JP2021035101A

JP2021035101A - 太陽光発電装置

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Publication number: JP2021035101A
Application number: JP2019150871A
Authority: JP
Inventors: 勝美衛藤; Katsumi Eto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2021-03-01
Anticipated expiration: 2039-08-21
Also published as: JP7252095B2

Abstract

【課題】太陽の動きに太陽光発電パネルを追従させ、発電効率を良くした太陽光発電装置を提供する。
【解決手段】板状をなした基台１と、その上面に軸支されたターンテーブル２とからなり、ターンテーブル２の上面には、設置場所の緯度に応じ、最も効率よく太陽光を吸収できる所定の傾斜を保って太陽光発電パネル９が固定されていると共に、ターンテーブル２の裏面には、その軸芯と同軸状にプーリー５が固定されており、基台１上のターンテーブル２の設置箇所から離れた位置には、プーリー５より小径のプーリー６が軸支されており、大径のプーリー５と小径のプーリー６のそれぞれの外周間にはワイヤーロープ７が緊張状態で張架されており、小径のプーリー６を回転させることにより、大径のプーリー５が従動してターンテーブル２を回転させ、ターンテーブル２上の太陽光発電パネル９が運行軌道上の太陽の方向を向く様になっていることを特徴とする太陽光発電装置。
【選択図】図１

Description

この発明は太陽光発電装置、詳しくは、従来のものに比べ格段に高い効率で発電することが出来る太陽光発電装置に関するものである。

再生可能エネルギーとしての太陽光を利用した発電は、地球温暖化防止の為に有効であるとして、近年多く設置されている。

なし

太陽光発電は、太陽から地上に降り注ぐ光エネルギーが太陽光発電パネルに当たった際の光起電力効果によって電気が起きる現象を利用したものであり、太陽光発電パネルを建築物の屋根や休閑地などに設置することにより、実施されている。

太陽光発電は、太陽光が当たりさえすれば電力が生み出される発電方法であり、火力発電の様に燃料を必要とせず、本体にはタービンなどの精密な可動部分もないので、故障しにくく、信頼性は高いが、太陽光発電パネルに当たる太陽光の強弱、つまり日照量によって発電量が直接的に左右されるので、電力の安定的な供給という面においては、他の発電方法より劣っている点は否めない。

一般的に、太陽光発電パネルは、建築物の南側の屋根や休閑地の南向き斜面などに設置し、少しでも高い密度で太陽光が太陽光発電パネルに当たる様、それなりに配慮はされているが、太陽光発電パネル自体は設置箇所に固定されているのが普通であり、日の出から日没までの運行軌道上を時々刻々移動する太陽の位置に太陽光発電パネルが追従出来る様にはなっておらず、太陽の位置によって太陽光発電パネルに当たる太陽光の密度が変化し、発電量の多い時刻と少ない時刻とが生じることが避けられず、太陽光のエネルギーを利用し切れてはいなかった。

運行軌道上の太陽の位置に応じて太陽光発電パネルの向きが変更出来る様になっておれば、効率的な太陽光発電が可能となることは自明の理であるが、太陽光発電パネルは露天に設置されるのが普通であり、常に風雨に晒される過酷な条件下に置かれるので、向きを変換する為の機構も、非常に高い信頼性が要求され、コスト的にもこれに応えることはむずかしかった。
特に、休閑地などに設置される太陽光発電パネルは、効率性の点から一辺が２０メートルにも及ぶ非常に大きいものが用いられつつあるが、この様な巨大な太陽光発電パネルの向きを太陽の位置に応じて手軽に変換出来る信頼性の高い装置は見当たらなかった。

本発明者は、太陽光発電パネルによる効率的な発電を実現すべく、太陽光発電パネルの向きの変換に関する上記の問題点を解決せんとして鋭意研究を行った結果、露天の過酷な環境下にあっても、高い信頼性かつ低コストで太陽光発電パネルの向きを太陽の位置に応じて手軽に変換出来、効率的な太陽光発電を実現出来る便利な太陽光発電装置を開発することに成功し、本発明としてここに提案するものである。

