JPH1131838A - Light-collecting type solar cell apparatus - Google Patents

Light-collecting type solar cell apparatus

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JPH1131838A
JPH1131838A JP9200960A JP20096097A JPH1131838A JP H1131838 A JPH1131838 A JP H1131838A JP 9200960 A JP9200960 A JP 9200960A JP 20096097 A JP20096097 A JP 20096097A JP H1131838 A JPH1131838 A JP H1131838A
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JP
Japan
Prior art keywords
power generation
solar cell
generation unit
condenser lens
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP9200960A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Kato
隆幸 加藤
Shigeo Terada
重雄 寺田
Takashi Sakae
孝志 寒河江
Naoki Ishikawa
尚樹 石川
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.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Aichi Steel Corp
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Aichi Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc, Aichi Steel Corp filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication of JPH1131838A publication Critical patent/JPH1131838A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/20Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
    • 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
    • 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
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide at all times efficient power generation independently of the set attitude of a power generation unit. SOLUTION: In each of power generation units 1A and 1B, a condenser lens and a solar cell, wherein solar light collected with the condenser lens is detected to generating electricity are housed, and the solar cell is moved relative to the condenser lens by a drive motor. The output current of the power generation units 1A and 1B is detected with current detecting resistors 51 and 52, while a computer 81 adjusts relative position between the condenser lens and the solar cent in each or power generation units 1A and 1B, so that a detected output current is maximum.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は集光式太陽電池装置
に関し、特に、集光レンズと太陽電池の相対位置を変更
することによって太陽電池を常に集光レンズの焦点近傍
に位置決めするようにした集光式太陽電池装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a concentrating solar cell device, and more particularly to a solar cell device which is always positioned near a focal point of a converging lens by changing a relative position between the converging lens and the solar cell. The present invention relates to a concentrating solar cell device.

【0002】[0002]

【従来の技術】特願平8−357896号には、従来の
追尾機構に代わる簡易な機構によって太陽電池への効率
的な集光を可能にした集光式太陽電池装置が提案されて
いる。本装置は、発電ユニット内に設けた駆動機構によ
り、刻々の太陽の移動に応じて集光レンズと太陽電池の
相対位置を変更することにより、太陽電池を常に集光レ
ンズの焦点近傍に位置させるようにしたものである。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Application No. 8-357896 proposes a concentrating solar cell device capable of efficiently condensing light on a solar cell by a simple mechanism instead of a conventional tracking mechanism. This device always positions the solar cell near the focal point of the condenser lens by changing the relative position of the condenser lens and the solar cell according to the movement of the sun by the driving mechanism provided in the power generation unit. It is like that.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、発電ユニッ
トを家屋の屋根等に設置する場合、設置時の誤差等によ
って、予定された姿勢に発電ユニットが置かれないこと
が往々にしてある。したがって、設置場所の太陽高度等
を予測して予めプログラムした手順により集光レンズと
太陽電池の相対位置を変更しても、必ずしも太陽電池が
集光レンズの焦点近傍位置に来ないことがある。そこ
で、上記先の出願では、集光レンズと同形の検出用レン
ズを設けて、この検出用レンズによる集光スポット位置
を、フォトダイオードを面状に配した位置センサ等で検
出して、検出結果に応じて上記集光レンズと太陽電池の
相対位置を修正している。しかし、集光レンズと検出用
レンズの相対位置が変動したり、位置センサの検出精度
が十分でない場合には、太陽電池を集光レンズの焦点位
置に確実に位置決めできないことがある上に、集光レン
ズの他に検出用レンズを設ける必要がある。
When a power generation unit is installed on a roof of a house or the like, it is often the case that the power generation unit is not placed in a predetermined posture due to an error at the time of installation or the like. Therefore, even if the relative position between the condenser lens and the solar cell is changed according to a pre-programmed procedure by estimating the solar altitude of the installation location or the like, the solar cell may not always come near the focal point of the condenser lens. Therefore, in the above-mentioned prior application, a detection lens having the same shape as the condensing lens is provided, and the position of the condensed spot by the detecting lens is detected by a position sensor or the like having a photodiode arranged in a plane, and the detection result is obtained. The relative position between the condensing lens and the solar cell is corrected according to. However, if the relative position between the condenser lens and the detection lens fluctuates or the detection accuracy of the position sensor is not sufficient, the solar cell may not be able to be reliably positioned at the focal position of the condenser lens. It is necessary to provide a detection lens in addition to the optical lens.

