(57)【要約】      （修正有）【課題】安定した弾性を有する支持と太陽追尾の効果を達成できる、傾斜アンカー部を有するワイヤー制御を行う追尾型ソーラー発電装置を提供する。【解決手段】ソーラー発電装置１において、ソーラー発電モジュール１０は、第１角部１１位から第４角部１４位を有し、中柱２０の第１端が地面に取付けられ、第２端がソーラー発電モジュールにヒンジ接続され、第１巻取装置３１及び第２巻取装置３２は、中柱に設置され、第１ワイヤー５０は、第１角部位に接続される第１端及び第３角部位に接続される第２端を有し、第１巻取装置に巻き取られ、第２ワイヤー６０は、第２角部位に接続される第１端及び第４角部位に接続される第２端を有し、第２巻取装置に巻き取られる。第１傾斜アンカー部４１から第４傾斜アンカー部４４は、傾斜して地面に杭打ちされる。第１ワイヤーは、第１傾斜アンカー部及び前記第３傾斜アンカーを貫通して、多重湾曲形構造を形成する。【選択図】図１
0003195656.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
地面に取付けられ、
太陽光を電気エネルギーに変換し、第１角部位から第４角部位を有するソーラー発電モジュールと、
第１端が地面に取付けられ、第２端が前記ソーラー発電モジュールの底部の中間部位にヒンジ接続され、回動自在に前記ソーラー発電モジュールを支持する中柱と、
前記中柱に設置される第１巻取装置及び第２巻取装置と、
前記第１角部位に接続される第１端及び前記第３角部位に接続される第２端を有し、前記第１巻取装置に巻き取られる第１ワイヤーと、
前記第２角部位に接続される第１端及び前記第４角部位に接続される第２端を有し、前記第２巻取装置に巻き取られる第２ワイヤーと、
傾斜して前記地面に杭打ちされ、それぞれ前記第１角部位から前記第４角部位に対応する第１傾斜アンカー部から第４傾斜アンカー部と、を有し、
前記第１巻取装置及び前記第２巻取装置の一つ又は両者により、前記ソーラー発電モジュールの方位角度を調整し、前記第１ワイヤーが前記第１傾斜アンカー部及び前記第３傾斜アンカー部を貫通して、多重湾曲形構造を形成し、前記第２ワイヤーが前記第２傾斜アンカー部及び前記第４傾斜アンカー部を貫通して、別の多重湾曲形構造を形成し、前記第１傾斜アンカー部から前記第４傾斜アンカー部が前記中柱の方向に傾斜して延伸することを特徴とするワイヤー制御による追尾型ソーラー発電装置。
【請求項２】
前記中柱は、
前記中柱の前記第１端を有し、前記地面に埋設される第１段部と、
前記中柱の前記第２端を有する第２段部と、
前記第１段部と前記第２段部に接続され、前記地面より露出するベースと、
を含むことを特徴とする請求項１記載のソーラー発電装置。
【請求項３】
前記ベース及び前記第１ワイヤーに接続され、前記第１ワイヤーの張力を調整する第１弾性調整部材と第２弾性調整部材と、
前記ベース及び前記第２ワイヤーに接続され、前記第２ワイヤーの張力を調整する第３弾性調整部材と第４弾性調整部材と、
を更に含むことを特徴とする請求項２記載のソーラー発電装置。
【請求項４】
前記第１弾性調整部材から前記第４弾性調整部材は、それぞれ対応する前記第１ワイヤー又は前記第２ワイヤーに移動自在に接続され、前記ベースに固定されることを特徴とする請求項２記載のソーラー発電装置。
【請求項５】
前記ソーラー発電モジュールは、
前記第１ワイヤー、前記第２ワイヤー及び前記中柱に接続されるフレームと、
前記フレームに取付けられ、複数の太陽電池を接続してなる複数のソーラーパネルと、を含むことを特徴とする請求項１記載のソーラー発電装置。
【請求項６】
前記中柱の前記第２端は、自在継手により前記ソーラー発電モジュールの前記底部の前記中間部位にヒンジ接続されることを特徴とする請求項１記載のソーラー発電装置。
【請求項７】
