JP2020031455A - Photovoltaic power generation device - Google Patents

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Abstract

To provide a photovoltaic power generation device which can take out the maximum amount of generation power from a double-sided power generation type solar cell module during the daytime from sunrise to sunset while removing blocking factors of power generation of a panel surface and a panel backside of a double-sided power generation type solar cell panel.SOLUTION: A rotating shaft 20 is sandwiched between solar cell panels 10, 10. The surface of the solar cell panel 10 and the rotating shaft 20 are joined together in a flush state without difference in level. Also, industrial waste 70 such as white sheet or white seashell which increases a reflectance of solar light is laid on an installation site. A controller 60 is constructed to search an optimum angle θ* of the solar cell panel 10 when the amount of generation power is a maximum value PQmax while at each prescribed time interval driving a motor 50 to change an angle value of the solar cell panel 10 by 5° and set the angle value of the solar cell panel 10 to the optimum angle θ* to hold it for a prescribed time.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は太陽光発電装置に関し、より詳細には両面発電型の太陽電池パネルのパネル表面とパネル裏面の発電阻害要因を除去しながら、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能な一軸追尾式太陽光発電装置に関するものである。   The present invention relates to a photovoltaic power generation device, and more particularly, to a photovoltaic power generation device during the daytime from sunrise to sunset, while removing factors that hinder power generation on the front and back surfaces of the photovoltaic cell panel. The present invention relates to a single-axis tracking solar power generation device capable of extracting a maximum amount of generated power from a module.

太陽電池パネル表面の積雪について、パネル表面に数ミリの雪が積もる場合、太陽光は積雪の表面で反射して太陽電池素子に到達することはできなくなる。その結果、太陽電池パネルは全く発電しない状態となる。そのため、降雪量の多い地域に設置される太陽光発電装置については、太陽電池パネルの表面に積雪が有るか否かを検知し、積雪が検知される場合は、積雪を太陽電池パネル表面から滑落させる必要がある。積雪を太陽電池パネル表面から滑落させる機構としては、降雪センサを備え、太陽電池パネル下面に回転軸をパネルに固定し、回転軸の端部にはドリブン歯車を設けると共にモータの回転軸端部にはそのドリブン歯車と協働するドライブ歯車を設け、そのドライブ歯車とドリブン歯車に無端ベルトを巻き付けて、降雪状態を検知すると、モータを駆動して太陽電池パネルを傾斜状態から垂直状態に回転させるように構成された太陽光発電装置が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。   Regarding the snow cover on the solar cell panel surface, when several millimeters of snow are piled on the panel surface, the sunlight cannot be reflected on the surface of the snow cover and reach the solar cell element. As a result, the solar panel does not generate power at all. Therefore, for photovoltaic power generators installed in areas with heavy snowfall, it is detected whether or not there is snow on the surface of the solar panel, and if snow is detected, the snow slides off the surface of the solar panel. Need to be done. As a mechanism to slide snow from the solar cell panel surface, a snowfall sensor is provided, a rotating shaft is fixed to the panel on the lower surface of the solar cell panel, a driven gear is provided at the end of the rotating shaft, and at the end of the rotating shaft of the motor Provides a drive gear that cooperates with the driven gear, wraps an endless belt around the drive gear and the driven gear, and when it detects a snowfall state, drives the motor to rotate the solar panel from the inclined state to the vertical state. Is known (for example, refer to Patent Document 1).

また、太陽位置、架台傾斜角度および快晴時散乱日射量等から算出される快晴時散乱発電量と、実際の太陽電池パネルの発電出力量とを比較して、発電出力量が快晴時散乱発電量の70%以下であるとき、パネル面上に積雪があると判定し、架台の傾斜角度を可動架台の最大傾斜角度に設定するように構成された太陽光発電装置の制御方法が知られている(例えば、特許文献2を参照)。   In addition, by comparing the amount of scattered power generated at the fine weather calculated from the sun position, the inclination angle of the gantry, the amount of scattered solar radiation at the time of fine weather, and the actual power output of the solar cell panel, the amount of power generated is scattered at the time of fine weather. A method of controlling a photovoltaic power generator configured to determine that there is snow on the panel surface and set the tilt angle of the gantry to the maximum tilt angle of the movable gantry when 70% or less of the panel surface is known. (See, for example, Patent Document 2).

ところで、太陽電池パネルの発電電力量について、太陽光が太陽電池パネル表面に対し垂直に入射するとき、太陽電池パネルの発電電力量は最大となる。従って、太陽光が太陽電池パネル表面に対し常に垂直に入射するように、太陽の軌道に沿って太陽電池パネルの傾斜角度を可変させるように構成された、いわゆる一軸追尾型太陽光発電装置が知られている(例えば、特許文献2及び3を参照。)   By the way, regarding the amount of generated electric power of the solar cell panel, when the sunlight is perpendicularly incident on the surface of the solar cell panel, the amount of generated electric power of the solar cell panel becomes maximum. Therefore, there is known a so-called single-axis tracking solar power generation device that is configured to change the inclination angle of the solar cell panel along the orbit of the sun so that the sunlight always enters the solar cell panel surface perpendicularly. (See, for example, Patent Documents 2 and 3)

特許文献2に記載の太陽光発電装置では、快晴時直達日射量、快晴時散乱日射量、及び、直達日射率と、太陽方位及び太陽高度とから算出されるパネル面に対する傾斜面日射量が最大となるように、架台傾斜角度(太陽電池パネルの傾斜角度)を設定するように構成されている。   In the solar power generation device described in Patent Document 2, the amount of direct solar radiation in fine weather, the amount of scattered solar radiation in fine weather, and the maximum amount of solar radiation on the inclined surface with respect to the panel surface calculated from the direct solar irradiance, the solar azimuth and the solar altitude. The gantry inclination angle (the inclination angle of the solar cell panel) is set so that

また、特許文献3に記載の太陽光発電装置では、太陽電池パネルとして、パネル両面に太陽電池素子が各々配設された太陽電池パネル(両面パネル)を使用し、その両面パネルを東西方向に沿ってリンク機構を介して複数配置し、そのリンク機構を駆動機構に接続している。従って、両面パネルの傾斜角度は可変に構成されている。この特許文献3に記載の太陽光発電装置では、例えば、日の出から正午までは一方のパネル面を使用する一方、正午から日の入りまでは他方のパネル面を使用することにより、太陽光が太陽電池パネル表面に対し常時垂直に入射するように構成されている。   Further, in the solar power generation device described in Patent Document 3, as the solar cell panel, a solar cell panel (double-sided panel) in which solar cell elements are disposed on both sides of the panel is used, and the double-sided panel is arranged along the east-west direction. And a plurality of link mechanisms are arranged via a link mechanism, and the link mechanism is connected to the drive mechanism. Therefore, the inclination angle of the double-sided panel is variable. In the solar power generation device described in Patent Document 3, for example, one panel surface is used from sunrise to noon, and the other panel surface is used from noon to sunset. It is configured to be always perpendicular to the surface.

特開2013−197253号公報JP 2013-197253 A 特許第5432843号明細書Patent No. 5432843 特開2011−108703号公報JP 2011-108703 A

特許文献1に記載の降雪センサは、雪の水分量と外気温度の両方を検知することにより降雪状態(雪が降っている状態)を検知することとしている(特許文献1[0061]を参照。)。従って、上記降雪センサを備えた太陽光発電装置によれば、太陽電池パネル表面に雪が積もらない場合であって、雪が降っていると、太陽電池パネルは強制的に垂直状態に置かれることになる。   The snowfall sensor described in Patent Literature 1 detects a snowfall state (a state in which snow is falling) by detecting both the moisture content of snow and the outside air temperature (see Patent Literature 1 [0061]). . Therefore, according to the photovoltaic power generation device provided with the snowfall sensor, when snow does not accumulate on the solar cell panel surface, and when snow falls, the solar cell panel is forcibly placed in a vertical state. .

