JPH01285910A

JPH01285910A - 太陽光収集装置

Info

Publication number: JPH01285910A
Application number: JP63116162A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mori; 敬森
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1989-11-16

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】技術分野本発明は、太陽光を透明ドーム体を介してレンズ等によ
り集束して光導体に導入し、該先導体を通して適宜の場
所へ伝送する太陽光収集装置に関するものである。

笠米挟豊第５図は、本出願人が先に提案した太陽光収集装置の要
部を示すもので、図中、］は第１の回転軸であり、モー
タ等の回転装置により回転され、適宜の手段で図示しな
い基体部に取り付けられている。２は第１の回転軸１に
固定された支持腕であり、第２の回転軸３を軸支する。

４は第２の回転軸３により支持される支持環であり、第
３の回転軸５を軸支する。６は第３の回転ｌ１ｌＩｌｌ
　５により支持される取付環であり、適宜の手段で太陽
光収集部７を取付支持する。太陽光収集部７は、複数の
レンズ８と、各レンズの焦点位置に受光端が配設された
光ファイバー等の光導体から成り、各レンズ８により集
束された太陽光はそれぞれの光ファイバー等の光導体に
導入される。レンズ８及び光導体の受光端部は、保持部
９により一体的に保持されている。太陽光収集部よりの
光導体はまとめられてケーブル１０として中空の回転軸
１を通り外部に導出される。１３は太陽の方向を検出す
るための太陽光方向センサであり、その出力によって上
記した各回転軸を駆動制御して、太陽光収集部７を常に
太陽光の方向に追従させる。１２は、太陽光収集部７を
覆う透明の１く−ム体であり、図示しない基体部に固定
される。

太陽は、時間によって、また、季節によって方向と高度
が変化するから、それに応じて太陽光収集部を追従させ
るために、上述した従来技術においては、３軸のジンバ
ル機構を用いてその内側に太陽光収集装置を支持してい
る。

このような支持方法は、太陽光収集部の外側にシンバル
機構が位置するから、太陽光収集部の面積に比して装置
が全体として大きくなり、透明のドーム体も大きくなり
、コス１〜の増大を招いている。しかも、太陽光収集部
の向きの変化につれて、各レンズに入射すべき光線のド
ーム体における位置が変化し、ドーム体の透過位置の曲
率が必ずしも一定とはならず、肉厚の部分的不均一さに
よる影響も受け、収集効率が低下する原因となることが
分った。

Ｌ□□吟本発明は、」二記した従来装置の欠点を改良するもので
、ドーム体の太陽光収集部との関係を常に一定に保って
ドーム体の肉厚の不均一等による影響を受けず、かつ、
装置全体を小型にできるようにし、更には、支持体全体
にかかる偏荷重を防１１−し得るようにした太陽光収集
装置を提供しようとするものである。また、太陽電池を
設けることにより、太陽光の方向に追従してジンバル機
構を制御する制御装置の駆動エネルギー源とすることも
ｌＩ的とするものである。

構　　　玖本発明の構成は、中央部がやや高くなった中高の基板（
第２の基板）を用い、この基板の裏面の中央四部に入り
こんで３軸方向に直交した回転軸を有するジンバル機構
を設け、該ジンバル機構により基板を支持し、且つ適宜
の方向に回転可能とする。この基板には、レンズと、該
レンズの焦点位置に受光端が配設され光導体とが一体的
に構成されている太陽光収集素子が多数個取り付けられ
ている他の基板（第１の基板）が取り付けられている。

前記第２の基板には、前記第１の基板に取り付けられて
いる太陽光収集素子をこれらを収容する透明のドーム体
が一体的に固定される。基板の−に面部に太陽電池を設
け、駆動エネルギー源とする。

各太陽光収集素子からの光導体は集束されてジンバル機
構の回転軸の中心部を通って外部に導出される。ジンバ
ル機構は支持柱によって支持される。

支持柱の上端又は下端部に設けられた回動部がジンバル
機構の１つの回動軸である。支持柱の下端部の取付基部
は基体部に取り付けられるが、前記回動部が支持柱の下
端部に設けられる時は、該基体部が回動しても、該基体
部内に前記支柱を回動するための回動部を設けてもよい
。ジンバル機構の回動中心は、前記取付基部のほぼ鉛直
線」―にあり、しかも、太陽光収集素子、太陽光方向セ
ンサ等が配設されている第１の基板、該第１の基板を取
り付けるための第２の基板、及び第２の基板と協働して
前記第１の基板を収容する透明の１−一ム体等から成る
太陽光収集部の重心にほぼ一致させである。ジンバル機
構は、２軸でもよいことは勿論である。支持柱は中空体
で構成し、光導体を収容するが、これに腕部を取り付け
、太陽電池を設けることもできる。

第１図は、本発明の一実施例を示す図で、図中、８はレ
ンズで各レンズ８の焦点位置には、前述のように、光導
体の受光体が配設されている。９はこれらレンズと光導
体の受光端とを一体的に保持する保持枠で、各保持枠は
第１の基板１］ｆ１に取り付けられており、この取り付
は基板１１ａが更に別の第２の基板すなわち外筐の一部
となる基板Ｌ　］、　ｂに取り付けられている。太陽光
収集部の底部には光導体１０ａの先端が臨んでおり、レ
ンズの焦点位置に調整されている。１２は太陽光方向セ
ンサである。〕３は第２の基板１１ｂに固定された透明
のドーム体で、該１一−ム体１３は第２の基板］、］、
ｂと協働して第」の基板１］ａを収容しており、従って
、ドー１１体】３と各レンズ８の相対位置関係は、後述
のようにして太陽光収集部がいかに回動しても一定であ
る。１５はこれらの基板ｉ−１，ａ又は１］））の」−
面に設けられた太陽電池である。基板Ｌｌｂは第４図の
断面図にみるように中央がやや突出した中高の形状で、
その上面に」二連した太陽光収集素子及び太陽光方向セ
ンサがられている。この基板Ｉｌｂの裏面に形成された
凹部にジンバル機構が入り込んでいる。

