JPH06273660A - 太陽電池駆動太陽光集光伝送装置 - Google Patents

太陽電池駆動太陽光集光伝送装置

Info

Publication number
JPH06273660A
JPH06273660A JP8928793A JP8928793A JPH06273660A JP H06273660 A JPH06273660 A JP H06273660A JP 8928793 A JP8928793 A JP 8928793A JP 8928793 A JP8928793 A JP 8928793A JP H06273660 A JPH06273660 A JP H06273660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
solar cell
power
light
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8928793A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumito Koizumi
文人 小泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP8928793A priority Critical patent/JPH06273660A/ja
Publication of JPH06273660A publication Critical patent/JPH06273660A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】商用電力を必要としない太陽光集光光伝送装
置。 【構成】レンズまたは反射鏡、光ファイバ等からなる集
光部1、集光部1を動かして太陽の方向に向かせるため
のモータ2と制御部3ならびにモータ2と制御部3を駆
動する電力を得るための太陽電池4を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池駆動太陽光集
光伝送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、商用電力を駆動電力とする太陽光
集光伝送装置が商品化されている。この装置はランニン
グコストとして電力代を必要とする。また、この太陽光
集光伝送装置が商用電力の使用を前提として設計されて
いるために、昼間の晴天時に太陽光集光伝送装置の出力
として得られる光量と同等の光量を人工の光源で実現す
る場合に消費される電力よりも多くの電力を消費するも
のがあり、光量のみに着目した場合には太陽光集光伝送
装置の価値に疑問を抱かせる場合がある。
【0003】また、太陽光集光伝送装置の設置時には光
ファイバケーブルの配線工事のみならず、商用電力ケー
ブルの配線工事が必要となり、工事費、工事者に要求さ
れる資格の増大が容易に指摘される。また商用電力ケー
ブルの敷設によって漏電等の事故や電磁ノイズによる誤
動作の危険が増大することも容易に指摘できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術が有
していた前述の欠点を解決しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、太陽光を集光するた
めのレンズまたは反射鏡、光ファイバおよび前記レンズ
または反射鏡の軸上焦点位置に光ファイバの端面のコア
の中心を配置するための保持具とからなる集光部、前記
レンズまたは反射鏡の光軸が太陽の方向に向くように集
光部を動かすためのモータならびに前記モータを制御す
る制御部と前記モータおよび制御部を駆動する電力を得
るための太陽電池とを有する太陽光集光伝送装置を提供
する。
【0006】本発明の太陽電池駆動太陽光集光伝送装置
のブロック図を図1に、集光部の構成を図2および図3
に示す。図1に示すように、太陽電池駆動太陽光集光伝
送装置は太陽光を集光するための集光部1、集光部1を
動かすためのモータ2、モータを制御するための制御部
3、駆動電力を賄うための太陽電池4と低日射量時の駆
動電力を蓄えておくための二次電池5と光を伝送するた
めの光ファイバ6とからなる。さらに図2、図3に示す
ように、集光部1は太陽光を集光するためのレンズ7ま
たは反射鏡8、光ファイバ6ならびに前記レンズ7また
は反射鏡8の軸上焦点位置に光ファイバ6の端面のコア
の中心を配置するための保持具9とから構成されてい
る。
【0007】太陽電池4は、一日当たりの平均日射量が
最も小さな月であっても充分にモータ2および制御部3
の消費電力を賄う能力を有していることが好ましい。太
陽電池4のタイプには単結晶シリコン型、多結晶シリコ
ン型、アモルファスシリコン型等があるが、定格出力が
同程度ならばどのタイプでも使用可能である。制御部3
はレンズ7または反射鏡8の光軸が太陽の中心の方向と
一致するように集光部1を動かすモータ2を制御する。