従って、上記降雪センサを備えた太陽光発電装置では、降雪状態が検知されると、太陽電池パネルが発電できる状態であっても、太陽光からの入射量が少なくなる垂直状態に置かれる。そのため、太陽電池パネルから最大限の電力を取り出すことが出来ないという問題がある。   Therefore, in the photovoltaic power generation device provided with the above snowfall sensor, when a snowfall state is detected, the photovoltaic panel is placed in a vertical state in which the amount of incident light from sunlight is reduced even when the solar cell panel can generate power. Therefore, there is a problem that the maximum power cannot be extracted from the solar cell panel.

また、特許文献2に記載の太陽光発電装置では、快晴時散乱発電量(計算値)と発電出力量(実測値)とを比較してパネル表面の積雪状態を判定している。そのため、計算値である快晴時散乱発電量の精度が悪い場合、パネル表面の積雪状態を正しく判定することが出来ないという問題がある。   Further, in the solar power generation device described in Patent Literature 2, the state of snow accumulation on the panel surface is determined by comparing the amount of scattered power generation (calculated value) and the amount of power generation output (actually measured value) in fine weather. Therefore, when the accuracy of the calculated scattered power generation amount at the time of fine weather is low, there is a problem in that the snow condition on the panel surface cannot be correctly determined.

また、特許文献3に記載の両面発電型の太陽光発電装置では、結果的に、どちらか一方のパネル面(太陽光が垂直に近い角度から入射するパネル面)の発電電力量が最大となるように、両面パネルの傾斜角度は設定される。従って、他方のパネル面の発電効率はあまり考慮されていないため、太陽電池パネルから最大限の発電電力量を取り出すことができないという問題がある。   Further, in the double-sided power generation type solar power generation device described in Patent Document 3, as a result, the amount of generated power on one of the panel surfaces (the panel surface on which sunlight enters from an angle close to vertical) is maximized. Thus, the inclination angle of the double-sided panel is set. Therefore, since the power generation efficiency of the other panel surface is not considered much, there is a problem that the maximum amount of generated power cannot be extracted from the solar cell panel.

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は両面発電型の太陽電池パネルのパネル表面とパネル裏面の発電阻害要因を除去しながら、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能な一軸追尾式太陽光発電装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to remove the obstruction of power generation on the panel surface and the back surface of a double-sided power generation type solar cell panel from sunrise to sunset. Another object of the present invention is to provide a single-axis tracking solar power generation device capable of extracting the maximum amount of generated power from a double-sided power generation type solar cell module during the daytime.

上記目的を達成するための本発明に係る太陽光発電装置は、複数の両面発電型の太陽電池パネル(10)と、該太陽電池パネル(10)の表面が太陽を指向するように傾斜させる回転軸(20)とを備えた太陽光発電装置であって、前記複数の太陽電池パネル(10)は、前記回転軸(20)に関し対称に且つ該回転軸(20)を直線状に挟みながら、該回転軸(20)の軸方向に沿って配設されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a photovoltaic power generation device according to the present invention includes a plurality of double-sided power generation type solar cell panels (10), and a rotation for tilting the surface of the solar cell panel (10) so as to face the sun. And a plurality of solar cell panels (10) symmetrically with respect to the rotation axis (20) and linearly sandwiching the rotation axis (20). It is characterized by being arranged along the axial direction of the rotating shaft (20).

上記構成では、両面発電型の太陽電池パネル(10)は回転軸(20)の上下方向に回転軸(20)を挟みながら取り付けられる。つまり、回転軸(20)は太陽電池パネル(10)と太陽電池パネル(10)との隙間に配置される。これにより、両面発電型の太陽電池パネル(10)において、回転軸(20)が太陽電池パネル(10)の裏面を遮蔽しなくなる。その結果、太陽光電池パネル(10)の裏面に、地表からの反射光ならびに他の太陽光発電装置からの散乱光が入射し、全体の太陽光発電電力量が増大するようになる。   In the above configuration, the solar cell panel (10) of the double-sided power generation type is attached to the vertical direction of the rotating shaft (20) while sandwiching the rotating shaft (20). That is, the rotating shaft (20) is disposed in a gap between the solar cell panels (10). Thereby, in the solar cell panel (10) of the double-sided power generation type, the rotating shaft (20) does not block the back surface of the solar cell panel (10). As a result, the reflected light from the ground surface and the scattered light from other photovoltaic power generation devices enter the back surface of the photovoltaic cell panel (10), and the total amount of photovoltaic power generated increases.

本発明に係る太陽光発電装置の第2の特徴は、前記太陽電池パネル(10)の表面は、前記回転軸(20)と面一で接合することである。   A second feature of the photovoltaic power generator according to the present invention is that the surface of the solar cell panel (10) is joined flush with the rotation axis (20).

上記構成では、太陽電池パネル(10)の表面は段差又は凹凸がない状態となる。従って、太陽電池パネル(10)の表面に積雪が有る場合、太陽電池パネル(10)を70°以上に傾斜させることにより、積雪がパネル表面(10a)から容易に滑落するようになる。その結果、太陽光電池パネル(10)の表面の発電が積雪により阻害されなくなる。   In the above configuration, the surface of the solar cell panel (10) is in a state without steps or irregularities. Therefore, when there is snow on the surface of the solar cell panel (10), the snow can easily slide off the panel surface (10a) by inclining the solar cell panel (10) to 70 ° or more. As a result, the power generation on the surface of the solar cell panel (10) is not hindered by snow.

本発明に係る太陽光発電装置の第3の特徴は、前記太陽光発電装置が設置される場所には、太陽光の反射率を増大させる有色シート又は集合物(70)が敷設されていることである。   A third feature of the solar power generation device according to the present invention is that a colored sheet or aggregate (70) that increases the reflectance of sunlight is laid at a place where the solar power generation device is installed. It is.

上記構成では、太陽光の反射率を増大させる有色シート又は集合物(70)により、太陽電池パネル(10)の裏面に入射する地表からの反射光の入射量が増大するようになる。これにより、太陽電池パネル(10)の裏面発電電力量が増大するようになる。   In the above-described configuration, the colored sheet or aggregate (70) that increases the reflectance of sunlight increases the amount of incident light reflected from the ground surface incident on the back surface of the solar cell panel (10). Thereby, the amount of generated power on the back surface of the solar cell panel (10) increases.

本発明に係る太陽光発電装置の第4の特徴は、前記回転軸(20)を駆動する駆動装置(50)と、該駆動装置(50)を制御する制御装置(60)と、前記太陽電池パネル(10)の発電電力量(PQ)を計測する電力計測手段(11)とを備え、前記制御装置(60)は、前記太陽電池パネル(10)の発電電力量を計測して、前記太陽電池パネル(10)のパネル裏面のみで発電させたときの裏面発電量(B2、B3)の情報に基づいて太陽電池パネル(10)の表面に積雪があると判定する場合、前記太陽電池パネル(10)の傾斜角度を所定の角度に設定するように構成されていることである。   A fourth feature of the photovoltaic power generator according to the present invention is that a driving device (50) for driving the rotating shaft (20), a control device (60) for controlling the driving device (50), and the solar cell A power measuring means (11) for measuring a power generation amount (PQ) of the panel (10), wherein the control device (60) measures a power generation amount of the solar cell panel (10) and When it is determined that there is snow on the surface of the solar cell panel (10) based on information on the back surface power generation amount (B2, B3) when power is generated only on the back surface of the battery panel (10), the solar cell panel ( 10) The configuration is such that the inclination angle is set to a predetermined angle.

