JPH08321630A

JPH08321630A - 集光型太陽電池装置

Info

Publication number: JPH08321630A
Application number: JP7127733A
Authority: JP
Inventors: Tomomichi Nagashima; 知理長島; Kyoichi Tange; 恭一丹下; Koetsu Hibino; 光悦日比野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1996-12-03
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2803597B2

Abstract

(57)【要約】【目的】集光型太陽電池装置を小型軽量で十分な発電
力とする。【構成】発電用太陽電池セル１の周囲に４つの移動用
太陽電池セル２を設ける。そして、各移動用太陽電池セ
ル２の下には、これらにそれぞれ接続された電磁石２１
を設けるとともに、発電用太陽電池セル１、移動用太陽
電池セル２、電磁石２１はセル支持体１４上に設置す
る。また、周囲にはリング上の永久磁石２６を配置す
る。集光レンズ１１による集光スポット１３がずれる
と、いずれかの移動用太陽電池セル２に光が当たり、こ
れによって対応する電磁石２１に通電され、電磁石２１
と永久磁石２６が引き合ってセル支持体１４が移動す
る。集光スポット１３が発電用太陽電池セル１上に戻る
と移動用太陽電池セル２による発電が停止され、移動が
停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、架台に固定され、太陽
光を集める固定の集光レンズと、集光レンズの焦点近傍
に配置される太陽電池セルとを備えた集光型太陽電池装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種用途に太陽電池が利用さ
れており、比較的大電力の発電にも利用が検討されてい
る。このように、太陽電池を利用して大電力の発電シス
テムを構成する場合、太陽電池セルにおける光電力変換
効率を上昇すると共に、太陽電池セルに対する入射光量
を増加することが望まれる。そこで、集光型太陽電池装
置が提案されておりこれによれば、太陽光をレンズを用
いて集光することで、高価な太陽電池セルの使用面積を
小さくすることができシステムを低コストにすることが
できる。

【０００３】すなわち、集光型太陽電池装置は、太陽光
を１０〜１０００倍程度に集光して太陽電池セルに照射
する。このため、必要な太陽電池セルの面積は１／１０
〜１／１０００となり、太陽電池セルのコストは大幅に
低減する。但し、このような集光を行うために、大きな
集光レンズが必要になり、またこれを支える架台も大き
くなる。

【０００４】ここで、太陽の位置が常に一定であれば、
図１２に示すように、集光レンズ１１により入射光１０
は、一定位置に集光スポット１３を形成する。そこで、
この集光スポット１３の位置に太陽電池セル３を設置す
ることによって、太陽電池セル３は、良好な発電が行え
る。

【０００５】しかし、太陽は時間とともに移動するた
め、太陽光のレンズへの入射方向は、時々刻々変化す
る。そこで、入射光１０と集光レンズの角度関係によ
り、図１３に示すように集光スポット１３が太陽電池セ
ル３から離れてしまう。そして、このような状態になる
と、太陽電池セル３における発電量は著しく減少する。

【０００６】このため、太陽電池セルへの十分な入射光
量を確保しようとすれば、集光レンズおよび太陽電池セ
ルを太陽に向ける必要がある。

【０００７】そこで、このような太陽を追尾する追尾機
構を設けた太陽電池システムも種々知られている。この
追尾機構によれば、図１４に示すように、集光レンズ１
１および太陽電池セル３が太陽の方に向けられる。この
ため、集光スポット１３が太陽電池セル３上に形成さ
れ、常に良好な発電を行うことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この図１４の
装置では、集光レンズ１１および太陽電池セル３の両方
を動かさなければならず、これらを支持する架台も動か
すことになる。従って、大型の部品を動かすために、大
型の機構が必要になり、コストが上昇する。さらに、追
尾機構の駆動エネルギーも大きくなってしまい、システ
ムとしての発電効率が悪くなってしまうという問題点が
あった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、図１５に示すように、小
型軽量な太陽電池セル３のみを集光スポット位置に移動
させ、装置のコストおよび駆動エネルギーを減少して、
効率のよい集光型太陽電池装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、架台に固定さ
れ、太陽光を集光する集光レンズと、集光レンズの焦点
近傍に配置される太陽電池セルとを備えた集光型太陽電
池装置であって、前記集光レンズによって得られる集光
スポットの位置を検出する集光スポット検出位置手段
と、前記架台上で、前記集光スポット位置検出手段によ
って検出された集光スポットまで太陽電池セルを移動さ
せるセル移動手段と、を有することを特徴とする。