【0004】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るもので、検出用レンズ等を設けることなく、発電ユニ
ットの設置姿勢に無関係に常に効率的な発電を行うこと
ができる集光式太陽電池装置を提供することを目的とす
る。
Accordingly, the present invention solves such a problem, and a concentrating solar cell capable of constantly and efficiently generating power without providing a detecting lens or the like regardless of the installation posture of the power generation unit. It is intended to provide a device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、集光レンズ(6)と、集光レンズ
(6)で集光された太陽光を受けて発電する太陽電池
(4)と、集光レンズ(6)および太陽電池(4)の一
方を他方に対して相対移動させる移動駆動手段(2A,
2B)とを内蔵した発電ユニット(1A,1B)を有す
る集光式太陽電池装置であって、発電ユニット(1A,
1B)の出力電流を検出する手段(51,52)と、出
力電流を最大にするように発電ユニット(1A,1B)
内の集光レンズ(6)と太陽電池(4)の相対位置を移
動駆動手段(2A,2B)により調整する位置調整手段
(81)とを具備している。なお、上記各手段のカッコ
内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との
対応関係を示すものである。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a condensing lens (6) and a solar cell (4) for generating electricity by receiving sunlight condensed by the condensing lens (6) are provided. ) And a moving drive means (2A, 2A,
2B) and a power generation unit (1A, 1B) incorporating the power generation unit (1A, 1B).
1B) means (51, 52) for detecting the output current, and a power generating unit (1A, 1B) for maximizing the output current.
And a position adjusting means (81) for adjusting the relative position between the condensing lens (6) and the solar cell (4) by the movement driving means (2A, 2B). In addition, the code | symbol in the parenthesis of each said means shows the correspondence with the concrete means described in embodiment mentioned later.

【0006】本発明においては、出力電流を最大にする
ように発電ユニット内の集光レンズと太陽電池の相対位
置を調整しているから、発電ユニットの設置姿勢が予定
の姿勢からずれた場合でも、これに無関係に常に効率的
な発電がなされる。また、集光レンズ以外に検出用レン
ズ等を設ける必要がないから、このための設置スペース
の確保や設置の手間が不要である。
In the present invention, the relative position between the condenser lens and the solar cell in the power generation unit is adjusted so as to maximize the output current, so that even if the installation posture of the power generation unit deviates from the expected posture. Regardless of this, efficient power generation is always performed. Further, since it is not necessary to provide a detection lens or the like other than the condensing lens, it is not necessary to secure an installation space for this and to take the trouble of installation.

【0007】なお、設置場所の太陽高度等を予測して予
めプログラムした手順により集光レンズと太陽電池の相
対位置を変更した後に、出力電流を最大にするように集
光レンズと太陽電池の相対位置をさらに修正調整するよ
うな構成としても良い。
[0007] After the relative position between the condenser lens and the solar cell is changed by a procedure programmed in advance by estimating the solar altitude of the installation location and the like, the relative position between the condenser lens and the solar cell is maximized so as to maximize the output current. It is good also as composition which further corrects and adjusts a position.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1には発電ユニット1の破断平
面図を示し、図2には、図1のII−II線に沿う断面図を
示す。発電ユニット1は、平面視で四角形の上方へ開放
する容器状ケーシング11を有し、その底壁中央には平
面視で長方形の収納室12が形成されている。収納室1
2は長方形の側壁に囲まれ、その底壁はケーシング11
の底壁よりも段付きに下がって(図2)、一部は下方へ
開放して配線口121となっている。収納室12は側壁
上に天板122が液密的に覆着されて閉鎖されており、
その内部には移動駆動手段としての駆動機構を構成する
X軸モータ2AとY軸モータ2Bが配設されている。こ
れらモータ2A,2BはパルスモータあるいはDCモー
タ等である。
FIG. 1 is a cutaway plan view of a power generation unit 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. The power generation unit 1 has a container-like casing 11 which is open upward in a rectangular shape in plan view, and has a rectangular storage chamber 12 formed in the center of the bottom wall thereof in plan view. Storage room 1
2 is surrounded by a rectangular side wall, the bottom wall of which is a casing 11
2 is stepped down from the bottom wall (FIG. 2), and a part thereof is opened downward to form a wiring port 121. The storage room 12 is closed with a top plate 122 liquid-tightly covered on the side wall,
An X-axis motor 2A and a Y-axis motor 2B which constitute a driving mechanism as a moving driving means are disposed therein. These motors 2A and 2B are pulse motors or DC motors.