上記構成では、実計測される太陽電池パネル(10)の発電電力量(PQ)と、予め取得しておいた太陽電池パネル(10)の裏面発電量(B2、B3)の情報とを比較することにより、パネル表面(10a)の積雪状態を精度良く検知することが可能となる。また、駆動装置(50)によって、太陽電池パネル(10)を所定の傾斜角度に設定することにより、太陽電池パネル(10)のパネル表面(10a)から積雪を滑落させることが可能となる。これにより、パネル表面(10a)の太陽光発電が積雪によって阻害されなくなる。   In the above configuration, the actually measured power generation amount (PQ) of the solar cell panel (10) is compared with information of the back surface power generation amount (B2, B3) of the solar cell panel (10) which is acquired in advance. This makes it possible to accurately detect the state of snow on the panel surface (10a). In addition, by setting the solar cell panel (10) at a predetermined inclination angle by the driving device (50), it becomes possible to slide snow from the panel surface (10a) of the solar cell panel (10). Thereby, the solar power generation on the panel surface (10a) is not hindered by the snow.

本発明に係る太陽光発電装置の第5の特徴は、前記制御装置(60)は、前記発電電力量(PQ)が直近の計測値の10%から15%を下回る場合は、前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を70°以上に設定するように構成されていることである。   A fifth feature of the photovoltaic power generation device according to the present invention is that the control device (60) is configured such that, when the generated power amount (PQ) is less than 10% to 15% of the latest measured value, the solar cell panel (10) The tilt angle is set to 70 ° or more.

上記構成では、上記閾値によりパネル表面(10a)の積雪状態を精度良く検知することが可能となると共に、太陽電池パネル(10)のパネル表面(10a)から積雪を好適に滑落させることが可能となる。   In the above configuration, the threshold allows the snow condition on the panel surface (10a) to be accurately detected, and the snow cover can be suitably slid off the panel surface (10a) of the solar cell panel (10). Become.

本発明に係る太陽光発電装置の第6の特徴は、前記制御装置(60)は、日の出からの日没までの日中において、所定の時間間隔毎に、前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を所定の角度刻みで変化させると共に、前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度として、前記発電電力量(PQ)が最大となるときの傾斜角度に設定し、所定の時間だけ保持するように構成されていることである。   A sixth feature of the photovoltaic power generation device according to the present invention is that the control device (60) controls the power of the solar cell panel (10) at predetermined time intervals during the day from sunrise to sunset. The inclination angle is changed at predetermined angle intervals, and the inclination angle of the solar cell panel (10) is set to the inclination angle at which the generated power amount (PQ) is maximum, and is maintained for a predetermined time. It is configured as follows.

上記構成では、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池パネル(10)の発電電力量(PQ)を最大にすることが可能となる。これにより、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能となる。   With the above configuration, it is possible to maximize the amount of generated power (PQ) of the double-sided solar cell panel (10) during the daytime from sunrise to sunset. Thus, it is possible to extract the maximum amount of generated power from the double-sided power generation type solar cell module during the daytime from sunrise to sunset.

本発明に係る太陽光発電装置の第7の特徴は、前記制御装置(60)は、日没から日の出までの夜間において、太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を70°以上に設定するように構成されていることである。   A seventh feature of the solar power generation device according to the present invention is that the control device (60) sets the inclination angle of the solar cell panel (10) to 70 ° or more during the night from sunset to sunrise. Is configured.

上記構成では、太陽電池パネル(10)のパネル表面(10a)に雪が積雪することを好適に防止することが可能となる。   With the above configuration, it is possible to preferably prevent snow from accumulating on the panel surface (10a) of the solar cell panel (10).

本発明に係る太陽光発電装置の第8の特徴は、前記制御装置(60)は、気象庁等の天気予報を取得して、降雪が予測される時間帯に前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を70°以上に設定するように構成されていることである。   An eighth feature of the photovoltaic power generation device according to the present invention is that the control device (60) acquires a weather forecast from the Meteorological Agency or the like and sets the solar cell panel (10) in a time zone when snowfall is predicted. The configuration is such that the inclination angle is set to 70 ° or more.

上記構成では、太陽電池パネル(10)の表面に雪が積雪することを好適に防止することが可能となる。   With the above configuration, it is possible to preferably prevent snow from accumulating on the surface of the solar cell panel (10).

本発明に係る太陽光発電装置の第9の特徴は、前記制御装置(60)は、気象庁等の天気予報を取得して、風速が10m/s以上になると予想される時間帯に前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を15°以下に設定するように構成されていることである。   A ninth feature of the solar power generation device according to the present invention is that the control device (60) obtains a weather forecast from the Meteorological Agency or the like and sets the solar battery in a time zone in which the wind speed is expected to be 10 m / s or more. The configuration is such that the inclination angle of the panel (10) is set to 15 ° or less.

本発明に係る太陽光発電装置の第10の特徴は、風速センサ(12)を備え、風速が10m/s以上になるときに、前記制御装置(60)は前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を15°以下に設定するように構成されていることである。   A tenth feature of the photovoltaic power generation device according to the present invention is that the control device (60) includes a wind speed sensor (12), and when the wind speed becomes 10 m / s or more, the control device (60) The configuration is such that the inclination angle is set to 15 ° or less.

上記構成では、太陽電池パネル(10)が風圧によって破壊されることを好適に防止することが可能となる。   With the above configuration, it is possible to preferably prevent the solar cell panel (10) from being broken by wind pressure.

本発明に係る太陽光発電装置によれば、両面発電型の太陽電池パネルのパネル表面とパネル裏面の各発電阻害要因を除去しながら、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the photovoltaic power generation device which concerns on this invention, the solar cell of a both-side power generation type during the daytime from sunrise to sunset, removing each generation | occurrence | production inhibitory factor of the panel surface of a both-side power generation type solar cell panel and the back surface It is possible to extract the maximum amount of generated power from the module.

太陽電池パネルの傾斜が設置面に対し水平になった状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which the inclination of the solar cell panel became horizontal with respect to the installation surface. 図1(a)のA矢視を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the A arrow of FIG.1 (a). 図1(a)のB矢視を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrow B of FIG.1 (a). 図1(a)のC−C断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows CC cross section of FIG.1 (a). モータを駆動して太陽電池パネルを回転軸に対し70°傾斜させた状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which inclined the solar cell panel by 70 degrees with respect to the rotation axis by driving a motor. 本発明に係る太陽電池パネルの回転制御系を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the rotation control system of the solar cell panel which concerns on this invention. 本発明に係る太陽電池パネルの日の出から日没までの日中における表面発電量、裏面発電量及び両面発電量をそれぞれ示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the surface power generation amount, back surface power generation amount, and both-sides power generation amount in the daytime from the sunrise to sunset of the solar cell panel which concerns on this invention, respectively.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1から図4は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電装置100を示す説明図である。なお、図1(a)は太陽電池パネル10の傾斜が設置面に対し水平になった状態を表し、図1(b)は同(a)の底面矢視を表している。また、図2は図1(a)のA矢視を表している。また、図3は図1(a)のB矢視を表している。また、図4は図1(a)のC−C断面を表している。   1 to 4 are explanatory diagrams showing a solar power generation device 100 according to one embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a state in which the inclination of the solar cell panel 10 is horizontal with respect to the installation surface, and FIG. 1B shows a bottom view of FIG. 1A. FIG. 2 shows a view taken in the direction of the arrow A in FIG. FIG. 3 shows a view on arrow B in FIG. FIG. 4 shows a cross section taken along the line CC of FIG.