【００１１】また、集光スポット位置検出手段として光
位置検出センサを用いることを特徴とする。

【００１２】また、集光スポット位置検出手段として太
陽電池セルを用いることを特徴とする。

【００１３】また集光スポット位置検出手段としての
太陽電池セルは、発電用の太陽電池セルの周囲に設けら
れた少なくとも３個の移動用太陽電池セルであり、この
移動用太陽電池セルの発電電力により前記セル移動手段
を動作させ移動用太陽電池セルおよび発電用太陽電池セ
ルを移動させることを特徴とする。

【００１４】また、発電用太陽電池セルが少なくとも３
つ以上に分割されていることを特徴とする。

【００１５】また、前記分割された発電用太陽電池セル
の各出力を検出し、比較することによって集光スポット
位置を求めることを特徴とする。

【００１６】また、前記セル移動手段は、磁力を用いる
ことを特徴とする。

【００１７】また、太陽電池移動手段として、モータを
用いることを特徴とする。

【００１８】また、集光レンズおよび太陽電池はそれぞ
れ複数個ずつ設けられていることを特徴とする。

【００１９】また、架台の周囲に太陽電池セルを取り囲
むように永久磁石が設置されており、太陽電池セルは発
電用太陽電池セルとその周囲に略等間隔に配設された少
なくとも３個の移動用太陽電池セルとからなり、移動用
太陽電池セルは発電用太陽電池セルおよび移動用太陽電
池セルを支持するセル支持体に設けられた電磁石と接続
されると共に、この電磁石の前記永久磁石に向いた先端
部の極性は前記永久磁石の対向する部分の極性とは逆極
性とされていることを特徴とする。

【００２０】また、架台の周囲に太陽電池セルを取り囲
むように永久磁石が設置されており、太陽電池セルを支
持するセル支持体には電磁石が設けられ、この電磁石の
前記永久磁石に向いた先端部の極性は前記永久磁石の対
向する部分の極性とは逆極性とされており、かつ前記太
陽電池セルは少なくとも３分割されており、分割された
各太陽電池セルの出力状態に応じて、前記電磁石への通
電が制御されることを特徴とする。

【００２１】

【作用】このように、本発明によれば、セル移動手段が
集光スポット検出手段からの出力に応じて太陽電池セル
を移動し、集光スポットが太陽電池セル上に位置するよ
うに制御する。このように、集光レンズを移動させるこ
となく、小型軽量な太陽電池セルを集光スポット位置に
応じて移動させるため、セル移動手段を小型簡易なもの
にでき、装置全体を小型軽量安価なものにできる。

【００２２】光位置検出センサや太陽電池を利用するこ
とによって、集光スポットの位置が検出される。

【００２３】移動用太陽電池セルを発電用太陽電池セル
の周囲に少なくとも３つ配置し、この発電電力により、
集光スポットのずれを検出することができる。

【００２４】また、太陽電池セルを３つ以上に分割する
ことによって、集光スポットのずれに応じて、３つの太
陽電池セルから異なる出力を得ることができる。

【００２５】分割された３つ以上の太陽電池セルの出力
を比較することによって集光スポットのずれ、すなわち
集光スポットの位置を検出することができる。

【００２６】太陽の位置の変化により、集光スポットが
移動すると、この集光スポットは移動用太陽電池セルの
１つに照射される。照射された移動用太陽電池スポット
は光エネルギーを受けて発電し、対応する電磁石に電力
を供給する。この電磁石は、対向配置されている永久磁
石とは逆極性になっているため、通電によって電磁石と
永久磁石は磁力で引き合い、太陽電池セルが集光スポッ
トの方向に移動する。この移動により、集光スポットか
ら移動用太陽電池セルが外れ、発電が停止されるため、
太陽電池セルの移動が停止される。

