JPH0797171B2 - 太陽光自動追尾装置 - Google Patents
太陽光自動追尾装置Info
- Publication number
- JPH0797171B2 JPH0797171B2 JP20572288A JP20572288A JPH0797171B2 JP H0797171 B2 JPH0797171 B2 JP H0797171B2 JP 20572288 A JP20572288 A JP 20572288A JP 20572288 A JP20572288 A JP 20572288A JP H0797171 B2 JPH0797171 B2 JP H0797171B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical sensor
- light
- detection output
- axis
- lens system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽光をレンズ系等によつて集束して利用す
る太陽光エネルギー利用機器を太陽の移動に自動的に追
従させて太陽光エネルギーを常に最も効率のよい状態で
利用し得るようにした太陽光自動追尾装置に関する。
る太陽光エネルギー利用機器を太陽の移動に自動的に追
従させて太陽光エネルギーを常に最も効率のよい状態で
利用し得るようにした太陽光自動追尾装置に関する。
近時、省エネルギー時代を迎え、太陽光エネルギーの効
果的利用について各方面で活発に研究開発が行われてい
るが、その際、太陽光エネルギーを効果的に利用するた
めに、太陽光エネルギー利用機器を太陽の移動に追従し
て移動させることが行われている。しかし、太陽の年間
を通しての移動範囲を広く、また、その日の状況によつ
ても条件が変るので、年間を通じて常に太陽の移動に正
確に追従させることは困難であつた。
果的利用について各方面で活発に研究開発が行われてい
るが、その際、太陽光エネルギーを効果的に利用するた
めに、太陽光エネルギー利用機器を太陽の移動に追従し
て移動させることが行われている。しかし、太陽の年間
を通しての移動範囲を広く、また、その日の状況によつ
ても条件が変るので、年間を通じて常に太陽の移動に正
確に追従させることは困難であつた。
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、簡単かつ安価な構成によつてすなわち最少の光セ
ンサを用いて広範囲にかつ正確に太陽の移動に追従し得
る太陽光自動追尾装置を提供しようとするものである。
特に、簡単かつ安価な構成によつてすなわち最少の光セ
ンサを用いて広範囲にかつ正確に太陽の移動に追従し得
る太陽光自動追尾装置を提供しようとするものである。
第１図は、本発明による太陽光自動追尾装置の一実施例
を説明するための要部概略斜視図、第２図は、第１図の
概念図で、図中、１は太陽光を集束するためのレンズ
系、２は水平の回転軸で、該回転軸２は該レンズ系１を
該軸２を中心に南北方向に回動させるためのもので、以
下、第１の回転軸という。３は該第１の回転軸を支持す
る支持腕、４は垂直の回転軸で、該回転軸４は該支持腕
３を該軸４を中心に東西方向に回動させるためのもの
で、以下、第２の回転軸という。LSは太陽光の南方向成
分の光を検出する第１の光センサ、LNは北方向成分の光
を検出する第２の光センサで、これら第１の光センサLS
と第２の光センサLNは、その受光面が第１の回転軸２に
平行でかつ相互に反対の方向を向いており、これによつ
て、光センサLSは第１の回転軸２に対して南側から来る
光のみを受光し、LNは北側から来る光のみを受光する。
LEは東方向成分の光を検出する第３の光センサ、LWは西
方向成分の光を検出する第４の光センサで、これら第３
の光センサLEと第４の光センサLWは、その受光面が第２
の回転軸４に平行でかつ相互に反対の方向を向いてお
り、これによつて、光センサLEは第２の回転軸４に対し
て東側から来る光のみを検出し、LWは西側から来る光の
みを検出する。レンズ系１が正確に太陽の方向を向いて
いる時は、第１乃至第４光センサには直達太陽光が入射
せず、間接太陽光のみが入射するように配設されてい
る。従つて、第１及び第２光センサの検出出力は後述す
るような特殊条件の場合を除き略等しく、第３及び第４