第２図は、第１゜図を裏面側より眺めた斜視図で、ジン
バル機構は、例えば、第３図に取り出して図示されるよ
うな構造となっている。１６は支持柱で該支持柱Ｊ６の
上部には回動部１４が取り付けられており、該回動部１
４を介して第１の回転軸１が設けられる。ただし、回転
軸」と１６を一体構成として回転軸とし、この回転軸１
６の下部に回動部１４を設けるようにしてもよいことは
前述の通りである。第１の回転軸］に固着した支持腕２
は第２の回転軸３，３を支持する。第２の回転軸３，３
により軸支された支持環４は第３の回転軸５，５を支持
する。この第３の回転軸に第２の基板］、　１　ｂが固
着される。これら３軸、すなわち第１の回転軸１．第２
の回転軸３．第３の回転軸５によってジンバル機端が構
成される。第３の回転軸５、第１．の回転軸１、支持柱
１６は、中空軸を用い内部に光導体の束１０を導く。こ
れら３つの軸は、適宜のモータ等の駆動源により、太陽
光方向センサ１２の出力により回動制御され、太陽光収
集部を常に太陽光の方向に追従させる。支持柱１６は、
必ずしも真直にする必要はなく、第１図に示すように曲
げてもよい。しかし、支持柱の基体部１７との取付基部
に偏荷重を与えないよう、ジンバル機構の回動中心が取
付基部のほぼ鉛直線−１−に来るように適宜の形状にな
るように設Ｈ１される。同様の理由により、太陽光方向
センサを含む太陽光収集部７及び太陽電池１５を具備し
た基板１１ａ、ｌｌｂの全体の重心前記した回動中心に
ほぼ一致させる。

支持柱１６は複数の支持腕１６ａを有し、各支持腕１６
ａは、さらに分岐され、葉状の板体１８に構成され、該
板体１８に太陽電池１９を保持する。太陽電池１９の出
力は、太陽電池１５の出力と同様に用いることができる
。

上記太陽光収集装置はドーム体１３よりなる頭部を花と
し、支持柱Ｊ６を茎とし、支持腕１６Ｅ１を葉柄、１８
を葉と見立てて、全体を「ひまわり」を模して構成する
と夢のある太陽光収集装置が得られる。

効　　　果以上のように、本発明は、ドーム体と太陽光収集素子と
が一体的に回動するので、該ドーム体と太陽光収集素子
との関係が常に一定に保たれるので、組立時、光導体の
受光端をレンズの焦点位置に一致させておけば、以降、
その状態を常に保持するので、常に最高効率をもって太
陽光を収集することができる。また、ジンバル機構を、
基板裏側の中央凹部に設けたので、ドーム体を含む全体
を小型に構成でき、また、ジンバル機構の回動中心の位
置を上述したように設定することにより偏荷重のかから
ない長期の使用に耐える太陽光収集装置を提供できる。

また、太陽電池の併設により、省エネルギーが期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するための全体斜視
図、第２図は、裏側より見た要部斜視図、第３図は、本
発明に用いられるジンバル機構の−例を示す図、第４図
は、上記実施例の頭部断面図、第５図は、従来技術を示
す図である。］、２，３，４．５・・・ジンバル機構構成要素、８・
・レンズ、９・・・保持枠、１０・・・光導体ケーブル
、１１ａ、ｌｌｂ・・・基板、１２・・太陽光方向セン
サ、１３・透明のドーム体、１６・・支持柱、１５゜１
９・・太陽電池。第２図第４図一〜　〜Ｉ−・／Ｑ　　　Ｊ第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、レンズと、該レンズの焦点位置に受光端が配設され
る光導体とが一体的に構成されている多数個の太陽光収
集素子と、該多数個の太陽光収集素子が取り付けられて
いる第１の基板と、中央部が中高の基板であって該中高
の側に前記第１の基板が配設されている第２の基板と、
該第２の基板と協働して前記多数個の太陽光収集素子が
配設されている第１の基板を収容する透明体のドーム体
とから成る太陽光収集部と、前記第２の基板の前記中高
の面と反対側の基板裏面の中央凹部内に入り込んで設け
られたジンバル機構と、該ジンバル機構を介して前記太
陽光収集部を支持する支持柱とを具備することを特徴と
する太陽光収集装置。２、前記ジンバル機構の回動中心が前記支持柱の取付基
部のほぼ鉛直線上にあり、太陽光収集部の重心が、前記
ジンバル機構の回動中心にほぼ一致するようにしたこと
を特徴とする請求項第１項に記載の太陽光収集装置。３、前記第１及び又は第２の基板の上部に太陽電池を有
することを特徴とする請求項第１項記載の太陽光収集装
置。４、前記支持柱に腕部を有し、該腕部に太陽電池を設け
たことを特徴とする請求項第１項に記載の太陽光収集装
置。５、前記支持柱を中空とし、該支持柱の中空部を通して
前記光導体を配設したことを特徴とする請求項第１項に
記載の太陽光収集装置。