JP3070637U - タワ―型ソ―ラ―発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ソーラーパネル体の盤面をより広角度に調整す
ることができ、耐久性に優れたタワー型ソーラー発電機
を提供する。 【解決手段】南北方向に前後二本の支柱２を直立させ、
各支柱２の上端部に上下方向に伸縮する一対の前後角度
修正シリンダー４を介して盤面が前後に傾斜したソーラ
ーパネル体１を前後揺動自在に連結支持する。支柱２の
左右側面から延長された伸縮自在な左右一対の左右角度
修正アーム３をソーラーパネル体１の裏面左右に間隔を
おいて連結支持する。左右角度修正アーム３の伸縮調整
でソーラーパネル体１の盤面を東西方向に揺動させると
共に、前後角度修正シリンダー４の伸縮調整でソーラー
パネル体１の盤面を南北方向に揺動させて角度調整す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、太陽電池等を使用して太陽の光エネルギーから電気を得るために一 般住宅等に設置されるタワー型ソーラー発電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のタワーソーラー発電システムとしては、半導体のＰ−Ｎ接合部 に光が当たると電圧を生じる例えば太陽光エネルギーと整合性のよいシリコンを 用いた複数のソーラーセルを並置させて矩形平面状のソーラーパネル面を形成し 、これを屋根の傾斜面に沿って敷設させたり、あるいは屋外に起立設置してある 直立した１本または２本の支柱にあらかじめ設定された傾斜角度である例えば夏 至の正午の太陽位置と冬至の正午の太陽位置との略中間位置に向けて固定させる ようにしたものがある。

【０００３】 しかしながら、上記従来例によれば、ソーラーパネル面は常に一定方向に向け られているため、日の出時、日の入り時、あるいは夏至から冬至にかけての四季 を通じて、ソーラーパネル面に対し殆ど太陽光が斜めに入射される状態となるた め、ソーラーセルへの光照射効率が低下して発電能力が低減してしまうという問 題点を有していた。

【０００４】 そこで当考案者は、叙上のような問題点を解消するため、日の出時、日の入り 時、あるいは夏至から冬至にかけての四季を通じて、ソーラーパネル面に対し常 に太陽光が垂直に入射される状態となるようにシステムを構築することで、ソー ラーセルへの光照射効率を向上させて発電能力を高め、しかも強風にも耐えられ るようにしたタワーソーラー発電システムを先に提案している（実用新案登録第 3059899 号参照）。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 先に登録された実用新案によって、ソーラーセルへの光照射効率を向上させて 発電能力を高め、しかも強風にも耐えられるようになった。ところが、その一方 で、ソーラーパネルの支持強度および角度調整手段に課題を残していた。

【０００６】 すなわち、支柱の側面にソーラーパネル面を取り付けていたので、垂直に立設 した支柱に対して偏心した負荷が掛かるので支持バランスが悪く、長期間の使用 には向かないものであった。

【０００７】 また、ソーラーパネルの角度調整手段は、支柱に連結した横架材を伸縮させて 調整する手段を採用していたが、この横架材でソーラーパネル全体の重量を支え る構造になっていたので、角度調整手段に過大な負荷が掛り、極めて大掛りな角 度調整手段が必要になっていた。しかも、調整可能な角度が制限される不都合も 生じていた。

【０００８】 そこで本考案は、先の考案を実用化に向けて更に改良したもので、ソーラーパ ネル体の盤面をより広角度に調整することができ、しかも、耐久性に優れたタワ ー型ソーラー発電機の提供を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

そこで、本発明は上述の課題を解消すべく案出されたもので、本考案の第１の 手段は、複数のソーラーセル１Ａをソーラーパネル枠１Ｂ内に吹き抜け用の隙間 １Ｃを介して耐風・防埃構造として並置させたソーラーパネル体１を有するタワ ーソーラー発電システムにおいて、南北方向に前後二本の支柱２を直立させ、こ の支柱２の上端に盤面が前後に傾斜したソーラーパネル体１を連結支持し、一方 、支柱２の左右側面から延長された伸縮自在な左右一対の左右角度修正アーム３ をソーラーパネル体１の裏面左右に間隔をおいて連結支持し、左右角度修正アー ム３の伸縮調整でソーラーパネル体１の盤面を東西方向に揺動させて、ソーラー パネル体１の盤面が日中常に太陽の位置する方向へ向くように角度調整する方向 制御手段１０を有することにある。

