JPH02198405A - 太陽光追尾式反射鏡装置 - Google Patents

太陽光追尾式反射鏡装置

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JPH02198405A
JPH02198405A JP1018376A JP1837689A JPH02198405A JP H02198405 A JPH02198405 A JP H02198405A JP 1018376 A JP1018376 A JP 1018376A JP 1837689 A JP1837689 A JP 1837689A JP H02198405 A JPH02198405 A JP H02198405A
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JP
Japan
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axis
reflecting mirror
sun
solar
light
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Pending
Application number
JP1018376A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Shimizu
博之 清水
Nobuyuki Takahashi
信行 高橋
Wahei Arita
有田 和平
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、太陽光追尾式反射鏡装置に係り、特に、太陽
の追尾を設置場所の緯度や暦日と無関係に行う太陽光追
尾式反射鏡装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、太陽を追尾して所定の方向に太陽光を反射させる
種々の技術が知られている。特開昭5596910号公
報には、地軸と平行に回転軸を設置し、該回転軸の周囲
に反射鏡を回転させて地球自転に伴う太陽位置変化に追
尾させると共に、前記回転軸に対する反射鏡の傾斜角を
変化させて、季節による太陽高度の変化に追尾させる装
置が開示されている。また、特開昭62−148913
号公報には、反射鏡設置位置における太陽の時々刻々の
方位、高度を演算し、算出された値に合わせて反射鏡の
方位角、高度角を制御して所定の採光位置に太陽光を反
射させる装置が開示されている。さらに、実開昭61−
53718号公報には、反射鏡の反射面角度を太陽の高
度に応じてダクト内に垂直に太陽光が入射するように変
化させると共に、反射鏡の反射面の向きが太陽の方位と
なるように反射鏡をダクトのまわりに移動させる移動制
御装置を備えた太陽光追尾装置が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記特開昭55−96910号公報に記載された技術に
おいては、回転軸を地軸(地球の自転軸)と平行に設置
しなければならないため設置調整に精度を要し、さらに
、地球の公転に伴う太陽高度の補正を要する。また、特
開昭62−14.8913号公報に開示された技術にお
いては、反射鏡の方位角、高度角が、あらかじめ記憶さ
せた暦、設置場所および照射位置とから演算されるので
、複雑な演算手段を要するとともに、設置場所の緯度。
経度を割り出して記憶させ、かつ照射位置による補正が
必要であった。さらに、実開昭61−53718号公報
に記載された技術においては、反射光は垂直方向に照射
されるので照射方向が制約されるとともに、反射鏡及び
その移動制御装置がダクトと一体となっているので、設
置場所が制約される。
本発明の課題は、設置場所の経緯度や暦日と無関係に、
かつ設置調整に精度を要することなく、太陽光を追尾す
るにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の課題は、反射鏡と、該反射鏡をその光軸に垂直な
第1軸の回りに回転可能に支持するアームと、該アーム
を前記第1軸に垂直な第2軸の回りに回転させる第2の
回転手段と、前記反射鏡を前記第1軸の回りに回転させ
る第1の回転手段と、太陽光を受けて太陽の位置を検出
する太陽位置検出装置と、該太陽位置検出装置の出力に
基いて前記第1及び第2の回転手段を制御する制御装置
と、前記反射鏡からの反射光の方向を設定する固定装置
と、を備えた太陽光追尾式反射鏡装置により達成される
〔作用〕
太陽位置検出装置は該装置に入射する太陽光の入射角に
より、太陽の位置を検出し、検出結果は制御装置に入力
される。制御装置は入力された太陽位置に基き、反射鏡
の法線が反射鏡の中心に入射する太陽光と、その反射光
を照射すべき方向とがなす角の2等分線となるように、
第1.第2の回転手段を制御する。また、反射光の照射
されるべき方向は、固定装置によって設定され、太陽光
追尾中は該固定装置によって設定された反射光照射方向
は変動しない。
〔実施例〕
第1図〜第7図を参照して本発明を適用した太陽光追尾
