(57)【要約】【課題】太陽光二軸追尾装置単体実現と、その増設を容易化する発電モジュールシステムを得る。【解決手段】時刻情報を基にタイマーおよびパルスをマイクロコンピュータによって、第１モータを駆動制御しスライダＸにより変形ラック・セクタギヤ構造を介して回動軸（２１）の東西回動追尾の実現と、それに関連付けて第２モータによってスライダｘを作動し、南北仰角リンク（４５）を介して南北軸の年間追尾実現と、発生都度の悪天候２軸回避制御と、からなる２軸追尾の基本体となるモジュール（ｍ）を構成する。モジュール（ｍ）の端部には連結部材を介する連結機能を具備し、これによって逐次増設を自在化、一連のモジュールを一体駆動するＸ軸ユニット（Ｕ）を構成する。Ｙ軸方向に、必要なＸ軸ユニット（Ｕ）数を逐次増設して、全体が連動して２軸追尾発電をする発電所である。【選択図】図１
2019097368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形ラックとセクタギヤ構造の基本
太陽光追尾装置における二軸回動装置であって、
フォーク（２３）によって軸支される仰角回動軸心は、前記フォーク（２３）の股内に配置される変形ラック（２６）の、軸方向に平行な表面空域にあって、その位置は噛合するセクタギヤ（２７）の半径と関連してそこから導かれる適切な位置であり、このフォーク（２３）をフォーク軸受（２９）によって軸支してなる仰角回動軸心支持構造と、
第１モータＭ１が東西スライダ（Ｘ）を介して往復作動をもたらす前記変形ラック（２６）のギヤ歯を形成するそのラック体表面は、前記回動軸心の同心円上の、凹曲形状面に形成され、その凹曲形状面にラックギヤ歯（２５）が形成されており、その歯筋が前記回動軸心の同心円上に歯切りされてなる変形ラック構造と、
その変形ラック（２６）と直交して噛合するセクタギヤ（２７）の構造において、そのギヤ周長は前記変形ラック（２６）のギヤ面長さに少なくとも合致し、少なくとも１５０度の円周角を形成し、一体である回動軸（２１）で支持され、歯筋は前記同心円上に歯切りされた、前記変形ラック（２６）に噛合する歯形状であり、セクタギヤと一体で回動させる電池パネルの大きさにより、少なくともその回動負荷に関連付けた適当なギヤ半径を形成するセクタギヤ構造と、
前記変形ラックとセクタギヤ構造の噛合するギヤ歯が、前記同心円上に関連付けて歯切りされていることによって、第２モータの仰角駆動によってもたらされる回動軸（２１）の仰角変位が、ギヤ噛合における同心円上のずれとなって表れ、そのずれはギヤ歯が摺動追随して変位する変位追随機能として作用し、それによって噛合保持が仰角変位と共に連続する変位噛合保持構造と、
によって構成される、直交する可動２軸を関連させながら同時に個別回動させる変形ラック・セクタギヤ構造と、
第１モータ駆動による東西スライダ（Ｘ）の往復作動を、前記変形ラック・セクタギヤ構造を介して、前記回動軸（２１）の東西回動作動へと変換した東西軸回動構造と、
第２モータＭ２駆動による仰角スライダ（ｘ）の往復作動を、前記変形ラック・セクタギヤ構造と、軸受（１９，２２）と、を介することで前記回動軸（２１）の、北方側の前記軸受（２２）及び自在継手（２８）、並びに仰角リンク（４５）を介した、仰角回動作動へと変換し、その仰角最大６０度を無段階に回動作動する仰角（南北）軸回動構造と、
二軸回動装置における東西スライダ（Ｘ）及び仰角スライダ（ｘ）其々の端部に、別途用意された増設二軸回動装置の、同じスライダ部を着脱自在に連結しその一体連動化を可能とする、少なくとも其々連結部材（１８）を介した連結機能を具備したスライダ連結構造と、
によって構成される、直交する可動２軸を関連させ、タイマーとパルスによってマイクロコンピュータ制御する構造体であることを特徴とした直交二軸回動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回動軸（２１）上に、太陽電池パネル（２０）を搭載し、これを一体化することによって、
前記直交二軸回動装置を、発電装置体とする太陽光二軸追尾発電モジュール（ｍ）構造と、
前記スライダの連結増設機能によって、増設されたモジュール（ｍ）が連動して発電動作をする連動発電構造と、
によって実現した太陽光二軸追尾発電装置。
【請求項３】
請求項１および２に記載のラックギヤ歯（２５）に代えて、雌螺子に由来する変形ラックギヤ歯（Ｒ）を形成する構造と、
前記変形ラックギヤ歯（Ｒ）に噛合するセキタギヤ歯も前記雌螺子に螺合する雄螺子に由来するセキタギヤ（Ｓ）と、
によって構成される変形ラック・セクタギヤ構造（Ｋ）を実現した直交二軸回動装置。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の東西スライダ（Ｘ）に連結された、モジュール（ｍ）の東西スライダ（Ｘ１）端部に、前記連結部材（１８）を含む連結機能をもって東西スライダ（Ｘ２）を連結し、
次いで、その東西スライダ（Ｘ２）端部に東西スライダ（Ｘ３）を同様に連結し、
同様にその東西スライダ（Ｘ３）端部に東西スライダ（Ｘ４）を連結し、
同様にその東西スライダ（Ｘ４）端部に東西スライダ（Ｘ５）を連結し・・・・、
と示すように逐次手段による東西スライダ増設構造と、
また、前記仰角スライダ（ｘ）に連結された、モジュール（ｍ）の仰角スライダ（ｘ１）端部に、前記連結部材（１８）を含む連結機能をもって仰角スライダ（ｘ２）を連結し、
次いで、その仰角スライダ（ｘ２）端部に仰角スライダ（ｘ３）を同様に連結し、
同様に、その仰角スライダ（ｘ３）端部に仰角スライダ（ｘ４）を連結し、
同様に、その仰角スライダ（ｘ４）端部に仰角スライダ（ｘ５）を連結し・・・・、
と示すように逐次手段による仰角スライダ増設構造と、
Ｘ軸（東西軸）駆動力を、増設機への伝達手段をスライダの往復運動によって行う構造と、
Ｘ軸およびｘ軸をセットとしてスライダ部において、着脱自在に直列連結増設する手段でモジュール（ｍ）を増設してＸ軸（東西軸）を充足する逐次増設構成によって、増設機を含めたスライダを一連として、そこに２基の駆動原によりＸ軸およびｘ軸其々が関連することでＸ軸ユニット（Ｕ）とを構成する、Ｘ軸（東西軸）モジュールのユニット化構造と、
によって、連動追尾Ｘ軸（東西軸）を構成する太陽光二軸追尾発電装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ軸ユニット（Ｕ）列における、回転駆動Ｙ軸（１２）および回転駆動ｙ軸（３１）は、少なくとも自在継手（３０）を含む連結部材を介した着脱自在な逐次連結機能を具備しており、
その逐次連結機能を以って、前記Ｘ軸ユニット（Ｕ）列をＹ軸（南北軸）方向に増設することで、発電所の発電面積規模調節を自在化する構造と、
前記発電所の全モジュール（ｍ）が連動する二軸追尾構造と、
によって成る太陽光二軸追尾発電装置。
【請求項６】
請求項４および５に記載のＸ軸ユニット（Ｕ）における、隣接する二軸追尾モジュール同士を、当該太陽電池パネル（２０）幅の少なくとも一枚分の距離、又はそれ以上の間隔を空けて設置し、その空けられた間隔中に、固定型、又は仰角一軸追尾型の発電モジュールを配設した混成設置ユニット構成である、太陽光二軸追尾発電装置。
