(57)【要約】  一実施形態では、追尾駆動型太陽光発電装置（１）は、モジュールパネル（１０）（主桁部材２２で支持された駆動用太陽電池モジュール（１２）および並置用太陽電池モジュール（１３））の傾倒位置を制御する傾倒駆動部（２１）と、モジュールパネル（１０）の旋回位置を制御する旋回駆動部（２５）と、傾倒駆動部（２１）および旋回駆動部（２５）を一体に連結した追尾制御基台（２０ｃ）とを有する追尾制御部（２０）を備える。駆動用太陽電池モジュール（１２）は、長さ方向中央で底板部（１４ｂ）の内側に傾倒駆動部（２１）を収容した傾倒駆動収容部（１７）を備える。傾倒駆動部（２１）の回転中心である傾倒回転軸（２１ｓ）を底板部（１４ｂ）に対して駆動用太陽電池モジュール（１２）の重心（ＣＧ）側に配置してある。
2009128422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子を配設したモジュールパネルと、該モジュールパネルを駆動して太陽を追尾させる追尾制御部とを備える追尾駆動型太陽光発電装置であって、
前記追尾制御部は、前記モジュールパネルの傾倒位置を制御する傾倒駆動部と、前記モジュールパネルの旋回位置を制御する旋回駆動部とを備え、
前記傾倒駆動部は、前記モジュールパネルの底板部に対して前記モジュールパネルの重心側に配置された傾倒回転軸を中心に前記モジュールパネルを回転させる構成としてあること
を特徴とする追尾駆動型太陽光発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の追尾駆動型太陽光発電装置であって、
前記傾倒回転軸は、前記モジュールパネルの重心に合わせてあること
を特徴とする追尾駆動型太陽光発電装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の追尾駆動型太陽光発電装置であって、
前記追尾制御部は、前記傾倒駆動部と前記旋回駆動部とを一体に連結した追尾制御基台を備えること
を特徴とする追尾駆動型太陽光発電装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の追尾駆動型太陽光発電装置であって、
前記モジュールパネルは、前記モジュールパネルの水平方向の中央に配置された長尺状の駆動用太陽電池モジュールと、該駆動用太陽電池モジュールの両側に配置された長尺状の並置用太陽電池モジュールと、駆動用太陽電池モジュールおよび並置用太陽電池モジュールの底板部を支持する主桁部材とを備え、
前記駆動用太陽電池モジュールは、モジュール筐体の長さ方向中央の底面内側に前記傾倒駆動部を収容した傾倒駆動収容部を備えること
を特徴とする追尾駆動型太陽光発電装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の追尾駆動型太陽光発電装置であって、
前記モジュールパネルは、前記モジュールパネルの水平方向の中央に前記傾倒駆動部を位置させた傾倒駆動配置部と、該傾倒駆動配置部の両側に配置された長尺状の並置用太陽電池モジュールと、該並置用太陽電池モジュールの底板部を支持する主桁部材とを備えること
を特徴とする追尾駆動型太陽光発電装置。
【請求項６】
請求項４に記載の追尾駆動型太陽光発電装置であって、
前記傾倒駆動部は、２本の前記主桁部材で相互に連結され前記並置用太陽電池モジュールの長さ方向の側板部に対応させて配置された一対の連結板と、該連結板の間および前記主桁部材の間に配置され前記連結板に固定されて前記傾倒回転軸を中心に前記連結板を回転させる回転駆動機とを備えること
を特徴とする追尾駆動型太陽光発電装置。
【請求項７】
請求項５に記載の追尾駆動型太陽光発電装置であって、
前記傾倒駆動部は、２本の前記主桁部材で相互に連結され前記並置用太陽電池モジュールの長さ方向の側板部に対応させて配置された一対の連結板と、該連結板の間および前記主桁部材の間に配置され前記連結板に固定されて前記傾倒回転軸を中心に前記連結板を回転させる回転駆動機とを備えること
を特徴とする追尾駆動型太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池素子を配設したモジュールパネルと、モジュールパネルを駆動して太陽を追尾させる追尾制御部とを備える追尾駆動型太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギを電力に変換する太陽光発電装置が知られている。また、化石燃料などが不要で環境への影響がほとんどないことから、大電力の太陽光発電装置の開発が求められている。さらに、発電容量を大きくして大電力を発生するために、太陽軌道（太陽の高度および太陽の方位角で決定される。）を追尾し、太陽電池素子が配設されたモジュールパネルを回動（追尾駆動）させる追尾駆動型太陽光発電装置が提案されている（例えば、特許文献１ないし特許文献３参照。）。【０００３】
特に集光レンズを適用した集光型太陽光発電装置は、太陽光を追尾駆動（追尾集光）することによって、集光した太陽光を太陽電池素子の受光面に垂直に照射することが可能となることから、発電効率を大きく向上させることができるという利点がある。このような特長から、集光レンズを適用した集光型太陽光発電装置（追尾駆動型太陽光発電装置）は、広大な面積を利用して設置することが可能な地域などで、電力供給する合理的な手段として利用されつつある。【０００４】
図１３、図１４に基づいて従来の追尾駆動型太陽光発電装置について説明する。【０００５】
図１３は、従来の追尾駆動型太陽光発電装置の側面図である。図１４は、図１３に示した追尾駆動型太陽光発電装置の正面図である。【０００６】