図1(a)に示されるように、この太陽光発電装置100は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数(本実施形態では6個。)の両面発電型の太陽電池パネル10と、太陽電池パネル10を傾斜させる回転軸20と、回転軸20を回転可能に支持する複数の軸受け30と、軸受け30を支持するスタンド40と、回転軸20を回転駆動させるモータ50と、モータ50を制御して太陽電池パネル10の傾斜角度θを最適角に設定する制御装置60と、を具備して構成される。以下、各構成について説明する。   As shown in FIG. 1A, the solar power generation device 100 includes a plurality (six in the present embodiment) of a double-sided power generation type solar cell panel 10 that converts light energy into electric energy, and a solar cell. A rotating shaft 20 for inclining the panel 10, a plurality of bearings 30 for rotatably supporting the rotating shaft 20, a stand 40 for supporting the bearing 30, a motor 50 for driving the rotating shaft 20 to rotate, and controlling the motor 50. And a control device 60 for setting the inclination angle θ of the solar cell panel 10 to an optimum angle. Hereinafter, each configuration will be described.

太陽電池パネル10は、例えば平面状に電気的に接続された60個の太陽電池セル10a(以下「セル10a」という。)を、間に透明な封止シート(図示せず)を挟んで上下方向から透明なガラス板10b,10bで積層した構造を有する。従って、太陽電池パネル10は、表面だけでなく裏面においても地面からの反射光、他の太陽光発電装置100からの散乱光を受光して発電することが出来る両面発電型の太陽電池パネルである。   The solar cell panel 10 includes, for example, 60 solar cells 10a (hereinafter, referred to as "cells 10a") electrically connected in a planar manner, with a transparent sealing sheet (not shown) interposed therebetween. It has a structure in which transparent glass plates 10b, 10b are laminated from the direction. Therefore, the solar cell panel 10 is a double-sided power generation type solar cell panel capable of receiving reflected light from the ground and scattered light from the other solar power generation devices 100 and generating power not only on the front surface but also on the back surface. .

透明なガラス板10bは低反射処理が施されている。封止シート(図示せず)は、絶縁性、耐久性および高い透明度を有するエチレンビニルアセテート(EVA)から作られている。この封止シート(図示せず)は、セル10aとセル10aとの間の絶縁性を保持すると共に、太陽電池パネル10内部に水分等が侵入することを防止している。   The transparent glass plate 10b has been subjected to a low reflection treatment. The sealing sheet (not shown) is made of ethylene vinyl acetate (EVA) having insulation, durability and high transparency. The sealing sheet (not shown) maintains insulation between the cells 10a and also prevents moisture or the like from entering the solar cell panel 10.

図2に示されるように、太陽電池パネル10はX軸両端部をパネル支持部材21,21によって支持されている。このパネル支持部材21には、太陽電池パネル10が嵌る段差21aが形成されている。従って、パネル支持部材21は、太陽電池パネル10のX方向移動を規制するX方向ストッパーとしても機能している。なお、太陽電池パネル10のY方向の移動は第1規制部材22によって規制されている。第1規制部材22はパネル支持部材21の先端部に弾性体(図示せず)を介してボルト22aによって取り付けられている。   As shown in FIG. 2, the solar cell panel 10 has both ends in the X-axis supported by panel support members 21, 21. The panel support member 21 is formed with a step 21a into which the solar cell panel 10 fits. Therefore, the panel support member 21 also functions as an X-direction stopper that regulates the movement of the solar cell panel 10 in the X-direction. The movement of the solar cell panel 10 in the Y direction is restricted by the first restricting member 22. The first regulating member 22 is attached to the tip of the panel supporting member 21 by a bolt 22a via an elastic body (not shown).

太陽電池パネル10のZ方向の移動は、一組の第2規制部材23,23(X軸端部では1つの第2規制部材23)とボルト23a及びナット23bによって両側から挟み込む形態で規制されている。一組の第2規制部材23,23は、太陽電池パネル10内でセル10aが設けられていないX軸端部を両面から挟みこんで太陽電池パネル10を固定している。また、第2規制部材23と太陽電池パネル10との間には弾性体(例えばラバー)23cが挿入されている。   The movement of the solar cell panel 10 in the Z direction is regulated by a pair of second regulating members 23, 23 (one second regulating member 23 at the X-axis end) and bolts 23a and nuts 23b in such a manner as to be sandwiched from both sides. I have. The pair of second regulating members 23, 23 fix the solar cell panel 10 by sandwiching the X-axis end where the cell 10a is not provided from both sides in the solar cell panel 10. An elastic body (for example, rubber) 23c is inserted between the second regulating member 23 and the solar cell panel 10.

図1(a)に示されるように、一組の第2規制部材23,23は、隣り合う太陽電池パネル10,10を一体化して、全体として太陽電池パネル10のモジュールを形成している。   As shown in FIG. 1A, a pair of second regulating members 23, 23 integrate adjacent solar cell panels 10, 10 to form a module of the solar cell panel 10 as a whole.

図3に示されるように、回転軸20は断面が矩形の長軸である。また、回転軸20を回転可能に支持する軸受け30は、内部に回転軸20が貫通する中空部(四角柱)が形成され且つ外表面が球面(部分球面)に形成された、上ベアリング31及び下ベアリング32と、上ベアリング31及び下ベアリング32を一体化する上ファスナ33及び下ファスナ34とから構成される。なお、上ファスナ33の上ベアリング31と接合する内周面は、球面(部分球面)に形成されている。下ファスナ34の下ベアリング32と接合する内周面についても球面(部分球面)に形成されている。また、上ファスナ33及び下ファスナ34は、ボルト33a及びナット34aによってスタンド40の上端プレート41に固定される。   As shown in FIG. 3, the rotating shaft 20 has a rectangular long axis in cross section. The bearing 30 that rotatably supports the rotating shaft 20 has an upper bearing 31 and a hollow portion (square prism) through which the rotating shaft 20 penetrates, and an outer surface formed into a spherical surface (partially spherical surface). The lower bearing 32 includes an upper fastener 33 and a lower fastener 34 that integrate the upper bearing 31 and the lower bearing 32. The inner peripheral surface of the upper fastener 33 joined to the upper bearing 31 is formed into a spherical surface (partially spherical surface). The inner peripheral surface joined to the lower bearing 32 of the lower fastener 34 is also formed as a spherical surface (partial spherical surface). The upper fastener 33 and the lower fastener 34 are fixed to the upper end plate 41 of the stand 40 by bolts 33a and nuts 34a.

スタンド40は、軸受け30を固定するための上端プレート41と、太陽電池モジュールを支持するための脚部42と、太陽電池モジュールを地面に安定に接地させるための下端プレート42とから構成されている。   The stand 40 includes an upper end plate 41 for fixing the bearing 30, a leg 42 for supporting the solar cell module, and a lower end plate 42 for stably grounding the solar cell module to the ground. .