【請求項７】
請求項１〜６に記載のうち、何れか１項記載の２軸回動による通常運行制御がなされる中で、
風速センサ並びに積雪センサから得られる信号に基いて、当該太陽電池パネル（２０）の暴風回避と現在時復帰、並びに積雪回避と現在時復帰、の制御運行を、
何れも発生の都度先行させる太陽光二軸追尾発電装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうち何れか１項に記載の、２軸追尾基本型モジュール（ｍ）による連動型太陽光二軸追尾の全ユニット制御にあたって、追尾における正対に隣接する角度幅（正対域）へのステップ追尾方式を採用し、これを設置機の連動二軸追尾機能と組合せた追尾によって、スケールメリットを得る構成とした太陽光二軸追尾発電装置。
【請求項９】
請求項１〜８に記載のうち何れか１項に記載の追尾装置を用いて実現される太陽光発電所。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は太陽光発電による電池パネルの太陽光自動追尾システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  現状における一般的規模での太陽光発電所システムはパネルの発電効率の低い固定式が主流である。２軸追尾方式によると効率が向上するが、大規模や中規模システムにおいて効率的な連動架台が実現されていない状況である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７２１４５
【特許文献２】特開２００３−３２４２１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ２軸追尾方式は単独型架台においては実現されているが、大型施設や大規模施設においての連動型は未だ実現がなされていない現状がある。【０００５】        （単独形は拡張不可）
また、単独型を多数連結するなどして大型施設化することはスケールメリットが出せないという欠点があった。【０００６】  当該施設の発電効率を向上させるためには多くの電池パネルを設置する必要があり、対敷地面積における効率的な発電施設とする為にはそのパネルを全天的な追尾型とすることが望ましいが、追尾型バネルを整然と大量に布設しそのパネルを連動して２軸追尾へ駆動することは、現実の仕組みとして難易度は高く、これまでには実現していない。【０００７】  先行技術例として特許文献１は１軸追尾方式であり、本願発明の２軸追尾方式とはその仕組みにおいて大きく異なるものである。特許文献２においては２軸方式であり、本願発明の方式にテーマにおいて共通する唯一の発見例である。【０００８】  特許文献２における先行例では、屋根上に設置され、一枚毎の電池アレイは小さな面積単位に分割され、これ等を連動させながら２軸追尾を実現するものと見られ、一般家屋の屋根上設置を対象としている規模のもので、屋根の規模に合せた小規模システムとしており、規模の拡張性は低いものと言える。一定規模の架台に屋根上という一定の規模でソーラーパネルを搭載するもので、２軸追尾としてのスケールメリットが出せない仕組みである。【０００９】  こうした状況に鑑み、本発明では最小規模の２軸自動追尾を実現し、これを逐次連結増設する手法で規模の増設を自在化できるようにし、従来になかった効率的で、スケールメリットの出せる経済的な発電所システムを実現することを目的とし、そのために基本となる最小モジュールである２軸自動追尾システムを実現し、それをもって拡張システムへと展開し規模の自在化と全連動化を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  太陽光追尾装置における二軸回動装置であって、
フォーク（２３）によって軸支される仰角回動軸心は、前記フォーク（２３）の股内に配置される変形ラック（２６）の、軸方向に平行な表面空域にあって、その位置は噛合するセクタギヤ（２７）の半径と関連してそこから導かれる適切な位置であり、このフォーク（２３）をフォーク軸受（２９）によって軸支してなる仰角回動軸心支持構造と、
第１モータＭ１が東西スライダ（Ｘ）を介して往復作動をもたらす前記変形ラック（２６）のギヤ歯を形成するそのラック体表面は、前記回動軸心の同心円上の、凹曲形状面に形成され、その凹曲形状面にラックギヤ歯（２５）が形成されており、その歯筋が前記回動軸心の同心円上に歯切りされてなる変形ラック構造と、
その変形ラック（２６）と直交して噛合するセクタギヤ（２７）の構造において、そのギヤ周長は前記変形ラック（２６）のギヤ面長さに少なくとも合致し、少なくとも１５０度の円周角を形成し、一体である回動軸（２１）で支持され、歯筋は前記同心円上に歯切りされた、前記変形ラック（２６）に噛合する歯形状であり、セクタギヤと一体で回動させる電池パネルの大きさにより、少なくともその回動負荷に関連付けた適当なギヤ半径を形成するセクタギヤ構造と、
前記変形ラックとセクタギヤ構造の噛合するギヤ歯が、前記同心円上に関連付けて歯切りされていることによって、第２モータの仰角駆動によってもたらされる回動軸（２１）の仰角変位が、ギヤ噛合における同心円上のずれとなって表れ、そのずれはギヤ歯が摺動追随して変位する変位追随機能として作用し、それによって噛合保持が仰角変位と共に連続する変位噛合保持構造と、
によって構成される、直交する可動２軸を関連させながら同時に個別回動させる変形ラック・セクタギヤ構造と、
第１モータ駆動による東西スライダ（Ｘ）の往復作動を、前記変形ラック・セクタギヤ構造を介して、前記回動軸（２１）の東西回動作動へと変換した東西軸回動構造と、
第２モータＭ２駆動による仰角スライダ（ｘ）の往復作動を、前記変形ラック・セクタギヤ構造と、軸受（１９，２２）と、を介することで前記回動軸（２１）の、北方側の前記軸受（２２）及び自在継手（２８）、並びに仰角リンク（４５）を介した、仰角回動作動へと変換し、その仰角最大６０度を無段階に回動作動する仰角（南北）軸回動構造と、
二軸回動装置における東西スライダ（Ｘ）及び仰角スライダ（ｘ）其々の端部に、別途用意された増設二軸回動装置の、同じスライダ部を着脱自在に連結しその一体連動化を可能とする、少なくとも其々連結部材（１８）を介した連結機能を具備したスライダ連結構造と、
によって構成される、直交する可動２軸を関連させ、タイマーとパルスによってマイクロコンピュータ制御する構造体であることを特徴とした直交二軸回動装置である。【００１１】  請求項１に記載の回動軸（２１）上に、太陽電池パネル（２０）を搭載し、これを一体化することによって、
前記直交二軸回動装置を、発電装置体とする太陽光二軸追尾発電モジュール（ｍ）構造と、
前記スライダの連結増設機能によって、増設されたモジュール（ｍ）が連動して発電動作をする連動発電構造と、
によって実現した太陽光二軸追尾発電装置。
請求項１に記載の回動軸（２１）上に、太陽電池パネル（２０）を搭載し、これを一体化することによって、前記直交二軸回動装置を、
発電装置体とする太陽光発電二軸追尾モジュール（ｍ）構造と、