追尾駆動型太陽光発電装置１０１は、太陽電池素子（不図示）を配置したモジュールパネル１１０と、モジュールパネル１１０の背面に設置されモジュールパネル１１０を太陽に向けて追尾させる追尾制御部１２０とを備える。【０００７】
モジュールパネル１１０は、太陽電池素子を実装した太陽電池モジュール１１１（並置用太陽電池モジュール１１３）を複数並置して構成してある。各太陽電池モジュール１１１は、長尺状のモジュール筐体１１４を備える。垂直方向へ長尺状とされた太陽電池モジュール１１１は、水平方向に複数並置され、底板部を水平方向に延長された主桁部材１２２で支持固定されている。【０００８】
追尾制御部１２０は、モジュールパネル１１０の傾倒位置を制御する傾倒駆動部１２１（パワーシリンダ）と、モジュールパネル１１０の旋回位置を制御する旋回駆動部１２５（ウォーム減速機）とを備える。つまり、傾倒駆動部１２１は、モジュールパネル１１０を太陽の高度に対応させ、旋回駆動部１２５は、モジュールパネル１１０を太陽の方位角に対応させる。【０００９】
旋回駆動部１２５は、支柱１１９の頂面（フランジ面）に設置され、旋回回転軸１２５ｓを中心として水平方向にモジュールパネル１１０を旋回させる旋回制御を実行する。【００１０】
傾倒駆動部１２１は、太陽電池モジュール１１１の裏面外側で主桁部材１２２に連結して設けられた支持板１２１ｐを介して傾倒回転軸１２１ｓに係合させてある。つまり、傾倒回転軸１２１ｓを中心として垂直方向でモジュールパネル１１０を傾倒させる傾倒制御を実行する。【００１１】
なお、モジュールパネル１１０の傾倒位置は、上方に配置された主桁部材１２２に連結された傾倒支点１２１ｂと傾倒制御支点１２１ｃとの間の間隔を傾倒駆動部１２１で制御することによって実行することが可能である。【００１２】
従来の追尾駆動型太陽光発電装置１０１では、傾倒駆動部１２１および旋回駆動部１２５は動作機構も全く異なっていることから別々に組み立てられ、また、傾倒駆動部１２１と傾倒回転軸１２１ｓとは互いに異なる位置に配置されている。したがって、追尾制御部１２０の構成が大型化し、組み立て工程が複雑になり、生産性（組み立て性、取り付け性）が低くコスト高をもたらすという問題があった。【００１３】
また、傾倒駆動部１２１は、傾倒回転軸１２１ｓをモジュールパネル１１０（太陽電池モジュール１１１）の底板部から外側に露出させた形態で配置してある。つまり、モジュールパネル１１０の重心ＣＧから離れた位置で傾倒を制御する形態となっている。したがって、傾倒駆動部１２１には重心ＣＧでの重力Ｗｇが回転トルクとして作用し、太陽電池モジュール１１１の傾倒位置を制御するために大きな傾倒トルクを必要とすることとなる。つまり、傾倒駆動部１２１を大容量化、大型化する必要があり、傾倒駆動部１２１のコストが増大するという問題があった。また、傾倒駆動部１２１を駆動する駆動電力が大きいことから、大きな稼動電力が必要となり、稼動効率が低下し、稼動コストが高くなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２０２８１７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９３３１号公報
【特許文献３】特開２００７−１０３７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、太陽電池素子を配設したモジュールパネルと、モジュールパネルを駆動して太陽を追尾させる追尾制御部とを備える追尾駆動型太陽光発電装置であって、モジュールパネルの底板部に対してモジュールパネルの重心側に配置された傾倒回転軸を中心にモジュールパネルを回転させる傾倒駆動部を備えることにより、モジュールパネルの傾倒位置を制御するときに必要な駆動トルクを低減し、傾倒駆動部を小型化、省電力化、低コスト化して、優れた信頼性および稼動効率を有する安価な追尾駆動型太陽光発電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る追尾駆動型太陽光発電装置は、太陽電池素子を配設したモジュールパネルと、該モジュールパネルを駆動して太陽を追尾させる追尾制御部とを備える追尾駆動型太陽光発電装置であって、前記追尾制御部は、前記モジュールパネルの傾倒位置を制御する傾倒駆動部と、前記モジュールパネルの旋回位置を制御する旋回駆動部とを備え、前記傾倒駆動部は、前記モジュールパネルの底板部に対して前記モジュールパネルの重心側に配置された傾倒回転軸を中心に前記モジュールパネルを回転させる構成としてあることを特徴とする。【００１７】
この構成により、モジュールパネルの底板部に対して傾倒回転軸をモジュールパネルの重心に近づけることが可能となることから、モジュールパネルの傾倒位置を制御するときに必要な駆動トルクを低減することが可能となるので、傾倒駆動部を小型化、省電力化、低コスト化して、優れた信頼性および稼動効率を有する安価な追尾駆動型太陽光発電装置とすることができる。【００１８】
また、本発明に係る追尾駆動型太陽光発電装置では、前記傾倒回転軸は、前記モジュールパネルの重心に合わせてあることを特徴としてもよい。【００１９】
この構成により、傾倒位置の制御に必要な駆動トルクを極小化することが可能となり、信頼性および稼動効率をさらに向上させることができる。【００２０】
また、本発明に係る追尾駆動型太陽光発電装置では、前記追尾制御部は、前記傾倒駆動部と前記旋回駆動部とを一体に連結した追尾制御基台を備えることを特徴としてもよい。【００２１】
この構成により、傾倒駆動部および旋回駆動部を一体化することが可能となり、追尾制御部の構造を小型化、簡略化、高精度化してモジュールパネルおよび支柱に対する組み立てを容易化することができるので、追尾制御部の低コスト化、設置工数の低減が可能で優れた信頼性および稼動効率を有する安価な追尾駆動型太陽光発電装置とすることができる。【００２２】
