(54)【考案の名称】水平2軸太陽追尾システム構造

(51)【国際特許分類】

H01L 31/042

H01L 31/052

(73)【実用新案権者】台灣岸本有限公司

(72)【考案者】【考案者】

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【選択図】図2

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、水平2軸太陽追尾システム構造に関し、特に、エネルギ収集能力が高い太陽追尾システムに関し、2軸太陽追尾システムを設置することにより複数のソーラーパネルを日照変化に応じて同期で多角度の連動修正を行い、日照方向に対応して太陽光を集め、高いエネルギ収集効果を得る水平2軸太陽追尾システム構造に関する。

【従来の技術】

【0002】
太陽光発電は、ソーラーパネルにより太陽光エネルギを収集して電気エネルギへ変換する。従来技術のソーラーパネルの支持構造の大部分は、太陽パネルを一定角度で傾けた枠体上へ架設するが、ソーラーパネルを太陽光線に対して垂直な状態にしなければ、ソーラーパネルの集光効率を最高状態に維持することができなかった。
即ち、一定角度で架設されたソーラーパネルは、1日のうち僅かな時間しか高い集光効率を得ることができず、これは太陽光発電の効率が好ましくない主な原因となる上、天候状況によっても集光効率が左右されたため、従来の太陽エネルギ発電装置は、曇りや雨のときに使用することができず、晴れたときの発電効率も理想的とは言えなかった。
そのため、広い面積のソーラーパネルを架設して質を量で補償する方式により太陽光を集めていたが、これには非常に多くのコストが設備にかかる上効率が低く、太陽光発電を行う上でネックとなっていた。
【0003】
太陽の方向を向く従来の太陽自動追尾型ソーラーパネルは、図9に示すように、各ソーラパネル4の底面に連動杆41が取り付けられ、各ソーラパネル4が対応して配列され、作動杆5を介して各連動杆41が枢着される。作動杆5の一端は、昇降機構6に接続され、昇降機構6中のねじ軸61により作動杆5を変位させ、作動杆5により連動杆41を駆動し、ソーラパネル4が常に太陽の方向を向くように角度を変え、太陽光に対して常に向けられるように最適な角度にする。
しかし、上述した従来の太陽追尾装置は、単軸上に接続されたソーラパネル4の制御しかできず、大面積を得るように配列されたソーラパネル4に複数組の昇降機構6を対応させて取り付けた場合、コストが多くかかる上、配置が複雑となって取付作業が煩雑となる問題点があり、改善の余地があった。
【0004】
上述の問題点を改善するために、太陽光を集める効率を高め、図10及び図11に示すように、太陽の軌跡に合わせて移動可能な太陽追尾装置7がメーカにより既に開発されている。
太陽追尾装置7は、主に支持本体71の頂端に支持杆72が枢着され、支持本体71と支持杆72との枢着箇所にモータ73が設けられ、支持杆72の頂端には、ブリッジ74が取り付けられ、ブリッジ74上には、ソーラパネル75が取り付けられている。
ブリッジ74の底部には、ねじ軸76が取り付けられ、ねじ軸76と、支持本体71に固着されたモータ77とを接続し、この構成により太陽が移動する軌跡に沿って、モータ73,77により支持杆72及びねじ軸76が作動し、支持杆72及びねじ軸76により取り付けられたブリッジ74と、その上に固設されたソーラパネル75は、支持本体71と支持杆72との枢着箇所を支点として、太陽が移動する軌跡に応じてソーラパネル75の傾斜角度を調整して太陽光を集める。
【0005】
従来の太陽追尾装置7は、モータ73,77により支持杆72及びねじ軸76を作動させてソーラパネル75の傾斜角度を制御していた。しかし、太陽光を効率的に集めるために、ソーラパネル75及びブリッジ74の面積が大きいため、重量も非常に大きい。
ソーラパネル75及びブリッジ74が傾くと、ソーラパネル75及びブリッジ74自身の重量と、モーメントアームdとによりトルク作用が発生し、このトルク作用によりソーラパネル75及びブリッジ74自体に回転運動が発生する。この発生した回転運動によりソーラパネル75及びブリッジ74を傾けるモータ73,77及びねじ軸76に不適切な負荷がかかり、モータ73,77がソーラパネル75及びブリッジ74を作動させる際、大き目の馬力が必要となり、トルク作用の抵抗により余計な電力が消費される上、不適切な負荷がかかってモータ73,77及びねじ軸76の寿命が短くなり早期に故障してしまう虞があった。
【0006】
また、従来の太陽追尾装置7は、ソーラパネル75及びブリッジ74のねじ軸76を補助的に支持し、ソーラパネル75及びブリッジ74が垂直角度に調整されたとき、ねじ軸76の長さが最長となって垂直角度で立てられたソーラパネル75及びブリッジ74の風を受ける面が最大となる。このため、ソーラパネル75及びブリッジ74が受ける風力が支持用のねじ軸76へ間接的に作用し、ソーラパネル75及びブリッジ74のねじ軸76に加わる作用力が非常に大きくなる虞があった。特に、ねじ軸76の長さが最長になったときに、ねじ軸76が大きな力を受けて折れたり損壊したりする虞があった。
【考案が解決しようとする課題】
【0007】
本考案の目的は、ソーラパネルが有する2軸太陽追尾効果により、日照が変化しても光を集める効果を高く維持する水平2軸太陽追尾システム構造を提供することにある。
本考案のもう一つの目的は、駆動部材の延伸長さにより連動片を駆動し、サブ軸棒の角度を変えたりサブ軸棒座の角度を変えたりすることができる水平2軸太陽追尾システム構造を提供することにある。