前記スライダの連結増設機能によって、増設された前記のモジュール（ｍ）が連動して発電動作をする連動発電構造と、
によって実現した太陽光二軸追尾発電装置である。【００１２】  請求項１および２に記載のラックギヤ歯（２５）に代えて、雌螺子に由来する変形ラックギヤ歯（Ｒ）を形成する構造と、
前記変形ラックギヤ歯（Ｒ）に噛合するセキタギヤ歯も前記雌螺子に螺合する雄螺子に由来するセキタギヤ（Ｓ）と、
によって構成される変形ラック・セクタギヤ構造（Ｋ）を実現した直交二軸回動装置である。【００１３】  請求項１〜３に記載の東西スライダ（Ｘ）に連結された、モジュール（ｍ）の東西スライダ（Ｘ１）端部に、前記連結部材（１８）を含む連結機能をもって東西スライダ（Ｘ２）を連結し、
次いで、その東西スライダ（Ｘ２）端部に東西スライダ（Ｘ３）を同様に連結し、
同様にその東西スライダ（Ｘ３）端部に東西スライダ（Ｘ４）を連結し、
同様にその東西スライダ（Ｘ４）端部に東西スライダ（Ｘ５）を連結し・・・・、
と示すように逐次手段による東西スライダ増設構造と、
また、前記仰角スライダ（ｘ）に連結された、モジュール（ｍ）の仰角スライダ（ｘ１）端部に、前記連結部材（１８）を含む連結機能をもって仰角スライダ（ｘ２）を連結し、
次いで、その仰角スライダ（ｘ２）端部に仰角スライダ（ｘ３）を同様に連結し、
同様に、その仰角スライダ（ｘ３）端部に仰角スライダ（ｘ４）を連結し、
同様に、その仰角スライダ（ｘ４）端部に仰角スライダ（ｘ５）を連結し・・・・、
と示すように逐次手段による仰角スライダ増設構造と、
Ｘ軸（東西軸）駆動力を、増設機への伝達手段をスライダの往復運動によって行う構造と、
Ｘ軸およびｘ軸をセットとしてスライダ部において、着脱自在に直列連結増設する手段でモジュール（ｍ）を増設してＸ軸（東西軸）を充足する逐次増設構成によって、増設機を含めたスライダを一連として、そこに２基の駆動原によりＸ軸およびｘ軸其々が関連することでＸ軸ユニット（Ｕ）とを構成する、Ｘ軸（東西軸）モジュールのユニット化構造と、
によって、連動追尾Ｘ軸（東西軸）を構成する太陽光二軸追尾発電装置である。【００１４】  請求項４に記載のＸ軸ユニット（Ｕ）列における、回転駆動Ｙ軸（１２）および回転駆動ｙ軸（３１）は、少なくとも自在継手（３０）を含む連結部材を介した着脱自在な逐次連結機能を具備しており、
その逐次連結機能を以って、前記Ｘ軸ユニット（Ｕ）列をＹ軸（南北軸）方向に増設することで、発電所の発電面積規模調節を自在化する構造と、
前記発電所の全モジュール（ｍ）が連動する二軸追尾構造と、
によって成る太陽光二軸追尾発電装置である。【００１５】  請求項４および５に記載のＸ軸ユニット（Ｕ）における、隣接する二軸追尾モジュール同士を、当該太陽電池パネル（２０）幅の少なくとも一枚分の距離、又はそれ以上の間隔を空けることで隣接日影の悪影響を回避して設置し、その空けられた間隔中に、固定型、又は仰角一軸追尾型の発電モジュールを配設した混成設置ユニット構成である、太陽光二軸追尾発電装置である。【００１６】  請求項１〜６に記載のうち、何れか１項記載の２軸回動による通常運行制御がなされる中で、
風速センサ並びに積雪センサから得られる信号に基いて、当該太陽電池パネル（２０）の暴風回避と現在時復帰、並びに積雪回避と現在時復帰、の制御運行を、
何れも発生の都度先行させる太陽光二軸追尾発電装置である。【００１７】  請求項１〜７のうち何れか１項に記載の、２軸追尾基本型モジュール（ｍ）による連動型太陽光二軸追尾の全ユニット制御にあたって、追尾における正対に隣接する角度幅（正対域）へのステップ追尾方式を採用し、これを設置機の連動二軸追尾機能と組合せた追尾によって、スケールメリットを得る構成とした太陽光二軸追尾発電装置である。【００１８】  請求項１〜８に記載のうち何れか１項に記載の追尾装置を用いて実現される太陽光発電所である。
【発明の効果】
【００１９】  第１発明の二軸回動装置は、直交する２軸で太陽を効果的に追尾するための架台装置であり、その構造が仰角回動軸心支持構造と、変形ラック・セクタギヤ構造と、変位噛合保持構造とによって、これらを密接に関連させて、直交する可動２軸を同時に回動する装置として実現したものである。【００２０】  東西スライダの往復作動から一体で変形ラック・セクタギヤ構造に入力し、往復作動する変形ラックと噛合協動するセクタギヤのギヤ歯は、何れも仰角回動軸心の同心円上に歯切りされた構造であることから、仰角回動が最大で冬至の６０度までの回動を繰返すとき、常に噛合のギヤ同士は、ずれながら変位し、その変位に追随して噛合は常時維持され、無段階に噛合は保持し続けるという作用、効果を奏する。
このギヤ構造は、第１モータの外部駆動力が速やかに回動軸の東西回動へと変換されるシンプルな構造として作動し、それに関わりながら回動軸２１は独自の仰角回動をする、簡便でありながら確実な伝達力として、直交する２軸の同時個別可動を実現したものである。【００２１】  スライダによる伝達機構は、大型やそれ以上の連結であっても伝達力が１本の直線往復作動をするものであることから増設対応機能に優れるもので、以上のように構成される二軸回動装置は、二軸回動機能のみならず、そのスライダの連結機能が増設展開を容易にする機能として併せて実現したものである。【００２２】  第２の発明による効果として、前記仰角回動軸心支持構造と、変形ラック・セクタギヤ構造と、変位噛合保持構造とに、電池パネルを搭載して発電装置化したことによって、前記諸構造の機能が相乗的に発揮され、高効率発電装置とすることを実現した。【００２３】  二軸回動装置の連結機能をもって展開する連動二軸追尾機能によって、施設全体を連動する全モジュールの連動発電構造が機能し、効率的発電機能が発揮される効果を得られ、２軸を関連させて追尾する仕組みが年間を通して発電動作がループすることを実現した。【００２４】  第３発明の効果として、変形ラック・セクタギヤの製作にあたり、図１０に示すようなギヤ歯を螺子山由来のギヤ歯とすることを実現したもので、この場合金型の製作が容易となる効果があり、これはシステムを廉価に構築する効果となる。【００２５】  第４発明の効果として、従来の２軸単独型を多数集合設置しても単独型ではスケールメリットが出せないという欠点を、本発明は基本モジュールｍのスライダ部を拡張機能を具備し、逐次に増設する構造としたことによって解消したもので、増設全てのモジュールが設置規模に拘りなく連動する構造であること、従来になかった２軸追尾の大規模施設化としても実現したこと、高いスケールメリット効果を実現したこと、が課題解決として特筆される効果である。【００２６】  Ｘ／ｘ軸駆動力の伝達をスライダによる構造としたことが本発明の特長であり、それによりシンプルで高い信頼性、良好な伝達性の実現と、スライダ端部に連結機能を具備したモジュールｍを完成単体として実現したことによって、増設の自在性を向上し、従来には無かったスケールメリットを得易いものとした。【００２７】  東西スライダＸと仰角スライダｘを、関連させて逐次増設する手段によって、モジュールｍの設置数を自在に調整しユニット化する効果を奏する。その自在性は原点のモジュールｍ単体に始まり、敷地の範囲、敷地の形状での増設調節が無段階、無制限に実現できる効果となる。【００２８】  スライダＸ／ｘを関連させて其々のスライダによって逐次連結設置することは、良好な実用性と、それらユニット単位で東西スライダ軸が直線として通り、一体として全スライダが往復作動する構造であり、次のステップである面の拡大、即ち直交するＹ軸方向への展開を、回転軸によることで極めて容易にする構造としたスライダによる伝達効果である。【００２９】  第５発明の効果として、Ｘ軸ユニット単位でＹ軸（南北軸）方向への逐次増設が自在にできることは、Ｘ軸にＹ軸が従属する構造としたことによるものであり、ソーラー施設全面の規模も同様に展開、調整の実現が容易となる。これによって本発明の目的とする全面連動展開を実現したものである。
