JP2022019220A - Drive device, concentrating solar power generation device, and array drive method - Google Patents
Drive device, concentrating solar power generation device, and array drive method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022019220A JP2022019220A JP2020122935A JP2020122935A JP2022019220A JP 2022019220 A JP2022019220 A JP 2022019220A JP 2020122935 A JP2020122935 A JP 2020122935A JP 2020122935 A JP2020122935 A JP 2020122935A JP 2022019220 A JP2022019220 A JP 2022019220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- array
- rotating body
- motor
- braking
- power generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 35
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 7
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
本開示は、駆動装置、集光型太陽光発電装置、及び、アレイの駆動方法に関する。 The present disclosure relates to a driving device, a concentrating photovoltaic power generation device, and a method for driving an array.
太陽追尾型の太陽光発電装置は、一般に、モータを駆動源として、アレイ(太陽光発電パネル)が太陽を追尾するように動く構成を備えている(例えば、特許文献1,2参照。)。また、集光型太陽光発電装置は、集光レンズにより太陽光を小さな発電素子に集光して発電する光学的基本ユニットを並べて構成したモジュールを、さらにパネル状に多数並べたアレイが、太陽を追尾して発電する装置である。太陽の追尾は、駆動装置により、アレイが間欠的に必要な角度だけ回転することを繰り返して行われる。集光型太陽光発電装置は太陽を正確に追尾しないと発電できないので、駆動は、方位角及び仰角の2軸方向にそれぞれ行われる。 The solar tracking type photovoltaic power generation device generally has a configuration in which an array (solar power generation panel) moves so as to track the sun by using a motor as a drive source (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In addition, the condensing type photovoltaic power generation device is an array in which a large number of modules, which are composed of arranging optical basic units that condense sunlight on a small power generation element with a condensing lens to generate electricity, are arranged in a panel shape. It is a device that tracks and generates electricity. The tracking of the sun is repeated by the drive device, in which the array is intermittently rotated by the required angle. Since the concentrating photovoltaic power generation device cannot generate power unless the sun is accurately tracked, the drive is performed in the biaxial directions of the azimuth angle and the elevation angle, respectively.
駆動装置には、モータの回転を減速し、かつ、大きな駆動力を得るために、減速ギヤ機構が用いられる。ギヤのかみ合い部分には、微小な遊びであるバックラッシュがある。バックラッシュは、長年の使用によるギヤの摩耗により、徐々に増大する。間欠的な回転運動を行うということは、停止している時間があるということである。この停止している時間内に、例えばアレイが風圧を受けてバックラッシュの分だけ受動的に回転してしまう場合がある。 A reduction gear mechanism is used in the drive device in order to decelerate the rotation of the motor and obtain a large driving force. There is a backlash, which is a minute play, in the meshing part of the gear. Backlash gradually increases due to gear wear over many years of use. Performing intermittent rotational movements means that there is time to stop. During this stopped time, for example, the array may be passively rotated by the amount of backlash due to wind pressure.
集光型ではない結晶シリコン型のアレイであれば、太陽追尾の僅かなずれが発電に大きく影響することはない。しかし、集光型太陽光発電装置は、小さな発電素子に集光しているため、意図しない回転により追尾がずれると、発電素子に集光できなくなる場合がある。日中にこのようなことがたびたび起きれば、発電性能が低下することになる。 If it is a crystalline silicon type array that is not a condensing type, a slight deviation in the sun tracking will not significantly affect power generation. However, since the concentrating solar power generation device collects light on a small power generation element, if the tracking shifts due to unintended rotation, it may not be possible to condense light on the power generation element. If this happens frequently during the day, the power generation performance will deteriorate.
仰角方向に関しては、アレイの重心が駆動装置にバイアスをかけるよう設計することにより、通常レベルの風圧による受動的な回転は抑制することができる。しかし、方位角方向には、このような設計をすることが困難であり、バックラッシュによる受動的な回転が避けがたい。なお、上記特許文献1の装置としては、特殊な歯車を2本の爪で押したり止めたりする構成が開示されているが、順方向への受動的な回転は止められない。また、そもそも、特殊な歯車では動作の1ステップが粗くなり、精密な太陽追尾には適さない。 With respect to the elevation direction, by designing the center of gravity of the array to bias the drive, passive rotation due to normal levels of wind pressure can be suppressed. However, it is difficult to make such a design in the azimuth direction, and passive rotation due to backlash is unavoidable. The device of Patent Document 1 discloses a configuration in which a special gear is pushed or stopped by two claws, but passive rotation in the forward direction cannot be stopped. Moreover, in the first place, one step of operation becomes rough with a special gear, and it is not suitable for precise sun tracking.
かかる課題に鑑み、本発明は、集光型太陽光発電装置に関して、減速ギヤ機構のバックラッシュに起因する発電性能の低下を抑制することを目的とする。 In view of these problems, it is an object of the present invention to suppress deterioration of power generation performance due to backlash of the reduction gear mechanism in the concentrating photovoltaic power generation device.
本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は特許請求の範囲によって定められるものである。 The present disclosure includes the following inventions. However, the present invention is defined by the scope of claims.