【００１０】 また、第２の手段の方向制御手段１０は、ソーラーパネル体１の盤面が日の出 から日没までの太陽の位置を自動的に追尾するようにコントロールする自動制御 装置１１を備えるものである。

【００１１】 更に、第３の手段は、複数のソーラーセル１Ａをソーラーパネル枠１Ｂ内に吹 き抜け用の隙間１Ｃを介して耐風・防埃構造として並置させたソーラーパネル体 １を有するタワーソーラー発電システムにおいて、南北方向に前後二本の支柱２ を直立させ、各支柱２の上端部に上下方向に伸縮する一対の前後角度修正シリン ダー４を介して盤面が前後に傾斜したソーラーパネル体１を前後揺動自在に連結 支持し、一方、支柱２の左右側面から延長された伸縮自在な左右一対の左右角度 修正アーム３をソーラーパネル体１の裏面左右に間隔をおいて連結支持し、左右 角度修正アーム３の伸縮調整でソーラーパネル体１の盤面を東西方向に揺動させ ると共に、前後角度修正シリンダー４の伸縮調整でソーラーパネル体１の盤面を 南北方向に揺動させて、ソーラーパネル体１の盤面が四季を通じ常に太陽の位置 する方向へ向くように角度調整する方向制御手段を有することにある。

【００１２】 第４の手段は、前後角度修正シリンダー４に油圧シリンダーを使用し、前後傾 斜角４５°に支持したソーラーパネル体１を上下動自在に支持することで、南北 の傾斜角度を太陽位置に合わせて補正する。

【００１３】 第５の手段の方向制御手段１０は、ソーラーパネル体１の盤面が日の出から日 没までの太陽の位置を自動的に追尾すると共に、夏至から冬至にかけて移動する 太陽の位置を補正しながらコントロールする自動制御装置１１を備えたことにあ る。

【００１４】 そして、第６の手段は、支柱２の側面に、駐車場の屋根２０を装着したことを 課題解消のための手段とする。

【００１５】 本考案によると、南北方向に直立させた前後二本の支柱２がソーラーパネル体 １を支持する。そして、この支柱２の側面から延長された一対の左右角度修正ア ーム３を伸縮調整することで、ソーラーパネル体１の左右方向、すなわち東西へ の角度調整が行なわれる。

【００１６】 一方、各支柱２の上端に設けた前後角度修正シリンダー４を伸縮調整すること で、ソーラーパネル体１を前後方向、すなわち南北への角度を調整する。

【００１７】 そして、これら左右角度修正アーム３と前後角度修正シリンダー４を同時に調 整する自動制御装置１１によって、四季折々の太陽の位置に合わせながら毎日の 日の出から日没までにかけて太陽の位置をソーラーパネル体１が自動追尾するも のである。

【００１８】

【考案の実施の形態】

以下、図面を参照して本考案の実施の形態を説明する。

【００１９】 本考案は、図１に示すように、南北方向に前後二本の支柱２を直立させ、この 支柱２の上端に盤面が仰角４５°に傾斜したソーラーパネル体１を連結支持して いる。ソーラーパネル体１は、複数のソーラーセル１Ａをソーラーパネル枠１Ｂ 内に吹き抜け用の隙間１Ｃを介して並置させ耐風・防埃構造としてある。また、 支柱２は、ソーラーパネル体１を仰角４５°に支持するように、前柱２Ａを後柱 ２Ｂより低くしている。

【００２０】 一方、支柱２の左右側面から延長された伸縮自在な左右一対の左右角度修正ア ーム３をソーラーパネル体１の裏面左右に間隔をおいて連結支持する。この左右 角度修正アーム３は、伸縮自在な油圧シリンダーを使用しており、この左右角度 修正アーム３の伸縮調整でソーラーパネル体１の盤面を東西方向に揺動させて、 ソーラーパネル体１の盤面が日中常に太陽の位置する方向へ向くように角度調整 する（図３参照）。図示例の左右角度修正アーム３によると、矢視で示す範囲が 60°になるまでソーラーパネル体１を左右に調整することが可能である。また、 左右角度修正アーム３の取り付け位置として、支柱２相互を連結補強する横架材 ５を設け、この横架材５と後柱２Ｂとの交差部分に左右角度修正アーム３を連結 している。更に、左右角度修正アーム３の調整は、一対の電磁弁１３を介した油 圧ユニット１２が制御する（図５参照）。

