JP3315108B1

JP3315108B1 - シーソー式ソーラー発電温水器システム

Info

Publication number: JP3315108B1
Application number: JP2001269367A
Authority: JP
Inventors: 元春小国
Original assignee: 元春小国
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2002-08-19
Anticipated expiration: 2021-09-05
Also published as: JP2003074989A

Abstract

【要約】【課題】日中は常に発電および水の昇温が可能で、１
日当たりの発電量および貯湯量を高められ、小さな操作
力で太陽電池パネルおよび太陽熱温水器を同期回動させ
られるシーソー式ソーラー発電温水器システムを提供す
る。【解決手段】位置センサ１３で太陽の位置を検出し、
その検出信号に基づき、ウインチ１５によってソーラー
システムＳ１と太陽熱温水器Ｓ２とを有する発電集熱組
パネルＰが太陽を追尾するので、太陽の位置にかかわり
なく、日中は常に太陽電池１１による発電および集熱器
５０による水の昇温が可能になる。その結果、１日当た
りの発電量および貯湯量を高められる。しかも、太陽追
尾手段として、発電集熱組パネルＰをシーソーの板とし
たウインチ１５駆動式のシーソー機構を採用したので、
小さな操作力で太陽を追尾できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はシーソー式ソーラ
ー発電温水器システム、詳しくは太陽電池の電池面と集
熱器の集熱面とが常に太陽と正対するように、太陽電池
パネルおよび集熱器を同期回動させる太陽追尾機能を備
えたシーソー式ソーラー発電温水器システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽光のエネルギーを、半導体の
光電効果により電気に変換する太陽電池が開発され、こ
の太陽電池を利用した太陽光発電が実施されている。こ
の太陽光発電に使用されるソーラーシステム（太陽光発
電装置）としては、従来、多数枚の太陽電池をベース板
に張り付けて作製された太陽電池パネルを、架台を用い
て建物の屋根などに固定していた。その場合、太陽電池
の電池面の向きは、午前中に太陽と向かい合う東向き
か、午後になって太陽と向かい合う西向きか、これらの
平均をとった南向きかのいずれかであった。各向きでの
太陽電池パネルの傾斜角度は、一般的に水平面を基準と
して３０〜３５度、上向きであった。

【０００３】また、太陽光の熱を利用して、水を３０〜
５０℃まで温める太陽熱温水器が知られている。この太
陽熱温水器は、太陽電池パネルと同様に、建物の屋根な
どに固定された集熱器内の集熱管または集熱溝を通過す
るあいだに水を温め、得られた温水を屋内または屋外に
設置された貯熱槽内で保温し、例えば給湯や暖房などの
必要時に、この貯熱槽から温水を導出して使用する。こ
のような太陽熱温水器についても、太陽と向かい合う集
熱器の集熱面の角度が、前記太陽電池パネルと同じよう
な角度に設定されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ソーラーシステムおよび太陽電池パネルにあっては、こ
のように太陽電池パネルまたは集熱器が固定式であった
ので、例えば、太陽電池パネルまたは集熱器を東向きに
３０〜３５度の角度で固定した場合には、昼過ぎに太陽
が西へ３０〜３５度だけ傾いてしまうと、太陽光が太陽
電池の電池面または集熱器の集熱面に当たらない。一
方、南向きの場合であっても、太陽が地平線などに近い
早朝や夕方の時間帯には、同じように太陽光が太陽電池
または集熱器に当たらなくなっていた。その結果、日照
時間の約半分だけしか太陽光による発電または水の昇温
が行なえなかった。これにより、その発電能力または水
の昇温能力を十分に発揮することができず、１日当たり
の発電量または貯湯量も少なかった。

【０００５】また、太陽熱温水器にあっては、従来、集
熱器の集熱面側に厚さ３ｍｍの透明な板ガラスがはめ込
まれていた。しかしながら、この板ガラスは２〜３年も
経過すると、長期にわたる砂ぼこりの衝突などの影響
で、板ガラスの表面に微細な凹凸が現出していた。これ
により、太陽光はこのすりガラス状の板ガラスの表面に
当たって乱反射し、集熱器内の集熱管または集熱溝まで
達しにくくなって集熱率が低下していた。さらに、従来
の太陽熱温水器では、集熱器に収納された集熱管が銅製
であった。このため、水との接触によって集熱管に緑青
が発生するおそれがあった。よって、太陽熱温水器によ
って得られた温水の飲用には、健康面で問題があった。