前記中柱は、長さが伸縮可能な中柱であることを特徴とする請求項１記載のソーラー発電装置。
【請求項８】
前記第１巻取装置及び前記第２巻取装置は、前記中柱に移動可能に設置されることにより、前記第１巻取装置及び前記第２巻取装置を高度調整可能な巻取装置とすることを特徴とする請求項１記載のソーラー発電装置。
【請求項９】
前記第１巻取装置及び前記第２巻取装置は、前記ソーラー発電モジュールにより給電される電動巻取装置であることを特徴とする請求項１記載のソーラー発電装置。
【請求項１０】
前記第１傾斜アンカー部から前記第４傾斜アンカー部は、それぞれ引っ掛け鉤を有することを特徴とする請求項１記載のソーラー発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ソーラー発電装置に関し、特に、傾斜アンカー部を有するワイヤー制御を行う追尾型ソーラー発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ソーラー発電システムは建築物上に固定されており、太陽の位置に従って方向を調整することができないため、太陽エネルギーの利用率を大幅に低下させている。また、風力ソーラーハイブリッド発電システムは、風力発電機を支持する柱体によりソーラー発電モジュールを固定しているが、この種のシステムのソーラー発電モジュールは通常小さい。ソーラー発電モジュールの中央部は柱体に傾斜して直接固定されるので、ソーラー発電モジュールの面積が大きすぎると、強風により破損する恐れがある。なぜなら、柱体とソーラー発電モジュールとの間の接合強度が不足しているので、強風に抵抗できないからである。また、ソーラー発電モジュールに突然外力がかかった場合、ソーラー発電モジュールの剛性が高すぎるためにソーラー発電モジュールが容易に破壊される。よって、従来のソーラー発電システムは依然改善の余地があった。
【０００３】
本考案者は、台湾特許登録第Ｍ４２１４８０号により弾性ワイヤー制御追尾型ソーラー発電装置を開示するとともに、台湾特許公開第２０１４１８６４６号により、追尾型ソーラー発電機構の牽引制御装置を開示した。この二つの追尾型発電装置は、いずれも一つの固定構造に固定する必要がある。固定構造は、例えば、鋼板又は地面である。大きい鋼板又は十字型の鉄骨構造を固定構造とすると、鋼材のコストが非常に必要となる。地面を固定構造とすると、コンクリートにより建造された地面を固定構造とする必要がある。大型発電の場合、上記の発明は、いずれもコストが有効に削減できず、且つコンクリートを利用するとそれが硬化する時間も待たなければならず、迅速に施工を行うには不適切である。本考案は、上記二つの特許を改良しており、故に、二つの特許の全体的内容を参考として含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾特許登録第Ｍ４２１４８０号公報
【特許文献２】台湾特許公開第２０１４１８６４６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本考案の目的は中柱及びワイヤーによりソーラー発電モジュールを制御する追尾機能を利用したソーラー発電装置を提供することであり、且つ地面に杭打したアンカー部及び中柱によりこのソーラー発電装置を固定して、これにより堅牢で弾性的な支持及び追尾効果が得られる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本考案は、地面に取付けられ、且つ太陽光を電気エネルギーに変換し、第１角部位から第４角部位を有するソーラー発電モジュールと、第１端を地面に取付け、第２端をソーラー発電モジュールの底部の中間部位にヒンジ接続し、回動自在にソーラー発電モジュールを支持する中柱と、中柱に設置される第１巻取装置及び第２巻取装置と、第１角部