また制御部3はその消費電力が小さいことが必要とされ
る太陽電池を小さくすることができるので好ましい。例
えば電力消費の小さな半導体であるCMOS素子を制御
部に用いることが効果的である。
【0008】本発明において、モータを間欠的に動作さ
せ、かつ動作停止中はモータに電力を供給しないように
することができる。モータおよび制御部の消費電力を低
減することは太陽電池4そのもののコストのみならず、
太陽電池4を保持するための保持具の大きさや必要強度
を低減させることができる。太陽光集光伝送装置には集
光部1を方位角方向と仰角方向とに回転させるために2
個のモータ2が使用されるが、一般的にモータ2は制御
部3よりも著しく大きな消費電力を有するので動作停止
中はモータ2に電力を供給しないように制御部3を構成
することが消費電力低減の効果がはるかに大きい。たと
えばMOS FETのようなオン、オフの切り換えのた
めの消費電力が小さな素子をモータのドライバに使用す
ることも一つの方法である。また集光部がモータに電力
が供給されない時にも自重によって回転しないような工
夫が必要である。例えば仰角方向の回転中心と集光部の
重心とを一致させることや動力伝達機構にウオームギ
ア、ホイールギアを用いることなどである。
【0009】また加速度の大きな回転の始まりと終わり
の期間に使われるエネルギを少なくするために、集光伝
送の効率が著しく低下しない程度の間隔でモータを間欠
的に動作させるのが好ましい。
【0010】これにより以下に述べるように消費電力を
低減できる。1秒間に地球の自転による太陽の位置の変
化の速度は季節によって多少変動する。春分、秋分時を
例にとればその角速度は73μrad/秒である。した
がってモータの回転角速度をXrad/秒とすると1秒
毎のモータの動作時間は73×10-6/X秒となる。モ
ータの動作時の消費電流をAとすると平均の消費電流を
A×73×10-6/Xとすることができる。ステッピン
グモータを用いた場合にはXは一般的には10×10-3
から50×10-3の範囲にあるので平均の消費電流はモ
ータに常に通電する場合と比較して1/140から1/
6800となる。
【0011】また本発明は、太陽電池、該太陽電池の出
力電流が供給される二次電池および該太陽電池と二次電
池の間に介在して前記出力電流が二次電池から太陽電池
に逆流しないための逆流防止手段を具備し、さらに前記
太陽電池の出力電圧が予め設定された一定の電圧以下に
なった場合に集光装置への電流供給を遮断する回路を備
えたことを特徴とする太陽電池駆動太陽光集光伝送装置
を提供する。以下、これを図4を用いて説明する。
【0012】図4において、二次電池5は残留容量の低
下によって出力電圧が低下する。ニッケルカドミウム電
池、ニッケル水素電池、ポリマーリチウム電池などほと
んどの二次電池がこれに該当する。太陽電池4の出力は
逆流防止手段10を通して二次電池5に接続される。電
圧検出器11は太陽電池4の出力電圧が予め設定された
一定の電圧以下になった場合にスイッチ12を開き集光
装置本体13への電流供給を遮断する。スイッチ12に
はオン、オフの切り換えのための消費電力が小さな素子
が適している。たとえばMOS FETを使用できる。
【0013】上記の本発明により2つの効果が得られ
る。第1の効果は、太陽電池の出力電圧が低下する夜間
の集光装置本体の電力消費をなくすことができることで
ある。第2の効果は二次電池の残留容量が少ない場合に
太陽電池の出力電圧が二次電池の電圧と逆流防止器によ
る電圧降下の和となることから二次電池が過度に放電さ
れることを防止することができることである。つまり二
次電池の電圧を検出することと同等の効果を太陽電池の
電圧のみの検出によって得られるのである。
【0014】
【作用】本発明において、レンズまたは反射鏡は太陽光
を小さなビーム径にまで集光するために用いられる。太
陽光は一般的には平行な光束であるとみなされている
が、実際には地上からの視直径でおよそ32分の角度を
持つために、レンズもしくは反射鏡の焦点距離をfとす
るとビーム径が最も小さくなる位置でのビーム径は実は
結像された太陽の像の直径と同義であり、理想的な場合
にはおよそ0.0093×fの大きさとなる。現実のレ
ンズないし反射鏡は様々な収差をもつのでビーム径は前
記の式の値よりも大きくなる。
【0015】またこのビームは光ファイバの一方の端面
のコア部に包含されるように当たらないと損失を生じ
る。したがって光を伝送するための光ファイバのコアの
直径はこのビーム径と等しいか大きくなければならない
し、また地球の自転による太陽の位置の変化に対応して
常に集光部の方向を制御しなければならない。制御部は
レンズまたは反射鏡の光軸が太陽の中心の方向と一致す
るように集光部を動かすモータを制御するのであるが、
精密に太陽電池駆動太陽光集光伝送装置が設置され得る
場合でかつその可動部分が機械的な遊びがなくかつほぼ
剛体で構成されている場合にのみ日時と設置場所の緯
度、経度から太陽位置を計算して充分な精度で前記動作
