JP4651469B2 - 太陽光発電装置設置治具、太陽光発電装置設置方法および追尾駆動型太陽光発電装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る追尾駆動型太陽光発電装置の構成概要を示す背面外観斜視図である。
図6は、本発明の実施の形態2に係る太陽光発電装置設置治具を構成する治具基台を説明する外形図であり、(A)は治具基台の平面図、(B)は治具基台およびフランジ面(支柱)を相互に対向させた状態での側面図、(C)はフランジ面の正面図である。
図11は、本発明の実施の形態3に係る設置方法での基準面の傾きおよび方位ずれを求める処理フローを説明するフローチャートである。なお、図10の設置治具を用いて処理を実行するものとして記述する。
治具基台10を基準面(フランジ面4a)に当接させて取り付ける。つまり、治具基台10の南北方向(図10で上下位置に対応)に配置(位置)する2つの基台固定用ねじ穴10cに裏面側(凹部10)から位置決めピン10caをそれぞれ螺合し、裏面から突出する2つの位置決めピン10caのピン部をフランジ面4aの南北位置に対応する2つの締結用フランジ穴4bに嵌合することにより、治具基台10はフランジ面4aに当接して固定される。なお、支柱4(フランジ面4a、締結用フランジ穴4b)および治具基台10は、支柱4の設置時の方位ずれψ0(支柱設置状態の方位ずれψ0)に対応(起因)してずれることとなる。
傾斜計12(2台)、方位計13を取り付け載置した計器用アングル台11を十字溝10aに嵌合(治具基台10に載置)する。傾斜計12、方位計13とも真の方位(例えば真北方向)から支柱4の設置方向の方位ずれψ0に対応してずれて配置された状態となる。
そのままの状態(治具基台10を基準面に当接させた方位ずれψ0の状態)で、傾斜計12により水平面に対する傾きを測定する。つまり、南北方向に配置した一方の傾斜計12により仮南北方向(真の南北方向からψ0ずれた方向)での傾きα0を、東西方向に配置した他方の傾斜計12により仮東西方向(真の東西方向からψ0ずれた方向)での傾きβ0をそれぞれ測定する。
方位ずれψ0の状態で、傾斜調整ねじ10daを用いて治具基台10(および計器用アングル台11)を水平状態に調整し、方位計13により方位を測定する。つまり、設置固定された支柱4の正確な設置方向(方位ずれψ0の値)を測定する。
位置決めピン10caを外して治具基台10を方位ずれψ0に対応する角度分回動(回転)させ、方位計13が真の北方向(真北方向)を示す位置に治具基台10(および計器用アングル台11)を配置する。つまり、治具基台10(および計器用アングル台11)を真北状態に対応させて配置する。なお、傾斜調整ねじ10daを適宜調整して治具基台10(および計器用アングル台11)の水平状態を維持しておく。
傾斜調整ねじ10daを調整して治具基台10(および計器用アングル台11)の水平状態を解除し、基準面に当接させた状態で傾斜計12により水平面に対する傾きを測定する。つまり、真北状態で、南北方向(真の南北方向)での傾きα、東西方向(真の東西方向)での傾きβを測定する。
sinh=sinφ・sinδ+cosφ・cosδ・cosω・・・(式1)
cosψ=(sinφ・sinh−sinδ)/cosφ・coshの関係式より、
sinψ=cosδ・sinω/cosh・・・(式2)
駆動制御部5は、予めプログラムとしてメモリに組み込んである式1および式2に基づいて理論太陽高度hおよび理論太陽方位角ψを算出する。理論太陽高度hおよび理論太陽方位角ψは、傾倒回転軸AXi(傾倒回転基準軸)および旋回回転軸AXr(旋回回転基準軸)で構成される2軸駆動の基準位置(基準面としてのフランジ面4aに対応する位置)が正しく位置し、ずれ(方位ずれおよび傾き)がないものとして理論値として算出された値である。
測定結果としてメモリに記憶された補正パラメータ(基準面の方位ずれψ0、傾きα、傾きβ(または、方位ずれψ0、傾きα0、傾きβ0))を用いて補正値としての太陽高度ずれhd、太陽方位角ずれψdを算出する。
太陽方位角ずれψd=g(ψ0,α,β)・・・(4)
なお、方位ずれψ0、傾きα、傾きβ(または方位ずれψ0、傾きα0、傾きβ0)は、上述したとおり容易かつ正確、迅速に測定することができることから、旋回回転軸AXrおよび傾倒回転軸AXiのずれを補正することができる太陽高度ずれhd、太陽方位角ずれψdを容易に算出することができる。
太陽軌道の理論値(理論太陽高度h、理論方位角ψ)に対して、補正値(太陽高度ずれhd、太陽方位角ずれψd)による補正を施すことにより駆動用太陽光高度hr、駆動用太陽光方位角ψrを算出する。