板状をなした基台と、その上面に軸支されたターンテーブルとからなり、ターンテーブルの上面には、設置場所の緯度に応じ、最も効率よく太陽光を吸収できる角度となる様に、所定の傾斜角を保って太陽光発電パネルが固定されていると共に、ターンテーブルの裏面には、その軸芯と同軸状にプーリーが固定されており、基板上のターンテーブルの設置箇所から離れた位置には、前記プーリーより径の小さい別のプーリーが軸支されていると共に、このプーリーを回転させる駆動装置が設けられており、前記大径のプーリーと小径のプーリーのそれぞれの外周間にはワイヤーロープが緊張状態で張架されており、小径のプーリーを駆動装置で回転させることにより、大径のプーリーが従動して、ターンテーブルを回転させ、ターンテーブル上の太陽光発電パネルが運行軌道上の太陽の方向を向く様にすることにより、上記課題を解決した。

休閑地など、所望の場所に設置し、使用に供するものであるが、設置場所の緯度に応じた傾斜角を保ってターンテーブル上に回転自在に位置せしめられた太陽光発電パネルは、ターンテーブルの回転により東の方向から西の方向、つまり日の出の方向から日没の方向へと、太陽光の運行軌道に沿って、その向きを変更出来る状況に置かれる。

従って、小径のプーリーを駆動装置によって回転させ、ターンテーブルに固定されている大径のプーリーとの間に張架されているワイヤーロープを介して大径のプーリーを連続的あるいは間歇的に回転させ、日の出には太陽光発電パネルが東の方向、南中時には南の方向、日没時には西の方向をそれぞれ向く様にすれば、太陽光発電パネルは常に運行軌道上の太陽の方向を向くことになり、日の出から日没まで、常に最も効率よい状態で太陽光発電をすることが出来る。
この際、ターンテーブル上の太陽光発電パネルを太陽の動きに追従させる機構は、ターンテーブルの裏面に固定された大径のプーリーと基台上に固定された小径のプーリー及びこれらプーリーの外周間に張架されたワイヤーロープから構成されており、ターンテーブルの駆動は一本のワイヤーロープによって行われる極めて単純な機構なので、露天において常に風雨に晒される過酷な設置条件下でも故障するおそれがほとんどなく、保守点検が容易で、高い実用性、信頼性及び経済性を有している。

太陽光発電パネルが設置場所の緯度に応じた傾斜角で固定されたターンテーブルを基台上に回転自在に枢支し、大小のプーリーとそれらの間に張架されたワイヤーロープでターンテーブルを回転させ、太陽光発電パネルが運行軌道上の太陽の方向を向く様にした点に特徴が存する。

図中１は基台、２はターンテーブルであり、基台１は板状をなしており、その裏面に設けられた脚部３によって、休閑地などの設置場所に安定的に設置される様になっている。この実施例においては、基台１は強度や耐久性の観点から、アングル材（形鋼）と鋼板を組合わせて構成したが、コンクリートや強化プラスチックなどを素材としたものでも良い。
又、この実施例においては、基台１の一辺の長さは２０ｍ程度であるが、それより大きくても小さくても良く、その大きさは問わない。
一方、ターンテーブル２は前記基台１より小面積の板状をなしており、基台１の中央部から植設された枢支軸４によって基台１の上方に間隔をあけて回転自在に軸支される。この実施例においては、ターンテーブル２も、基台１と同様、形鋼と鋼板とを組合わせて構成したが、強化プラスチック等の他の素材を用いたものであっても良い。

又、ターンテーブル２の裏面には、前記枢支軸４と同軸状に径の大きいプーリー５が固定されている。
更に、基台１上面側方のターンテーブル２の設置箇所から離れた位置には、前記プーリー５より小径の別のプーリー６が軸支されており、一対のプーリー５とプーリー６の外周間にはワイヤーロープ７が緊張状態で張架されており、小径のプーリー６の回転に大径のプーリー５が従動する様になっている。なお、ワイヤーロープ７は錆びにくく耐久性に富むステンレススチール製のものが好ましい。そして、このプーリー６にはこれを回転させる為の駆動装置８が接続されている。
駆動装置８は手動のものでも良いが、油圧ポンプや電気モーターなどを用いることが出来、停止時の遊びがほとんどない油圧ポンプを駆動源としたものが特に好ましい。

