(57)【要約】【課題】太陽光を自動追尾し、太陽電池の最大発電力を得る為の装置であり、受光センサー制御部における電源を自己で発電し、全制御部に係る待機電力の消費を一切不要にし、低コスト、高効率、取付自在な太陽光自動追尾ソーラー発電システム。【解決手段】複数の小型太陽電池を、受光センサー制御電源とし、ソーラーモジュールの向きを太陽光正対方位へと変えるモーター制御部と、前記モーター制御部へ太陽光正対方位を伝える受光センサー制御部と前記受光センサー制御部の発電量が所定置以下になったとき、前記本体ソーラーモジュールの向きを、本発明の原点とする南の方向に駆動し、停止待機するためのリミットスイッチを設置し、前記ソーラーモジュールと、駆動するための架台と、前記受光センサー制御部を、分離する事が容易に可能な構造を備え、前記ソーラーモジュールの最大出力点である太陽光正対方位を、自動追尾するようにした事を特徴とする、太陽光自動追尾ソーラー発電システム。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の小型太陽電池（Ｓ１〜Ｓ１０）を、受光センサー制御電源とするとともに本発明の、本体ソーラーモジュール（Ｘ）の向きを太陽光正対方位へと変えるモーター制御部（５）と、前記モーター制御部（５）へ太陽光正対方位を伝える受光センサー制御部（Ｚ）と前記受光センサー制御部（Ｚ）の発電量が所定置以下になったとき、前記本体ソーラーモジュール（Ｘ）の向きを、本発明の原点とする南の方向に駆動し、停止待機するためのリミットスイッチ（Ｒ）を設置し、前記本体ソーラーモジュール（Ｘ）と、駆動するための架台（Ｙ）と、前記受光センサー制御部（Ｚ）を、分離する事が容易に可能な構造を備え、前記本体ソーラーモジュール（Ｘ）の最大出力点である太陽光正対方位を、自動追尾するようにした事を特徴とする、太陽光自動追尾ソーラー発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、太陽光を自動追尾し、常に太陽光とソーラーモジュールを正対させ、最大発電電力を安定して、得るための太陽光自動追尾ソーラー発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の太陽光追尾装置は、外部からの電源により、光センサやコンピューター制御によって、太陽の方位変化に合わせて動くものや、内蔵電源により制御装置を動かし太陽の方位変化に合わせるものや、時計仕掛けのもの、ソーラーモジュールのみの発電により太陽の方位変化に合わせるものなどがある。光センサやコンピューターを使用するにあたっては、外部電源が必要になってくるため太陽発電の０ニーズに合わない。又、時計仕掛けのもの、内蔵電源による制御においては、待機電力による電力消費があるため、発電によって蓄えた電力を消費してしまう。ソーラーモジュールのみの発電による追尾装置においては特開「２００４−１４６７６０」より、２個のモジュールの中心に遮蔽板を設ける構造で、その遮蔽された部分における、電力差により太陽光を追尾する構成となっているが、ソーラーモジュール本体に、電力差を生じさせていること事態が発電電力の効率を低下させていることになってしまう。又、曇りの日や、太陽に薄い雲がかかっている状態において、太陽光方位にすこしでも正対出来るようにすれば、最大ではないが発電力を得る事が出来るのだが、従来技術によると、今まで太陽が、出ていた位置で、停止待機状態になるものや、東方位、日の出方向へ移動、待機するものなどで、発電効率を下げてしまう場合が多い。又、山間部や、離島、海上などに設置する場合においても、従来の構造では設置場所が限られてしまう。平らな場所や設置する場所の周辺に、本体追尾装置に、太陽光が届かなくなってしまうような木々や、障害物が無い場所などが条件になってしまい、山間部や離島では、設置する事が大変困難になってしまう。以上のことから太陽光追尾装置のニーズを満たすものは、まだ現存していない。低コスト、取付容易さ、外部電源を必要とせず、山間部、離島、場所の条件を問わず設置することが可能で、常にその状況においての最大発電電力を得ることが出来、高効率の発電が可能となるものが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明は以上の点に鑑み、外部電源は必要なく、早朝から自動的に始動し曇り時においても、極力発電出来る方位に自動的に移動し、待機電力を一切不要とする高効率の太陽光自動追尾ソーラー発電システムを、提供する事を目的とする。発明の課題は太陽光に受光するセル全面を常時正対させ、セルによる発電効率を最大まで高める事であり、山間部、離島、海上などにおいて自然を害す事無く設置可能な構造を有し、制御装置の簡略化により低コスト、高効率の太陽光自動追尾ソーラー発電システムを提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  上記課題を解決するため本発明、太陽光自動追尾ソーラー発電システムは、駆動部にソーラーモジュールを搭載し、太陽光に正対しながら追尾するよう水平駆動部、仰角に駆動する仰角駆動部、駆動制御を行うモーター制御部、複数の小型太陽電池からなる受光センサー制御部により構成される。