JP5466466B2 - 屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、屋根固定式太陽光集光装置に係り、さらに詳しくは、太陽の高度または軌道の変化によって太陽光の方向を追跡してソーラーモジュール板を回動させることにより集光効率を極大化させ、その屋根固定構造を堅固化させる屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置に関するものである。
一般に、太陽光発電とは、太陽電池によって太陽光を直接的に電力に変換するような発電方式のことを言う。
太陽光発電は、他の発電に比べて、大気汚染、騒音、発熱、振動などの公害が全くない清浄エネルギーであり、燃料の輸送及び発電設備のメンテナンスがほとんど不要であり、装置の寿命が長い他、設備規模の選択及び設置工事が行い易い。
この種の太陽光発電システムは、エネルギー源が清浄であり、無制限的であり、発電システムのメンテナンスが容易である他、無人化が可能であり、しかも寿命が長いというメリットがある。
太陽光発電は、他の発電に比べて、大気汚染、騒音、発熱、振動などの公害が全くない清浄エネルギーであり、燃料の輸送及び発電設備のメンテナンスがほとんど不要であり、装置の寿命が長い他、設備規模の選択及び設置工事が行い易い。
この種の太陽光発電システムは、エネルギー源が清浄であり、無制限的であり、発電システムのメンテナンスが容易である他、無人化が可能であり、しかも寿命が長いというメリットがある。
図１は、従来の固定型太陽光集光装置を示すものである。同図に示す従来の固定型太陽光集光装置は、最も安価で且つ安定した構造であり、比較的に遠隔地域、すなわち、設置面積の制約がない個所に多用されている。特に、島嶼地域など風速が強い個所に設置するのが普通である。初期設置費が安く、メンテナンスによる危険がなくて相対的に多用されるアレイ支持方法であり、韓国内の島嶼用太陽光システムにおいては、このような固定型システムを標準とする。
また、上記の如き固定式構造を両方向に設置した、固定式両方向太陽光集光装置を利用することもある。
また、上記の如き固定式構造を両方向に設置した、固定式両方向太陽光集光装置を利用することもある。
しかしながら、かかる従来の固定式太陽光集光装置は、それぞれ片側方向のみを向くように固設されているため、一方の面に太陽光が最適に集光されるときに反対側の他方の面は太陽光の集光効率が低下するため、太陽光の高度または軌道の変化によってシステムの全体的な集光効率が低下してしまうという問題点があった。
また、主として地上の大地に設置されるため、その設置場所が限定的であり、屋根や屋上に設置する場合には、風や荷重に弱いといった問題点もあった。
また、主として地上の大地に設置されるため、その設置場所が限定的であり、屋根や屋上に設置する場合には、風や荷重に弱いといった問題点もあった。
そこで、本発明は、上述した問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、太陽の高度または軌道の変化によって太陽光の方向を追跡してソーラーモジュール板を回動させることにより、集光効率を極大化させるための屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置を提供するところにある。
また、本発明の他の目的は、建物の屋根に設置することにより、広い大地の面積を要することなく不要空間である屋根面積を用いて環境に優しいエネルギーを生産することができ、ソーラーモジュール板を固定及び回動させる手段を屋根に堅固に固定させて風や荷重にも強い構造を提供するところにある。
また、本発明の他の目的は、建物の屋根に設置することにより、広い大地の面積を要することなく不要空間である屋根面積を用いて環境に優しいエネルギーを生産することができ、ソーラーモジュール板を固定及び回動させる手段を屋根に堅固に固定させて風や荷重にも強い構造を提供するところにある。
上記の目的を達成するために、本発明による屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置は、水平方向の構造を有する水平トラスと、前記水平トラスの上部に両側に傾斜した三角形状の構造を多数形成し、その上に屋根部材を形成する屋根トラスと、前記屋根トラスの上端部に横方向に長く形成され、多数が縦方向に配設されたオープンヒンジと、前記屋根トラス外側の傾斜した両面にそれぞれ配設されて太陽光を集光する、その上部が前記オープンヒンジに回動可能にそれぞれ結合され、横方向に連続して設置された多数の第１のソーラーモジュール板及び第２のソーラーモジュール板と、多数の前記第１のソーラーモジュール