JPH08130322A - 太陽電池装置 - Google Patents

太陽電池装置

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JPH08130322A
JPH08130322A JP6267825A JP26782594A JPH08130322A JP H08130322 A JPH08130322 A JP H08130322A JP 6267825 A JP6267825 A JP 6267825A JP 26782594 A JP26782594 A JP 26782594A JP H08130322 A JPH08130322 A JP H08130322A
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JP
Japan
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solar cell
support shaft
cell module
east
weight
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JP6267825A
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English (en)
Inventor
Yasuyuki Minamino
康幸 南野
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/425Horizontal axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10Special components
    • F24S2030/11Driving means
    • 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
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    • Y02E10/47Mountings or tracking

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡便で且つ低設置コストで済む優れた一軸太
陽追尾装置を提供すること。 【構成】 支持軸を中心に回動可能に取り付けた太陽電
池モジュールの裏面側又は側面側に移動可能に可動錘を
配設し、該可動錘を移動させて前記太陽電池モジュール
の受光角を設定するようにしたことを特徴とする。これ
により太陽電池モジュールの受光面を太陽位置へ向かわ
せるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池装置に取着した
錘の重心を移動させることによって、太陽電池モジュー
ルの受光面を太陽位置へ向かわせるようにし、一日当た
りの太陽光発電量を増加させるようにした太陽電池装置
に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来より、太陽光発電装置に
用いられる太陽電池モジュールの設置方式には大きく2
つに分けることができる。すなわち、家屋の屋根,架台
等に固定する固定方式のものと、太陽電池の受光面を東
から西への太陽位置の移動に追尾できるようにした追尾
方式ものとがある。
【0003】一般に固定方式は追尾方式と比較して設置
が簡便であり、発電時には太陽電池の受光面の移動・制
御を行う必要がないという長所を有しているが、追尾方
式に比べ一日の発電量が25〜35%程度少なくなると
いう短所がある。そこで、追尾方式と同一の年間発電量
を得るためには、追尾方式より約4割ほど太陽電池を多
く必要とする。さらに、日本の家屋の屋根や屋上面積は
小さく、その家屋で使用される電力量を賄うのに充分な
太陽電池モジュールを固定方式では不可能である場合も
多い。
【0004】一方、追尾方式であっても、例えばコンピ
ュータ制御により太陽位置を正確に追尾する2軸追尾方
式では多くの発電量を望めるが、その制御や太陽電池の
受光面を回転させるための機構が複雑となったり、強風
対策が必要となるなど設置コストも多大となるなどの問
題を有する。特に、日本で今後導入が促進されるであろ
う各個別・分散型の太陽光発電装置においては、設置コ
スト高及び複雑な機構の保守性の悪さ等の点から2軸追
尾方式は敬遠される。
【0005】そこで、本発明ではこのような問題を解消
するために、簡便で且つ低設置コストで済む優れた一軸
太陽追尾装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、本発明の太陽電池装置は支持軸を中心に回動可能