又、ターンテーブル２の上面には設置場所の緯度に応じ、最も効率良く太陽光を吸収できる角度となる様、所定の傾斜角度αを保って太陽光発電パネル９が設置されている。太陽光発電パネル９は太陽電池セルを複数枚構造体に入れてパネル状にしたものであり、この実施例のものにおいては、矩形状をなしている。

なお、ターンテーブル２と太陽光発電パネル９の接触部分にヒンジを介在させ、傾斜角αを変更可能にすれば、設置場所の緯度に応じて、この傾斜角αを適宜調整し、最も効率よく太陽光を吸収することが出来る様になるので、好都合である。
更に、基台１の上面には枢支軸４と同心円状に複数のキャスター１０が、ターンテーブル２の裏面を支持する様に植設されており、これによりターンテーブル２にかかる負荷を分散させる様になっている。

この実施例は、上記の通りの構成を有するものであり、休閑地など、所望の場所に設置し、使用に供するものであるが、設置場所の緯度に応じた傾斜角αを保ってターンテーブル２上に回転自在に位置せしめられた太陽光発電パネル９は、ターンテーブル２の回転により東の方向から西の方向、つまり日の出の方向から日没の方向へと、太陽光の運行軌道に沿って、その向きを変更出来る状況に置かれる。
従って、小径のプーリー６を駆動装置８によって回転させ、ターンテーブル２に固定されている大径のプーリー５との間に張架されているワイヤーロープ７を介して大径のプーリー５を連続的あるいは間歇的に回転させ、日の出時には図４に示す様に太陽光発電パネル９が東の方向、南中時には図５に示す様に太陽光発電パネル９が南の方向、日没時には図６に示す様に太陽光発電パネル９が西の方向を向く様にすれば、太陽光発電パネル９は常に運行軌道上の太陽の方向を向くことになり、日の出から日没まで、常に最も効率よい状態で太陽光発電をすることが出来る。

なお、駆動装置８に、太陽の動きに同期してプーリー６の回転を制御する制御装置やタイマーを付設しておけば、入手を介することなく、自動的にターンテーブル２を太陽の移動に追従させることが出来、更に便利である。

ターンテーブル２上の太陽光発電パネル９を太陽の動きに追従させる機構は、ターンテーブル２の裏面に固定された大径のプーリー５と基台１上に固定されて小径のプーリー６及びこれらプーリー５，６の外周間に張架されたワイヤーロープ７から構成されており、ターンテーブル２の駆動は一本のワイヤーロープ７によって行われる極めて単純な機構なので、露天において常に風雨に晒される過酷な設置条件下でも故障するおそれがほとんどなく、保守点検が容易で高い実用性、信頼性及び経済性を有している。

大規模、小規模を問わず、太陽光発電の分野において大いに利用価値がある。

この発明に係る太陽光発電装置の実施例１の斜視図。同じく、その平面図。同じく、その側面図。同じく、日の出時における太陽光発電パネルの向きを示した使用状況の説明図。同じく、南中時における太陽光発電パネルの向きを示した使用状況の説明図。同じく、日没時における太陽光発電パネルの向きを示した使用状況の説明図。

１．基台
２．ターンテーブル
３．脚部
４．枢支軸
５．プーリー
６．プーリー
７．ワイヤーロープ
８．駆動装置
９．太陽光発電パネル
１０．キャスター

Claims

板状をなした基台と、その上面に軸支されたターンテーブルとからなり、ターンテーブルの上面には、設置場所の緯度に応じ、最も効率よく太陽光を吸収できる角度となる様に、所定の傾斜角を保って太陽光発電パネルが固定されていると共に、ターンテーブルの裏面には、その軸芯と同軸状にプーリーが固定されており、基板上のターンテーブルの設置箇所から離れた位置には、前記プーリーより径の小さい別のプーリーが軸支されていると共に、このプーリーを回転させる駆動装置が設けられており、前記大径のプーリーと小径のプーリーのそれぞれの外周間にはワイヤーロープが緊張状態で張架されており、小径のプーリーを駆動装置で回転させることにより、大径のプーリーが従動してターンテーブルを回転させ、ターンテーブル上の太陽光発電パネルが運行軌道上の太陽の方向を向く様になっていることを特徴とする太陽光発電装置。
駆動装置が油圧ポンプを動力源としたものであることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
ワイヤーロープがステンレススチール製であることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。