また、本発明に係る追尾駆動型太陽光発電装置では、前記モジュールパネルは、前記モジュールパネルの水平方向の中央に配置された長尺状の駆動用太陽電池モジュールと、該駆動用太陽電池モジュールの両側に配置された長尺状の並置用太陽電池モジュールと、駆動用太陽電池モジュールおよび並置用太陽電池モジュールの底板部を支持する主桁部材とを備え、前記駆動用太陽電池モジュールは、モジュール筐体の長さ方向中央の底面内側に前記傾倒駆動部を収容した傾倒駆動収容部を備えることを特徴としてもよい。【００２３】
この構成により、モジュールパネルの重心に対する傾倒回転軸の位置決めを容易かつ高精度に画定し、傾倒駆動部を傾倒駆動収容部で保護することが可能となるので、太陽電池素子のモジュールパネルでの配置密度を高くし、また、モジュールパネルによる荷重を傾倒駆動部に均衡させて印加し、容易かつ高精度に傾倒制御を実行することができる信頼性の高い傾倒駆動部とすることができる。【００２４】
また、本発明に係る追尾駆動型太陽光発電装置では、前記モジュールパネルは、前記モジュールパネルの水平方向の中央に前記傾倒駆動部を位置させた傾倒駆動配置部と、該傾倒駆動配置部の両側に配置された長尺状の並置用太陽電池モジュールと、該並置用太陽電池モジュールの底板部を支持する主桁部材とを備えることを特徴としてもよい。【００２５】
この構成により、傾倒駆動部を容易かつ高精度に配置することが可能となるので、モジュールパネルによる荷重を傾倒駆動部に均衡させて印加し、容易かつ高精度に傾倒制御を実行することができる信頼性の高い傾倒駆動部とすることができる。【００２６】
また、本発明に係る追尾駆動型太陽光発電装置では、前記傾倒駆動部は、２本の前記主桁部材で相互に連結され前記並置用太陽電池モジュールの長さ方向の側板部に対応させて配置された一対の連結板と、該連結板の間および前記主桁部材の間に配置され前記連結板に固定されて前記傾倒回転軸を中心に前記連結板を回転させる回転駆動機とを備えることを特徴としてもよい。【００２７】
この構成により、連結板を容易かつ高精度に回転させて一対の主桁部材を容易かつ高精度に傾倒させることから、モジュールパネルの傾倒位置を容易かつ高精度に制御することが可能となり、簡単な構造で機械的に安定した信頼性の高い傾倒駆動部とすることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る追尾駆動型太陽光発電装置によれば、太陽電池素子を配設したモジュールパネルと、モジュールパネルを駆動して太陽を追尾させる追尾制御部とを備える追尾駆動型太陽光発電装置であって、追尾制御部は、モジュールパネルの傾倒位置を制御する傾倒駆動部と、モジュールパネルの旋回位置を制御する旋回駆動部とを備え、傾倒駆動部は、モジュールパネルの底板部に対してモジュールパネルの重心側に配置された傾倒回転軸を中心にモジュールパネルを回転させる構成とすることから、モジュールパネルの底板部に対して傾倒回転軸をモジュールパネルの重心に近づけることが可能となり、モジュールパネルの傾倒位置を制御するときに必要な駆動トルクを低減することが可能となるので、傾倒駆動部を小型化、省電力化、低コスト化して、優れた信頼性および稼動効率を有する安価な追尾駆動型太陽光発電装置とすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る追尾駆動型太陽光発電装置を背面側から見た状態を示す背面側斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る追尾駆動型太陽光発電装置のモジュールパネルを構成する駆動用太陽電池モジュールを分解して示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る追尾駆動型太陽光発電装置のモジュールパネルを構成する並置用太陽電池モジュールを分解して示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る追尾駆動型太陽光発電装置の追尾制御部を構成する傾倒駆動部および旋回駆動部を側面から見て概念的に示す概略側面図である。
【図５】図４に示した傾倒駆動部を中心とした駆動用太陽電池モジュールおよび並置用太陽電池モジュールの配置関係を図４の矢符ＶＶ方向から見て概念的に示す概略平面図である。
【図６】図４に示した傾倒駆動部を中心とした駆動用太陽電池モジュールおよび並置用太陽電池モジュールの配置関係を図４の矢符ＨＨ方向から見て概念的に示す概略背面図である。
【図７】図６に示した太陽電池モジュールに配置された太陽電池素子とモジュール筐体の配置関係を主桁部材と交差する方向から見て概念的に示す概略端面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る追尾駆動型太陽光発電装置の太陽電池モジュールの配置関係を図６の場合に対比させて示す概略背面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る並置用太陽電池モジュールおよびモジュール筐体の組み立て工程を斜視図で示す工程図であり、図９（Ａ）は準備した側板部および底板部を、図９（Ｂ）は側板部および底板部を連結して形成した枠体を、図９（Ｃ）は枠体に仕切板を連結した状態を、図９（Ｄ）は枠体の両端に封止板を取り付けた状態を、図９（Ｅ）は側板部の頂部に透光性保護板および集光レンズを配置した状態をそれぞれ示す。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る追尾駆動型太陽光発電装置を分解して示す分解斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る追尾駆動型太陽光発電装置の外観の概略を示す外観図であり、図１１（Ａ）は正面図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の矢符Ｂ方向から見た側面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４の変形例に係る追尾駆動型太陽光発電装置の追尾制御部を構成する傾倒駆動部および旋回駆動部を側面から見て概念的に示す概略側面図である。
