(54)【考案の名称】タワー型ソーラー発電機

(73)【実用新案権者】【実用新案権者】

(73)【実用新案権者】【実用新案権者】

(73)【実用新案権者】【実用新案権者】

(73)【実用新案権者】【実用新案権者】

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図1

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、太陽電池を使用して太陽の光エネルギーから電気を得るために設置されるタワー型ソーラー発電機に関し、特に、ソーラーパネル体の盤面の方向を東西方向に広角度で移動、調整することができるタワー型ソーラー発電機に関する。

【従来の技術】

【0002】
従来、この種のタワーソーラー発電システムとしては、半導体のP−N接合部に光が当たると電圧を生じる、例えば、太陽光エネルギーと整合性のよいシリコンを用いた複数のソーラーセルを並置させて、矩形平面直立した一本または二本の支柱にあらかじめ設定された傾斜角度である、例えば、夏至の正午の太陽位置と冬至の正午の太陽位置との略中間位置に向けて固定させるようにしたものがある。
【0003】
しかし、上記従来例によれば、ソーラーパネル面は常に一定方向に向けられているため、日の出時、日の入り時、あるいは夏至から冬至にかけての四季を通じて、ソーラーパネル面に対し太陽光が殆ど斜めに入射される状態となるため、ソーラーセルへの光照射効率が低下して、発電能力が低減してしまうという問題点を有していた。
【0004】
そこで本考案者は、これらの問題を解消するために、日の出時、日の入り時、あるいは夏至から冬至にかけて四季を通じて、ソーラーパネル面に対し常に太陽光が垂直に入射される状態となるようにシステムを構築することで、ソーラーセルへの光照射効率を向上させて発電能力を高め、しかも強風にも耐えるようにしたタワーソーラー発電システムを先に提案している(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
上掲特許文献1に記載されたタワーソーラー発電システムは、複数のソーラーセルを並置させたソーラーパネル面が直立した一本または複数本の支柱に固定されて屋外または屋根上に設置される固定式のタワーソーラー発電システムであって、前記複数のソーラーセルが、ソーラーパネル面内に隙間を介して簾状となって並置された耐風・防埃構造である点に特徴を有している。
【0006】

【効果】

【0015】
本考案によれば、複数のソーラーセルをソーラーパネル枠内に並置させたソーラーパネル体を有するタワー型ソーラー発電機において、一本の支柱を直立させ、この支柱の上端に装着した連結具を介してソーラーパネル体の中央裏面を連結支持したので、支柱の側面にソーラーパネル面を取り付けていた従来のソーラーパネル体と比較して、一本の支柱でも安定した支持が可能となった。
【0016】
また、支柱の東西側面から延長された伸縮自在な左右一対の左右角度修正アームをソーラーパネル体の裏面左右に間隔をおいて連結支持し、該左右角度修正アームの伸縮調整によりソーラーパネル体の盤面を東西方向に揺動させる東西追尾装置を設けたことで、角度調整手段に過大な負荷が掛るといった問題点が解消される。しかも、ソーラーパネル体の盤面より広角度に調整できるので、効率的な発電が可能になる。
【0017】
また、東西追尾装置の左右角度修正アームを、ソーラーパネル体を東向き仰角60度から西向き仰角60度まで揺動させられるものとすることで、日本全国の地域において効果的な発電が可能になる。
【0018】
さらに、前記東西追尾装置が、左右角度修正アームに油圧シリンダーを使用し、ソーラーパネル体の盤面が日の出から日没までの太陽の移動位置を自動的に追尾するものとすることで、ソーラーセルへの光照射効率を向上させて、発電能力を高めることができる。
【0019】
さらに、前記東西追尾装置が、ソーラーパネル体と一体的に移動する円盤状のディスク体と、ディスク体に穿孔された複数の開孔部と、開孔部の位置を検出するステップ角検出用センサ及び原点位置検出センサと、東西の原点位置を検出するオーバーラン検出部と、を備えるものとすることで、太陽光から入射される光に対して、より正確に、且つ広角度に微調整することが可能となり、光照射効率を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本考案のタワー型ソーラー発電機の一実施形態を示す側面図である。
【図2】ソーラーパネル体の正面図である。
【図3】ソーラーパネル体を水平に保持した状態を示す要部正面図である。
【図4】ソーラーパネル体を東西に揺動させた状態を示す要部正面図である。
【図5】東西追尾装置の正面図である。
【図6】前記東西追尾装置の使用状態である。
【図7】本考案のタワー型ソーラー発電機のブロック図である。