【００２１】 更に、各支柱２の上端部に上下方向に伸縮する一対の前後角度修正シリンダー ４を介して盤面が前後に傾斜したソーラーパネル体１を前後揺動自在に連結支持 する（図１参照）。この前後角度修正シリンダー４の伸縮調整でソーラーパネル 体１の盤面を南北方向に揺動させることで、ソーラーパネル体１の盤面が四季を 通じ常に太陽の位置する方向へ向くように角度調整することができる。この前後 角度修正シリンダー４には油圧シリンダーを使用し、支柱２の上端から前後角度 修正シリンダー４を伸縮させることで、南北の傾斜角度を太陽位置に合わせて補 正する。図示の前後角度修正シリンダー４によると、仰角調整範囲は２０°〜８ ０°の範囲で補正が可能になる。

【００２２】 また、ソーラーパネル体１の毎日の制御は方向制御手段１０が自動的に行う。 すなわち、この方向制御手段１０に備えた自動制御装置１１が、ソーラーパネル 体１の盤面が日の出から日没までの太陽の位置を自動的に追尾する（図６参照） 。図示の自動制御装置１１には、昼夜の別及び、日の出から日没間での時間を２ ４時間制御する主タイマー１４と、一対の左右角度修正アーム３の伸縮を夫々制 御する一対の左右角度修正タイマー１５と、日没後、日の出までにソーラーパネ ル体１の向きを東向きに戻すリターンタイマー１６が装着されている。又、自動 制御装置１１にマイクロコンピューターを使用してもよい。

【００２３】 更に、前後角度修正シリンダー４を設置した場合は、この自動制御装置１１に 前後角度修正シリンダー４を制御するタイマー（図示せず）を設けることができ る。このように、左右角度修正アーム３と前後角度修正シリンダー４とを同時に 制御することで、ソーラーパネル体１の盤面が日の出から日没までの太陽の位置 を自動的に追尾すると共に、夏至から冬至にかけて移動する太陽の位置、例えば 夏至の７７度（上方向）から冬至の３０度（下方向）の間、さらに日の出時（東 方向）から日の入り時（西方向）の東西方向の間に夫々自在に向きをコントロー ルできるようにしてある。

【００２４】 本考案タワー型ソーラー発電機は、半導体のＰ−Ｎ接合部に光が当たると電圧 を生じる例えば太陽光エネルギーと整合性のよいシリコン等を用いた矩形状の複 数のソーラーセル１Ａを使用し、3,420mm ×7,796 mmのソーラーパネル枠１Ｂに 吹き抜け用の隙間１Ｃを介して２４枚ソーラーセル１Ａを併置したソーラーパネ ル体１から、4,275mm ×9,096mm のソーラーパネル枠１Ｂに３５枚のソーラーセ ル１Ａを併置したソーラーパネル体１に至るまで、少なくとも２本の支柱２によ る支持が可能になっている。このようにソーラーセル１Ａの枚数やソーラーパネ ル枠１Ｂの寸法形状は任意に設定できるもので、特に、ソーラーセル１Ａの枚数 が多くなる場合は、ソーラーパネル枠１Ｂに三角形状を成す補強用の梁を設けて もよい。

【００２５】 このようなソーラーパネル体１を支柱２で支えた場合は、例えば高さ約８ｍ〜 １０ｍ程度で、設置する敷地は3.5m×5.7m〜4.3m×6.4m程度の敷地に設置可能で ある。この敷地は、例えば、駐車場を利用した敷地であってもよく、この場合、 支柱２の側面に駐車場の屋根２０を装着することも可能である（図４参照）。ま た、家屋等の屋上に設置してもよい。