設置場所が南北に細長いビルの屋上であるとき、モジュールがＸ軸１列、Ｙ軸多数列、のような配置もＹ軸（南北軸）方向への逐次増設によって容易に実現される。【００３０】  さらに、規模を構成する全Ｘ／ｘ軸、全Ｙ／ｙ軸を、原点における２基のモータを駆動原として、一体駆動／一元駆動を、制御する構造としたことで、施設を計画する段階時においても駆動の基本構造部は変わることがなく、一元駆動制御システムとしたことで、本発明課題であるスケールメリットが引き出せる。【００３１】  第６の発明効果として、複数パネルが連動して追尾する２軸追尾における隣接パネルの日陰の悪影響を、可能な限り排除する間隔設置構成は、追尾モジュールｍ同士をそのパネル幅以上の適正な距離を空けて設置することで、隣接パネルからの投影を避けた受光面最大化と、追尾パネル設置密度の最適化との両方確保を実現したものである。それによって８時からの陰のない１００％の受光面が１６時まで連続して実現されるものとなり、連続８時間という極めて長時間の正対域発電が、連動型２軸追尾パネルにおいて実現される効果となった。【００３２】  連動間隔設置に加え、従来には無かった追尾型と、固定型又は仰角１軸追尾型の何れかを交互に設置する混成設置の実現によって最大の発電効率を引き出すことを実現した。混成設置においては、敷地面積対パネル面積の差を縮小して高効率の発電が得られ、無駄な空地を縮減し、土地価格の高い都市部、特にビルの屋上設置の場合など、狭く限られた敷地の場合には、対敷地面積的効果が向上する。【００３３】  ２軸追尾型と、１軸追尾型又は固定型とを、交互に設置する混成設置によっての高出力発電所実現は、発電所全体が連動して追尾する本発明二軸追尾発電装置によってのみ実現される効果である。【００３４】  第７の発明にかかる効果として、太陽光二軸追尾装置において通常運行の他に組み込まれる臨時的回避運行を、信号を得てこれを制御することで天候異変から受けるダメージを回避し、回避後時下に合わせて復帰させる臨時運行として実現したものである。天候異変から受ける予測として壊滅的な打撃となるかも知れない施設の危機を、２基の原動機による全体の一元制御によって、事前の備えとして克服できる構造を実現したものである。このことは逆に見るとき、危機をその都度回避できるのであるから、通常は日照を受けて高々と効率的な施設展開が可能であることを示すものでもある。【００３５】  積雪に対応するならば、信号を得てスライダＸの東西回動を作動してパネルを縦形の角度に留めて積雪を回避し、それに暴風が加わる暴風雪となれば、仰角を水平近くに下げて暴風も併せて回避し、後刻の天候回復まで待機する。
冬季以外に暴風に対応するならば、信号を得てスライダＸの東西回動を作動しパネルを水平角、又はその近くに留めると共に、南北回動のスライダｘを作動して仰角を水平近くに留めて回避し、回復まで待機する。何れも天候回復の信号を得て、現在時刻の基へ復帰し通常運行へ戻る。【００３６】  第８の発明効果として、本願発明において２軸追尾型システムにおける連動型を装置として実現したことによって、大規模システムにおいても適切なステップ追尾を入れることで、東西追尾は少なくとも８時間／日にも及ぶ上位発電機能によって、実に固定型の３〜４倍の受光時間を根拠にするエネルギー再生量を可能とするもので、その連動機能によって大型施設のスケールメリットにおける成果の差は極めて大なるものとなる。【００３７】  上記の成果は、東西軸、南北軸ともに拡張可能な連動２軸追尾装置として実現し、その運用にあたって概ね３０度／２時間程度に設定した正対域へのステップ追尾を繰返すことによる連続性を組み入れたことによる成果である。【００３８】  第９の発明効果として駆動構造の中枢部においては、太陽電池パネルは軸に対して左右均等載置であり、そこから受ける回動負荷の軽微性と追尾全体の低速度性から、素材をプラスチックによる成型ギヤをもって実現することが可能であり、故に部材量産は容易である。また、重要部であることからギヤボックス化することによって、設置工事の施工を容易化することが出来る。
以上のことから建設コストを低く抑えられ、スケールメリットの恩恵が大となる。【００３９】  本発明を結集した結果、発電所としての目的目標を達成したもので、拡張機能を備えたモジュールｍの実現と、それを用いた発電施設規模の拡張調整を自在化し、メガ施設などの大規模施設においても連動する、究極ともいえる大規模／長時間発電を実現する高度な太陽光発電所を実現したものであり、これは従来において未だ実現されていない極めて大なる成果となる。【００４０】  追尾にステップの余裕を設定したことが前述した多くの利点を生み出し、閏年における補正なども手動で済む利点があり、仰角のステップを少なくとも年間２回でカバーできること、なども正対域設定の利点である。アクチュエータなどに高価な機器や装置を大量に投入することは不要であり、建設費や維持費、施設費は低く抑えながら、スケールメリットを揚げる本発明システムから得られる効果は多大である。買電価格の下落など社会的事象によって従来の大規模システム事業に存亡が掛り、太陽エネルギーの再生拡大が懸念される時においても、本発明システムが従来システムの３倍〜４倍の発電量であることが採算性を安定させ、新たな太陽エネルギー再生システムとして大きく社会貢献できるものとなる。【００４１】  施設の駆動電力を外部電源に頼ることなく当該装置によって賄うことで、孤立した僻地であっても大規模発電所を自動運行することを可能とする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明太陽光発電に係る電池パネル配設例を示す説明図
【図２】本発明太陽光発電装置における駆動要部の斜視図
【図３】本発明太陽光発電装置における駆動要部を示す断面図
【図４】本発明太陽光発電装置の追尾構造を示す斜視図
【図５】本発明太陽光発電装置におけるパネルの東西追尾の説明図
【図６】本発明太陽光発電装置におけるパネルの東西軸受光に関わる説明図
【図７】本発明太陽光発電装置の構成ブロック図
【図８】本発明太陽光発電装置仰角追尾運行動作を示すフローチャート
【図９】本発明太陽光発電装置東西追尾運行動作を示すフローチャート
【図１０】本発明太陽光発電装置の異なる実施例における駆動要部の説明図
【発明を実施するための形態】
