JP5311353B2 - Solar power generation equipment - Google Patents

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Description

本発明は、太陽光発電設備に関するものである。   The present invention relates to a photovoltaic power generation facility.

太陽光発電設備は、例えば特許文献１に示されているように、多数の太陽光発電パネルを直並列に接続してなる太陽光発電部と、この太陽光発電部と負荷及び配電系統との間に設けられるパワーコンディショナとにより構成される。パワーコンディショナは、太陽光発電部から得られる直流電力を商用交流電力に変換するインバータと、太陽光発電部の出力が不足するときに配電系統から負荷に電力を供給（買電）し、太陽光発電部の出力が過剰であるときにインバータの出力を配電系統に供給（売電）するように、発電設備を配電系統に連係させる系統連係装置とを備えている。   For example, as shown in Patent Document 1, a photovoltaic power generation facility includes a photovoltaic power generation unit formed by connecting a large number of photovoltaic power generation panels in series and parallel, and the photovoltaic power generation unit, a load, and a distribution system. It is comprised with the power conditioner provided in between. The power conditioner is an inverter that converts DC power obtained from the photovoltaic power generation unit into commercial AC power, and when the output of the photovoltaic power generation unit is insufficient, power is supplied (purchased) from the distribution system to the load. A system linking device that links power generation equipment to the power distribution system is provided so that the output of the inverter is supplied to the power distribution system when the output of the photovoltaic power generation unit is excessive.

太陽光発電設備においては、特許文献２に示されているように、雨天時や夜間など、太陽光の照射を受けることができないときに備えて、太陽光発電部の出力をバッテリに蓄積しておくことが行なわれている。   In the solar power generation facility, as shown in Patent Document 2, the output of the solar power generation unit is stored in the battery in preparation for when it cannot be irradiated with sunlight, such as in rainy weather or at night. It is done.

また電力系統においては、電力需要が少なくなる深夜の電力で揚水ポンプを駆動して水を高所に設けた貯水池に上げることにより電力を位置エネルギに変換して蓄積し、電力需要が増加した際に貯水池内の水を落下させて水力発電を行なわせるようにしている。   In addition, in the power grid, when the demand for power increases, the pump is driven by midnight power when power demand is reduced, and the water is converted into potential energy by storing water in a high reservoir. The water in the reservoir is dropped to cause hydroelectric power generation.

また深夜電力を温水器に供給して、電力を熱エネルギに変換して蓄積することも行なわれている。   In addition, midnight power is supplied to a water heater, and the power is converted into heat energy and stored.

更に電気エネルギを他のエネルギに変換して貯蔵する貯蔵設備として、特許文献３に示されているように、錘に取り付けたピニオンギアを立坑内を上下方向に延びるラックに噛み合わせるとともに、ピニオンギアに発電・電動装置を取り付けた地下式の電力貯蔵装置が知られている。この電力貯蔵装置では、余剰の電気エネルギにより発電・電動装置を電動機として動作させることにより錘を上昇させて電気エネルギを位置エネルギとして蓄積し、錘を落下させる際に生じるピニオンギアの回転により発電・電動装置を発電機として駆動して、位置エネルギを電気エネルギに再変換するようにしている。   Furthermore, as a storage facility for converting electrical energy into other energy and storing it, as shown in Patent Document 3, a pinion gear attached to a weight is meshed with a rack extending vertically in the shaft, and the pinion gear An underground power storage device is known in which a power generation / electric device is attached to the base. In this power storage device, by operating the power generation / electric device as an electric motor by surplus electric energy, the weight is raised and electric energy is stored as potential energy, and the rotation of the pinion gear generated when the weight is dropped generates power / The electric device is driven as a generator to reconvert potential energy into electrical energy.

特開２００３−２８４３５５号公報JP 2003-284355 A 特開２０００−１８１５５６号公報JP 2000-181556 A 特開２０００−２６１９８７号公報JP 2000-261987 A

特許文献２に示されているように、太陽光発電部の出力をバッテリに蓄積するようにした場合には、多数のバッテリのメンテナンスが必要になるため、発電設備のメンテナンスにかかるコストが高くなるのを避けられなかった。   As shown in Patent Document 2, when the output of the photovoltaic power generation unit is stored in the battery, maintenance of a large number of batteries is required, and thus the cost for maintenance of the power generation equipment increases. It was inevitable.

バッテリを用いずに太陽光発電部の出力を貯蔵するために、揚水発電による電力貯蔵設備や、特許文献３に示されたように、錘を上昇させることにより電力を位置エネルギに変換して貯蔵する電力貯蔵設備を用いることが考えられるが、これらの電力貯蔵設備を用いる場合には、多数の太陽光発電パネルを配置するために必要な広大なスペースに加えて、電力貯蔵設備を配置するためのスペースが別途必要になるため、スペースの利用効率が悪くなるのを避けられない。特に特許文献３に示されたように、電力貯蔵設備を地下に構築する場合には、その建設費が著しく高くなるのを避けられない。   In order to store the output of the photovoltaic power generation unit without using a battery, as shown in the power storage facility by pumped-storage power generation or Patent Document 3, the power is converted into potential energy and stored by raising the weight. However, when using these power storage facilities, in addition to the vast space necessary to arrange a large number of photovoltaic power generation panels, to arrange the power storage facilities Therefore, it is inevitable that the use efficiency of the space deteriorates. In particular, as shown in Patent Document 3, when the power storage facility is constructed underground, it is inevitable that the construction cost becomes extremely high.

設置スペースの有効利用を図るためには、太陽光発電パネルを設置するために必要不可欠なスペースを有効に利用して電力の貯蔵を行なうことができるようにすることが好ましい。   In order to make effective use of the installation space, it is preferable to be able to store electric power by effectively using the space indispensable for installing the photovoltaic power generation panel.

本発明の目的は、太陽光発電パネルを設置するためのスペースを有効に利用して、電力を貯蔵するための装置を構成することができるようにした太陽光発電設備を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation facility that can configure a device for storing electric power by effectively using a space for installing a photovoltaic power generation panel.

本発明は、太陽光発電部と、太陽光発電部から得られる発電電力または連係する配電系統から受電した商用電力を蓄積するエネルギ貯蔵装置とを備えた太陽光発電設備を対象とする。本発明に係わる太陽光発電設備は電力会社以外の事業者または個人により運営されて分散電源として配電系統に接続されるものでもよく、電力会社の発電設備として配電系統に接続されるものであってもよい。   The present invention is directed to a photovoltaic power generation facility including a photovoltaic power generation unit and an energy storage device that accumulates generated power obtained from the photovoltaic power generation unit or commercial power received from a linked distribution system. The photovoltaic power generation facility according to the present invention may be operated by an operator or an individual other than the power company and connected to the distribution system as a distributed power source, or connected to the distribution system as a power generation facility of the power company. Also good.

本発明に係わる太陽光発電設備は、錘としての機能を有するように質量が設定されるとともに複数の太陽光発電パネルを縦横に並べて取り付けることができるパネル取付け面を上部に有して、鉛直方向に延びる支柱に沿って上下動し得るように設けられた可動ブロックと、回転自在な入出力軸を有して該入出力軸の回転変位を前記可動ブロックを上昇させる方向の直線変位に変換して可動ブロックに伝達し、可動ブロックの下方への直線変位を回転変位に変換して前記入出力軸に伝達する変位伝達機構と、可動ブロックのパネル取付け面に縦横に並べて取り付けられて前記太陽光発電部を構成する複数の太陽光発電パネルと、変位伝達機構の入出力軸に第１の変速機を介して回転軸が結合されて、前記発電電力又は商用電力で駆動されることにより可動ブロックを上昇させる方向に変位伝達機構の入出力軸を回転駆動する電動機と、上昇させられた可動ブロックが有する位置エネルギを貯蔵するために該可動ブロックの位置を保持する可動ブロック位置保持機構と、入出力軸に第２の変速機を介して回転軸が結合されて、可動ブロック位置保持機構による可動ブロックの位置の保持が解除された際に可動ブロックの下降に伴って生じる入出力軸の回転変位により駆動されて可動ブロックが有する位置エネルギを電気エネルギに再変換して出力する発電機とを備えており、上記可動ブロックと、変位伝達機構と、電動機と、可動ブロック位置保持機構と、発電機とにより、前記電力貯蔵装置が構成されている。   The photovoltaic power generation facility according to the present invention has a panel mounting surface on which the mass is set so as to function as a weight and a plurality of photovoltaic power generation panels can be mounted vertically and horizontally and has a vertical direction. A movable block provided so that it can move up and down along a support column extending in the direction of rotation, and a rotatable input / output shaft, and the rotational displacement of the input / output shaft is converted into a linear displacement in a direction to raise the movable block. A displacement transmission mechanism that transmits the linear displacement downward to the movable block to a rotational displacement and transmits the rotational displacement to the input / output shaft; A rotating shaft is coupled to the input / output shafts of the plurality of photovoltaic power generation panels constituting the power generation unit via the first transmission via the first transmission, and is driven by the generated power or the commercial power. An electric motor that rotationally drives the input / output shaft of the displacement transmission mechanism in a direction that raises the movable block, and a movable block position holding mechanism that holds the position of the movable block to store the potential energy of the raised movable block And the input / output shaft generated when the movable block is lowered when the rotary block is coupled to the input / output shaft via the second transmission and the movable block position holding mechanism releases the movable block position. A generator that is driven by the rotational displacement of the movable block and re-converts the potential energy of the movable block into electric energy and outputs the electric energy, and the movable block, the displacement transmission mechanism, the electric motor, and the movable block position holding mechanism, The power storage device is constituted by the generator.

上記のように構成すると、太陽光発電部の出力または商用電源の出力により電動機を駆動して可動ブロックを上昇させることにより、電力を位置エネルギに変換することができ、可動ブロック位置保持機構により可動ブロックを上昇させた位置に保持することにより、その位置エネルギを貯蔵することができる。また太陽光発電部の出力が不足するときに可動ブロック位置保持機構による可動ブロックの保持を解除して可動ブロックを下降させることにより、発電機を駆動して、貯蔵された位置エネルギを電気エネルギに再変換して出力させることができる。   If comprised as mentioned above, an electric motor can be driven by the output of a solar power generation part or the output of a commercial power source, and a movable block can be raised, and electric power can be converted into potential energy, and it is movable by a movable block position holding mechanism. By holding the block in the raised position, its potential energy can be stored. In addition, when the output of the solar power generation unit is insufficient, the movable block position holding mechanism releases the movable block and lowers the movable block, thereby driving the generator to convert the stored potential energy into electrical energy. It can be reconverted and output.

上記のように構成すると、太陽光発電パネルを配置するスペースを有効に利用して、太陽光発電部の出力または商用電源の出力を位置エネルギに変換して貯蔵する電力貯蔵装置を構成することができるため、スペースの利用効率を高めて、電力貯蔵能力を有する太陽光発電設備の建設コストの低減を図ることができる。またメンテナンスが面倒な蓄電池を用いずに電力を貯蔵することができるため、蓄電池を用いる場合に比べてメンテナンスを容易にすることができる。   If comprised as mentioned above, the space which arrange | positions a photovoltaic power generation panel can be used effectively, and the electric power storage apparatus which converts the output of a photovoltaic power generation part or the output of a commercial power source into potential energy, and stores it can be constituted. Therefore, it is possible to increase the space utilization efficiency and reduce the construction cost of the photovoltaic power generation facility having power storage capacity. Moreover, since electric power can be stored without using a storage battery that is troublesome to maintain, maintenance can be facilitated as compared to the case where a storage battery is used.

本発明の好ましい態様では、第１の変速機が、電動機の回転軸の回転を減速して入出力軸に伝達する減速機であり、第２の変速機は、入出力軸の回転を増速して発電機の回転軸に伝達する増速機である。   In a preferred aspect of the present invention, the first transmission is a speed reducer that decelerates the rotation of the rotating shaft of the motor and transmits it to the input / output shaft, and the second transmission increases the rotation of the input / output shaft. The speed increaser is transmitted to the rotating shaft of the generator.

