示しない)を備える。指令部58は、タイマー56が発信する時刻データが一定の夜時間(例えば、17時〜6時)である場合に、太陽電池モジュール16が一定の水平方向回転角及び一定の上下方向回転角度で停止するように構成されている。夜時間は指令部58の夜時間記録部(図示しない)に記録されている。例えば、一定の原点の状態(例えば図1に示す状態)で停止するように構成されている。発電しない夜時間には、水平回転駆動手段22及び上下回転駆動手段26に負担をかけないように構成されている。夜時間は変更可能である。
The data stored in the movement
制御装置28は、図4に示すように、一定時間毎に、GPS60から時刻データを受信しタイマー56が発信する時刻データを修正する時刻修正部62を備える。時刻修正部62は、タイマー56が発信する時刻データの誤差が蓄積されて大きくなるのを防止し、太陽電池モジュール16が正確に太陽を追尾するように構成されている。
As shown in FIG. 4, the
モジュール支持装置10は、図4に示すように、太陽電池モジュール16の近辺の風速を検知する風速センサ64を備える。制御装置28の指令部58は、風速閾値記録部(図示しない)を備え、風速センサ64が検知した風速が一定の風速閾値(例えば15m/s)以上である場合、太陽電池モジュール16が水平になるように上下回転駆動手段26に指令信号を送信するように構成されている。風速閾値は変更可能である。
The
モジュール支持装置10は、図4に示すように、太陽電池モジュール16の温度を検知する温度センサ66を備える。制御装置28の指令部58は、温度閾値記録部(図示しない)を備え、風速センサ64が検知した風速が一定の風速閾値以上であり、太陽電池モジュール16が水平な退避角度である時に、温度センサ66が検知した温度が一定の温度閾値(例えば−4℃)以下である場合、太陽電池モジュール16が一定の低温時角度(例えば、水平方向に対して5°、10°、20°、30°又は45°等)に傾斜するように上下回転駆動手段26に指令信号を送信するように構成されている。指令部58は、温度閾値以下の場合は降雪中であるとみなし、太陽電池モジュール16を傾斜させて太陽電池モジュール16に降雪する雪を下へ落下させ、水平な太陽電池モジュール16に積雪し、太陽電池モジュール16に積雪の重量が負荷されるのを防止するように構成されている。温度閾値は変更可能である。
The
(作用)
(初期設定)
モジュール支持装置10は、制御装置28の指令部58において、水平回転駆動手段22及び上下回転駆動手段26が駆動しない夜時間(例えば、17時〜6時)が記録されている。また、制御装置28の指令部58において、風速閾値記録部に太陽電池モジュール16を退避させる風速閾値(例えば15m/s)が記録され、温度閾値記録部に降雪を検知するための温度閾値(例えば−4℃)が記録されている。モジュール支持装置10及び太陽電池装置12は、夜時間においては、一定の原点の状態(例えば図1に示す状態)で停止している。
(Action)
(Initial setting)
In the
(太陽の追尾)
モジュール支持装置10及び太陽電池装置12は、昼時間(例えば、6時から17時)には、太陽電池モジュール16に、太陽からの光の照射方向に対して垂直になるように、太陽を追尾させる。太陽の追尾は、4分毎に、移動経路記憶部54のデータに基づいて制御装置28の指令部58の演算部が、水平回転駆動手段22の回転角度及び上下回転駆動手段26の回転角度を計算し、指令部58が水平回転駆動手段22の回転角度及び上下回転駆動手段26に指令信号を送信することによって行われる。
(Tracking of the sun)
The
(太陽電池モジュール16の退避)
太陽電池モジュール16が太陽を追尾している時に、風速センサ64が風速閾値以上の風速を検知した場合、制御装置28の指令部58は、太陽電池モジュール16が水平な退避角度となるように、上下回転駆動手段26に指令信号を送信する。太陽電池モジュール16を横からの強風から退避させ、風圧によって、太陽電池モジュール16が歪んだり損傷したりするのを防止する。
(Shipping of solar cell module 16)
When the
太陽電池モジュール16が退避角度の時に、温度センサ66が検知した温度が温度閾値以下である場合、指令部58は、太陽電池モジュール16が低温時角度(例えば水平方向に対して30°)に傾斜するように上下回転駆動手段26に指令信号を送信する。温度センサ66が検知した温度が温度閾値以下である場合、降雪中であるとみなして、太陽電池モジュール16を傾斜させて太陽電池モジュール16の上に雪が積雪するのを防止し、太陽電池モジュール16が歪んだり損傷したりするのを防止する。
When the temperature detected by the
但し、太陽電池モジュール16が低温時角度に傾斜している時に、風速センサ64が風速閾値以上の風速を再び検知した場合、制御装置28の指令部58は、太陽電池モジュール16が再び水平な退避角度になるように上下回転駆動手段26に指令信号を送信する。すなわち、温度センサ66に対応して太陽電池モジュール16を低温時角度に傾斜させるよりも、風速センサ64に対応して太陽電池モジュール16を退避角度にすることを優先させる。降雪によって太陽電池モジュール16が歪んだり損傷したりする場合よりも、強風によって太陽電池モジュール16が歪んだり損傷したりする場合の方が多いからである。
However, when the
また、太陽電池モジュール16が退避角度の時に、風速センサ64が一定の風速閾値未満を一定時間検知した場合、移動経路記憶部54のデータ及びタイマー56が発信する時刻データに基づき、太陽電池モジュール16が太陽からの光の照射方向に対して垂直になるように、水平回転駆動手段22及び上下回転駆動手段26に指令信号を送信する。すなわち、太陽電池モジュール16に太陽の追尾を再開させる。
In addition, when the
(効果)
