JP3955958B2 - 配向可能なピラミッド形太陽集熱器装置 - Google Patents

Description

本発明は、追従型太陽集熱器によって一般的に示される欠点を解消するために、形状及び機構が有利に組合された追従型光電太陽集熱器装置に係る。
発明の背景
太陽集熱器は、光電池の如き太陽エネルギ収集手段が取付けられた装置である。
平面太陽集熱器は、光電モジュールが取付けられる一般的に方形の構造体で構成され、追従機構によって方位角及び高さの両方で姿勢制御されるものであり、既に知られている。
このような装置は、特に仏国特許明細書第２４１５２７１号及び同第２４１８９１２号に記載されている。
これら太陽集熱器はいくつかの欠点を示す。たとえば、追従型平面太陽集熱器は、これらが、いわゆる「安全位置」（パネルが自由に旗のように揺れることができる水平位置又は垂直位置）に設置される場合であっても、これらの位置は乱れた風からこれらを保護するものではないため、風に対する抵抗性に乏しいことが観察されている。
ヨーロッパ特許第０３８４８３９号明細書に記載された太陽集熱器装置はこれらの欠点を排除するものである。
この追従装置は、屋根形構造体の前面及び背面上に取付けられ、構造体の稜線と一致する回転の共通水平軸に蝶着される２つの延長された方形パネルで構成される。この構造体は方位角に関して作動する配向機構によって姿勢制御され、その前面を太陽の方向に維持するように垂直軸の周りで回転し、一方、組立られた前方及び後方パネルからなる平面太陽集熱器は、高さに関して作動する配向機構によって姿勢制御され、傾斜を日光に対して垂直に保つように水平軸の周りで回転する。
この平面太陽集熱器の風からの保護は、前方及び後方パネルを屋根形構造体の対応面に対向して折曲げることでなる姿勢制御によって確保される。
この装置の機能的形状が風に対してかなり良好に耐えられ、産業的又は商業的プログラムにおいてしばしば要求される強力な追従型太陽集熱器の取付けを許すものであったとしても、この装置が住宅に取付けられる際には建築上の問題を生ずるであろう。このような問題を解決するため、発明者は、追従機構が一般住宅用の従来の建築技術に良好に適合された形状と組合わされる種類の装置を見出そうとした。
この目的は本発明の装置によって充分に達成された。
発明の要約
本発明の太陽集熱器装置は、ピラミッド（好ましくは３つの表面に限定される）及びその支持体を包含してなるピラミッド形構造体で構成され、各種の太陽エネルギ収集手段が取付けられるピラミッド表面の１つのみが平面太陽集熱器として使用され、他の表面は、単に風から装置全体を保護するために作用する。
このピラミッド形装置は、好ましくは、２つの異なった追従システムを具備する。
第１のシステムは、方位角に関して作動し、最も有効なものであって、ピラミッド及びその支持体で構成される可動性構体がピラミッドの太陽表面について太陽の方向に維持されることを可能にする。
第２のシステムは、高さに関して作動し、水平軸の周りでの回転によって、ピラミッドの太陽表面がその傾斜を日光の方向に垂直に維持することを可能にする。
光電太陽集熱器は既に固定ピラミッド形構造体に取付けられており、また、その発電量を増大させるために、光電太陽集熱器に追従システムを取付けることも行われているが、ピラミッド形構造体と、光電太陽集熱器及び追従システムの取付とを組合わせることはこれまで行われてはおらず、この組合わせが正に本発明の基本思想である。
この新規なピラミッド形装置の下記の記載に関して、本研究において好適に採用された３つの表面をもったピラミッドは非限定的な１つの例と考えられなければならないことが強調される。この種のピラミッドは、その重要な利点（すなわち、簡単な構造体であること；表面が大きく、その結果、より大きい平面太陽集熱器を太陽表面上に取付けることができること）のため採用されたものであるが、もちろん、必要であればピラミッドの表面の数を増加することも可能である。
本研究において使用される追従機構の種類に関しても同様の注意がなされるべきであり、これら種類の追従機構は単なる例として示されたものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、３つの表面をもつピラミッドの鳥瞰図である。
図２は、装置配向機構を示すピラミッド（その表面を点線で示す）の下の装置の概略平面図である。
図３は、装置移動構体及び固定部材を示す図２の垂直平面Ｃに相当する装置の縦断面の概略図である。
図４は、図３の部分Ｄの拡大図である。
発明の詳細の説明
図１：この図は、好適な正三角形の基底部（４）上に取付けられた装置の３つの表面をもつピラミッドを概略的に示しており、ピラミッドの表面（１）が平面太陽集熱器として使用され、他の２つの表面（２，３）は単に装置全体を風から保護するように作用する。これらの表面（１，２，３）には、４５°のベース角度が太陽表面（１）上への光電太陽集熱器の取付を容易なものとできるため、直角二等辺三角形の有利な形状が付与される。
この図は、ピラミッドがその垂直軸（Ｖ）の周りで回転し、太陽表面（１）が水平軸（Ｈ）の周りで回転できるように、それぞれ方位角及び高さに関して作動する２つの追従システムも概略的に示す。
図２，３，４：これらの図は、ピラミッドの基底部（４）及びその支持及び姿勢制御を確保する装置の機構（可動性構体に属する要素及びプラットホームに固着された要素でなる）を平面及び断面で概略的に示す。
ピラミッド基底部（４）
この構造体は、好ましくは、同じ水平面で取付けられた４つの同じ二等辺三角形で構成される。この種の構体は２つの利点を示す。
−第１に、同じ寸法、低減された長さ、これにより低減されたコストの鉄製部品を使用でき、持運び、保管及び取付けが容易となる。
−また、基底部（４）の中心においてブレーシング構造体（５）（その三角形形状は、該基底部（４）が、これが固着されたリング（９）上でバランスよく静置されることを可能にする）を形成できる。
可動性構体に属する機構
−好適に３つのピラミッド軸上に設けられ、その基底部（４）のアンダーフェース上に取付けられるボールベアリングホイール。その支持リング（９）を越えてピラミッドの片持ちばりを低減させるために３つのホイールが使用される。
−たとえば、基底部（４）の長手方向交差部材（８）にその基部で、及びピラミッドの表面（１）にそのロッドの端で蝶着された電気ジャッキであって、該ジャッキのマヌーバを低減させるために、回転の水平軸（Ｈ）の周り、該軸（Ｈ）の下で傾斜可能であり、均衡化される電気ジャッキ（７）。このようにして、該ジャッキによって回転の水平軸（Ｈ）の周りで自動的に姿勢制御されるため、ピラミッドの表面（１）はその傾斜を日光に対して垂直に保ち、あるいはピラミッドの他の表面を再び一定の傾斜とする（これは、通常、一日の終りに起こるか、又は風の強さ（好適な装置によって検知される）が該表面（１）の安全性を危険にする際に起こる）（セーフティ・マヌーバ）。
−好ましくは、図４に示されるように、Ｕ字形鉄製部材（ピラミッドの基底部（４）の中央の三角形フレーシング構造体（５）が図２に示されるように６つの部位で強く固着される）でなるリング（９）。このリング（９）は、装置の可動性構体の最下方部分を構成する。
プラットホームに固着された機構
−釣針形装置（１０）（そのボールベアリングローラは、図４に示されるように、支持体を確保し、リング（９）の回転を可能にする）。
−図４に示されるように、その駆動ホイールによってリング（９）の回転を確保する電気モータ（１１）。
−図２に示されるように、モータ駆動ホイールと共に有利な三角形取付けを構成する２つのセンタリングホイール（１２）（リング（９）のセンタリングを確保する）。
これら図面の記載は、光電太陽集熱器及び追従システムのピラミッド形構造体への取付けが好ましくはコンパティブルであることを証明しており、本発明はこの適合性に基づくものである。
形状及び機構の組合わせにより、本発明の太陽集熱器装置は次の重要な利点を示す：
−その追従機構は、光電モジュールがそのピーク電力に対応する電力生産を持つことを可能にする。
−その形状は良好に風に耐えられる。
−従来の建築法に良好に適合された屋根の形状を有するため、住宅に関する問題を生ずることなく取付けられ、光電太陽集熱装置に関して全く例外的である。