【０００６】

【発明の目的】そこで、この発明は、日中は常に発電お
よび水の昇温が可能であって、１日当たりの発電量およ
び貯湯量を高めることができ、しかも小さな操作力で太
陽電池パネルおよび集熱器を同期回動させることができ
るシーソー式ソーラー発電温水器システムを提供するこ
とを、その目的としている。また、この発明は、長期間
使用しても板ガラスの鏡度低下を原因とした集熱器によ
る集熱率の低下が発生しにくいシーソー式ソーラー発電
温水器システムを提供することを、その目的としてい
る。さらに、この発明は、飲用に適した温水を太陽熱温
水器から得ることができるシーソー式ソーラー発電温水
器システムを提供することを、その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、太陽電池が取り付けられた太陽電池パネルを有する
ソーラーシステムと、太陽光の熱によって流路内部の水
を温める昇温流路が設けられた集熱器を有する太陽熱温
水器と、太陽光を受光して太陽の位置を検出する位置セ
ンサと、この位置センサからの検出信号に基づき、前記
太陽電池の電池面および集熱器の集熱面が太陽に正対す
るように太陽電池パネルおよび集熱器を動かす太陽追尾
手段とを備えたシーソー式ソーラー発電温水器システム
であって、晴天時に前記太陽電池パネルによって得た電
力を蓄電し、この蓄電された電力を、前記太陽電池パネ
ルからの電力の供給先に対して夜間および／または雨天
時の電力として供給するバッテリーと、発生した電力を
このバッテリーに供給し、常時、バッテリーにその蓄電
量の半分くらいの電気を確保させる発電機とを有し、前
記太陽電池パネルと集熱器とを連結して発電集熱組パネ
ルを設け、該発電集熱組パネルが、この発電集熱組パネ
ルの重心を通過し、この発電集熱組パネルの表面に平行
な回動中心線を中心にして回動自在に設けられ、前記太
陽追尾手段が、前記発電集熱組パネルに先端が固定され
た吊下部材をドラムから導出または巻き上げて、前記回
動中心線を中心に発電集熱組パネルを回動させるウイン
チであるシーソー式ソーラー発電温水器システムであ
る。

【０００８】このシーソー式ソーラー発電温水器システ
ムの設置場所は限定されない。例えば、住宅やビルを含
む建物の屋根部分でもよい。また、工場，施設または発
電所などの敷地内などでもよい。太陽電池の種類は限定
されない。例えば、一般的な単結晶シリコン系の太陽電
池やアモルファスシリコン系の太陽電池などを採用する
ことができる。太陽電池パネルに取り付けられる太陽電
池の使用枚数は限定されない。また、太陽電池パネルの
形状も限定されない。通常は、正面視して矩形状であ
る。太陽熱温水器の種類は限定されない。例えば、集熱
器の底面に断熱材が敷設される一方、ガラス製またはビ
ニールフィルム製の熱箱が収納された熱箱型、集熱器の
底面に断熱材が敷設され、集熱器の集熱面側に透明な板
ガラスがはめ込まれ、これらの断熱材と板ガラスとの間
に、昇温流路を有する集熱板が配置された平板型、集熱
器内に断面Ｕ字形の波形状をした反射板を収納し、反射
板のそれぞれの谷部に管内に昇温流路を有する集熱管を
配置した集光型などを採用することができる。また、こ
の集熱器から排出された温水は、直接、給湯などに使用
してもよいし、いったん貯熱槽に貯湯してもよい。貯熱
槽には遠赤外線式などのヒータを設置し、槽内の温水の
温度を高温（例えば８５〜９０℃）に保持してもよい。

【０００９】位置センサの種類は限定されない。例え
ば、太陽光の成分のうちの１種または２種類以上を検知
することができる光センサなどが挙げられる。光センサ
としては、例えば赤外線センサの他、紫外線センサなど
を採用することができる。要は、太陽の高さ位置を検出
することができるセンサであればよい。太陽追尾手段の
機構は、ウインチ式であれば限定されない。要は、常
時、太陽電池の電池面および集熱器の集熱面が太陽と正
対するように、吊下部材をドラムから導出または巻き上
げて、発電集熱組パネルの向きを太陽の動きに合わせて
変更することができればよい。