本開示の駆動装置は、集光型太陽光発電用のアレイを、太陽を追尾する姿勢となるよう駆動する駆動装置であって、方位角の追尾に関して、
方位角の回転駆動源となるモータと、
前記モータの軸回転を減速する減速ギヤ機構と、
前記減速ギヤ機構の、減速された方に設けられ、前記アレイに方位角の回転運動を生じさせる回転体と、
前記モータを間欠的に駆動する駆動回路と、
前記モータの間欠的な駆動によって前記回転体が停止したときから次に回転開始するまでの時間内で、前記回転体を拘束して受動的な回転運動を抑制する制動部と、
前記駆動回路及び前記制動部を制御する制御部と、
を備えている。
The drive device of the present disclosure is a drive device that drives an array for concentrating photovoltaic power generation so as to be in a posture of tracking the sun, and is a drive device for tracking an azimuth angle.
The motor that is the azimuth rotation drive source and
A reduction gear mechanism that reduces the shaft rotation of the motor, and
A rotating body provided on the decelerated side of the reduction gear mechanism and causing the array to rotate in an azimuth angle.
A drive circuit that intermittently drives the motor,
A braking unit that restrains the rotating body and suppresses passive rotational movement within the time from when the rotating body stops due to the intermittent drive of the motor until the next rotation starts.
A control unit that controls the drive circuit and the braking unit,
It is equipped with.
また、本開示の集光型太陽光発電装置は、集光型太陽光発電用のアレイと、当該アレイを太陽追尾の姿勢となるよう駆動する上記の駆動装置と、を備えている。 Further, the concentrating photovoltaic power generation device of the present disclosure includes an array for concentrating photovoltaic power generation and the above-mentioned driving device for driving the array so as to be in the posture of tracking the sun.
方法の観点からは、本開示は、減速ギヤ機構を有し、太陽を追尾して発電する集光型太陽光発電装置、におけるアレイの駆動方法であって、方位角の追尾に関して、
太陽追尾に必要な角度分だけ、前記アレイと一体的に動作する回転体を回転させて停止させる第1の動作、及び、停止中の前記回転体が受動的な回転運動をしないように前記回転体を拘束する第2の動作を、交互に実行して前記アレイを間欠的に動かすアレイの駆動方法である。
From the point of view of the method, the present disclosure is a method of driving an array in a concentrating photovoltaic power generation device having a reduction gear mechanism and tracking the sun to generate power, and the present disclosure relates to tracking of an azimuth angle.
The first operation of rotating and stopping the rotating body that operates integrally with the array by the angle required for sun tracking, and the rotation of the stopped rotating body so as not to make a passive rotational movement. It is a method of driving an array that intermittently moves the array by alternately performing a second operation of restraining the body.
本開示によれば、集光型太陽光発電装置において、減速ギヤ機構のバックラッシュに起因する発電性能の低下を抑制することができる。 According to the present disclosure, in a concentrating photovoltaic power generation device, it is possible to suppress deterioration of power generation performance due to backlash of the reduction gear mechanism.
[本開示の実施形態の説明]
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。
[Explanation of Embodiments of the present disclosure]
The embodiments of the present disclosure include at least the following as a gist thereof.
(1)これは、集光型太陽光発電用のアレイを、太陽を追尾する姿勢となるよう駆動する駆動装置であって、方位角の追尾に関して、方位角の回転駆動源となるモータと、前記モータの軸回転を減速する減速ギヤ機構と、前記減速ギヤ機構の、減速された方に設けられ、前記アレイに方位角の回転運動を生じさせる回転体と、前記モータを間欠的に駆動する駆動回路と、前記モータの間欠的な駆動によって前記回転体が停止したときから次に回転開始するまでの時間内で、前記回転体を拘束して受動的な回転運動を抑制する制動部と、前記駆動回路及び前記制動部を制御する制御部と、を備えている。 (1) This is a drive device that drives an array for condensing solar power generation so as to be in a posture of tracking the sun, and with respect to tracking the azimuth angle, a motor that is a rotational drive source of the azimuth angle. A reduction gear mechanism for decelerating the shaft rotation of the motor, a rotating body provided on the decelerated side of the reduction gear mechanism to cause rotational movement of the azimuth angle in the array, and the motor are intermittently driven. A drive circuit, a braking unit that restrains the rotating body and suppresses passive rotational movement within the time from when the rotating body stops due to intermittent driving of the motor until the next rotation starts. It includes the drive circuit and a control unit that controls the braking unit.
前記(1)のように構成された駆動装置では、方位角の方向において、回転体及びアレイが停止したときから次に動き始めるまでの時間内に、回転体が制動部により拘束される。これにより、受動的な要因で方位角の方向へアレイが回転することを抑制できる。従って、減速ギヤ機構のバックラッシュに起因して、例えば風圧を受けたアレイがバックラッシュの分だけ僅かに回転する、という好ましくない事態の発生を抑制することができる。その結果、発電性能の低下を抑制することができる。 In the drive device configured as described in (1) above, the rotating body is restrained by the braking unit within the time from when the rotating body and the array are stopped to when they start moving next in the direction of the azimuth angle. This can prevent the array from rotating in the direction of the azimuth due to passive factors. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of an unfavorable situation in which, for example, the array under wind pressure rotates slightly by the amount of backlash due to the backlash of the reduction gear mechanism. As a result, deterioration of power generation performance can be suppressed.