本発明の好ましい態様では、変位伝達機構が、鉛直方向に伸びるようにして支柱に取り付けられたラックと、このラックに噛み合わされたピニオンギアとを備えていて、このピニオンギアにより前記入出力軸が構成される。この場合、電動機及び発電機はピニオンギアの軸線方向の一端側及び他端側にそれぞれ配置されて可動ブロックに固定され、電動機の回転軸は、第１の変速機を介してピニオンギアの軸線方向の一端に結合される。また発電機の回転軸は、第２の変速機を介してピニオンギアの軸線方向の他端に結合される。   In a preferred aspect of the present invention, the displacement transmission mechanism includes a rack attached to the column so as to extend in the vertical direction, and a pinion gear meshed with the rack, and the input / output shaft is connected by the pinion gear. Composed. In this case, the electric motor and the generator are arranged on one end side and the other end side in the axial direction of the pinion gear and fixed to the movable block, and the rotating shaft of the electric motor is connected to the axial direction of the pinion gear via the first transmission. Is coupled to one end. The rotating shaft of the generator is coupled to the other end of the pinion gear in the axial direction via the second transmission.

上記のように上下方向に伸びるラックと、該ラックに噛み合わされたピニオンギアとにより変位伝達機構を構成すると、可動ブロック上で変位伝達機構が占めるスペースを狭くして、パネル取付け面を広くすることができるため、太陽光発電部の発電容量を増大させることができる。   When the displacement transmission mechanism is configured by the rack extending vertically as described above and the pinion gear meshed with the rack, the space occupied by the displacement transmission mechanism on the movable block is narrowed, and the panel mounting surface is widened. Therefore, the power generation capacity of the solar power generation unit can be increased.

本発明の他の好ましい態様では、変位伝達機構が、ワイヤと、前記入出力軸とともに回転するように設けられて前記ワイヤの巻取りと巻き戻しとを行なうドラムとを備えて、ワイヤがドラムに巻き取られる際に可動ブロックを上昇させ、可動ブロックが下降する際にワイヤがドラムから巻き戻されるように、ワイヤが可動ブロックと支柱とに機械的に結合される。   In another preferred aspect of the present invention, the displacement transmission mechanism includes a wire and a drum that is provided so as to rotate together with the input / output shaft and performs winding and rewinding of the wire, and the wire is attached to the drum. The wire is mechanically coupled to the movable block and the support so that the movable block is raised when wound and the wire is unwound from the drum when the movable block is lowered.

上記のように変位伝達機構を構成すると、重量物を上下させる機構として汎用され、実績があるウィンチの原理を利用して変位伝達機構を構成することができ、変位伝達機構の信頼性の向上を図ることができる。また鉛直方向に長いラックを用いる必要が無いため、変位伝達機構のメンテナンスを容易にすることができる。   When the displacement transmission mechanism is configured as described above, it is widely used as a mechanism for moving a heavy object up and down, and the displacement transmission mechanism can be configured using the proven winch principle, improving the reliability of the displacement transmission mechanism. Can be planned. Further, since it is not necessary to use a rack that is long in the vertical direction, the maintenance of the displacement transmission mechanism can be facilitated.

上記の各態様では、可動ブロックを上昇させるために電動機を設け、可動ブロックを下降させた際に発電を行なわせるために発電機を設けているが、電動機と発電機とを設ける代わりに、外部から電力が与えられたときに電動機として機能し、回転軸が駆動された際に発電機として機能する回転電機を用いることもできる。   In each of the above aspects, an electric motor is provided to raise the movable block, and a generator is provided to generate power when the movable block is lowered, but instead of providing the electric motor and the generator, an external It is also possible to use a rotating electrical machine that functions as an electric motor when electric power is supplied from and functions as a generator when a rotating shaft is driven.

上記のように、電動機と発電機とを兼ねる回転電機を用いて、電力を位置エネルギに変換して貯蔵する際に該回転電機を電動機として機能させ、貯蔵された位置エネルギを電力に再変換して出力させる際に該回転電機を発電機として機能させるようにすると、電力貯蔵装置の構成の簡素化を図ることができる。   As described above, using a rotating electrical machine that serves both as an electric motor and a generator, when the electric power is converted into potential energy and stored, the rotating electric machine functions as an electric motor, and the stored positional energy is converted back into electric power. When the rotating electrical machine is caused to function as a generator when being output, the configuration of the power storage device can be simplified.

本発明の更に他の好ましい態様は、後記する発明の実施形態の説明の中で明らかにされる。   Still another preferred aspect of the present invention will be clarified in the following description of embodiments of the invention.

以上のように、本発明によれば、鉛直方向に延びる支柱に沿って上下動し得るように設けられた可動ブロックの上部にパネル取付け面を設けて、このパネル取り付け面に太陽光発電パネルを取り付けることにより太陽光発電部を構成すると共に、太陽光発電部の出力又は商用電源の出力で駆動される電動機の回転を変位伝達機構を介して可動ブロックに伝達することにより可動ブロックを上昇させるようにしたので、電力を位置エネルギに変換して貯蔵することができ、メンテナンスが面倒な蓄電池を用いることなく、太陽光発電部から得られる発電電力及び（又は）連係する配電系統から受電した電力の貯蔵を行なうことができる。   As described above, according to the present invention, the panel mounting surface is provided on the upper part of the movable block provided so as to move up and down along the support column extending in the vertical direction, and the photovoltaic power generation panel is mounted on the panel mounting surface. The solar power generation unit is configured by mounting, and the movable block is raised by transmitting the rotation of the electric motor driven by the output of the solar power generation unit or the output of the commercial power source to the movable block via the displacement transmission mechanism. Therefore, it is possible to store the electric power converted into potential energy, and without using a storage battery that is troublesome to maintain, the generated power obtained from the photovoltaic power generation unit and / or the power received from the associated distribution system Storage can be performed.

また上昇させられた可動ブロックを下降させる際の変位を変位伝達機構を介して発電機に伝達することにより発電機を回転させるようにしたので、電力を必要とするときに可動ブロックを下降させることにより、発電機を駆動して、貯蔵されていた位置エネルギを電力に再変換して利用することができる。   Also, since the generator is rotated by transmitting the displacement when the raised movable block is lowered to the generator via the displacement transmission mechanism, the movable block is lowered when electric power is required. Thus, the generator can be driven and the stored potential energy can be reconverted into electric power for use.

本発明によれば、太陽光発電パネルを取り付けるブロック自体を、電力を位置エネルギに変換して貯蔵するための錘として利用するので、太陽光発電パネルを設置するためのスペースを有効に利用して、電力貯蔵装置を構成することができ、太陽光により発電した電力に余裕があるときにその余剰電力を貯蔵して夜間に利用したり、深夜電力などの安価な電力を貯蔵して、十分な日照が得られない昼間に利用したりすることができる。   According to the present invention, since the block itself for attaching the photovoltaic power generation panel is used as a weight for storing electric power converted into potential energy, the space for installing the photovoltaic power generation panel is effectively used. The power storage device can be configured to store the surplus power when there is room in the power generated by sunlight and use it at night, or store inexpensive power such as midnight power, It can be used during the daytime when sunshine is not available.

また本発明に係わる発電設備を、電力事業者が運営する発電設備として利用する場合には、深夜電力により可動ブロックを上昇させて深夜に生じる余剰電力を可動ブロックの位置エネルギとして貯蔵しておき、昼間の電力需要のピーク時に可動ブロックを下降させて、発電を行なわせるような運用の仕方をすることができ、電力貯蔵装置を電力の需給を調整する手段として活用することができる。   Further, when the power generation facility according to the present invention is used as a power generation facility operated by an electric power company, the surplus power generated at midnight by raising the movable block by midnight power is stored as potential energy of the movable block, At the peak of daytime power demand, the movable block can be lowered to generate power, and the power storage device can be used as a means for adjusting the supply and demand of power.

本発明において、電動機及び発電機を用いる代わりに、両者の機能を果たす回転電機を用いた場合には、電力を貯蔵する部分の構成の簡素化を図ることができる。   In the present invention, when a rotating electric machine that performs both functions is used instead of using an electric motor and a generator, the configuration of a part that stores electric power can be simplified.

本発明に係わる太陽光発電設備の一実施形態の構成を概略的に示した正面図である。It is the front view which showed roughly the structure of one Embodiment of the solar power generation facility concerning this invention. 同実施形態の構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the embodiment roughly. 同実施形態で用いる電動機及び発電機とラック及びピニオンギアとの関係を示した要部の拡大断面図である。It is the expanded sectional view of the principal part which showed the relationship between the electric motor and generator used in the embodiment, a rack, and a pinion gear. 図１及び図２に示された太陽光発電設備を１ユニットとして、複数のユニットを縦横に並べて更に大規模な太陽光発電設備を構成した状態を概略的に示した平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing a state in which a larger-scale photovoltaic power generation facility is configured by arranging a plurality of units vertically and horizontally with the photovoltaic power generation facility shown in FIGS. 1 and 2 as one unit. 本発明に係わる太陽光発電設備の他の実施形態で用いる変位伝達機構の構成例を概略的に示した要部の正面図である。It is the front view of the principal part which showed schematically the example of a structure of the displacement transmission mechanism used with other embodiment of the photovoltaic power generation equipment concerning this invention. 本発明に係わる太陽光発電設備に設けるパワーコンディショナの構成例を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the structural example of the power conditioner provided in the solar power generation equipment concerning this invention.

図１及び図２において、１は所定の長さ寸法Ｌ及び幅寸法Ｗと、厚み寸法Ｄとを有して、上面及び下面が長方形又は正方形の輪郭形状を有するように形成された金属製の板状可動フレーム、２は鉛直方向（上下方向）に延びるように設けられて、可動フレーム１の支持とガイドとを行なう４本の支柱である。４本の支柱２は、可動フレーム１の四つのコーナ部付近にそれぞれ設けられた４つの貫通孔１ａをそれぞれゆるく貫通した状態で設けられて、それぞれの下端が設置ベース３に固定されている。４本の支柱２をそれぞれ貫通させるために可動フレームに設けられた４つの貫通孔１ａは、可動フレーム１の長さ方向の端部から等距離離れ、かつ可動フレーム１の幅方向の端部から等距離離れた位置に設けられていて、４つの孔１ａをそれぞれ貫通した４本の支柱２のそれぞれの中心軸線が、水平面上で正方形又は長方形の４つの角部に配置されるようになっている。   1 and 2, reference numeral 1 denotes a metal made of metal having a predetermined length dimension L and width dimension W, and a thickness dimension D, and having an upper surface and a lower surface having a rectangular or square contour shape. The plate-like movable frame 2 is provided to extend in the vertical direction (vertical direction), and is four support columns that support and guide the movable frame 1. The four struts 2 are provided so as to loosely pass through the four through holes 1 a provided in the vicinity of the four corner portions of the movable frame 1, and the lower ends of the four columns 2 are fixed to the installation base 3. The four through holes 1 a provided in the movable frame for penetrating the four support columns 2 are spaced apart from the end in the length direction of the movable frame 1 and from the end in the width direction of the movable frame 1. The central axes of the four columns 2 that are provided at equidistant positions and respectively penetrate the four holes 1a are arranged at four corners of a square or a rectangle on the horizontal plane. Yes.

可動フレーム１の上には、十分に大きな質量を有する直方体状のブロックからなる金属製のウェイト４が固定されている。図示のウェイト４は、可動フレーム１の幅寸法に等しい幅寸法Ｗと、可動フレーム１の長さ寸法Ｌよりも短い長さ寸法Ｌ′と、可動フレーム１の厚み寸法Ｄよりも大きな厚み寸法Ｄ′とを有して、その長さ方向の両端を可動フレーム１の長さ方向の両端よりも等距離ｙ（図２参照）だけ手前の位置させ、かつその幅方向の両端を可動フレーム１の幅方向の両端に一致させた状態で配置されている。   On the movable frame 1, a metal weight 4 made of a rectangular parallelepiped block having a sufficiently large mass is fixed. The illustrated weight 4 includes a width dimension W equal to the width dimension of the movable frame 1, a length dimension L ′ shorter than the length dimension L of the movable frame 1, and a thickness dimension D larger than the thickness dimension D of the movable frame 1. ′, And both ends in the length direction are positioned at an equal distance y (see FIG. 2) in front of both ends in the length direction of the movable frame 1 and both ends in the width direction of the movable frame 1 are It arrange | positions in the state matched with the both ends of the width direction.

