(57)【要約】  本発明は、ソーラーパネルデバイス（３）の方向付け方法に関し、ソーラーパネルデバイスが、少なくとも一つの軸（５）に対し、第１の方向、及び第２の方向に向けて、第１の流体タンク（６）又は第２の流体タンク（８）からのエネルギーを使って方向付けられ、前記エネルギーは太陽放射によって供給され、二つのタンクは独立していることを特徴とする。本発明は更に、ソーラーパネルデバイスが、軸（５）に対し、第１の方向又は第２の方向に向けて、分配バルブ（１３、１４）がタンクのチャンバのうちの一つによってシリンダチャンバのうちの一つに供給されるのを妨げるまで、方向付けられることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーパネルデバイス（３）の方向付け方法であって、前記ソーラーパネルデバイスは、少なくとも一つの軸（５）に対し、第１の方向及び第２の方向に向けて、第１の流体タンク（６）又は第２の流体タンク（８）からのエネルギーを使って方向付けられ、前記エネルギーは太陽放射によって提供され、前記二つのタンクは独立している、方法において、
前記ソーラーパネルデバイスは、前記第１の方向又は前記第２の方向に向けて分配バルブ（１３、１４）がアクチュエータチャンバのうちの一つへの供給をタンクのチャンバのうちの一つによって妨げるまで、前記軸（５）に対して方向付けられる、方法。
【請求項２】
前記ソーラーパネルデバイスは、前記軸（５）に対し、前記第１の方向に向けて、前記第１のタンク（６）の第１のチャンバ（１７）をアクチュエータ（１１）の第１のチャンバ（１５）に空気圧式又は油圧式で接続することによって方向付けられ、
前記ソーラーパネルデバイスは、前記軸（５）に対し、前記第２の方向に向けて、前記第２のタンク（８）の第２のチャンバ（１８）をアクチュエータ（１２）の第２のチャンバ（１６）に空気圧式又は油圧式で接続することによって方向付けられる、請求項１に記載の方向付け方法。
【請求項３】
第１の分配バルブ（１３）及び第２の分配バルブ（１４）は、それぞれ、第３のチャンバ（１９）、特に前記第１のタンク（６）に含まれる第３のチャンバ（１９）内に格納された流体の圧力によって、及び第４のチャンバ（２０）、特に前記第２のタンク（８）に含まれる第４のチャンバ（２０）内に格納された流体の圧力によって制御される、請求項１又は２に記載の方向付け方法。
【請求項４】
前記ソーラーパネルデバイスは、前記軸（５）に対し、前記第１の方向又は前記第２の方向に向けて、前記第３及び第４のチャンバが、
太陽光に全体的に最小限に曝されるまで、及び／又は、
太陽光に等しく曝されるまで、若しくは、
太陽光に曝されなくなるまで、
方向付けられる、請求項３に記載の方向付け方法。
【請求項５】
軸（５）に対しソーラーパネルデバイス（３）を方向付けるデバイス（２）であって、前記方向付けデバイスは少なくとも、互いに独立した第１のタンク（６）及び第２のタンク（８）と、前記第１のタンクの第１のチャンバ（１７）と前記第２のタンクの第２のチャンバ（１８）を、アクチュエータ（１１）の第１のチャンバ（１５）とアクチュエータ（１２）の第２のチャンバ（１６）にそれぞれ、前記第１のタンクの前記第１のチャンバから流体を前記第１のアクチュエータチャンバに供給できるように、更に前記第２のタンクの前記第２のチャンバから流体を前記第２のアクチュエータチャンバに供給できるように接続する油圧式又は空気圧式の手段（１３、１４、２１、２２、２３、２４）とを有するデバイスにおいて、
前記アクチュエータ（１２）の前記第２のチャンバ（１６）から流体を前記第１のタンク（６）の前記第１のチャンバ（１７）に供給することができるように、かつ前記アクチュエータ（１１）の前記第１のチャンバ（１５）から流体を前記第２のタンク（８）の前記第２のチャンバ（１８）に供給できるように、前記第１のタンク（６）の前記第１のチャンバ（１７）と前記第２のタンク（８）の前記第２のチャンバ（１８）とを、前記アクチュエータ（１２）の前記第２のチャンバ（１６）と前記アクチュエータ（１１）の前記第１のチャンバ（１５）にそれぞれ油圧式又は空気圧式で接続する油圧式又は空気圧式手段（１３、１４、２３、２４、２５、２６、２７、２８）を有する、デバイス。