(2)前記(1)の駆動装置は、例えば、前記制動部として、制動用モータと、前記制動用モータを駆動源として油圧を発生させるマスターシリンダと、前記油圧により前記回転体に圧接可能なブレーキキャリパと、を備えている。
この場合、制動用モータを駆動することにより油圧を発生させ、ブレーキキャリパを回転体に圧接させて、停止時間内での回転体及びアレイの受動的な回転を抑制することができる。これにより、制動用モータを駆動するだけの容易な制御と、油圧による強力な制動とを実現することができる。
(2) The drive device according to (1) can be pressed against the rotating body by, for example, a braking motor as the braking unit, a master cylinder for generating hydraulic pressure using the braking motor as a drive source, and the hydraulic pressure. It is equipped with a brake caliper.
In this case, hydraulic pressure can be generated by driving the braking motor, and the brake caliper can be pressed against the rotating body to suppress passive rotation of the rotating body and the array within the stop time. As a result, it is possible to realize easy control only by driving the braking motor and powerful braking by hydraulic pressure.
(3)前記(1)の駆動装置は、前記制動部として、前記回転体に対して一方向に回転トルクをかける制動用モータを含むものであってもよい。
この場合、減速ギヤ機構のバックラッシュがある方へ回転体が回転しないように逆の一方向へ回転トルクをかけることで、停止時間内での回転体及びアレイの受動的な回転を抑制することができる。例えば制動モータの回転を減速する動力伝達機構を用いれば、小型の制動用モータでも十分な回転抑制効果を得ることができる。
(3) The drive device of the above (1) may include a braking motor for applying a rotational torque to the rotating body in one direction as the braking unit.
In this case, passive rotation of the rotating body and the array within the stop time is suppressed by applying a rotational torque in the opposite direction so that the rotating body does not rotate toward the backlash of the reduction gear mechanism. Can be done. For example, if a power transmission mechanism that decelerates the rotation of the braking motor is used, a sufficient rotation suppressing effect can be obtained even with a small braking motor.
(4)前記(1)から(3)までのいずれかの駆動装置において、前記制動部は、日中にのみ、前記回転体を拘束する機能を発揮すれば足りる。
発電しない夜間は、アレイは太陽追尾を行わず、バックラッシュの影響を考慮する必要がないので、回転体を拘束する機能は、日中にのみ発揮されればよい。
(4) In any of the driving devices (1) to (3), it is sufficient that the braking unit exerts a function of restraining the rotating body only during the daytime.
At night when no power is generated, the array does not track the sun and does not need to consider the effects of backlash, so the function of restraining the rotating body need only be exerted during the day.
(5)前記(3)の駆動装置において、前記回転トルクは、停止した状態の前記アレイ及び前記回転体を、次に回転開始させるための回転トルクより小さい。
この場合、受動的な回転を抑制するための回転トルクが、太陽追尾のための本来の回転トルクに達することを防止することができる。
(5) In the drive device of the above (3), the rotational torque is smaller than the rotational torque for starting the rotation of the array and the rotating body in a stopped state next.
In this case, it is possible to prevent the rotational torque for suppressing passive rotation from reaching the original rotational torque for tracking the sun.
(6)集光型太陽光発電装置としては、集光型太陽光発電用のアレイと、当該アレイを太陽追尾の姿勢となるよう駆動する前記(1)に記載の駆動装置と、を備えている。
このような集光型太陽光発電装置における駆動装置では、方位角の方向において、回転体及びアレイが停止したときから次に動き始めるまでの時間内に、回転体が制動部により拘束される。これにより、受動的な要因で方位角の方向へアレイが回転することを抑制できる。従って、減速ギヤ機構のバックラッシュに起因して、例えば風圧を受けたアレイがバックラッシュの分だけ僅かに回転する、という好ましくない事態の発生を抑制することができる。その結果、発電性能の低下を抑制することができる。
(6) The concentrating photovoltaic power generation device includes an array for concentrating photovoltaic power generation and the driving device according to (1) above, which drives the array so as to be in the posture of tracking the sun. There is.
In the drive device in such a concentrating photovoltaic power generation device, the rotating body is restrained by the braking unit within the time from when the rotating body and the array are stopped to when they start moving next in the direction of the azimuth angle. This can prevent the array from rotating in the direction of the azimuth due to passive factors. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of an unfavorable situation in which, for example, the array under wind pressure rotates slightly by the amount of backlash due to the backlash of the reduction gear mechanism. As a result, deterioration of power generation performance can be suppressed.