板及び第２のソーラーモジュール板の下部を支持し、その下部を押したり引っ張って多数の前記第１のソーラーモジュール板及び第２のソーラーモジュール板をそれぞれ別々にまたは一緒に前記オープンヒンジを中心として回動させる駆動手段とを備える屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置であって、前記駆動手段は、第１のモーターと、前記第１のモーターと連れ回転するように横方向に延設された第１の駆動パイプと、前記第１の駆動パイプに連結されて前記第１のモーターの回転運動を直線運動に変換する多数の第１のラック・ピニオンと、前記多数の第１のラック・ピニオンに係合されて前後方向に直線運動する多数の第１の従動パイプと、一方の側が多数の前記第１の従動パイプに蝶合されて水平移動し、他方の側がそれぞれの多数の前記第１のソーラーモジュール板の下部に蝶合されて前記第１のソーラーモジュール板の下部を上下方向に昇降させる多数の第１のオープン押棒と、第２のモーターと、前記第２のモーターと連れ回転するように横方向に延設された第２の駆動パイプと、前記第２の駆動パイプに連結されて前記第２のモーターの回転運動を直線運動に変換する多数の第２のラック・ピニオンと、前記多数の第２のラック・ピニオンに係合されて前後方向に直線運動する多数の第２の従動パイプと、一方の側が多数の前記第２の従動パイプに蝶合されて水平移動し、他方の側がそれぞれの多数の前記第２のソーラーモジュール板の下部に蝶合されて前記第２のソーラーモジュール板の下部を上下方向に昇降させる多数の第２のオープン押棒とを備えることを特徴とする。
前記本発明において、前記多数の第１のソーラーモジュール板と多数の第２のソーラーモジュール板は、その平面配置において前記オープンヒンジを中心として両側方向に対向配置するが、それぞれ互い違いに千鳥状に配置されることが好ましい。
また、前記第１のオープン押棒と第２のオープン押棒は、互いに干渉しないように交差配置されて、それぞれの前記第１及び第２の従動パイプからそれぞれの前記第１及び第２のソーラーモジュール板に連結されることが好ましい。
また、前記第１のオープン押棒と第２のオープン押棒は、それぞれの第１及び第２のソーラーモジュール板における４個所に連結され、前記第１及び第２の従動パイプには１個所に連結されるブラケット形状に構成することが好ましい。
また、前記第１及び第２の従動パイプは、多数が平行に配置されるが、それぞれの第１及び第２の従動パイプが一つ置きに一つずつ互い違いに配設されることが好ましい。
また、前記屋根部材は、前記多数の第１のオープン押棒と第２のオープン押棒が貫通する多数の通孔が穿設されることが好ましい。
また、前記屋根部材に穿設された前記多数の通孔は、前記多数の第１及び第２のソーラーモジュール板の大きさと対応する大きさに形成され、前記多数の第１及び第２のソーラーモジュール板の回動によって開閉されて外部空気を室内に循環させることが好ましい。 また、本発明は、太陽の軌道または高度を追跡し、追跡された太陽の軌道または高度によって異なる大きさの信号を出力する光追跡・駆動制御部をさらに備え、前記駆動手段は、前記光追跡・駆動制御部から出力された信号の大きさによって多数の前記第１のソーラーモジュール板及び第２のソーラーモジュール板を回動させて、太陽光に沿ってその角度を変化させることが好ましい。
また、前記第１のオープン押棒と第２のオープン押棒は、互いに干渉しないように交差配置されて、それぞれの前記第１及び第２の従動パイプからそれぞれの前記第１及び第２のソーラーモジュール板に連結されることが好ましい。
また、前記第１のオープン押棒と第２のオープン押棒は、それぞれの第１及び第２のソーラーモジュール板における４個所に連結され、前記第１及び第２の従動パイプには１個所に連結されるブラケット形状に構成することが好ましい。
また、前記第１及び第２の従動パイプは、多数が平行に配置されるが、それぞれの第１及び第２の従動パイプが一つ置きに一つずつ互い違いに配設されることが好ましい。
また、前記屋根部材は、前記多数の第１のオープン押棒と第２のオープン押棒が貫通する多数の通孔が穿設されることが好ましい。
また、前記屋根部材に穿設された前記多数の通孔は、前記多数の第１及び第２のソーラーモジュール板の大きさと対応する大きさに形成され、前記多数の第１及び第２のソーラーモジュール板の回動によって開閉されて外部空気を室内に循環させることが好ましい。 また、本発明は、太陽の軌道または高度を追跡し、追跡された太陽の軌道または高度によって異なる大きさの信号を出力する光追跡・駆動制御部をさらに備え、前記駆動手段は、前記光追跡・駆動制御部から出力された信号の大きさによって多数の前記第１のソーラーモジュール板及び第２のソーラーモジュール板を回動させて、太陽光に沿ってその角度を変化させることが好ましい。