【請求項６】
二つの単動式アクチュエータ（１１、１２）を有する、請求項５に記載の方向付けデバイス。
【請求項７】
前記第１のアクチュエータチャンバと前記第２のアクチュエータチャンバを有する複動式アクチュエータを有する、請求項５又は６に記載の方向付けデバイス。
【請求項８】
前記油圧式又は空気圧式接続手段は、第３のチャンバ（１９）、特に前記第１のタンク（６）に含まれる第３のチャンバ（１９）に格納された流体の圧力によって、及び第４のチャンバ（２０）、特に前記第２のタンク（８）に含まれる第４のチャンバ（２０）に格納された流体の圧力によって、それぞれ制御される第１の分配バルブ（１３）及び第２の分配バルブ（１４）を有する、請求項５から７までのいずれか一項に記載の方向付けデバイス。
【請求項９】
前記軸（５）に対して垂直な面における太陽光の投射が、前記ソーラーパネルデバイスに対して垂直である場合、前記第３及び第４のチャンバが、
太陽光に対し全体的に最小限に曝され、及び／又は、
太陽光に対し等しく曝され、若しくは、
太陽光に曝されない、
ようなスクリーンを有する、請求項５から８までのいずれか一項に記載の方向付けデバイス。
【請求項１０】
請求項５から９までのいずれか一項に記載の方向付けデバイス（２）、及びソーラーパネルデバイス（３）を有する、ソーラーパネルデバイス変換システム（１）。
【請求項１１】
請求項５から９までのいずれか一項に記載の第１の方向付けデバイス（２）と、請求項５から９までのいずれか一項に記載の第２の方向付けデバイス（２）と、ソーラーパネルデバイス（３）を有するソーラーエネルギー変換システム（１）であって、前記第１及び第２の方向付けデバイスは、二つの平行ではない軸に対し前記ソーラーパネルデバイスを方向付けるよう、好ましくは、二つの直交する又は実質的に直交する軸に対し前記ソーラーパネルデバイスを方向付けるよう適合された、ソーラーエネルギー変換システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーパネルの自動方向付け方法、及びソーラーパネルの方向付けデバイス、すなわち、そのような方法により動作する方向付けデバイスに関する。本発明は更に、そのようなソーラーパネルの方向付けデバイス及びソーラーパネルデバイスを有するソーラーエネルギー変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
世界的なエネルギー需要の増加により、将来的な目標の一つとして、堅実で環境に優しいエネルギー源を見つけることが挙げられる。この方針の最初の数ステップの一つは、ソーラーエネルギーを光起電力ソーラーパネルにより電気に、又は熱ソーラーパネルにより熱に変換することができるシステムの生産であった。そのようなシステムの設置は、依然コストがかかるにもかかわらず、生産性が非常に低いと消費者によって見なされることがある。
【０００３】
研究によると、太陽の進行を追跡することが可能な上記のようなシステムにより、使用した技術に応じて、平均１５から３０％の生産性の増大を達成することが分かっている。そのようなシステムによる太陽の進行の追跡が可能となるように、システムには、太陽の位置に応じてソーラーパネルを自動的に方向付ける方向付けデバイス又は「追跡装置」が備えられている。
【０００４】
方向付けデバイスは二つのカテゴリーに分類することができる。
【０００５】
−  いわゆる能動的方向付けデバイス、すなわち、システムが太陽の進行を追跡することを可能にするために、外部エネルギー、特に電気エネルギーを使うデバイスである。これらの方向付けデバイスは、ソーラーパネルを動かすために、ステッパモータをよく使用する。
【０００６】
−  いわゆる受動的方向付けデバイス、すなわち、太陽光に対して少なくとも実質的に垂直に位置するようソーラーパネルを保持し、方向付けることを可能にするために、外部エネルギー源を使わないデバイスである。
【０００７】