(7)方法の観点からは、本開示は、減速ギヤ機構を有し、太陽を追尾して発電する集光型太陽光発電装置、におけるアレイの駆動方法であって、方位角の追尾に関して、太陽追尾に必要な角度分だけ、前記アレイと一体的に動作する回転体を回転させて停止させる第1の動作、及び、停止中の前記回転体が受動的な回転運動をしないように前記回転体を拘束する第2の動作を、交互に実行して前記アレイを間欠的に動かすアレイの駆動方法である。 (7) From the viewpoint of the method, the present disclosure is a method for driving an array in a concentrating solar power generation device having a reduction gear mechanism and tracking the sun to generate power, and the present disclosure relates to tracking of an azimuth angle. The first operation of rotating and stopping the rotating body that operates integrally with the array by the angle required for sun tracking, and the rotation of the stopped rotating body so as not to make a passive rotational movement. It is a method of driving an array that intermittently moves the array by alternately performing a second operation of restraining the body.
前記(7)のアレイの駆動方法によれば、方位角の方向において、回転体及びアレイが停止したときから次に動き始めるまでの時間内に、回転体が拘束される。これにより、受動的な要因で方位角の方向へアレイが回転することを抑制できる。従って、減速ギヤ機構のバックラッシュに起因して、例えば風圧を受けたアレイがバックラッシュの分だけ僅かに回転する、という好ましくない事態の発生を抑制することができる。その結果、発電性能の低下を抑制することができる。 According to the method of driving the array according to the above (7), the rotating body is constrained in the direction of the azimuth angle within the time from when the rotating body and the array stop to when they start moving next. This can prevent the array from rotating in the direction of the azimuth due to passive factors. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of an unfavorable situation in which, for example, the array under wind pressure rotates slightly by the amount of backlash due to the backlash of the reduction gear mechanism. As a result, deterioration of power generation performance can be suppressed.
[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示の集光型太陽光発電モジュール(以下、単にモジュールとも言う。)及び集光型太陽光発電装置の具体例について、図面を参照して説明する。
[Details of Embodiments of the present disclosure]
Hereinafter, specific examples of the concentrating photovoltaic power generation module (hereinafter, also simply referred to as a module) and the concentrating photovoltaic power generation device of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
《集光型太陽光発電装置》
図1及び図2はそれぞれ、1基分の、集光型太陽光発電装置100の一例を、受光面側から見た斜視図である。図1は、完成した状態での集光型太陽光発電装置100を示し、図2は、組立途中の状態での集光型太陽光発電装置100を示している。図2は、追尾架台2の架台部25の骨組みが見える状態を右半分に示し、モジュール1Mが取り付けられた状態を左半分に示している。なお、実際にモジュール1Mを追尾架台2に取り付ける際は、架台部25を地面に寝かせた状態で取り付けを行う。
<< Concentrated solar power generation device >>
1 and 2 are perspective views of an example of a concentrating photovoltaic
図1において、この集光型太陽光発電装置100は、上部側で連続し、下部側で左右に分かれた形状のアレイ(太陽光発電パネル)1と、追尾架台2とを備えている。アレイ1は、背面側の架台部25(図2)上にモジュール1Mを整列させて構成されている。図1の例では、左右のウイングを構成する(96(=12×8)×2)個と、中央の渡り部分の8個との、合計200個のモジュール1Mの集合体として、アレイ1が構成されている。各モジュール1Mは、集光レンズにより太陽光を小さな発電素子に集光して発電する光学的基本ユニットがマトリックス状に多数並べられた既知の構成を有する。
In FIG. 1, the concentrating solar
追尾架台2は、アレイ1を支持するとともに、太陽を追尾するようにアレイ1の姿勢を変化させる。追尾架台2は、支柱21と、基礎22と、駆動装置23と、駆動軸となる水平軸24(図2)と、架台部25を備えている。支柱21は、下端が基礎22に固定され、上端に駆動装置23を備えている。
The tracking
図1において、基礎22は、上面のみが見える程度に地中に堅固に埋設される。基礎22を地中に埋設した状態で、支柱21は鉛直となり、水平軸24(図2)は水平となる。駆動装置23は、2軸駆動すなわち、水平軸24を、方位角(支柱21の中心軸周りの角度)及び仰角(水平軸24の中心軸周りの角度)の2方向に回転させることができる。図2において、水平軸24には、補強材25aが取り付けられている。また、補強材25aには、複数本の水平方向へのレール25bが取り付けられている。従って、水平軸24が方位角又は仰角の方向に回転すれば、アレイ1もその方向に回転する。
In FIG. 1, the
《駆動装置の構造:第1例》
次に、上記の駆動装置23について詳細に説明する。
図3は、支柱21の中心軸に直交する、ある方向から駆動装置23を見た図である。