本発明による屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置によれば、太陽の高度または軌道の変化によって太陽光の方向を追跡してソーラーモジュール板を回動させることにより集光効率を極大化させるという効果がある。
また、建物の屋根に設置することにより、広い大地の面積を要することなく不要空間である屋根面積を用いて環境に優しいエネルギーを生産することができ、ソーラーモジュール板を固定及び回動させる手段を屋根に堅固に固定させて風や荷重にも強い構造を提供するという効果もある。
また、建物の屋根に設置することにより、広い大地の面積を要することなく不要空間である屋根面積を用いて環境に優しいエネルギーを生産することができ、ソーラーモジュール板を固定及び回動させる手段を屋根に堅固に固定させて風や荷重にも強い構造を提供するという効果もある。
以下、添付図面に基づき、本発明の一実施形態を詳述する。
図２は、本発明による屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置を示す側面図であり、図３は、図２の平面図である。
図示の如く、本発明による屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置は、光追跡・駆動制御部１００（図６参照）と、第１のソーラーモジュール板２０１と、オープンヒンジ１０２と、第１のオープン押棒２０３と、水平トラス１０５と、水受け梁１１０と、支柱１１４と、屋根トラス１１５と、水受け１１６と、補助支柱トラス１１８と、屋根部材１１９と、通孔１２０と、第１の従動パイプ２０４と、第１のラック・ピニオン２０６と、パイプローラー２０７と、第１の駆動パイプ２０８と、第１の押棒ヒンジ２０９と、ラック・ピニオン支持梁２１２と、第１のモーター２１３と、第２のソーラーモジュール板４０１と、第２のオープン押棒４０３と、第２の従動パイプ４０４と、第２のラック・ピニオン４０６と、パイプローラー４０７と、第２の駆動パイプ４０８と、第２の押棒ヒンジ４０９と、ラック・ピニオン支持梁４１２及び第２のモーター４１３を備えている。
図示の如く、本発明による屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置は、光追跡・駆動制御部１００（図６参照）と、第１のソーラーモジュール板２０１と、オープンヒンジ１０２と、第１のオープン押棒２０３と、水平トラス１０５と、水受け梁１１０と、支柱１１４と、屋根トラス１１５と、水受け１１６と、補助支柱トラス１１８と、屋根部材１１９と、通孔１２０と、第１の従動パイプ２０４と、第１のラック・ピニオン２０６と、パイプローラー２０７と、第１の駆動パイプ２０８と、第１の押棒ヒンジ２０９と、ラック・ピニオン支持梁２１２と、第１のモーター２１３と、第２のソーラーモジュール板４０１と、第２のオープン押棒４０３と、第２の従動パイプ４０４と、第２のラック・ピニオン４０６と、パイプローラー４０７と、第２の駆動パイプ４０８と、第２の押棒ヒンジ４０９と、ラック・ピニオン支持梁４１２及び第２のモーター４１３を備えている。
前記光追跡・駆動制御部１００は、後述する図６に示すように、屋根部材１１９の上に設置されて太陽の軌道または高度を追跡する。本発明の光追跡・駆動制御部１００は、例えば、２以上の光センサー（図示せず）を取り付けた後、２つの光センサーにより入射光量が等しい個所を追跡するような方式であり、常に最大エネルギー効率を保証可能に構成することができ、これは公知の通常の技術によって容易に構成可能であるため、ここではこれについての詳細な説明は省略する。
水平トラス１０５は、水平方向の構造を有する。前記水平トラス１０５は、別途の支柱１１４または補助支柱１１８の上に形成可能である。
屋根トラス１１５は、前記水平トラス１０５の上部に三角形状の屋根を形成する。すなわち、前記屋根トラス１１５は、前記水平トラス１０５の上部に両側に傾斜した三角形状の構造を多数形成し、その上に屋根部材１１９を形成する。
前記水平トラス１０５及び屋根トラス１１５は、通常の三角形状の屋根を有する建物を構成することになる。
また、前記屋根トラス１１５の上端部に、横方向にオープンヒンジ１０２が長く形成され、前記オープンヒンジ１０２は、縦方向に多数配設される。
また、前記屋根トラス１１５の上端部に、横方向にオープンヒンジ１０２が長く形成され、前記オープンヒンジ１０２は、縦方向に多数配設される。