ウェイト４の上面は、複数の太陽光発電パネルを縦横に並べて取り付けるパネル取付け面４ａとなっていて、このパネル取付け面４ａに多数の矩形状の太陽光発電パネル５，５，…が、縦横に並べて取り付けられている。ウェイト４のパネル取付け面に取り付けられた多数の太陽光発電パネル５，５，…により、太陽光発電部６が構成されている。   The upper surface of the weight 4 is a panel mounting surface 4a for mounting a plurality of photovoltaic panels arranged vertically and horizontally, and a number of rectangular photovoltaic panels 5, 5,. Installed side by side. A photovoltaic power generation unit 6 is configured by a large number of photovoltaic power generation panels 5, 5,... Attached to the panel mounting surface of the weight 4.

本実施形態では、可動フレーム１とウェイト４とにより、所定の電力を位置エネルギとして貯蔵するための錘としての機能を有するように質量が設定されるとともに、複数の太陽光発電パネル５，５，…を縦横に並べて取り付けることができるパネル取付け面４ａを上部に有して、鉛直方向に延びる支柱２に沿って上下動させられる可動ブロック７が構成されている。本実施形態では、可動ブロック７を上限位置まで上昇させた際に、該可動ブロックが有する位置エネルギが、貯蔵すべき電力値に相当する大きさになるように、可動フレーム１の質量とウェイト４の質量との合計値（可動ブロック７の質量）と、可動ブロック７を上限位置まで上昇させた際の該可動ブロック７の高さとが設定される。   In the present embodiment, the mass is set by the movable frame 1 and the weight 4 so as to have a function as a weight for storing predetermined power as potential energy, and a plurality of photovoltaic panels 5, 5, A movable block 7 is configured which has a panel mounting surface 4a which can be mounted side by side vertically and horizontally and which can be moved up and down along the support column 2 extending in the vertical direction. In the present embodiment, when the movable block 7 is raised to the upper limit position, the mass of the movable frame 1 and the weight 4 are set so that the potential energy of the movable block has a magnitude corresponding to the power value to be stored. And the total value (the mass of the movable block 7) and the height of the movable block 7 when the movable block 7 is raised to the upper limit position are set.

可動ブロック７の長手方向の両端の端面には回転自在なローラ８が取り付けられ、このローラ８が支柱２の側面に当接されている。   A rotatable roller 8 is attached to the end surfaces of both ends of the movable block 7 in the longitudinal direction, and the roller 8 is in contact with the side surface of the column 2.

本発明においては、回転自在な入出力軸を有して該入出力軸の回転変位を可動ブロック７を上昇させる方向の直線変位に変換して可動ブロック７に伝達し、可動ブロック７の下方への直線変位を回転変位に変換して上記入出力軸に伝達する変位伝達機構９が設けられる。本実施形態では、変位伝達機構９が、鉛直方向に伸びるようにして支柱２に取り付けられたラック１１と、このラックに噛み合わされたピニオンギア１２とを備えていて、ピニオンギア１２により、変位伝達機構９の入出力軸が構成されている。   In the present invention, there is a rotatable input / output shaft, and the rotational displacement of the input / output shaft is converted into a linear displacement in a direction in which the movable block 7 is raised and transmitted to the movable block 7. A displacement transmission mechanism 9 is provided for converting the linear displacement into a rotational displacement and transmitting it to the input / output shaft. In this embodiment, the displacement transmission mechanism 9 includes a rack 11 attached to the column 2 so as to extend in the vertical direction, and a pinion gear 12 meshed with the rack, and the pinion gear 12 transmits the displacement. The input / output shaft of the mechanism 9 is configured.

可動フレーム１の四隅には、各支柱２の近傍に位置させて、電動機１５と発電機１６とが配置されている。電動機１５及び発電機１６は、ピニオンギア（入出力軸）１２の軸線方向の一端側及び他端側にそれぞれ配置されて可動ブロック７に固定されている。   At the four corners of the movable frame 1, an electric motor 15 and a generator 16 are disposed in the vicinity of each column 2. The electric motor 15 and the generator 16 are arranged on one end side and the other end side of the pinion gear (input / output shaft) 12 in the axial direction, and are fixed to the movable block 7.

電動機１５の回転軸は、エネルギ変換効率調整用の第１の変速機１７と、第１のクラッチ機構１８と、可動ブロック７を上昇させる方向へのピニオンギア１２の回転を許容するが、可動ブロック７を下降させる方向へのピニオンギア１２の回転を阻止する解除可能な可動ブロック位置保持機構１９とを介してピニオンギア１２の軸線方向の一端に結合されている。また発電機１６の回転軸は、可動ブロック７を下降させる際にピニオンギア１２の回転にブレーキを掛けるブレーキ２０と、第２のクラッチ機構２１と、エネルギ変換効率調整用の第２の変速機２２とを介してピニオンギア１２の軸線方向の他端に結合されている。   The rotation shaft of the electric motor 15 allows the rotation of the first transmission 17 for adjusting the energy conversion efficiency, the first clutch mechanism 18 and the pinion gear 12 in the direction in which the movable block 7 is raised. 7 is coupled to one end in the axial direction of the pinion gear 12 through a releasable movable block position holding mechanism 19 that prevents the rotation of the pinion gear 12 in the direction in which the pinion gear 7 is lowered. The rotating shaft of the generator 16 includes a brake 20 that brakes the rotation of the pinion gear 12 when the movable block 7 is lowered, a second clutch mechanism 21, and a second transmission 22 for adjusting energy conversion efficiency. And the other end of the pinion gear 12 in the axial direction.

可動ブロック位置保持機構１９は、上昇させられた可動ブロック７が有する位置エネルギを貯蔵するために該可動ブロックの位置を保持する機構で、この機構は、例えば、ピニオンギア１２に結合されたラチェットホイールと、該ラチェットホイールの歯に噛み合うラチェット爪と、ラチェット爪をラチェットホイール側に付勢するバネとを備えた周知のラッチェット機構により構成することができる。可動ブロック位置保持機構１９をラチェット機構により構成する場合、該位置保持機構１９による可動ブロック７の位置保持を電気信号に応答して解除することができるようにするため、電気信号に応答して動作するアクチュエータを用いてラチェット爪をバネの付勢力に抗してラチェットホイールから引き外すラッチェット爪引外し機構を設けておく。   The movable block position holding mechanism 19 is a mechanism for holding the position of the movable block in order to store the potential energy of the raised movable block 7. This mechanism is, for example, a ratchet wheel coupled to the pinion gear 12. And a ratchet claw that engages with the teeth of the ratchet wheel, and a spring that urges the ratchet claw toward the ratchet wheel. When the movable block position holding mechanism 19 is constituted by a ratchet mechanism, the position holding mechanism 19 is operated in response to an electric signal so that the position holding of the movable block 7 can be released in response to the electric signal. A ratchet pawl tripping mechanism is provided that pulls the ratchet pawl off the ratchet wheel against the biasing force of the spring using an actuator that performs the above operation.

ブレーキ２０としては、例えば、電磁ブレーキや、ピニオンギア１２と共に回転するように設けられたディスクにブレーキシューを摩擦接触させるようにした摩擦式ブレーキを用いることができる。   As the brake 20, for example, an electromagnetic brake or a friction brake in which a brake shoe is brought into frictional contact with a disk provided to rotate together with the pinion gear 12 can be used.

第１及び第２のクラッチ機構１８及び２１としては、電磁クラッチのように、電気信号により断続させることができるものを用いる。また可動ブロック７の上昇を容易に行なわせるため、電動機１５とピニオンギア１２との間に設ける第１の変速機１７としては減速機を用いることが好ましい。発電機１６とピニオンギア１２との間に設ける第２の変速機２２としては、通常は増速機を用いる。第１及び第２の変速機としては歯車変速機を用いるのが好ましい。   As the 1st and 2nd clutch mechanisms 18 and 21, what can be made intermittent by an electric signal like an electromagnetic clutch is used. In order to easily raise the movable block 7, it is preferable to use a speed reducer as the first transmission 17 provided between the electric motor 15 and the pinion gear 12. As the second transmission 22 provided between the generator 16 and the pinion gear 12, a speed increaser is usually used. As the first and second transmissions, gear transmissions are preferably used.

上記支柱２と、可動ブロック７と、可動ブロックのパネル取付け面に取り付けられた多数の太陽光発電パネル５からなる太陽光発電部６と、ラック１１及びピニオンギア１２からなる変位伝達機構９と、電動機１５及び発電機１６と、可動ブロック位置保持機構１９と、ブレーキ２０と、第１及び第２の変速機１７及び２２と、第１及び第２のクラッチ機構１８及び２１とにより太陽光発電設備３０が構成されている。   The column 2, the movable block 7, the photovoltaic power generation unit 6 composed of a large number of photovoltaic power generation panels 5 attached to the panel mounting surface of the movable block, the displacement transmission mechanism 9 composed of the rack 11 and the pinion gear 12, A photovoltaic power generation facility includes an electric motor 15 and a generator 16, a movable block position holding mechanism 19, a brake 20, first and second transmissions 17 and 22, and first and second clutch mechanisms 18 and 21. 30 is configured.

本実施形態の太陽光発電設備を運転する際には、太陽光発電部６から得られる発電電力を商用交流電力に変換して負荷に供給する。また太陽光発電部６の出力に余裕があるときには、第１のクラッチ機構１８をつなぎ、第２のクラッチ機構２１を切り離した状態にして、太陽光発電部６の出力を各支柱２毎に設けられた電動機１５に供給し、可動ブロック位置保持機構１９により可動ブロック７の下方への変位を阻止しつつ、各電動機１５の回転を変速機１７により減速してピニオン１２に伝達することにより、可動ブロック７を支柱２に沿ってゆっくりと上昇させる。これにより太陽光発電部６の発電電力を可動ブロック７の位置エネルギに変換して貯蔵する。   When operating the photovoltaic power generation facility of this embodiment, the generated power obtained from the photovoltaic power generation unit 6 is converted into commercial AC power and supplied to the load. Further, when there is a margin in the output of the solar power generation unit 6, the first clutch mechanism 18 is connected and the second clutch mechanism 21 is disconnected, and the output of the solar power generation unit 6 is provided for each column 2. The motor 15 is supplied to the motor 15 and the movable block position holding mechanism 19 prevents the movable block 7 from being displaced downward, while the rotation of each motor 15 is decelerated by the transmission 17 and transmitted to the pinion 12. The block 7 is slowly raised along the column 2. Thereby, the electric power generated by the solar power generation unit 6 is converted into the potential energy of the movable block 7 and stored.

太陽光発電部６の出力に余裕がなく、昼間可動ブロック７を上昇させることができなかったとき、又は可動ブロック７を途中までしか上昇させることができなかったときには、連系する配電系統から受電した深夜電力を各電動機１５に供給して可動ブロック７を上昇させることにより、商用電力を位置エネルギに変換して貯蔵する。   When there is no margin in the output of the solar power generation unit 6 and the movable block 7 cannot be raised during the daytime, or when the movable block 7 can only be raised halfway, the power is received from the connected distribution system. The supplied midnight power is supplied to each motor 15 to raise the movable block 7, thereby converting commercial power into potential energy and storing it.