図4は、図3に示す駆動装置23の平面図である。図5は、図3に示す駆動装置23を斜め下から見た図である。
<< Structure of drive device: First example >>
Next, the above-mentioned
FIG. 3 is a view of the
FIG. 4 is a plan view of the
図3において、駆動装置23は、支柱21の上端に取りつけられている。仰角駆動部30は、モータ31と外側の固定輪32とが相互に固定され、モータ31の回転軸と内側の可動輪33とがそれぞれ、ウォームとホイールとの関係になり、減速ギヤ機構を構成している。モータ31の回転は減速され、可動輪33を回転させる。この回転により、水平軸24を、その中心軸周りに(すなわち仰角方向に)回転させる。
In FIG. 3, the
方位角駆動部40は、モータ41と、外側の回転体43とが相互に固定されている。モータ41の回転軸と、支柱21に固定された内側のリング状のギヤ42とがそれぞれ、ウォームとホイールとの関係になり、減速ギヤ機構を構成している。モータ41の回転は減速され、回転体43を回転させる。回転体43はモータ41と共に、支柱21の中心軸周りに、水平に回転する。この回転により、水平軸24を支柱21の中心軸周りに(すなわち方位角方向に)回転させる。
In the
図3及び図4において、仰角駆動部30は、方位角駆動部40の回転体43の平坦な円形上面に固定されている。方位角駆動部40が回転すれば、仰角駆動部30も一体になって回転する。
図3及び図5において、制動部50は、支柱21に取りつけられている。制動部50は、回転体43の下部の、円環鍔状の被制動部43aに圧接して、回転体43の回転運動を抑制することができる。
In FIGS. 3 and 4, the elevation
In FIGS. 3 and 5, the braking
図6は、制動部50の構成を簡略化して示した図である。駆動装置23(図3~図5)に関しては、方位角駆動部40の回転体43のみを図示している。制動部50は、制動用モータ51と、その回転軸に接続された減速ギヤ機構52と、マスターシリンダ53と、一対のブレーキキャリパ54,55とを備えている。制動用モータ51を回転させると、減速ギヤ機構52を介してマスターシリンダ53により油圧が発生する。この油圧により、ブレーキキャリパ54,55は、回転体43の被制動部43aを挟み込んで圧迫し、回転体43が回転しないよう拘束する。制動用モータ51を逆回転させると、油圧が抜けてブレーキキャリパ54,55は被制動部43aを解放する。
FIG. 6 is a simplified view showing the configuration of the
このように、制動部50は、制動用モータ51を駆動することにより油圧を発生させ、ブレーキキャリパ54,55を回転体43に圧接させて、回転体43及びアレイ1の回転を抑制することができる。これにより、制動用モータ51を駆動するだけの容易な制御と、油圧による強力な制動とを実現することができる。
In this way, the
《駆動装置の制御》
図7は、駆動装置23の回路構成の概略を示す図である。図において、駆動装置23は、日射センサ61と、制御部62と、駆動回路63と、回転抑制用駆動回路64とを備えている。日射センサ61は、例えば、アレイ1(図1)の近傍に取り付けられる。制御部62、駆動回路63、及び、回転抑制用駆動回路64は、例えば、支柱21に取り付けられた電装品ボックス(図示せず。)に収容することができる。制御部62は、例えばコンピュータを含み、コンピュータがソフトウェア(コンピュータプログラム)を実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部62内の記憶部62mに格納される。
<< Control of drive device >>
FIG. 7 is a diagram showing an outline of the circuit configuration of the
日射センサ61は、日射の有無すなわち、日中(日の出から日没直前まで)か夜間かを検出し、検出信号を制御部62に送る。制御部62は、日中に、駆動装置23を制御してアレイ1(図1)に、太陽の追尾を行わせる。制御部62は、太陽の位置情報を記憶部62mに記憶している。太陽の位置情報は、アレイ1の設置場所の緯度、経度、年月日及び時刻に基づいて太陽の位置を演算して求めた基本データに、さらに実際の場所でのデータ較正を加えて精度を高めたものである。従って、制御部62は、現時点で太陽がどの仰角及び方位角にあるかを把握している。
The
制御部62内には、ソフトウェアにより実現される機能部として、追尾指令部62t及び制動指令部62bとがある。追尾指令部62tは、太陽の位置情報に基づいて、駆動回路63に、アレイ1が向くべき仰角及び方位角を指示する。これを受けて駆動回路63は、仰角のモータ31及び方位角のモータ41を必要量回転させる。
In the
回転は間欠的に実行され、アレイ1は間欠的に動く。太陽光を集光する位置には高効率の発電素子(太陽電池セル)があるが、発電素子にも一定の大きさがある。そのため、常にピンポイントで発電素子の受光面の同じ位置に集光しなくてもよく、太陽の動きとともに集光位置が少し動いても、発電素子の受光面に当たっていればよい。従って、受光面の一端から他端まで集光位置が移動する間の時間は、アレイ1は停止している。他端に達すると、アレイ1が動いて再び受光面の一端に太陽光を集光させる。このようにして、間欠的な動きによる太陽追尾が実行される。 The rotation is performed intermittently, and the array 1 moves intermittently. There is a high-efficiency power generation element (solar cell) at the position where sunlight is collected, but the power generation element also has a certain size. Therefore, it is not always necessary to pinpoint the light to be focused on the same position on the light receiving surface of the power generation element, and even if the light collecting position moves a little with the movement of the sun, it suffices to hit the light receiving surface of the power generation element. Therefore, the array 1 is stopped for a period of time while the condensing position moves from one end to the other end of the light receiving surface. When it reaches the other end, the array 1 moves to collect sunlight on one end of the light receiving surface again. In this way, sun tracking is performed by intermittent movements.