位に接続される第１端及び第３角部位に接続される第２端を有し、第１巻取装置に巻き取られる第１ワイヤーと、第２角部位に接続される第１端及び第４角部位に接続される第２端を有し、第２巻取装置に巻き取られる第２ワイヤーと、地面に傾斜して杭打ちされ、それぞれ第１角部位から第４角部位に対応する第１傾斜アンカー部から第４傾斜アンカー部と、を有し、そのうち、前記第１巻取装置及び第２巻取装置の一つ又は両者により、ソーラー発電モジュールの方位角度を調整し、前記第１ワイヤーが第１傾斜アンカー部及び第３傾斜アンカーを貫通して、多重湾曲形構造を形成し、第２ワイヤーが第２傾斜アンカー部及び第４傾斜アンカー部を貫通して、別の多重湾曲形構造を形成し、第１傾斜アンカー部から第４傾斜アンカー部が中柱の方向に傾斜して延伸する、ワイヤー制御による追尾型ソーラー発電装置を提供する。
【考案の効果】
【０００７】
これにより、本考案の弾性ケーブル制御太陽追尾型ソーラー発電装置は、安定した弾性的な支持と太陽追尾の効果が達成できる。故に、大型発電装置に更に適合し、そして、自由度が高い回動及び移動機能を有し、太陽追尾の効果を達成でき、各種異なる応用に適合して、太陽エネルギーの利用率を有効に向上できる。更に、傾斜アンカー部によりワイヤーに対し有効な固定力量を提供し、ワイヤーが外れにくくなり、より堅牢な固定効果が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本考案の第一実施例に基づくソーラー発電装置を示す図である。
【図２】図２は本考案の第一実施例に基づくソーラー発電装置を示す図である。
【図３】図３は本考案の第一実施例に基づくソーラー発電装置の立体図である。
【図４】図４は本考案の第一実施例に基づくソーラー発電モジュールの俯瞰図である。
【図５】図５は本考案の第一実施例に基づくソーラー発電モジュールの俯瞰図である。
【図６】図６は本考案の第一実施例に基づくソーラー発電装置のソーラーパネルの俯瞰図である。
【図７】図７は本考案の第一実施例に基づくソーラー発電モジュールと第一及び第二巻取装置の接続ブロック図である。
【図８Ａ】本考案の第２実施例のソーラー発電装置の立体図である。
【図８Ｂ】本考案の第２実施例のソーラー発電装置の正面図である。
【図９Ａ】本考案の第２実施例のソーラー発電装置の中柱及び傾斜アンカー部の俯瞰図である。
【図９Ｂ】本考案の第２実施例のソーラー発電装置の中柱及び傾斜アンカー部の正面図である。
【図９Ｃ】本考案の第２実施例のソーラー発電装置の中柱及び傾斜アンカー部の立体図である。
【図１０】本考案の第３実施例の傾斜アンカー部を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本考案の上記内容を更に明らかに、わかり易くするために、以下において実施例を挙げ、図面をあわせて詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
以下で述べる「接続」とは、「直接的な接続」又は「間接的な接続」を含むが、これに制限されない。
【００１１】
図１と図２は、本考案の第一実施例に基づくソーラー発電装置１の二つの状態を示した図である。図３は、本考案の第一実施例に基づくソーラー発電装置１の立体図である。図１から図３に示すように、本考案の第一実施例の弾性ケーブル制御太陽追尾型ソーラー発電装置１は、地面２に弾性的に取付けられ、ソーラー発電モジュール１０と、中柱２０と、第一及び第二巻取装置３１、３２と、第一ケーブル５０及び第二ケーブル６０と、第一から第四の傾斜アンカー部４１〜４４と、を含む。また、本考案の特徴が曖昧にならないように、図１と図２の第一及び第二巻取装置３１、３２は適切な程度に簡略化していることに注意されたい。地面２の材質は、一般的に土であるが、しかし、礫、砂利又はその他適切な材料などでもよい。