【0009】Y軸モータ2Bには図1の下方へ突出する
その出力軸にカップリング21によってネジ付きシャフ
ト22の一端が結合されている。ネジ付きシャフト22
は図1の上下方向(Y軸方向)へ延び、その両端部が軸
受け25に支持されて、ケーシング11の底壁と平行に
位置している(図2)。ネジ付きシャフト22にはトラ
ベルナット26が設けてある。トラベルナット26は直
方体形で、その下面が摺動自在にケーシング11の底壁
に接するとともに、下端部に形成された雌ネジ部内を上
記ネジ付きシャフト22が貫通している。トラベルナッ
ト26にはネジ付きシャフト22と直交する方向(X軸
方向)へガイドシャフト261が貫通している。Y軸モ
ータ2Bを正逆転させると、トラベルナット26がネジ
付きシャフト22に沿ってY軸方向へ正逆移動する。
One end of a threaded shaft 22 is coupled to the Y-axis motor 2B by a coupling 21 at its output shaft projecting downward in FIG. Threaded shaft 22
Extends in the up-down direction (Y-axis direction) in FIG. 1, and both ends thereof are supported by bearings 25 and are positioned parallel to the bottom wall of the casing 11 (FIG. 2). A travel nut 26 is provided on the threaded shaft 22. The travel nut 26 has a rectangular parallelepiped shape. The lower surface of the travel nut 26 is slidably in contact with the bottom wall of the casing 11, and the threaded shaft 22 penetrates a female screw portion formed at the lower end. A guide shaft 261 penetrates the travel nut 26 in a direction perpendicular to the threaded shaft 22 (X-axis direction). When the Y-axis motor 2B is rotated forward and backward, the travel nut 26 moves forward and backward in the Y-axis direction along the threaded shaft 22.

【0010】収納室12の長手方向中央に位置するX軸
モータ2Aからは左右一対の出力軸が突出し、各出力軸
にはカップリング21によってそれぞれネジ付きシャフ
ト23,24の一端が結合されている。各ネジ付きシャ
フト23,24はX軸方向へ延び、それぞれ両端部は軸
受け25によって支持されている。各ネジ付きシャフト
23,24には上記トラベルナット26と同形同構造の
トラベルナット27.28が装着されており、これらト
ラベルナット27,28を、それぞれガイドシャフト2
71,281がY軸方向へ貫通している。X軸モータ2
Aを正逆転させると、左右の各トラベルナット27,2
8はネジ付きシャフト23,24に沿ってX軸の同方向
へ同量だけ正逆移動する。
A pair of left and right output shafts protrude from the X-axis motor 2A located at the center in the longitudinal direction of the storage chamber 12, and one end of a threaded shaft 23, 24 is connected to each output shaft by a coupling 21. . Each of the threaded shafts 23 and 24 extends in the X-axis direction, and both ends are supported by bearings 25. Travel nuts 27 and 28 having the same shape and the same structure as the travel nut 26 are mounted on the threaded shafts 23 and 24, respectively.
71 and 281 penetrate in the Y-axis direction. X axis motor 2
When A is rotated forward and backward, the left and right travel nuts 27, 2
8 moves forward and backward by the same amount in the same direction of the X axis along the threaded shafts 23 and 24.