例えば、今、アレイ1に必要な仰角の回転角がΔθE、方位角の回転角がΔθAであるとする。制御部62は、これらの角度分の移動を、減速ギヤ機構34及び44を介して行うにはモータ31,41をそれぞれ何回転させる必要があるかを演算する。そして、それらの回転数を駆動回路63に指示する。モータ31,41は、自己の回転数を検出するエンコーダ機能を内蔵しており、その検出出力に基づいて駆動回路63は、必要な回転数だけ回転すれば、モータ31,41を停止させる。駆動回路63はモータ31,41を停止させた信号を制御部62に返す。
For example, it is assumed that the rotation angle of the elevation angle required for the array 1 is Δθ E and the rotation angle of the azimuth angle is Δθ A. The
一方、制動指令部62bは、方位角のモータ41が停止すると、回転抑制用駆動回路64に対して回転抑制指令の信号を与える。これを受けて回転抑制用駆動回路64は、制動部50に、制動を行わせる。制動部50は、前述の回転体43に圧接して回転体43が回転運動をしないよう拘束する。アレイ1が停止している間は、回転体43は拘束されている。次に追尾指令部62tがモータ41を回転させる直前には、制動指令部62bは、制動を解除する。
On the other hand, when the
図8は、方位角に関しての追尾開始から追尾終了までの、制御部62を主体とした動作の一例を示すフローチャートである。追尾を開始すると、制御部62は、方位角の所定の位置まで方位角駆動部40を駆動してアレイ1を動かし、停止させる(ステップS1)。停止後、制御部62は、制動部50を動作させ、制動を開始する(ステップS2)。これにより、回転体43及びアレイ1は、回転しないよう拘束される。従って、停止中のアレイ1に例えば風圧により方位角の方向へ減速ギヤ機構44のバックラッシュの分だけ動かそうとする力が作用しても、アレイ1の回転は抑制される。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of an operation mainly by the
次に、制御部62は、現在の太陽の位置に対して所定の遅れが発生しているか否かを判定し、所定の遅れが発生する状態になるのを待つ(ステップS3の繰り返し)。所定の遅れが発生している、とは、前述のように、太陽光の集光位置が発電素子の受光面から外れそうになる直前の状態である。所定の遅れが発生すると判定した場合、制御部62は、制動を解除する(ステップS4)。そして、制御部62は、ステップS5において日没になっていなければステップS1に戻り、同様の処理を繰り返す。日没になると、追尾は終了となる。
Next, the
《ここまでのまとめ》
上述のように、駆動装置23は、方位角の動作に関して、モータ41を間欠的に駆動する駆動回路63と、モータ41の間欠的な駆動によって回転体43が停止したときから次に回転開始するまでの時間内で、回転体43を拘束して受動的な回転運動を抑制する制動部50と、駆動回路63及び制動部50を制御する制御部62と、を備えている。
<< Summary so far >>
As described above, the
このような駆動装置23では、方位角の方向において、回転体43及びアレイ1が停止したときから次に動き始めるまでの時間内に、回転体43が制動部50により拘束される。これにより、受動的な要因で方位角の方向へアレイ1が回転することを抑制できる。従って、減速ギヤ機構44のバックラッシュに起因して、例えば風圧を受けたアレイ1がバックラッシュの分だけ僅かに回転する、という好ましくない事態の発生を抑制することができる。その結果、発電性能の低下を抑制することができる。
In such a
なお、制動部50は、日中にのみ、回転体43を拘束する機能を発揮する。発電しない夜間は、アレイ1は太陽追尾を行わず、バックラッシュの影響を考慮する必要がない。従って、回転体43を拘束する機能は、日中にのみ発揮されればよい。
The
《駆動装置の構造:第2例》
図9は、駆動装置23の第2例における制動部50に関する図である。第1例と異なるのは制動部50の取り付け方、及び、被制動部を回転体43のどの部分に設けるか、であり、その他は第1例と同様である。図9は、図6と同様の部位を見た図である。回転体43は、水平なフランジ状の被制動部43bを有している。
<< Structure of drive device: 2nd example >>
FIG. 9 is a diagram relating to the
図9における制動部50は、制動用モータ51と、その回転軸に接続された減速ギヤ機構52と、マスターシリンダ53と、一対のブレーキキャリパ54,55とを備えている。制動用モータ51を回転させると、減速ギヤ機構52を介してマスターシリンダ53により油圧が発生する。この油圧により、ブレーキキャリパ54,55は、回転体43の被制動部43bを挟み込んで圧迫し、回転体43が回転運動をしないよう拘束する。制動用モータ51を逆回転させると、油圧が抜けてブレーキキャリパ54,55は被制動部43bを解放する。
The
図6の構成との違いは、図6が被制動部43aを左右から挟んで圧迫するのに対して、図9では、被制動部43bを上下から挟んで圧迫する点である。図9の場合、被制動部43bが、図6の被制動部43aより大径になるので、その分、制動力を確保しやすい。
The difference from the configuration of FIG. 6 is that while FIG. 6 sandwiches and presses the braked
《駆動装置の構造:第3例》
図10は、駆動装置23の第3例における制動部70に関する簡略図である。第1例,第2例の制動部50との違いは、第1例,第2例の制動部50がディスクブレーキ型であるのに対して、第3例ではドラムブレーキ型の制動部70になっている点である。油圧発生の構成は第1例及び第2例と同様であるので図示を省略している。図10は、方位角駆動部40のみを真下から見た図である。支柱21(図1)の図示は省略する。
<< Structure of drive device: 3rd example >>