に取り付けた太陽電池モジュールの裏面側又は側面側に
移動可能に可動錘を配設し、該可動錘を移動させて前記
太陽電池モジュールの受光角を設定するようにしたこと
を特徴とする。これにより太陽電池モジュールの受光面
を太陽位置へ向かわせるように構成した。
【0007】ここで、上記太陽電池装置のより具体的な
構成は、例えば太陽電池モジュールの裏面側に、上面に
歯が刻まれた長尺状の可動錘を、支持軸に対してほぼ直
交する方向へ往復移動させるべく支持軸に対してほぼ直
交する方向に配設したレール上に配置し、この可動錘の
歯が刻まれた上面にはウォームなどを回転軸に取り付け
たモーターを支持軸のほぼ中央部に固定するなどし、さ
らに支持軸の略中央に棒状の固定錘を取着し、モーター
の回転軸の回転により可動錘を往復移動させて、可動錘
の移動位置に応じて太陽電池モジュールの受光面を傾斜
させるようにするとよい。
【0008】また、例えば太陽電池モジュールの裏面側
にほぼ東西方向に設けられ、支持軸の略中央に支持軸に
対してほぼ直交する方向へ円弧状に形成されたレール
に、可動錘としたモーターを移動可能に設けてもよい。
【0009】
【作用】上記構成の太陽電池装置によれば、従来よりき
わめて簡便な構成及び低設置コストで太陽電池モジュー
ルに一軸太陽追尾機能を付与できる。また、従来の太陽
電池モジュールの固定方式と比較して、一日の発電量が
30〜50%程度多くなる。また、例えばごく小出力の
モーターなどの可動錘でもって、きわめて容易に太陽電
池モジュールの受光面を太陽位置に追尾せしめることが
可能となる。
【0010】
【実施例】本発明に係る一実施例を詳細に説明する。図
1〜3に示すように、北緯35°付近において太陽電池装
置S1を地上や建物の屋上等に設置した例について説明
する。パイプで三角柱状の枠に組み立てられた架台1の
尖塔部1a,1bには、基板上に太陽電池素子の複数を
直並列接続して略偏平の箱体に収納されて成る太陽電池
モジュール2内に挿通され、太陽電池モジュール2と一
体的に取着された支持軸3の端部が回動自在に支持・連
結されており、太陽電池モジュール2の裏面側には上面
に歯が刻まれた金属製で且つ長尺状(直方体状、丸棒
状、板状等各種形状でよい)の可動錘4を支持軸3に対
して直交する方向へ往復移動させるべく、溝5aが切ら
れたレール5上に配置されており、さらに可動錘4の歯
が刻まれた上面にはウォーム6を回転軸7aに取り付け
たモーター7が支持軸3のほぼ中央部に固定されてい
る。また、支持軸3の略中央には棒状の固定錘8が取着
されており、モーター7の回転軸7aの回転により往復
移動する可動錘4の移動位置にしたがって、支持軸3ま
わりのモーメントが釣り合うように太陽電池モジュール
2の受光面2aは傾斜して受光角度が最適に設定され
る。
【0011】ここで、架台1の尖塔部1a,1bは高さ
がそれぞれ異なり、高さの低い尖塔部1b側を太陽位置
が変化する南側へ、高さの高い尖塔部1a側を太陽が位
置しない北側へ設置するようにし、南中時には太陽電池
モジュール2の受光面2aに対する太陽からの直達光の
入射角度ができるだけ直角になるようにしている。な
お、架台1の尖塔部1a,1bは高さは同じでもよい。
また、モーター7の回転制御は不図示の制御回路でもっ
て、受光面2aに入射する直達光の入射角度が小さくな
るように行う。ただし、太陽位置の東西方向移動をラフ
に追尾できればよいので、例えば、南中時の前後時間を
一定速度で動かす、又は間欠的に動かすというようなラ
フな制御でもかまわない。
【0012】次に、図4に基づいてモーター7の回転軸
7aの回転により移動した可動錘4の移動で生じる太陽
電池モジュール2の受光面2aの回動について説明す
る。まず、午前中においては図4(a)に示すように、
可動錘4は支持軸3に対して東側に位置しているので、
可動錘4が支持軸3の回りにつくるモーメントと固定錘
8が支持軸3の回りにつくるモーメントとが釣り合うよ
うに、太陽電池モジュール2の受光面2aを東側へ傾斜
させた状態を実現する。この東側への傾斜角度は可動錘
4の重心位置をレール5上で移動させることによって制
御することができ、図4(b)に示すように、南中時に
は可動錘4の重心位置を支持軸3の直下に移動させるこ
とにより東側への傾斜角度をゼロとすることができる。
そして午後には、図4(c)に示すように、可動錘4の
重心を支持軸3より西側へ移動させることにより、太陽
電池モジュール2の受光面を西側へ傾斜させることがで
きる。
【0013】このように本発明の太陽電池装置を用いれ
ば、可動錘4を単純に東西方向へ移動させるといった簡
便な機構のみで一日の東から西への太陽位置の移動を追
尾することが可能となる。また、この移動に要するエネ
