JPH0656804U - 太陽電池自動追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 朝・夕方の太陽位置が低い時でも高効率で太
陽エネルギを獲得するため、東西、南北方向に発電用太
陽電池パネルを可変調節ができ、かつ構造が簡単である
とともに発電用太陽電池パネルの角度変化や突風等によ
る外的入力に対しても十分な耐力のある太陽電池自動追
尾装置を提供する。 【構成】 支持台上に設けた支持枠に、仰角追尾用枠部
材を回動自在に支持させるとともに、仰角修正用モータ
により駆動可能となし、仰角用追尾枠部材に設けた支持
アームに方位角追尾枠部材を回動自在に支持させるとと
もに方位角修正用モータにより駆動可能となし、方位角
追尾用枠部材の上面に発電用太陽電池パネルを設置し、
前記上面の４辺縁の各対向部位に設置したセンシング用
太陽電池小パネルからの入力信号を受け、各モータを駆
動する制御・修正回路装置を設けてなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００２】

【産業上の利用分野】

本考案は、太陽電池自動追尾装置の改良に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】

従来の太陽電池発電装置では、発電量をできるだけ多く獲得するため、通常南 向き30〜45°（天頂角）に固定して設置されていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上述のように固定して設置される太陽電池発電装置では、朝・夕方の太陽位置 が低い時には発電量が少なく、また、季節等によっても太陽の高さが変わるため 、負荷として消費電力が大きいものが接続されていると、十分な電力供給を行う ことができないという問題があった。

【０００５】 また、フォトセンサー等の光検知センサーを用いることにより、太陽光を追尾 するようにした太陽電池発電装置も提案されているが、センサー自体で発電する ことができないという問題があった。

【０００６】 本考案は、上述のような従来の太陽電池発電装置の欠点を克服するための考案 であり、昼間の太陽位置が高い時はもとより、朝・夕方の太陽位置が低い時でも 高効率で太陽エネルギを獲得するため、東西、南北両方向に発電用太陽電池パネ ルを可変調節ができ、かつ構造が簡単であるとともに発電用太陽電池パネルの角 度変化や突風等による外的入力に対しても十分な耐力のある太陽電池自動追尾装 置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の太陽電池自動追尾装置は、支持台上に設 けた一対の支持枠に回転軸を介して仰角追尾用枠部材を回動自在に支持させ、前 記回転軸は前記支持台上に設置した仰角修正用モータにより駆動可能となし、前 記仰角追尾用枠部材に一体に設けた一対の支持アームに回転軸を介して方位角追 尾枠部材を回動自在に支持させ、前記回転軸は前記仰角追尾用枠部材の上面に設 置した方位角修正用モータにより駆動可能となし、前記方位角追尾用枠部材の上 面に発電用太陽電池パネルを設置するとともに、前記上面の４辺縁の各対向部位 にセンシング用太陽電池小パネルを斜め外方に拡開するように設置し、前記各セ ンシング用太陽電池小パネルからの入力信号を受け、前記各モータを駆動する制 御・修正回路装置を設けたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

上記構成を有する本考案の太陽電池自動追尾装置の作用は、次の通りである。

【０００９】 朝の状態にあるときは、方位角センシング用太陽電池小パネル24，25の太陽Ｓ からの光が等しく入射しており、光電変換作用により前記小パネル24，25の太陽 電池24Ａ，25Ａの起電力が等しくなり、発電用太陽電池パネル21は太陽Ｓと正対 し、このとき、発電用太陽電池21Ａ、センシング用太陽電池22Ａ，23Ａ，24Ａ， 25Ａがともに発電に供される。