第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１は、前記屋根トラス１１５の外側の傾斜した両面にそれぞれ形成されて太陽光を集光するが、その上部が前記オープンヒンジ１０２に回動可能に両方向に結合される。このとき、前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１は、端部を互いに当接させた状態で横方向に多数連続して設置されることが好ましい。
さらに、本発明の駆動手段は、多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１の下部を支持し、その下部を押したり引っ張って多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１をそれぞれ別々にまたは一緒に前記オープンヒンジ１０２を中心として左回り或いは右回りに回動させる。
特に、前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１は、太陽の移動方向に沿って東から西へ回動されることが好ましい。
特に、前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１は、太陽の移動方向に沿って東から西へ回動されることが好ましい。
このために、前記駆動手段は、第１のモーター２１３と、第１の駆動パイプ２０８と、多数の第１のラック・ピニオン２０６と、多数の第１の従動パイプ２０４と、多数の第１のオープン押棒２０３と、第２のモーター４１３と、第２の駆動パイプ４０８と、多数の第２のラック・ピニオン４０６と、多数の第２の従動パイプ４０４と、多数の第２のオープン押棒４０３とを備える。
第１の駆動パイプ２０８は、前記第１のモーター２１３と連れ回転するように横方向に延設され、多数の第１のラック・ピニオン２０６は、前記第１の駆動パイプ２０８に連結されて前記第１のモーター２１３の回転運動を直線運動に変換する。
多数の第１の従動パイプ２０４は、前記多数の第１のラック・ピニオン２０６に係合されて前後方向に直線運動する。
多数の第１のオープン押棒２０３は、一方の側が多数の前記第１の従動パイプ２０４に平行に蝶合されて水平移動し、他方の側がそれぞれの多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１の下部に蝶合されて前記第１のソーラーモジュール板２０１を前方の上下方向に昇降させる。
このために、前記屋根部材１１９は、前記多数の第１のオープン押棒２０３と第２のオープン押棒４０３が貫通する多数の通孔１２０が穿設される。
多数の第１の従動パイプ２０４は、前記多数の第１のラック・ピニオン２０６に係合されて前後方向に直線運動する。
多数の第１のオープン押棒２０３は、一方の側が多数の前記第１の従動パイプ２０４に平行に蝶合されて水平移動し、他方の側がそれぞれの多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１の下部に蝶合されて前記第１のソーラーモジュール板２０１を前方の上下方向に昇降させる。
このために、前記屋根部材１１９は、前記多数の第１のオープン押棒２０３と第２のオープン押棒４０３が貫通する多数の通孔１２０が穿設される。
また、前記第１のオープン押棒２０３と前記第２のオープン押棒４０３は、それぞれの第１及び第２のソーラーモジュール板２０１、４０１における４箇所に連結され、前記第１及び第２の従動パイプ２０４、４０４には１個所に連結されるブラケット形状に構成する。
第２の駆動パイプ４０８は、前記第２のモーター４１３と連れ回転するように横方向に延設され、多数の第２のラック・ピニオン４０６は、前記第２の駆動パイプ４０８に連結されて前記第２のモーター４１３の回転運動を直線運動に変換する。
多数の第２の従動パイプ４０４は、前記多数の第２のラック・ピニオン４０６に係合されて前後方向に直線運動する。
多数の第２のオープン押棒４０３は、一方の側が多数の前記第２の従動パイプ４０４に平行に蝶合されて水平移動し、他方の側がそれぞれの多数の前記第２のソーラーモジュール板４０１の下部に蝶合されて前記第２のソーラーモジュール板４０１を後方の上下方向に昇降させる。
多数の第２の従動パイプ４０４は、前記多数の第２のラック・ピニオン４０６に係合されて前後方向に直線運動する。
多数の第２のオープン押棒４０３は、一方の側が多数の前記第２の従動パイプ４０４に平行に蝶合されて水平移動し、他方の側がそれぞれの多数の前記第２のソーラーモジュール板４０１の下部に蝶合されて前記第２のソーラーモジュール板４０１を後方の上下方向に昇降させる。