図4に示されるように、太陽電池パネル10,10は回転軸20を間に挟んで、太陽電池パネル10の表面と回転軸20が段差なく面一の形態で接合している。   As shown in FIG. 4, the solar cell panels 10, 10 have the rotation axis 20 interposed therebetween, and the surface of the solar cell panel 10 and the rotation axis 20 are joined in a flush manner without any level difference.

図5は、モータ50を駆動して太陽電池パネル10を回転軸20に対し70°傾斜させた状態を示す説明図である。なお、説明の都合上、一組の第2規制部材23,23は省略されている。太陽電池パネル10の表面と回転軸20が段差なく面一の形態で接合していることにより、太陽電池パネル10の表面に有る積雪は、太陽電池パネル10の表面から滑落して地面に落下するようになる。   FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a state in which the motor 50 is driven to tilt the solar cell panel 10 by 70 ° with respect to the rotation axis 20. Note that, for convenience of explanation, the pair of second regulating members 23 is omitted. Since the surface of the solar cell panel 10 and the rotating shaft 20 are joined in a flat manner without any level difference, snow on the surface of the solar cell panel 10 slides down from the surface of the solar cell panel 10 and falls to the ground. Become like

また、太陽電池パネル10,10が回転軸20を間に挟んで、回転軸20の両側に配置されていることにより、両面発電型の太陽電池パネル10の裏面において、回転軸20がパネル裏面を遮蔽しなくなる。これにより、太陽電池パネル10の裏面に反射光および散乱光が好適に入射するようになる。   Moreover, since the solar cell panels 10 and 10 are arranged on both sides of the rotating shaft 20 with the rotating shaft 20 interposed therebetween, the rotating shaft 20 is positioned on the back surface of the double-sided power generation type solar cell panel 10. No more shielding. Thereby, the reflected light and the scattered light are preferably incident on the back surface of the solar cell panel 10.

また、太陽光発電装置100が設置されている設置面には、反射光および散乱光を増大させる、白色系の貝殻などの産業廃棄物70がまかれている。なお、貝殻などの産業廃棄物70に代えて反射率の優れた有色シート(例えば、白色シート)を敷設しても良い。このように、産業廃棄物70をまいておくことにより、地面からの反射光・散乱光が増大し、裏面からの発電電力量が向上するようになる。   Further, on the installation surface on which the photovoltaic power generation device 100 is installed, industrial waste 70 such as a white shell that increases reflected light and scattered light is spread. Note that a colored sheet (for example, a white sheet) having excellent reflectance may be laid instead of the industrial waste 70 such as a shell. In this way, by dispersing the industrial waste 70, reflected light / scattered light from the ground increases, and the amount of power generated from the back surface is improved.

図6は、本発明に係る太陽電池パネル10の回転制御系を示す説明図である。図6(a)は回転制御系のブロック図を表し、同(b)は太陽電池パネル10の傾斜角度θと発電電力量PQとの相関関係をそれぞれ表している。なお、左記の相関関係は、日の出から日没までの日中において、所定時間間隔(例えば、15分から30分。)毎の相関関係である。従って、左記時間間隔が30分の場合は、日の出から日没までの時間が12時間として、12[時間]×60[分/時間]÷30[分]=24個の相関関係が存在することになる。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a rotation control system of the solar cell panel 10 according to the present invention. FIG. 6A shows a block diagram of a rotation control system, and FIG. 6B shows a correlation between the tilt angle θ of the solar cell panel 10 and the amount of generated power PQ. The correlation shown on the left is a correlation at predetermined time intervals (for example, 15 minutes to 30 minutes) during the daytime from sunrise to sunset. Therefore, when the time interval is 30 minutes, the time from sunrise to sunset is 12 hours, and there are 24 correlations of 12 [hours] × 60 [minutes / hour] ÷ 30 [minutes]. become.

図6(a)に示されるように、制御装置60はモータ50を駆動して、例えば軸受け30に取り付けられた角度センサ51(例えば、エンコーダ)から太陽電池パネル10の回転軸20回りの傾斜角度θを取得すると同時に、太陽電池パネル10全体(太陽電池モジュール)の発電電力量PQを電力センサ11から取得する。   As shown in FIG. 6A, the control device 60 drives the motor 50 to, for example, obtain an inclination angle of the solar cell panel 10 around the rotation axis 20 from an angle sensor 51 (for example, an encoder) attached to the bearing 30. At the same time as obtaining θ, the generated power amount PQ of the entire solar cell panel 10 (solar cell module) is obtained from the power sensor 11.

そして、図6(b)に示されるように、制御装置60はモータ50を駆動して太陽電池パネル10の傾斜角度θを5°ずつ変化させながら、電力センサ11によって発電電力量PQを取得し、発電電力量PQが最大値PQmaxを取るときの太陽電池パネル10の最適角度θ*を探索する。制御装置60は最適角度θ*を探索すると、太陽電池パネル10の傾斜角度が所定時間の間(例えば、30分間。)最適角度θ*に保持されるように、モータ50を角度制御する。   Then, as shown in FIG. 6B, the control device 60 acquires the generated power amount PQ by the power sensor 11 while driving the motor 50 to change the inclination angle θ of the solar cell panel 10 by 5 °. Then, the optimum angle θ * of the solar cell panel 10 when the generated power amount PQ takes the maximum value PQmax is searched. When searching for the optimum angle θ *, the controller 60 controls the angle of the motor 50 so that the inclination angle of the solar cell panel 10 is maintained at the optimum angle θ * for a predetermined time (for example, 30 minutes).

制御装置60は太陽電池パネル10を所定時間の間最適角度θ*に保持した後、上記最適角度θ*の探索プロセスを繰り返し実行して、太陽電池パネル10の発電電力量PQが最大値PQmaxを取るときの最適角度θ*に太陽電池パネル10の傾斜角度を設定する。なお、所定の時間間隔が30分の場合、上記最適角度θ*の探索プロセスは、24回(=12[時間]×60[分/時間]÷30[分])繰り返し実行されることになる。このように、制御装置60は日の出から日没までの日中において太陽電池パネル10の傾斜角度を太陽電池モジュールの発電電力量PQが最大値PQmaxをとるときの最適角度θ*に設定することになる。その結果、太陽発電装置100は、日の出から日没において太陽電池モジュールから最大発電電力量を得ることになる。   After holding the solar cell panel 10 at the optimum angle θ * for a predetermined time, the control device 60 repeatedly executes the search process for the optimum angle θ * so that the generated power amount PQ of the solar cell panel 10 becomes the maximum value PQmax. The inclination angle of the solar cell panel 10 is set to the optimum angle θ * when taking. When the predetermined time interval is 30 minutes, the search process for the optimum angle θ * is repeatedly performed 24 times (= 12 [hours] × 60 [minutes / hour] ÷ 30 [minutes]). . As described above, the control device 60 sets the tilt angle of the solar cell panel 10 to the optimum angle θ * when the generated power amount PQ of the solar cell module takes the maximum value PQmax during the daytime from sunrise to sunset. Become. As a result, the solar power generation device 100 obtains the maximum amount of generated power from the solar cell module from sunrise to sunset.