【００２６】 また、本実施の形態のタワーソーラー発電システムは、ソーラーセル１Ａで太 陽光により発生された直流電力を接続箱（図示せず）によりまとめて家屋内部に 設置されたパワーコンディショナー（図示せず）ヘ送り蓄電するようにしてあり 、分電盤（図示せず）を介して各部屋に給配電させると共に、コンバーター（図 示せず）を使用して余剰電力を電力会社に売却できるようにしてある。

【００２７】

【考案の効果】 本考案は上述の如く構成したことにより当初の目的を達成する。

【００２８】 すなわち、複数のソーラーセル１Ａをソーラーパネル枠１Ｂ内に吹き抜け用の 隙間１Ｃを介して耐風・防埃構造として並置させたソーラーパネル体１を有する タワーソーラー発電システムにおいて、南北方向に前後二本の支柱２を直立させ 、この支柱２の上端に盤面が前後に傾斜したソーラーパネル体１を連結支持した から、支柱の側面にソーラーパネル面を取り付けていた従来のソーラーパネル体 と比較して、極めて安定した支持が可能になった。しかも、吹き抜け用の隙間１ Ｃを介してソーラーセル１Ａを併置しているから、ソーラーパネル体１の盤面が 広くなっても風の抵抗を減少させることができる。また、塵や埃も、風と共に吹 き抜け用の隙間１Ｃから吹き飛ばす構造になっているので、ソーラーセル１Ａの メンテナンスは、年数回の水洗いのみで良く、取扱いも容易である。

【００２９】 一方、支柱２の左右側面から延長された伸縮自在な左右一対の左右角度修正ア ーム３をソーラーパネル体１の裏面左右に間隔をおいて連結支持し、左右角度修 正アーム３の伸縮調整でソーラーパネル体１の盤面を東西方向に揺動させて、ソ ーラーパネル体１の盤面が日中常に太陽の位置する方向へ向くように角度調整す るので、従来のように、角度調整手段に過大な負荷が掛るといった問題は解消さ れ、ソーラーパネル体の盤面をより広角度に調整することが可能になった。この 結果、固定式のソーラー発電機に比べて１．４〜１．５倍の発電量を得ることが できる。

【００３０】 また、方向制御手段１０は、ソーラーパネル体１の盤面が日の出から日没まで の太陽の位置を自動的に追尾するようにコントロールする自動制御装置１１を備 えるから、ソーラーパネル体１の操作も容易である。

【００３１】 更に、複数のソーラーセル１Ａをソーラーパネル枠１Ｂ内に吹き抜け用の隙間 １Ｃを介して耐風・防埃構造として並置させたソーラーパネル体１を有するタワ ーソーラー発電システムにおいて、南北方向に前後二本の支柱２を直立させ、各 支柱２の上端部に上下方向に伸縮する一対の前後角度修正シリンダー４を介して 盤面が前後に傾斜したソーラーパネル体１を前後揺動自在に連結支持し、左右角 度修正アーム３の伸縮調整でソーラーパネル体１の盤面を東西方向に揺動させる と共に、前後角度修正シリンダー４の伸縮調整でソーラーパネル体１の盤面を南 北方向に揺動させて、ソーラーパネル体１の盤面が四季を通じ常に太陽の位置す る方向へ向くように角度調整するから、太陽光をソーラーセル１Ａに極めて効率 よく取り入れることが可能になった。この結果、固定式のソーラー発電機に比べ て発電効率を５０％以上アップさせることができる。

【００３２】 また、前後角度修正シリンダー４に油圧シリンダーを使用することで、支持強 度、耐久性に優れた構造になっている。

【００３３】 しかも、方向制御手段１０に、ソーラーパネル体１の盤面が日の出から日没ま での太陽の位置を自動的に追尾すると共に、夏至から冬至にかけて移動する太陽 の位置を補正しながらコントロールする自動制御装置１１を備えたことで、ソー ラーパネル体１の操作を更に容易にすることができる。

【００３４】 そして、支柱２の側面に、駐車場の屋根２０を装着することによって、本考案 タワー型ソーラー発電機の設置用敷地を、駐車場や物置として活用することが可 能になる。