【００２７】分割された太陽電池セルのそれぞれに照射
された光による出力の差を検知して、集光スポット位置
を求め、この検出位置に応じて、電磁石に電流を供給し
太陽電池セルを移動することによって、集光スポットの
位置に太陽電池セルを移動する。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。

【００２９】「第１実施例」図１および図２に第１実施
例に係る集光型太陽電池装置の基本構成を示す。ここ
で、図１は正面図、図２は平面図である。

【００３０】集光レンズ１１の下方に、発電用太陽電池
セル１および移動用太陽電池セル２が配置されている。
発電用太陽電池セル１は、比較的大きく円形であり、移
動用太陽電池セル２は、比較的小さく三角形で発電用太
陽電池セル１の周囲の４カ所に等間隔で配置されてい
る。また、発電用太陽電池セル１は、架台１６上を移動
可能なセル支持体１４上に保持されている。なお、この
例において、セル支持体１４は、その下面に複数の球体
が回転自在に嵌合されており、球体が回転することによ
って、摩擦を小さくしてあり、架台１６の表面上を自由
に移動することができる。

【００３１】そして、発電用太陽電池セル１および移動
用太陽電池セル２は、セル支持体１４から所定の間隔だ
け離れて配置されており、この間には、４つの電磁石２
１が配置されている。この電磁石２１のコイルには、そ
れぞれの上方にある移動用太陽電池セル２が電気的に接
続されている。この例では、各移動用太陽電池セル２か
らの電流が電磁石２１に供給されることによって、電磁
石の外側先端がＳ極になる。また、架台の周辺部には、
リング上に永久磁石２６が配置されている。この例で
は、永久磁石２６は、内側がＮ極になっている。なお、
図示は省略したが、集光レンズ１１は、架台１６に固定
されている。

【００３２】このような装置において、通常集光スポッ
トが発電用太陽電池セル１上に位置し、集光された光に
より、無駄のない発電を行っている。なお、図示を省略
した電気的配線によって、発電電力が出力される。発電
用太陽電池セル１の大きさは、集光スポット１３と同一
に設定されるが、若干大きくてもよいし小さくてもよ
い。

【００３３】時間の経過によって、太陽の位置が変化す
ると集光スポット１３が移動する。すると、集光スポッ
ト１３のずれによって、４つの移動用太陽電池セル２の
少なくとも１つに集光した光が当たる。これによって、
移動用太陽電池セル２において発電された電力がその下
方の電磁石２１に供給される。そこで、その電磁石２１
の先端がＳ極になり、永久磁石２６と引き合うことにな
り、セル支持体１４が移動する。そして、いずれの移動
用太陽電池セル２にも太陽光が照射させない位置におい
て、セル支持体１４が停止する。この位置は、集光スポ
ット１３が発電用太陽電池セル１上に存在する位置であ
る。そこで、太陽が移動し、集光スポットが移動する
と、自動的に集光スポット１３の位置に発電用太陽電池
セル１が移動し、常に効果的な発電が行える。特に、本
実施例によれば、光センサや制御用の回路などを必要と
することなく、このような移動制御が達成でき、装置全
体が簡単であり、コストの低減を図ることができる。

【００３４】なお、上記実施例では、電磁石２１側をＳ
極、永久磁石２６側をＮ極としたが、反対でもよい。ま
た、移動用太陽電池セル２を反対側の電磁石２１に接続
し、反対側の電磁石２１において、反発力を発生させて
もよい。また、移動用太陽電池セル２、電磁石２１を４
つずつ設けたが、３つ以上あれば上述のような移動を達
成することができる。さらに、集光スポット１３が移動
用太陽電池セル２を結ぶ円より小さければ、集光スポッ
ト１３が移動用太陽電池セル２に当たるまで移動したと
きに初めて移動することになり、また集光スポット１３
が移動用太陽電池セル２を結ぶ円より大きければ、対向
配置されている移動用太陽電池セル２による移動力が釣
り合った場所で、セル支持体１４が停止することにな
る。