可動ブロック７を上昇させることにより貯蔵した位置エネルギは、日照が十分に得られない昼間や、夜間などに電気エネルギに再変換して負荷を駆動するために用いることができる。可動ブロック７に貯蔵された位置エネルギを電気エネルギに変換する際には、第１のクラッチ機構１８を切り離し、第２のクラッチ機構２１をつないだ状態で可動ブロック位置保持機構１９による可動ブロックの位置保持を外して可動ブロック７の下降を許可する。この状態で、可動ブロック７を下方に変位させ、この可動ブロックの下方への変位を、ラック１１及びピニオンギア１２により回転変位に変換して発電機１６の回転軸に伝達する。これにより発電機１６に発電を行なわせ、発電機１６から得られる電力を負荷に供給する。可動ブロック７が下降する際の発電機１６の回転速度は、ブレーキ２０により適宜に調整して、可動ブロック７が有する位置エネルギを、時間をかけて電気エネルギに変換する。   The potential energy stored by raising the movable block 7 can be used to drive the load by reconverting it into electric energy during the daytime or nighttime when sufficient sunlight is not obtained. When the potential energy stored in the movable block 7 is converted into electric energy, the position of the movable block by the movable block position holding mechanism 19 with the first clutch mechanism 18 disconnected and the second clutch mechanism 21 connected. The holding is removed and the movable block 7 is allowed to descend. In this state, the movable block 7 is displaced downward, and the downward displacement of the movable block is converted into rotational displacement by the rack 11 and the pinion gear 12 and transmitted to the rotating shaft of the generator 16. As a result, the generator 16 generates power, and the electric power obtained from the generator 16 is supplied to the load. The rotational speed of the generator 16 when the movable block 7 descends is appropriately adjusted by the brake 20 to convert the potential energy of the movable block 7 into electrical energy over time.

第１の変速機１７の変速比を調整することにより、電気エネルギから位置エネルギへの変換効率を調整することができ、第２の変速機２２の変速比を調整することにより、位置エネルギから電気エネルギへの変換効率を適宜に調整することができる。   By adjusting the gear ratio of the first transmission 17, the conversion efficiency from electric energy to potential energy can be adjusted, and by adjusting the gear ratio of the second transmission 22, the electric energy from the potential energy can be adjusted. The conversion efficiency into energy can be adjusted appropriately.

上記の説明では、太陽光発電部６で発電した電力を負荷に供給することを優先したが、太陽光発電部６の出力を位置エネルギに変換して貯蔵することを優先し、可動ブロック７が上限位置まで上昇してもなお太陽光発電部６が発電を行なっているときにのみ太陽光発電部６から負荷に電力を供給するような運用の仕方をしてもよい。例えば、本実施形態の太陽光発電設備を電力事業者の発電設備として設置して、電力貯蔵装置を、電力需要のピーク時に備えて電力を貯蔵しておく装置として優先的に用い、電力需要のピーク時に貯蔵しておいた電力を放出する使い方をすることもできる。   In the above description, priority is given to supplying the power generated by the solar power generation unit 6 to the load, but priority is given to converting the output of the solar power generation unit 6 into potential energy and storing it, and the movable block 7 The operation may be performed such that power is supplied from the solar power generation unit 6 to the load only when the solar power generation unit 6 is still generating power even when the power reaches the upper limit position. For example, the photovoltaic power generation facility of the present embodiment is installed as a power generation facility of a power company, and the power storage device is preferentially used as a device for storing power in preparation for the peak of power demand. It can also be used to discharge the electricity stored at the peak.

本発明に係わる太陽光発電設備は、スマートグリッドのように、電力の需給を効率よく制御する電力網において、電力の需給を調整する手段として役立つことが期待される。大規模な太陽光発電設備を構築する場合には、多数の太陽光発電パネルを並べるために広大な設置面積が必要になるが、本発明においては、太陽光発電パネルを配置するために必要となるスペースに、電力を位置エネルギに変換して貯蔵するための錘を構成する大型の可動ブロックを設けて、この可動ブロックを、太陽光発電パネルを保持する保持体として用いるので、太陽光発電パネルを設置するために必要となるスペースを有効に利用して、電力貯蔵装置を構成することができ、スペースの有効利用を図ることができる。   The photovoltaic power generation facility according to the present invention is expected to be useful as a means for adjusting the supply and demand of electric power in a power network that efficiently controls the supply and demand of electric power, such as a smart grid. When constructing a large-scale photovoltaic power generation facility, a large installation area is required to arrange a large number of photovoltaic power generation panels. In the present invention, however, it is necessary to arrange the photovoltaic power generation panels. Since a large movable block constituting a weight for converting electric power into potential energy for storage is provided in the space to be used, and this movable block is used as a holding body for holding the photovoltaic panel, the photovoltaic panel The power storage device can be configured by effectively using the space required for installing the space, and the space can be effectively used.

本発明に係わる太陽光発電設備を構成するに当たり、可動ブロック７の大きさは、電動機１５の能力により決まるため、可動ブロック７の大きさには限界があるが、上記の実施形態で示した太陽光発電設備３０を一単位として、図４に示したように多数の太陽光発電設備３０を並べることにより、利用し得るスペースの範囲で、いくらでも発電設備の大規模化を図ることができる。   In constructing the photovoltaic power generation facility according to the present invention, the size of the movable block 7 is determined by the capacity of the electric motor 15, and therefore the size of the movable block 7 is limited. By arranging the photovoltaic power generation facilities 30 as a unit and arranging a large number of photovoltaic power generation facilities 30 as shown in FIG. 4, it is possible to increase the scale of the power generation facilities as much as possible within the available space.

本発明に係わる太陽光発電設備は、地上に設置することができるのはもちろんであるが、洋上にも設置することが可能である。洋上では、広大なスペースを確保することが容易であるので、大規模な発電設備を構築することが容易である。太陽光発電設備を洋上に設置すると、その下の海中を魚礁として利用することができるというメリットも得られる。   The solar power generation facility according to the present invention can be installed on the ground as well as on the sea. Since it is easy to secure a vast space on the ocean, it is easy to construct a large-scale power generation facility. If a solar power generation facility is installed on the ocean, there is an advantage that the underwater can be used as a fish reef.

上記の実施形態では、可動ブロック７を上昇させるための駆動源として電動機１５を設け、可動ブロック７の位置エネルギを電気エネルギに再変換するために発電機１６を設けたが、電動機としても発電機としても動作する回転電機を設けて、この回転電機に上記電動機１５としての機能と、発電機１６としての機能とを持たせることができる。この場合は、回転電機の回転軸を、変速機と位置保持機構とを介して変位伝達機構の入出力軸(上記の実施形態ではピニオンギア）に結合する。変速機は、可動ブロックを上昇させる際と、可動ブロックを下降させる際とで変速比を異ならせるために、変速比を適宜に切り替えることができるように構成しておくのが好ましい。   In the above embodiment, the electric motor 15 is provided as a drive source for raising the movable block 7, and the generator 16 is provided to reconvert the potential energy of the movable block 7 into electric energy. In addition, a rotating electrical machine that operates as the above can be provided, and this rotating electrical machine can have the function as the electric motor 15 and the function as the generator 16. In this case, the rotating shaft of the rotating electrical machine is coupled to the input / output shaft (pinion gear in the above embodiment) of the displacement transmission mechanism via the transmission and the position holding mechanism. The transmission is preferably configured so that the gear ratio can be switched appropriately so that the gear ratio is different between when the movable block is raised and when the movable block is lowered.

上記の実施形態では、回転自在な入出力軸(上記の例ではピニオンギア１２）を有して該入出力軸の回転変位を可動ブロック７を上昇させる方向の直線変位に変換して可動ブロック７に伝達し、可動ブロック７の下方への直線変位を回転変位に変換して入出力軸に伝達する変位伝達機構を、ラックとピニオンギアとを用いて構成したが、本発明は、変位伝達機構をこのように構成する場合に限定されるものではない。   In the above embodiment, the movable block 7 has a rotatable input / output shaft (pinion gear 12 in the above example), and converts the rotational displacement of the input / output shaft into a linear displacement in a direction in which the movable block 7 is raised. The displacement transmission mechanism that transmits the linear displacement downward of the movable block 7 to the rotational displacement and transmits it to the input / output shaft is configured using a rack and a pinion gear. However, the present invention is not limited to such a configuration.

例えば、ワイヤと、入出力軸とともに回転するように設けられてワイヤの巻取りと巻戻しとを行なうドラムとを備えて、ワイヤがドラムに巻き取られる際に可動ブロックを上昇させ、可動ブロックの下降に伴ってワイヤがドラムから巻き戻される際にドラムを入出力軸とともに回転させるようにワイヤが可動ブロックと支柱の上端とに機械的に結合されたウィンチ機構により変位伝達機構を構成することができる。この場合、電動機１５の回転軸は、該回転軸の回転を変速する第１の変速機（通常は減速機）と可動ブロック位置保持機構とを介して入出力軸の軸線方向の一端に結合され、発電機１６の回転軸は、入出力軸の回転を変速する第２の変速機（通常は入出力の回転を増速する増速機）とブレーキとを介して入出力軸の軸線方向の他端に結合される。   For example, a wire and a drum that is provided so as to rotate together with the input / output shaft and performs winding and rewinding of the wire, the movable block is raised when the wire is wound on the drum, A displacement transmission mechanism may be constituted by a winch mechanism in which the wire is mechanically coupled to the movable block and the upper end of the support so that the drum rotates together with the input / output shaft when the wire is unwound from the drum as it descends. it can. In this case, the rotating shaft of the electric motor 15 is coupled to one end of the input / output shaft in the axial direction via a first transmission (usually a reduction gear) that changes the rotation of the rotating shaft and a movable block position holding mechanism. The rotating shaft of the generator 16 is connected in the axial direction of the input / output shaft through a second transmission (usually a speed increasing device for increasing the speed of input / output) and the brake. Coupled to the other end.

変位伝達機構をウィンチ機構を用いて構成した例を図５に示した。図５に示した例では、可動フレーム１の端部側面に、各支柱２の側方に位置させて下部滑車４１が取り付けられ、支柱２の上端に支持部材４２を介して上部滑車４３が取り付けられている。また設置ベース３上には、可動ブロック７の下方に位置させて、ワイヤ４４の巻取りと巻き戻しとを行なうドラム４５が固定されている。ドラム４５には、該ドラムに一端が固定されたワイヤ４４が捲かれる。ドラム４５から繰り出されたワイヤ４４は、下部滑車４１を経て上方に導かれた後、上部滑車４３を経由して下方に折り返され、上部滑車４３で折り返されて下方に導かれたワイヤ４４の他端が、可動フレーム１に固定されている。ドラム４５の回転軸が変位伝達機構の入出力軸４６となっていて、入出力軸４６の一端に回転電機４７の回転軸が、変速機と、ラチェット機構などからなる可動ブロック位置保持機構と、ブレーキとを介して結合されている。ドラム４５と、ワイヤ４４と、滑車４１及び４３とにより、変位伝達機構９′が構成されている。   An example in which the displacement transmission mechanism is configured using a winch mechanism is shown in FIG. In the example shown in FIG. 5, the lower pulley 41 is attached to the side surface of the end portion of the movable frame 1 so as to be located on the side of each column 2, and the upper pulley 43 is attached to the upper end of the column 2 via the support member 42. It has been. Further, a drum 45 that winds and unwinds the wire 44 is fixed on the installation base 3 so as to be positioned below the movable block 7. The drum 45 is wound with a wire 44 having one end fixed to the drum. The wire 44 fed out from the drum 45 is guided upward via the lower pulley 41, then folded downward via the upper pulley 43, and folded back by the upper pulley 43 and guided downward. The end is fixed to the movable frame 1. The rotating shaft of the drum 45 is an input / output shaft 46 of the displacement transmission mechanism, and the rotating shaft of the rotating electrical machine 47 is connected to one end of the input / output shaft 46, a movable block position holding mechanism including a transmission, a ratchet mechanism, and the like. It is coupled via a brake. The drum 45, the wire 44, and the pulleys 41 and 43 constitute a displacement transmission mechanism 9 '.

図５に示した変位伝達機構９′においては、入出力軸４６に回転軸が結合された回転電機４７に太陽光発電部の発電出力又は配電系統から受電した商用電力を供給して、該回転電機４７を電動機として動作させることによりワイヤ４４をドラム４５に巻き取って可動ブロック７を上昇させる。これにより、電力を可動ブロック７の位置エネルギに変換して貯蔵する。また可動ブロック７の位置を保持する位置保持機構による可動ブロック７の位置保持を解除して、可動ブロック７を下降させることにより、ドラム４５からワイヤ４４を巻き戻して入出力軸４６を回転させ、これにより回転電機４７を発電機として動作させて、貯蔵されていた位置エネルギを電気エネルギに再変換する。   In the displacement transmission mechanism 9 ′ shown in FIG. 5, the rotating electric machine 47 having the rotating shaft coupled to the input / output shaft 46 is supplied with the power generation output of the photovoltaic power generation unit or the commercial power received from the distribution system, and the rotation By operating the electric machine 47 as an electric motor, the wire 44 is wound around the drum 45 and the movable block 7 is raised. Thereby, electric power is converted into the potential energy of the movable block 7 and stored. Further, the position holding mechanism that holds the position of the movable block 7 is released from holding the position of the movable block 7, and the movable block 7 is lowered to rewind the wire 44 from the drum 45 and rotate the input / output shaft 46. Thereby, the rotary electric machine 47 is operated as a generator, and the stored potential energy is reconverted into electric energy.