を行わせしめることができる。このような条件は実現が
困難であり、一般的には太陽の方向を検知する太陽セン
サを用いて実際の太陽の方向を測定し集光部の方向を修
正することにより充分な精度で前記動作を行わせしめ
る。
【0016】太陽電池は太陽の日射を受けて発電する。
発電された電力はその時点での動作電力となるほか二次
電池の充電に使用される。二次電池は晴天の朝夕時など
日射量が小さいが集光可能な太陽光を受けているときに
も本装置が動作可能なように余剰の太陽電池からの電力
を蓄える。
【0017】
【実施例】定格出力電圧9V、定格出力6.3Wの太陽
電池を東京において南むきで水平面に対する角度36°
で設置した。二次電池として定格電圧7.2V、定格容
量7A時のニッケルカドミウム電池を用いた。集光部を
回転させるために定格電圧4V、1相当たりの定格電流
0.8Aのステッピングモータを2個、2相で駆動し
た。このモータを約2秒の間隔で間欠的に動作させ、か
つ動作停止中はモータに電力を供給しなかった。モータ
の1パルスの回転による集光部の方位角方向、仰角方向
の回転角度はそれぞれ0.17mrad、0.10mr
adで、モータのパルスレートは、2個共400pps
(パルス/秒)であった。制御部のみの消費電流は42
mAであった。6月の全天日射量が20MJであった晴
天の日の制御部とモータの合計の消費電流は1日当たり
1.3A時であり、この日の太陽電池の出力は2A時で
あったので、余剰分0.7A時は二次電池に蓄えられた
と考えられた。このように商用電力の配線を施すことな
しに太陽からのエネルギのみで太陽光を集光伝送できる
ことが確認された。
【0018】
【発明の効果】本発明の太陽電池駆動太陽光集光伝送装
置は、商用電源を駆動電力とせず、ランニングコストと
して電力代を必要としない。また、太陽光集光伝送装置
の設置時の商用電力ケーブルの配線工事が不要となり、
工事費、工事者に要求される資格を低減できる。また商
用電力ケーブルを必要としないので漏電等の事故や電磁
ノイズによる誤動作の危険をなくすことができる。ま
た、モータを間欠時に動作させ、かつ動作停止中はモー
タに電力を供給しないようすることにより、モータの消
費電力を著しく低減でき、太陽電池付加によるコストア
ップを小さくすることができる。またさらにこれによ
り、夜間の消費電力をほとんどゼロにすることができる
ほか二次電池の過放電による劣化を予防できるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽電池駆動太陽光集光伝送装置のブ
ロック図。
【図2】本発明の太陽電池駆動太陽光集光伝送装置の集
光部の構成図。
【図3】本発明の太陽電池駆動太陽光集光伝送装置の集
光部の構成図。
【図4】本発明の回路ブロック図。
【符号の説明】
1:集光部 2:モータ 3:制御部 4:太陽電池 5:二次電池 6:光ファイバ 7:レンズ 8:反射鏡 9:保持具 10:逆流防止器 11:電圧検出器 12:スイッチ 13:集光装置本体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】太陽光を集光するためのレンズまたは反射
    鏡、光ファイバおよび前記レンズまたは反射鏡の軸上焦
    点位置に光ファイバの端面のコアの中心を配置するため
    の保持具とからなる集光部、前記レンズまたは反射鏡の
    光軸が太陽の方向に向くように集光部を動かすためのモ
    ータならびに前記モータを制御する制御部と前記モータ
    および制御部を駆動する電力を得るための太陽電池とを
    有することを特徴とする太陽電池駆動太陽光集光伝送装
    置。
  2. 【請求項2】前記モータを間欠的に動作させ、かつ動作
    停止中はモータに電力を供給しないことを特徴とする請
    求項1の太陽電池駆動太陽光集光伝送装置。
  3. 【請求項3】太陽電池、該太陽電池の出力電流が供給さ
    れる二次電池および該太陽電池と二次電池の間に介在し
    て前記出力電流が二次電池から太陽電池に逆流しないた
    めの逆流防止手段を具備し、さらに前記太陽電池の出力
    電圧が予め設定された一定の電圧以下になった場合に集
    光装置への電流供給を遮断する回路を備えたことを特徴
    とする請求項1の太陽電池駆動太陽光集光伝送装置。
JP8928793A 1993-03-24 1993-03-24 太陽電池駆動太陽光集光伝送装置 Pending JPH06273660A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8928793A JPH06273660A (ja) 1993-03-24 1993-03-24 太陽電池駆動太陽光集光伝送装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8928793A JPH06273660A (ja) 1993-03-24 1993-03-24 太陽電池駆動太陽光集光伝送装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06273660A true JPH06273660A (ja) 1994-09-30