【００３５】ここで、例えば、集光レンズ１１の直径は
２０ｃｍ（受光面積３１４ｃｍ²）であり、快晴時に太
陽エネルギー３１．４Ｗが照射される。発電用太陽電池
セル１の直径は２ｃｍ（受光面積３１．４ｃｍ²）であ
り、ここに１００倍に集光された入射光３１．４Ｗが照
射される。この場合に発電量は、光電変換効率が１８％
であれば５．６５Ｗ程度になる。

【００３６】また、移動用太陽電池セル２は１つの面積
が０．２ｃｍ²程度であり、集光スポット１３がずれ
て、ここに入射光が照射された場合の入射光エネルギー
は２Ｗ程度である。この移動用太陽電池セル２の光電変
換効率も１８％とすれば、０．３６Ｗ程度の出力が得ら
れる。

【００３７】さらに、電磁石２１は直径０．５ｃｍ、長
さ２ｃｍ程度の磁性材料にコイルを巻き付けて構成す
る。なお、太陽電池セルとしては、結晶Ｓｉ系のものが
好適であるが、非晶質Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ｃｄ等他の材料
のものでもよい。

【００３８】「第２実施例」図３〜図５に第２実施例の
構成を示す。ここで、図３は正面図、図４は平面図、図
５は制御のための構成を示すブロック図である。

【００３９】本実施例では、発電用太陽電池セル１およ
び移動用太陽電池セル２に代えて４つの太陽電池セル３
Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄからなる太陽電池セル３を有して
いる。すなわち、円形の太陽電池セル３は、内角が９０
゜の４つの太陽電池セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに分割
されている。そして、これら４つの太陽電池セル３Ａ〜
３Ｄは出力制御回路１７に接続されており、各太陽電池
セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄによって得られた電力は、
この出力制御回路１７から出力電流２０として出力され
る。

【００４０】また、出力制御回路１７には、４つの電磁
石２１が接続されており、出力制御回路１７が、４つの
太陽電池セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの出力の状態に基
づいて、各電磁石２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇ、２１Ｈへの
供給電流を制御する。すなわち、集光スポット１３が太
陽電池セル３上に正しく位置すれば、４つの太陽電池セ
ル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの発電量は同一である。一
方、太陽の移動によって集光スポット１３が太陽電池セ
ル３の上からずれると、集光スポット１３から外れた太
陽電池セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの発電量が少なくな
る。そこで、出力制御回路１７は、発電力が相対的に少
ない太陽電池セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの反対側の電
磁石２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇ、２１Ｈに電流を流す（発
電量の最も大きな太陽電池セル３の下方に存在する電磁
石２１に電流を流す）。図４の例であれば、太陽電池セ
ル３Ｄの下方に存在する電磁石２１Ｈに電流を流す。こ
れによって、電磁石２１Ｈの先端がＳ極になり、永久磁
石２６と引き合い、セル支持体１４が図における左に移
動する。そして、各太陽電池セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３
Ｄの発電量が同一になったときに、２１Ｅ、２１Ｆ、２
１Ｇ、２１Ｈの電流供給を停止する。

【００４１】このような制御によって、セル支持台１４
は、集光スポット１３が常に太陽電池３上に存在するよ
うに移動されることになり、効果的な発電を行うことが
できる。特に本実施例によれば、移動用太陽電池セル２
が不要であり、太陽電池セルのコスト低減を図ることが
できる。また、太陽電池セル３の発電電力の１０〜１０
０％によって出力制御回路１７、電磁石２１を動作させ
れば、外部から電力を供給する必要はない。