【００４３】  本発明は時計情報を活用して、年間を通して太陽光を適切な受光角度に制御し、また、日中の長時間に渡って自動追尾し、ループすることを実現した高効率システムであり、最小システムの実現とそれを逐次増設し拡張連動することで、小規模な発電所から大規模な発電所まで敷地条件に沿った規模設定ができる逐次増設型システムである。
【００４４】  本システムにおける太陽光追尾については、所定時間のピッチでステップ追尾するステップ追尾方式を採用し、これを前記逐次増設した２軸追尾機構によって、設置数全体を連動運行することでスケールメリットを追求するシステムである。
以下に本実施例の詳細を図面参照と併せて説明する。
【実施例】
【００４５】  太陽光を２軸で追尾し、最適受光角度を維持するための２軸追尾システムであり、２基の駆動モータをタイマーとパルス及びマイクロコンピュータ、電子回路によって制御し、モータの回転力をスライダの往復運動に変換する公知の機構を駆動の一次構成として、当該施設東側（西側）の駆動エリアに配置する。【００４６】  光センサに拠ることなく設置地域の南中時刻を基準に設定し運行するシステムであり、設定により受光パネルが東西軸を日中複数回のステップで太陽を追尾する構造と、曇天や雨天に拘り無く時計追尾の運行をする構造とによるものであり、例えば雲の流れの早い一日においては日照回復の都度に発電は同時的に復帰継続される。これは結果から見ると、太陽が陰っても時計追尾していることにより、次の日照回復の時点にパネル角度が先回りして正対受光を待機している、とも取れる完全運行となるもので、東西軸・南北軸設定と併せ年間通して高効率な時計運行をする２軸追尾構造を特徴とするものである。【００４７】  図１は本発明実施例である太陽光発電所の電池パネル配設例を示す説明図であり、原点に２基の駆動モータを配し、第１モータＭ１駆動により減速装置１３を経て２４時間で１回転となるクランクギヤ１４を介して、Ｘ軸のスライダＸを往復作動に換えて、これに直結するスライダＸ１を往復作動することで、東西追尾駆動力が発電エリアに入力される。【００４８】  第２モータＭ２駆動により仰角クランクギヤ３６を介して仰角スライダｘを往復作動に換えて、これに直結する仰角スライダｘ１を往復作動することで、仰角追尾駆動力が発電エリアに入力される。【００４９】  前記２基のモータ駆動はＹ軸方向にも併せて展開するものであり、第１モータ駆動は駆動Ｙ軸１２を介して全てのＸ軸列駆動を、回転力から往復駆動に変換し、第２モータ駆動は仰角駆動ｙ軸３１を介して全てのｘ軸列（Ｕ１〜Ｕ５）駆動を、回転力から往復動へ変換駆動する。これによって東西追尾と南北追尾を実現し、当該発電所に設置された全電池パネルの追尾を同時駆動するものとなる。【００５０】  図２によって本発明の中心をなすラック・セクタギヤ構造を説明すると、一方の仰角回動軸の軸心をフォーク支持にすることで仰角回動軸軸体を潜在化させ、直交する他方の東西回動軸軸体を顕在化することで、当該２軸の交点をフォークの股内の空域に設定し、そこに変形ラック・セクタギヤ構造を関連付けて配置構成したことで、２軸同時回動構造を実現したものである。【００５１】  この構造は通常のラック・ピニオン機構を基に新たな機能を付加して変形としたものであり、図３に示す仰角回動軸心Ｖの同心円上に前記ラック体表面が凹曲面形の構造で形成されており、その凹曲面に設置されているラックギヤ歯２５は図２に示すように、ラックの往復動による軸方向に駆動され、その歯筋は駆動方向と直交する前記同心円上に形成される円周に沿って歯切りされ、凹曲面歯形として変形的に形成されている。故に本願においてこのラックを変形ラックとして定義する。【００５２】  前記変形ラック２６と、これに噛合する前記セクタギヤ２７の歯形も、前記同心円上にその歯筋を形成して構成されていることにより、回動軸２１が南北回動の上下運動をする時、��クタギヤ２７とラックギヤ歯２５の噛合も同心円の円周上をずれながら摺動変位するが、その噛合は常に保持されていることが特徴である。
この、噛合の保持構造によって、図３（ロ）に示す夏至の略水平仰角から、（イ）に示す冬至仰角の最大６０度に渡って、及びその折返し駆動を含めて年間を通した円滑なる協動伝達が保持され、二軸追尾が実効される。【００５３】  セクタギヤ２７の構造について、そのギヤ周長は噛合する変形ラック２６のギヤ面長さに少なくとも合致し、太陽光正対角における電池パネルの設定仰角待機角度１５度から、追尾停止角度１６５度に至る間の少なくとも１５０度の円周角を形成し、一体である回動軸２１で支持され、その回動軸２１と一体で回動させる電池パネル２０の設定によって、即ち、目的とする発電パネルの大きさが決定され、少なくともその回動負荷に関連付けた適当なギヤ半径を形成するセクタギヤ構造と、協動する変形ラック２６との仕様が決定されて、変形ラック・セクタギヤ部材は設定される。
この変形ラック２６と、噛合して協動するセクタギヤ２７との組合せを本願発明では変形ラック・セクタギヤ構造と呼称して説明する。【００５４】  図４に示す、駆動エリアから第１のモータによるスライダ駆動によって、東西スライダＸを経てスライダＸ１の変形ラック・セクタギヤ構造に直結駆動入力し、その往復作動を変形ラック２６によってセクタギヤ２７の回動力へと変換し、セクタギヤ２７と同軸の回動軸２１を東西回動する。【００５５】  変形ラック２６体の側面には東西スライダＸ１が一体となっており、スライダの往復運動がそのまま変形ラック２６の往復運動となって機構に入力され、噛合するセクタギヤ２７を協動し、そのギヤ軸と同軸の回動軸２１上に設置された太陽電池パネル２０を回動する。【００５６】  図１０に示すのは前述した変形ラック・セクタギヤ構造に代えて、別の構成をみる変形ラック・セクタギヤ構造Ｋを示すものであり、変形ラックギヤをプラスチックで成型する際の金型製造において、変形ラックギヤの歯切りを、これまで詳述してきたような歯切りをすることに代えて、その素材形状が、前記セクタギヤ２７の半径寸法を内径として確保する円筒状角材であり、その筒内に、前記セクタギヤのギヤ歯と同じピッチの雌螺子を螺設する。【００５７】  螺設後この円筒状角材を縦に二分割する方法で半割雌螺子体を形成し、これを加工することで前記変形ラック２６に準じた、雌螺子由来の変形ラックギヤ歯Ｒで形成される変形ラックを製作し、形成されたその螺子山をギヤ歯として扱い、これをプラスチックギヤ成型の金型とする。これに合せてセクタギヤＳも金型製作する。【００５８】  この場合、図１０（ニ）に示すように、ラックの正面視で凹曲ギヤ歯は螺子山のピッチ分だけ傾斜した変形ラックギヤ歯Ｒとなるが、変形ラック・セクタギヤ構造Ｋとして問題はない。また、正・逆何れの螺子でも良く、他方で螺設による金型の製作は比較的容易となる。【００５９】  第２モータＭ２は歯車減速後に駆動ギヤ１７から仰角クランクギヤ３６と仰角クランク３３を経て、仰角スライダｘの作動は仰角スライダｘ１へ入力され、仰角リンク４５によって回動軸２１を上下回動する。【００６０】  本システムの中心構造体となる基本モジュールｍの構造について図４で説明する。