中高出力の設備の場合、能動的方向付けデバイスにより消費されるエネルギーは、この方向付けデバイスの方向付けする設計対象のソーラーパネルによって変換されるエネルギー量と比較して低い。他方、低出力の設備の場合、能動的方向付けデバイスによって消費されるエネルギーは、この方向付けデバイスの方向付けする設計対象のソーラーパネルによって変換されるエネルギー量と比較して、もはや無視できず、特に、方向付けデバイスを固定式のソーラーパネルを備えるシステムと比較することによってもたらされるエネルギー節減分と比較して、無視することができない。このような事情で、受動的方向付けデバイスは明らかに有益である。
【０００８】
様々な受動的方向付けデバイスがすでに知られている。
【０００９】
第１の方向付けデバイスにおいて、同じ圧力を受ける二つの同一のシリンダが、ソーラーパネルの両側に、ソーラーパネルの回転中心から等距離のところに配置される。これらのシリンダは、低沸点の流体で満たされている。第１の方向付けデバイスは更に、太陽光がソーラーパネルの表面に対して垂直でない場合、放射のほとんどが二つのシリンダの一つに達し、それによりその中の流体は沸騰し、一方のシリンダから他方に流体が移るよう考慮して配置したスクリーンを備える。その結果、二つのシリンダの重さはそれぞれもはや同じではないので、ソーラーパネルが傾くことになる。そのような方向付けデバイスには利点（特に、能動的方向付けデバイスを用いて得られた性能に匹敵するソーラーパネルの性能の改善、簡素な構造、及びそれによる低コスト）があるにもかかわらず、許容できないいくつかの欠点がある。
【００１０】
−  方向付けデバイスは、激しい風などの外部要素に対して抵抗性がない。その理由は、例えば、理想的な位置に関する平衡が不安定なためであり、使用する力が激しい風によってもたらされる力と比較して低いためである。
【００１１】
−  理想的な位置にすることに関する振動現象の危険性が存在する。慣性のため、ソーラーパネルの方向付けを変更する最中、方向付けデバイスは理想的な位置を行き過ぎ、その後、反対方向の方向付けによってこの行き過ぎを正そうとするが、方向付けは再び理想的な位置を越えてしまう。このことが、理想的な位置に関する振動現象につながる。
【００１２】
太陽の位置に応じてソーラーパネルを方向付ける受動的方向付けデバイスは、米国特許出願公開第２００５／２８４４６７号明細書からも知られている。この方向付けデバイスでは、液体でピストンとシリンダアクチュエータに接続されたチャンバを満たす。液体の膨張によりアクチュエータのピストンロッドが動き、その結果、ソーラーパネルが動く。したがって、この方向付けデバイスでは、ソーラーパネルの向きは液体の温度に依存し、太陽光の方向に必ずしも依存しない。特に、午前中、チャンバは太陽光に曝されず、液体の温度は周囲の空気温度のみに依存する。その結果、太陽光は、この午前中、ソーラーパネルに必ずしも垂直ではない。同様に、午後の間、チャンバは次第に太陽光に曝され、結果として、日中よりも１日の終わりに、より太陽光に曝される。その結果、太陽光は、午後の間、ソーラーパネルに対して一定の入射角を保つことはできず、したがって、太陽光は、この午後を通してソーラーパネルに垂直ではなくなる。更に、周囲温度は、ソーラーパネルの方向付けに必ず影響する。結果として、ある状況下において太陽光がソーラーパネルに対して垂直である場合、同じ状況下であるが周囲温度が異なると、太陽光はソーラーパネルに対して垂直でなくなる。更に、曇天においてデバイスが完全に日陰になる場合、周囲温度によってのみ規定された位置に戻るが、その位置は、雲が現れる直前に占めていた位置から大きく離れることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、上記した問題の解決を可能にし、従来技術において知られている方向付け方法及び方向付けデバイスを改善する、方向付け方法及び方向付けデバイスを提供することである。