【効果】

【0011】
本考案の水平2軸太陽追尾システム構造は、以下(1)及び(2)の効果を有する。
(1)ソーラパネルが有する2軸太陽追尾効果により、日照が変化しても光を集める効果を高く維持する。
(2)駆動部材の延伸長さにより連動片を駆動してサブ軸棒の角度を変えたりサブ軸棒座の角度を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本考案の一実施形態に係る水平2軸太陽追尾システム構造を示す斜視図である。
【図2】本考案の一実施形態に係る水平2軸太陽追尾システム構造の立体フレームを示す斜視図である。
【図3】本考案の一実施形態に係る水平2軸太陽追尾システム構造のサブ軸棒の動作を示す模式図(1)である。
【図4】本考案の一実施形態に係る水平2軸太陽追尾システム構造のサブ軸棒の動作を示す模式図(2)である。
【図5】本考案の一実施形態に係る水平2軸太陽追尾システム構造の2軸回転を示す正面図である。
【図6】本考案の一実施形態に係る2軸回転を示す正面図である。
【図7】本考案の一実施形態に係る水平2軸太陽追尾システム構造の連動状態を示す斜視図である。
【図8】本考案の他の実施形態に係る水平2軸太陽追尾システム構造を示す斜視図である。
【図9】従来技術(1)を示す模式図である。
【図10】従来技術(2)を示す模式図である。
【図11】従来技術(3)を示す模式図である。