式反射鏡装置の実施例を説明する。本装置は、円形平面
の反射鏡1と、該反射鏡1を、反射面の中心を通りかつ
該反射面に平行な軸Jの周囲に回転可能に支持するアー
ム2と、該アーム2を前記反射面の中心を通り前記軸J
と直交する軸重の周囲に回転させるI軸回転モータ3と
、該■軸回転モータ3を前記軸Iと直交する軸にの周囲
に回転可能に支持すると共に基盤5に固定された支柱4
と、前記アーム2に装着され、前記反射鏡1を軸Jの周
囲に回転駆動するJ軸回転モータ6と、前記反射鏡1の
周縁に前記アーム2で支持され、J軸と平行に形成され
たその受光面が前記J軸回転モータ6によりJ軸と平行
な軸J′のまわりに反射鏡1と同時にチェノ9.ギヤ1
6で回転駆動される太陽位置検出装置7と、該受光面に
装着された4個の光センサSJ□、 SJ2. SI、
SI2と、光センサSJ□、SJ2.SI、、SI2の
出力に基いてJ軸回転モータ6および1軸回転モータ3
の回転を制御する制御装置8と、を備えている。太陽検
出装置7の受光面の法線と反射鏡1の法線との関係は、
第4図に示すように、反射鏡の法線が1軸と一致・した
時、上記二つの法線が平行になる様に組立時に設定しで
ある。
太陽位置検出装置7の受光面に配置された4個の光セン
サは、第5図に示すように、そのうちSJ工、SJ2は
、軸重を含み軸Jに垂直な面と受光面の交線15上に配
置され、SI、とSI2は軸J″と平行な線14上に配
置されている。それぞれの光センサの間は壁でへたてら
れている。また、J軸回転モータ6の同一回転量に対し
、太陽位置検出装置7の受光面の回転角は、反射鏡1の
回転角の2倍となるように、ギヤ10.16が選定され
ている。
本装置により太陽光が照射されるべき位置Pが設定され
ると、支柱4は■軸回転モータ3の軸線すなわち1軸が
照射位置を通るように手動回転させられる。また、該■
軸回転モータ3は支柱4の上端に俯仰可能に装着されて
いるから、要すれば、該■軸回転モータ3の俯仰を行っ
て■軸が照射位置Pを通るようにする。ついで制御装置
8のスイッチが入れられると、光センサSJ□、SJ2
゜SI□、SI2の出力が制御装置8に入力される。
第6,7図は、光センサに入射する光の状態の例を第5
図のVI−VI断面、■−■断面で示したもので、受光
面に対して太陽光が斜めに入射しているため、壁により
SJlとSJ2.Sl、とSl2に入射する光量に差が
生じ、それぞれの出力に差が生じている。図の場合、S
J2の出力がSJ、の出力より大きく、制御装置8は受
光面が第1図の矢印Aの方向に回転するように、J軸回
転モータ6を回転駆動する。受光面が回転されて、SJ
、とSJ2に均等に太陽光が当るようになると、SJl
とSJ2の出力が同じになり、J軸回転モータ6が停止
される。同様に、光センサSI□の出力が光センサS■
2の出力より小さいので、制御装置8はその差が小さく
なる方向、第1図の矢印Bの方向に■軸回転モータ3を
回転駆動する。■軸回転モータ3の回転につれて受光面
は反射鏡と同時に同一角度だけ、■軸のまわりに回転し
、光センサS工、とSl2に太陽光が均等に照射される
ようになると、SI□とSI2の出力差がなくなり、■
軸回転モータ3は制御装置8により停止される。
このとき、受光面は太陽光にほぼ垂直となり、反射鏡1
の法線は、太陽S2反射鏡の中心M、照射点Pを含む平
面上にある。
太陽の方位、高度が変化して、太陽位置検出装置7の受
光面に太陽光が斜めに当るようになると、光センサS1
.、SI2の間、およびSJ□、SJ。
の間に出力差が生じ、その出力差をなくす方向に、1軸
回転モータ3.およびJ軸回転モータ6が回転され、前
記受光面が常に太陽光に垂直になるように回転される。
これに伴って、反射鏡1は、■軸の周囲に前記受光面の
回転角と同一角度、J軸の周囲に前記受光面の回転角の
172の角度だけ回転される。
J軸をX軸とし、■軸を2軸とした第2図に示されるよ
うに、反射鏡1の中心をM、 X″Y′Y′平面された
反射光の照射位置をP、当初の太陽位置をS、変化後の
太陽位置をN′とし、反射鏡1の中心Mの法線とX’Y
’平面の交点をN、N′とすると、当初の太陽位置にお
いて、太陽光はS−)M→Pの順に反射され、/sMP
=Aとすると、/NMP=A/2となる。また、直線M
Sおよび直線MS’は太陽位置検出装置7の受光面の当
初の太陽位置および変化後の太陽位置に対応する法線方
向である。したがって、前記受光面が回転してその法線
方向がMSからMS″に変化する過程は、受光面が、ま
ずJ軸(X軸)周囲に回転して法線方向がMSよとなり
、ついで、1軸周囲に回転してMS、を経てMS’にな
るとしてよい。
Sl、S2はいずれも、x’ y’平面と法線の交点で
ある。従って、前記受光面の、1軸まわりの回転角は、
/SPS’、J軸まわりの回転角は/L’MP/LMP
=/L’MLである。反射鏡lは1軸回転モータ3.J
軸回転モータ6の回転により■軸まわりには、前記受光
面と共に同−角zsps’だけ回転し、J軸まわりには
、前記受光面の回転角の172.すなわち1/2/L″
MLだけ回転する。この場合も、まず、反射鏡1がJ軸
(X軸)まわりに回転して法線が直線MN、となり1.