特に、本発明は、ソーラーパネルの方向付けの精度を向上することを可能にする方向付け方法、及び方向付けデバイスを提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、本方法は、ソーラーパネルデバイスの方向付けを可能にする。本方法は、ソーラーパネルが、第１の方向と第２の方向に、第１の流体タンク又は第２の流体タンクからのエネルギーを使って、少なくとも一つの軸に対して方向付けられ、エネルギーは太陽放射によってもたらされ、二つのタンクは独立していることを特徴とする。ソーラーパネルデバイスは、第１の方向又は第２の方向に分配バルブがタンクのチャンバのうちの一つによってアクチュエータチャンバのうちの一つの供給を止めるまで、軸に対し方向付けされる。
【００１５】
ソーラーパネルデバイスは、軸に対し、第１の方向に向けて、第１のタンクの第１のチャンバをアクチュエータの第１のチャンバに空気圧式又は油圧式に接続することによって方向付けてもよく、ソーラーパネルデバイスは、軸に対し、第２の方向に向けて、第２のタンクの第２のチャンバをアクチュエータの第２のチャンバに空気圧式又は油圧式に接続することによって方向付けてもよい。
【００１６】
第１の分配バルブ及び第２の分配バルブは、それぞれ、第３のチャンバ、特に第１のタンクに含まれる第３のチャンバ内に格納された流体の圧力によって、及び第４のチャンバ、特に第２のタンクに含まれる第４のチャンバに格納された流体の圧力によって制御され得る。
【００１７】
ソーラーパネルデバイスは、軸に対し、第１の方向又は第２の方向に向けられ、第３、及び第４のチャンバが、
−  太陽光に対し全体的に最小限に曝されるまで、及び／又は、
−  太陽光に対し等しく曝されるまで、若しくは、
−  太陽光に対し曝されなくなるまで、
方向付けされてもよい。
【００１８】
本発明のデバイスは、軸に対しソーラーパネルデバイスを方向付ける。方向付けデバイスは、少なくとも、互いに独立した第１のタンク及び第２のタンクと、第１のタンクの第１のチャンバと第２のタンクの第２のチャンバをそれぞれ第１のアクチュエータチャンバと第２のアクチュエータチャンバに、第１のタンクの第１のチャンバから流体を第１のアクチュエータチャンバに供給することができるように、更に第２のタンクの第２のチャンバから流体を第２のアクチュエータチャンバに供給できるように接続する油圧式又は空気圧式手段を有する。方向付けデバイスは、第１のタンクの第１のチャンバ及び第２のタンクの第２のチャンバをそれぞれ、第２のアクチュエータチャンバ及び第１のアクチュエータチャンバに、第１のタンクの第１のチャンバに流体を第２のアクチュエータチャンバから供給することができ、更に第２のタンクの第２のチャンバに流体を第１のアクチュエータチャンバから供給することができるように、油圧式又は空気圧式に接続する油圧式又は空気圧式手段を有する。
【００１９】
方向付けデバイスは、二つの単動式アクチュエータを有することができる。
【００２０】
方向付けデバイスは、第１のアクチュエータチャンバ及び第２のアクチュエータチャンバを有する複動式アクチュエータを有することができる。
【００２１】
油圧式又は空気圧式接続手段は、それぞれ、第３のチャンバ、特に第１のタンクに含まれる第３のチャンバ（１９）に格納された流体の圧力によって、及び第４のチャンバ、特に第２のタンクに含まれる第４のチャンバに格納された流体の圧力によって制御される第１の分配バルブと第２の分配バルブを有することができる。
【００２２】
方向付けデバイスは、軸に対して垂直な面における太陽光の投射がソーラーパネルデバイスに対して垂直である場合、第３及び第４のチャンバが、
−  太陽光に対し全体的に最小限に曝されるような、及び／又は、
−  太陽光に対し等しく曝されるような、若しくは、
−  太陽光に対し曝されない
ようなスクリーンを有することができる。
【００２３】