【００４２】「第３実施例」図６および図７に第３実施
例の構成を示す。ここで、図６は全体構成を示す斜視
図、図７は制御のための構成を示すブロック図である。

【００４３】本実施例では、集光レンズおよび太陽電池
セルを９個用いている。すなわち、レンズ支持体１５に
９個の集光レンズ１１が設けられており、セル支持体１
４に９つの太陽電池セル３が設けられている。そして、
各集光レンズ１１によって、得られる集光スポット１３
は、それぞれ対応する太陽電池セル３上に形成される。
ここで、太陽電池セル３の中の１つである太陽電池セル
３１は、太陽電池セル３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ
の４つの部分に分割されている。そして、出力制御回路
１７が太陽電池セル３１からの信号により、集光スポッ
ト１３の位置を検出し、４つの電磁石２１Ｅ、２１Ｆ、
２１Ｇ、２１Ｈの通電を制御し、セル支持体１４の移動
を制御する。この制御の内容は上述の実施例と全く同様
であり、これによって各集光スポット１３が各太陽電池
セル３上に位置するように制御される。

【００４４】集光型太陽電池装置の出力を増加させる場
合、集光レンズおよび太陽電池セルを共に大型化するよ
りも、小型の集光レンズ、太陽電池セルを複数設けた方
が、全体として軽量、小型となる。従って、本実施例に
より、大出力を効果的に得ることができる。また、小型
の集光レンズを多数用いることにより、焦点距離が大型
レンズより短くなり、装置の厚みを小さくすることがで
きる。

【００４５】なお、集光スポットの位置検出は、必ずし
も４分割の太陽電池によることはなく、位置検出用の太
陽電池を別に設けてもよい。

【００４６】ここで、１つの集光レンズ１１の大きさ
は、例えば１０ｃｍ（受光面積７８．５ｃｍ²）であ
り、これによってレンズの総受光面積が７０７ｃｍ²、
太陽電池セル３の総面積が７．０７ｃｍ²、出力が１
２．７Ｗ（光電変換効率１８％）となる。また、４分割
した太陽電池セル３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄはそ
れぞれ０．３５Ｗ程度の発電を行う。さらに、電磁石２
１は、上述の例より若干大きめで直径０．７ｃｍ程度に
するとよい。

【００４７】「第４実施例」図８および図９に制御モー
タを用いた第４実施例の構成を示す。ここで、図８は全
体構成を示す図であり、図９は制御のための構成を示す
ブロック図である。この例では、Ｘ軸制御モータ１８お
よびＹ軸制御モータ１９が設けられており、セル支持体
１４が、これらＸ軸制御モータ１８およびＹ軸制御モー
タ１９によって、架台１６上を移動可能になっている。

【００４８】また、レンズ支持体１５には、位置検出用
レンズ１２が固定されており、セル支持体１４には光位
置検出センサ９が固定されている。この例では、光位置
検出センサ９としては、フォトダイオードの表面抵抗を
利用した光スポット位置検出センサが使用されている。
この光位置検出センサによれば、平面状のフォトダイオ
ード上の光スポットの位置に応じた表面電流を検出し
て、光スポットの位置を検出する。

【００４９】そして、光位置検出センサ９における光ス
ポットの位置は、各太陽電池セル３上の位置と一定の関
係があるため、光位置検出センサ９により集光スポット
１３の位置を検出することができる。光位置検出センサ
９は、出力制御回路１７に接続されており、出力制御回
路１７が検出した集光スポットの位置に応じてＸ軸制御
モータ１８およびＹ軸制御モータ１９の駆動を制御する
ことによって、セル支持体１４を移動して各集光スポッ
ト１３をそれぞれ対応する太陽電池セル３上に位置させ
ることができる。

【００５０】このような、光位置検出センサ９およびモ
ータを利用した位置検出・移動制御によって、非常に正
確な集光スポットの位置制御が行える。また、モータを
利用することにより電磁石による移動より駆動エネルギ
ーを少なくすることも可能である。

【００５１】なお、光位置検出センサ９としては、例え
ば、８×８ｃｍ角の検出受光部を有するものが採用され
る。また、集光スポット１２とセル支持体１４上で１ｍ
ｍ以上ずれた場合に、位置ずれが０．２ｍｍ以下になる
ように位置制御を行うとよい。