【0011】ケーシング11の内空間にはこれよりもや
や小さい正方形状の樹脂製支持板3が配設されており、
支持板3の下面には図1の下辺と左右辺に沿ってそれぞ
れ係合片31A,31B,32A,32B,33A,3
3B,34A,34B,35A,35B,36A,36
Bが設けられている。これら係合片31A〜36Bはそ
れぞれ対となって下方へ平行に延び(図2)、各ガイド
シャフト261〜281に上方から嵌装されて各内側面
がガイドシャフト261〜281の側面に当接係合して
いる。各係合片31A〜36Bはトラベルナット26〜
28とは間隔を有して位置しており、Y軸モータ2Bに
よってトラベルナット26がネジ付きシャフト22に沿
ってY軸方向へ移動させられると、ガイドシャフト26
1に係合する下辺の係合片31A〜32Bがこれと一体
に移動して、支持板3が全体としてY軸方向へ移動す
る。一方、X軸モータ2Aによって各トラベルナット2
7,28がネジ付きシャフト23,24に沿ってX軸方
向へ移動させられると、各ガイドシャフト271、28
1に係合する左右辺の係合片33A〜36Bがこれと一
体に移動して、支持板3は全体としてX軸方向へ移動す
る。
In the inner space of the casing 11, a square resin support plate 3, which is slightly smaller, is provided.
On the lower surface of the support plate 3, engaging pieces 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 3
3B, 34A, 34B, 35A, 35B, 36A, 36
B is provided. These engagement pieces 31A to 36B are paired and extend downward in parallel (FIG. 2), are fitted to the respective guide shafts 261 to 281 from above, and their inner surfaces are in contact with the side surfaces of the guide shafts 261 to 281. Is engaged. Each of the engagement pieces 31A to 36B is a travel nut 26 to
When the travel nut 26 is moved in the Y-axis direction along the threaded shaft 22 by the Y-axis motor 2B, the guide shaft 26
The engaging pieces 31A to 32B on the lower side engaging with 1 move integrally therewith, and the support plate 3 moves as a whole in the Y-axis direction. On the other hand, each travel nut 2 is driven by the X-axis motor 2A.
When the guide shafts 7 and 28 are moved in the X-axis direction along the threaded shafts 23 and 24, the respective guide shafts 271 and 28
The engaging pieces 33A to 36B on the left and right sides that engage with 1 move integrally therewith, and the support plate 3 moves in the X-axis direction as a whole.

【0012】上記支持板3上には太陽電池4が間隔をお
いて多数設けられている。ケーシング11の開放部は蓋
板13で覆われており、この蓋板13内に、集光レンズ
たるフレネルレンズ6が上記各太陽電池4に対応させて
多数配設されている。上方(図1の紙面垂直方向)より
フレネルレンズ6に至った平行太陽光は、各フレネルレ
ンズ6によって各太陽電池4の近傍直上にある焦点へ収
束させられた後、太陽電池4の受光面内に収まる大きさ
の集光スポットとして太陽電池4に入射する。各太陽電
池4は支持板3上に形成されたプリント配線により互い
に接続され、その発電電流は図略のリード線によって支
持板3から発電ユニット1外へ取り出される。
A large number of solar cells 4 are provided on the support plate 3 at intervals. An open portion of the casing 11 is covered with a cover plate 13, and a large number of Fresnel lenses 6 as condensing lenses are provided in the cover plate 13 so as to correspond to the respective solar cells 4. The parallel sunlight reaching the Fresnel lens 6 from above (in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) is converged by each Fresnel lens 6 to a focal point immediately above each solar cell 4, and then within the light receiving surface of the solar cell 4. Incident on the solar cell 4 as a condensed spot having a size that can be accommodated. The respective solar cells 4 are connected to each other by printed wiring formed on the support plate 3, and the generated current is taken out of the support plate 3 to the outside of the power generation unit 1 by a lead wire (not shown).

【0013】図1において、支持板3の下面には4つの
コーナ部の内方位置にカムフォロア37が突設されてい
る。このカムフォロア37は先細の錐状体で、その先端
が、ケーシング11の底壁上に設けたカム体7のカム面
上に位置して支持板3を支えている。カム体7は円柱形
をなし、角形の基台上に固定されている。カム体7のカ
ム面は曲面形状で外周部から中心部へ下り傾斜し、カム
体7は全体として円形の臼の形をしている。カムフォロ
ア37によって支持された支持板3が既述の各モータ2
A,2BによってX軸方向ないしY軸方向へ移動させら
れると、カム体7のカム面中心からの移動距離に応じて
支持板3はカム体7のカム面に倣って垂直上方(図1の
紙面垂直方向)へ持ち上げられる。
In FIG. 1, cam followers 37 project from the lower surface of the support plate 3 at positions inside the four corners. The cam follower 37 is a tapered conical body, and its tip is located on the cam surface of the cam body 7 provided on the bottom wall of the casing 11 to support the support plate 3. The cam body 7 has a cylindrical shape and is fixed on a square base. The cam surface of the cam body 7 has a curved shape and is inclined downward from the outer peripheral part to the center part, and the cam body 7 is in the shape of a circular die as a whole. The support plate 3 supported by the cam follower 37 is connected to each of the motors 2 described above.
When the support plate 3 is moved in the X-axis direction or the Y-axis direction by A and 2B, the support plate 3 moves vertically upward along the cam surface of the cam body 7 according to the moving distance from the center of the cam surface of the cam body 7 (see FIG. 1). (Vertical direction of the paper).