なお図５に示した実施形態において、ワイヤ４４は、ドラム４５に巻き取られる際に可動ブロック７を上昇させ、可動ブロックが下降する際にドラムから巻き戻されるように、可動ブロック７と支柱２とに機械的に結合されればよく、ワイヤ４４と可動ブロック７及び支柱２との結合の仕方は上記の例に限定されない。例えば、支柱２の上端に一端を固定したワイヤ４４を、下方に導いた後下部滑車４１の外周を経て上方に折り返し、押し返したワイヤ４４を支柱２の上端に取り付けられた上部滑車４３を経て下方に折り返して、折り返したワイヤの他端をドラム４５に固定するようにしてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 5, the wire 44 raises the movable block 7 when it is wound around the drum 45 and rewinds from the drum when the movable block is lowered. The wire 44, the movable block 7, and the support column 2 are not limited to the above example. For example, the wire 44 having one end fixed to the upper end of the column 2 is guided downward and then folded upward through the outer periphery of the lower pulley 41, and the pushed wire 44 is lowered through the upper pulley 43 attached to the upper end of the column 2. The other end of the folded wire may be fixed to the drum 45.

ウィンチ機構により変位伝達機構を構成する場合に、図５に示したようにドラム４５及び回転電機４７を設置ベース３上に配置すると、回転電機のメンテナンスを地上で行なうことができ、また上下方向に長いラックを設ける必要が無いため、変位伝達機構のメンテナンスを容易に行なうことができる。またウィンチ機構は、重量物を上下させる機構として汎用されており、信頼性が確立された機構であるため、上記のようにウインチ機構により変位伝達機構を構成すると、変位伝達機構の信頼性を向上させることができる。   When the displacement transmission mechanism is constituted by the winch mechanism, if the drum 45 and the rotating electrical machine 47 are arranged on the installation base 3 as shown in FIG. 5, the maintenance of the rotating electrical machine can be performed on the ground and in the vertical direction. Since there is no need to provide a long rack, the displacement transmission mechanism can be easily maintained. In addition, the winch mechanism is widely used as a mechanism for moving heavy objects up and down, and is a mechanism with established reliability. Therefore, if the displacement transmission mechanism is configured by the winch mechanism as described above, the reliability of the displacement transmission mechanism is improved. Can be made.

上記の実施形態では、長方形または正方形に形成された可動ブロック７の４隅にそれぞれ４本の支柱２を設け、各支柱の位置に変位伝達機構を設けているが、支柱２及び変位伝達機構の数は、適宜に増減することができる。   In the above embodiment, the four support columns 2 are provided at the four corners of the movable block 7 formed in a rectangular or square shape, and the displacement transmission mechanism is provided at the position of each support column. The number can be increased or decreased as appropriate.

例えば、三角形の３つの頂点にそれぞれ配置された３本の支柱２を設けて、該３本の支柱に沿って可動フレームを上下させるように構成することもできる。また複数本の支柱を設ける場合に、一部の支柱の箇所にのみ変位伝達機構を設けるようにすることもできる。例えば、支柱２を可動ブロック７の中央部と、４隅とにそれぞれ設けて、４隅の支柱は可動ブロックをガイドするためにのみ用い、中央の１本の支柱の箇所にのみ変位伝達機構と、電動機及び発電機とを設けるようにすることもできる。   For example, it is possible to provide three struts 2 respectively arranged at three vertices of a triangle and to move the movable frame up and down along the three struts. Moreover, when providing a plurality of support | pillars, a displacement transmission mechanism can also be provided only in the location of some support | pillars. For example, the support columns 2 are provided at the central portion and the four corners of the movable block 7, and the four corner support columns are used only for guiding the movable block, and the displacement transmitting mechanism is provided only at one central support column location. An electric motor and a generator can also be provided.

図６を参照すると、本発明に係わる太陽光発電設備に設けるパワーコンディショナの構成の一例が示されている。この例では、電動機１５が交流電動機であり、発電機１６が交流発電機であるとする。   Referring to FIG. 6, an example of the configuration of a power conditioner provided in the photovoltaic power generation facility according to the present invention is shown. In this example, it is assumed that the motor 15 is an AC motor and the generator 16 is an AC generator.

図６に示した例では、太陽光発電部６の出力がＤＣ−ＤＣコンバータ５１に入力されて商用交流電圧の波高値に等しい直流電圧に変換される。ＤＣ−ＤＣコンバータ５１から得られる直流電圧はスイッチ５２を通して直流電圧を商用周波数の交流電圧に変換するインバータ５３に入力され、このインバータにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ５１から得られる直流電圧が商用周波数を有する交流電圧に変換される。インバータ５３の出力はスイッチ５４を通して負荷接続線路５５ａ，５５ｂの間に印加され、負荷接続線路５５ａ，５５ｂに負荷スイッチ５６を通して負荷５７が接続されている。負荷接続線路５５ａ，５５ｂは、スイッチ５８ａ，５８ｂを備えた系統連系装置６０を通して連系する配電系統６１に接続されている。   In the example illustrated in FIG. 6, the output of the photovoltaic power generation unit 6 is input to the DC-DC converter 51 and converted into a DC voltage equal to the peak value of the commercial AC voltage. The DC voltage obtained from the DC-DC converter 51 is input to an inverter 53 that converts the DC voltage into an AC voltage having a commercial frequency through a switch 52. By this inverter, the DC voltage obtained from the DC-DC converter 51 has a commercial frequency. Converted to AC voltage. The output of the inverter 53 is applied between the load connection lines 55a and 55b through the switch 54, and a load 57 is connected to the load connection lines 55a and 55b through the load switch 56. The load connection lines 55a and 55b are connected to a power distribution system 61 that is interconnected through a system interconnection device 60 that includes switches 58a and 58b.

負荷接続線路５５ａ，５５ｂ間の電圧がスイッチ６２を通して電動機１５に印加され、スイッチ５２，５４及び６２がオン状態にあるときに太陽光発電部６の出力がＤＣ−ＤＣコンバータ５１とインバータ５３とスイッチ５４及び６２とを通して電動機１５に供給されるようになっている。またスイッチ５４がオフし、スイッチ６２がオンした状態で、系統連系装置６０のスイッチ５８ａ，５８ｂがオン状態になったときに、配電系統６１から受電した商用電力が電動機１５に供給されるようになっている。   The voltage between the load connection lines 55a and 55b is applied to the motor 15 through the switch 62, and when the switches 52, 54 and 62 are in the ON state, the output of the photovoltaic power generation unit 6 is the DC-DC converter 51, the inverter 53, and the switch. 54 and 62 are supplied to the motor 15. Further, when the switches 54 a and 58 b of the grid interconnection device 60 are turned on with the switch 54 turned off and the switch 62 turned on, the commercial power received from the distribution system 61 is supplied to the motor 15. It has become.

また発電機１６の出力が整流回路６５を通してＤＣ−ＤＣコンバータ６６に入力され、整流回路６５から得られる発電機１６の整流出力が、ＤＣ−ＤＣコンバータ６６により、商用交流電圧の波高値に等しい直流電圧に変換される。ＤＣ−ＤＣコンバータ６６の出力はスイッチ６７を通してインバータ５３に入力され、インバータ５３により、ＤＣ−ＤＣコンバータ６６の出力が商用周波数を有する交流電力に変換される。ＤＣ−ＤＣコンバータ５１及び６６と、インバータ５３と、スイッチ５２、５４、６２及び６７と、系統連系装置６０とを制御するため、コントローラ６８が設けられている。この例では、ＤＣ−ＤＣコンバータ５１，６６、インバータ５３、整流回路６５、スイッチ５２，５４，６２，６７、系統連係装置６０及びコントローラ６８によりパワーコンディショナ７０が構成されている。   The output of the generator 16 is input to the DC-DC converter 66 through the rectifier circuit 65, and the rectified output of the generator 16 obtained from the rectifier circuit 65 is a direct current equal to the peak value of the commercial AC voltage by the DC-DC converter 66. Converted to voltage. The output of the DC-DC converter 66 is input to the inverter 53 through the switch 67, and the output of the DC-DC converter 66 is converted into AC power having a commercial frequency by the inverter 53. In order to control the DC-DC converters 51 and 66, the inverter 53, the switches 52, 54, 62 and 67, and the grid interconnection device 60, a controller 68 is provided. In this example, a DC-DC converter 51, 66, an inverter 53, a rectifier circuit 65, switches 52, 54, 62, 67, a system linkage device 60, and a controller 68 constitute a power conditioner 70.

図６に示した太陽光発電設備において、太陽光発電部６の出力で負荷５７に供給する電力をまかなうことを優先する場合には、太陽光発電部６が発電しているときにスイッチ６７をオフ状態にし、スイッチ５２及び５４をオン状態にして、太陽光発電部６の出力をＤＣ−ＤＣコンバータ５１とインバータ５３とを通して商用交流電力に変換し、この交流電力をスイッチ５４と５６とを通して負荷５７に供給する。コントローラ６８は、配電系統６１の交流電圧を検出していて、インバータ５３から配電系統の交流電圧と同位相の交流電圧を発生させるようにインバータ５３を制御する。   In the photovoltaic power generation facility shown in FIG. 6, when priority is given to supplying the power supplied to the load 57 with the output of the photovoltaic power generation unit 6, the switch 67 is turned on when the photovoltaic power generation unit 6 is generating power. The switch 52 and 54 are turned on, the output of the photovoltaic power generation unit 6 is converted into commercial AC power through the DC-DC converter 51 and the inverter 53, and this AC power is loaded through the switches 54 and 56. 57. The controller 68 detects the AC voltage of the power distribution system 61 and controls the inverter 53 so as to generate an AC voltage in phase with the AC voltage of the power distribution system from the inverter 53.

太陽光発電部６の出力が低く、太陽光発電部６が発電していないとき、又は太陽光発電部６の出力だけでは負荷５７で消費する電力をまかなうことができない場合には、コントローラ６８が系統連系装置６０のスイッチ５８ａ，５８ｂをオン状態にして配電系統６１から買電した電力を負荷５７に供給する。   When the output of the solar power generation unit 6 is low and the solar power generation unit 6 is not generating power, or when the output of the solar power generation unit 6 alone cannot cover the power consumed by the load 57, the controller 68 The switches 58 a and 58 b of the grid interconnection device 60 are turned on to supply the power purchased from the power distribution system 61 to the load 57.

太陽光発電部６が出力する発電電力が負荷５７の消費電力を上回っているとき、又は負荷スイッチ５６がオフ状態にあるとき(負荷に電力が供給されていないとき）には、コントローラ６８がスイッチ５４及び６２をオン状態にしてインバータ５３の出力を電動機１５に供給する。これにより電動機１５を回転させて可動ブロック７を上昇させ、太陽光発電部６の発電出力を可動ブロック７の位置エネルギに変換する。可動ブロック７は、可動ブロック位置保持機構により下方への変位が阻止されて、上昇させられた位置に保持されるため、可動ブロック７に位置エネルギが貯蔵されていく。   When the generated power output from the solar power generation unit 6 exceeds the power consumption of the load 57, or when the load switch 56 is in an off state (when no power is supplied to the load), the controller 68 is switched The output of the inverter 53 is supplied to the electric motor 15 by turning on 54 and 62. Thereby, the electric motor 15 is rotated to raise the movable block 7, and the power generation output of the solar power generation unit 6 is converted into the potential energy of the movable block 7. Since the movable block 7 is prevented from being displaced downward by the movable block position holding mechanism and is held at the raised position, the potential energy is stored in the movable block 7.