【００５２】「具体的動作の説明」次に、第２、第３実
施例で採用した４分割の太陽電池セル３からの検出信号
を利用した電磁石２１の制御によるセル支持体１４の移
動制御について、図１０および図１１のフローチャート
に基づいて説明する。ここで、外部に電力を出力してい
る通常時には、測定時間間隔Ｔ１は０．５〜３０分とい
う比較的長い時間とし、光追尾制御時の測定時間間隔Ｔ
２は０．１〜１０秒という比較的短い時間間隔に設定す
る。

【００５３】まず、測定時間間隔をＴ１に設定し（Ｓ
１）、分割された太陽電池セル３１Ａ〜３１Ｄからの出
力を測定する（Ｓ２）。各太陽電池セル３１Ａ〜３１Ｄ
の測定値を比較して（Ｓ３）、太陽電池セル３１Ｃの出
力×１００／９３≧太陽電池セル３１Ａ≧太陽電池セル
３１Ｃの出力の９３／１００であり、かつ太陽電池セル
３１Ｄの出力×１００／９３≧太陽電池セル３１Ｂ≧太
陽電池セル３１Ｄの出力の９３／１００であるかを判定
する（Ｓ４）。この比較結果において、ＹＥＳであれ
ば、４分割の太陽電池セル３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれの
出力電圧の差は、所定の小さな範囲内であり、セル支持
体１４を移動する必要はない。そこで、太陽電池セル３
（太陽電池セル３１Ａ〜３１Ｄを含む）の出力の合計を
外部に出力する（Ｓ５）。

【００５４】一方、Ｓ４において、ＮＯであれば、セル
支持体１４を移動させる制御を行う。そこで、測定時間
間隔をＴ２に設定し（Ｓ６）、太陽電池セル３１Ａの出
力＜太陽電池セル３１Ｃの出力×９３／１００かを判定
する（Ｓ７）。ＹＥＳであれば、セル支持体１４を移動
させる必要があるため、太陽電池セルＡの出力を上昇す
る必要があり太陽電池セル３１Ｃの下方に位置する電磁
石２１Ｇに所定の短時間通電する（Ｓ８）。そして、こ
の電磁石２１Ｇへの通電によるセル支持体１４の移動後
の太陽電池セル３１Ａ、３１Ｃの出力を取り込み（Ｓ
９）、太陽電池セル３１Ａの出力＞太陽電池セル３１Ｃ
の出力×９９／１００かを再度判定する（Ｓ１０）。Ｎ
Ｏであれば、Ｓ８に戻りセル支持体１４の所定量の移動
をＳ１０においてＹＥＳになるまで繰り返す。

【００５５】この制御によって、集光スポット１３が太
陽電池セルＣの方向にずれた場合の移動の処理を行う。
Ｓ７においてＮＯであれば、この処理は必要ないため、
Ｓ８〜Ｓ１０の処理は行わない。

【００５６】Ｓ１０においてＹＥＳまたはＳ７において
ＮＯであれば、太陽電池セル３１Ｃの出力＜太陽電池セ
ル３１Ａの出力×９３／１００かを判定し（Ｓ１１）、
ＹＥＳであれば、太陽電池セルＣの出力を上昇する必要
があり太陽電池セル３１Ｃの下方に位置する電磁石２１
Ｇに所定の短時間通電し（Ｓ１２）、太陽電池セル３１
Ａ、３１Ｃの出力を取り込み（Ｓ１３）、太陽電池セル
３１Ａの出力＞太陽電池セル３１Ｃの出力×９９／１０
０かを再度判定し（Ｓ１４）。ＮＯであれば、Ｓ１２に
戻りセル支持体１４の所定量の移動をＳ１０においてＹ
ＥＳになるまで繰り返す。