【0014】図1、図2において、ケーシング11の側
壁には給排水管14が分岐接続されて、ケーシング11
内に水が供給されている。この水により、支持板3上の
各太陽電池4が放熱冷却されるとともに、支持板3に浮
力が作用してカムフォロア37による垂直上方への持ち
上げがスムーズになされる。
1 and 2, a water supply / drainage pipe 14 is branched and connected to the side wall of the casing 11, and
Is supplied with water. With this water, the solar cells 4 on the support plate 3 are radiated and cooled, and buoyancy acts on the support plate 3 so that the cam follower 37 lifts vertically upward.

【0015】上記構成の発電ユニット1は通常複数(例
えば12個)設けられる。図3には発電ユニット1A,
1Bを2個設けた場合を示す。これら発電ユニット1
A,1Bの正極側出力リード線は、それぞれリレー5
3,54の接点c,aを介して共通の給電線56により
DC−ACインバータ55に接続され、一方、負極側出
力リード線は共通の給電線57によってDC−ACイン
バータに接続されている。上記各リレー53,54のコ
イル531,541は制御装置8内のリレー駆動回路8
7によって後述のように励磁作動させられる。各リレー
53,54の接点bには給電線57との間にそれぞれ電
流検出抵抗51,52が設けられ、これら電流検出抵抗
51,52の端子電圧が制御装置8内の電流検出回路8
4へ入力して、A/Dコンバータ85でデジタル信号に
変換された後、入力インターフェース814を介してコ
ンピュータ81のCPU811へ取り込まれている。
A plurality (for example, twelve) of the power generation units 1 having the above-described configuration are usually provided. FIG. 3 shows the power generation unit 1A,
The case where two 1B are provided is shown. These power generation units 1
A and 1B positive output leads are connected to relay 5
The common power supply line 56 is connected to the DC-AC inverter 55 via the contacts c and a of the terminals 3 and 54, while the negative output lead wire is connected to the DC-AC inverter by the common power supply line 57. The coils 531 and 541 of the relays 53 and 54 are connected to a relay driving circuit 8 in the control device 8.
7, the magnetizing operation is performed as described later. Current detecting resistors 51 and 52 are provided between the contact points b of the relays 53 and 54 and the power supply line 57, respectively, and the terminal voltages of the current detecting resistors 51 and 52 are connected to the current detecting circuit 8 in the control device 8.
4, and is converted into a digital signal by the A / D converter 85. The digital signal is input to the CPU 811 of the computer 81 via the input interface 814.

【0016】各発電ユニット1A,1B内の既述のX軸
モータ2AおよびY軸モータ2B(図1)は、これらに
対応して制御装置8内に設けたX軸モータ駆動回路82
およびY軸モータ駆動回路83にそれぞれ接続されてい
る(図3では発電ユニット1Aへの配線のみを示す)。
X軸モータ駆動回路82およびY軸モータ駆動回路83
にはコンピュータ81の出力インターフェース813を
介してそれぞれ支持板3に対するX方向、Y方向の移動
座標位置が出力され、これに基づいてX軸モータ2Aお
よびY軸モータ2Bに駆動パルスが出力される。また、
制御装置8にはデータ設定部86が設けられて、ここで
発電ユニット設置場所の経度、緯度、設置方位角、設置
傾斜角等が設定され、これらの設定値は入力インターフ
ェース814を経てコンピュータ81のCPU811へ
入力する。また、コンピュータ81は制御プログラムお
よびデータを記憶するためのメモリ812を有してい
る。
The above-described X-axis motor 2A and Y-axis motor 2B (FIG. 1) in each of the power generation units 1A and 1B correspond to an X-axis motor drive circuit 82 provided in the control device 8 corresponding to these.
And the Y-axis motor drive circuit 83 (FIG. 3 shows only the wiring to the power generation unit 1A).
X-axis motor drive circuit 82 and Y-axis motor drive circuit 83
Are output in X and Y directions with respect to the support plate 3 via the output interface 813 of the computer 81, and drive pulses are output to the X-axis motor 2A and the Y-axis motor 2B based on this. Also,
The control device 8 is provided with a data setting section 86 in which the longitude, latitude, installation azimuth, installation inclination angle, etc. of the power generation unit installation location are set, and these set values are transmitted to the computer 81 via the input interface 814. Input to CPU 811. Further, the computer 81 has a memory 812 for storing a control program and data.