なお、図6(a)に示されるように、制御装置60は風速センサ12の計測データを常時取り込み、強風時においては太陽電池パネル10の傾斜角度θを水平又は15°以下の傾斜角度に設定するように構成されている。従って、制御装置60は、太陽電池パネル10の傾斜角度が最適角度θ*に保持されている場合であっても、風速センサ12によって強風(例えば、風速10m/s以上。)を検知するときは、強制的に太陽電池パネル10の傾斜角度θを水平又は15°以下の傾斜角度になるように、モータ50を角度制御する。   As shown in FIG. 6A, the control device 60 always takes in the measurement data of the wind speed sensor 12, and sets the inclination angle θ of the solar cell panel 10 to a horizontal angle or an inclination angle of 15 ° or less in a strong wind. It is configured to be. Therefore, even when the inclination angle of the solar cell panel 10 is maintained at the optimal angle θ *, the control device 60 detects a strong wind (for example, a wind speed of 10 m / s or more) with the wind speed sensor 12. The angle of the motor 50 is controlled so that the inclination angle θ of the solar cell panel 10 is forced to be horizontal or equal to or less than 15 °.

また、制御装置60が気象庁等の気象予報の情報Tを取得し、強風が予測される時間帯に太陽電池パネル10の傾斜角度θを水平又は15°以下の傾斜角度になるように、モータ50を角度制御することも可能である。   In addition, the control device 60 acquires the weather forecast information T from the Meteorological Agency or the like, and sets the motor 50 so that the tilt angle θ of the solar cell panel 10 is horizontal or equal to or less than 15 ° during a time when a strong wind is predicted. Can also be angle-controlled.

また、制御装置60は、気象庁等の気象予報の情報Tを取得し、降雪が予測される時間帯に太陽電池パネル10の傾斜角度θを60°〜90°の傾斜角度になるように、モータ50を角度制御することも可能である。   Further, the control device 60 acquires the information T of the weather forecast from the Meteorological Agency or the like, and sets the motor so that the inclination angle θ of the solar cell panel 10 becomes the inclination angle of 60 ° to 90 ° during the time when snowfall is predicted. Angle control of 50 is also possible.

図7は、本発明に係る太陽電池パネル10の日の出から日没までの日中における表面発電量F、裏面発電量B及び両面発電量F+Bをそれぞれ示す説明図である。図7(a)はパネル裏面を遮蔽してパネル表面のみで発電させたときの太陽電池パネル10の発電電力量(表面発電量F)を表している。図7(b)はパネル表面を遮蔽してパネル裏面のみで発電させたときの太陽電池パネル10の発電電力量(裏面発電量B)を表している。図7(c)はパネル両面で発電させたときの太陽電池パネル10の発電電力量(両面発電量F+B)を表している。なお、実線は晴れのときの発電量を表し、一点鎖線はパネル表面に積雪が有るときの発電量を表している。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the front surface power generation amount F, the back surface power generation amount B, and the double-sided power generation amount F + B of the solar cell panel 10 according to the present invention during the day from sunrise to sunset. FIG. 7A shows the amount of generated power (surface power generation F) of the solar cell panel 10 when the rear surface of the panel is shielded and power is generated only on the front surface of the panel. FIG. 7B shows the amount of generated power (backside power generation B) of the solar cell panel 10 when the panel surface is shielded and power is generated only on the rear surface of the panel. FIG. 7C shows the generated power amount (both-sided power generation amount F + B) of the solar cell panel 10 when power is generated on both sides of the panel. The solid line indicates the amount of power generation when it is sunny, and the dashed line indicates the amount of power generation when there is snow on the panel surface.

図7(a)に示されるように、パネル表面に積雪が有る場合、表面発電量Fはゼロとなる。また、曇りときの表面発電量Fは、晴れた日の発電量の20〜30%程度まで低下する。他方、図7(b)に示されるように、裏面発電量Bは曇り又は雨の日のときの裏面発電量B3が最も小さく、晴れた日で雪原状態(雪面)のときの裏面発電量B1が最も大きくなる。なお、晴れた日で草地状態のときの裏面発電量B2はその中間の値となる。   As shown in FIG. 7A, when there is snow on the panel surface, the surface power generation amount F becomes zero. Further, the surface power generation amount F when cloudy is reduced to about 20 to 30% of the power generation amount on a sunny day. On the other hand, as shown in FIG. 7B, the back surface power generation B is the smallest on the cloudy or rainy day when the back surface power generation B3 is the smallest, and the back surface power generation when the snowy state (snow surface) on a sunny day. B1 is the largest. In addition, the back surface power generation amount B2 when it is in a grassy state on a sunny day has an intermediate value.

従って、図7(c)に示されるように、パネル両面で発電させたときの太陽電池パネル10の両面発電量F+Bは、図7(a)と図7(b)を合成したものと等しくなる。特に、天気が晴れから雪に変化する時刻T3において、太陽電池パネル10の両面発電量F+Bは急激に低下する。これは、図7(a)に示されるように、パネル表面に雪が積もり始めると表面発電量Fが急激に低下し最終的にはゼロになるためである。   Therefore, as shown in FIG. 7 (c), the power generation amount F + B on both sides of the solar cell panel 10 when power is generated on both sides of the panel is equal to the sum of FIGS. 7 (a) and 7 (b). . In particular, at time T3 when the weather changes from sunny to snow, the double-sided power generation amount F + B of the solar cell panel 10 sharply decreases. This is because, as shown in FIG. 7A, when snow starts to accumulate on the panel surface, the surface power generation amount F sharply decreases and eventually becomes zero.

そして、パネル表面に数ミリの積雪が生じる時刻T4以降において、表面発電量Fがゼロになると同時に、裏面発電量Bのみが出力する状態になる。ここで特筆すべきは、両面発電量F+B(裏面発電量B)は、曇り/雨の日の草地での裏面発電量B3より大きく、晴れた日の草地での裏面発電量B2より小さくなることである。すなわち、降雪状態でパネル表面に積雪が有る場合、両面発電量F+Bは裏面発電量Bが支配的になるが、その裏面発電量Bは、『晴れた日の草地での裏面発電量B2』と『曇り/雨の日の草地での裏面発電量B3』との中間の値を推移することである。これは、雪の日の雪面での反射率は、曇り/雨の日の草地での反射率よりも大きく、晴れた日の草地での反射率より小さいためである。   Then, after time T4 when snow of several millimeters occurs on the panel surface, the front surface power generation amount F becomes zero and at the same time, only the back surface power generation amount B is output. It should be noted here that the double-sided power generation amount F + B (backside power generation amount B) is larger than the backside power generation amount B3 in the grassland on a cloudy / rainy day and smaller than the backside power generation amount B2 in the grassland on a sunny day. It is. That is, when there is snow on the panel surface in a snowfall state, the backside power generation B is dominant in the double-sided power generation F + B, and the backside power generation B is “the backside power generation B2 in the grassland on a sunny day”. The transition is a value intermediate between "the backside power generation amount B3 on the grassland on a cloudy / rainy day". This is because the reflectance on the snow surface on a snowy day is larger than the reflectance on a grassland on a cloudy / rainy day and smaller than the reflectance on a grassland on a sunny day.

従って、『晴れた日の雪面での裏面発電量B1』、『晴れた日の草地での裏面発電量B2』及び『曇り/雨の日の草地での裏面発電量B3』に関するデータについて、予めデータベース化して記憶装置(ハードディスク等)に保存することにより、パネル表面に積雪が有るか否かを検知することが可能となる。すなわち、制御装置60は、日の出から日没までの日中において、電力センサ11から発電電力量PQを取り込み、発電電力量PQが上記裏面発電量B3より大きく、上記裏面発電量B2より小さくなる場合、パネル表面に積雪が有ると判定し、太陽電池パネル10の傾斜角度θを60°〜90°の傾斜角度になるように、モータ50を角度制御することも可能である。   Therefore, regarding the data relating to “the backside power generation amount B1 on the snowy surface on a sunny day”, “the backside power generation amount B2 on the grassland on a sunny day”, and “the backside power generation amount B3 on the grassland on a cloudy / rainy day”, By making a database in advance and storing it in a storage device (such as a hard disk), it is possible to detect whether or not there is snow on the panel surface. That is, the controller 60 takes in the generated power amount PQ from the power sensor 11 during the daytime from sunrise to sunset, and the generated power amount PQ is larger than the back surface power generation amount B3 and smaller than the back surface power generation amount B2. It is also possible to determine that there is snow on the panel surface, and control the angle of the motor 50 so that the inclination angle θ of the solar cell panel 10 becomes an inclination angle of 60 ° to 90 °.