【００１０】 太陽Ｓの位置が昼に近くなるにつれて、方位角センシング用太陽電池パネル24 （24Ａ）の起電力が増加し、他方の方位角センシング用太陽電池パネル25（25Ａ ）の起電力が減少する。このとき、第２比較回路34は上記２つの太陽電池小パネ ル24（24Ａ），25（25Ａ）の夫々の起電力を比較し、方位角制御回路35に出力信 号を伝達し、両太陽電池パネル24（24Ａ），25（25Ａ）の電圧が等しくなるよう に、方位角修正回路36に出力信号が送られ、同回路36で方位角修正用モータ17の 方向、即ち正逆回転方向を決定し、モータ制御リレー37を介して上記方位角修正 用モータ17を上記センシング用太陽電池パネル24（24Ａ），25（25Ａ）の電圧が 等しくなるまで方位角追尾用枠部材16の回転軸15を回転させ、上記電圧が等しく なった時点で停止する。この回転停止時は発電用太陽電池パネル21（21Ａ）とと もに、その４辺にあるセンシング用太陽電池小パネル22（22Ａ），23（23Ａ）， 24（24Ａ），25（25Ａ）も発電に供される。

【００１１】 太陽Ｓの位置が昼より夕方の方へ変化した場合は、朝から昼にかけての場合と 同様に方位角センシング用太陽電池パネル24（24Ａ）の起電力が増加し、他方の 方位角センシング用太陽電池パネル25（25Ａ）の起電力が減少するので、両太陽 電池パネル24（24Ａ），25（25Ａ）の電圧差が等しくなる方向に方位角修正用モ ータ17により前記回転軸15が回転させられる。

【００１２】 ここで、発電用太陽電池パネル21、即ち方位角追尾用枠部材16が予め設定され た所定角度まで回動すると、方位角リミッタ38に接触し、タイマ39が作動状態と なり、予め設定された所定時間経過後、方位角修正用モータ17が逆転し、朝の状 態に戻る。

【００１３】 また、本考案の太陽電池自動追尾装置２の季節等により変化する太陽高度に追 従すべき仰角修正制御は、次の通りである。

【００１４】 朝の状態にあるときは、仰角センシング用太陽電池小パネル22，23の太陽Ｓか らの光が等しく入射しており、光電変換作用により前記小パネル22，23の太陽電 池22Ａ，23Ａの起電力が等しくなり、発電用太陽電池パネル21は方位角修正・制 御と相俟って太陽Ｓと正対し、このとき、発電用太陽電池21Ａとともに、仰角セ ンシング用太陽電池22Ａ，23Ａも発電に供される。

【００１５】 太陽Ｓの位置が高くなるにつれて、仰角センシング用太陽電池パネル23（23Ａ ）の起電力が増加し、他方の方位角センシング用太陽電池パネル22（22Ａ）の起 電力が減少する。このとき、第１比較回路30は上記２つの太陽電池小パネル22（ 22Ａ），23（23Ａ）の夫々の起電力を比較し、仰角制御回路31に出力信号を伝達 し、両太陽電池パネル22（22Ａ），23（23Ａ）の電圧が等しくなるように、仰角 修正回路32に出力信号が送られ、同回路32で仰角修正用モータ７の方向、即ち正 逆回転方向を決定し、モータ制御リレー33を介して上記仰角修正用モータ７を上 記センシング用太陽電池パネル22（22Ａ），23（23Ａ）の電圧が等しくなるまで 仰角追尾用枠部材６の回転軸５を回転させ、上記電圧が等しくなった時点で停止 する。この回転停止時は発電用太陽電池パネル21（21Ａ）とともに、仰角センシ ング用太陽電池小パネル22（22Ａ），23（23Ａ）も発電に供される。

【００１６】 太陽Ｓの位置が高きより低きへ変化した場合は、低きより高きにかけての場合 とは逆に方位角センシング用太陽電池パネル22（22Ａ）の起電力が増加し、他方 の方位角センシング用太陽電池パネル23（23Ａ）の起電力が減少するので、両太 陽電池パネル22（22Ａ），23（23Ａ）の電圧差が等しくなる方向に仰角修正用モ ータ７により前記回転軸５が回転させられる。

【００１７】 ここで、発電用太陽電池パネル21、即ち仰角追尾用枠部材６が突風など何らか の外的要因により予め設定された所定角度まで回動してしまった場合には、仰角 リミッタ14に接触し、仰角修正用モータ７が逆転し正規の状態に復帰する。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案の太陽電池自動追尾装置の実施例を図について説明する。