【0017】このような集光式太陽電池装置において、
コンピュータ81はデータ設定部86で設定された、発
電ユニット設置場所の経度、緯度、設置方位角等のデー
タに基づいて、発電開始時刻(例えば午前9時)におけ
る各発電ユニット1A,1B内の支持板3の、X方向、
Y方向の移動座標位置x,yを算出し、出力する。この
移動座標位置x,yは両発電ユニット1A,1Bに対し
て同じ値が出力される。これにより、各発電ユニット1
A,1B内のX軸モータ2AおよびY軸モータ2Bが起
動して、カムフォロア37がカム体7のカム面の所定位
置へ移動させられ、これに伴って支持板3が三次元方向
へ移動する。このようにして、発電開始時には全ての発
電ユニット1A,1B内の支持板3がそれぞれ同量だけ
大きく移動して、当該時刻に各フレネルレンズ6に入射
している平行太陽光が適度な集光スポットを形成する位
置の近くへ支持板3上の各太陽電池4が移動させられ
る。
In such a concentrating solar cell device,
The computer 81 supports the power generation units 1A and 1B at the power generation start time (for example, 9:00 am) based on the data such as the longitude, latitude, and installation azimuth of the power generation unit installation location set by the data setting unit 86. X direction of plate 3,
The moving coordinate positions x and y in the Y direction are calculated and output. The same value is output to both the power generation units 1A and 1B for the moving coordinate positions x and y. Thereby, each power generation unit 1
The X-axis motor 2A and the Y-axis motor 2B in A and 1B are activated, and the cam follower 37 is moved to a predetermined position on the cam surface of the cam body 7, whereby the support plate 3 moves in the three-dimensional direction. . In this way, at the start of power generation, the support plates 3 in all the power generation units 1A and 1B move greatly by the same amount, and the parallel sunlight incident on each Fresnel lens 6 at that time is appropriately condensed. Each solar cell 4 on the support plate 3 is moved near the position where the spot is formed.

【0018】コンピュータ81は次に、リレー駆動回路
87を介してリレー53のコイル531を励磁し、その
接点b,c間を導通させる。これにより、発電ユニット
1Aの出力電流は電流検出抵抗51に流れ、この出力電
流に比例した端子電圧が電流検出回路84へ入力する。
コンピュータ81は検出電流値が最大になるように、各
モータ駆動回路82,83を介して発電ユニット1A内
のX軸モータ2AおよびY軸モータ2Bに駆動パルスを
出力する。この結果、支持板3上の各太陽電池4は太陽
光が適度な集光スポットを形成する位置へ修正移動させ
られて正確に位置決めされ、最大出力を生じる。発電ユ
ニット1A内の太陽電池4の位置調整を終えると、コン
ピュータ81はリレー53のコイル531に代えてリレ
ー54のコイル541を励磁して、発電ユニット1Bの
出力電流をリレー接点b,cを経て電流検出抵抗52へ
流す。コンピュータ81は上記と同様に発電ユニット1
Bの検出電流値が最大になるように当該発電ユニット1
B内のX軸モータ2AおよびY軸モータ2Bを駆動し、
支持板3上の各太陽電池4の位置を調整する。このよう
な各発電ユニット1A,1B内の太陽電池4の位置調整
は例えば15分毎に行われる。
Next, the computer 81 excites the coil 531 of the relay 53 via the relay drive circuit 87 to make the contacts b and c conductive. As a result, the output current of the power generation unit 1A flows through the current detection resistor 51, and a terminal voltage proportional to the output current is input to the current detection circuit 84.
The computer 81 outputs drive pulses to the X-axis motor 2A and the Y-axis motor 2B in the power generation unit 1A via the motor drive circuits 82 and 83 so that the detected current value becomes maximum. As a result, each of the solar cells 4 on the support plate 3 is corrected and moved to a position where the sunlight forms an appropriate condensed spot, and is accurately positioned to produce a maximum output. When the position adjustment of the solar cell 4 in the power generation unit 1A is completed, the computer 81 excites the coil 541 of the relay 54 instead of the coil 531 of the relay 53, and outputs the output current of the power generation unit 1B via the relay contacts b and c. The current flows to the current detection resistor 52. The computer 81 is the same as the power generation unit 1 described above.
B so that the detected current value of B becomes maximum.
Drive the X-axis motor 2A and the Y-axis motor 2B in B,
The position of each solar cell 4 on the support plate 3 is adjusted. Such position adjustment of the solar cell 4 in each of the power generation units 1A and 1B is performed, for example, every 15 minutes.