【００１０】発電集熱組パネルにおける太陽電池パネル
と集熱器との占有率は限定されない。例えば１：１でも
よいし、１：２でもよい。また、発電集熱組パネルの全
面における太陽電池パネルと集熱器との位置は限定され
ない。さらに、発電集熱組パネルにおいて、太陽電池パ
ネルと集熱器とは１箇所ずつ配置してもよいし、複数箇
所ずつ配置してもよい。ウインチの使用個数は限定され
ない。１台でもよいし、２台以上でもよい。１台のウイ
ンチから導出される吊下部材（例えばケーブル）の本数
は限定されない。１本でもよいし、２本以上でもよい。
吊下部材が１本の場合には、通常、発電集熱組パネルの
回動中心線と直交する方向の一端部に吊下部材の先端が
固定される。また、吊下部材が２本の場合には、通常、
各吊下部材の先端は発電集熱組パネルの回動中心線と直
交する方向の両端部にそれぞれ固定される。

【００１１】請求項２に記載の発明は、太陽電池が取り
付けられた太陽電池パネルを有するソーラーシステム
と、太陽光の熱によって流路内部の水を温める昇温流路
が設けられた集熱器を有する太陽熱温水器と、太陽光を
受光して太陽の位置を検出する位置センサと、この位置
センサからの検出信号に基づき、前記太陽電池の電池面
および集熱器の集熱面が太陽に正対するように太陽電池
パネルおよび集熱器をそれぞれ動かす複数の太陽追尾手
段とを備えたシーソー式ソーラー発電温水器システムで
あって、晴天時に前記太陽電池パネルによって得た電力
を蓄電し、この蓄電された電力を、前記太陽電池パネル
からの電力の供給先に対して夜間および／または雨天時
の電力として供給するバッテリーと、発生した電力をこ
のバッテリーに供給し、常時、バッテリーにその蓄電量
の半分くらいの電気を確保させる発電機とを有し、前記
太陽電池パネルおよび集熱器が、各太陽電池パネルまた
は集熱器の重心をそれぞれ通過し、これらの太陽電池パ
ネルの表面または集熱器の表面に平行な回動中心線を中
心にしてそれぞれ回動自在に設けられ、前記各太陽追尾
手段が、対応する前記太陽電池パネルまたは集熱器に先
端が固定された吊下部材をドラムから導出または巻き上
げて、前記回動中心線を中心に太陽電池パネルおよび集
熱器を同期回動させるウインチであるシーソー式ソーラ
ー発電温水器システムである。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明および請求項２に記載の
発明によれば、位置センサで太陽光を受光して太陽の位
置を検出し、位置センサからの検出信号に基づき、太陽
追尾手段により太陽電池の電池面および集熱器の集熱面
が太陽と正対するように、太陽電池パネルおよび集熱器
を同期させて動かす（請求項１に記載の発明では発電集
熱組パネルを動かす）。このように太陽を自動追尾する
ことで、上空での太陽の位置にかかわりなく、日中は常
に発電および昇温流路内の水の昇温が可能であって、１
日当たりの発電量および貯湯量を高めることができる。
しかも、この位置センサからの検出信号に基づき太陽の
追尾を行なう際には、ドラムから吊下部材を導出したり
巻き上げたりして、太陽電池の電池面および集熱器の集
熱面が太陽に正対する角度位置まで、太陽電池パネルお
よび集熱器を回動中心線を中心にして同期回動させる。
このように、太陽追尾手段として、太陽電池パネルおよ
び集熱器（請求項１に記載の発明では発電集熱組パネ
ル）をシーソーの板としたウインチ駆動式のシーソー機
構を採用したので、小さな操作力で太陽の追尾を行なう
ことができる。また、晴天時に前記太陽電池パネルによ
って得た電力をバッテリーに蓄電し、この蓄電された電
力を、前記太陽電池パネルからの電力の供給先に対して
夜間および／または雨天時の電力として供給することが
できる。さらに、発電機で発生した電力をこのバッテリ
ーに供給し、常時、バッテリーにその蓄電量の半分くら
いの電気を確保させる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１は、この発明の第１の実施例に
係るシーソー式ソーラー発電温水器システムの午前中に
おける発電集熱組パネルの太陽追尾状態を示す斜視図で
ある。図２は、この発明の第１の実施例に係るシーソー
式ソーラー発電温水器システムの正午前後における発電
集熱組パネルの太陽追尾状態を示す斜視図である。図３
は、この発明の第１の実施例に係るシーソー式ソーラー
発電温水器システムの午後における発電集熱組パネルの
太陽追尾状態を示す斜視図である。図４は、この発明の
第１の実施例に係るシーソー式ソーラー発電温水器シス
テムの制御系を示すブロック図である。