【００３５】 このように、本考案によると、ソーラーパネル体の盤面をより広角度に調整す ることができ、しかも、耐久性に優れ長期間の使用に耐えるなどといった実用上 有益な種々の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示した側面図。

【図２】本考案の一実施例を示した要部斜視図。

【図３】本考案の左右角度修正アームによる方向制御動
作を説明する要部正面図。

【図４】本考案の使用例を示した正面図。

【図５】本考案の方向制御手段を説明する概念図。

【図６】本考案の自動制御装置の一実施例を示す正面
図。

【符号の説明】

１ ソーラーパネル体 １Ａ ソーラーセル １Ｂ ソーラーパネル枠 １Ｃ 隙間 ２ 支柱 ２Ａ 前柱 ２Ｂ 後柱 ３ 左右角度修正アーム ４ 前後角度修正シリンダー ５ 横架材 １０ 方向制御手段 １１ 自動制御装置 １２ 油圧ユニット １３ 電磁弁 １４ 主タイマー １５ 左右角度修正タイマー １６ リターンタイマー ２０ 屋根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)実用新案権者 599003981 櫻井 秀朗 群馬県邑楽郡邑楽町大字光善寺316−77 (72)考案者 櫻井 光一 群馬県邑楽郡邑楽町大字光善寺316−77

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のソーラーセルをソーラーパネル枠
   内に吹き抜け用の隙間を介して耐風・防埃構造として並
   置させたソーラーパネル体を有するタワーソーラー発電
   システムにおいて、南北方向に前後二本の支柱を直立さ
   せ、この支柱の上端に盤面が前後に傾斜したソーラーパ
   ネル体を連結支持し、一方、支柱の左右側面から延長さ
   れた伸縮自在な左右一対の左右角度修正アームをソーラ
   ーパネル体の裏面左右に間隔をおいて連結支持し、左右
   角度修正アームの伸縮調整でソーラーパネル体の盤面を
   東西方向に揺動させて、ソーラーパネル体の盤面が日中
   常に太陽の位置する方向へ向くように角度調整する方向
   制御手段を有することを特徴とするタワー型ソーラー発
   電機。
2. 【請求項２】 前記方向制御手段は、ソーラーパネル体
   の盤面が日の出から日没までの太陽の位置を自動的に追
   尾するようにコントロールする自動制御装置を備えた請
   求項１記載のタワー型ソーラー発電機。
3. 【請求項３】 複数のソーラーセルをソーラーパネル枠
   内に吹き抜け用の隙間を介して耐風・防埃構造として並
   置させたソーラーパネル体を有するタワーソーラー発電
   システムにおいて、南北方向に前後二本の支柱を直立さ
   せ、各支柱の上端部に上下方向に伸縮する一対の前後角
   度修正シリンダーを介して盤面が前後に傾斜したソーラ
   ーパネル体を前後揺動自在に連結支持し、一方、支柱の
   左右側面から延長された伸縮自在な左右一対の左右角度
   修正アームをソーラーパネル体の裏面左右に間隔をおい
   て連結支持し、左右角度修正アームの伸縮調整でソーラ
   ーパネル体の盤面を東西方向に揺動させると共に、前後
   角度修正シリンダーの伸縮調整でソーラーパネル体の盤
   面を南北方向に揺動させて、ソーラーパネル体の盤面が
   四季を通じ常に太陽の位置する方向へ向くように角度調
   整する方向制御手段を有することを特徴とするタワー型
   ソーラー発電機。
4. 【請求項４】 前記前後角度修正シリンダーに油圧シリ
   ンダーを使用し、前後傾斜角４５°に支持したソーラー
   パネル体を上下動自在に支持することで南北の傾斜角度
   を太陽位置に合わせて補正する請求項３記載のタワー型
   ソーラー発電機。
5. 【請求項５】 前記方向制御手段は、ソーラーパネル体
   の盤面が日の出から日没までの太陽の位置を自動的に追
   尾すると共に、夏至から冬至にかけて移動する太陽の位
   置を補正しながらコントロールする自動制御装置を備え
   た請求項３又は４記載のタワー型ソーラー発電機。
6. 【請求項６】 前記支柱の側面に、駐車場の屋根を装着
   した請求項１乃至５いずれか記載のタワー型ソーラー発
   電機。