駆動用太陽光方位角ψr=ψ+ψd・・・(6)
ステップS36:
駆動用太陽光高度hr、駆動用太陽光方位角ψrに基づいて補正を施した追尾駆動信号を生成し、追尾駆動部3へ出力する。基準面の設置状態(設置ずれ)に対応させて補正を施した追尾駆動信号により追尾駆動部3(2軸駆動の回転機構駆動系)を制御することができることから、基準面の設置状態による影響をまったく受けずに太陽軌道を高精度で正確に追尾することが可能となる。
2 太陽電池パネル
3 追尾駆動部
3a 駆動部基台
3b 基台底面(基準面)
3c 締結用ボルト穴
4 支柱
4a フランジ面(基準面)
4b 締結用フランジ穴
5 駆動制御部
6 ウォーム減速機
7 パワーシリンダ
8 配電部
9 駆動機構部
10 治具基台
10a 十字溝
10b 凹部
10c 基台固定用ねじ穴
10ca 位置決めピン
10d 基台傾斜調整用ねじ穴
10da 傾斜調整ねじ
11 計器用アングル台
12 傾斜計
13 方位計
13a GPSアンテナ
21 設置用コンピュータ
AXi 傾倒回転軸
AXr 旋回回転軸
GND 地面
Claims (10)
- 太陽電池パネルを回動させて太陽光を追尾する追尾駆動部と該追尾駆動部を載置する基準面を有する支柱とを備える追尾駆動型太陽光発電装置を設置するときに支柱の設置状態を検知する太陽光発電装置設置治具であって、
方位を測定する方位計と、水平面に対する傾きを測定する傾斜計と、前記方位計および前記傾斜計を載置して前記基準面に係合される治具基台とを備え、
前記治具基台は、表面に形成され直角の精度出しがされた十字溝と、裏面に形成され前記基準面の外周を包囲して当接される凹部と、前記十字溝に嵌合された計器用アングル台とを備えること
を特徴とする太陽光発電装置設置治具。 - 前記方位計および前記傾斜計を前記計器用アングル台に載置した状態で方位および傾きを測定する構成としてあること
を特徴とする請求項1に記載の太陽光発電装置設置治具。 - 前記傾斜計は、南北方向および東西方向での傾きをそれぞれ測定すること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の太陽光発電装置設置治具。 - 前記計器用アングル台は、相対する両方向で直線上に延在させてあり、前記方位計は前記計器用アングル台の両端にGPSアンテナをそれぞれ配置してあること
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一つに記載の太陽光発電装置設置治具。 - 前記治具基台は、前記基準面に対する傾きを調整できる構成としてあること
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一つに記載の太陽光発電装置設置治具。 - 太陽電池パネルを回動させて太陽光を追尾する追尾駆動部と、前記追尾駆動部を載置する基準面を有する支柱とを備える追尾駆動型太陽光発電装置を設置する太陽光発電装置設置方法であって、
前記基準面の方位ずれを測定するステップと、前記基準面の水平面に対する傾きを測定するステップと、前記方位ずれおよび前記傾きの測定結果を前記追尾駆動部の駆動制御を行う駆動制御部へ入力するステップとを備えること
を特徴とする太陽光発電装置設置方法。 - 前記方位ずれは真北方位に対するずれであり、前記傾きは南北方向での傾きおよび東西方向での傾きであること
を特徴とする請求項6に記載の太陽光発電装置設置方法。 - 太陽電池パネルを回動させて太陽光を追尾する追尾駆動部と、該追尾駆動部を支持する支柱と、前記追尾駆動部の駆動制御を行う駆動制御部とを備える追尾駆動型太陽光発電装置であって、
前記追尾駆動部は、前記支柱の先端に形成された基準面に載置してあり、
前記駆動制御部は、前記基準面の方位ずれおよび水平面に対する前記基準面の傾きを用いて補正を施した追尾駆動信号を前記追尾駆動部へ出力する構成としてあること
を特徴とする追尾駆動型太陽光発電装置。 - 前記方位ずれは真北方位に対するずれであり、前記傾きは南北方向での傾きと東西方向での傾きであること
を特徴とする請求項8に記載の追尾型太陽光発電装置。 - 前記追尾駆動部は、水平方向での旋回を制御する旋回回転軸と垂直方向での傾倒を制御する傾倒回転軸を用いた2軸駆動により駆動制御する構成としてあり、前記南北方向での傾きは前記旋回回転軸および前記傾倒回転軸の南北方向に対する傾きに、前記東西方向での傾きは前記旋回回転軸および前記傾倒回転軸の東西方向に対する傾きにそれぞれ対応する構成としてあること
を特徴とする請求項9に記載の追尾駆動型太陽光発電装置。
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