FIG. 10 is a simplified view of the
図10において、回転体43の下面には、回転体43に固定されたピン71と、ピン71により回動可能に支持されたブレーキシュー72とが、2組、対称に配置されている。ブレーキシュー72の右端には、矢印で示す方向に油圧により生じた力を与えることができる。矢印で示す方向に力を与えると、ブレーキシュー72が被制動部43aに押し付けられ、回転体43を拘束する。油圧を緩めると、ブレーキシュー72は回転体43を解放する。このように、ドラムブレーキ型の制動部70も使用可能である。
In FIG. 10, two sets of a
《駆動装置の構造:第4例》
図11及び図12は、駆動装置23の第4例における制動部80に関する図である。図11は、制動部80を含む駆動装置23のみを示す平面図である。図12は、制動部80を含む駆動装置23を、斜め下から見た図である。図11を参照した図12において、回転体43の下部には被制動部43cとしてのスプロケットが形成されている。支柱21に固定された支持腕部81は、支柱21の径方向外方へ突出して形成されている。支持腕部81の先端には制動用モータ82が内蔵され、制動用モータ82の回転軸82a(図11)に、スプロケット83が取り付けられている。大径な被制動部43cと小径なスプロケット83とには、チェーン84が掛けられている。
<< Structure of drive device: 4th example >>
11 and 12 are views regarding the
方位角駆動部40が停止し、アレイ1が停止しているときは、制動部80の制動用モータ82に回転トルクが与えられる。この回転トルクは回転体43及びアレイ1を方位角方向に付勢する方向に与えられる。但し、回転トルクは、実際に回転体43を回転させるには不十分であり、制動用モータ82は回転トルクを与えるのみである。
When the
このような回転トルクを与えることで、方位角の減速ギヤ機構44(図7)にバックラッシュがあっても、バックラッシュを詰める方向に回転体43が回転することは抑制される。従って、アレイ1に風圧による力が作用しても、アレイ1が受動的に回転することは抑制される。すなわち、制動用モータ82によりアレイ1の停止中にも回転トルクを与えることで、ブレーキによる制動と同様に、回転体43を拘束し、回転体43及びアレイ1の受動的な回転運動を抑制することができる。
By applying such a rotational torque, even if the reduction gear mechanism 44 (FIG. 7) having an azimuth angle has backlash, the rotating
上述のように、第4例の制動部80は、回転体43に対して一方向に回転トルクをかける制動用モータ82を含む。この制動用モータ82により、減速ギヤ機構44(図7)のバックラッシュがある方へ回転体43が回転しないように逆の一方向へ回転トルクをかける。これにより、停止時間内での回転体43及びアレイ1の受動的な回転を抑制することができる。
As described above, the
大径な被制動部43cと小径なスプロケット83との間にチェーン84を介して減速するような動力伝達機構となることで、小型の制動用モータ82でも十分な回転抑制効果を得ることができる。但し、制動用モータ82の回転トルクは、停止した状態のアレイ1及び回転体43を、次に回転開始させるための回転トルクより小さい。すなわち、回転体43の受動的な回転を抑制しつつも、回転抑制のための回転トルクは、太陽追尾のための本来の回転トルクより小さく抑えられている。
By providing a power transmission mechanism that decelerates via a
《補記》
なお、上述の各制動部50,70,80については、その少なくとも一部を、相互に任意に組み合わせてもよい。
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
《Supplementary note》
At least a part of the above-mentioned
It should also be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 アレイ
1M 集光型太陽光発電モジュール(モジュール)
2 追尾架台
21 支柱
22 基礎
23 駆動装置
24 水平軸
25 架台部
25a 補強材
25b レール
30 仰角駆動部
31 モータ
32 固定輪
33 可動輪
34 減速ギヤ機構
40 方位角駆動部
41 モータ
42 ギヤ
43 回転体
43a,43b,43c 被制動部
44 減速ギヤ機構
50 制動部
51 制動用モータ
52 減速ギヤ機構
53 マスターシリンダ
54,55 ブレーキキャリパ
61 日射センサ
62 制御部
62b 制動指令部
62m 記憶部
62t 追尾指令部
63 駆動回路
64 回転抑制用駆動回路
70 制動部
71 ピン
72 ブレーキシュー
80 制動部
81 支持腕部
82 制動用モータ
82a 回転軸
83 スプロケット
84 チェーン
100 集光型太陽光発電装置
1
2 Tracking
Claims (7)
方位角の回転駆動源となるモータと、
前記モータの軸回転を減速する減速ギヤ機構と、
前記減速ギヤ機構の、減速された方に設けられ、前記アレイに方位角の回転運動を生じさせる回転体と、
前記モータを間欠的に駆動する駆動回路と、
前記モータの間欠的な駆動によって前記回転体が停止したときから次に回転開始するまでの時間内で、前記回転体を拘束して受動的な回転運動を抑制する制動部と、
前記駆動回路及び前記制動部を制御する制御部と、
を備えている駆動装置。 It is a drive device that drives an array for concentrating photovoltaic power generation so that it is in a posture of tracking the sun, and regarding tracking of the azimuth angle.