往復作動の東西スライダＸにスライダＸ１は直結し、そのスライダＸ１に変形ラック２６が一体並置に配設され、前記往復作動が一体に入力される。この変形ラック２６体表面の空域に、軸方向に沿って仰角追尾の回動軸心Ｖを配置し、その軸心Ｖはフォーク２３とフォーク軸受２９により支持され、仰角回動軸体そのものはフォーク２３の股内に潜在化させる。【００６１】  回動軸２１の南端はセクタギヤ２７であり、その回動軸２１の一部で軸受１９によって軸支され、軸受１９とフォーク２３は一体をなしている。フォーク２３によって南北回動軸心Ｖを支持し、併せてその軸心はフォーク軸受２９によって支持されて、ブラケット２４を経て固定架台（基盤）に固定されている。
回動軸２１の北端は北方を差して空中に在り、その中途の箇所を軸受２２で軸支し、その軸支部を自在継手２８を介して、東西スライダＸに関連付けながら第２モータＭ２駆動による仰角リンク４５の作動によって上昇／下降作動をして南北回動を実効する。【００６２】  前述のように回動軸２１の一端を軸支するフォーク軸受２９が南北回動軸心Ｖを捉えて機能することで、直交する回動２軸の軸心は一致し、位置は固定されているにも拘らず、前述した南北回動軸体の潜在化により衝突を回避する構造であり、２軸の同時可動機能がこの二軸回動装置で実現する。【００６３】  前記二軸回動装置をベースに、これを太陽光二軸追尾装置へと進化させるもので、図４に示す、必要とする電池セルを適当な枚数で１モジュールとして最小発電モジュールとなる電池パネル２０を構成し、その電池パネル２０を回動軸２１上に左右均等翼となるよう南北方向に縦長に搭載することで、東西追尾回動のために必要となるトルクを最小化し、かつ、隣接パネルに与える日影の悪影響を最小化する回動モジュールが実現される。これを二軸追尾の実現と、拡張連結機能をスライダ端部に備えた基本モジュールｍとして構成し、最小システムである基本モデル／拡張モデルとして実現した。【００６４】  上記基本モジュールｍを実現したことは本発明目的の一つを達成したもので、これを用いて発電所施設を計画すると、敷地に合せた規模の拡張調整を自在に行い得るものとなり、Ｘ／Ｙ軸何れにおいてもモジュールの単体並びに単列単位での設置調整が可能となり、従って全モジュールの追尾運行を連動する２軸追尾の大規模化実現に直結するものとなる。【００６５】  この拡張構造においては、モジュールｍ単体の機構端部であるＸ／ｘ軸二通りのスライダを其々連結によって増設し、モジュールの逐次拡張を実施していく構造とし、東西スライダＸと仰角スライダｘの何れも増設連結機能を備え、スライダ軸の先端部を連結点としたことを特徴とし、その駆動は直線上に展開されるスライダ動であるため、大規模であっても極めて円滑で容易な作動として連動、即ち力の伝達と配分がなされる。【００６６】  原点に入力した駆動力をＸ軸とＹ軸に自動展開し、Ｘ，Ｙの積で自在な規模拡張とスケールメリットを実現しようとするものである。Ｙ軸はＸ軸に従属する構造であることから、先ずＸ軸を構築する。原点からその西（東）側に基本モジュールｍを並置し、東西スライダＸの先端部に最初のスライダＸ１を連結し、その先端に連結部材１８を介して次のスライダＸ２を連結、その先にＸ３、順次Ｘ４・・・と逐次直結することによってモジュールの増設と一体化が容易に実現され、その総和によってＸ軸ユニットＵとしてＸ軸が構成される。スライダｘの経路もＸ軸とセットとして同様に増設連結がなされる。【００６７】  Ｘ軸の延長限界は本発明機器に由来するものではなく、設置敷地における事実上の限界であり、個々に異なるその敷地事例は無数となるが、何れの場合でも本発明システムＸ軸構成はこの敷地に合致させ得る自由度を有するのが特徴である。【００６８】  次にＹ軸への展開を述べると、前記Ｘ軸ユニットＵと、駆動エリアの駆動機能とのセット、即ち、駆動Ｙ軸１２と駆動ｙ軸３１とからなるその１���に駆動エリアの機能が加わって完成したユニットＵ１となり、このＸ／ｘ軸セットを単位としてＹ軸方向へ整然と増設配置、駆動Ｙ軸１２と駆動ｙ軸３１を逐次連結増設してＹ軸の規模、すなわち発電面積規模が決定される。【００６９】  前記駆動Ｙ軸１２と駆動ｙ軸３１は何れも回転軸であり、逐次増設の連結部は少なくとも自在継手３０を介して逐次増設が実現される。【００７０】  以上の構成により、年間を通した２軸自動追尾の基本モジュールｍの実現と、その基本モジュールｍの逐次連結機能の具備と、それによるユニット化の実現と、そのユニット単位でのＹ軸へ逐次増設と、によって発電所規模の設定が自在化されるものとなり、現実的な拡張性を備えたシステム構成となる。【００７１】  次いで追尾装置の設置について述べると、太陽電池パネルが太陽に正対する時が最も発電量が高く、正対角からずれるに従って発電効率が低下することが現実であるが、その対処によって高出力を長時間実現しようとするもので、当実施例においては正対角度を中心に前後の３０度／２時間を取扱性の良好さと効果の優位性を正対に隣接する角度幅として取り上げ、その範囲を正対域と定義し、これを受光対象域として取り扱うものとしている。また、他の時間、例えば前後幅を広く取る４５度／３時間、などのように他の下位数値を取り上げ、仕組みに取り込み活用することも次善の策として可能であり、それはステップ回数を低減できる利点もある等、運用上の設定として自在にできる。【００７２】  ２軸追尾機構を活かすために本発明においてはステップ追尾方式を採用するもので、これは正対域での受光を所定の時間毎にステップ追尾することで正対域の追尾を切れ目なく連続させるもので、本発明連動型２軸追尾と組合わせて実現した当実施例においては、８時間に及ぶ正対域追尾の連続追尾実現にもかかわらず、駆動装置の実質的駆動トータル時間は１時間未満に抑えること、即ちそれ以外の殆どの時間は駆動系を停止させているのであり、本発明を実現するためのエネルギー消費を最小限にとどめている。それにもかかわらず、本発明は全モジュールが連動して２軸追尾するシステムとしていることから、得られる再生エネルギーの費用対効果は現在のシステムの中では最大クラスが実現される。【００７３】  東西に連続する複数のパネルによって自動追尾する構成の場合は、隣接パネル同士が及ぼす日陰の悪影響を解消することが重要である。基準とする春分／秋分時の日昇から数時間と日没に至る前数時間の、太陽角が低い時間帯に隣接パネル同士が影を落とし合うことに対して、当実施例においては図５に示す、正対１５度（７時の角度）を日の出待機の電池パネル角度とし、１６５度（１７時の角度）を追尾停止時刻として設定している。よって、１５度〜１６５度／７時〜１７時の間を効率的にステップ追尾するものとなる。【００７４】  前記設定に対して、夏至の日の出は最大２時間２５分程度早くなり、日没は２時間２５分程度遅くなるが、その朝夕を合わせて最大４時間５０分間程度、パネルは固定したままでありながら受光は連続されている。この間に通過する正対域は２時間程度になり、残りの２時間５０分程度が正対域外で受光がなされ、正対域発電に合せて夏期においてはより���い受光となる。【００７５】  図６によって、春分／秋分基準の日陰に対する設置位置の関係を述べると、モジュールＸ１において、正対角１５度／７時の待機中６時に日の出となり、７時にはパネル上端が西側へ落す投影線ｆ１は図のように西へ伸びる。