【００１９】 １は太陽電池自動追尾装置２の支持台で、適宜の場所に設置されるものであり 、支持台１の上面には一対の支持枠３，４が取付けられ、それらの支持枠３，４ に回転軸５により仰角追尾用枠部材６が回動可能に取付けられている。また、支 持台１の上面には仰角修正用モータ７が設置されており、このモータ７によって 駆動される減速ギア群８（８ａ，８ｂ，８ｃ）を介して上記回転軸５が回動され るようになっている。

【００２０】 ９，10は減速ギア８ａ，８ｂを軸支するギア軸支持枠である。11は回転軸５に 減速ギア８ｃと並列に設けられた入力ストッパで、後述の破損防止部材13と協働 して突風などの不意の外的入力に対する太陽電池自動追尾装置２の破損防止手段 である。12は支持台１上に取付けられた枠部材で、入力ストッパ11と協働する破 損防止用部材13を支持するものである。14は仰角追尾用枠部材６の最大傾斜位置 ６ａを検出する仰角リミッタである。

【００２１】 上記仰角追尾用枠部材６の上部に設けた一対の支持アーム61，62に回転軸15に より方位角追尾用枠部材16が回動可能に取付けられている。

【００２２】 また、上記仰角追尾用枠部材６の中央上面には方位角修正用モータ17が設置さ れており、このモータ17によって駆動される減速ギア群18（18ａ，18ｂ，18ｃ） を介して上記回転軸15が回動されるようになっている。19，20は減速ギア18ａ， 18ｂを軸支するギア軸支持枠である。

【００２３】 上記方位角追尾用枠部材16の上面には、発電用太陽電池パネル21が設置される とともに、４辺縁の各対向部位にセンシング用太陽電池小パネル22，23，24，25 が斜めに外方に拡開するように設置されている。上記小パネルのうち、対向する 一方の小パネル22，23は仰角センシング用であり、対向する他方の小パネル24， 25は方位センシング用である。

【００２４】 26は制御・修正回路装置で、その回路26Ａは図４に示すように構成、接続され ている。即ち、バッテリ27には負荷28が接続され、かつバッテリ27に接続された 保護回路29には発電用太陽電池パネル21の太陽電池21Ａが接続されている。また 、保護回路29に夫々接続された仰角センシング用太陽電池小パネル22，23の太陽 電池22Ａ，23Ａには第１比較回路30、仰角制御回路31、仰角修正回路32、モータ 制御リレー33、仰角修正用モータ７が接続されている。

【００２５】 さらに、保護回路29に夫々接続された方位角センシング用太陽電池小パネル24 ，25の太陽電池24Ａ，25Ａには第２比較回路34、方位角制御回路35、方位角修正 回路36、モータ制御リレー37、方位角修正用モータ17が接続されている。38は方 位角追尾用枠部材16の最大傾斜位置16ａを検出する方位角リミッタであり、39は 方位角追尾用枠部材16が方位角リミッタ38に接触時に作動するタイマであり、40 はＤＣ−ＤＣコンバータである。

【００２６】 上記構成を有する本考案の太陽電池自動追尾装置２の作用は、次の通りである 。

【００２７】 図５において、朝の状態にあるときは、方位角センシング用太陽電池小パネル 24，25の太陽Ｓからの光が等しく入射しており、光電変換作用により前記小パネ ル24，25の太陽電池24Ａ，25Ａの起電力が等しくなり、発電用太陽電池パネル21 は太陽Ｓと正対し、このとき、発電用太陽電池21Ａ、センシング用太陽電池22Ａ ，23Ａ，24Ａ，25Ａがともに発電に供される。