或いは、図7(c)より、一律に発電電力量が直近の計測値の10%から15%(閾値)を下回るまで低下する場合は、パネル表面に積雪が有ると判定することも可能である。この場合、発電量が相対的に高くなる正午から±2時間の時間帯においては直近の計測値の10%を採用し、それ以外の時間帯では直近の計測値の15%を採用するように、異なる閾値を設定しても良い。   Alternatively, from FIG. 7 (c), when the generated power amount uniformly decreases from 10% to 15% (threshold value) of the latest measured value, it can be determined that there is snow on the panel surface. . In this case, 10% of the latest measured value is adopted in a time zone of ± 2 hours from noon when the power generation amount becomes relatively high, and 15% of the latest measured value is adopted in other time zones. , Different thresholds may be set.

以上の通り、本実施形態に係る太陽光発電装置100によれば、両面発電型の太陽電池パネル10のパネル表面とパネル裏面の各発電阻害要因を除去しながら、日の出から日没までの日中において両面発電型の太陽電池モジュールから最大限の発電電力量を取り出すことが可能となる。   As described above, according to the photovoltaic power generation device 100 according to the present embodiment, during the daytime from sunrise to sunset, the respective power generation obstruction factors on the front surface and the back surface of the double-sided power generation type solar cell panel 10 are removed. It is possible to extract the maximum amount of generated power from the double-sided power generation type solar cell module.

より詳細には、両面発電型の太陽電池パネル10,10は回転軸20を間に挟んで、太陽電池パネル10の表面と回転軸20が段差なく面一の形態で接合しているため、回転軸20がパネル裏面を遮蔽しなくなる。その結果、接地面からの反射光・散乱光がパネル裏面に好適に入射し太陽電池モジュール全体の発電電力量が増大するようになる。また、太陽電池パネル10を70°以上傾斜させることにより、パネル表面の積雪を容易に滑落させることが可能となる。   More specifically, the solar cell panels 10, 10 of the double-sided power generation type have the rotating shaft 20 interposed therebetween, and the surface of the solar cell panel 10 and the rotating shaft 20 are joined in a flat form without any level difference. The shaft 20 does not block the rear surface of the panel. As a result, reflected light / scattered light from the ground plane is suitably incident on the back surface of the panel, and the amount of generated power of the entire solar cell module is increased. In addition, by inclining the solar cell panel 10 by 70 ° or more, it is possible to easily slide down snow on the panel surface.

また、上記太陽光発電装置100が設置される場所には、太陽光の反射率を増大させる白色シート又は白色系の貝殻等の産業廃棄物70が敷設されているため、接地面からパネル裏面に入射する反射光・散乱光が増大し、これにより太陽電池モジュール全体の発電電力量が増大するようになる。   In addition, in the place where the photovoltaic power generation device 100 is installed, since the industrial waste 70 such as a white sheet or a white shell that increases the reflectance of sunlight is laid, from the ground surface to the back surface of the panel. Incident reflected light / scattered light increases, which increases the power generation amount of the entire solar cell module.

また、太陽光発電装置100の制御装置60は、日の出から日没までの日中において、所定時間間隔毎に、太陽電池パネル10の傾斜角度を太陽電池モジュールの発電電力量PQが最大値PQmaxをとるときの最適角度θ*に設定するように構成されている。これにより、太陽発電装置100は、日の出から日没において太陽電池モジュールから最大発電電力量を得ることが可能となる。   The control device 60 of the photovoltaic power generation device 100 sets the inclination angle of the photovoltaic panel 10 to the maximum value PQmax of the generated power amount PQ of the photovoltaic module at predetermined time intervals during the daytime from sunrise to sunset. It is configured to set the optimum angle θ * when taking. Thereby, the solar power generation device 100 can obtain the maximum generated power amount from the solar cell module from sunrise to sunset.

また、上記制御装置60は、風速センサ12の計測データを常時取り込み、強風時においては太陽電池パネル10の傾斜角度θを水平又は15°以下の傾斜角度に設定するように構成されている。これにより、太陽電池パネル10、回転軸20、軸受け30、スタンド40及びモータ50などが風圧により破壊されることを事前に防止することが可能となる。   Further, the control device 60 is configured to always take in the measurement data of the wind speed sensor 12 and to set the inclination angle θ of the solar cell panel 10 to a horizontal angle or an inclination angle of 15 ° or less in a strong wind. This makes it possible to prevent the solar cell panel 10, the rotating shaft 20, the bearing 30, the stand 40, the motor 50, and the like from being destroyed by wind pressure in advance.

さらに、上記制御装置60は、気象庁等の気象予報の情報Tを取得し、降雪が予測される時間帯に太陽電池パネル10の傾斜角度θを60°〜90°の傾斜角度に設定するように構成されている。これにより、積雪により太陽電池パネル10の太陽光発電が阻害されることを事前に防止することが可能となる。   Further, the control device 60 acquires the information T of the weather forecast of the Meteorological Agency or the like, and sets the inclination angle θ of the solar cell panel 10 to the inclination angle of 60 ° to 90 ° during the time when snowfall is predicted. It is configured. Thereby, it is possible to prevent in advance that the solar power generation of the solar cell panel 10 is hindered by snow.

さらに、上記制御装置60は、日の出から日没までの日中において、電力センサ11から発電電力量PQを取り込み、発電電力量PQが『曇り/雨の日の草地での裏面発電量B3』より大きく、『晴れた日の草地での裏面発電量B2』より小さくなる場合、太陽電池パネル10の傾斜角度θを60°〜90°の傾斜角度に設定するように構成されている。これにより、積雪により太陽電池パネル10の太陽光発電が阻害されることを事前に防止することが可能となる。   Further, during the daytime from sunrise to sunset, the control device 60 takes in the generated power amount PQ from the power sensor 11 and calculates the generated power amount PQ from “the back surface power generation amount B3 in the grassland on a cloudy / rainy day”. When it is large and smaller than "the back surface power generation amount B2 on the grassland on a sunny day", the inclination angle θ of the solar cell panel 10 is set to an inclination angle of 60 ° to 90 °. Thereby, it is possible to prevent in advance that the solar power generation of the solar cell panel 10 is hindered by snow.