変位して正対角３０度／８時においては投影線は線ｆ２のようになり、概ねパネル幅２枚分を並べ離れた位置Ｘ２に設置したパネルの受光面に１００％受光する位置関係となる。この位置Ｘ２／８時の前段７時ｆ１ではパネルの受光面は未だ概ね６０％程度の受光であり、その以西も同様である。日没時に関しても逆パターンで同様である。【００７６】  前記の位置関係により効率的な設置密度を設定するためには、追尾型モジュールの設置に際しては少なくともパネル幅程度の間隔を空けて西側（東側）へ延長すれば、８時には追尾型モジュールが１００％の受光面となり、日没に関しても逆方向の角度と１６時まで同様な設置基準が当て嵌る。【００７７】  これによって二軸追尾型は８時〜１６時の８時間を日陰のない全面受光が得られるように設定し、従来の固定式発電のピークが概ね２時間程度とされることに対してその３〜４倍時程度、概略８時間の高効率で発電ピークの連続が得られるものとして実現したものである。本発明によって、その規模に拘りなく連動２軸追尾システムが実現されたことが大きな特徴である。【００７８】  次に太陽光追尾についてフローチャート図を参照しながら追尾動作を説明する。本願実施例の全体構成は図７構成ブロック図に示す態様であり、その追尾動作は、フローチャート図８，図９に示す通りである。（ＳＴ１）において標準電波信号から時刻情報や日付情報などの時計情報を取得、それを基に南北軸初期設定と東西軸初期設定が現在時に沿って行われた後、２軸の追尾運行は開始される。【００７９】  気象情報（ＳＴ２）は積雪センサ、強風センサによって常時自動収集される状態であって、運行は第１モータ駆動（ＳＴ１３）により東西追尾を、第２モータ駆動（ＳＴ３）によって仰角追尾を運行作動する。【００８０】  仰角追尾通常運行は第２モータ駆動（ＳＴ３）によってｘ軸スライダを作動（ＳＴ４）し、仰角追尾のためのステップ回動は、年間に２回（後述、段落９２）のステップによってこれを実現するため、ループ上において春分（ＳＴ５）に仰角１５度へステップし、これを半年間維持した後に秋分（ＳＴ６）において仰角４５度へステップし、半年間これを維持して翌年の春分で仰角１５度へステップして、１年単位で仰角追尾をループする。【００８１】  通常運行中に随時、気象情報として強風センサが受信（ＳＴ２）し、設定された基準値を検出（ＳＴ７）すると強風対応を判断（ＳＴ８）し、異常対応運行がなされる。回動軸２１の仰角を少なくとも水平近くに下げて（ＳＴ９）強風／暴風を回避する。この時、東西回動も合わせてパネルの位置低下を実現（後述、段落８８）し、回避効果の向上が図られる。天候の回復まで回避状態を持続して待機（ＳＴ１０）する。天候回復を受信して（ＳＴ１１）風害基準値のクリアを検出することで異常対応運行から通常運行の現在時へ復帰する判断（ＳＴ１２）により、現在時の通常運行（ＳＴ４）へ復帰する。【００８２】  時計情報に基いた初期設定後、前記気象情報（ＳＴ２）を常時収集しながら、第１モータ駆動（ＳＴ１３）により東西追尾が通常に運行され（ＳＴ１４）、Ｘ軸スライダ作動によってステップ追尾が開始される。本願実施例においては、２時間毎／３０度のピッチで電池パネルをステップ回動し、１日を追尾することによって日中の大部分で効率発電を連続するものとなる。１日の始まり頃と終り頃については太陽が低いことにより、連続設置する追尾パネル同士の影の影響を受けて効率が下がる必然がある。【００８３】  その自然条件下において本実施例における最上の効率として春分／秋分時を基準として、バネルの追尾待機角度を１５度／７時（ＳＴ１５）に、日没に向けて追尾停止角度を１６５度／１６時（ＳＴ２０）と基準設定する。【００８４】  前記により、図５に示すパネルの前夜からの待機角度を、前記正対１５度／７時として設定し、図６に示す６時に日の出となり、この時点では東端を除く２枚目以西の追尾パネルは未だ全陰であり、正対７時に以西のパネルは概略６０％の受光面に広がり、３０度／８時になって漸く受光面は１００％となり、追尾が開始される段階となる。【００８５】  図５，図６及び図９（ＳＴ１４）に示すように、太陽運行が８時に変位すると第１回日の追尾ステップを以下のように実行し、その他も以下に連続する。駆動中の変位に要する時間は各回に含むものである。
６時日の出時には前夜から待機状態、正対１５度／７時の始点にある（ＳＴ１５）、
８時に第１回追尾、３０度ステップし、４５度へ、（ＳＴ１６）、
１０時に第２回追尾、３０度ステップし、７５度へ、（ＳＴ１７）、
１２時に第３回追尾、３０度ステップし、１０５度へ、（ＳＴ１８）、
１４時に第４回追尾、３０度ステップし、１３５度へ、（ＳＴ１９）、
１６時に第５回追尾、３０度ステップし、１６５度へ、（ＳＴ２０）、
１８時日没・・・・・・・・・・・・・・・・２０時まで待機状態を維持、図５、
２０時に第６回目ステップで後進、・・・・・始点１５度へ回帰する（ＳＴ２１）。
これによって８時から１６時まで所定間隔のステップ追尾であるにもかかわらず正対域は連続し、８〜９時間の効率発電を実現する。これは規模に関りなく原点における一元的駆動と制御で、全体を一体として全連動を実現する本発明の特徴である。正対域の設定をしたことで追尾駆動にあたりステップの時間的余裕を作り、高レベル発電を連続維持するにもかかわらず、相反する機器の損耗について、これを遅らせる装置として機能する。【００８６】  日没後夜間にステップ６回目となる始点回帰ステップが実行され、明朝に備えて前記の７時／１５度の角度へ後進回帰して日の出待機となる（ＳＴ２１）。【００８７】  大型施設において８時間にも及ぶ効率発電の連続運行が規模全体に連動して実現したことは、図６に示す８時／１００％面積に始まる対日陰設定と、ステップピッチ２時間／３０度の組合せシステムとしたこと、及びパネルでの前述した間隔設置による結果であり、また、正対域２時間を設定し、これに連動する装置を同調させた連動２軸追尾システムとしたことによって得られた結果である。【００８８】  前述した仰角における強風回避（ＳＴ７〜ＳＴ１２）に加えて、東西追尾における回動軸２１について、強風信号を受信して（ＳＴ２２）強風対応を判断（ＳＴ２３）し、異常対応運行がなされる。パネル角を略水平に作動させることで、前述（段落８１）仰角の水平近くへの低下と合せて、パネル面を４方位的に水平に近い角度に変位することで、強風／暴風を回避する（ＳＴ２４）。天候の回復まで回避状態を持続して待機（ＳＴ２５）する。天候回復を受信して（ＳＴ２６）、風害基準値のクリアを検出することで異常対応運行から通常運行の現在時へ復帰する判断（ＳＴ２７）により、現在時の通常運行（ＳＴ１４）へ復帰する。【００９０】  積雪対応について、積雪センサが受信（ＳＴ２８）し、設定された基準値に達すると積雪対応を判断（ＳＴ２９）、異常対応運行へ切換り、パネル東西角の調整によって少なくとも積雪が留まることのない縦型角度に傾斜回動し、除雪角度として４５〜１３５度（ＳＴ３０）の内から選ばれる適切な角度を保持し、併せて仰角を下げて積雪と暴風を回避する。