【００２８】 太陽Ｓの位置が昼に近くになるにつれて、方位角センシング用太陽電池パネル 24（24Ａ）の起電力が増加し、他方の方位角センシング用太陽電池パネル25（25 Ａ）の起電力が減少する。このとき、第２比較回路34は上記２つの太陽電池小パ ネル24（24Ａ），25（25（Ａ）の夫々の起電力を比較し、方位角制御回路35に出 力信号を伝達し、両太陽電池パネル24（24Ａ），25（25Ａ）の電圧が等しくなる ように、方位角修正回路36に出力信号が送られ、同回路36で方位角修正用モータ 17の方向、即ち正逆回転方向を決定し、モータ制御リレー37を介して上記方位角 修正用モータ17を上記センシング用太陽電池パネル24（24Ａ），25（25Ａ）の電 圧が等しくなるまで方位角追尾用枠部材16の回転軸15を回転させ、上記電圧が等 しくなった時点で停止する。この回転停止時は発電用太陽電池パネル21（21Ａ） とともに、その４辺にあるセンシング用太陽電池小パネル22（22Ａ），23（23Ａ ），24（24Ａ），25（25Ａ）も発電に供される。

【００２９】 太陽Ｓの位置が昼より夕方の方へ変化した場合は、朝から昼にかけての場合と 同様に方位角センシング用太陽電池パネル24（24Ａ）の起電力が増加し、他方の 方位角センシング用太陽電池パネル25（25Ａ）の起電力が減少するので、両太陽 電池パネル24（24Ａ），25（25Ａ）の電圧差が等しくなる方向に方位角修正用モ ータ17により前記回転軸15が回転させられる。

【００３０】 ここで、発電用太陽電池パネル21、即ち方位角追尾用枠部材16が予め設定され た所定角度まで回動すると、方位角リミッタ38に接触し、タイマ39が作動状態と なり、予め設定された所定時間経過後、方位角修正用モータ17が逆転し朝の状態 に戻る。

【００３１】 また、本考案の太陽電池自動追尾装置２の季節等により変化する太陽高度に追 従すべき仰角修正制御は、次の通りである。

【００３２】 朝の状態にあるときは、仰角センシング用太陽電池小パネル22，23の太陽Ｓか らの光が等しく入射しており、光電変換作用により前記小パネル22，23の太陽電 池22Ａ，23Ａの起電力が等しくなり、発電用太陽電池パネル21は方位角修正・制 御と相俟って太陽Ｓと正対し、このとき、発電用太陽電池21Ａとともに、仰角セ ンシング用太陽電池22Ａ，23Ａも発電に供される。

【００３３】 太陽Ｓの位置が高くなるにつれて、仰角センシング用太陽電池パネル23（23Ａ ）の起電力が増加し、他方の方位角センシング用太陽電池パネル22（22Ａ）の起 電力が減少する。このとき、第１比較回路30は上記２つの太陽電池小パネル22（ 22Ａ），23（23Ａ）の夫々の起電力を比較し、仰角制御回路31に出力信号を伝達 し、両太陽電池パネル22（22Ａ），23（23Ａ）の電圧が等しくなるように、仰角 修正回路32に出力信号が送られ、同回路32で仰角修正用モータ７の方向、即ち正 逆回転方向を決定し、モータ制御リレー33を介して上記仰角修正用モータ７を上 記センシング用太陽電池パネル22（22Ａ），23（23Ａ）の電圧が等しくなるまで 仰角追尾用枠部材６の回転軸５を回転させ、上記電圧が等しくなった時点で停止 する。この回転停止時は発電用太陽電池パネル21（21Ａ）とともに、仰角センシ ング用太陽電池小パネル22（22Ａ），23（23Ａ）も発電に供される。

【００３４】 太陽Ｓの位置が高きより低きへ変化した場合は、低きより高きにかけての場合 とは逆に方位角センシング用太陽電池パネル22（22Ａ）の起電力が増加し、他方 の方位角センシング用太陽電池パネル23（23Ａ）の起電力が減少するので、両太 陽電池パネル22（22Ａ），23（23Ａ）の電圧差が等しくなる方向に仰角修正用モ ータ７により前記回転軸５が回転させられる。

【００３５】 ここで、発電用太陽電池パネル21、即ち仰角追尾用枠部材６が突風などの何ら かの外的要因により予め設定された所定角度まで回動すると、仰角リミッタ14に 接触し、仰角修正用モータ７が逆転し正規の状態に復帰する。