別の形態において、デバイスは、軸の周りでソーラーパネルデバイスを方向付けるものであり、少なくとも、第１及び第２の独立タンクと、第１のタンクの第１のチャンバ及び第２のタンクの第２のチャンバをそれぞれ第１のアクチュエータチャンバ及び第２のアクチュエータチャンバに、第１のタンクの第１のチャンバから流体を第１のアクチュエータチャンバに供給することができるように、更に第２のタンクの第２のチャンバから流体を第２のアクチュエータチャンバに供給できるように接続する油圧式又は空気圧式接続手段を有する。油圧式又は空気圧式接続手段は、それぞれ、第３のチャンバ、特に第１のタンクに含まれる第３のチャンバに格納された流体の圧力によって、及び第４のチャンバ、特に第２のタンクに含まれる第４のチャンバに格納された流体の圧力によって制御される第１の分配バルブと第２の分配バルブを有する。
【００２４】
本発明のソーラーエネルギー変換システムは、上記で規定されるような方向付けデバイス、及びソーラーパネルデバイスを有する。
【００２５】
ソーラーエネルギー変換システムは、上記で規定されるような第１の方向付けデバイス、上記で規定されるような第２の方向付けデバイス、及びソーラーパネルデバイスを有することができ、第１及び第２の方向付けデバイスは二つの平行ではない軸に対しソーラーパネルデバイスを方向付けるよう適合され、好ましくは、二つの直交する又は実質的に直交する軸に対しソーラーパネルデバイスを方向付けるよう適合される。
【００２６】
添付の図面は、例として、本発明の一実施形態のソーラーエネルギー変換システムを示す。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるソーラーエネルギー変換システムの機械図であり、方向付けデバイスが平衡状態にあることを表している。
【図２】本発明の本実施形態によるソーラーエネルギー変換システムの油圧又は空気圧図であり、方向付けデバイスが平衡状態にあることを表している。
【図３】本発明の本実施形態によるソーラーエネルギー変換システムの機械図であり、方向付けシステムが過渡的状態にあることを表している。
【図４】本発明の本実施形態によるソーラーエネルギー変換システムの油圧又は空気圧図であり、方向付けデバイスが過渡的状態にあることを表している。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の理論は、流体の膨張現象の利用と、流体の膨張を、一つ又は複数の軸に対しソーラーパネルを方向付けるために使われる一つ又は複数のアクチュエータのチャンバ内で生じさせることができる作用とに基づいている。
【００２９】
概して、本発明の理論は、ソーラーエネルギーを使って流体を膨張させることである。この膨張により、一つ又は複数のアクチュエータを介してソーラーパネルを方向付けるための機械的な作用が生成される。
【００３０】
したがって、目的とするのは、ソーラーエネルギーを使って複数のチャンバの間に圧力差を生成し、それにより少なくとも一つのアクチュエータピストンロッドの動作を可能にすることによってソーラーパネルを動かすことである。
【００３１】
圧力差は、タンク（リザーバー）内に封じ込めた流体が太陽によって加熱されると生成される。流体が膨張し、したがってアクチュエータピストンロッドを押すことによってより多くの容量を占める。もう一つのタンクに封じられた流体は、同じ温度と圧力状況に保持され、相反する機械的動作が働くことを防ぐ。空気圧又は油圧回路により、本目的を達成することができる。
【００３２】
図１から図４に示す本発明の第１の実施形態によるソーラーエネルギー変換システム１は、主に、ソーラーパネルデバイス３と、そのソーラーパネルデバイスを方向付けるデバイス２を有する。受動型の方向付けデバイスは、太陽放射１０がソーラーパネルデバイスの表面に対し少なくとも実質的に垂直になるように、ソーラーパネルデバイスを自動的に方向付けることを可能にする。
【００３３】
ソーラーパネルデバイスは、ソーラーエネルギーを別の形のエネルギーに変換することを可能にする。複数のソーラーエネルギー変換要素を有することができる。特に、ソーラーパネルデバイスは、ソーラーエネルギーを電気エネルギーに変換するための一つ又は複数の要素を有することができ、及び／又はソーラーエネルギーを流体によって運ばれる熱エネルギーに変換するための一つ又は複数の要素を有することができる。