本願発明のモジュール支持装置10及び太陽電池装置12によれば、図1に示すように、支持体24と、シリンダー部44及び回転体20の連結部である回転軸27とは、回転体20の回転中心Cに対して、水平方向に互いに逆方向に離隔する。そして、上述の構成で説明したように、回転体20の中の回転中心C上の点のまわりに回転体20に作用するモーメントM1(N1*L1)及びM2(N2*L2)が略同じになり釣り合う。このため、回転体20への上からの負荷が偏らないで均一となり、太陽電池モジュール16が支持体24及び上下回転駆動手段26を介して支持される回転体20を、回転中心Cのまわりにスムーズに回転させることができる。回転体20を回転中心Cのまわりにスムーズに回転させることができるため、太陽電池モジュール16の大型化を図ることができる。例えば、図2に示す太陽電池モジュール16のように、168枚の太陽電池パネル14を備え、約14300×23400mmの寸法の太陽電池モジュール16を支持する回転体20を回転中心Cのまわりにスムーズに回転させることが可能となり、太陽電池モジュール16の大型化を図ることが可能となった。
(effect)
According to the
以上、本願発明の一実施形態について説明したが、本願発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、図5に示す太陽電池装置12であってもよい。図5に示す太陽電池装置12は、トラス構造体15の複数本の下部横部材76の上面に、反射シート78を配置している。反射シート78は、反射しやすい白色又はクリーム色等の樹脂フィルムから構成されている。また、太陽電池パネル14として、裏面への光の入射によっても発電するものが特に使用される。図5に示す太陽電池装置12の構成は、反射シート78を備え、太陽電池パネル14として裏面への光の入射によっても発電するものが特に使用されること以外は、図1及び図2に示す太陽電池装置12の構成と同じである。図1及び図2に示す太陽電池モジュール16を構成する太陽電池パネル14が、裏面への光の入射によっても発電する構成であってもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the
図5に示す太陽電池装置12によれば、太陽光の乱反射による光、複数枚の太陽電池パネル14同士の隙間を通過する光、又は太陽電池パネル14を構成する複数の太陽電池素子同士の隙間を通過する光が、反射シート78に当たって反射し、太陽電池パネル14の裏面に入射する。このため、太陽電池パネル14の裏面への光の入射による発電量を増大して、発電効率を高めることができる。この場合、トラス構造体15の水平方向の寸法をより大きくして、より大きな反射シート78を配置できるようにすれば、より発電効率を高めることができる。
According to the
また、図6(a)に示すように、各太陽電池パネル14を配列方向で互いにずらすことにより、隙間80を形成してもよい。また、図6(b)に示すように、各太陽電池パネル14を上下方向にずらすことにより、隙間82を形成してもよい。また、図6(c)及び(d)に示すように、各太陽電池パネル14を傾斜させて配列することにより、隙間84及び86を形成してもよい。風が隙間80、82、84、86を通過することにより、太陽電池モジュール16に当たる風の風圧を低減でき、太陽電池モジュール16の大型化を図ることができる。
Moreover, as shown to Fig.6 (a), you may form the
以上、本願発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本願発明は図示した実施形態に限定されない。例えば、本願発明のモジュール支持装置及び太陽電池装置において、太陽電池モジュールの近辺の風速を検知する風速センサ、及び太陽電池モジュールの近辺の風の風向きを検知する風向センサを備え、風速センサが検知した風速が一定の風速閾値以上である場合、太陽電池モジュールの退避角度が、風向センサにより検知した風向きの上流側で僅かに下降した傾斜角度になるように、制御装置の指令部が水平回転駆動手段及び上下回転駆動手段に指令信号を送信するように構成してもよい。この場合の退避角度は、水平方向に対して0.01°〜3.0°等、太陽電池モジュールを横風から退避させることができ且つ傾斜した角度を言う。横風が必ず太陽電池モジュールの表面に当たるように構成し、太陽電池モジュールによる上からの負荷には強いが太陽電池モジュールを下から押し上げる負荷には弱いモジュール支持装置の構造に対応できる。風向きセンサは、水平方向に回転するように支持された棒状部材の後部に垂直尾翼等の翼を備え、先端が風の上流を向くもの、又は超音波を利用したもの等である。風向きセンサは、風向きの一定時間の平均値を出力できることが好ましい。また、風向きの一定時間の平均値は、制御手段が計算してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above based on the drawings, the present invention is not limited to the illustrated embodiments. For example, in the module support device and the solar cell device of the present invention, the wind speed sensor detects a wind speed sensor that detects a wind speed in the vicinity of the solar cell module and a wind direction sensor that detects a wind direction of the wind in the vicinity of the solar cell module. When the wind speed is equal to or higher than a fixed wind speed threshold, the command portion of the control device is a horizontal rotation drive means such that the retraction angle of the solar cell module is an inclination angle slightly lowered upstream of the wind direction detected by the wind direction sensor. The controller may be configured to transmit a command signal to the vertical rotation drive means. The retraction angle in this case refers to an angle at which