光センサの検出出力は常に略等しい。従つて、第１の光
センサLSの検出出力と第２の光センサLNの検出出力との
差をとり、その差信号によつてモータM1を回転して第１
の回転軸２を回動して前記差が０になるように制御する
とともに、第３の光センサLEの検出出力と第４の光セン
サLWの検出出力との差をとり、その差信号によつてモー
タM2を回転して第２の回転軸４を回動し、その差が０に
なるように制御すれば、レンズ系１は正確に太陽の方向
を向き、最も効率よく太陽光を集束することができる。
このようにしてレンズ系１によつて集束された太陽光
は、例えば、該レンズ系１の焦点位置にその受光端が配
設された光導体ケーブル５内に導入され、該光導体ケー
ブル５を通して任意所望の箇所に伝達されて使用に供さ
れる。斯様に、本発明による太陽光自動追尾装置は、通
常は、４つの光センサによつて正確に太陽の移動に追従
することができ、そのまゝ動作すれば、朝方、夕方等に
おいても、レンズ系１は正確に太陽の方向を向き、例え
ば、第３図に示すように、略横を向くが、朝、夕等にお
いては、上方からの間接光は多く、下方からの間接光は
少ないので、第１の光センサLSに入射する光量は多く、
第２の光センサLNに入射する光量は少なく、第１の光セ
ンサLSの検出出力が第２の光センサLNの検出出力に比べ
て格段に大きくなり、レンズ系１は太陽の方向に正確に
向かなくなる。第５の光センサL0は、このような不都合
を避けるために設けられたもので、該第５の光センサL0
によつて、常時、太陽の方向からの総太陽光量を検出し
ており、正常時つまり第１の光センサLSの検出出力OSと
第２の光センサLNの検出出力ONが略等しく、かつ、第５
の光センサL0の検出出力O0と前記第１の光センサLSの検
出出力OSが、O0＞OSの関係にある時は、前述のように、
|OS−ON|が０になるようにモータM1を制御し、第１の光
センサLSに対する入射光が第２の光センサLNに対する入
射光に対して格段に大きい朝、夕等においては、第５の
光センサL0の入射光に対して第１の光センサLSの入射光
も大きくなるので、この時、つまり、OS≧O0の関係にあ
る時は、第１の光センサLSの検出感度、或いは、検出出
力を1/λ（＝低降率、λ：実験値）に低降して｜（1/
λ）OS−ON|が０になるようにモータM1を制御する。す
なわち、太陽光をレンズ系等によつて集束させて利用す
る場合、該レンズ系によつて有効に集束されるのは、太
陽方向から入射される平行光線（直達太陽光）である
が、前述のように、朝、夕等においては、上方から第１
の光センサLSに入射する間接太陽光は、下方から第２の
光センサLNに入射する間接太陽光に比べて格段に大き
く、これら第１の光センサLSの検出出力OSと第２の光セ
ンサLNの検出出力ONの差を０にするように前記レンズ系
１を制御すると、該レンズ系は太陽の方向に正確に向か
なくなり、太陽光を効果的に利用することができなくな
るが、そのような場合、前述のように、第１の光センサ
LSの検出感度、或いは、検出出力を1/λに低降して、こ
の低降した第１の光センサLSの検出出力OSと、第２の光
センサLNの検出出力ONの差を０にするように前記レンズ
系を制御すると、朝、夕等の特殊条件下においても、レ
ンズ系を太陽の方向により正確に向けることができる。
を説明するための要部概略斜視図、第２図は、第１図の
概念図で、図中、１は太陽光を集束するためのレンズ
系、２は水平の回転軸で、該回転軸２は該レンズ系１を
該軸２を中心に南北方向に回動させるためのもので、以
下、第１の回転軸という。３は該第１の回転軸を支持す
る支持腕、４は垂直の回転軸で、該回転軸４は該支持腕
３を該軸４を中心に東西方向に回動させるためのもの
で、以下、第２の回転軸という。LSは太陽光の南方向成
分の光を検出する第１の光センサ、LNは北方向成分の光
を検出する第２の光センサで、これら第１の光センサLS
と第２の光センサLNは、その受光面が第１の回転軸２に
平行でかつ相互に反対の方向を向いており、これによつ
て、光センサLSは第１の回転軸２に対して南側から来る
光のみを受光し、LNは北側から来る光のみを受光する。
LEは東方向成分の光を検出する第３の光センサ、LWは西
方向成分の光を検出する第４の光センサで、これら第３
の光センサLEと第４の光センサLWは、その受光面が第２
の回転軸４に平行でかつ相互に反対の方向を向いてお