図示してないが、可動ブロック７が上限位置に達したときに検出動作を行なうリミットスイッチが設けられており、コントローラ６８は、このリミットスイッチから与えられる信号により可動ブロック７が上限位置に達したことを検出したときに、スイッチ６２をオフ状態にして電動機１５を停止させる。   Although not shown, a limit switch is provided that performs a detection operation when the movable block 7 reaches the upper limit position. The controller 68 has reached the upper limit position by a signal given from the limit switch. When this is detected, the switch 62 is turned off to stop the motor 15.

コントローラ６８は、可動ブロック７が上限位置に達した状態で太陽光発電部６が発電をしていて、太陽光発電部６の出力が負荷５７で消費する電力を上回っているときに、スイッチ６２をオフ状態にするとともに、スイッチ５４をオン状態にし、系統連系装置６０のスイッチ５８ａ，５８ｂをオン状態にして、負荷接続線路５５ａ，５５ｂを配電系統６１に接続する。これにより、太陽光発電部６の出力を配電系統に売電する。   The controller 68 switches the switch 62 when the photovoltaic power generation unit 6 is generating power with the movable block 7 reaching the upper limit position, and the output of the photovoltaic power generation unit 6 exceeds the power consumed by the load 57. Are turned off, the switch 54 is turned on, the switches 58 a and 58 b of the grid interconnection device 60 are turned on, and the load connection lines 55 a and 55 b are connected to the power distribution system 61. Thereby, the output of the photovoltaic power generation unit 6 is sold to the distribution system.

コントローラ６８はまた、太陽光発電部５１が発電を行なっていないときに、スイッチ６２をオフ状態にするとともに、必要に応じて可動ブロック位置保持機構による可動ブロック７の位置保持を解除して、可動ブロック７を下降させる。これにより発電機１６の回転軸を回転させて、該発電機１６に発電を行なわせる。このときコントローラ６８は、商用交流電圧の波高値に等しい大きさの直流電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ６６から出力させるように、該ＤＣ−ＤＣコンバータ６６を制御するとともに、スイッチ６７をオフ状態にしてＤＣ−ＤＣコンバータ６６の出力をインバータ５３に入力させ、配電系統の電圧に同期した交流電圧をインバータ５３から出力させるようにインバータ５３を制御する。このときインバータ５３が出力する交流電力は、スイッチ５６を通して負荷５７に供給してもよく、系統連系装置６０を通して配電系統に売電してもよい。   The controller 68 also turns off the switch 62 when the photovoltaic power generation unit 51 is not generating power, and releases the position of the movable block 7 by the movable block position holding mechanism as necessary. Block 7 is lowered. As a result, the rotating shaft of the generator 16 is rotated to cause the generator 16 to generate power. At this time, the controller 68 controls the DC-DC converter 66 so that a DC voltage having a magnitude equal to the peak value of the commercial AC voltage is output from the DC-DC converter 66, and also turns off the switch 67 to turn off the DC 67. -The output of the DC converter 66 is input to the inverter 53, and the inverter 53 is controlled so that an AC voltage synchronized with the voltage of the distribution system is output from the inverter 53. At this time, the AC power output from the inverter 53 may be supplied to the load 57 through the switch 56 or may be sold to the distribution system through the grid interconnection device 60.

コントローラ６８はまた、深夜電力を利用し得る時間帯にスイッチ５４をオフした状態でスイッチ６２をオン状態にして、配電系統６１から系統連系装置６０を通して電動機１５に商用電力を供給する。これにより電動機１５を回転させて可動ブロック７を上昇させ、深夜電力を可動ブロック７の位置エネルギに変換して貯蔵させる。可動ブロック７の位置エネルギとして貯蔵した深夜電力は、昼間太陽光発電部６の発電出力が不足するときに放出して負荷５７に供給するか、または系統連系装置６０を通して配電系統６１に売電する。   The controller 68 also turns on the switch 62 in a state where the switch 54 is turned off in a time zone in which midnight power can be used, and supplies commercial power from the power distribution system 61 to the motor 15 through the grid interconnection device 60. Thereby, the electric motor 15 is rotated to raise the movable block 7, and the midnight power is converted into the potential energy of the movable block 7 and stored. The late-night power stored as the potential energy of the movable block 7 is released when the power generation output of the daytime solar power generation unit 6 is insufficient and supplied to the load 57 or sold to the distribution system 61 through the grid interconnection device 60. To do.

上記の説明では、本発明に係わる太陽光発電設備を、電力事業者以外の事業者または個人が運営する場合を想定したが、本発明に係わる太陽光発電設備を電力事業者が運営する場合には、可動ブロック７を電力の需給を調整する手段として利用することができる。例えば、電力需要が少ないときに太陽光発電部６の出力または系統の余剰電力により電動機１６を駆動して可動ブロック７を上昇させ、電力需要のピーク時に可動ブロック７を下降させて、発電機１６の出力を系統に供給するといった運用の仕方をすることができる。   In the above description, it is assumed that the solar power generation facility according to the present invention is operated by an operator other than the electric power company or an individual. However, when the electric power company operates the solar power generation facility according to the present invention. Can use the movable block 7 as means for adjusting the supply and demand of electric power. For example, when the electric power demand is low, the electric motor 16 is driven by the output of the photovoltaic power generation unit 6 or the surplus electric power of the system to raise the movable block 7, and the movable block 7 is lowered at the peak of electric power demand. It is possible to operate in such a way that the output of the power is supplied to the system.

上記の実施形態では、可動ブロック７を可動フレーム１とウェイト４とにより構成したが、可動ブロック７は、錘としての機能を有するように質量が設定されるとともに複数の太陽光発電パネルを縦横に並べて取り付けることができるパネル取付け面を上部に有して、鉛直方向に延びる支柱に沿って上下動し得るように設けられればよく、その構成は上記の例に限定されない。例えば、可動フレーム１が十分な質量を有している場合には、ウェイト４を省略して可動フレーム１のみにより可動ブロックを構成することができる。   In the above embodiment, the movable block 7 is constituted by the movable frame 1 and the weight 4. However, the movable block 7 is set to have a mass so as to function as a weight, and has a plurality of photovoltaic power generation panels arranged vertically and horizontally. A panel mounting surface that can be mounted side by side is provided at the top, and may be provided so as to move up and down along a column extending in the vertical direction. The configuration is not limited to the above example. For example, when the movable frame 1 has a sufficient mass, the movable block 1 can be configured by only the movable frame 1 without the weight 4.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本明細書に開示した発明の主な態様をまとめて示すと下記の通りである。
（１）第１の発明
第１の発明は、太陽光発電部と、太陽光発電部から得られる発電電力または連係する配電系統から受電した商用電力を貯蔵する電力貯蔵装置とを備えた太陽光発電設備であって、錘としての機能を有するように質量が設定されるとともに複数の太陽光発電パネルを縦横に並べて取り付けることができるパネル取付け面を上部に有して、鉛直方向に延びる支柱に沿って上下動し得るように設けられた可動ブロックと、回転自在な入出力軸を有して該入出力軸の回転変位を前記可動ブロックを上昇させる方向の直線変位に変換して可動ブロックに伝達し、可動ブロックの下方への直線変位を回転変位に変換して入出力軸に伝達する変位伝達機構と、可動ブロックのパネル取付け面に縦横に並べて取り付けられて太陽光発電部を構成する複数の太陽光発電パネルと、変位伝達機構の入出力軸に第１の変速機を介して回転軸が結合されて、発電電力又は商用電力で駆動されることにより可動ブロックを上昇させる方向に変位伝達機構の入出力軸を回転駆動する電動機と、上昇させられた可動ブロックが有する位置エネルギを貯蔵するために該可動ブロックの位置を保持する可動ブロック位置保持機構と、入出力軸に第２の変速機を介して回転軸が結合されて、前記可動ブロック位置保持機構による可動フロックの位置の保持が解除された際に可動ブロックの下降に伴って生じる入出力軸の回転変位により駆動されて可動ブロックが有する位置エネルギを電気エネルギに再変換して出力する発電機とを備えていて、可動ブロックと、変位伝達機構と、電動機と、可動ブロック位置保持機構と、発電機とにより、前記電力貯蔵装置が構成されている。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it is as follows when the main aspect of the invention disclosed by this specification is shown collectively.
(1) 1st invention 1st invention is the sunlight provided with the photovoltaic power generation part and the electric power storage apparatus which stores the commercial electric power received from the generated electric power obtained from a photovoltaic power generation part, or the associated distribution system. It is a power generation facility, and a mass is set so as to have a function as a weight, and a panel mounting surface on which a plurality of photovoltaic power generation panels can be mounted side by side and mounted on the upper side, and a column extending vertically A movable block provided so that it can move up and down along with a rotatable input / output shaft, and the rotational displacement of the input / output shaft is converted into a linear displacement in the direction of raising the movable block to form a movable block. A displacement transmission mechanism that transmits the linear displacement downward of the movable block to a rotational displacement and transmits it to the input / output shaft, and a photovoltaic power generation unit that is mounted side by side on the panel mounting surface of the movable block. A direction in which the movable block is raised by being coupled with a plurality of photovoltaic power generation panels and an input / output shaft of a displacement transmission mechanism via a first transmission and a rotary shaft coupled thereto and driven by generated power or commercial power An electric motor that rotationally drives the input / output shaft of the displacement transmission mechanism, a movable block position holding mechanism that holds the position of the movable block to store the positional energy of the raised movable block, and a first input / output shaft. The rotary shaft is coupled via the transmission 2 and driven by the rotational displacement of the input / output shaft that occurs as the movable block descends when the movable block position holding mechanism releases the movable flock position. A generator that re-converts the potential energy of the movable block into electrical energy and outputs the electric energy, the movable block, the displacement transmission mechanism, the electric motor, and the movable block A location holding mechanism, by a generator, the power storage device is configured.

上記のように構成すると、太陽光発電パネルを取り付けるブロック自体を、電力を位置エネルギに変換して貯蔵するための錘として利用することができるので、太陽光発電パネルを設置するためのスペースを有効に利用して、電力貯蔵装置を構成することができ、太陽光により発電した電力に余裕があるときにその余剰電力を貯蔵して夜間に利用したり、深夜電力などの安価な電力を貯蔵して、十分な日照が得られない昼間に利用したりすることができる。またメンテナンスが面倒な蓄電池を用いることなく、電力を貯蔵することができるため、蓄電池を用いる場合に比べてメンテナンスを容易にすることができる。   When configured as described above, the block itself for attaching the photovoltaic power generation panel can be used as a weight for storing electric power converted into potential energy, so that a space for installing the photovoltaic power generation panel is effective. Can be used to configure a power storage device, and when there is room in the power generated by sunlight, the surplus power can be stored and used at night, or inexpensive power such as midnight power can be stored. Can be used in the daytime when sufficient sunshine is not obtained. Moreover, since electric power can be stored without using a storage battery that is troublesome to maintain, maintenance can be facilitated as compared with the case where a storage battery is used.

（２）第２の発明
第２の発明は、第１の発明に適用されるもので、本発明においては、上記第１の変速機が、電動機の回転軸の回転を減速して入出力軸に伝達する減速機であり、第２の変速機は、入出力軸の回転を増速して発電機の回転軸に伝達する増速機である。 (2) Second invention The second invention is applied to the first invention. In the present invention, the first transmission decelerates the rotation of the rotating shaft of the electric motor to input / output shaft. The second transmission is a speed increaser that increases the rotation of the input / output shaft and transmits it to the rotation shaft of the generator.

上記のように第１の変速機及び第２の変速機を構成すると、電動機を駆動源として可動ブロックを無理なく上昇させることができ、また可動ブロックを下降させて位置エネルギを放出する際に、発電機を十分な回転速度で回転させて発電を行なわせることができる。   When the first transmission and the second transmission are configured as described above, the movable block can be raised without difficulty using the electric motor as a drive source, and when the movable block is lowered to release potential energy, Electric power can be generated by rotating the generator at a sufficient rotational speed.