ここで、前記第１のモーター２１３及び第２のモーター４１３は、回転力を発生させるものであり、例えば、減速器（図示せず）が備えられたり、または、減速器の内蔵されたウォームギアードモーターを適用することができる。好ましくは、第１のモーター２１３及び第２のモーター４１３は、後述する光追跡・駆動制御部１００から出力される信号の大きさによって正逆転される。
このように、第１のソーラーモジュール板２０１は、その上部が前記屋根トラス１１５の上端部に回動可能に蝶着されて太陽光を集光し、第１のオープン押棒２０３は、一方の側が前記第１のソーラーモジュール板２０１の下部を支持する。また、第１の駆動手段２００は、前記第１のオープン押棒２０３の他方の側を固定し、前記光追跡・駆動制御部１００において追跡された太陽の軌道または高度によって前記第１のオープン押棒２０３を押したり引っ張って前記第１のソーラーモジュール板２０１を回動させる。
このため、前記第１のモーター２１３が回転すれば、前記第１の従動パイプ２０４が前後方向に移動することになり、このように第１の従動パイプ２０４が前後方向に移動することに伴い、第１のオープン押棒２０３が前記第１のソーラーモジュール板２０１の下部を押したり引っ張って前記第１のソーラーモジュール板２０１の角度を変更させる。このため、第１のソーラーモジュール板２０１は、前記光追跡・駆動制御部１００において追跡された太陽の軌道または高度によって常に太陽光を集光するための最適な角度を維持することができる。
一方、第２のソーラーモジュール板４０１は、その上部が前記屋根トラス１１５の上端部に回動可能に蝶着されて太陽光を集光するが、前記第１のソーラーモジュール板２０１の反対側に形成されている。
第２のオープン押棒４０３は、一方の側が前記第２のソーラーモジュール板４０１の下部を支持する。また、第２の駆動手段４００は、前記第２のオープン押棒４０３の他方の側を固定し、前記光追跡・駆動制御部１００において追跡された太陽の軌道または高度によって前記第２のオープン押棒４０３を押したり引っ張って前記第２のソーラーモジュール板４０１を回動させる。
このとき、前記第１のソーラーモジュール板２０１と第２のソーラーモジュール板４０１は、東西方向に設置されることが好ましい。このため、太陽が移動する軌道または高度によって前記第１のソーラーモジュール板２０１と第２のソーラーモジュール板４０１を回動させて最適な状態で太陽光を集光することができる。
このため、本発明は、前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１を介して、光追跡・駆動制御部１００において追跡された太陽の軌道または高度によって常に最適の角度を維持して太陽光を集光することができる。
図４は、本発明の第１及び第２のソーラーモジュール板２０１、４０１を多数に構成した両方向太陽光追跡集光装置を示す側面図であり、図５は図４の平面図である。
図示の如く、本発明による両方向太陽光追跡集光装置は、第１のソーラーモジュール板２０１と、オープンヒンジ１０２と、第１のオープン押棒２０３と、水平トラス１０５と、水受け梁１１０と、支柱１１４と、屋根トラス１１５と、水受け１１６と、補助支柱トラス１１８と、屋根部材１１９と、通孔１２０と、第１の従動パイプ２０４と、第１のラック・ピニオン２０６と、パイプローラー２０７と、第１の駆動パイプ２０８と、第１の押棒ヒンジ２０９と、ラック・ピニオン支持梁２１２と、第１のモーター２１３と、第２のソーラーモジュール板４０１と、第２のオープン押棒４０３と、第２の従動パイプ４０４と、第２のラック・ピニオン４０６と、パイプローラー４０７と、第２の駆動パイプ４０８と、第２の押棒ヒンジ４０９と、ラック・ピニオン支持梁４１２及び第２のモーター４１３とを備えている。
図示の如く、本発明による両方向太陽光追跡集光装置は、第１のソーラーモジュール板２０１と、オープンヒンジ１０２と、第１のオープン押棒２０３と、水平トラス１０５と、水受け梁１１０と、支柱１１４と、屋根トラス１１５と、水受け１１６と、補助支柱トラス１１８と、屋根部材１１９と、通孔１２０と、第１の従動パイプ２０４と、第１のラック・ピニオン２０６と、パイプローラー２０７と、第１の駆動パイプ２０８と、第１の押棒ヒンジ２０９と、ラック・ピニオン支持梁２１２と、第１のモーター２１３と、第２のソーラーモジュール板４０１と、第２のオープン押棒４０３と、第２の従動パイプ４０４と、第２のラック・ピニオン４０６と、パイプローラー４０７と、第２の駆動パイプ４０８と、第２の押棒ヒンジ４０９と、ラック・ピニオン支持梁４１２及び第２のモーター４１３とを備えている。