ついで該反射鏡1がI軸(2軸)まわりに回転して、法
線が直線MN2に、ついで直線MN’になるとしてよい
。実際には、1軸まわりの回転とJ軸まわりの回転は、
受光面の場合と同様、同時に生じ、反射鏡1の1軸まわ
りの回転角は/sps’となってNは直線PS′上に移
動してN′となり、J軸まわりの回転角は、1/2/L
’MLとなる。
太陽の当初位置において、太陽光はS−+M→Pと反射
されるから、/SMN=/NMPであり、点L’、 L
、 R’、 Rは点S’、S、N’、NをZY平面に垂
直に投影した点であるから、/LMR=/RMPである
。したがって、回転後の反射鏡の法線位置のYZ平面へ
の垂直投影点を特徴とする特許したがって、点N′は直
線PS’上において、Zs’MN’=/N’MP なる位置にあり、S′から回転後の反射鏡の中心Mに入
射した太陽光は、直線MPの方向に反射される。
上述の説明では、J軸が便宜上太陽位置の変化後も固定
しているとしたが、実際はJ軸は■軸に固定されている
ので、■軸回転モータ3の回転と共にXY面内で回転す
る。太陽が点SからS′に動くと、受光面の法線はMS
からMS’に変化し、J軸はSMPを含む平面に垂直な
当初の状態から、点S’MPを含む平面に垂直なJ□軸
に回転する。
従ってJ軸まわりに回転する反射鏡の法線がX′Y′平
面と交わる点は、当初の太陽位置にあっては直線S P
上にあり、直線PSが直線ps″に移動する間も該直線
上を移動し、最終的に点N″となる。しかし、受光面の
回転角と反射鏡の回転角の相対関係は前述のとおりであ
る。
本実施例によれば、反射鏡の法線方向が常に太陽の方向
と反射光を照射すべき方向がなす角を二等分する方向に
なるように制御されるので、任意の照射方向に対し最大
の太陽光の反射が可能であり、反射鏡の設置位置に対す
る制限や精度の要求が少ないので設置が容易である。ま
た、暦や設置場所に基く補正が不要であり、操作も容易
である。
反射太陽光の照射方向の設定も容易である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、太陽光に基いて太陽の位置が検出され
、これに基いて太陽の追尾が行われるので、設置場所の
正確な位置の割り出しや暦日による追尾装置の補正が不
要であり、簡単な機構で太陽の追尾を可能とする効果が
ある。また、固定装置により反射光の照射方向が設定さ
れるので、反射鏡装置が設置されたあとも容易に照射方
向の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す斜視図、第2図は本発明
の原理を示す斜視図、第3図は本装置の設置例を示す側
面図、第4図は反射鏡と太陽位置=11− 検出装置の相対関係を示す側面図、第5図は本発明の太
陽位置検出装置の一例を示す平面図、第6図は第5図の
VI−VI線矢視断面図であり、第7図は第5図の■−
■線矢視断面図である。 1・・・反射鏡、2・・・アーム、3・・・第2の回転
手段(1軸回転モータ)、4・・・固定装置(支柱)、
6・・・第1の回転手段(J軸回転モータ)、7・・・
太陽位置検出装置、8・・・制御装置、17・・・第2
軸(■軸)、18・・・第1軸(J軸)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、反射鏡と、該反射鏡をその光軸に垂直な第1軸の回
    りに回転可能に支持するアームと、該アームを前記第1
    軸に垂直な第2軸の回りに回転させる第2の回転手段と
    、前記反射鏡を前記第1軸の回りに回転させる第1の回
    転手段と、太陽光を受けて太陽の位置を検出する太陽位
    置検出装置と、該太陽位置検出装置の出力に基いて前記
    第1及び第2の回転手段を制御する制御装置と、前記反
    射鏡からの反射光の方向を設定する固定装置と、を備え
    た太陽光追尾式反射鏡装置。
JP1018376A 1989-01-27 1989-01-27 太陽光追尾式反射鏡装置 Pending JPH02198405A (ja)

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