り、これによつて、光センサLEは第２の回転軸４に対し
て東側から来る光のみを検出し、LWは西側から来る光の
みを検出する。レンズ系１が正確に太陽の方向を向いて
いる時は、第１乃至第４光センサには直達太陽光が入射
せず、間接太陽光のみが入射するように配設されてい
る。従つて、第１及び第２光センサの検出出力は後述す
るような特殊条件の場合を除き略等しく、第３及び第４
光センサの検出出力は常に略等しい。従つて、第１の光
センサLSの検出出力と第２の光センサLNの検出出力との
差をとり、その差信号によつてモータM1を回転して第１
の回転軸２を回動して前記差が０になるように制御する
とともに、第３の光センサLEの検出出力と第４の光セン
サLWの検出出力との差をとり、その差信号によつてモー
タM2を回転して第２の回転軸４を回動し、その差が０に
なるように制御すれば、レンズ系１は正確に太陽の方向
を向き、最も効率よく太陽光を集束することができる。
このようにしてレンズ系１によつて集束された太陽光
は、例えば、該レンズ系１の焦点位置にその受光端が配
設された光導体ケーブル５内に導入され、該光導体ケー
ブル５を通して任意所望の箇所に伝達されて使用に供さ
れる。斯様に、本発明による太陽光自動追尾装置は、通
常は、４つの光センサによつて正確に太陽の移動に追従
することができ、そのまゝ動作すれば、朝方、夕方等に
おいても、レンズ系１は正確に太陽の方向を向き、例え
ば、第３図に示すように、略横を向くが、朝、夕等にお
いては、上方からの間接光は多く、下方からの間接光は
少ないので、第１の光センサLSに入射する光量は多く、
第２の光センサLNに入射する光量は少なく、第１の光セ
ンサLSの検出出力が第２の光センサLNの検出出力に比べ
て格段に大きくなり、レンズ系１は太陽の方向に正確に
向かなくなる。第５の光センサL0は、このような不都合
を避けるために設けられたもので、該第５の光センサL0
によつて、常時、太陽の方向からの総太陽光量を検出し
ており、正常時つまり第１の光センサLSの検出出力OSと
第２の光センサLNの検出出力ONが略等しく、かつ、第５
の光センサL0の検出出力O0と前記第１の光センサLSの検
出出力OSが、O0＞OSの関係にある時は、前述のように、
|OS−ON|が０になるようにモータM1を制御し、第１の光
センサLSに対する入射光が第２の光センサLNに対する入
射光に対して格段に大きい朝、夕等においては、第５の
光センサL0の入射光に対して第１の光センサLSの入射光
も大きくなるので、この時、つまり、OS≧O0の関係にあ
る時は、第１の光センサLSの検出感度、或いは、検出出
力を1/λ（＝低降率、λ：実験値）に低降して｜（1/
λ）OS−ON|が０になるようにモータM1を制御する。す
なわち、太陽光をレンズ系等によつて集束させて利用す
る場合、該レンズ系によつて有効に集束されるのは、太
陽方向から入射される平行光線（直達太陽光）である
が、前述のように、朝、夕等においては、上方から第１
の光センサLSに入射する間接太陽光は、下方から第２の
光センサLNに入射する間接太陽光に比べて格段に大き
く、これら第１の光センサLSの検出出力OSと第２の光セ
ンサLNの検出出力ONの差を０にするように前記レンズ系
１を制御すると、該レンズ系は太陽の方向に正確に向か
なくなり、太陽光を効果的に利用することができなくな
るが、そのような場合、前述のように、第１の光センサ
LSの検出感度、或いは、検出出力を1/λに低降して、こ
の低降した第１の光センサLSの検出出力OSと、第２の光
センサLNの検出出力ONの差を０にするように前記レンズ
系を制御すると、朝、夕等の特殊条件下においても、レ
ンズ系を太陽の方向により正確に向けることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によると、最少
限の光センサを使用した簡単かつ安価な構成によつて、
太陽光収集装置を常時より正確に太陽の方向に向けるよ
うに制御することができる。
限の光センサを使用した簡単かつ安価な構成によつて、
太陽光収集装置を常時より正確に太陽の方向に向けるよ
うに制御することができる。
第１図は、本発明による太陽光自動追尾装置の一実施例
を説明するための要部斜視図、第２図は、第１図の概念
図、第３図は、第１図に示したレンズ系１が特殊条件下