図示の如く、前記第１のモーター２１３には、同じ方向に回転するように横方向に第１の駆動パイプ２０８が延設され、前記第１の駆動パイプ２０８には、前記第１のモーター２１３の回転運動を直線運動に変換する多数の第１のラック・ピニオン２０６が連結される。また、多数の第１の従動パイプ２０４は、前記多数の第１のラック・ピニオン２０６に係合されて前後方向に直線運動し、多数の第１のオープン押棒２０３は、一方の側が多数の前記第１の従動パイプ２０４に平行に蝶合されて水平移動し、他方の側がそれぞれの多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１の下部に蝶合されて前記第１のソーラーモジュール板２０１を前方の上下方向に昇降させる。
このような構成により、前記第１のモーター２１３が回転すれば、同じ方向に第１の駆動パイプ２０８が回転し、これにより、多数の第１のラック・ピニオン２０６と、ここに係合された多数の前記第１の従動パイプ２０４が前後方向に移動することになる。また、多数の第１の従動パイプ２０４が前後方向に移動するに伴い、第１のオープン押棒２０３が多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１の下部を押したり引っ張って多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１の角度を一括して調整することが可能になる。
さらに、前記第２の従動パイプ４０４には、縦方向に多数の前記第２のオープン押棒４０３及びこれに対応する多数の前記第２のソーラーモジュール板４０１が形成される。加えて、前記第２のモーター４１３と連れ回転する第２の駆動パイプ４０８がさらに形成され、前記第２の駆動パイプ４０８には、横方向に多数の前記第２のラック・ピニオン４０６と、これに対応する多数の前記第２の従動パイプ４０４が形成される。
このため、前記第２のモーター４１３が回転すれば、同じ方向に第２の駆動パイプ４０８が回転し、これにより、多数の第１のラック・ピニオン４０６と、ここに係合された多数の前記第２の従動パイプ４０４が前後方向に移動することになる。このため、第２のオープン押棒４０３が多数の前記第２のソーラーモジュール板４０１の下部を押したり引っ張って多数の前記第２のソーラーモジュール板４０１の角度を一括して調整することが可能になる。
このときにも、上述したように、前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１を支持する互いに連接する前記第１のオープン押棒２０３と前記第２のオープン押棒４０３は、互いに干渉しないように互い違いに交差形成されて、それぞれの第１及び第２のソーラーモジュール板２０１、４０１と、それぞれの第１及び第２の従動パイプ２０４、４０４に連結されることが好ましい。
また、前記第１及び第２の従動パイプ２０４、４０４は、平行に多数配置されるが、それぞれの第１及び第２の従動パイプ２０４、４０４が一つ置きに一つずつ互い違いに配設される。
また、前記第１及び第２の従動パイプ２０４、４０４は、平行に多数配置されるが、それぞれの第１及び第２の従動パイプ２０４、４０４が一つ置きに一つずつ互い違いに配設される。
図６及び図７は、本発明による屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置を示す斜視図である。
図示の如く、多数の第１のソーラーモジュール板２０１と多数の第２のソーラーモジュール板４０１は、その平面配置において前記オープンヒンジ１０２を中心として両側方向に対向配置するが、それぞれ互い違いに千鳥状に配置されることが好ましい。また、本発明の光追跡・駆動制御部１００は、上述したように、太陽の軌道または高度を追跡し、追跡された太陽の軌道または高度によって異なる大きさの信号を出力することができる。
図示の如く、多数の第１のソーラーモジュール板２０１と多数の第２のソーラーモジュール板４０１は、その平面配置において前記オープンヒンジ１０２を中心として両側方向に対向配置するが、それぞれ互い違いに千鳥状に配置されることが好ましい。また、本発明の光追跡・駆動制御部１００は、上述したように、太陽の軌道または高度を追跡し、追跡された太陽の軌道または高度によって異なる大きさの信号を出力することができる。
このため、駆動手段２００は、前記光追跡・駆動制御部１００から出力された信号の大きさによって多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１をオープンヒンジ１０２を中心として左回り或いは右回りに回動させて、太陽光に沿ってその角度を変化させる。
前記屋根部材１１９は、不透明または透明材質のパネルを前記屋根トラス１１５の表面に選択的に形成することができる。
図示の如く、本発明は、最適な太陽光を集光するために、第２のソーラーモジュール板４０１は、第１のソーラーモジュール板２０１とは互いに反対に動くことが好ましい。