【0013】
図1及び図2を参照する。図1及び図2に示すように、本考案の一実施形態に係る水平2軸太陽追尾システム構造は、少なくとも基台1、メイン軸棒11、第1の駆動機構2、複数のサブ軸棒13及び第2の駆動機構3から構成される。
【0014】
メイン軸棒11は、基台1上に架設され、複数の軸座12を上に有する。
【0015】
第1の駆動機構2は、メイン軸棒11に外嵌され、メイン軸棒11を回転させるために用いる。
【0016】
複数のサブ軸棒13は、メイン軸棒11の軸座12に取り付けられ、メイン軸棒11に対して垂直に交差されて水平に配設される。各サブ軸棒13上には、複数のソーラパネル14が対応するように取り付けられる。各サブ軸棒13下には、揺杆15が設けられる。互いに隣り合う揺杆15間には、連杆16が設けられる。
【0017】
第2の駆動機構3は、メイン軸棒11下に取り付けられ、サブ軸棒13を回転させ、各サブ軸棒13の揺杆15と連杆16との間を連動関係にし、各サブ軸棒13が同期に回転する。
【0018】
図1〜図6を参照する。図1〜図6に示すように、実際に組み立てる際、基台1上には、メイン軸棒11が架設される。メイン軸棒11には、第1の駆動機構2が外嵌される。第1の駆動機構2は、メイン軸棒11に外嵌される軸スリーブ座21を含む。軸スリーブ座21下には、駆動源22が設けられる。駆動源22は、軸スリーブ座21内のメイン軸棒11を回転させることができる。
また、メイン軸棒11上には、複数の軸座12が設けられる。各軸座12には、サブ軸棒13がそれぞれ取り付けられる。サブ軸棒13は、メイン軸棒11に対して垂直に交差されて水平に配設される。
【0019】
続いて、サブ軸棒13上には、複数のソーラパネル14が取り付けられ、各サブ軸棒13下に揺杆15を設ける。互いに隣り合う揺杆15間には、連杆16が接続され、メイン軸棒11下には、第2の駆動機構3が設けられる。第2の駆動機構3は、メイン軸棒11下に取り付けられた1組の固定部材31を含む。固定部材31には、伸縮杆32が取り付けられる。
伸縮杆32は、駆動部材33により伸縮長さが調整され、伸縮杆32の延伸端には、連動片34が枢着される。連動片34は、サブ軸棒13に取り付けられる。駆動部材33を起動して伸縮杆32を伸縮させると連動片34が連動し、連動片34に取り付けたサブ軸棒13の角度が変化し(図3及び図4参照)、各サブ軸棒13の揺杆15と連杆16との間の連動関係により、各サブ軸棒13が連動して同期で回転する。
【0020】
また、図7を参照する。図7に示すように、メイン軸棒11上には、連結部材17が設けられる。連結部材17は、横向きに配列されたもう一組の2軸太陽追尾システムを連結し、2組の2軸太陽追尾システム間のメイン軸棒11には、連結部材17を介して連動杆18が枢着されている。
メイン軸棒11は、延伸されて縦向きに配列され、もう一組の2軸太陽追尾システムが接続される。このように縦向き及び横向きに配設された複数組の2軸太陽追跡システムは、第1の駆動機構2を共用するためコストを減らすことができる。
【0021】
続いて、図8を参照する。図8に示すように、本考案の他の実施形態に係る水平2軸太陽追尾システム構造のソーラパネル14は、太陽エネルギPVモジュール14aを含み、取付過程では上述した実施形態と同様に、複数の太陽エネルギPVモジュール14aをサブ軸棒13へ対応するように取り付ける。
【0022】
本考案の水平2軸太陽追尾システム構造は、従来技術と比べて以下(1)〜(5)の長所を有する。
(1)2軸太陽追尾システムを設置し、複数のソーラーパネルを日照の変化に応じて同期で多角度の連動修正を行い、日照方向に対応して太陽光を集め、エネルギ収集効果を高める。
(2)メイン軸棒上に、第1の駆動機構及び第2の駆動機構をそれぞれ設置し、2軸の回転方向を同期で制御してコストを減らす。
(3)組立を簡素化する。
(4)縦方向及び横方向に配設された複数組の2軸太陽追尾システムは、第1の駆動機構を共用するため、コストを効果的に減らす。
(5)異なる種類、材質からなる太陽エネルギモジュールを組み合わせて同様の太陽追尾効果を得ることができる。
【0023】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。
本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【0024】
1 基台
2 第1の駆動機構
3 第2の駆動機構
4 ソーラパネル
5 作動杆
6 昇降機構
7 太陽追尾装置
11 メイン軸棒
12 軸座
13 サブ軸棒
14 ソーラパネル
14a 太陽エネルギPVモジュール
15 揺杆
16 連杆
17 連結部材
18 連動杆
21 軸スリーブ座
22 駆動源
31 固定部材
32 伸縮杆
33 駆動部材
34 連動片
41 連動杆
61 ねじ軸
71 支持本体
72 支持杆
73 モータ
74 ブリッジ
75 ソーラパネル
76 ねじ軸
77 モータ

(57)【要約】

【課題】日照が変化しても光を集める効果を高く維持するソーラパネルの水平2軸太陽追尾システム構造を提供する。【解決手段】水平2軸太陽追尾システム構造は、基台1を含む。基台上には、メイン軸棒11が配設される。メイン軸棒には、第1の駆動機構2が外嵌されてメイン軸棒を回転させる。メイン軸棒上には、複数の軸座12が取り付けられる。軸座上には、メイン軸棒に対して垂直に交差されて水平に配設されたサブ軸棒13が取り付けられる。サブ軸棒上には、複数のソーラパネル14が対応するように取り付けられる。サブ軸棒下には、揺杆15が取り付けられ、互いに隣り合う揺杆間には、連杆16が設けられる。メイン軸棒下には第2の駆動機構3が取り付けられ、揺杆と連杆との間の連動関係により、サブ軸棒を同期で回転させる。


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