10 太陽電池パネル
10a 太陽電池セル(セル)
10b 透明なガラス板
11 電力センサ
12 風速センサ
20 回転軸
21 パネル支持部材
22 第1規制部材
23 第2規制部材
30 軸受け
31 上ベアリング
32 下ベアリング
33 上ファスナ
34 下ファスナ
40 スタンド
41 上端プレート
42 脚部
43 下端プレート
50 モータ
60 制御装置
70 産業廃棄物
θ 傾斜角度
PQ 発電電力量
100 太陽光発電装置
10 solar cell panel 10a solar cell (cell)
10b Transparent glass plate 11 Power sensor 12 Wind speed sensor 20 Rotating shaft 21 Panel support member 22 First regulating member 23 Second regulating member 30 Bearing 31 Upper bearing 32 Lower bearing 33 Upper fastener 34 Lower fastener 40 Stand 41 Upper end plate 42 Leg 43 Lower end plate 50 Motor 60 Controller 70 Industrial waste θ Incline angle PQ Generated power 100 Solar power generator

Claims (10)

複数の両面発電型の太陽電池パネル(10)と、該太陽電池パネル(10)の表面が太陽を指向するように傾斜させる回転軸(20)を備えた太陽光発電装置であって、
前記複数の太陽電池パネル(10)は、前記回転軸(20)に関し対称に且つ該回転軸(20)を直線状に挟みながら、該回転軸(20)の長手方向に沿って配設されていることを特徴とする太陽光発電装置。
A solar power generation apparatus comprising: a plurality of double-sided power generation type solar cell panels (10); and a rotation axis (20) for inclining a surface of the solar cell panel (10) so as to direct the sun,
The plurality of solar cell panels (10) are disposed symmetrically with respect to the rotation axis (20) and along the longitudinal direction of the rotation axis (20) while sandwiching the rotation axis (20) linearly. A solar power generation device.
請求項1に記載の太陽光発電装置において、
前記太陽電池パネル(10)の表面は、前記回転軸(20)と面一で接合することを特徴とする太陽光発電装置。
The photovoltaic power generator according to claim 1,
A photovoltaic power generator, wherein a surface of the solar cell panel (10) is joined flush with the rotating shaft (20).
請求項1又は2に記載の太陽光発電装置において、
前記太陽光発電装置が設置される場所には、太陽光の反射率を増大させる有色シート又は集合物(70)が敷設されていることを特徴とする太陽発電装置。
The photovoltaic power generator according to claim 1 or 2,
A solar power generation device, wherein a colored sheet or aggregate (70) for increasing the reflectance of sunlight is laid at a place where the photovoltaic power generation device is installed.
請求項1から3の何れか1項に記載の太陽光発電装置において、
前記回転軸(20)を駆動する駆動装置(50)と、該駆動装置(50)を制御する制御装置(60)と、前記太陽電池パネル(10)の発電電力量(PQ)を計測する電力計測手段(11)とを備え、
前記制御装置(60)は、前記太陽電池パネル(10)の発電電力量を計測して、前記太陽電池パネル(10)のパネル裏面のみで発電させたときの裏面発電量(B2、B3)の情報に基づいて太陽電池パネル(10)の表面に積雪があると判定する場合、前記太陽電池パネル(10)の傾斜角度を所定の角度に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
The photovoltaic power generator according to any one of claims 1 to 3,
A driving device (50) for driving the rotating shaft (20), a control device (60) for controlling the driving device (50), and electric power for measuring the amount of generated power (PQ) of the solar cell panel (10) Measuring means (11),
The control device (60) measures the amount of power generated by the solar cell panel (10) and calculates the amount of back-side power generation (B2, B3) when power is generated only at the back of the panel of the solar cell panel (10). When it is determined that there is snow on the surface of the solar cell panel (10) based on the information, the sun is configured to set the inclination angle of the solar cell panel (10) to a predetermined angle. Photovoltaic device.
請求項4に記載の太陽光発電装置において、
前記制御装置(60)は、前記発電電力量(PQ)が直近の計測値の10%から15%を下回る場合は、前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を70°以上に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
The photovoltaic power generator according to claim 4,
The control device (60) sets the tilt angle of the solar cell panel (10) to 70 ° or more when the generated power amount (PQ) is lower than 10% to 15% of the latest measured value. A photovoltaic power generation device characterized by being configured as described above.
請求項4又は5に記載の太陽光発電装置において、
前記制御装置(60)は、日の出からの日没までの日中において、所定の時間間隔毎に、前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を所定の角度刻みで変化させると共に、前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度として、前記発電電力量(PQ)が最大となるときの傾斜角度に設定し、所定の時間だけ保持するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
The photovoltaic power generator according to claim 4 or 5,
The controller (60) changes the tilt angle of the solar cell panel (10) at predetermined time intervals at predetermined time intervals during the day from sunrise to sunset, A photovoltaic power generation apparatus characterized in that the tilt angle of the panel (10) is set to a tilt angle when the amount of generated power (PQ) is maximum, and is held for a predetermined time. .
請求項4又は5に記載の太陽光発電装置において、
前記制御装置(60)は、日没から日の出までの夜間において、太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を70°以上に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
The photovoltaic power generator according to claim 4 or 5,
The said control apparatus (60) is comprised so that the said inclination angle of a solar cell panel (10) may be set to 70 degree or more in the night from sunset to sunrise.
請求項4から7の何れか1項に記載の太陽光発電装置において、
前記制御装置(60)は、気象庁等の天気予報を取得して、降雪が予測される時間帯に前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を70°以上に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
The photovoltaic power generator according to any one of claims 4 to 7,
The control device (60) is configured to acquire a weather forecast from the Meteorological Agency or the like and to set the inclination angle of the solar cell panel (10) to 70 ° or more during a time period when snowfall is predicted. A solar power generation device characterized by the above-mentioned.
請求項4から8の何れか1項に記載の太陽光発電装置において、
前記制御装置(60)は、気象庁等の天気予報を取得して、風速が10m/s以上になると予想される時間帯に前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を15°以下に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
The photovoltaic power generator according to any one of claims 4 to 8,
The control device (60) acquires a weather forecast from the Meteorological Agency or the like, and sets the inclination angle of the solar cell panel (10) to 15 ° or less during a time period when the wind speed is expected to be 10 m / s or more. The solar power generation device characterized by being comprised as follows.
請求項9に記載の太陽光発電装置において、
風速センサ(12)を備え、風速が10m/s以上になるときに、前記制御装置(60)は前記太陽電池パネル(10)の前記傾斜角度を15°以下に設定するように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。
The solar power generation device according to claim 9,
The control device (60) includes a wind speed sensor (12), and is configured to set the inclination angle of the solar cell panel (10) to 15 ° or less when the wind speed becomes 10 m / s or more. A solar power generation device characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114265053A (en) * 2021-12-16 2022-04-01 无锡安邦电气股份有限公司 LED radar speed measurement screen with warning function and control method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4429178A (en) * 1981-07-13 1984-01-31 Acurex Solar Corporation Solar tracking apparatus utilizing photovoltaic flat panels and method
JP2012023145A (en) * 2010-07-13 2012-02-02 Hokkaido Electric Power Co Inc:The Control method of photovoltaic power generation device
JP3174073U (en) * 2011-12-22 2012-03-01 有限会社吉田エンタープライズ Solar power plant
CN108347221A (en) * 2018-05-18 2018-07-31 江苏中信博新能源科技股份有限公司 A kind of tracking and controlling method and system of double side photovoltaic battery plate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4429178A (en) * 1981-07-13 1984-01-31 Acurex Solar Corporation Solar tracking apparatus utilizing photovoltaic flat panels and method
JP2012023145A (en) * 2010-07-13 2012-02-02 Hokkaido Electric Power Co Inc:The Control method of photovoltaic power generation device
JP3174073U (en) * 2011-12-22 2012-03-01 有限会社吉田エンタープライズ Solar power plant
CN108347221A (en) * 2018-05-18 2018-07-31 江苏中信博新能源科技股份有限公司 A kind of tracking and controlling method and system of double side photovoltaic battery plate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114265053A (en) * 2021-12-16 2022-04-01 无锡安邦电气股份有限公司 LED radar speed measurement screen with warning function and control method thereof

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