すなわち、夜間の場合のように、本発明による屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置を使用しないときには、図７に示すように、多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１を下方に畳み込んでおく。
すなわち、夜間の場合のように、本発明による屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置を使用しないときには、図７に示すように、多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１を下方に畳み込んでおく。
この後、太陽光が発生すれば、前記光追跡・駆動制御部１００において太陽の軌道または高度を追跡し、追跡された太陽の軌道または高度によって異なる大きさの信号を出力し、駆動手段２００は、前記光追跡・駆動制御部１００から出力された信号の大きさによって多数の前記第１のソーラーモジュール板２０１及び第２のソーラーモジュール板４０１をオープンヒンジ１０２を中心として左回り或いは右回りに回動させて、太陽光に沿ってその角度を変化させる。
このとき、第２のソーラーモジュール板４０１が回動されて上方に位置するときには、第１のソーラーモジュール板２０１は下方に位置し、逆に、第２のソーラーモジュール板４０１が回動されて下方に位置するときには、第１のソーラーモジュール板２０１は上方に位置することにより、２枚のソーラーモジュール板２０１、４０１が両方とも太陽を向くように配置することになる（図６参照）。
このため、従来の固定式太陽光集光装置の場合、一方の面に太陽光が最適に集光されるときに反対側の他方の面は太陽光の効率が低下するといった問題点があったが、本発明の場合には、常に２枚のソーラーモジュール板２０１、４０１の両方を太陽に向かわせることにより、最適な状態で太陽光を集光することができる。
よって、本発明によれば、太陽の高度または軌道の変化によって太陽光の位置を追跡してソーラーモジュール板を回動させることにより集光効率を極大化させるという効果があり、建物の屋根に設置することにより、広い大地の面積を要することなく不要空間である屋根面積を用いて環境に優しいエネルギーを生産することができ、ソーラーモジュール板を固定及び回動させる手段をフレームに堅固に固定させて風や荷重にも強い構造を提供することができる。
本発明は、上述した特定の好適な実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明が属する技術分野において通常の知識を持った者であれば、誰でも種々の変形実施が可能であるということはいうまでもなく、このような変更は特許請求の範囲に記載の範囲内にある。
１００ 光追跡・駆動制御部
１０２ オープンヒンジ
１０５ 水平トラス
１１０ 水受け梁
１１５ 屋根トラス
１１４ 支柱
１１６ 水受け
１１８ 補助支柱トラス
１１９ 屋根部材
１２０ 通孔
２０１ 第１のソーラーモジュール板
２０３ 第１のオープン押棒
２０４ 第１の従動パイプ
２０６ 第１のラック・ピニオン
２０７ パイプローラー
２０８ 第１の駆動パイプ
２０９ 第１の押棒ヒンジ
２１２ ラック・ピニオン支持梁
２１３ 第１のモーター
４０１ 第２のソーラーモジュール板
４０３ 第２のオープン押棒
４０４ 第２の従動パイプ
４０６ 第２のラック・ピニオン
４０７ パイプローラー
４０８ 第２の駆動パイプ
４０９ 第２の押棒ヒンジ
４１２ ラック・ピニオン支持梁
４１３ 第２のモーター
１０２ オープンヒンジ
１０５ 水平トラス
１１０ 水受け梁
１１５ 屋根トラス
１１４ 支柱
１１６ 水受け
１１８ 補助支柱トラス
１１９ 屋根部材
１２０ 通孔
２０１ 第１のソーラーモジュール板
２０３ 第１のオープン押棒
２０４ 第１の従動パイプ
２０６ 第１のラック・ピニオン
２０７ パイプローラー
２０８ 第１の駆動パイプ
２０９ 第１の押棒ヒンジ
２１２ ラック・ピニオン支持梁
２１３ 第１のモーター
４０１ 第２のソーラーモジュール板
４０３ 第２のオープン押棒
４０４ 第２の従動パイプ
４０６ 第２のラック・ピニオン
４０７ パイプローラー
４０８ 第２の駆動パイプ
４０９ 第２の押棒ヒンジ
４１２ ラック・ピニオン支持梁
４１３ 第２のモーター
Claims (8)
- 水平方向の構造を有する水平トラスと、
前記水平トラスの上部に両側に傾斜した三角形状の構造を多数形成し、その上に屋根部材を形成する屋根トラスと、
前記屋根トラスの上端部に横方向に長く形成され、多数が縦方向に配設されたオープンヒンジと、