【図１３】従来の追尾駆動型太陽光発電装置の側面図である。
【図１４】図１３に示した追尾駆動型太陽光発電装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
＜実施の形態１＞
図１ないし図７に基づいて、本実施の形態に係る追尾駆動型太陽光発電装置について説明する。
【００３２】
図１は、本発明の実施の形態１に係る追尾駆動型太陽光発電装置を背面側から見た状態を示す背面側斜視図である。
【００３３】
本実施の形態に係る追尾駆動型太陽光発電装置１は、太陽電池素子１５（図５、図７参照）を配設したモジュールパネル１０と、モジュールパネル１０を駆動して太陽を追尾させる追尾制御部２０とを備える。追尾制御部２０は、モジュールパネル１０の傾倒位置を制御する傾倒駆動部２１と、モジュールパネル１０の旋回位置を制御する旋回駆動部２５とを備える。つまり、傾倒駆動部２１は、太陽の高度を追尾し、旋回駆動部２５は、太陽の方位角を追尾する。
【００３４】
また、追尾制御部２０は、水平方向ＨＤに対して直交する垂直方向ＶＤに立設された支柱１９のフランジ面に取り付けてある。したがって、追尾制御部２０は、太陽（太陽光ＬＳ）を追尾してモジュールパネル１０を太陽光ＬＳの方向へ向けることが可能となる。
【００３５】
モジュールパネル１０は、モジュールパネル１０の水平方向ＨＤの中央に配置された長尺状の駆動用太陽電池モジュール１２と、駆動用太陽電池モジュール１２の両側に配置された長尺状の並置用太陽電池モジュール１３と、駆動用太陽電池モジュール１２および並置用太陽電池モジュール１３の底板部１４ｂを支持する主桁部材２２とを備える。本実施の形態では、１台の駆動用太陽電池モジュール１２と、例えば８台の並置用太陽電池モジュール１３によってモジュールパネル１０を構成してある。
【００３６】
駆動用太陽電池モジュール１２および並置用太陽電池モジュール１３（以下、駆動用太陽電池モジュール１２と並置用太陽電池モジュール１３とを区別する必要が無い場合は、単に太陽電池モジュール１１とすることがある。）は、それぞれ、側板部１４ｓ、底板部１４ｂで構成されるモジュール筐体１４を有している。上述したとおり、モジュール筐体１４は、垂直方向で長尺状としてあり、水平方向に延長して配置された２本の主桁部材２２によって支持されていることから、機構的に安定した構造となっている。
【００３７】
駆動用太陽電池モジュール１２は、長さ方向（垂直方向ＶＤ）中央の底板部１４ｂの内側に傾倒駆動部２１を収容した傾倒駆動収容部１７を備える。駆動用太陽電池モジュール１２は、傾倒駆動収容部１７以外の部分に太陽電池素子１５を配置できる。
【００３８】
つまり、本実施の形態に係るモジュールパネル１０は、太陽電池素子１５を実装した駆動用太陽電池モジュール１２を中央に配置することから、後述する実施の形態２に比較してモジュールパネル１０での太陽電池素子１５の配置密度を高くすることが可能となる。
【００３９】
図２は、本発明の実施の形態１に係る追尾駆動型太陽光発電装置のモジュールパネルを構成する駆動用太陽電池モジュールを分解して示す分解斜視図である。
【００４０】
駆動用太陽電池モジュール１２は、側板部１４ｓ、底板部１４ｂ、および仕切板１４ｄを有するモジュール筐体１４を備える。側板部１４ｓは、長尺方向の側面を構成する。底板部１４ｂは、長尺方向の底面を構成する。仕切板１４ｄは、側板部１４ｓの機械的強度および位置決め精度を向上させる。
【００４１】
底板部１４ｂには、太陽電池素子１５へ太陽光ＬＳを照射するための太陽光透過穴１４ｈが設けてある。太陽光ＬＳが入射するモジュール筐体１４の頂部１４ｔには、外側に透光性保護板３１、内側に集光レンズ３２が積層され、配置してある。
【００４２】
透光性保護板３１は、例えばガラス板などで構成され、外部環境から太陽電池素子１５を保護、また、集光レンズ３２を保持する。また、集光レンズ３２は、例えばアクリル樹脂などで構成されたフレネルレンズであり、太陽光ＬＳを太陽電池素子１５へ集光する機能を有する。
【００４３】
底板部１４ｂの裏面には、太陽電池素子１５が実装された実装基板１５ｂ（図５、図７参照）が配置してある。したがって、集光レンズ３２によって集光された太陽光ＬＳを太陽光透過穴１４ｈから太陽電池素子１５に照射することが可能である。
【００４４】
１枚の透光性保護板３１に対応させて１０個（２列×５個）の集光レンズ３２を配置してある。つまり、１枚の透光性保護板３１に対して１０個の太陽電池素子１５を配置することが可能である。１０個（２列×５個）の集光レンズ３２は、集光レンズ群３２ｇを構成する。
【００４５】
モジュール筐体１４に対して３枚の透光性保護板３１および３枚の集光レンズ群３２ｇを対応させている。したがって、モジュール筐体１４の長さ方向の誤差、変動に対しても精度良く集光レンズ３２の位置を合わせることが可能となる。
【００４６】
また、３枚の透光性保護板３１および３枚の集光レンズ群３２ｇは、それぞれの端部が仕切板１４ｄで支持される形態としてある。したがって、仕切板１４ｄは、側板部１４ｓ（モジュール筐体１４）の位置精度の向上に加えて、透光性保護板３１および集光レンズ群３２ｇの機械的強度を向上させることができる。
【００４７】
本実施の形態に係る駆動用太陽電池モジュール１２は、モジュール筐体１４の長さ方向中央の底面内側（底板部１４ｂに対して内側）に傾倒駆動部２１を収容する傾倒駆動収容部１７を備える。したがって、傾倒駆動収容部１７に対応する領域の底板部１４ｂでは、太陽電池素子１５および実装基板１５ｂの配置が制限される。
【００４８】
つまり、中央の集光レンズ群３２ｇの中央に位置する集光レンズ３２ｓに対応する領域では、太陽電池素子１５および実装基板１５ｂは配置されず、代わりに傾倒駆動部２１が配置されている（図６参照）。しかし、１枚の透光性保護板３１に対して８個の太陽電池素子１５を配置することが可能であり、太陽電池素子１５の配置密度の低下を最小に抑えることができる。
【００４９】
図３は、本発明の実施の形態１に係る追尾駆動型太陽光発電装置のモジュールパネルを構成する並置用太陽電池モジュールを分解して示す分解斜視図である。
【００５０】
並置用太陽電池モジュール１３の構成は、駆動用太陽電池モジュール１２の構成と基本的に同じであるので、主に異なる事項について説明する。
【００５１】
並置用太陽電池モジュール１３は、駆動用太陽電池モジュール１２に対して傾倒駆動収容部１７を有しない点で異なる。つまり、並置用太陽電池モジュール１３は、傾倒駆動収容部１７を有しないことから、３枚の集光レンズ群３２ｇの内で中央の集光レンズ群３２ｇに対応する底板部１４ｂに、他の２枚の集光レンズ群３２ｇに対応する底板部１４ｂと同様、１０個の太陽電池素子１５を配置することが可能である。したがって、並置用太陽電池モジュール１３では、太陽電池素子１５の配置密度を最大化することができる。その他の事項については説明を省略する。
【００５２】
図４は、本発明の実施の形態１に係る追尾駆動型太陽光発電装置の追尾制御部を構成する傾倒駆動部および旋回駆動部を側面から見て概念的に示す概略側面図である。
【００５３】
また、図５は、図４に示した傾倒駆動部を中心とした駆動用太陽電池モジュールおよび並置用太陽電池モジュールの配置関係を図４の矢符ＶＶ方向から見て概念的に示す概略平面図である。
【００５４】
また、図６は、図４に示した傾倒駆動部を中心とした駆動用太陽電池モジュールおよび並置用太陽電池モジュールの配置関係を図４の矢符ＨＨ方向から見て概念的に示す概略背面図である。
【００５５】
上述したとおり、追尾制御部２０は、傾倒駆動部２１および旋回駆動部２５を備える。傾倒駆動部２１および旋回駆動部２５は、一体の追尾制御基台２０ｃに設置してある。追尾制御基台２０ｃは、支柱１９の頂面（フランジ面）に設置してある。つまり、追尾制御部２０は、傾倒駆動部２１と旋回駆動部２５とを一体に連結した追尾制御基台２０ｃを備える。
【００５６】
この構成により、傾倒駆動部２１および旋回駆動部２５を一体化することが可能となり、追尾制御部２０の構造を小型化、簡略化、高精度化してモジュールパネル１０および支柱１９に対する組み立てを容易化することができるので、追尾制御部２０の低コスト化、設置工数の低減が可能で優れた信頼性および稼動効率を有する安価な追尾駆動型太陽光発電装置１とすることができる。
【００５７】
駆動用太陽電池モジュール１２は、長さ方向中央で底板部１４ｂの内側（モジュール筐体１４の内側）に傾倒駆動収容部１７を備える。つまり、傾倒駆動部２１は、傾倒駆動収容部１７に収容してある。したがって、傾倒駆動部２１の回転中心である傾倒回転軸２１ｓを底板部１４ｂに対して駆動用太陽電池モジュール１２の重心ＣＧ側に配置することが可能となる。
【００５８】
すなわち、傾倒駆動部２１は、モジュールパネル１０（太陽電池モジュール１１）の底板部１４ｂに対してモジュールパネル１０（太陽電池モジュール１１）の重心ＣＧ側に配置された傾倒回転軸２１ｓ（回転駆動機２４の回転中心）を中心にモジュールパネル１０を矢符Ｒｏｔ（図４）方向で回転させる構成としてある。なお、回転駆動機２４は、ウォーム減速機で構成してある。
【００５９】
したがって、モジュールパネル１０の底板部１４ｂに対して傾倒回転軸２１ｓをモジュールパネル１０の重心ＣＧに近づけることが可能となることから、モジュールパネル１０の傾倒位置を制御するときに必要な駆動トルクを低減することが可能となるので、傾倒駆動部２１を小型化、省電力化、低コスト化して、優れた信頼性および稼動効率を有する安価な追尾駆動型太陽光発電装置１とすることができる。
【００６０】
なお、傾倒回転軸２１ｓは、モジュールパネル１０の重心ＣＧに合わせてあることが望ましい。この構成により、重心ＣＧに掛かる重力Ｗｇは傾倒回転軸２１ｓに一致して作用することから、重力Ｗｇによる回転力が傾倒回転軸２１ｓ（傾倒駆動部２１）に及ぶことはない。したがって、傾倒位置の制御に必要な駆動トルクを極小化することが可能となり、信頼性および稼動効率をさらに向上させることができる。
【００６１】
上述したとおり、傾倒駆動部２１は、回転駆動機２４の回転中心をそのまま傾倒回転軸２１ｓとすることから、従来必要であったパワーシリンダを不要とし、ウォーム減速機で構成することができる。
【００６２】
回転駆動機２４は、連結部材２３ｓを介して連結板２３に連結してある。したがって、回転駆動機２４の回転（矢符Ｒｏｔ方向での回転）は、そのまま連結板２３を回転させることとなる。また、連結板２３は、側板部１４ｓに対応させて一対配置してあり、一対の連結板２３は、２本の主桁部材２２で相互に連結してある。したがって、連結板２３の回転に伴って主桁部材２２の傾倒位置が制御されることになる。
【００６３】
また、旋回駆動部２５は、旋回回転軸２５ｓを回転中心としてモジュールパネル１０の旋回位置を制御する。旋回回転軸２５ｓ（ウォーム減速機）は、支柱１９の軸中心に合わせて配置してある。つまり、本実施の形態では、傾倒駆動部２１および旋回駆動部２５を同様な駆動機構とすることができるので、追尾制御部２０を容易かつ高精度に構成することが可能となる。
【００６４】
主桁部材２２は、モジュール筐体１４（底板部１４ｂ）を支持している。つまり、主桁部材２２は、連結部材２２ｓ（図６参照）を介してモジュールパネル１０（駆動用太陽電池モジュール１２および並置用太陽電池モジュール１３、つまり太陽電池モジュール１１）の底板部１４ｂを固定し、支持している。したがって、主桁部材２２の傾倒位置を制御することによって、太陽電池モジュール１１（つまり、モジュールパネル１０）の傾倒位置を制御することが可能となる。
【００６５】
上述したとおり、モジュールパネル１０は、駆動用太陽電池モジュール１２と、駆動用太陽電池モジュール１２の両側に配置された長尺状の並置用太陽電池モジュール１３と、駆動用太陽電池モジュール１２および並置用太陽電池モジュール１３の底板部１４ｂを支持する主桁部材２２とを備え、駆動用太陽電池モジュール１２は、長さ方向中央の底板部１４ｂの内側に傾倒駆動部２１を収容した傾倒駆動収容部１７を備える。
【００６６】
したがって、モジュールパネル１０の重心ＣＧに対する傾倒回転軸２１ｓの位置決めを容易かつ高精度に画定し、傾倒駆動部２１を傾倒駆動収容部１７で保護することが可能となるので、モジュールパネル１０による荷重を傾倒駆動部２１に均衡させて印加し、容易かつ高精度に傾倒制御を実行することができる信頼性の高い傾倒駆動部２１とすることができる。
【００６７】
傾倒駆動部２１は、２本の主桁部材２２で相互に連結され並置用太陽電池モジュール１３の長さ方向の側板部１４ｓに対応させて配置された一対の連結板２３（図５、図６参照）と、連結板２３の間および主桁部材２２の間に配置され連結板２３に固定されて傾倒回転軸２１ｓを中心に連結板２３を回転させる回転駆動機２４とを備える。
【００６８】
したがって、傾倒駆動部２１は、容易かつ高精度に連結板２３を回転させて一対の主桁部材２２を容易かつ高精度に傾倒させることから、モジュールパネル１０の傾倒位置を容易かつ高精度に制御することが可能となる。つまり、簡単な構造で機械的に安定した信頼性の高い傾倒駆動部２１とすることができる。
【００６９】
モジュール筐体１４の背面（裏面。つまり底板部１４ｂ）には太陽電池素子１５を実装した実装基板１５ｂが配置してある。また、実装基板１５ｂの裏面には、太陽電池素子１５に対応させて放熱部材１５ｒ（図７参照）が配置してある。なお、図４、図５では図の見易さを考慮して放熱部材１５ｒの図示を省略している。
【００７０】
隣接する並置用太陽電池モジュール１３の間は、適宜の連結手段によって相互に固定することが可能である。並置用太陽電池モジュール１３を相互に固定することによって、太陽電池素子１５の位置を高精度に画定することが可能で、機構的に安定した構造体としてのモジュールパネル１０とすることができる。
【００７１】
図７は、図６に示した太陽電池モジュールに配置された太陽電池素子とモジュール筐体の配置関係を主桁部材と交差する方向から見て概念的に示す概略端面図である。なお、端面でのハッチングは図の見易さを考慮して省略してある。
【００７２】
モジュール筐体１４は、側板部１４ｓおよび底板部１４ｂを備え、底板部１４ｂは、連結部材２２ｓを介して主桁部材２２に連結されている。底板部１４ｂの背面には、２列に配置された太陽電池素子１５が実装された実装基板１５ｂが装着してある。太陽電池素子１５には、透光性保護板３１、集光レンズ３２を介して集光された太陽光ＬＳが太陽光透過穴１４ｈを介して照射される。太陽光ＬＳは、太陽光透過穴１４ｈを介してのみ太陽電池素子１５へ照射されることから、実装基板１５ｂの表面に不要な太陽光ＬＳが照射されることは無い。
【００７３】
太陽電池素子１５に対応する位置で、実装基板１５ｂの背面には、放熱部材１５ｒが設けてある。したがって、太陽電池素子１５に照射された太陽光ＬＳによる太陽熱を太陽電池モジュール１１（モジュール筐体１４）の外部へ放射することが可能であり、高い発電効率を実現することができる。
【００７４】
なお、太陽電池素子１５は、集光レンズ３２によって集光された太陽光ＬＳを光電変換する集光型太陽電池として構成してあることから、追尾制御部２０による追尾駆動型太陽光発電装置１の追尾動作をより有効なものとすることが可能となる。つまり、モジュールパネル１０は、太陽光ＬＳを常に正面から受光することから、太陽光ＬＳを容易かつ高精度に集光して高エネルギの太陽光ＬＳを太陽電池素子１５に照射し、高い発電効率を実現し、安定した高出力の電力を発生させることが可能となる。
【００７５】
底板部１４ｂは、端部を除く中央寄りの領域を頂部１４ｔの側に折り曲げてあることから、太陽電池素子１５を実装した状態の実装基板１５ｂを底板部１４ｂが構成する底面より頂部１４ｔの側に配置することが可能となる。したがって、実装基板１５ｂに放熱部材１５ｒを設けた状態でも、太陽電池モジュール１１（モジュールパネル１０）の重心ＣＧを底板部１４ｂよりモジュール筐体１４の内側（底板部１４ｂに対して頂部１４ｔ側）に位置させることが可能となる。
【００７６】
＜実施の形態２＞
図８に基づいて、本実施の形態に係る追尾駆動型太陽光発電装置について説明する。
【００７７】
図８は、本発明の実施の形態２に係る追尾駆動型太陽光発電装置の太陽電池モジュールの配置関係を図６の場合に対比させて示す概略背面図である。
【００７８】
本実施の形態に係るモジュールパネル１０では、実施の形態１で採用した駆動用太陽電池モジュール１２を除いたものである。つまり、並置用太陽電池モジュール１３を左右に分離して配置した、いわゆるバタフライ型のモジュール配列としてある。その他の構成は実施の形態１の場合と基本的に同様であるので、主に異なる事項について説明する。
【００７９】
本実施の形態に係る追尾駆動型太陽光発電装置１では、モジュールパネル１０は、モジュールパネル１０の水平方向の中央に傾倒駆動部２１を位置させた傾倒駆動配置部１８と、傾倒駆動配置部１８の両側に配置された長尺状の並置用太陽電池モジュール１３と、並置用太陽電池モジュール１３の底板部１４ｂを支持する主桁部材２２とを備える。
【００８０】
したがって、傾倒駆動部２１を容易かつ高精度に配置することが可能となるので、モジュールパネル１０による荷重を傾倒駆動部２１に均衡させて印加し、容易かつ高精度に傾倒制御を実行することができる信頼性の高い傾倒駆動部２１とすることができる。また、傾倒駆動部２１を容易に露出することが可能となることから、傾倒駆動部２１のメンテナンスを容易に実施することができる。
【００８１】
主桁部材２２に対する並置用太陽電池モジュール１３、傾倒駆動部２１、主桁部材２２、連結板２３などは、実施の形態１の場合と全く同様の形態とすることができる。
【００８２】
なお、傾倒駆動配置部１８には、駆動用太陽電池モジュール１２（実施の形態１）のモジュール筐体１４を加工し、傾倒駆動収容部１７（実施の形態１）と同様に機能する被覆部１４ｃを設けることが可能である。被覆部１４ｃを設けることによって、傾倒駆動部２１を外部環境から保護することが可能となる。
【００８３】
＜実施の形態３＞
図９（Ａ）〜図９（Ｅ）および図１０に基づいて本実施の形態に係る追尾駆動型太陽光発電装置の組み立て工程について説明する。
【００８４】
図９（Ａ）〜図９（Ｅ）は、本発明の実施の形態３に係る並置用太陽電池モジュールおよびモジュール筐体の組み立て工程を斜視図で示す工程図であり、図９（Ａ）は準備した側板部および底板部を、図９（Ｂ）は側板部および底板部を連結して形成した枠体を、図９（Ｃ）は枠体に仕切板を連結した状態を、図９（Ｄ）は枠体の両端に封止板を取り付けた状態を、図９（Ｅ）は側板部の頂部に透光性保護板および集光レンズを配置した状態をそれぞれ示す。
【００８５】
本実施の形態に係る並置用太陽電池モジュール１３（太陽電池モジュール１１）の構造体を構成するモジュール筐体１４は、例えばスチール鋼板で形成された長尺状の側板部１４ｓおよび底板部１４ｂを備える。つまり、並置用太陽電池モジュール１３は、相対向する２枚の側板部１４ｓと、２枚の側板部１４ｓの底面を相互に連結する底板部１４ｂとで枠体１４ｆを構成する（同図（Ａ）（Ｂ））。底板部１４ｂには、集光した太陽光ＬＳを透過させて太陽電池素子１５に照射するための太陽光透過穴１４ｈが形成してある。
【００８６】
枠体１４ｆは、３つの領域に区分され、領域の境界に仕切板１４ｄが設けられている。仕切板１４ｄを設けることによって枠体１４ｆの機械的強度および寸法精度の向上を図っている（同図（Ｃ））。また、枠体１４ｆの両端には封止板１４ｗが配置され（同図（Ｄ））、モジュール筐体１４の内部を外部環境から保護する形態としてある。封止板１４ｗには適宜の通風孔を配置することができる。
【００８７】
モジュール筐体１４の頂部１４ｔには、３つの領域に対応させた各３枚の透光性保護板３１および集光レンズ群３２ｇが配置され、仕切板１４ｄおよび頂部１４ｔで透光性保護板３１および集光レンズ群３２ｇの端部を支持固定する形態としてある。したがって、透光性保護板３１および集光レンズ群３２ｇの機械的強度と位置精度を確保することが可能である。
【００８８】
つまり、図９（Ａ）〜図９（Ｅ）の工程によって、並置用太陽電池モジュール１３を組み立てることが可能である。
【００８９】
なお、駆動用太陽電池モジュール１２は、傾倒駆動部２１を収容する傾倒駆動収容部１７（図１参照）を長さ方向中央の底面内側（底部１４ｂに対して内側）に配置する点が並置用太陽電池モジュール１３と異なる。その他の構成については、駆動用太陽電池モジュール１２と並置用太陽電池モジュール１３とは同様に形成することが可能である。
【００９０】
図１０は、本発明の実施の形態３に係る追尾駆動型太陽光発電装置を分解して示す分解斜視図である。
【００９１】
本実施の形態に係る追尾駆動型太陽光発電装置１は、中央に駆動用太陽電池モジュール１２を配置し、その両側に並置用太陽電池モジュール１３を配置してある。また、駆動用太陽電池モジュール１２および並置用太陽電池モジュール１３は、その背面（底板部１４ｂ）を主桁部材２２によって支持されている。また、主桁部材２２は、追尾制御部２０（ここでは図の見易さを考慮して図示を省略している。図１参照。）を介して支柱１９に保持されている。
【００９２】
なお、追尾駆動型太陽光発電装置１は、次の組み立て工程によって組み立てられる。
【００９３】
支柱１９のフランジ面に追尾制御部２０を設置する。なお、追尾制御部２０は、追尾制御基台２０ｃに傾倒駆動部２１および旋回駆動部２５が予め組み立ててある。また、傾倒駆動部２１には、予め連結板２３が取り付けてある。
【００９４】
次に、連結板２３に主桁部材２２を取り付け、主桁部材２２に対して駆動用太陽電池モジュール１２および並置用太陽電池モジュール１３を載置する。このような工程によって追尾駆動型太陽光発電装置１を組み立てることが可能である。
【００９５】
＜実施の形態４＞
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に基づいて本実施の形態に係る追尾駆動型太陽光発電装置について説明する。
【００９６】
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る追尾駆動型太陽光発電装置の外観の概略を示す外観図であり、図１１（Ａ）は正面図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の矢符Ｂ方向から見た側面図である。
【００９７】
本実施の形態に係る追尾駆動型太陽光発電装置１の基本的な構成は、実施の形態１ないし実施の形態３に示した追尾駆動型太陽光発電装置１と同様であるので、適宜符号を援用して説明する。
【００９８】
本実施の形態に係る追尾駆動型太陽光発電装置１（モジュールパネル１０）では、支柱１９に取り付けられた追尾制御部２０が中央の傾倒駆動配置部１８に配置されることから、並置用太陽電池モジュール１３は、左右に分離して配置されている。つまり、並置用太陽電池モジュール１３は、左右それぞれ対称に配置してあり、実施の形態２と同様にバタフライ型のモジュール配列としてある。
【００９９】
並置用太陽電池モジュール１３は、左右それぞれに８台ずつ配置され、追尾制御部２０（傾倒駆動部２１）の連結板２３に連結され水平方向に延長配置された２本の主桁部材２２に載置され固定されている。
【０１００】
なお、実施の形態２で示したモジュールパネル１０では、傾倒駆動部２１を覆う被覆部１４ｃを設けたが、本実施の形態では、被覆部１４ｃを省略して、追尾制御部２０を露出させた形態としてある。したがって、追尾制御部２０のメンテナンスを容易に実行することが可能となる。
【０１０１】
＜実施の形態４の変形例＞
また、支柱１９の頂面（フランジ面）に設置してある旋回駆動部２５の回転軸上に近づけて傾倒駆動部２１を設置した場合は、旋回回転軸に対してモジュールパネルの重心を近づけることが可能となり、モジュールパネルの旋回位置を制御するときに必要な駆動トルクを低減することが可能となるので、旋回駆動部を小型化、省電力化、低コスト化して、優れた信頼性および稼動効率を有する安価な追尾駆動型太陽光発電装置とすることができるという効果を奏する。
【０１０２】
また、旋回駆動部２５の回転軸上に近づけて傾倒駆動部２１を設置した場合はモジュールパネルの重心と支柱１９の軸が近づくことで、追尾制御基台２０ｃの必要な強度をより小さくすることが可能となり、機械的に安定した信頼性の高い追尾制御部を構成することができる。
【０１０３】
なお、実施の形態４で示したように並置用太陽電池モジュール１３が左右に分離して配置されているモジュールパネル１０では、支柱１９の頂面（フランジ面）に設置してある旋回駆動部２５の回転軸上に近づけて傾倒駆動部２１を設置するのに向いている構造である。
【０１０４】
旋回駆動部２５の回転軸上に傾倒駆動部２１を近づけて設置した一例として、旋回駆動部２５の回転軸と傾倒駆動部２１の回転軸が交差する場合の実施例を図１２に示す。
【０１０５】
また、図１２に示すように支柱１９と主桁部材２２が重なり合う場合は支柱を迂回する形で例えば下側の主桁部材２２を集光レンズ側に屈曲させても構わない。
【０１０６】
また、強風時などに風圧から退避する必要がある場合などで、モジュールパネルを水平に近づけて静止させた時、モジュールパネルの重心と支柱１９の軸を近づけておくことで、機械的に安定した追尾駆動型太陽光発電装置とすることができるという効果を奏する。
【０１０７】
なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【０１０８】
この出願は、日本で２００８年４月１７日に出願された特願２００８−１０７９９７号に基づく優先権を請求する。その内容はこれに言及することにより、本出願に組み込まれるものである。また、本明細書に引用された文献は、これに言及することにより、その全部が具体的に組み込まれるものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１  追尾駆動型太陽光発電装置
１０  モジュールパネル
１１  太陽電池モジュール
１２  駆動用太陽電池モジュール
１３  並置用太陽電池モジュール
１４  モジュール筐体
１４ｂ  底板部
１４ｃ  被覆部
１４ｄ  仕切板
１４ｆ  枠体
１４ｈ  太陽光透過穴
１４ｓ  側板部
１４ｔ  頂部
１４ｗ  封止板
１５  太陽電池素子
１５ｂ  実装基板
１５ｒ  放熱部材
１７  傾倒駆動収容部
１８  傾倒駆動配置部
１９  支柱
２０  追尾制御部
２０ｃ  追尾制御基台
２１  傾倒駆動部
２１ｓ  傾倒回転軸
２２  主桁部材
２２ｓ  連結部材
２３  連結板
２３ｓ  連結部材
２４  回転駆動機
２５  旋回駆動部
２５ｓ  旋回回転軸
３１  透光性保護板
３２  集光レンズ
３２ｇ  集光レンズ群
ＣＧ  重心
ＬＳ  太陽光
ＨＤ  水平方向
ＶＤ  垂直方向
Ｗｇ  重力
【図１】
2009128422.tif 000003
【図２】
2009128422.tif 000004
【図３】
2009128422.tif 000005
【図４】
2009128422.tif 000006
【図５】
2009128422.tif 000007
【図６】
2009128422.tif 000008
【図７】
2009128422.tif 000009
【図８】
2009128422.tif 000010
【図９】
2009128422.tif 000011
【図１０】
2009128422.tif 000012
【図１１】
2009128422.tif 000013
【図１２】
2009128422.tif 000014
【図１３】
2009128422.tif 000015
【図１４】
2009128422.tif 000016
【国際調査報告】
2009128422.tif 000017
2009128422.tif 000018
2009128422.tif 000019
2009128422.tif 000020