ルギーは極めて小さく済むので、設置コストや運転コス
トが固定方式に比してそれほど大きくならないので好都
合である。
【0014】風の影響に関しては、まず東西方向の風は
太陽電池モジュール2の東西方向の傾きの大きさによっ
て迎え角が変化するのでその影響は一定ではないが、支
持軸3の回りのモーメントとしてはあまり大きなものと
ならないので、固定錘8,可動錘4を適切に選択すれ
ば、風の無い場合の釣り合い位置から少し回転した位置
で釣り合う。このため、日常の風の影響はほとんど考慮
する必要がない。ただし、台風等の強風に対しては迎え
角が大きいと、抗力や揚力などが過大となるので、これ
を避けるために強風時には受光面2aをほぼ水平位置に
移動・固定できるような手段が必要となる。
【0015】次に、第2実施例について説明をする。図
5及び図6に示すように、太陽電池モジュール2の裏面
側にほぼ東西方向に設けられ、支持軸3の略中央に支持
軸3を直交する方向へ円弧状に形成されたレール11
に、可動錘であるモーター12を移動可能に設けた太陽
電池装置であって、レール11が第1実施例の固定錘及
びレールの役割を果たす。他の構成については第1実施
例と同様であるので説明を省略する。
【0016】ここで、レール11の下側には多数のギア
11aが刻まれ、この歯とモーター12の回転軸に取着
されたウォーム13が噛み合うようにモーター12を固
定するとともに、レール11を包囲し車輪14が二箇所
に設けられた外枠15とが取着され、モーター12の回
転軸の左右のいずれかの回転によりウォーム13がモー
ター12と一体となって、レール11のギア11a上を
往復するのである。この実施例においても図4に示すよ
うな作動を実現する。
【0017】なお、図7に示すように、太陽電池モジュ
ール20の一端部に太陽電池モジュール20の重心を中
央からずらすべく固定錘21を取着し、太陽電池モジュ
ール20の他端部に取り付けたロープ22を架台1を載
置した面に固定したモーター23の回転軸に取り付け、
支持軸3の回りのモーメントを釣り合わせて、東側、西
側の太陽電池モジュール20の受光面20aの傾きを制
御する太陽電池装置としてもよい。
【0018】また、上記実施例においてはモーターの回
動軸の回動をタイマーを使用して10時間程度行うよう
にしたが、どのような時期においても太陽電池の受光面
が最適方向を向くように、例えば各期間毎に設定した運
転スケジュールに基づいて制御回路を動作させ、モータ
ーの回動軸の回動を行わせてもよい。また、回動軸を回
動させるモーターの駆動を間欠的に行わせることによ
り、回動軸の間欠回動を行わせて、モーターの消費電力
の低減化を図ることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したごとく本発明によれば、従
来よりきわめて簡便な構成及び低設置コストで太陽電池
モジュールに一軸太陽追尾機能を付与できる。また、従
来の太陽電池モジュールの固定方式と比較して、一日の
発電量が30〜50%程度多くなり、同じ年間発電量を
得るのに、固定方式の約7割の太陽電池量でよいことに
なり、小型で高効率な太陽電池装置を提供することがで
きる。また、ごく小出力のモーターなどの可動錘でもっ
て太陽電池モジュールの受光面を太陽位置へ追尾させる
ことが可能となる。さらに、太陽電池モジュールの受光
面を水平位置に固定するようにすれば強風に対する対策
もきわめて容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1の II-II線部分拡大断面図である。
【図3】図1のIII-III 線部分拡大断面図である。
【図4】(a)〜(c)は、それぞれ本発明に係る一実
施例の作動を示す模式図である。
【図5】本発明に係る他の実施例の部分断面図である。
【図6】本発明に係る他の実施例の部分断面図である。
【図7】本発明に係る他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ・・・ 架台 2 ・・・ 太陽電池モジュール

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持軸を中心に回動可能に取り付けた太
    陽電池モジュールの裏面側又は側面側に移動可能に可動
    錘を配設し、該可動錘を移動させて前記太陽電池モジュ
    ールの受光角を設定するようにしたことを特徴とする太
    陽電池装置。
JP6267825A 1994-10-31 1994-10-31 太陽電池装置 Pending JPH08130322A (ja)

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