前記屋根トラス外側の傾斜した両面にそれぞれ配設されて太陽光を集光する、その上部が前記オープンヒンジに回動可能にそれぞれ結合され、横方向に連続して設置された多数の第１のソーラーモジュール板及び第２のソーラーモジュール板と、
多数の前記第１のソーラーモジュール板及び第２のソーラーモジュール板の下部を支持し、その下部を押したり引っ張って多数の前記第１のソーラーモジュール板及び第２のソーラーモジュール板をそれぞれ別々にまたは一緒に前記オープンヒンジを中心として回動させる駆動手段と、
を備える屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置であって、
前記駆動手段は、
第１のモーターと、
前記第１のモーターと連れ回転するように横方向に延設された第１の駆動パイプと、
前記第１の駆動パイプに連結されて前記第１のモーターの回転運動を直線運動に変換する多数の第１のラック・ピニオンと、
前記多数の第１のラック・ピニオンに係合されて前後方向に直線運動する多数の第１の従動パイプと、
一方の側が多数の前記第１の従動パイプに蝶合されて水平移動し、他方の側がそれぞれの多数の前記第１のソーラーモジュール板の下部に蝶合されて前記第１のソーラーモジュール板の下部を上下方向に昇降させる多数の第１のオープン押棒と、
第２のモーターと、
前記第２のモーターと連れ回転するように横方向に延設された第２の駆動パイプと、
前記第２の駆動パイプに連結されて前記第２のモーターの回転運動を直線運動に変換する多数の第２のラック・ピニオンと、
前記多数の第２のラック・ピニオンに係合されて前後方向に直線運動する多数の第２の従動パイプと、
一方の側が多数の前記第２の従動パイプに蝶合されて水平移動し、他方の側がそれぞれの多数の前記第２のソーラーモジュール板の下部に蝶合されて前記第２のソーラーモジュール板の下部を上下方向に昇降させる多数の第２のオープン押棒と、
を備えることを特徴とする屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置。 - 前記多数の第１のソーラーモジュール板と多数の第２のソーラーモジュール板は、
その平面配置において前記オープンヒンジを中心として両側方向に対向配置するが、それぞれ互い違いに千鳥状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置。 - 前記第１のオープン押棒と第２のオープン押棒は、
互いに干渉しないように交差配置されて、それぞれの前記第１及び第２の従動パイプからそれぞれの前記第１及び第２のソーラーモジュール板に連結されることを特徴とする請求項１に記載の屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置。 - 前記第１のオープン押棒と第２のオープン押棒は、
それぞれの第１及び第２のソーラーモジュール板における４個所に連結され、前記第１及び第２の従動パイプには１個所に連結されるブラケット形状に構成することを特徴とする請求項１に記載の屋根固定式両方向太陽光集光装置。 - 前記第１及び第２の従動パイプは、
多数が平行に配置されるが、それぞれの第１及び第２の従動パイプが一つ置きに一つずつ互い違いに配設されることを特徴とする請求項１に記載の屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置。 - 前記屋根部材は、
前記多数の第１のオープン押棒と第２のオープン押棒が貫通する多数の通孔が穿設されることを特徴とする請求項１に記載の屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置。 - 前記屋根部材に穿設された前記多数の通孔は、
前記多数の第１及び第２のソーラーモジュール板の大きさと対応する大きさに形成され、前記多数の第１及び第２のソーラーモジュール板の回動によって開閉されて外部空気を室内に循環させることを特徴とする請求項６に記載の屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置。 - 太陽の軌道または高度を追跡し、追跡された太陽の軌道または高度によって異なる大きさの信号を出力する光追跡・駆動制御部をさらに備え、
前記駆動手段は、前記光追跡・駆動制御部から出力された信号の大きさによって多数の前記第１のソーラーモジュール板及び第２のソーラーモジュール板を回動させて、太陽光に沿ってその角度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の屋根設置型両方向太陽光追跡集光装置。
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