【００１４】図１〜図３において、１０は木造住宅の屋
根ａに据え付けられる第１の実施例のシーソー式ソーラ
ー発電温水器システム（以下、発電温水器システム）で
ある。この発電温水器システム１０は、多数枚の太陽電
池１１が張り付けられた太陽電池パネル１２を有する１
台のソーラーシステムＳ１と、太陽光の熱によって流路
内部の水を温める昇温流路が設けられた集熱器５０を有
する１台の太陽熱温水器Ｓ２とを突き合わせ状態で連結
した発電集熱組パネルＰと、太陽光を受光して太陽の位
置を検出する位置センサ部１３と、風力を検出する風力
計１４と、この位置センサ部１３からの検出信号に基づ
き、太陽電池１１の電池面および集熱器５０の集熱面が
太陽に正対するように発電集熱組パネルＰを回動する１
対のウインチ（太陽追尾手段）１５とを備えている。

【００１５】以下、これらの構成部品を詳細に説明す
る。この住宅の屋根ａは瓦葺きで、瓦面が東西方向に向
いている。屋根ａの頂上部の両側には、１対の門型の基
台１６が固定されている。それぞれの基台１６の内部空
間には、ウインチ１５が収納されている。また、各基台
１６の上板の中央部には、１対の長尺なポール１７がそ
れぞれ立設されている。両ポール１７の上端部には、回
転の中心軸を共有した２個の滑車からなる２連滑車１７
ａが軸支されている。また、一方のポール１７の上端に
は、風力計１４の支柱部１４ａが固定されている。支柱
部１４ａの上端には、前記位置センサ部１３が固定され
ている。位置センサ部１３については後述する。

【００１６】１対の基台１６の上板の対向側の端部に
は、それぞれ１対の軸受１６ａが上方へ突設している。
各軸受１６ａには、発電集熱組パネルＰの南側の辺の中
間部から突出する軸体１２ａ、または、発電集熱組パネ
ルＰの北側の辺の中間部から突出する軸体１２ａがそれ
ぞれ軸支されている。発電集熱組パネルＰは矩形状であ
る。そのため、両軸体１２ａは、発電集熱組パネルＰの
重心を通過し、しかもこの発電集熱組パネルＰの表面に
平行な回動中心線上に配置されている。また、各基台１
６の上板のポール１７を挟んだ両側部には、対応するウ
インチ１５のドラム１８の両端部から導出された２本の
ワイヤ（吊下部材）１９を遊挿する貫通孔がそれぞれ形
成されている。各ウインチ１５のドラム１８から上方へ
導出された２本のワイヤ１９は、各貫通孔を通過して２
連滑車１７ａの対応する滑車１７ａに架け渡されてから
斜め下方へ折り返され、それぞれ発電集熱組パネルＰの
対応する隅部に固定される。

【００１７】各ウインチ１５にあっては、回転モータ２
０によってドラム１８を回転した際、ドラム１８の一端
部から一方のワイヤ１９が導出され、これと同時に、他
方のワイヤ１９がドラム１８の他端部に巻き取られる。
したがって、これらの回転モータ２０を同期回転させる
ことで、発電集熱組パネルＰが軸体１２ａを中心にして
垂直面内で回動する。この発電集熱組パネルＰは、両軸
体１２ａの長さ方向の一端部に太陽電池パネル１２が組
み込まれている。そして、この発電集熱組パネルＰの残
りの部分に、集熱器５０が組み込まれている。発電集熱
組パネルＰの全面における太陽電池パネル１２と集熱器
５０との占有率は約１：３である。太陽電池パネル１２
は、発電集熱組パネルＰの東側の半分に２枚、西側の半
分に２枚配置されている。発電量は、３〜３．５ｋｗで
ある。太陽電池パネル１２は、平面視して矩形状のベー
ス板１２ｂの表面に、多数枚の太陽電池１１が縦方向お
よび横方向に整列配置されている。太陽電池１１には、
集積型アモルファスシリコン系の矩形状を有する高所用
太陽電池モジュールが採用されている。