the solar cell module can be retracted from the crosswind, such as 0.01 ° to 3.0 ° with respect to the horizontal direction, and is inclined. The cross wind always strikes the surface of the solar cell module, and it can cope with the structure of the module supporting device that is strong against the load from above by the solar cell module but weak against the load that pushes up the solar cell module from below. The wind direction sensor is provided with a wing such as a vertical tail at the rear of a rod-like member supported so as to rotate in the horizontal direction, the tip of which is directed upstream of the wind, or the one utilizing ultrasonic waves. It is preferable that the wind direction sensor can output an average value of the wind direction for a predetermined time. Also, the control means may calculate the average value of the wind direction for a predetermined time.
また、本願発明のモジュール支持装置は、遠隔操作端末から、手動で、太陽電池モジュール16を水平方向又は上下方向に回転させることが可能なように構成してもよい。また、太陽電池モジュールを監視できるカメラを備えておいて、太陽電池モジュールの積雪量が多い場合には、手動で太陽電池モジュールを上下回転させて雪を振り落とせるように構成してもよい。太陽電池モジュール16を構成する太陽電池パネル14の個数、及び太陽電池モジュール16の寸法は特に限定されない。
Further, the module support device of the present invention may be configured to be able to rotate the
10:モジュール支持装置
12:太陽電池装置
14:太陽電池パネル
15:トラス構造体
16:太陽電池モジュール
17:トラス保持部材
18:基台
20:回転体
22:水平回転駆動手段
24:支持体
26:上下回転駆動手段
28:制御装置
48:油圧シリンダー
54:移動経路記憶部
56:タイマー
58:指令部
60:GPS
62:時刻修正部
64:風速センサ
66:温度センサ
10: module support device 12: solar cell device 14: solar cell panel 15: truss structure 16: solar cell module 17: truss holding member 18: base 20: rotating body 22: horizontal rotation driving means 24: support 26: Vertical rotation drive means 28: control device 48: hydraulic cylinder 54: movement path storage unit 56: timer 58: command unit 60: GPS
62: time correction unit 64: wind speed sensor 66: temperature sensor
Claims (7)
地上に固定される基台と、
前記基台に対して水平方向に回転する回転体と、
前記回転体を水平方向に回転させる水平回転駆手段と、
前記回転体上に固定され、前記太陽電池モジュールを該太陽電池モジュールの重心で支持する支持体と、
前記回転体と前記太陽電池モジュールとに連結され、該太陽電池モジュールとの連結部を上下動させることにより、該太陽電池モジュールを上下方向に回転させる上下回転駆動手段と、
前記水平回転駆動手段及び前記上下回転駆動手段に指令信号を送信し、太陽電池モジュールの水平方向及び上下方向の回転を制御する制御装置と、
前記太陽電池モジュールの近辺の風速を検知する風速センサと、を備え、
前記制御装置は、
1日の太陽の移動経路を年月日毎に記憶した移動経路記憶部と、
時刻データを随時更新し発信するタイマーと、
前記移動経路記憶部のデータ及び前記タイマーが発信する時刻データに基づき、前記太陽電池モジュールが太陽からの光の照射方向に対して略垂直になるように、前記水平回転駆動手段及び前記上下回転駆動手段に指令信号を送信し、該太陽電池モジュールに太陽を追尾させる指令部と、を備え、
前記指令部は、前記風速センサが検知した風速が一定の風速閾値以上である場合、前記太陽電池モジュールが一定の退避角度になるように前記上下回転駆動手段に指令信号を送信するように構成されたモジュール支持装置。 A module supporting device for supporting a solar cell module in which a plurality of solar cell panels are arranged in a flat plate shape, and rotating the solar cell module horizontally and vertically so that the solar cell module tracks the sun.
A base fixed to the ground,
A rotating body that rotates horizontally with respect to the base;
Horizontal rotation driving means for rotating the rotating body in the horizontal direction;