Claims (6)

1. 基底部（４）及び少なくとも３つの表面（１，２，３）でなるピラミッド形構造で特徴づけられる太陽集熱器装置において、前記表面（１，２，３）のただ１つの表面が平面太陽集熱器を提供する光電池の如き取付けられた太陽エネルギ収集手段を有する太陽表面（１）であり、前記少なくとも２つの他の表面（２，３）は単に装置全体を風から保護するように作用するものであり、該装置は、方位角に関して作動して、前記ピラミッド形構造体が、垂直軸（Ｖ）の周りでの回転によって、前記太陽表面（１）を太陽の方向に保つことを可能にする第１の追従システムを具備することを特徴とする、太陽集熱器装置。
2. 前記第１の追従システムが、ピラミッド形構造体の基底部（４）が固着され、電気モータ（１１）によって駆動されて釣針形装置のボールベアリングローラ（１０）上で回動するリング（９）を包含するものである、請求項１記載の装置。
3. 高さに関して作動して、ピラミッド形構造体の前記太陽表面（１）が、水平軸（Ｈ）の周りでの回転によって、その傾斜を日光に垂直に保持することを可能にする第２の追従システムを具備してなる、請求項１記載の装置。
4. 前記第２の追従システムが、両端で前記ピラミッドの基底部（４）及び太陽表面（１）に蝶着された電気ジャッキ（７）を包含してなるものである、請求項３記載の装置。
5. 回転の水平軸（Ｈ）が、前記太陽表面の上方部分及び下方部分を均衡化させるように取付けられ、これによって、傾斜可能な太陽表面が前記ジャッキ（７）によってより容易に姿勢制御されるようにした、請求項３記載の装置。
6. 前記ピラミッド形構造体の前記表面（１，２，３）が直角二等辺三角形であり、前記基底部（４）が正三角形である、請求項１記載の装置。

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