【００１８】集熱器５０は、発電集熱組パネルＰの東側
の半分と西側の半分とに、それぞれ１台ずつ配置されて
いる。各集熱器５０は、最大２００リットルの水をそれ
ぞれ昇温可能である。これらの集熱器５０は、その集熱
面側に透明な板ガラスがはめ込まれ、器内に断面Ｕ字形
の波形状の反射板が収納され、この反射板の各谷部の空
間に管内が昇温流路である集熱管が多数本配置された集
光型の集熱器である。板ガラスとしては、表面にワック
スエマルジョンが塗布された撥水性の板ガラスが採用さ
れている。集熱管には、耐熱性の強化プラスチックパイ
プが採用されている。なお、既存の集熱器であっても、
銅製の集熱管をこの第１の実施例の耐熱性を有する強化
プラスチックパイプに交換すれば利用することができ
る。また、この太陽熱温水器Ｓ２は、集熱器５０から導
出された温水をいったん貯液する貯熱槽５１を有してい
る。この貯熱槽５１は、住宅の一側壁に立設された容量
１キロリットルの保温タンクである。貯熱槽５１の内部
には、液温を測定する温度センサ５２と、温水を８５〜
９０℃まで加熱する遠赤外線ヒータ５３とが収納されて
いる。２台の集熱器５０から得られた温水は、給湯管５
４を介して貯熱槽５１に貯液される。また、集熱器５０
には、例えば既存の電気温水器、ガス温水器または灯油
温水器などを代用してもよい。

【００１９】次に、前記位置センサ部１３を詳細に説明
する。位置センサ部１３は、中空球状をした球状カバー
２１と、その内部空間の下部に設けられた半球状のセン
サ固定台２２と、このセンサ固定台２２に固定されて、
太陽光の成分のうちの赤外線を感知する３個の赤外線セ
ンサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを有している。球状カバ
ー２１には、それぞれ異なる角度位置から太陽光の一部
をカバー内に導入する３本の導光孔２１ａ，２１ｂ，２
１ｃが形成されている。導光孔２１ａは、球状カバー２
１の周壁のうち、東向き、３０度の上方位置に形成され
ている。導光孔２１ｂは、球状カバー２１周壁のうち、
真上位置に形成されている。導光孔２１ｃは、球状カバ
ー２１の周壁のうち、西向き、水平位置に形成されてい
る。

【００２０】これに対して、赤外線センサ２４ａは、セ
ンサ固定台２２の外周面のうち、東向き、３０度の上方
位置に固定されている。赤外線センサ２４ｂは、センサ
固定台２２の外周面のうち、真上位置に固定されてい
る。赤外線センサ２４ｃは、センサ固定台２２の外周面
のうち、西向き、水平位置に固定されている。図４に示
すように、発電温水器システム１０の制御系は、制御部
２５の入力側に赤外線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃお
よび風力計１４が配置されている。一方、制御部２５の
出力側に１対の回転モータ２０が配置されている。各赤
外線センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが太陽光を検出する
と、それぞれの検出信号が制御部２５に入力される。そ
して、制御部２５から各ウインチ１５に対して、発電集
熱組パネルＰを垂直面内で東向きに回動させたり、西向
きに回動させたりする指令が出される。そして、風力計
１４からの風速の測定信号に基づき、この発電集熱組パ
ネルＰの回動に補正が行なわれる。すなわち、若干風が
強い時（例えば風速１０ｍ未満）には、発電集熱組パネ
ルＰの傾斜角度を、通常の傾斜角度（東向き３０度）よ
りも、５〜１０度程度小さくする。それ以上の強風時
（例えば風速１０ｍ以上）には、発電集熱組パネルＰを
水平状態にする。図１〜図３において、５５は電気メー
タ、５６は給水管である。