受光センサー制御部に設置された小型太陽電池に太陽光が正対する事により、受光センサー制御部を起動させる為の電力を得て、受光センサー制御用リレーを動作する。受光センサー制御部の小型制御用リレーの接点を利用し、受光センサー制御部と、モーター制御部を分離回路で構成することにより、動作待機中の全制御部の待機電力を“０”にする事を可能とした。尚、受光センサー制御部の動作については、小型太陽電池の発電により動作するため、外部電源や内蔵電源を使用せず小型太陽電池の発電により受光センサー制御部を起動する事を可能とした。【０００５】  本発明は太陽光が、日没や天候の悪化、曇りなどにより遮られた場合、自動的に南方位４５°の位置へ移動待機する。南方位で待機する事により、受光センサー制御部の機動電力が確保できない場合においても、本体ソーラーモジュールによる発電効率を高め、蓄電することが出来る。又、受光センサー制御部は複数の小型太陽電池と正対する太陽光以外遮蔽する遮蔽板からなっており、受光センサー制御部における太陽電池は「５０ｍｍ×３０ｍｍ」程度の小型太陽電池を使用し、制御部には小型制御装置を使用することにより、低コストの構成による高効率の発電を可能とした。
【発明の効果】
【０００６】  上記構成を備えた本発明の太陽光自動追尾ソーラー発電装置は、従来技術における光センサーに代わって、小型太陽電池を太陽光追尾センサー兼、受光センサー制御電源として、構成しているため外部電源、内部電源が、受光センサー制御部には、一切不要となる。又、小型の太陽電池を使用するため、受光センサー制御部における動作用リレーなども小型化する事により可搬性に優れ、低コストの受光センサー制御装置となる。又、太陽光が、雲により遮られた場合、受光センサー制御部により、小型太陽電池の発電量の低下を検地し、南方向へ駆動させ待機させる。南方向で待機させることにより、曇り時における本体ソーラーモジュールによる発電を、平均に効率よく行うことが出来るのである。又、日没時にも上記同様の動作を行い、朝日が上れば早急に太陽と正対する方位へ駆動し、本体ソーラーモジュールによる発電を行うことが出来る。尚、天候の変化により、太陽光を覆っていた雲が無くなった場合においても、早急に太陽光と正対する方位に移動し、最も効率の良い発電を行うことが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  以下、本発明に係る実地例１について、図面に従って説明する。当該実地例に係る太陽光自動追尾ソーラー発電システムは、図１における裏面図によれば、太陽光の方位変化、日没、天候の変化による曇り時などを捉える（Ｚ）の受光センサー制御装置、これにより駆動する（２）水平駆動ＤＣギアモータ、強風などによる破損防止のための、強度の強い（１）仰角駆動用ボールスクリューアーム式ＤＣギアモータを備え、水平駆動、仰角駆動を動作制御する（５）モーター制御部からなり、モーター制御部により駆動する水平駆動、仰角駆動には（Ｚ）の受光センサー制御部の小型太陽電池の設置方位と同方位に駆動停止する為の、（Ｒ）リミットスイッチ部が設けられている。
尚、ＤＣモーター駆動電源としては、蓄電池を使用する。【０００８】  図２は受光センサー制御部の構成図である。図２−▲１▼より、水平駆動用受光センサー部は、複数の小型太陽電池Ｓ１〜Ｓ６と、太陽光正対方位±１５°の範囲以外を遮蔽する遮蔽板６、小型太陽電池による発電により動作する、受光センサー制御部▲３▼からなる。小型太陽電池の設置には、基点となる方位を定め、東、東南、南、南西、西、西北それぞれの方位に、太陽光の正対範囲±１５°まで小型太陽電池の発電が可能になるよう、６カ所の遮蔽箇所を設け、その遮蔽箇所にそれぞれ１枚ずつ小型太陽電池が設置されている。太陽光が正対方位±１５°の範囲で発電する小型太陽電池は、常に１枚のみになる様設置し、発電している小型太陽電池の位置により、任意の制御リレーが働き、モーター駆動制御部図１−５へ伝達し、太陽光と正対し発電ている小型太陽電池の位置に合わせ本体ソーラーモジュール図１−Ｘが駆動することにより太陽光を追尾する。【０００９】  仰角駆動用受光センサー部においては図２−▲２▼より、０°〜３０°の位置に太陽光が照射している時のみ、小型太陽電池Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９いずれかが発電する。０°〜３０°の位置で発電可能な小型太陽電池を、東、南、西の３カ所に一枚ずつ設置し、５０°〜８０°の位置で発電する太陽電池Ｓ１０を一枚設置する。このことより太陽光照射角度が０°〜３０°に位置するとき小型太陽電池が発電し、仰角駆動により本体ソーラーモジュール図１−Ｘは、仰角角度３０°の位置で待機、太陽光照射角度５０°〜８０°の位置ならば、本体ソーラーモジュール図１−Ｘは、７０°の位置へ仰角移動する。又、仰角駆動用小型太陽電池が発電しない３０°〜５０°の、範囲の太陽光照射角度の場合は、本体ソーラーモジュール図１−Ｘは、４５°の位置へ駆動、待機するよう設定している。尚、上記に示す太陽光照射角度の範囲は本体ソーラーモジュールの発電範囲であり、発電効率を低下させることなく発電する事が出来る発電範囲内である。【００１０】  小型太陽電池の設置は、前記【０００８】
【０００９】で記した事より、計１０カ所である。これは、本体ソーラーモジュール図１−Ｘの水平仰角駆動範囲であり、各停止待機位置を定めたものである。受光センサー部の小型太陽電池と受光センサー制御用リレーの動作環境については、太陽光が小型太陽電池に正対したとき、５Ｖ３６ｍＡの発電を行い、受光センサー制御用リレーの起電力５Ｖ３０ｍＡを満たすものとなり動作する。【００１１】  次に、受光センサー制御部図２−▲３▼における動作回路を、図３・図４を元に説明する。図３は、南方位原点停止位置における制御内部動作回路図である。小型太陽電池（図２Ｓ１〜Ｓ１０）の発電が行われていない時（日没や、曇り）制御リレーがＯＦＦになり各センサーの制御用リレーＢ接点を通して、状態導通回路になり接点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを通じ、南方位停止リミットスイッチＲＳにより、南方位停止待機状態となる回路図である。図４は、東方位停止待機位置における制御内部動作回路図である。東方位に設置された小型太陽電池が太陽光を、正対に受光し電流値が流れると、逆流防止ダイオードを通過し制御用リレーＡ１が動作し、モーター制御リレーが動作し、ＤＣギアモータ図１−２の電源が入り水平駆動し、東方位に設置されているリミットスイッチＥＲＳが動作して、モーター制御回路が遮断され其の位置で停止する事により、太陽光と正対方位に位置する状態になり、本体ソーラーモジュールの最大発電を行うことが出来る。又、仰角駆動停止位置３０°、４５°、７０°に至っても、前記同じ回路動作で駆動を行う。仰角駆動における原点は４５°とし、上記回路構成と同じである。【００１２】「他の実施形態」
実地例２の本発明の太陽光自動追尾ソーラー発電システムは、実地例１と同様の回路構成であるが、図５で設置されているように（図１−Ｘ）本体ソーラーモジュールと（図１−Ｙ）架台が分離する事が容易に可能な為、図５の様に、ポールなどに（図１−Ｘ）本体ソーラーモジュールを設置する事が可能であり、木々や、障害物により、太陽光を受光出来にくい場所においても、図５のように高所に容易に設置する事が可能な為、安定した発電量を得ることが可能である。尚、受光センサー制御装置においても上記同様の設置方法が、可能な構造である。【００１３】「実施形態の効果」
以上、説明したように本発明、太陽光自動追尾ソーラー発電システムは、分離構造になっているため、従来技術の構造では取付困難な場所においても問題なく設置でき、其の場所における最適な設置が可能なのである。更には、太陽光の照射の変動や天候の悪化に正確に、より効率よく発電を行う事が出来るので、常に太陽光の照射がある時は、太陽電池の発電量を、大部分蓄電池に蓄える事が可能である。受光センサー制御装置における外部及び内部からの電源供給は一切不要で、原点停止待機方位を南方位にした事により、従来技術より発電効率を向上させることが出来、全制御部を簡易な装置により構成したことによって、低コスト高効率の太陽光自動追尾ソーラーシステムを提供する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実地例１を示す全体構成図である。
【図２】本発明の受光センサー制御装置の内部構造図である。
【図３】本発明の具体例を示す制御回路図である。
【図４】本発明の具体例を示す制御回路図である。
【図５】本発明の実地例２を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１５】    （１）ボールスクリューアームＤＣギアモータ
（２）ＤＣギアモータ
（３）仰角回転用シャフト
（４）水平回転用シャフト
（５）モーター駆動制御部
（６）遮蔽板
（Ｘ）本体ソーラーモジュール
（Ｙ）架台
（Ｚ）受光センサー制御装置
（Ｒ）リミットスイッチ部
（▲１▼）水平駆動用センサー部
（▲２▼）仰角駆動用センサー部
（▲３▼）受光センサー制御部
（Ｓ１〜Ｓ１０）小型太陽電池
（ＥＲＳ）東方位、停止リミットスイッチ
（ＲＳ）  南方位、停止リミットスイッチ
（Ａ〜Ｆ）受光センサー、リレー接点。
（ＲＹ）手動解放リレー
（Ｐ）ポール
（Ｗ）支持材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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