【００１２】
ソーラー発電モジュール１０は、光エネルギーを電気エネルギーに変換し、又第一から第四の角部１１〜１４を有する。第一から第四の角部１１〜１４は、ソーラー発電モジュール１０の四つの角に非常に隣接させなくてもよく、四つの角の付近であればよい。
【００１３】
中柱２０の第一端２１は地面２に取付けられ、中柱２０の第二端２２はソーラー発電モジュール１０の底部１０Ｂの中間部１０Ｍにヒンジ接続され、ソーラー発電モジュール１０を回動自在に支持する。中間部１０Ｍはソーラー発電モジュール１０の重心に位置することが最も好ましいが、ソーラー発電モジュール１０の重心付近でもよく、これは特に制限されない。中柱２０の第二端２２は、ユニバーサルジョイント２５を介してソーラー発電モジュール１０の底部１０Ｂの中間部１０Ｍにヒンジ接続される。ユニバーサルジョイント２５は、ボール及びボールに合わせた球形の窪み部を有するが、これは当業者が熟知しているところであるので、詳細に説明しない。このように、ソーラー発電モジュール１０は、ユニバーサルジョイント２５を中心に回動自在であり、ユーザーがソーラー発電モジュール１０の設置角度を容易に調整でき、太陽追尾の効果が達成できる。本実施例において、中柱２０は、第１段部２３、第２段部２４及びベース２６を含む。第１段部２３は、中柱２０の第１端２１を有し、地面２に埋設される。第２段部２４は、中柱２０の第２端２２を有する。ベース２６は、第１段部２３と第２段部２４に接続され、地面２から露出する。中柱２０の長さは伸縮可能であるが、固定されてもよい。第一/第二巻取装置３１/３２の回動により、第一/第二巻取装置３１/３２の両側の第一/第二ケーブル５０/６０の一部の長さを変更でき、それによりソーラー発電モジュール１０の角度を変更できる。
【００１４】
第一及び第二巻取装置３１、３２は中柱２０に設置される。特に、第一及び第二巻取装置３１、３２は、中柱２０に移動可能に設置されて、第一及び第二巻取装置３１、３２の高さが調整できる。例えば、歯車とラックの組合せ、ナットとスクリューの組合せなどの機構により第一及び第二巻取装置３１、３２の高さが調整できる。この種の機構は当業者であれば容易に理解できるので、ここでは詳細に述べない。第一及び第二巻取装置３１、３２は、手動又は電動の巻取装置であってもよい。第一及び第二巻取装置３１、３２は中柱２０の内部に、又は中柱２０の外部に設置できるが、これは特に限定しない。
【００１５】
第一ケーブル５０は、第一角部１１に接続された第一端５１及び第三角部１３に接続された第二端５２を有する。第一ケーブル５０は、第一巻取装置３１に巻き取られる。
【００１６】
第二ケーブル６０は、第二角部１２に接続された第一端６１及び第四角部１４に接続された第二端６２を有する。第二ケーブル６０は、第二巻取装置３２に巻き取られる。第一巻取装置３１及び第二巻取装置３２のうち一つ又は両者を回動することにより、ソーラー発電モジュール１０の方位角度を調整し、太陽追尾の効果を達成でき、発電効率が最適化される。
【００１７】
第１傾斜アンカー部４１から第４傾斜アンカー部４４は、地面２に傾斜して杭打ちされ取付けられ、それぞれ第１角部位１１から第４角部位１４に対応し、第１ワイヤー５０は、第１傾斜アンカー部４１の第１端４１Ａ及び第３傾斜アンカー部４３の第１端４３Ａを貫通して多重湾曲形構造を形成し、ここにおいては、Ｗ字形構造である。従って、第１ワイヤー５０は第１端５１から第２端５２が第１傾斜アンカー部４１、第１巻取装置３１、第３傾斜アンカー部４３を順に通過する。第２ワイヤー６０は、第２傾斜アンカー部４２の第１端４２Ａ及び第４傾斜アンカー部４４の第１端４４Ａを貫通して別の多重湾曲構造を形成し、ここにおいてもＷ字型構造である。第１傾斜アンカー部４１〜第４傾斜アンカー部４４は、第１端４１Ａ〜４４Ａから第２端４１Ｂ〜４４Ｂが前記中柱２０の方向へ傾斜して延伸する。第１巻取装置３１/第２巻取装置３２により、第１巻取装置３１/第２巻取装置３２の両側の第１ワイヤー５０/第２ワイヤー６０の一部の長さを変更することにより、ソーラー発電モジュール１０の角度を変更できる。従って、第２ワイヤー６０は、第１端６１から第２端６２までが、第２傾斜アンカー部４２、第２巻取装置３２、第４傾斜アンカー部４４の順に通過する。このような二つのＷ構造は、全てのソーラー発電装置１の構造をより安定させ、更に強風又は地震などの外部圧力による破壊を受けにくい。
【００１８】
実施例において、中柱２０と傾斜アンカー部４１〜４４は、円柱により実施される。その他の実施例において、中柱２０及び傾斜アンカー部４１〜４４は、Ｈ字型梁により実施される。図１において、ワイヤー５０/６０は、傾斜アンカー部４３/４４に対し力量Ｆを加える。傾斜アンカー部４１〜４４はこの鉛直方向アンカー部と比較してより堅牢な固定力を提供し、安定してワイヤーのアンカー効果を補助できることが理解できる。傾斜アンカー部４１〜４４は、鉛直方向に対し傾斜角θを有し、実施例において、１５度から７５度の間であり、その他の実施例において、３０度から６０度の間である。
【００１９】
この他、ソーラー発電装置１は、複数のバッファー部材７０を更に含み、バッファー部材７０は、中柱２０及びソーラー発電モジュール１０に伸縮自在に接続されて、ソーラー発電モジュール１０の支持を補助し、且つ外力を緩衝する。バッファー部材７０は、例えば油圧シリンダー、気圧シリンダー等緩衝作用を提供する部材であり、これによりソーラー発電モジュール１０が受ける大きな外力を緩衝して、破損を低減させる。
【００２０】
図４及び図５は、本考案の第一実施例に基づくソーラー発電モジュール１０の俯瞰図の二つの例を示す。図４及び図５に示すように、ソーラー発電モジュール１０は、フレーム１５と複数のソーラーパネル１６を含む。フレーム１５は、第一ケーブル５０と第二ケーブル６０と中柱２０に接続される。複数のソーラーパネル１６は、フレーム１５に取付けられ、配列の方式で配置され、且つ並列接続及び/又は直列接続の方式で電気的に接続される。図４及び図５の差異は、第一角部１１と第二角部１２の定義位置が異なることにより、第一ケーブル５０と第二ケーブル６０のルートが異なることである。
【００２１】
図６は、本考案の第一実施例に基づくソーラー発電装置１のソーラーパネル１６の俯瞰図である。図６に示すように、各ソーラーパネル１６は複数の太陽電池１７を並列及び/又は直列に接続してなる。太陽電池１７は、単結晶、多結晶、フィルム又はその他種類の太陽電池であってもよい。
【００２２】
図７は、本考案の第一実施例に基づくソーラー発電モジュールと第一及び第二巻取装置の接続ブロック図である。図７に示すように、第一及び第二巻取装置３１、３２は、ソーラー発電モジュール１０から給電された電動巻取装置である。
【００２３】
図８Ａと図８Ｂは、それぞれ本考案の第２実施例に基づくソーラー発電装置の立体図及び正面図である。図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、本実施例は第１実施例に類似し、相異する箇所は、ソーラー発電装置が更に第１弾性調整部材４５、第２弾性調整部材４６及び第３弾性調整部材４７、第４弾性調整部材４８を備えることである。第１弾性調整部材４５及び第２弾性調整部材４６は、ベース２６及び第１ワイヤー５０に接続され、第１ワイヤー５０の張力を調整する。第３弾性調整部材４７及び第４弾性調整部材４８は、ベース２６及び第２ワイヤー６０に接続され第２ワイヤー６０の張力を調整する。各弾性調整部材４５〜４８は、対応するワイヤー５０/６０に移動自在に接続され、ベース２６に固定される。即ち、滑車又はリングを媒介として各弾性調整部材４５〜４８を対応するワイヤー５０/６０に移動自在に接続される。弾性調整部材は、バネを含んでもよい。
【００２４】
図９Ａから図９Ｃはそれぞれ本考案の第２実施例に基づくソーラー発電装置の中柱２０及び傾斜アンカー部４１〜４４の俯瞰図、正面図及び立体図である。図９Ａから図９Ｃは、中柱２０及び傾斜アンカー部４１〜４４が如何に地面２に杭打し固定されるかが理解できる。施工実施時において、一部分の中柱２０（第１段部２３）及び傾斜アンカー部４１〜４４が地面に杭打ち固定され、次いで、もう一方の部分の中柱２０（第２段部２４）は、ベース２６を介して固定された第１段部２３に、例えば、ねじ止め又は溶接により取付けられる。非常に多くのソーラー発電装置を設置する場合、杭打ち工程を大量に行った後、更に後続の施工行程を大量に行うことができ、施工コストを削減し且つ施工時間を短縮することができる。
【００２５】
図１０は、本考案の第３実施例に基づく傾斜アンカー部の図である。図１０に示されるように、第１傾斜アンカー部４１から第４傾斜アンカー部４４は、それぞれ引っ掛け鉤４９を有する。引っ掛け鉤４９により第１傾斜アンカー部４１から第４傾斜アンカー部４４は、より引き抜きが困難になる。同様に、中柱２０にも引っ掛け鉤を備えてもよい。
【００２６】
本考案の弾性ケーブル制御太陽追尾型ソーラー発電装置により、安定した弾性を有する支持と太陽追尾効果が達成でき、故に大型発電装置に更に適しており、且つ自由度が高い回動及び移動機能を有するので、太陽追尾の効果が達成でき、各種異なる応用に適合し、太陽エネルギーの利用率を有効に向上できる。更に、傾斜アンカー部がワイヤーに対し有効な固定力量を提供することにより、ワイヤーが抜け落ちることがより困難であり、堅牢な固定効果が達成できる。
【００２７】
以上のように、実施例により本考案を説明したが、本考案の範囲をこれに限定するものではない。本考案の本質内であれば、当業者は各種変形や変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００２８】
F：拉力
θ：傾斜角
１：ソーラー発電装置
２：地面
１０：ソーラー発電モジュール
１０Ｂ：底部
１０Ｍ：中間部
１１：第一角部
１２：第二角部
１３：第三角部
１４：第四角部
１５：フレーム
１６：ソーラーパネル
１７：太陽電池
２０：中柱
２１：第一端
２２：第二端
２３：第一區段
２４：第二區段
２５：ユニバーサルジョイント
２６：底座
３１：第一巻取装置
３２：第二巻取装置
４０：ばね
４１：第一傾斜アンカー部
４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ：第一端
４１Ｂ、４２Ｂ、４３Ｂ、４４Ｂ：第二端
４２：第二傾斜アンカー部
４３：第三傾斜アンカー部
４４：第四傾斜アンカー部
４５〜４８：弾性調整部材
４９：引っ掛け鉤
５０：第一ケーブル
５１：第一端
５２：第二端
６０：第二ケーブル
６１：第一端
６２：第二端
７０：バッファー部材
【図１】
0003195656.tif 000003
【図２】
0003195656.tif 000004
【図３】
0003195656.tif 000005
【図４】
0003195656.tif 000006
【図５】
0003195656.tif 000007
【図６】
0003195656.tif 000008
【図７】
0003195656.tif 000009
【図８Ａ】
0003195656.tif 000010
【図８Ｂ】
0003195656.tif 000011
【図９Ａ】
0003195656.tif 000012
【図９Ｂ】
0003195656.tif 000013
【図９Ｃ】
0003195656.tif 000014
【図１０】
0003195656.tif 000015