天候の回復まで回避状態を持続して待機（ＳＴ３１）し、天候回復を受信して（ＳＴ３２）、異常対応運行から通常運行の現在時へ復帰する判断（ＳＴ３３）により、現在時の通常運行（ＳＴ１４）へ復帰する。【００９１】  東西追尾においては、２４時間を６回のステップで追尾ループし、ステップ時以外を駆動停止するシステムである故に駆動にかかる実質合計時間は短縮され、機器の損耗は、その低速度性と負荷の軽量性から軽度なものであり、本発明におけるステップ追尾による全体構成は、ランニングコストを抑え、可能な限りのエネルギー再生実現により、高いコストパフォーマンスを実現したものである。【００９２】  次いで、前述（段落８０）で触れた仰角追尾について述べると、既述の正対域３０度を南北追尾に当てはめると、冬至の仰角６０度から１５度下がりの４５度角が正対である時、その前後の範囲３０度が正対域として対応、それから更に３０度ステップして下げ、正対を１５度角へパネルを合せれば夏至までの残り略３０度を正対域としてカバーできる。すなわち、南北追尾に際しては少なくとも、１５度角と４５度角の２回を正対としてステップ確保することで、仰角の６０度全域に正対域が設定される。図８、（ＳＴ４）。よって前記のステップ回動で仰角における効率発電は実現され、南北追尾の受光角課題を解決したものである。
更に、前記正対域の設定により、仰角追尾作動において１５度未満と４５度を超える必要範囲外に回動軸２１を変位させる必要がないため、この間の作動を省略することが可能である。【００９３】  本実施例においては、仰角追尾は年間暦日の予定日として春分と秋分の僅か２回のステップ追尾でその目的を達成する設定であり、これに対して気象異常対応により仰角を回動する機会は不定期かつ数多く発生する。一日に複数回の駆動にも対応するシステムとして、図１及び図４に示す仰角クランクギヤ３６の径を１回転／２４時間として、その制御に合致し易い構造としている。然しながらクランクの作動という目的に照らすと、他のギヤ設定も可能である。【００９４】  以上詳述したシステム構築により、自動追尾最小単位である基本モジュールｍを実現したこと、それの多数を並列直結設置してなるＸ軸ユニットＵを実現したこと、さらにＸ軸ユニットＵ単位でのＹ軸への逐次増設展開を実現したこと、を特徴とした２軸追尾システムを実現したものである。このシステムは増設の自在化と、同時に増設モジュールを含む全てのモジュールを一体としてこれを連動して追尾する構造としたことで、大規模な施設になるほど、それに見合うスケールメリットとなるもので、従来より求められていたシステムとして完成をみたものである。【００９５】  駆動Ｙ軸１２及びｙ軸３１は回転軸であり、その連結に際し自在継手を介することで全体の直線性にゆとりを持たせ円滑な回転駆動を実現する。また、設置場所が孕みのある山腹地や不陸地等であっても大規模な造成を避け、自在継手の介在によって大型規模設置を可能とするシステムである。【００９６】  太陽光発電所を計画するとき、その敷地条件は様々であり、遊休地や遊休空間を活用する場合も少なくない。このような状況にあって、従来は困難な敷地条件であったとしても、本発明は良好な設置の融通性から、設置可能なマルチ型ともいえる発電システムとして実現したものである。【００９７】  本発明二軸追尾システム施設は方位に対する自由度も高いものであり、敷地の輪郭線に沿わせることの優先も場合により可能であり、対敷地で回動軸が振れている場合にも前述した受光角度幅が軸から略１５度であるから、振れがその範囲であれば効率稼働が実現されるため、敷地の実情に適合し易い特徴を備えている。【００９８】  隣接パネル同士が受ける日影の影響を低減し、更なる高効率発電とするために、本発明では図１に示すようにＸ軸ユニットＵ・モジュールを、二軸追尾型と南北一軸追尾型とを交互に、又は、１対２割合で一軸式を多く設置する混成設置とすることで、間隔設置の空白地を活かし、二軸追尾型スライダの一方であるｘ軸スライダに一軸式の仰角追尾を二軸追尾型と同様に活用できるため、混成全体の一括制御として施設全体における出力の向上を実現したものである。
また、前記間隔設置の空白に従来の固定式モジュールを配置することも有効であり、それなりの発電結果は得られる。【００９９】  変形ラック・セクタギヤ構造を纏めてギヤボックス化することで装置、システムの信頼性を向上することが可能である。【０１００】  基本モジュールｍの高い完成度と、それを連結するシステムの構築によって大型化を自在にしたシステムを実現したものであるが、本発明のような２軸追尾連動システムは現状では他に見当たらず、個人における小規模で実現する場合においても従来システムに比して有利性が高い利点がある。【０１０１】  前記変形ラック・セクタギヤ構造体の製作にあたっては、鉄材など素材の切削によるのではなく、プラスチックギヤとして成型によるものであるから、製造費の低減化にとって極めて有利である。それは本願発明においては、電池パネルが回動軸上に左右均等翼に搭載されることから、それを回動することによる負荷は大きくないものであり、素材の強度を鉄ほどに強力化する必要がない。また、常時追尾駆動ではなくステップ追尾方式によることから、通常運行の実質駆動時間は少なくとも合わせて１時間／日、程度あればよく、このことも部材の損耗を遅くする作用となる。こうした理由により、本発明による発電施設の実現化はエネルギーの再生上極めて優位性が高いものである。
以上により、掲げた課題解決と目的を達成したものである。
【符号の説明】
【０１０２】  １２          駆動Ｙ軸
１３          減速装置
１４          クランクギヤ
１５          クランク
１６          スライダ
１７          駆動ギヤ
１８          連結部材
１９          軸受
２０          太陽電池パネル
２１          回動軸
２２          軸受
２３          フォーク
２４          ブラケット
２５          ラックギヤ歯
２６          変形ラック
２７          セクタギヤ
２８          自在継手
２９          フォーク軸受
３０          自在継手
３１          駆動ｙ軸
３３          仰角クランク
３６          仰角クランクギヤ
４５          仰角リンク
ｆ１〜ｆ２    投影線
Ｋ            変形ラック・セクタギヤ構造
Ｍ１          第１モータ
Ｍ２          第２モータ
ｍ            モジュール
Ｒ            変形ラックギヤ歯
Ｓ            セクタギヤ
Ｕ１〜Ｕ５    Ｘ軸ユニット
Ｖ            仰角回動軸心
Ｘ            東西スライダ
Ｘ１〜Ｘ５    東西スライダ
ｘ            仰角スライダ
ｘ１〜ｘ５    仰角スライダ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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