【0019】太陽電池4の位置調整を行っていない場合
には、リレー53,54のコイル531,541はいず
れも非励磁となっており、その接点a,c間が導通し
て、両発電ユニット1A,1Bの出力電流がDC−AC
コンバータ55へ出力され、ここで交流出力に変換され
て図略の電気機器に供給される。
When the position of the solar cell 4 is not adjusted, the coils 531 and 541 of the relays 53 and 54 are not energized, and the contact points a and c are electrically connected to each other. Output current of 1A, 1B is DC-AC
It is output to a converter 55, where it is converted to an AC output and supplied to an unillustrated electrical device.

【0020】なお、上記実施形態では太陽電池をフレネ
ルレンズに対して移動させたが、フレネルレンズを太陽
電池に対して移動させるようにしても良い。
In the above embodiment, the solar cell is moved with respect to the Fresnel lens, but the Fresnel lens may be moved with respect to the solar cell.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように、本発明の集光式太陽電池
装置によれば、発電ユニットの出力電流を最大にするよ
うに集光レンズと太陽電池の相対位置を調整するから、
検出用レンズ等を設けることなく、発電ユニットの設置
姿勢に無関係に常に効率的な発電を行うことができる。
As described above, according to the concentrating solar cell device of the present invention, the relative position between the converging lens and the solar cell is adjusted so as to maximize the output current of the power generation unit.
Without providing a detection lens or the like, efficient power generation can always be performed regardless of the installation posture of the power generation unit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す、発電ユニットの破
断平面図である。
FIG. 1 is a cutaway plan view of a power generation unit according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II線に沿った垂直断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】太陽電池装置のブロック配線図である。FIG. 3 is a block wiring diagram of the solar cell device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A,1B…発電ユニット、2A…X軸モータ(移
動駆動手段)、2B…Y軸モータ(移動駆動手段)、4
…太陽電池、51,52…電流検出抵抗(出力電流を検
出する手段)、6…フレネルレンズ(集光レンズ)、8
1…コンピュータ(位置調整手段)。
1, 1A, 1B ... power generation unit, 2A ... X-axis motor (moving drive means), 2B ... Y-axis motor (movement drive means), 4
... Solar cell, 51, 52 ... Current detection resistor (means for detecting output current), 6 ... Fresnel lens (condensing lens), 8
1. Computer (position adjusting means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 重雄 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 寒河江 孝志 愛知県東海市荒尾町ワノ割1番地 愛知製 鋼株式会社内 (72)発明者 石川 尚樹 愛知県東海市荒尾町ワノ割1番地 愛知製 鋼株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shigeo Terada 41-cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Sagae Wanowari Arao-cho, Tokai-shi, Aichi No. 1 Inside Aichi Steel Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Ishikawa No. 1 Wanowari Arao-cho, Tokai City, Aichi Prefecture Inside Aichi Steel Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 集光レンズと、集光レンズで集光された
太陽光を受けて発電する太陽電池と、集光レンズおよび
太陽電池の一方を他方に対して相対移動させる移動駆動
手段とを内蔵した発電ユニットを有する集光式太陽電池
装置であって、発電ユニットの出力電流を検出する手段
と、出力電流を最大にするように発電ユニット内の集光
レンズと太陽電池の相対位置を移動駆動手段により調整
する位置調整手段とを具備する集光式太陽電池装置。
1. A condensing lens, a solar cell that generates power by receiving sunlight condensed by the condensing lens, and a moving driving unit that relatively moves one of the condensing lens and the solar cell with respect to the other. A concentrating solar cell device having a built-in power generation unit, wherein a means for detecting an output current of the power generation unit and a relative position of a condensing lens and a solar cell in the power generation unit are moved so as to maximize the output current. A concentrating solar cell device comprising: a position adjusting means for adjusting by a driving means.
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