【００３６】 このように、本考案の太陽電池自動追尾装置２は、従来のように南向きに固定 して設置されていた太陽電池発電装置に対し、朝・夕方等の太陽の位置が低い時 間帯でも発電を効率良く行うことができるとともに、センシング用太陽電池（セ ル）22Ａ，23Ａ，24Ａ，25Ａでも発電できるから、従来の単なる光検出器を備え たものに比較して十分な電力供給を行い得るものである。

【００３７】 また、本考案の太陽電池自動追尾装置２は支持台１の上部に仰角追尾用枠部材 ６を取付け、その仰角追尾用枠部材６の上部に発電用太陽電池パネル21およびセ ンシング用太陽電池小パネル22、23、24、25を設置した方位角追尾用枠部材16を 取付けるとともに、発電用太陽電池パネル21を設置した前記方位角追尾用枠部材 16を仰角追尾用枠部材６の一対の支持アーム61、62によって支持する構成を有し ているので、構造が簡単であり、発電用太陽電池パネル21の角度変化や突風等に よる外的入力に対しても十分な耐力のある装置とすることができる。

【００３８】

【考案の効果】

以上のように、本考案の太陽電池自動追尾装置は、支持台上に設けた一対の支 持枠に回転軸を介して仰角追尾用枠部材を回動自在に支持させ、前記回転軸は前 記支持台上に設置した仰角修正用モータにより駆動可能となし、前記仰角追尾用 枠部材に一体に設けた一対の支持アームに回転軸を介して方位角追尾用枠部材を 回動自在に支持させ、前記回転軸は前記仰角追尾用枠部材の上面に設置した方位 角修正用モータにより駆動可能となし、前記方位角追尾用枠部材の上面に発電用 太陽電池パネルを設置するとともに、前記上面の４辺縁の各対向部位にセンシン グ用太陽電池小パネルを斜め外方に拡開するように設置し、前記各センシング用 太陽電池小パネルからの入力信号を受け、前記各モータを駆動する制御・修正回 路装置を設けたことを特徴とするので、昼間の太陽位置が高い時はもとより、朝 ・夕方の太陽位置が低い時でも高効率で太陽エネルギを獲得するため、東西、南 北両方向に発電用太陽電池パネルを可変調節ができ、かつ構造が簡単であるとと もに発電用太陽電池パネルの角度変化や突風等による外的入力に対しても十分な 耐力のある太陽電池自動追尾装置を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案装置の正面図である。

【図２】図２は本考案装置の側面図である。

【図３】図３は本考案装置の斜視図である。

【図４】本考案装置の制御・修正回路図である。

【図５】図５は本考案装置の作動説明図である。 １ 支持台 ２ 太陽電池自動追尾装置 ５ 回転軸 ６ 仰角追尾用枠部材 ７ 仰角修正用モータ ８ 減速ギア群 14 仰角リミッタ 15 回転軸 16 方位角追尾用枠部材 17 方位角修正用モータ 18 減速ギア群 21 発電用太陽電池パネル 22，23，24，25 センシング用太陽電池小パネル 26 制御・修正回路装置 26Ａ 制御・修正回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持台上に設けた一対の支持枠に回転軸
   を介して仰角追尾用枠部材を回動自在に支持させ、前記
   回転軸は前記支持台上に設置した仰角修正用モータによ
   り駆動可能となし、前記仰角追尾用枠部材に一体に設け
   た一対の支持アームに回転軸を介して方位角追尾用枠部
   材を回動自在に支持させ、前記回転軸は前記仰角追尾用
   枠部材の上面に設置した方位角修正用モータにより駆動
   可能となし、前記方位角追尾用枠部材の上面に発電用太
   陽電池パネルを設置するとともに、前記上面の４辺縁の
   各対向部位にセンシング用太陽電池小パネルを斜め外方
   に拡開するように設置し、前記各センシング用太陽電池
   小パネルからの入力信号を受け、前記各モータを駆動す
   る制御・修正回路装置を設けたことを特徴とする太陽電
   池自動追尾装置。 【０００１】