The motor that is the azimuth rotation drive source and
A reduction gear mechanism that reduces the shaft rotation of the motor, and
A rotating body provided on the decelerated side of the reduction gear mechanism and causing the array to rotate in an azimuth angle.
A drive circuit that intermittently drives the motor,
A braking unit that restrains the rotating body and suppresses passive rotational movement within the time from when the rotating body stops due to the intermittent drive of the motor until the next rotation starts.
A control unit that controls the drive circuit and the braking unit,
The drive unit equipped with.
制動用モータと、
前記制動用モータを駆動源として油圧を発生させるマスターシリンダと、
前記油圧により前記回転体に圧接可能なブレーキキャリパと、を備えている請求項1に記載の駆動装置。 The braking part is
Braking motor and
A master cylinder that generates hydraulic pressure using the braking motor as a drive source,
The drive device according to claim 1, further comprising a brake caliper capable of pressure contacting the rotating body by the hydraulic pressure.
方位角の追尾に関して、
太陽追尾に必要な角度分だけ、前記アレイと一体的に動作する回転体を回転させて停止させる第1の動作、及び、停止中の前記回転体が受動的な回転運動をしないように前記回転体を拘束する第2の動作を、交互に実行して前記アレイを間欠的に動かすアレイの駆動方法。 It is a method of driving an array in a concentrating photovoltaic power generation device that has a reduction gear mechanism and tracks the sun to generate electricity.
Regarding azimuth tracking
The first operation of rotating and stopping the rotating body that operates integrally with the array by the angle required for sun tracking, and the rotation of the stopped rotating body so as not to make a passive rotational movement. A method of driving an array that intermittently moves the array by alternately performing a second operation of restraining the body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020122935A JP7468212B2 (en) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Driving device, concentrating solar power generation device, and array driving method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020122935A JP7468212B2 (en) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Driving device, concentrating solar power generation device, and array driving method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022019220A true JP2022019220A (en) | 2022-01-27 |
JP7468212B2 JP7468212B2 (en) | 2024-04-16 |
Family
ID=80203588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020122935A Active JP7468212B2 (en) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Driving device, concentrating solar power generation device, and array driving method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7468212B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002252365A (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Daido Steel Co Ltd | Solar-light tracking device |
JP2007207801A (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Kyogi Uchikawa | Turnable device for solar panel |
JP2014049312A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Minebea Co Ltd | Drive unit, and moving body-tracking device |
JP2015153055A (en) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | パーカー・ハネフィン日本株式会社 | Solar power generation device |
JP2016183800A (en) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Sunlight collection system and heliostat |
-
2020
- 2020-07-17 JP JP2020122935A patent/JP7468212B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002252365A (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Daido Steel Co Ltd | Solar-light tracking device |
JP2007207801A (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Kyogi Uchikawa | Turnable device for solar panel |
JP2014049312A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Minebea Co Ltd | Drive unit, and moving body-tracking device |
JP2015153055A (en) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | パーカー・ハネフィン日本株式会社 | Solar power generation device |
JP2016183800A (en) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Sunlight collection system and heliostat |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7468212B2 (en) | 2024-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7836879B2 (en) | Tracker drive system and solar energy collection system | |
KR100950563B1 (en) | A tracker for photovoltaic system | |
CN101923355B (en) | Rotary luffing sun tracker | |
CN102637041B (en) | Shutter-type double-shaft tracking solar energy photovoltaic power generation system | |
JP3216549B2 (en) | Concentrating solar cell device | |
US20190219037A1 (en) | Power generating system operated by gravity | |
CN105183007B (en) | A kind of column solar tracking system rotates horizontally driving device and its design method | |
JP2007258357A (en) | Tracking type photovoltaic power generation device | |
WO2012022257A1 (en) | Cam turntable, sun-tracking device equipped with same and control method for the device | |
JP2010205764A (en) | Tracking type photovoltaic power generation device | |
JP2017034837A (en) | Swing mechanism of photovoltaic power generation panel | |
JP2016005303A (en) | Tracking photovoltaic power generator | |
US20130167679A1 (en) | Actuating device for the rotation of a turbine shaft train | |
JP5746725B2 (en) | Solar energy power generation method and apparatus with non-codirectional sun tracking stage | |
CN101893899A (en) | Solar tracing device with combined bearing turntable | |
JP2022019220A (en) | Drive device, concentrating solar power generation device, and array drive method | |
KR101492585B1 (en) | The sunlight tracking device | |
CN103123489A (en) | Photovoltaic power generation tracking device | |
KR20080077814A (en) | Sun location tracking type solar generation apparatus | |
CN202975823U (en) | Rope traction type solar tracker | |
JP5864293B2 (en) | Concentrating solar power generation system | |
JP2014049312A (en) | Drive unit, and moving body-tracking device | |
KR200449061Y1 (en) | Sun-Tracking Power Generating Apparatus | |
TWI663370B (en) | Module supporting apparatus and solar battery apparatus | |
KR20130005942A (en) | A tracker for photovoltaic system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230123 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231025 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231107 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231225 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240305 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240318 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7468212 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |