(57)【要約】【課題】パネルに過大な負荷が加わることを抑制する。【解決手段】パネル駆動装置は、太陽光を受けるパネルを駆動するための駆動源と、パネルを集光位置に位置付けるように駆動源を制御する第１制御部と、外力によってパネルに加わる負荷を検出する負荷検出部と、負荷が第１閾値以上である場合に、負荷が第１閾値未満になるように駆動源を制御する第２制御部と、を備える。【選択図】図１
2018119725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を受けるパネルを駆動するための駆動源と、
前記駆動源を制御する制御部と、
外力によって前記パネルに加わる負荷を検出する負荷検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記パネルを集光位置に位置付けるように前記駆動源を制御する集光モードにおいて動作する第１制御部と、
前記負荷が第１閾値以上である場合に、前記負荷が前記第１閾値未満になるように前記駆動源を制御する退避モードにおいて動作する第２制御部と、を有する、パネル駆動装置。
【請求項２】
前記負荷が第１閾値以上である場合、前記第２制御部は、前記パネルを前記集光位置とは異なる第１位置に位置付けるように前記駆動源を制御し、
前記第２制御部は、前記第１位置において前記パネルに加わる負荷が前記第１閾値以上である場合、前記パネルを前記第１位置とは異なる第２位置に位置付けるように前記駆動源を制御する、請求項１に記載のパネル駆動装置。
【請求項３】
前記第２制御部は、前記第１位置において前記パネルに加わる負荷が前記集光位置において前記パネルに加わる負荷よりも小さくなるように前記第１位置を決定する、請求項２に記載のパネル駆動装置。
【請求項４】
前記第２制御部は、前記負荷が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である場合に、前記パネルを前記集光位置に復帰させるように前記駆動源を制御する復帰モードにおいても動作する、請求項１から３のいずれか一項に記載のパネル駆動装置。
【請求項５】
前記パネルが設置された環境の風速を測定する風速計を更に備え、
前記第２制御部は、前記風速が許容風速以上である場合に、予め定められた設定退避位置に前記パネルを位置付けるように前記駆動源を制御する、請求項１から４のいずれか一項に記載のパネル駆動装置。
【請求項６】
前記負荷検出部は、前記パネルの複数の位置において前記パネルに加わる負荷を検出する、請求項１から５のいずれか一項に記載のパネル駆動装置。
【請求項７】
前記第２制御部は、前記パネルの複数の位置において前記パネルに加わる負荷の最大値が前記第１閾値以上である場合に、前記負荷の最大値が前記第１閾値未満になるように前記駆動源を制御する、請求項６に記載のパネル駆動装置。
【請求項８】
前記第２制御部は、前記負荷が前記第１閾値よりも大きい許容負荷以上である場合に、前記駆動源を停止する、請求項１から７のいずれか一項に記載のパネル駆動装置。
【請求項９】
前記駆動源の駆動力を前記パネルに伝達するクラッチを更に備え、
前記第２制御部は、前記負荷が前記第１閾値よりも大きい許容負荷以上である場合に、前記クラッチによる前記駆動力の伝達が遮断されるように前記クラッチを制御する、請求項１から８のいずれか一項に記載のパネル駆動装置。
【請求項１０】
前記負荷検出部は、前記駆動源に流れる電流に基づいて、前記パネルに加わる負荷を検出する、請求項１から９のいずれか一項に記載のパネル駆動装置。
【請求項１１】
前記負荷検出部は、前記パネル又は前記パネルに連結された部材に取り付けられた歪ゲージに基づいて、前記パネルに加わる負荷を検出する、請求項１から９のいずれか一項に記載のパネル駆動装置。
【請求項１２】
前記第２制御部は、複数の前記パネルに加わる負荷のうちの少なくとも１つが前記第１閾値以上である場合に、複数の前記パネルに加わる負荷が低下するように前記駆動源を制御する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のパネル駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を受けるパネルを駆動及び制御するためのパネル駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽熱発電システムや太陽光発電システムなどの、太陽光を利用するシステムが知られている。例えば特許文献１は、太陽光を直流電力に変換する太陽パネルと、太陽パネルの受光面が太陽光の方向に追従するように太陽パネルを駆動する駆動部と、を備える太陽光発電システムを開示している。
【０００３】
太陽光を利用するシステムにおいては、強風などに起因してパネルに加わる負荷が増大すると、パネルが変形したり破損したりすることがある。このような課題を考慮し、特許文献１においては、強風時に太陽パネルが水平姿勢になるよう太陽パネルを駆動することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開第２０１４−２２６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
強風のたびにパネルを水平姿勢にする場合、水平姿勢にまでパネルを駆動する工程、及び強風が止んだ後にパネルを水平姿勢から復帰させる工程に大きな時間を要し、このため、パネルの利用効率が低下してしまうと考えられる。また、パネルを水平姿勢にすることによってパネルに加わる負荷を十分に低減できるとは限らない。
【０００６】
本発明は、このような課題を効果的に解決し得るパネル駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、太陽光を受けるパネルを駆動するための駆動源と、前記駆動源を制御する制御部と、外力によって前記パネルに加わる負荷を検出する負荷検出部と、を備え、前記制御部は、前記パネルを集光位置に位置付けるように前記駆動源を制御する集光モードにおいて動作する第１制御部と、前記負荷が第１閾値以上である場合に、前記負荷が前記第１閾値未満になるように前記駆動源を制御する退避モードにおいて動作する第２制御部と、を有する、パネル駆動装置である。
【０００８】
本発明によるパネル駆動装置において、前記負荷が第１閾値以上である場合、前記第２制御部は、前記パネルを前記集光位置とは異なる第１位置に位置付けるように前記駆動源を制御し、前記第２制御部は、前記第１位置において前記パネルに加わる負荷が前記第１閾値以上である場合、前記パネルを前記第１位置とは異なる第２位置に位置付けるように前記駆動源を制御してもよい。
【０００９】
本発明によるパネル駆動装置において、好ましくは、前記第２制御部は、前記第１位置において前記パネルに加わる負荷が前記集光位置において前記パネルに加わる負荷よりも小さくなるように前記第１位置を決定する。
【００１０】
本発明によるパネル駆動装置において、前記第２制御部は、前記負荷が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である場合に、前記パネルを前記集光位置に復帰させるように前記駆動源を制御する復帰モードにおいても動作してもよい。
【００１１】
本発明によるパネル駆動装置は、前記パネルが設置された環境の風速を測定する風速計を更に備え、前記第２制御部は、前記風速が許容風速以上である場合に、予め定められた設定退避位置に前記パネルを位置付けるように前記駆動源を制御してもよい。
【００１２】
本発明によるパネル駆動装置において、前記負荷検出部は、前記パネルの複数の位置において前記パネルに加わる負荷を検出してもよい。
【００１３】
本発明によるパネル駆動装置において、前記第２制御部は、前記パネルの複数の位置において前記パネルに加わる負荷の最大値が前記第１閾値以上である場合に、前記負荷の最大値が前記第１閾値未満になるように前記駆動源を制御してもよい。
【００１４】
本発明によるパネル駆動装置において、前記第２制御部は、前記負荷が前記第１閾値よりも大きい許容負荷以上である場合に、前記駆動源を停止してもよい。
【００１５】
本発明によるパネル駆動装置は、前記駆動源の駆動力を前記パネルに伝達するクラッチを更に備え、前記第２制御部は、前記負荷が前記第１閾値よりも大きい許容負荷以上である場合に、前記クラッチによる前記駆動力の伝達が遮断されるように前記クラッチを制御してもよい。
【００１６】
本発明によるパネル駆動装置において、前記負荷検出部は、前記駆動源に流れる電流に基づいて、前記パネルに加わる負荷を検出してもよい。
【００１７】
本発明によるパネル駆動装置において、前記負荷検出部は、前記パネル又は前記パネルに連結された部材に取り付けられた歪ゲージに基づいて、前記パネルに加わる負荷を検出してもよい。
【００１８】
本発明によるパネル駆動装置において、前記第２制御部は、複数の前記パネルに加わる負荷のうちの少なくとも１つが前記第１閾値以上である場合に、複数の前記パネルに加わる負荷が低下するように前記駆動源を制御してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、パネルが退避位置に移行することに要する時間、及びパネルを退避位置から復帰させることに要する時間を短縮することができ、このため、パネルの利用効率を向上させることができる。また、パネルに加わる負荷を十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態に係る太陽光利用システムを示す図である。
【図２】太陽光利用システムのヘリオスタットを示す側面図である。
【図３】ヘリオスタットのパネルを駆動及び制御するパネル駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図４】パネル駆動装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図５】退避モードの時のパネル駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】退避モードの時のパネルの変位の一例を示す図である。
【図７】退避モードの時のパネルの変位の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係るパネル駆動装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は、説明の都合上、実際の比率とは異なる場合があり、また、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【００２２】
太陽光利用システム
図１は、本実施の形態に係る太陽光利用システム１０を示す図である。太陽１からの太陽光２を利用する太陽光利用システム１０は、タワー２１を有する発電装置２０と、タワー２１の周囲に配置された複数のヘリオスタット３０と、を備える。タワー２１の上部には、ヘリオスタット３０のパネル３１によって反射された太陽光２が集められる集光部２２が設けられている。また、発電装置２０は、水蒸気等の熱媒を循環させる熱媒回路（不図示）を更に有する。熱媒回路内の熱媒は、太陽光によって高温状態にある集光部２２で加熱される。熱媒の熱は、発電や海水の淡水化等に利用される。
【００２３】
ヘリオスタット
図２は、ヘリオスタット３０を示す側面図である。ヘリオスタット３０は、発電装置２０の集光部２２に向けて太陽光２を反射するよう構成されている。例えば、ヘリオスタット３０は、ミラーを含むパネル３１と、パネル３１を支持する支柱などの支持部材３２と、パネル３１によって反射された太陽光２が集光部２２に向かうようにパネル３１を駆動及び制御するパネル駆動装置３３と、を備える。パネル駆動装置３３には、反射された太陽光２が集光部２２に向かうようにパネル３１の姿勢を高い精度で制御することが求められる。
【００２４】
以下、パネル駆動装置３３について、図１から図３を参照して詳細に説明する。図３は、パネル駆動装置３３の構成を示すブロック図である。パネル駆動装置３３は、駆動源３４、位置検出部３７、負荷検出部３８及び制御部４０を備える。
【００２５】
パネル駆動装置３３は、パネル３１が設置された環境の風速を測定する風速計４３（図１参照）を更に備えていてもよい。なお、パネル３１と風速計４３との対応関係は特には限定されない。例えば、１つのパネル３１につき１つの風速計４３が設けられていてもよく、若しくは、複数のパネル３１につき１つの風速計４３が設けられていてもよい。
【００２６】
駆動源３４は、第１駆動源３５及び第２駆動源３６を含む。第１駆動源３５は、パネル３１を第１軸３５１の周りで回転させるための駆動力を生成する。図２に示す例において、第１軸３５１は、地面に対して鉛直に延びる支持部材３２の支柱に平行である。この場合、第１駆動源３５は、パネル３１を第１軸３５１の周りで水平方向に旋回運動させることができる。以下の説明において、第１軸３５１を通る所定の鉛直面に対してパネル３１の面が成す角度を旋回角度とも称する。第１駆動源３５は、図示はしないが、例えば、モータや減速機などのアクチュエータを含む。また、第１駆動源３５は、アクチュエータの駆動力をパネル３１に伝達するクラッチや剛性部材などの駆動力伝達機構を更に含んでいてもよい。なお、アクチュエータとクラッチとは、一体であってもよく、離れていてもよい。
【００２７】
第２駆動源３６は、パネル３１を第２軸３６１の周りで回転させるための駆動力を生成する。図２に示す例において、第１軸３５１は、水平方向に平行であり、且つパネル３１に平行である。この場合、第２駆動源３６は、パネル３１を第２軸３６１の周りで傾倒運動させることができる。以下の説明において、水平方向に対してパネル３１の面が成す角度を傾倒角度とも称する。第２駆動源３６は、図示はしないが、モータや減速機などのアクチュエータを含む。また、第２駆動源３６は、アクチュエータの駆動力をパネル３１に伝達するクラッチや剛性部材などの駆動力伝達機構を更に含んでいてもよい。なお、アクチュエータとクラッチとは、一体であってもよく、離れていてもよい。
【００２８】
位置検出部３７は、パネル３１の位置を検出する。位置検出部３７は、例えば、水平方向に対するパネル３１の傾きを、すなわちパネル３１の傾倒角度を検出する傾斜センサを含む。位置検出部３７は、例えばパネル３１に取り付けられている。
【００２９】
負荷検出部３８は、外力によってパネル３１に加わる負荷を検出する。負荷検出部３８は、例えば、パネル３１に取り付けられた歪ゲージを含む。この場合、風などの外力によってパネル３１が変形すると、歪ゲージも変形して、歪ゲージに含まれる素子の電気抵抗が変化する。従って、電気抵抗の変化に基づいて、パネル３１に加わる負荷を算出することができる。
【００３０】
制御部４０は、第１制御部４１及び第２制御部４２を含む。第１制御部４１は、集光モードにおいて駆動源３４の第１駆動源３５及び第２駆動源３６を制御する。集光モードとは、パネル３１によって反射された太陽光２が集光部２２に向かうようにパネル３１を駆動制御するモードである。以下の説明において、パネル３１によって反射された太陽光２が集光部２２に向かう場合のパネル３１の位置のことを、集光位置とも称する。
【００３１】
第２制御部４２は、退避モード又は復帰モードにおいて駆動源３４の第１駆動源３５及び第２駆動源３６を制御する。退避モードとは、パネル３１に加わる負荷が所定の第１閾値未満になるようにパネル３１を駆動制御するモードである。以下の説明において、退避モードの際にパネル３１が到達する位置のことを、退避位置とも称する。復帰モードとは、パネル３１が退避位置から集光位置に復帰するようにパネル３１を駆動制御するモードである。
【００３２】
パネル駆動装置の動作
次に、パネル駆動装置３３の動作について説明する。図４は、パネル駆動装置３３の動作の概略を示すフローチャートである。
【００３３】
（集光モード）
まず、パネル駆動装置３３の制御部４０の第１制御部４１が、パネル３１を集光位置に位置付ける集光モードにおいて駆動源３４を制御する（Ｓ１）。例えば、第１制御部４１は、太陽１及び集光部２２に対するヘリオスタット３０の位置に基づいて、目標となる旋回角度（以下、目標旋回角度とも称する）及び傾倒角度（以下、目標傾倒角度とも称する）を決定する。続いて、第１制御部４１は、旋回角度が目標旋回角度となるよう第１駆動源３５を制御し、また、傾倒角度が目標傾倒角度となるよう第２駆動源３６を制御する。これによって、パネル３１が集光位置に到達する（Ｓ２）。
【００３４】
パネル３１の旋回角度が目標旋回角度となるよう第１駆動源３５を制御するための具体的な方法は、特には限られない。例えば、第１制御部４１は、第１軸３５１に設けられたロータリーエンコーダからの情報に基づいて、第１駆動源３５を制御することができる。
【００３５】
パネル３１が目標旋回角度に到達した後、旋回角度を目標旋回角度に維持するための具体的な方法は、特には限られない。例えば、第１制御部４１は、所定の第１維持電流を第１駆動源３５に流し続けることにより、旋回角度を目標旋回角度に維持してもよい。また、第１制御部４１は、第１軸３５１の回転位置を固定する第１ブレーキ部（不図示）を利用して、旋回角度を目標旋回角度に維持してもよい。
【００３６】
パネル３１の傾倒角度が目標傾倒角度となるよう第２駆動源３６を制御するための具体的な方法も、特には限られない。例えば、第２制御部４２は、第２軸３６１に設けられたロータリーエンコーダからの情報に基づいて、第２駆動源３６を制御することができる。また、第１制御部４１は、図３に示すように、傾斜センサなどの位置検出部３７からの情報に基づいて、第２駆動源３６を制御してもよい。
【００３７】
なお、パネル３１が風などの外力を受けると、パネル３１が変位したり撓んだりすることがある。この場合、第２軸３６１に設けられたロータリーエンコーダからの情報に基づいて第２駆動源３６を制御すると、パネル３１の傾倒角度が目標傾倒角度からずれた状態となり、この結果、パネル３１によって反射された太陽光２が集光部２２から逸れてしまうことがある。従って、太陽光２を効率良く集光部２２に集めるという点では、傾斜センサなどの位置検出部３７からの情報に基づいて第２駆動源３６を制御することが好ましい。
【００３８】
パネル３１が目標傾倒角度に到達した後、傾倒角度を目標傾倒角度に維持するための具体的な方法は、特には限られない。例えば、第１制御部４１は、所定の第２維持電流を第２駆動源３６に流し続けることにより、傾倒角度を目標傾倒角度に維持してもよい。また、第１制御部４１は、第２軸３６１の回転位置を固定する第２ブレーキ部（不図示）を利用して、傾倒角度を目標傾倒角度に維持してもよい。
【００３９】
（第１判定工程及び退避モード）
また、制御部４０は、外力によってパネル３１に加わる負荷が所定の第１閾値以上であるか否かを繰り返し判定する（Ｓ３）。負荷が第１閾値以上である場合（Ｓ３においてＹｅｓ）、制御部４０の第２制御部４２が、退避モードにおいて駆動源３４を制御する（Ｓ４）。退避モードにおいて、第２制御部４２は、パネル３１に加わる負荷が第１閾値未満になるように駆動源３４を駆動する。これによって、パネル３１が、パネル３１に加わる負荷が第１閾値未満になる退避位置に到達する（Ｓ５）。一方、集光位置にあるパネル３１に加わる負荷が第１閾値未満である場合（Ｓ３においてＮｏ）、第１制御部４１が引き続きパネル３１を集光位置に維持する。
【００４０】
（第２判定工程及び復帰モード）
また、制御部４０は、パネル３１が退避位置に到達した後、外力によってパネル３１に加わる負荷が、第１閾値よりも小さい所定の第２閾値未満であるか否かを繰り返し判定する（Ｓ６）。負荷が第２閾値未満である場合（Ｓ６においてＹｅｓ）、制御部４０の第２制御部４２が、復帰モードにおいて駆動源３４を制御し（Ｓ７）、これによって、パネル３１が集光位置に復帰する（Ｓ８）。負荷が第２閾値以上である場合（Ｓ６においてＮｏ）、第２制御部４２が引き続きパネル３１を退避位置に維持する。
【００４１】
退避モード時のパネル駆動装置の動作
次に、退避モード時のパネル駆動装置３３の動作について詳細に説明する。図５は、パネル駆動装置３３の動作を示すフローチャートである。
【００４２】
負荷検出部３８によって検出された負荷が第１閾値以上である場合、制御部４０の第２制御部４２は、まず、集光位置にあるパネル３１を退避させるための第１の候補である第１位置を決定する（Ｓ３１）。第１位置は、集光位置とは異なる位置である。第１位置は、例えば、第１位置に位置するパネル３１の傾倒角度が、集光位置に位置するパネル３１の傾倒角度と所定の単位角度だけ異なるよう、設定される。単位角度は、例えば、０°よりも大きく、且つ１°以下である。続いて、第２制御部４２は、パネル３１が第１位置に到達するように駆動源３４の例えば第２駆動源３６を制御する（Ｓ３２）。
【００４３】
第１位置は、好ましくは、第１位置においてパネル３１に加わる負荷が、集光位置においてパネル３１に加わる負荷よりも小さくなるように、第１位置を決定する。以下、第１位置を決定する方法の一例について、図６を参照して説明する。図６は、退避モードの時のパネルの変位の一例を示す図である。図６に示す例においては、風Ｆが略水平方向に吹いている。この場合、第２制御部４２は、風Ｆに沿う第１方向Ｒ１においてパネル３１が傾倒運動するように第１位置Ｐ１を決定する。これにより、第１位置Ｐ１においてパネル３１に加わる負荷を、集光位置Ｐ０においてパネル３１に加わる負荷よりも小さくすることができる。
【００４４】
パネル３１が第１位置Ｐ１に到達した後、制御部４０は、負荷検出部３８によって検出される負荷が第１閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ３３）。負荷が第１閾値未満である場合（Ｓ３３においてＹｅｓ）、第２制御部４２は、第１位置Ｐ１を退避位置と定める。一方、負荷が第１閾値以上である場合（Ｓ３３においてＮｏ）、第２制御部４２は、第１位置にあるパネル３１を更に退避させるための、第１位置とは異なる第２位置を決定する（Ｓ３４）。例えば、第２制御部４２は、図６に示すように、パネル３１を第１位置Ｐ１から更に単位角度だけ第１方向Ｒ１において傾倒させた位置を、第２位置Ｐ２として決定する。続いて、第２制御部４２は、パネル３１が第２位置Ｐ２に到達するように駆動源３４の例えば第２駆動源３６を制御する（Ｓ３５）。
【００４５】
パネル３１が第２位置Ｐ２に到達した後、制御部４０は、負荷検出部３８によって検出される負荷が第１閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ３６）。負荷が第１閾値未満である場合（Ｓ３６においてＹｅｓ）、第２制御部４２は、第２位置Ｐ２を退避位置と定める。一方、負荷が第１閾値以上である場合（Ｓ３６においてＮｏ）、第２制御部４２は、第２位置にあるパネル３１を更に退避させるための第３位置を決定する（Ｓ３７）。続いて、第２制御部４２は、パネル３１が第３位置に到達するように駆動源３４の例えば第２駆動源３６を制御する。このような手順を繰り返すことにより、負荷が第１閾値未満になる退避位置にまでパネル３１を変位させることができる。
【００４６】
復帰モード時のパネル駆動装置の動作
次に、復帰モード時のパネル駆動装置３３の動作について詳細に説明する。
【００４７】
パネル３１が退避位置に到達した後、外力によってパネル３１に加わる負荷が、第１閾値よりも小さい所定の第２閾値未満になると、制御部４０の第２制御部４２は、パネル３１を退避位置から集光位置に復帰させる復帰モードにおいて駆動源３４を制御する。例えば、第２制御部４２は、退避位置から集光位置へ向かう方向において退避位置から単位角度だけ変位した第１中間位置を決定する。続いて、第２制御部４２は、パネル３１が第１中間位置に到達するように駆動源３４の例えば第２駆動源３６を制御する。
【００４８】
パネル３１が第１中間位置に到達した後、制御部４０は、負荷検出部３８によって検出される負荷が第１閾値未満であるか否かを判定する。負荷が第１閾値未満である場合、制御部４０は復帰モードを継続する。例えば、第２制御部４２は、退避位置から集光位置へ向かう方向において第１中間位置から単位角度だけ変位した第２中間位置を決定する。続いて、第２制御部４２は、パネル３１が第２中間位置に到達するように駆動源３４の例えば第２駆動源３６を制御する。このような駆動制御を繰り返すことにより、負荷が第１閾値未満である状態を維持しながら、パネル３１を集光位置へ復帰させることができる。
【００４９】
一方、第１中間位置や第２中間位置などにおいて負荷が第１閾値以上に増加した場合、制御部４０は、復帰モードを退避モードに変更する。これによって、パネル３１を、負荷が第１閾値未満になる退避位置へ再び位置付けることができる。
【００５０】
本実施の形態に係るパネル駆動装置の効果
本実施の形態においては、集光位置にあるパネル３１に加わる負荷が所定の第１閾値以上である場合に、パネル３１を集光位置から退避位置へ退避させることができる。このため、パネル３１に加わる負荷が過大になることを抑制することができ、これにより、パネル３１が変形したり破損したりすることを抑制することができる。
【００５１】
また、本実施の形態においては、傾斜センサなどの位置検出部３７からの情報に基づいて、第１駆動源３５や第２駆動源３６を制御することができる。このため、風などの負荷に起因するパネル３１の変位や撓みを考慮して、パネル３１を集光位置により正確に位置付けることができる。これにより、太陽光２をより正確に集光部２２に向けてパネル３１によって反射させることができる。従って、太陽光２を効率良く集光部２２に集めることができる。また、本実施の形態においては、歪ゲージを含む負荷検出部３８を用いることにより、パネル３１が集光位置に正確に位置付けられた状態を維持しながら、パネル３１に加わる負荷を検出することができる。
【００５２】
また、本実施の形態においては、退避モードの際、集光位置から退避位置に至るまでの各位置において、パネル３１に加わる負荷を検出する。このため、集光位置に近く、且つパネル３１に加わる負荷が第１閾値未満となる位置を退避位置として決定することができる。従って、傾倒角度が０°となる水平位置にまでパネル３１を退避させる場合に比べて、パネル３１を退避させることに要する時間を短縮することができる。また、退避位置から集光位置へ復帰させることに要する時間を短縮することができる。
【００５３】
また、本実施の形態においては、退避位置にあるパネル３１に加わる負荷が所定の第２閾値以下になった場合に、パネル３１を退避位置から集光位置へ復帰させる復帰モードを開始する。このため、パネル３１が退避位置に到達してから所定時間経過後に復帰モードを開始する場合に比べて、復帰モードの際にパネル３１が変形したり破損したりすることを抑制することができる。
【００５４】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。
【００５５】
（負荷検出部の第１の変形例）
上述の実施の形態においては、負荷検出部３８が歪ゲージを含む例を示した。しかしながら、負荷検出部３８の具体的な構成は特には限定されない。例えば、負荷検出部３８は、駆動源３４に流れる電流に基づいて、パネル３１に加わる負荷を検出してもよい。
【００５６】
上述のように、パネル３１が集光位置に到達した後、第１駆動源３５には、旋回角度を目標旋回角度に維持するための第１維持電流が流れる。また、第２駆動源３６には、傾倒角度を目標傾倒角度に維持するための第２維持電流が流れる。この場合、風などの外力によってパネル３１に負荷が加わると、パネル３１を集光位置に維持するための第１維持電流や第２維持電流が増加する。従って、第１維持電流や第２維持電流の増加量に基づいて、パネル３１に加わる負荷を算出することが可能である。
【００５７】
本変形例において、好ましくは、第２維持電流は、パネル３１の傾倒角度が目標傾倒角度に維持されるよう、傾斜センサなどの位置検出部３７からの情報に基づいて制御される。このため、風などの負荷に起因するパネル３１の変位や撓みを考慮して、パネル３１を集光位置により正確に位置付けることができる。これにより、太陽光２をより正確に集光部２２に向けてパネル３１によって反射させることができる。従って、太陽光２を効率良く集光部２２に集めることができる。また、本変形例において、負荷検出部３８は、第２駆動源３６に流れる第２維持電流に基づいてパネル３１に加わる負荷を検出するよう構成されている。このため、パネル３１が集光位置に正確に位置付けられた状態を維持しながら、パネル３１に加わる負荷を検出することができる。
【００５８】
その他にも、負荷検出部３８は、位置検出部３７によって検出される傾倒角度と、目標傾倒角度との差に基づいて算出されてもよい。この場合、パネル３１の傾倒角度が目標傾倒角度になるように第２駆動源３６を制御する方法としては、位置検出部３７を用いたフィードバック制御ではなく、フィードフォワード制御が採用される。
【００５９】
（負荷検出部の第２の変形例）
負荷検出部３８は、パネル３１の複数の位置においてパネル３１に加わる負荷を検出するよう構成されていてもよい。例えば、負荷検出部３８は、パネル３１に取り付けられた複数の歪ゲージを含んでいてもよい。これにより、パネル３１に加わる負荷をより正確に検出することができる。
【００６０】
パネル３１の複数の位置においてパネル３１に加わる負荷を検出する場合、第２制御部４２は、パネル３１の複数の位置においてパネル３１に加わる負荷の最大値が第１閾値以上になった時に退避モードを開始してもよい。すなわち、パネル３１の複数の位置における負荷の最大値が第１閾値以上になった時に、負荷の最大値が第１閾値未満になるように駆動源３４を制御してもよい。これにより、パネル３１が変形したり破損したりすることをより確実に抑制することができる。
【００６１】
（第２制御部の変形例）
上述の実施の形態においては、パネル３１に加わる負荷が第１閾値以上である場合に、パネル３１が単位角度ずつ段階的に変位するように第２制御部４２が駆動源３４を制御する例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、パネル３１に加わる負荷が第１閾値以上である場合に、第２制御部４２は、より急激にパネル３１を変位させたり、駆動源３４の状態を変化させたりしてもよい。
【００６２】
まず、太陽光利用システム１０が、パネル３１が設置された環境の風速を測定する風速計４３を更に備える場合について説明する。この場合、第２制御部４２は、風速が許容風速以上になった時、予め定められた設定退避位置にパネル３１を位置付けるように駆動源３４を制御してもよい。設定退避位置は、例えば、傾倒角度が０°となる水平位置である。これにより、パネル３１に加わる負荷が急激に増加した場合などに、パネル３１を速やかに水平位置に位置付けることができる。
【００６３】
次に、パネル３１に加わる負荷が、所定の許容負荷以上になった場合について説明する。この場合、第２制御部４２は、駆動源３４の第１駆動源３５又は第２駆動源３６の少なくともいずれか一方を停止してもよい。例えば、第２駆動源３６を停止してもよいこの結果、パネル３１は、風などの負荷に応じて自由第２軸３６１の周りで回転する状態になる。これにより、パネル３１に加わる負荷を速やかに低減させることができる。また、第２駆動源３６が破損してしまうことを抑制することができる。なお、許容負荷は、上述の第１閾値と同一でもよく、第１閾値よりも大きくてもよい。
【００６４】
次に、パネル駆動装置３３が、駆動源３４の駆動力をパネル３１に伝達するクラッチを更に備える場合について説明する。この場合、パネル３１に加わる負荷が許容負荷以上になった時、第２制御部４２は、クラッチによる駆動力の伝達が遮断されるように、第１駆動源３５のクラッチ又は第２駆動源３６のクラッチの少なくともいずれか一方を制御してもよい。例えば、第２駆動源３６のクラッチを遮断してもよい。この場合も、パネル３１は、風などの負荷に応じて自由に第２軸３６１の周りで回転する状態になる。これにより、パネル３１に加わる負荷を速やかに低減させることができる。また、第２駆動源３６が破損してしまうことを抑制することができる。
【００６５】
（退避モードの変形例）
上述の実施の形態の退避モードにおいては、集光位置Ｐ０から第１位置Ｐ１へ向かう方向と、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へ向かう方向とが一致する例を示した。本変形例においては、集光位置Ｐ０から第１位置Ｐ１へ向かう方向と、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へ向かう方向とが異なる例について、図７を参照して説明する。図７は、退避モードの時のパネル３１の変位の一例を示す図である。
【００６６】
通常、風Ｆは略水平方向に吹く。このため、図７に示すように鉛直方向に近い方向に沿って風Ｆが吹いている場合であっても、パネル３１が水平位置に近づくように第２制御部４２が第１位置Ｐ１を決定する可能性が高い。この場合、パネル３１が第１位置Ｐ１に到達した後、制御部４０は、負荷検出部３８によって検出される負荷が第１閾値未満であるか否かを判定する。この結果、制御部４０は、第１位置Ｐ１においてパネル３１に加わる負荷が、退避位置Ｐ０においてパネル３１に加わっていた負荷よりも大きいことに気付く。この場合、第２制御部４２は、退避位置Ｐ０から第１位置Ｐ１に向かう第１方向Ｒ１とは反対の第２方向Ｒ２においてパネル３１を変位させるように、第２位置Ｐ２を決定し、そしてパネル３１を第２位置Ｐ２へ変位させる。
【００６７】
パネル３１が第２位置Ｐ２に到達した後、制御部４０は、負荷検出部３８によって検出される負荷が第１閾値未満であるか否かを判定する。負荷が、退避位置Ｐ０においてパネル３１に加わっていた負荷よりも小さいが、未だ第１閾値以上である場合、第２制御部４２は、第２方向Ｒ２において更にパネル３１を変位させるように第３位置Ｐ３を決定する。
【００６８】
このように、パネル３１に加わる負荷に応じてパネル３１の退避位置を決定することにより、風などの外力の方向が不明な場合であっても、パネル３１に加わる負荷が第１閾値未満になるようパネル３１を適切に退避させることができる。
【００６９】
（太陽光利用システムの変形例）
制御部４０は、１つのパネル３１の動作にその他のパネル３１が連動するように、複数のパネル３１を制御してもよい。例えば、制御部４０の第２制御部４２は、複数のパネル３１に加わる負荷のうちの少なくとも１つが第１閾値以上である場合に、複数のパネル３１に加わる負荷が低下するように、各パネル３１に対応する駆動源３４を制御する。
【００７０】
強風が訪れる場合、まず風上に位置するパネル３１に加わる負荷が増加し、続いて風下に位置するパネル３１に加わる負荷が増加する。本変形例によれば、風上に位置するパネル３１に加わる負荷は第１閾値以上であるが、風上に位置するパネル３１に加わる負荷は第１閾値未満である状況において、風上に位置するパネル３１及び風下に位置するパネル３１のいずれをも退避モードで制御することができる。これにより、各パネル３１が変形したり損傷したりすることをより確実に抑制することができる。
【００７１】
なお、複数のパネル３１のうちの一部のパネル３１にのみ負荷検出部３８が設けられていることも考えられる。この場合、負荷検出部３８が設けられているパネル３１の退避動作に、負荷検出部３８が設けられていないパネル３１の退避動作を同期させてもよい。
【００７２】
また、上述の実施の形態においては、パネル３１が、集光部２２に向けて太陽光を反射する例を示した。すなわち、複数のヘリオスタット３０を備える太陽光利用システム１０が、太陽熱発電システムである例を示した。しかしながら、複数のヘリオスタット３０を備える太陽光利用システムの用途が、太陽熱発電システムに限られることはない。
例えば、太陽光利用システムは、複数のヘリオスタット３０によって反射された太陽光の熱を利用して蒸留水を精製するシステムであってもよい。
また、太陽光利用システムは、太陽光発電システムであってもよい。この場合、ヘリオスタット３０のパネル３１は、光電効果によって太陽光を電力に変換する太陽電池を含む。
【００７３】
なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  太陽
２  太陽光
３  反射光
１０  太陽光利用システム
２０  発電装置
２１  タワー
２２  集光部
３０  ヘリオスタット
３１  パネル
３２  支持部材
３３  パネル駆動装置
３４  駆動源
３５  第１駆動源
３５１  第１軸
３６  第２駆動源
３６１  第２軸
３７  位置検出部
３８  負荷検出部
４０  制御部
４１  第１制御部
４２  第２制御部
４３  風速計
【図１】
2018119725.tif 000003
【図２】
2018119725.tif 000004
【図３】
2018119725.tif 000005
【図４】
2018119725.tif 000006
【図５】
2018119725.tif 000007
【図６】
2018119725.tif 000008
【図７】
2018119725.tif 000009