A support fixed on the rotating body and supporting the solar cell module at the center of gravity of the solar cell module;
Vertical rotation driving means connected to the rotating body and the solar cell module and vertically moving the connection portion with the solar cell module, thereby rotating the solar cell module in the vertical direction;
A control device that transmits a command signal to the horizontal rotation driving means and the vertical rotation driving means to control the horizontal and vertical rotation of the solar cell module;
A wind speed sensor for detecting a wind speed in the vicinity of the solar cell module;
The controller is
A movement path storage unit that stores the movement path of the sun on a day by day,
A timer that updates and transmits time data at any time,
The horizontal rotation drive means and the vertical rotation drive such that the solar cell module is substantially perpendicular to the irradiation direction of the light from the sun based on the data of the movement path storage unit and the time data transmitted by the timer. And a command unit for transmitting a command signal to the means and causing the solar cell module to track the sun,
The command unit is configured to transmit a command signal to the vertical rotation driving means such that the solar cell module has a constant retraction angle when the wind speed detected by the wind speed sensor is equal to or higher than a predetermined wind speed threshold. Module support device.
前記太陽電池モジュールが前記退避角度である時に、前記温度センサが検知した温度が一定の温度閾値以下である場合、前記指令部は、該太陽電池モジュールが一定の低温時角度に傾斜するように前記上下回転駆動手段に指令信号を送信するように構成された請求項1に記載するモジュール支持装置。 A temperature sensor for detecting the temperature of the solar cell module;
When the temperature of the solar cell module is the retraction angle, if the temperature detected by the temperature sensor is less than or equal to a certain temperature threshold, the command unit may cause the solar cell module to incline at a certain low temperature angle. The module support apparatus according to claim 1, wherein the module support device is configured to transmit a command signal to the vertical rotation drive means.
前記指令部は、前記太陽電池モジュールの前記退避角度が、前記風向センサにより検知した風向きの上流側が下降した傾斜角度になるように、前記水平回転駆動手段及び前記上下回転駆動手段に指令信号を送信するように構成された請求項1に記載するモジュール支持装置。 A wind direction sensor for detecting a wind direction of wind in the vicinity of the solar cell module;
The command unit transmits a command signal to the horizontal rotation driving means and the vertical rotation driving means such that the retraction angle of the solar cell module is an inclination angle in which the upstream side of the wind direction detected by the wind direction sensor is lowered. The module support apparatus according to claim 1, wherein the module support apparatus is configured to:
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