（３）第３の発明
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明に適用されるもので、本発明においては、変位伝達機構が、鉛直方向に伸びるようにして支柱に取り付けられたラックと、ラックに噛み合わされたピニオンギアとを備えていて、ピニオンギアにより前記入出力軸が構成されている。電動機及び発電機は上記ピニオンギアの軸線方向の一端側及び他端側にそれぞれ配置されて可動ブロックに固定され、電動機の回転軸は、第１の変速機を介してピニオンギアの軸線方向の一端に結合されている。また発電機の回転軸は第２の変速機を介してピニオンギアの軸線方向の他端に結合されている。 (3) Third invention The third invention is applied to the first invention or the second invention. In the present invention, the displacement transmission mechanism is attached to the support column so as to extend in the vertical direction. A rack and a pinion gear meshed with the rack, and the input / output shaft is constituted by the pinion gear. The electric motor and the generator are arranged on one end side and the other end side in the axial direction of the pinion gear, respectively, and are fixed to the movable block, and the rotating shaft of the electric motor is connected to one end in the axial direction of the pinion gear via the first transmission. Is bound to. The rotating shaft of the generator is coupled to the other end in the axial direction of the pinion gear via the second transmission.

上記のように構成すると、可動ブロック上で変位伝達機構が占めるスペースを狭くして、パネル取付け面を広くとることができるため、太陽光発電部の発電容量を増大させることができる。   If comprised as mentioned above, since the space which a displacement transmission mechanism occupies on a movable block can be narrowed, and a panel attachment surface can be taken wide, the power generation capacity of a solar power generation part can be increased.

（４）第４の発明
第４の発明は、第１の発明又は第２の発明に適用されるもので、本発明においては、変位伝達機構が、ワイヤと、前記入出力軸とともに回転するように設けられて前記ワイヤの巻取りと巻戻しとを行なうドラムとを備えていて、ワイヤがドラムに巻き取られる際に可動ブロックを上昇させ、可動ブロックが下降する際にドラムから巻き戻されるように可動ブロックと支柱とに機械的に結合される。電動機の回転軸は、該回転軸の回転を減速する減速機を介して入出力軸の軸線方向の一端に結合され、発電機の回転軸は入出力軸の回転を増速する増速機を介して入出力軸の軸線方向の他端に結合される。 (4) Fourth Invention The fourth invention is applied to the first invention or the second invention. In the present invention, the displacement transmission mechanism rotates together with the wire and the input / output shaft. And a drum that winds and rewinds the wire so that the movable block is raised when the wire is wound on the drum and is unwound from the drum when the movable block is lowered. And mechanically coupled to the movable block and the column. The rotating shaft of the motor is coupled to one end in the axial direction of the input / output shaft via a speed reducer that decelerates the rotation of the rotating shaft, and the rotating shaft of the generator is a speed increaser that increases the speed of the input / output shaft. To the other end of the input / output shaft in the axial direction.

上記のように変位伝達機構を構成すると、重量物を上下させる機構として実績があるウィンチの原理を利用して変位伝達機構を構成することができるため、変位伝達機構の信頼性の向上を図ることができる。また鉛直方向に長いラックを用いる必要が無いため、変位伝達機構のメンテナンスを容易にすることができる。更に電動機及び発電機を地上に設置することができるため、これらのメンテナンスを容易にすることができる。   If the displacement transmission mechanism is configured as described above, the displacement transmission mechanism can be configured by using the principle of winch, which has a proven track record as a mechanism for moving a heavy object up and down, so that the reliability of the displacement transmission mechanism can be improved. Can do. Further, since it is not necessary to use a rack that is long in the vertical direction, the maintenance of the displacement transmission mechanism can be facilitated. Furthermore, since the electric motor and the generator can be installed on the ground, these maintenances can be facilitated.

（５）第５の発明
第５の発明は、第１ないし第４の発明の何れかに適用されるもので、本発明においては、電動機の回転軸と変位伝達機構の入出力軸との間に第１のクラッチが設けられ、発電機の回転軸と入出力軸との間に第２のクラッチが設けられている。 (5) Fifth Invention The fifth invention is applied to any one of the first to fourth inventions. In the present invention, between the rotating shaft of the motor and the input / output shaft of the displacement transmission mechanism. The first clutch is provided, and the second clutch is provided between the rotating shaft of the generator and the input / output shaft.

上記のようにクラッチを設けておくと、電動機を駆動して可動ブロックを上昇させる際に第２のクラッチを切り離しておくことにより、電動機にかかる負荷を軽減して、機械的損失を少なくすることができるため、電力から位置エネルギへの変換効率を高めることができる。   If the clutch is provided as described above, the load applied to the motor is reduced and the mechanical loss is reduced by separating the second clutch when the motor is driven to raise the movable block. Therefore, the conversion efficiency from electric power to potential energy can be increased.

（６）第６の発明
第６の発明は、太陽光発電部と、太陽光発電部から得られる発電電力または連係する配電系統から受電した商用電力を蓄積する電力貯蔵装置とを備えた太陽光発電設備であって、錘としての機能を有するように質量が設定されるとともに複数の太陽光発電パネルを縦横に並べて取り付けることができるパネル取付け面を上部に有して、鉛直方向に延びる支柱に沿って上下動し得るように設けられた可動ブロックと、回転自在な入出力軸を有して該入出力軸の回転変位を前記可動ブロックを上昇させる方向の直線変位に変換して前記可動ブロックに伝達し、前記可動ブロックの下方への直線変位を回転変位に変換して前記入出力軸に伝達する変位伝達機構と、前記可動ブロックのパネル取付け面に縦横に並べて取り付けられて前記太陽光発電部を構成する複数の太陽光発電パネルと、前記変位伝達機構の入出力軸に変速機を介して結合された回転軸を有して前記太陽光発電部又は商用電源の出力が入力された際に電動機として機能して可動ブロックを上昇させる方向に変位伝達機構の入出力軸を回転駆動し、可動ブロックが下降する際に生じる入出力軸の回転変位により前記回転軸が駆動されたときに発電機として機能する回転電機と、上昇させられた可動ブロックが有する位置エネルギを貯蔵するために該可動ブロックの位置を保持する可動ブロック位置保持機構とを備えていて、可動ブロックと、変位伝達機構と、回転電機と、可動ブロック位置保持機構とにより、蔵装置が構成されている。 (6) 6th invention The 6th invention is solar power provided with the photovoltaic power generation part and the electric power storage apparatus which accumulate | stores the generated power obtained from a photovoltaic power generation part, or the commercial power received from the linked distribution system. It is a power generation facility, and a mass is set so as to have a function as a weight, and a panel mounting surface on which a plurality of photovoltaic power generation panels can be mounted side by side and mounted on the upper side, and a column extending vertically A movable block provided so as to move up and down along the axis, and a rotatable input / output shaft. The movable block converts the rotational displacement of the input / output shaft into a linear displacement in a direction in which the movable block is raised. A displacement transmission mechanism that converts a linear displacement downward of the movable block into a rotational displacement and transmits it to the input / output shaft, and is mounted side by side on the panel mounting surface of the movable block. A plurality of photovoltaic power generation panels constituting the photovoltaic power generation unit, and a rotary shaft coupled to an input / output shaft of the displacement transmission mechanism via a transmission, the output of the photovoltaic power generation unit or the commercial power supply When input, it functions as an electric motor to rotate the input / output shaft of the displacement transmission mechanism in the direction to raise the movable block, and the rotational shaft is driven by the rotational displacement of the input / output shaft that occurs when the movable block descends. A rotating electric machine that functions as a generator at the time, and a movable block position holding mechanism that holds the position of the movable block in order to store the positional energy of the raised movable block, and the movable block; The storage device is configured by the displacement transmission mechanism, the rotating electrical machine, and the movable block position holding mechanism.

上記のように、電動機と発電機とを兼ねる回転電機を用いて、電力を位置エネルギに変換して貯蔵する際に該回転電機を電動機として機能させ、貯蔵された位置エネルギを電力に再変換して出力させる際に該回転電機を発電機として機能させるようにすると、電力貯蔵装置の構成の簡素化を図ることができる   As described above, using a rotating electrical machine that serves both as an electric motor and a generator, when the electric power is converted into potential energy and stored, the rotating electric machine functions as an electric motor, and the stored positional energy is converted back into electric power. If the rotating electric machine is caused to function as a generator when being output, the configuration of the power storage device can be simplified.

（７）第７の発明
第７の発明は第６の発明に適用されるもので、本発明においては、変速機が、回転電機の回転軸の回転を減速して入出力軸に伝達し、入出力軸の回転を増速して回転電機の回転軸に伝達するように構成される。 (7) Seventh Invention The seventh invention is applied to the sixth invention. In the present invention, the transmission decelerates the rotation of the rotating shaft of the rotating electrical machine and transmits it to the input / output shaft. The rotation of the input / output shaft is increased and transmitted to the rotating shaft of the rotating electrical machine.

（８）第８の発明
第８の発明は、第６の発明又は第７の発明に適用されるもので、本発明においては、回転電機が、可動ブロックに対して固定される。変位伝達機構は、鉛直方向に伸びるようにして支柱に取り付けられたラックと、ラックに噛み合わされたピニオンギアとを備えていて、ピニオンギアにより前記入出力軸が構成されている。回転電機は可動ブロックに固定され、回転電機の回転軸は、回転電機の回転軸の回転を減速し、ピニオンギアの回転を増速する変速機を介してピニオンギアに結合されている。 (8) Eighth Invention The eighth invention is applied to the sixth invention or the seventh invention, and in the present invention, the rotating electrical machine is fixed to the movable block. The displacement transmission mechanism includes a rack attached to the column so as to extend in the vertical direction, and a pinion gear meshed with the rack, and the input / output shaft is configured by the pinion gear. The rotating electric machine is fixed to the movable block, and the rotating shaft of the rotating electric machine is coupled to the pinion gear via a transmission that decelerates the rotation of the rotating shaft of the rotating electric machine and increases the rotation of the pinion gear.

（９）第９の発明
第９の発明は、第６の発明又は第７の発明に適用されるもので、本発明においては、変位伝達機構が、ワイヤと、前記入出力軸とともに回転するように設けられてワイヤの巻取りと巻き戻しとを行なうドラムとを備えて、ワイヤがドラムに巻き取られる際に可動ブロックを上昇させ、可動ブロックが下降する際にドラムから巻き戻されるように可動ブロックと支柱とに機械的に結合される。回転電機の回転軸は、回転電機の回転軸の回転を減速して入出力軸に伝達し、入出力軸の回転を増速して回転電機の回転軸に伝達する変速機を介して前記入出力軸に結合されている。 (9) Ninth Invention The ninth invention is applied to the sixth invention or the seventh invention. In the present invention, the displacement transmission mechanism rotates together with the wire and the input / output shaft. And a drum that winds and rewinds the wire, and is movable so that the movable block is raised when the wire is wound on the drum and unwound from the drum when the movable block is lowered. Mechanically coupled to the block and post. The rotating shaft of the rotating electrical machine reduces the rotation of the rotating shaft of the rotating electrical machine, transmits it to the input / output shaft, and accelerates the rotation of the input / output shaft to transmit it to the rotating shaft of the rotating electrical machine. Coupled to the output shaft.