【００５７】Ｓ１４においてＹＥＳまたはＳ１１におい
てＮＯであれば、次に太陽電池セル３１Ｃの出力＜太陽
電池セル３１Ａの出力×９３／１００かの判定に基づく
同様の処理を行う（Ｓ１５〜Ｓ１８）。Ｓ１８において
ＹＥＳまたはＳ１５においてＮＯであれば、次に太陽電
池セル３１Ｄの出力＜太陽電池セル３１Ｃの出力×９３
／１００かの判定に基づく同様の処理を行う（Ｓ１９〜
Ｓ２２）。

【００５８】このようにして、Ｓ７〜Ｓ２２により、集
光スポット１３の移動に対応するセル支持体１４の移動
制御が終了し、集光スポット１３は、太陽電池３上に位
置する。そこで、太陽電池セル３１Ａ〜３１Ｄの出力を
もう一度取り込み（Ｓ２３）、太陽電池セル３１Ｃの出
力×１００／９９≧太陽電池セル３１Ａ≧太陽電池セル
３１Ｃの出力の９９／１００であり、かつ太陽電池セル
３１Ｄの出力×１００／９９≧太陽電池セル３１Ｂ≧太
陽電池セル３１Ｄの出力の９９／１００であるかを判定
する（Ｓ２３）。この判定により、ＮＯであれば、Ｓ７
〜Ｓ２２のセル支持体１４の移動制御の結果が十分でな
いことを意味しており、Ｓ７に戻ってＳ２２までの制御
を繰り返す。一方、このＳ２３において、ＹＥＳであれ
ば、セル支持体１４の移動制御は完了しているため、Ｓ
１に戻り、集光スポット１３がずれていないことを前提
とした制御に戻る。

【００５９】このような制御によって、４分割の太陽電
池セル３１Ａ〜３１Ｄからの出力を利用して、好適なセ
ル支持体１４の移動制御を行うことができる。

【００６０】「その他の構成」なお、上述の実施例にお
いて、同様の部材には同一の番号を付し、同様の説明は
省略した。第２、３実施例において、第４実施例におい
て採用した光位置検出センサ９を採用し、この検出結果
によって電磁石２１への供給電流を制御してもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集光レンズを移動させることなく、小型軽量な太陽電池
セルを集光スポット位置に応じて移動させる。このた
め、セル移動手段を小型簡易なものにでき、装置全体を
小型軽量安価なものにできる。

【００６２】光位置検出センサや太陽電池を利用するこ
とによって、集光スポットの位置を確実に検出すること
ができる。

【００６３】移動用太陽電池セルを発電用太陽電池セル
の周囲に少なくとも３つ配置し、この発電電力により、
集光スポットのずれを検出することができ、この移動用
太陽電池セルの出力を利用して太陽電池セルを移動する
ことができる。

【００６４】また、太陽電池セルを３つ以上に分割する
ことによって、集光スポットのずれに応じて、３つの太
陽電池セルから異なる出力を得ることができる。

【００６５】分割された３つ以上の太陽電池セルの出力
を比較することによって集光スポットのずれ、すなわち
集光スポットの位置を検出することができ、これに応じ
て太陽電池セルの移動を制御することができる。これに
よって、集光スポット位置検出のための太陽電池などを
省略することができる。

【００６６】集光スポットのずれにより、照射された移
動用太陽電池セルの電力により電磁石を駆動して移動す
ることによって、集光スポットとがずれたときにのみず
れを解消する移動が起こり、自動的な追従が達成され
る。

【００６７】分割された太陽電池セルのそれぞれに照射
された光による出力の差を検知して、集光スポット位置
を求め、この検出位置に応じて、電磁石に電流を供給し
太陽電池セルを移動することによって、特別な位置検出
手段を用いることなく集光スポットの位置に太陽電池セ
ルを移動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の構成を示す正面図である。