【００２１】次に、この発電温水器システム１０の作動
を説明する。図１に示すように、午前中、導光孔２１ａ
から位置センサ部１３内に太陽光が導入されると、その
赤外線の成分が赤外線センサ２４ａにより受光される。
この検出信号に基づき、制御部２５が各回転モータ２０
に発電集熱組パネルＰを東向きに回動させる指令信号を
出力する。これにより、ウインチ１５が作動し、その太
陽電池１１の電池面および集熱器５０の集熱面が太陽と
正対する東向き（例えば３０度の傾斜状態）になるま
で、発電集熱組パネルＰが軸体１２ａを中心にして垂直
面内で回動する。また、図２に示すように、正午前後と
なり、導光孔２１ｂから位置センサ部１３内に太陽光が
導入されると、その赤外線の成分が赤外線センサ２４ｂ
によって受光される。これにより、ウインチ１５が作動
し、この太陽電池１１の電池面および集熱器５０の集熱
面が太陽と正対する真上（水平状態）に向くまで、発電
集熱組パネルＰを垂直面内で回動させる。

【００２２】さらに、図３に示すように、昼過ぎ、導光
孔２１ｃから位置センサ部１３内に太陽光が導入される
と、その赤外線の成分が赤外線センサ２４ｃにより受光
される。その結果、ウインチ１５が作動し、太陽電池１
１の電池面および集熱器５０の集熱面が太陽と正対する
西向き（３０度の傾斜状態）になるまで、発電集熱組パ
ネルＰが垂直面内で回動する。ただし、風力計１４から
の風速の測定信号に基づき、この発電集熱組パネルＰの
回動角度が補正される。具体的には、若干風が強い時
（例えば風速５〜１０ｍ）には、発電集熱組パネルＰの
傾斜角度を、通常の傾斜角度（西向き３０度）よりも、
例えば５〜１０度程度小さくする。それ以上の強風時
（例えば風速１０ｍ以上）には、発電集熱組パネルＰを
水平状態にして、風からの回避を優先する。このよう
に、風の強さに応じて発電集熱組パネルＰの傾きを修正
するので、風による発電集熱組パネルＰの損傷を抑制す
ることができる。

【００２３】このように、発電集熱組パネルＰが太陽を
自動的に追尾するので、上空での太陽の位置にかかわり
なく、日中は常に太陽電池１１により発電を行なうこと
ができるとともに、集熱器５０によって４５〜５０℃の
温水を得ることができる。その結果、太陽電池１１の１
日当たりの発電量および集熱器５０による１日当たりの
貯湯量を、例えば５〜５．５倍までそれぞれ高めること
ができる。さらに、安価な赤外線センサ２４ａ，２４
ｂ，２４ｃにより、太陽光の成分のうちの赤外線を感知
し、太陽の位置を検出するようにしたので、位置センサ
部１３のコスト低減が図れる。そして、太陽追尾手段と
して、発電集熱組パネルＰをシーソーの板とするウイン
チ駆動式のシーソー機構を採用したので、小さな操作力
で発電集熱組パネルＰの回動（太陽追尾）を行なうこと
ができる。したがって、回転モータ２０として、安価な
低出力のモータを採用することができる。

【００２４】また、ここでは太陽追尾用の回転モータ２
０の電力と、遠赤外線ヒータ５３の電力とを、太陽追尾
する発電集熱組パネルＰに組み込まれた太陽電池１１に
よって得るようにしたので、例えば発電集熱組パネルＰ
とは別体で図示しない太陽電池パネルを設置し、この太
陽電池パネルを外部の電力によって太陽追尾する場合に
比べて、装置のコンパクト化および設備コストの低減を
図ることができる。なお、余剰の電力は、住宅に配置さ
れた各種の電気製品用として利用することができる。そ
れから、集熱器５０の集熱面側にはめ込まれた板ガラス
として、表面に傷が付きにくい撥水性の板ガラスを採用
したので、例えば集熱器５０を長期間使用しても、従来
のように砂ぼこりの衝突などの影響で、板ガラスの表面
に、太陽光の乱反射の原因となる微細な凹凸が現出され
にくい。これにより、ガラス面の鏡度低下を原因とした
集熱器５０の集熱率の低下が発生しにくい。また、第１
の実施例では、集熱器５０に収納された集熱管として耐
熱性の強化プラスチックパイプを採用したので、従来の
銅製の集熱管の際のように緑青が温水に溶け出さない。
そのため、集熱器５０から導出された温水は、そのまま
飲用することができる。