【００３４】
方向付けデバイス２は、主に、ソーラーパネルデバイスが端部に取り付けられ、軸５に対して移動可能となっている支持部４、及びソーラーパネルデバイスと繋がれた軸５に対し例えば対称的に取り付けられた二つの単動ピストン−シリンダアクチュエータ１１、１２を有する。アクチュエータの第１の端部はソーラーパネルデバイスに繋がれ、アクチュエータの他端部は支持部、又は支持部が固定された構造に繋がれる。したがって、第１のアクチュエータ１１のピストンロッドを伸長させることで、ソーラーパネルデバイスを第１の方向に向けて軸５の周りを回転させ、第２のアクチュエータ１２のピストンロッドを引き戻させる。それと対称に、第２のアクチュエータ１２のピストンロッドを伸長させることで、ソーラーパネルデバイスを第２の方向に向けて軸５の周りを回転させ、第１のアクチュエータ１１のピストンロッドを引き戻させる。これらアクチュエータの動作により、ソーラーパネルデバイスを太陽放射に対し最適に方向付けすることを可能にする、すなわち、太陽光がソーラーパネルデバイスの表面に対して可能な限り垂直になるように方向付けすることを可能にする。
【００３５】
方向付けデバイス２は、タンク６、８、及びタンクをアクチュエータに接続する油圧又は空気圧式手段も有する。したがって、アクチュエータには、油圧式又は空気圧式接続手段を介してタンク６、８による圧力下で流体が供給され、アクチュエータによってソーラーパネルデバイスに印加される機械エネルギーは、タンク６、８から生じる。
【００３６】
更に、方向付けデバイス２は、スクリーン７及び９を有する。タンクとスクリーンは、ソーラーパネルデバイスに動作可能に接続される。タンクとスクリーンは、ソーラーパネルデバイスに（直接的又は間接的に）固定されることが好ましい。スクリーンは、単なる金属薄板若しくは金属片、又は合成材料による構造部から成ってもよい。
【００３７】
スクリーンは、太陽光がソーラーパネルデバイスの表面に対し要求された方向に向いた場合、すなわち、特に、軸５に対して垂直な面における太陽光の投射が、ソーラーパネルデバイスの表面に対して垂直、又は実質的に垂直である場合、タンク６、８を太陽光から守るために配置される。あるいは、スクリーンは、太陽光がソーラーパネルデバイスの表面に対し要求された方向に向いている場合、すなわち、特に、軸５に対して垂直な面における太陽光の投射が、ソーラーパネルデバイスの表面に対して垂直、又は実質的に垂直である場合に、タンクが太陽光から最も守られる、及び／又は太陽光から同様に守られるように配置される。更に、スクリーンは、太陽光がソーラーパネルデバイスの表面に対し要求された方向に向いていない場合、すなわち、特に、軸５に対して垂直な面における太陽光の投射がソーラーパネルデバイスの表面に対して垂直、又は実質的に垂直でない場合、太陽光から同じように守られないように配置される。
【００３８】
結果として、タンクが太陽光から同じように守られない場合、タンクの一方は他方よりも加熱され、例えば、第１のタンク６は第２のタンク８よりも加熱され、その結果として、第１のタンク６の第１のチャンバ１７内における流体圧が上昇する。圧力がこのように上昇することは、以下に説明するように、ソーラーパネルデバイスが、太陽光が表面に対し可能な限り垂直になるような向きとなるように、ソーラーパネルデバイスを方向付けるアクチュエータの一方で使用されるエネルギーとなる。
【００３９】
図２及び図４に示すように、タンクをアクチュエータに油圧式又は空気圧式に接続する手段は、パイプ２１、２２、２３、２４、２５、及び２６、並びに分配バルブ１３、１４を有する。パイプ２１は第１のタンク６の第１のチャンバ１７を分配バルブ１３に接続し、パイプ２３は分配バルブ１３をアクチュエータ１１の第１のチャンバ１５に接続し、パイプ２５はチェックバルブ２７を介して分配バルブ１３を第２のタンク８の第２のチャンバ１８に接続して、流体が分配バルブのみから第２のタンクの第２のチャンバに流れることを可能にする。それと対称に、パイプ２２は第２のタンク８の第２のチャンバ１８を分配バルブ１４に接続し、パイプ２４は分配バルブ１４をアクチュエータ１２の第２のチャンバ１６に接続し、パイプ２６はチェックバルブ２８を介して分配バルブ１４を第１のタンク６の第１のチャンバ１７に接続して、流体が分配バルブのみから第１のタンクの第１のチャンバに流れることを可能にする。
【００４０】
第１の分配バルブ１３は、第１のタンク６の第３のチャンバ１９内の流体圧によって制御され、静止位置にバネ付勢される。静止位置において、第１のタンク６の第１のチャンバ１７とアクチュエータ１１の第１のチャンバ１５の間の流体の流れは妨げられ、アクチュエータ１１の第１のチャンバ１５と第２のタンク８の第２のチャンバ１８の間の流体の流れは可能となる。第１のタンク６が太陽光を受けた場合、第３のチャンバ１９内の流体圧は増加し、パイプ３１を介して、分配バルブの位置の変更を指示し、流体が静止位置から第１のタンク６の第１のチャンバ１７とアクチュエータ１１の第１のチャンバ１５の間で流体の流れる第２の位置へ向かうことを可能にし、アクチュエータ１１の第１のチャンバ１５と第２のタンク８の第２のチャンバ１８の間の流体の流れを妨げる。
【００４１】
それと対称に、第２の分配バルブ１４は、第１のタンク８の第４のチャンバ２０内の流体圧によって制御される。静止位置において、第２のタンク８の第２のチャンバ１８とアクチュエータ１２の第２のチャンバ１６の間の流体の流れは妨げられ、アクチュエータ１２の第２のチャンバ１６と第１のタンク６の第１のチャンバ１７の間の流体の流れは可能となる。第２のタンク８が太陽光を受けた場合、第４のチャンバ２０内の流体圧は増加し、パイプ３２を介して、分配バルブ１４の位置の変更を指示し、図４に示すように、流体が静止位置から第１のタンク８の第２のチャンバ１８とアクチュエータ１１の第１のチャンバ１５の間で流体の流れる第２位置へ向かうことを可能にし、アクチュエータ１１の第１のチャンバ１５と第２のタンク８の第２のチャンバ１８の間の流体の流れを妨げる。
【００４２】
本発明の一実施形態による方向付け方法を以下に記載する。本方向付け方法によるこの実施形態は、ソーラーパネル方向付けデバイスを動作させる方法の一実施形態に対応する。
【００４３】
これら実施形態において、ソーラーパネルデバイスは、軸５に対し、第１の方向、及び第２の方向に向けられ、太陽放射から得られた第１の流体タンク又は第２の流体タンクからのエネルギーを使用して方向付けられており、これら二つのタンクは独立している。
【００４４】
上記で説明したように、第２のタンク８の第４のチャンバ２０が太陽放射を受けた場合（図３参照）、この第４のチャンバ内に格納された流体は加熱され、膨張し、チャンバ２０内の圧力を上昇させ、図４に示す第２位置に分配バルブ１４を移動させる。これにより、第２のタンク８の第２のチャンバ１８に格納された流体を、アクチュエータ１２の第２のチャンバ１６に供給することが可能となり、第２のチャンバ１８において、流体が太陽放射によって加熱され、それにより圧力がかかるので、第２のチャンバ１８内の流体には第２のチャンバ１６の流体よりも高い圧力がかかる。したがって、アクチュエータ１２のピストンロッドが伸長され、ソーラーパネルデバイスが軸５の周りを回転し、アクチュエータ１１のピストンロッドが引き戻される。ピストンロッド１１のこの引き戻しは、アクチュエータ１１のチャンバ１５内に格納された流体の圧縮によって、及び、適用可能ならば、分配バルブ１３とチェックバルブ２７を介して第２のタンク８の第１のチャンバ１８にこの流体を戻すことによって、可能となる。この動作は、チャンバ１８、１６、及び１５内の圧力が等しくなるまで、又は分配バルブが静止位置に戻るまで続く。
【００４５】