にある場合の動作を説明するための要部構成図である。 １……レンズ系、２……第１の回転軸、４……第２の回
転軸、LS……第１の光センサ、LN……第２の光センサ、
LE……第３の光センサ、LW……第４の光センサ、L0……
第５の光センサ、M1、M2……モータ。
を説明するための要部斜視図、第２図は、第１図の概念
図、第３図は、第１図に示したレンズ系１が特殊条件下
にある場合の動作を説明するための要部構成図である。 １……レンズ系、２……第１の回転軸、４……第２の回
転軸、LS……第１の光センサ、LN……第２の光センサ、
LE……第３の光センサ、LW……第４の光センサ、L0……
第５の光センサ、M1、M2……モータ。
Claims (1)
- 【請求項１】太陽光を集束するためのレンズ系と、該レ
ンズ系の焦点位置にその受光端が配設された光導体ケー
ブルと、前記レンズ系を一体的に水平軸のまわりに回動
させるための第１の回動軸と、該第１の回動軸の両端部
を回動可能に支持する支持腕と、該支持腕を前記第１の
回動軸と直交する垂直軸のまわりに回動させるための第
２の回動軸と、受光面が前記第１の軸に平行でかつ相互
に反対の方向を向いている１対の第１及び第２の光セン
サと、受光面が前記第２の軸に平行でかつ相互に反対の
方向を向いている１対の第３及び第４の光センサと、太
陽方向からの総太陽光量を受光する第５の光センサとを
有し、前記第１の光センサの検出出力と第２の光センサ
の検出出力との差が０になるように前記第１の軸を回動
し、前記第３の光センサの検出出力と第４の光センサの
検出出力との差が０になるように前記第２の軸を回動す
るようにした太陽光自動追尾装置において、前記第１の
光センサの検出出力をOS、第２の光センサの検出出力を
ON、第５の光センサの検出出力をO0とした時、OS＜O0の
場合は、|OS−ON|が０になるように前記第１の軸を制御
し、OS≧O0の場合は、「｜（1/λ）OS−ON|」が０にな
るようにしたことを特徴とする太陽光自動追尾装置（た
だし、1/λは低降率）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20572288A JPH0797171B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 太陽光自動追尾装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20572288A JPH0797171B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 太陽光自動追尾装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56103600A Division JPS585704A (ja) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | 太陽光自動追尾装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112213A JPH01112213A (ja) | 1989-04-28 |
| JPH0797171B2 true JPH0797171B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=16511601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20572288A Expired - Lifetime JPH0797171B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 太陽光自動追尾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797171B2 (ja) |
-
1988
- 1988-08-19 JP JP20572288A patent/JPH0797171B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01112213A (ja) | 1989-04-28 |
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