１ 可動フレーム
２ 支柱
４ ウェイト
４ａ パネル取付け面
５ 太陽光発電パネル
６ 太陽光発電部
７ 可動ブロック
８ ローラ
１５ 電動機
１６ 発電機
１７ 第１の変速機
１８ 第１のクラッチ機構
１９ 第１の位置保持機構
２０ 第２の位置保持機構
２１ 第２のクラッチ機構
２２ 第２の変速機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Movable frame 2 Support | pillar 4 Weight 4a Panel mounting surface 5 Solar power generation panel 6 Solar power generation part 7 Movable block 8 Roller 15 Electric motor 16 Generator 17 1st transmission 18 1st clutch mechanism 19 1st position holding mechanism 20 Second position holding mechanism 21 Second clutch mechanism 22 Second transmission

Claims (9)

太陽光発電部と、前記太陽光発電部から得られる発電電力または連係する配電系統から受電した商用電力を貯蔵する電力貯蔵装置とを備えた太陽光発電設備であって、
錘としての機能を有するように質量が設定されるとともに複数の太陽光発電パネルを縦横に並べて取り付けることができるパネル取付け面を上部に有して、鉛直方向に延びる支柱に沿って上下動し得るように設けられた可動ブロックと、
回転自在な入出力軸を有して該入出力軸の回転変位を前記可動ブロックを上昇させる方向の直線変位に変換して前記可動ブロックに伝達し、前記可動ブロックの下方への直線変位を回転変位に変換して前記入出力軸に伝達する変位伝達機構と、
前記可動ブロックのパネル取付け面に縦横に並べて取り付けられて前記太陽光発電部を構成する複数の太陽光発電パネルと、
前記変位伝達機構の入出力軸に第１の変速機を介して回転軸が結合されて、前記発電電力又は前記商用電力で駆動されることにより前記可動ブロックを上昇させる方向に前記変位伝達機構の入出力軸を回転駆動する電動機と、
上昇させられた可動ブロックが有する位置エネルギを貯蔵するために該可動ブロックの位置を保持する可動ブロック位置保持機構と、
前記入出力軸に第２の変速機を介して回転軸が結合されて、前記可動ブロック位置保持機構による可動フロックの位置の保持が解除された際に前記可動ブロックの下降に伴って生じる前記入出力軸の回転変位により駆動されて前記可動ブロックが有する位置エネルギを電気エネルギに再変換して出力する発電機と、
を具備し、
前記可動ブロックと、変位伝達機構と、電動機と、可動ブロック位置保持機構と、発電機とにより、前記電力貯蔵装置が構成されていること、
を特徴とする太陽光発電設備。 A solar power generation facility comprising a solar power generation unit and a power storage device that stores generated power obtained from the solar power generation unit or commercial power received from a linked distribution system,
The mass is set to have a function as a weight, and a panel mounting surface on which a plurality of photovoltaic power generation panels can be mounted vertically and horizontally is mounted at the top, and can move up and down along a vertically extending column. A movable block provided as
Having a rotatable input / output shaft, the rotational displacement of the input / output shaft is converted into a linear displacement in the direction of raising the movable block and transmitted to the movable block, and the downward linear displacement of the movable block is rotated. A displacement transmission mechanism that converts the displacement into the input / output shaft;
A plurality of photovoltaic power generation panels that are mounted side by side on the panel mounting surface of the movable block and constitute the photovoltaic power generation unit, and
A rotary shaft is coupled to the input / output shaft of the displacement transmission mechanism via a first transmission, and is driven by the generated power or the commercial power to raise the movable block in the direction of raising the movable block. An electric motor that rotationally drives the input / output shaft;
A movable block position holding mechanism for holding the position of the movable block to store the potential energy of the raised movable block;
When the rotary block is coupled to the input / output shaft via a second transmission, and the holding of the position of the movable flock by the movable block position holding mechanism is released, the input generated when the movable block is lowered. A generator that is driven by the rotational displacement of the output shaft to reconvert the potential energy of the movable block into electrical energy and output the electrical energy;
Comprising
The power storage device is configured by the movable block, the displacement transmission mechanism, the electric motor, the movable block position holding mechanism, and the generator.
A solar power generation facility characterized by 前記第１の変速機は、前記電動機の回転軸の回転を減速して前記入出力軸に伝達する減速機であり、前記第２の変速機は、前記入出力軸の回転を増速して前記発電機の回転軸に伝達する増速機である請求項１に記載の太陽光発電設備。   The first transmission is a speed reducer that decelerates the rotation of the rotating shaft of the electric motor and transmits it to the input / output shaft, and the second transmission increases the rotation of the input / output shaft. The solar power generation facility according to claim 1, wherein the solar power generation facility is a speed increaser that transmits the rotation shaft of the generator. 前記変位伝達機構は、鉛直方向に伸びるようにして前記支柱に取り付けられたラックと、前記ラックに噛み合わされたピニオンギアとを備えて前記ピニオンギアにより前記入出力軸が構成され、
前記電動機及び発電機は前記ピニオンギアの軸線方向の一端側及び他端側にそれぞれ配置されて前記可動ブロックに固定され、
前記電動機の回転軸は前記第１の変速機を介して前記ピニオンギアの軸線方向の一端に結合され、
前記発電機の回転軸は前記第２の変速機を介して前記ピニオンギアの軸線方向の他端に結合されていること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光発電設備。 The displacement transmission mechanism includes a rack attached to the column so as to extend in the vertical direction, and a pinion gear meshed with the rack, and the input / output shaft is configured by the pinion gear,
The electric motor and the generator are respectively arranged on one end side and the other end side in the axial direction of the pinion gear and fixed to the movable block,
The rotating shaft of the electric motor is coupled to one end in the axial direction of the pinion gear via the first transmission,
The rotating shaft of the generator is coupled to the other end in the axial direction of the pinion gear via the second transmission;
The solar power generation facility according to claim 1 or 2, wherein 前記変位伝達機構は、ワイヤと、前記入出力軸とともに回転するように設けられて前記ワイヤの巻取りと巻戻しとを行なうドラムとを備えて、前記ワイヤがドラムに巻き取られる際に前記可動ブロックを上昇させ、前記可動ブロックが下降する際に前記ワイヤがドラムから巻き戻されるように前記ワイヤが前記可動ブロックと支柱とに機械的に結合され、
前記電動機の回転軸は、該回転軸の回転を減速する減速機を介して前記入出力軸の軸線方向の一端に結合され、
前記発電機の回転軸は前記入出力軸の回転を増速する増速機を介して前記入出力軸の軸線方向の他端に結合されていること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光発電設備。 The displacement transmission mechanism includes a wire and a drum that is provided so as to rotate together with the input / output shaft and winds and rewinds the wire, and is movable when the wire is wound around the drum. The wire is mechanically coupled to the movable block and the column so that the block is raised and the wire is unwound from the drum when the movable block is lowered;
The rotating shaft of the electric motor is coupled to one end in the axial direction of the input / output shaft through a speed reducer that reduces the rotation of the rotating shaft,
The rotating shaft of the generator is coupled to the other end in the axial direction of the input / output shaft via a speed increasing device that speeds up the rotation of the input / output shaft;
The solar power generation facility according to claim 1 or 2, wherein 前記電動機の回転軸と前記変位伝達機構の入出力軸との間に第１のクラッチが設けられ、前記発電機の回転軸と前記入出力軸との間に第２のクラッチが設けられていることを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載の太陽光発電設備。   A first clutch is provided between the rotating shaft of the electric motor and the input / output shaft of the displacement transmission mechanism, and a second clutch is provided between the rotating shaft of the generator and the input / output shaft. The solar power generation facility according to claim 1, 2, 3, or 4. 太陽光発電部と、前記太陽光発電部から得られる発電電力または連係する配電系統から受電した商用電力を蓄積する電力貯蔵装置とを備えた太陽光発電設備であって、
錘としての機能を有するように質量が設定されるとともに複数の太陽光発電パネルを縦横に並べて取り付けることができるパネル取付け面を上部に有して、鉛直方向に延びる支柱に沿って上下動し得るように設けられた可動ブロックと、
回転自在な入出力軸を有して該入出力軸の回転変位を前記可動ブロックを上昇させる方向の直線変位に変換して前記可動ブロックに伝達し、前記可動ブロックの下方への直線変位を回転変位に変換して前記入出力軸に伝達する変位伝達機構と、
前記可動ブロックのパネル取付け面に縦横に並べて取り付けられて前記太陽光発電部を構成する複数の太陽光発電パネルと、
前記変位伝達機構の入出力軸に変速機を介して結合された回転軸を有して、前記発電電力又は商用電力が入力された際に電動機として機能して前記可動ブロックを上昇させる方向に前記変位伝達機構の入出力軸を回転駆動し、前記可動ブロックが下降する際に生じる前記入出力軸の回転変位により前記回転軸が駆動されたときに発電機として機能する回転電機と、
上昇させられた可動ブロックが有する位置エネルギを貯蔵するために該可動ブロックの位置を保持する可動ブロック位置保持機構と、
を具備し、
前記可動ブロックと、変位伝達機構と、回転電機と、可動ブロック位置保持機構とにより、前記電力貯蔵装置が構成されていること、
を特徴とする太陽光発電設備。 A solar power generation facility comprising a solar power generation unit and a power storage device that accumulates the generated power obtained from the solar power generation unit or the commercial power received from the associated distribution system,
The mass is set to have a function as a weight, and a panel mounting surface on which a plurality of photovoltaic power generation panels can be mounted vertically and horizontally is mounted at the top, and can move up and down along a vertically extending column. A movable block provided as
Having a rotatable input / output shaft, the rotational displacement of the input / output shaft is converted into a linear displacement in the direction of raising the movable block and transmitted to the movable block, and the downward linear displacement of the movable block is rotated. A displacement transmission mechanism that converts the displacement into the input / output shaft;
A plurality of photovoltaic power generation panels that are mounted side by side on the panel mounting surface of the movable block and constitute the photovoltaic power generation unit, and
The rotating shaft coupled to the input / output shaft of the displacement transmission mechanism via a transmission, functions as an electric motor when the generated power or commercial power is input, and moves the movable block in the direction of raising the movable block. A rotary electric machine that rotates the input / output shaft of the displacement transmission mechanism and functions as a generator when the rotary shaft is driven by the rotational displacement of the input / output shaft that occurs when the movable block descends;
A movable block position holding mechanism for holding the position of the movable block to store the potential energy of the raised movable block;
Comprising
The power storage device is configured by the movable block, the displacement transmission mechanism, the rotating electrical machine, and the movable block position holding mechanism;
A solar power generation facility characterized by 前記変速機は、前記回転電機の回転軸の回転を減速して前記入出力軸に伝達し、前記入出力軸の回転を増速して前記回転電機の回転軸に伝達するように構成されている請求項６に記載の太陽光発電設備。   The transmission is configured to decelerate and transmit the rotation of the rotating shaft of the rotating electrical machine to the input / output shaft, and to increase the rotation of the input / output shaft and transmit it to the rotating shaft of the rotating electrical machine. The solar power generation facility according to claim 6. 前記回転電機は、前記可動ブロックに対して固定され、
前記変位伝達機構は、鉛直方向に伸びるようにして前記支柱に取り付けられたラックと、前記ラックに噛み合わされたピニオンギアとを備えて、前記ピニオンギアにより前記入出力軸が構成され、
前記回転電機は前記可動ブロックに固定され、
前記回転電機の回転軸は前記変速機を介して前記ピニオンギアに結合されていること、
を特徴とする請求項６又は７に記載の太陽光発電設備。 The rotating electric machine is fixed to the movable block;
The displacement transmission mechanism includes a rack attached to the column so as to extend in a vertical direction, and a pinion gear meshed with the rack, and the input / output shaft is configured by the pinion gear,
The rotating electrical machine is fixed to the movable block;
A rotating shaft of the rotating electrical machine is coupled to the pinion gear via the transmission;
The solar power generation facility according to claim 6 or 7, wherein 前記変位伝達機構は、ワイヤと、前記入出力軸とともに回転するように設けられて前記ワイヤの巻取りと巻き戻しとを行なうドラムとを備えて、前記ワイヤがドラムに巻き取られる際に前記可動ブロックを上昇させ、前記可動ブロックが下降する際に前記ワイヤが前記ドラムから巻き戻されるように前記ワイヤが前記可動ブロックと支柱とに機械的に結合され、
前記回転電機の回転軸は、前記回転電機の回転軸の回転を減速して前記入出力軸に伝達し、前記入出力軸の回転を増速して前記回転電機の回転軸に伝達する変速機を介して前記入出力軸に結合されていること、
を特徴とする請求項６又は７に記載の太陽光発電設備。 The displacement transmission mechanism includes a wire and a drum that is provided so as to rotate together with the input / output shaft and winds and rewinds the wire, and is movable when the wire is wound around the drum. The wire is mechanically coupled to the movable block and the column so that the block is raised and the wire is unwound from the drum when the movable block is lowered;
The rotating shaft of the rotating electrical machine is a transmission that decelerates the rotation of the rotating shaft of the rotating electrical machine and transmits it to the input / output shaft, and accelerates the rotation of the input / output shaft and transmits it to the rotating shaft of the rotating electrical machine. Being coupled to the input / output shaft via
The solar power generation facility according to claim 6 or 7, wherein
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