Family

ID=13966490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8928793A Pending JPH06273660A (ja) 1993-03-24 1993-03-24 太陽電池駆動太陽光集光伝送装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06273660A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101290126B1 (ko) * 2013-02-27 2013-07-26 성보전기공업 주식회사 복합 재생에너지 발전 시스템을 구비한 태양광 정밀 집광 센싱 기술을 갖는 미러 부착 조명 시스템
CN115733440A (zh) * 2022-12-13 2023-03-03 上海嗨枫照明电器有限公司 一种可自循环发电的新能源照明智慧控制系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101290126B1 (ko) * 2013-02-27 2013-07-26 성보전기공업 주식회사 복합 재생에너지 발전 시스템을 구비한 태양광 정밀 집광 센싱 기술을 갖는 미러 부착 조명 시스템
CN115733440A (zh) * 2022-12-13 2023-03-03 上海嗨枫照明电器有限公司 一种可自循环发电的新能源照明智慧控制系统
CN115733440B (zh) * 2022-12-13 2024-04-30 上海嗨枫照明电器有限公司 一种可自循环发电的新能源照明智慧控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2242177T3 (es) Dispositivo de bombeo alimentado por energia solar.
EP0749168B1 (en) Solar cell system
JP3216549B2 (ja) 集光型太陽電池装置
JP2007077895A (ja) 風車補助駆動装置
RU2479910C1 (ru) Автономная система электроснабжения на основе солнечной фотоэлектрической установки
US9440546B2 (en) Electric vehicle charging system
JPH06273660A (ja) 太陽電池駆動太陽光集光伝送装置
KR101201716B1 (ko) 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치
CN201039038Y (zh) 用于光伏发电的自适应对日跟踪装置
JP2004146760A (ja) 差電圧駆動式太陽追尾ソーラー発電装置
JP2898408B2 (ja) ソーラ動力芝刈り機
CN101267172B (zh) 一种用于光伏发电的自适应对日跟踪装置
US20030169006A1 (en) DC motor driver circuit for use with photovoltaic power source
JP2004146759A (ja) 差電圧駆動式太陽追尾ソーラー発電装置
KR19990000187U (ko) 태양전지판의 각도조절장치
JP2002261316A (ja) 太陽追尾機構を備えた太陽光発電システム
JPH06151934A (ja) 太陽電池自動追尾装置
FR2692418A1 (fr) Appareillage à moteur électrique à fonctionnement intermittent, notamment store vénitien motorisé, et installation pour l'alimentation électrique d'une pluralité de tels appareillages.
JPH1077611A (ja) 道路標識及び視線誘導標
JP2000082307A (ja) 採光装置
JP3093695U (ja) 差電圧駆動式太陽追尾ソーラー発電装置
CN214278460U (zh) 轻型先进边防监测瞭望系统
Mahatauliya et al. Automated Sun Tracking Based Mobile Charging System
GB2392556A (en) Insolation receiving electricity generator
KR20180087066A (ko) 반사경이 구비된 고정형 태양광 발전기