【図２】同実施例の平面図である。

【図３】第２実施例の構成を示す正面図である。

【図４】同実施例の平面図である。

【図５】同実施例の制御のための構成を示すブロック
図である。

【図６】第３実施例の構成を示す図である。

【図７】同実施例の制御のための構成を示すブロック
図である。

【図８】第４実施例の構成を示す図である。

【図９】同実施例の制御のための構成を示すブロック
図である。

【図１０】第２，３実施例の動作を示すフローチャー
トである。

【図１１】第２，３実施例の動作を示すフローチャー
トである。

【図１２】集光スポットと太陽電池セルの位置関係
（位置が一致）を示す説明図である。

【図１３】集光スポットと太陽電池セルの位置関係
（位置がずれている）を示す説明図である。

【図１４】集光スポットと太陽電池セルの位置関係
（集光レンズも移動する）を示す説明図である。

【図１５】集光スポットと太陽電池セルの位置関係
（太陽電池セルのみ移動）を示す説明図である。

【符号の説明】

１発電用太陽電池セル、２移動用太陽電池セル、３
太陽電池セル、９光位置検出センサ、１１集光レン
ズ、１３集光スポット、１４セル支持体、１６架
台、１８Ｘ軸制御モータ、１９Ｙ軸制御モータ、２
１電磁石、２６永久磁石。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】架台に固定され、太陽光を集光する集光
レンズと、集光レンズの焦点近傍に配置される太陽電池
セルとを備えた集光型太陽電池装置であって、前記集光レンズによって得られる集光スポットの位置を
検出する集光スポット検出位置手段と、前記架台上で、前記集光スポット位置検出手段によって
検出された集光スポットまで太陽電池をセル移動させる
セル移動手段と、を有することを特徴とする集光型太陽電池。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、集光スポット位置検出手段として光位置検出センサを用
いることを特徴とする集光型太陽電池装置。
【請求項３】請求項１に記載の装置において、集光スポット位置検出手段として太陽電池セルを用いる
ことを特徴とする集光型太陽電池装置。
【請求項４】請求項３に記載の装置において、集光スポット位置検出手段としての太陽電池セルは、発
電用の太陽電池セルの周囲に設けられた少なくとも３個
の移動用太陽電池セルであり、この移動用太陽電池セル
の発電電力により前記セル移動手段を動作させ移動用太
陽電池セルおよび発電用太陽電池セルを移動させること
を特徴とする集光型太陽電池装置。
【請求項５】請求項３に記載の装置において、発電用太陽電池セルが少なくとも３つ以上に分割されて
いることを特徴とする集光型太陽電池装置。
【請求項６】請求項５に記載装置において、前記分割された発電用太陽電池セルの各出力を検出し、
比較することによって集光スポット位置を求めることを
特徴とする集光型太陽電池装置。
【請求項７】請求項１に記載の装置において、前記セル移動手段は、磁力を用いることを特徴とする集
光型太陽電池装置。
【請求項８】請求項１記載の装置において、太陽電池移動手段として、モータを用いることを特徴と
する集光型太陽電池装置。
【請求項９】請求項１に記載の装置において、集光レンズおよび太陽電池はそれぞれ複数個ずつ設けら
れていることを特徴とする集光型太陽電池装置。
【請求項１０】請求項７に記載の装置において、架台の周囲に太陽電池セルを取り囲むように永久磁石が
設置されており、太陽電池セルは発電用太陽電池セルと
その周囲に略等間隔に配設された少なくとも３個の移動
用太陽電池セルとからなり、移動用太陽電池セルは発電
用太陽電池セルおよび移動用太陽電池セルを支持するセ
ル支持体に設けられた電磁石と接続されると共に、この
電磁石の前記永久磁石に向いた先端部の極性は前記永久
磁石の対向する部分の極性とは逆極性とされていること
を特徴とする集光型太陽電池装置。
【請求項１１】請求項７に記載の装置において、架台の周囲に太陽電池セルを取り囲むように永久磁石が
設置されており、太陽電池セルを支持するセル支持体に
は電磁石が設けられ、この電磁石の前記永久磁石に向い
た先端部の極性は前記永久磁石の対向する部分の極性と
は逆極性とされており、かつ前記太陽電池セルは少なく
とも３分割されており、分割された各太陽電池セルの出
力状態に応じて、前記電磁石への通電が制御されること
を特徴とする集光型太陽電池装置。