【0021】
以下、本考案におけるタワー型ソーラー発電機の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
図1に示すタワー型ソーラー発電機1は、一本の支柱2を垂直に立設し、この支柱2の上端に装着した連結具3を介してソーラーパネル体10の中央部裏面を連結支持するものである。図2に示すように、ソーラーパネル体10は、複数のソーラーセル11をソーラーパネル枠12内に吹き抜け用の隙間13を介して並置させ、耐風邪・防埃構造としてある。なお、ソーラーパネル体10は、南北方向に略20〜65度の角度aで傾斜されている。
【0023】
ソーラーセル11には、半導体のP−N接合部に光が当たると電圧を生じる、例えば、太陽光エネルギーと整合性のよいシリコン等を用いた矩形状の複数のソーラーセルが使用され、3,408mm×7,500mmのソーラーパネル枠12内に28枚併置されている。なお、ソーラーセルの枚数やソーラーパネル枠の寸法形状は任意に設定できるものである。
【0024】
本考案においては、一本の支柱2を直立させ、この支柱2の上端に装着した連結具3を介してソーラーパネル体10の中央部裏面が連結保持されている。また、支柱2の東西側面には、伸縮自在な左右一対の左右角度修正アーム4が設けられている。さらに、連結具3の後方には、左右角度修正アーム4の伸縮調整でソーラーパネル体10の盤面を東西方向に揺動させる東西追尾装置20が備えられている。左右角度修正アーム4には油圧シリンダーが使用され、かかる左右角度修正アーム4の伸縮調整により、図4に示すように、ソーラーパネル体10の盤面を東西方向に揺動させることができる。
【0025】
図3に示すように、左右角度修正アーム4の先端は、自在継手5を介してソーラーパネル体10裏面の連結金具6に連結されている。左右角度修正アーム4と連結具3との揺動によって、図4に示すように、ソーラーパネル体10を東向き仰角60度から西向き仰角60度まで揺動させるように設定されている。
【0026】
東西追尾装置20は、左右角度修アーム4を操作し、ソーラーパネル体10を東西方向に移動させて日の出から日没まで太陽の移動位置を自動的に追尾するもので、左右角度修アーム4の自由継手5の近傍に装着されている。
【0027】
また、東西追尾装置20は、図5及び図6に示すように、ソーラーパネル体10と一体的に移動する円盤状のディスク体21と、ディスク体21に穿孔された複数の開孔部22と、ソーラーパネル体10に具備されたセンサ23と、開孔部22の位置を検出する原点位置検出センサ24とステップ角検出センサ25とからなる。
【0028】
また、東西追尾装置20は、東西の原点位置を検出するオーバーラン検出部26と、ディスク体21が過移行した際にオーバーラン検出部26を検出し、ディスク体21を原点位置まで戻すオーバーラン用センサ27とを備える。なお、開孔部22の穿孔数や大きさは任意に設定することができるが、最大広角97.5度で、開孔部22の間隔を7.5度の等間隔に穿孔することが好ましい。なお、原点位置検出センサ24とステップ角検出センサ25とを変更することで、ソーラーパネル体10の傾斜角度は自在に調整することができる。
【0029】
次に、図6の(a),(b),(c)において、東西追尾装置20によりソーラーパネル体10を東西方向に角度修正する状態を示す。
【0030】
(a)は、ソーラーパネル体10をスタートさせる状態であり、原点位置検出用センサ24は開孔部22の左端位置に配置されている。この状態で、タイマーが始動すると、ソーラーパネル体10と円盤状のディスク体21とが一体的に移動を始める。
【0031】
(b)は、太陽が西方向に移行した状態であり、この際、ソーラーパネル体10とディスク体22とは、太陽光がソーラーパネル体に直角に入射されるように、太陽を追尾するように一体的に移動する。
【0032】
(c)は、太陽が西側に沈む日没の状態を示すもので、ソーラーパネル体10とディスク体22とは西側に配置される。またこの際、ステップ角検出センサ25は、開孔部22の右端に配置される。太陽が日没状態になると、ステップ角検出センサ25にて、ソーラーパネル体10とディスク体22とは、(a)に示すスタート位置まで戻される。
【0033】
図7は、本考案のタワー型ソーラー発電機及びその付属品を示すブロック図であり、タワー型ソーラー発電機1に接続されているコントローラ部30と、コントローラ部30にケーブルを介して接続されているアンテナ部31とからなる。
【0034】
コントローラ部30は、アンテナ部31より送信される時刻を設定するクオーツ時計、電波時計、デジタル時計等からなる時計32と、時計32に接続されている電源部33、時計32へ手動で時刻を設定する手動設定部34とを具備している。また、コントローラ部30は、油圧バルブ駆動をタワー型ソーラー発電機1に出力し、一方、タワー型ソーラー発電機1は、コントローラ部30へ位置検出センサ信号を入力する。
【0035】
上述の構成とすることで、本考案のタワー型ソーラー発電機1は、東西追尾装置20により、ソーラーパネル体10の盤面が日の出から日没までの一日を通じ、常に太陽の位置する方向へ向くように東西方向に角度調整できる。そのため、太陽光から入射される光に対して、より正確に、且つ広角度に微調節することが可能になり、光照射効率を一層高めることができる。しかも、一本の支柱でも強風に耐えられる支持強度を有し、長期の使用にも耐えられるものとなる。
【0036】
1 タワー型ソーラー発電機
2 支柱
3 連結具
4 左右角度修正アーム
5 自在継手
6 連結金具
10 ソーラーパネル体
11 ソーラーセル
12 ソーラーパネル枠
13 隙間
20 東西追尾装置
21 ディスク体
22 開孔部
23 センサ
24 原点位置検出用センサ
25 ステップ角検出センサ
26 オーバーラン検出部
27 オーバーラン用センサ
30 コントローラ部
31 アンテナ部
32 時計
33 電源部
34 手動設定部

(57)【要約】

【課題】ソーラーパネル体の盤面をより東西方向に広角度で調整することができ、しかも、1本の支柱でも強風に耐えられる支持強度を有し、長期の使用にも耐えられるタワー型ソーラー発電機を提供する。【解決手段】複数のソーラーセル11をソーラーパネル枠12内に並置させたソーラーパネル体を有するタワー型ソーラー発電機である。一本の支柱を立設させ、この支柱の上端に装着した連結具3を介してソーラーパネル体10の中央部裏面を連結支持する。支柱の東西側面から延長された伸縮自在な左右一対の左右角度修正アーム4をソーラーパネル体の裏面左右に間隔をおいて連結支持する。また、左右角度修正アームの伸縮調整によりソーラーパネル体を東西方向に揺動させる東西追尾装置20を備えている。


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