それと対称に、第１のタンク６の第３のチャンバ１９が太陽光線を受けた場合、この第３のチャンバ内に格納された流体が加熱され、膨張し、チャンバ１９内の圧力が上昇し、第２の位置に分配バルブ１３を移動させる。これにより、第１のタンク６の第１のチャンバ１７内に格納された流体をアクチュエータ１１の第１のチャンバ１５に供給することが可能となり、第１のチャンバ１７において、流体が太陽放射によって加熱され、それにより圧力がかかるので、第１のチャンバ１７内の流体は第１のチャンバ１５の流体よりも高い圧力がかかる。このように、アクチュエータ１１のピストンロッドが伸長され、ソーラーパネルデバイスが軸５の周りを回転し、アクチュエータ１２のピストンロッドが引き戻される。アクチュエータ１２のピストンロッドのこの引き戻しは、アクチュエータ１２のチャンバ１６内に格納された流体の圧縮によって、及び、適用可能ならば、分配バルブ１４とチェックバルブ２８を介して第１のタンク６の第１のチャンバ１７にこの流体を戻すことによって、可能となる。この動作は、チャンバ１７、１６、及び１５内の圧力が等しくなるまで、又は分配バルブが静止位置に戻るまで続く。
【００４６】
上記実施形態において、膨張を利用する流体はガス状である。だが、同じ原理によって動作し、液体の膨張を利用するソーラーパネルデバイスの方向付けデバイスと考えてもよい。
【００４７】
最後に、記載した実施形態において、チャンバ１９、２０はタンク６、８の一部である。だが、これらのチャンバは、特に、熱慣性の問題を解決するために、タンクから独立していてもよい。好ましくは、第１及び第２のタンクを太陽放射に対して暴露する場合の論理と同様の暴露論理により、太陽放射に曝される。
【００４８】
図示しない一実施形態において、単動式ピストン型シリンダアクチュエータ１１、１２は、この型の単一複動式アクチュエータに置き換えられる。使用する複動式アクチュエータは、スルーロッド型が好ましい（すなわち、各チャンバから見たアクチュエータのピストンの領域が同じであり、二つのチャンバが同じ圧力を受けた場合にピストンが動かないようにするために、アクチュエータのピストンロッドはアクチュエータ全体を貫通する）。
【００４９】
ソーラーパネルデバイスの結合軸５と、アクチュエータ１１、１２の端部をソーラーパネルデバイスに繋ぐ軸又は中心とは、同一面に格納又は実質的に格納されることが好ましい。
【００５０】
スクリーンは反射面を有してもよい。特に、スクリーンは放物面断面を有してもよく、それにより、各スクリーンの焦軸は各タンク又はその周辺に位置する。これにより、スクリーンの内表面に到達する太陽光は、タンクに向けて反射される。
【００５１】
本発明は、方向付けデバイス及びソーラーパネルデバイスを有するソーラーエネルギー変換デバイスに関する。特に、本発明は、第１の方向付けデバイス及び第２の方向付けデバイスを有するソーラーエネルギー変換デバイスに関し、第１及び第２の方向付けデバイスは二つの平行ではない軸に対しソーラーパネルデバイスを方向付けるよう適合され、好ましくは、二つの直交する又は実質的に直交する軸に対しソーラーパネルデバイスを方向付けるよう適合される。第１の軸は日毎の方向付けを可能にし、第２の軸は季節毎の方向付けを可能にする。
【００５２】
本発明の方向付けデバイスは、先行技術において知られているデバイスにおける問題を解決することを可能にする。特に、強い風の中でも、ソーラーパネルデバイスの優れた保持力を保証することができる。構築してきた３バールの圧力でソーラーパネルデバイスの方向付けを可能にするプロトタイプは、７０ｋｍ／ｈの風に耐える。
【００５３】
方向付けデバイスの応答性は、様々な構造パラメータ、特に使われる流体の性質の点から規定され得る。
【００５４】
方向付けデバイスは、曇天後、又は１日の始まりに理想的な位置に迅速に戻ることができる。例えば、構築してきたプロトタイプの場合において、２時間の曇天後に理想的な位置に戻るのに要するのは７分である。
【００５５】
米国特許出願公開第２００５／２８４４６７号明細書に記載されたデバイスとは対照的に、曇天期はソーラーパネルデバイスの方向付けに変更をもたらさない。
【００５６】
本明細書において、二つのタンクは独立であると記載した。「独立である」とは、二つのタンクが異なる圧力を受ける可能性があることを意味している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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