【００２５】以上、説明してきた発電温水器システム１
０は、ウインチ１５により太陽電池パネル１２をシーソ
ーの板のように動かすウインチ駆動式のシーソー式ソー
ラ発電システムと同じ装置に、ソーラー温水器の本体
（集熱器５０）を設置し、この太陽電池パネル１２と同
時に集熱器５０も太陽を自動追尾するようにしたシステ
ムである。太陽光を利用する発電温水器システム１０
は、一般的に夜間や雨天には機能しない。そこで、晴天
日に太陽電池パネル１２から蓄電されたバッテリーの電
力でまかなうようにしてもよい。しかしながら、雨天期
間が長くなると蓄えた電気を使い果たし、バッテリーの
性能が低下してその寿命が短くなるおそれがある。そこ
で、バッテリーに例えばダイナモなどの小型発電機
（１．４〜１．５ｋｗ）を接続し、バッテリーが常に蓄
電量の半分くらいの電気を保持するようにすれば、住宅
に対して安定して電力を供給するができる。しかもこれ
と同時に、バッテリーの寿命も、例えば１０年くらいま
で長くすることができる。小型発電機の種類は限定され
ない。例えば、中古品のダイナモなども使用することが
できる。このように通常は廃棄処分される小型発電機を
リサイクルすることで、地球環境にも良好となる。

【００２６】次に、図５に基づき、この発明の第２の実
施例に係るシーソー式ソーラー発電温水器システムを説
明する。図５は、この発明の第２の実施例に係るシーソ
ー式ソーラー発電温水器システムの使用状態を示す側面
図である。図５に示すように、第２の実施例の発電温水
器システム６０は、第１の実施例のような住宅用ではな
く事業所用であり、事業所の屋根ａに、１台のソーラー
システムＳ１と、２台の太陽熱温水器Ｓ２とを、それぞ
れ離反状態で配備している。具体的に構成を説明する
と、ソーラーシステムＳ１は、位置センサ部１３からの
検出信号に基づき、太陽電池１１の電池面が太陽に正対
するように太陽電池パネル１２を、対応する１台のウイ
ンチ１５により動かす。なお、ここでは太陽電池パネル
１２が６枚のパネルから構成されている。一方、各太陽
熱温水器Ｓ２は、対応する位置センサ部１３からの検出
信号に基づき、各集熱器５０の集熱面が太陽に正対する
ように、各集熱器５０をそれぞれ１台ずつのウインチ１
５によって動かす。このとき、１枚の太陽電池パネル１
２および２台の集熱器５０は同期回動する。

【００２７】また、これらのソーラーシステムＳ１の北
側と、一方の太陽熱温水器Ｓ２の北側とには、太陽電池
１１または集熱器５０の集熱面に向かって太陽光を反射
する反射板３２がそれぞれ配設されている。このよう
に、反射板３２を設けることで、北側で反射された太陽
光も利用することができるので、さらに高い発電力およ
び水の昇温力が得られる。この貯熱槽５１としては、２
台分の集熱器５０からの温水を貯液することができるよ
うに、容量が３キロリットルの大型槽が採用されてい
る。なお、この太陽追尾システムは、このような構成に
限定しなくても、例えばソーラーシステムＳ１および太
陽熱温水器Ｓ２の総数よりも少ない数（例えば１個）の
位置センサ部１３からの検出信号に基づき、すべての太
陽電池パネル１２および集熱器５０の太陽追尾を制御す
るようにしてもよい。その他の構成、作用および効果
は、第１の実施例から推測可能な範囲であるので説明を
省略する。

【００２８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明および請求項２に
記載の発明によれば、位置センサで太陽の位置を検出
し、その検出信号に基づき、太陽追尾手段によって太陽
電池パネルおよび集熱器（または発電集熱組パネル）が
太陽を追尾するので、太陽の位置にかかわりなく、日中
は常に太陽電池による発電および太陽熱温水器による水
の昇温が可能になる。その結果、１日当たりの発電量お
よび貯湯量を高めることができる。しかも、太陽追尾手
段として、太陽電池パネルおよび集熱器（請求項１に記
載の発明では発電集熱組パネル）をシーソーの板とした
ウインチ駆動式のシーソー機構を採用したので、小さな
操作力で太陽の追尾を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例に係るシーソー式ソー
ラー発電温水器システムの午前中における発電集熱組パ
ネルの太陽追尾状態を示す斜視図である。

【図２】この発明の第１の実施例に係るシーソー式ソー
ラー発電温水器システムの正午前後における発電集熱組
パネルの太陽追尾状態を示す斜視図である。

【図３】この発明の第１の実施例に係るシーソー式ソー
ラー発電温水器システムの午後における発電集熱組パネ
ルの太陽追尾状態を示す斜視図である。

【図４】この発明の第１の実施例に係るシーソー式ソー
ラー発電温水器システムの制御系を示すブロック図であ
る。

【図５】この発明の第２の実施例に係るシーソー式ソー
ラー発電温水器システムの使用状態を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１０，６０シーソー式ソーラー発電温水器システム、
１１太陽電池、１２太陽電池パネル、１３位置セ
ンサ、１５ウインチ（太陽追尾手段）、１８ドラ
ム、１９ワイヤ（吊下部材）、５０集熱器、Ｐ発
電集熱組パネル、Ｓ１ソーラーシステム、Ｓ２太陽
熱温水器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24J 2/04 F24J 2/00 F24J 2/42 H01L 31/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池が取り付けられた太陽電池パネ
ルを有するソーラーシステムと、太陽光の熱によって流路内部の水を温める昇温流路が設
けられた集熱器を有する太陽熱温水器と、太陽光を受光して太陽の位置を検出する位置センサと、この位置センサからの検出信号に基づき、前記太陽電池
の電池面および集熱器の集熱面が太陽に正対するように
太陽電池パネルおよび集熱器を動かす太陽追尾手段とを
備えたシーソー式ソーラー発電温水器システムであっ
て、晴天時に前記太陽電池パネルによって得た電力を蓄電
し、この蓄電された電力を、前記太陽電池パネルからの
電力の供給先に対して夜間および／または雨天時の電力
として供給するバッテリーと、発生した電力をこのバッテリーに供給し、常時、バッテ
リーにその蓄電量の半分くらいの電気を確保させる発電
機とを有し、前記太陽電池パネルと集熱器とを連結して発電集熱組パ
ネルを設け、該発電集熱組パネルが、この発電集熱組パネルの重心を
通過し、この発電集熱組パネルの表面に平行な回動中心
線を中心にして回動自在に設けられ、前記太陽追尾手段が、前記発電集熱組パネルに先端が固
定された吊下部材をドラムから導出または巻き上げて、
前記回動中心線を中心に発電集熱組パネルを回動させる
ウインチであるシーソー式ソーラー発電温水器システ
ム。
【請求項２】太陽電池が取り付けられた太陽電池パネ
ルを有するソーラーシステムと、太陽光の熱によって流路内部の水を温める昇温流路が設
けられた集熱器を有する太陽熱温水器と、太陽光を受光して太陽の位置を検出する位置センサと、この位置センサからの検出信号に基づき、前記太陽電池
の電池面および集熱器の集熱面が太陽に正対するように
太陽電池パネルおよび集熱器をそれぞれ動かす複数の太
陽追尾手段とを備えたシーソー式ソーラー発電温水器シ
ステムであって、晴天時に前記太陽電池パネルによって得た電力を蓄電
し、この蓄電された電力を、前記太陽電池パネルからの
電力の供給先に対して夜間および／または雨天時の電力
として供給するバッテリーと、発生した電力をこのバッテリーに供給し、常時、バッテ
リーにその蓄電量の半分くらいの電気を確保させる発電
機とを有し、前記太陽電池パネルおよび集熱器が、各太陽電池パネル
または集熱器の重心をそれぞれ通過し、これらの太陽電
池パネルの表面または集熱器の表面に平行な回動中心線
を中心にしてそれぞれ回動自在に設けられ、前記各太陽追尾手段が、対応する前記太陽電池パネルま
たは集熱器に先端が固定された吊下部材をドラムから導
出または巻き上げて、前記回動中心線を中心に太陽電池
パネルおよび集熱器を同期回動させるウインチであるシ
ーソー式ソーラー発電温水器システム。