(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のレールを設け、これらレール間に複数の主パネルの回転軸を架け渡し、これら主パネルを、上記回転軸を中心に回転させて傾角を調整可能にするとともに、
上記主パネルのうち、最外側にある主パネルを上記レールに対して固定した固定主パネルとし、
固定主パネルよりも内側にある主パネルを上記一対のレールに沿って移動する可動主パネルとし、
上記各可動主パネルの移動軌跡より下方に予備パネルを設け、
上記各主パネルは、最大傾角のときその受光面に直交する太陽光による陰が、隣接する主パネルの受光面にかからない間隔を保つ一方、
上記各主パネルの受光面を面一にする過程で上記可動主パネルを移動させ、各主パネルが面一の状態になったとき、太陽光に対する上記予備パネルの受光面の露出面積が最大になる構成にした太陽光発電システム。
【請求項２】
上記回転軸を回転させ、上記最大傾角の範囲で上記主パネルの傾角を連続的に制御する回転駆動機構と、
上記回転駆動機構と同期して上記可動主パネルを上記レールに沿って移動させる移動駆動機構とを備え、
上記移動駆動機構は、上記主パネルの傾角に応じて、上記主パネルの受光面に直交する太陽光による陰が隣接する主パネルの受光面にかからない間隔を保つ位置に上記主パネルを移動させる構成にした請求項１に記載の太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光エネルギーを利用する太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光エネルギーを電力に変換する太陽光発電パネルを効率的に利用するため、時間帯に応じてパネルの傾角を変更することが従来から知られている。
その一例を、図７に示す。図７は複数の太陽光発電用パネルの配置を示した模式図である。各パネルＰの裏面側には、パネルＰの傾角を調整するための回転軸１を固定している。
【０００３】
このようなパネルＰは、例えば、太陽の位置が低い午前中の時間帯では、図７（ａ）に示すようにパネルＰを水平線に対して傾角θを最大に維持して東方に向け、パネルＰの受光面に対して、東方からの太陽光ができるだけ直交に近い方向から照射されるようにしている。
なお、上記最大傾角は、装置の様々な条件を考慮したうえで、太陽の位置が低い午前中の時間帯にも効率的に太陽光エネルギーを取り込めるように設定した角度である。
また、朝と夕方とでは、太陽の方角が異なるのでパネルＰを傾ける方向も逆にしなければならない。そのため、夕方には、パネルＰの受光面を西方へ向けるが、この場合には、パネルＰを東方へ向けるときとは反対側においてパネルＰの傾角θを水平線に対して最大に維持する。このように西方においても、傾角θを最大に維持することによって、パネルＰの受光面に対して、西方からの太陽光ができるだけ直角に近い方向から照射されるようにしている。
【０００４】
一方、太陽が真上に近くなる正午前後では、図７（ｂ）のように上記パネルＰの傾角θをゼロにして、全パネルＰの受光面が真上に向くようにする。そして、正午前後においても、各パネルＰがほぼ直交する太陽光を受けて効率的な発電ができるようにしている。
また、上記各パネルＰは、隣接するパネルＰの回転軸１との間隔をＬとして全て等間隔に配置されている。しかも、各パネルＰの傾角θを最大にしたとき、図７（ａ）の点線で示すように、各受光面に直交する光によって作られるパネルの陰が、隣接するパネルＰにかからないように上記間隔Ｌを設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０８７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のシステムでは、各パネルＰの傾角θを最大にしたときのパネルの陰が、隣接するパネルＰにかからないように上記間隔Ｌを設定しているので、各パネルＰの傾角θがゼロとなって全てのパネルＰの受光面が面一になったとき、図７（ｂ）に示すように、隣接するパネル間に隙間Ｓができる。
各パネルＰの傾角θをゼロにするときには、先にも説明したとおり、正午前後の最も太陽光の強い時間帯、すなわち発電効率が最も高い時間帯である。この時間帯に、発電に全く寄与しない隙間Ｓができてしまうということは、エネルギーの大きな損失になる。そのため、パネルＰの設置面積当たりの発電効率が低くなるという問題があった。
また、上記したように従来のシステムは、設置面積当たりの発電効率が低くなるので、狭い場所に設置したときには、費用対効果比が悪くなるという問題もあった。
この発明の目的は、パネルの設置面積当たりの発電効率を高くでき、しかも費用対効果比も良好な太陽光発電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、一対のレールを設け、これらレール間に複数の主パネルの回転軸を架け渡し、これら主パネルを、上記回転軸を中心に回転させて傾角を調整可能にするとともに、上記主パネルのうち、最外側にある主パネルを上記レールに対して固定した固定主パネルとし、固定主パネルよりも内側にある主パネルを上記一対のレールに沿って移動する可動主パネルとし、上記各可動主パネルの移動軌跡より下方に予備パネルを設ける。
そして、上記各主パネルは、最大傾角のときその受光面に直交する太陽光による陰が、隣接する主パネルの受光面にかからない間隔を保つ一方、上記各主パネルの受光面を面一にする過程で上記可動主パネルを移動させ、各主パネルが面一の状態になったとき、太陽光に対する上記予備パネルの受光面の露出面積が最大になる構成にしたことを特徴とする。
なお、上記固定主パネルとなる最外側にある主パネルとは、主パネルであって、上記レールに沿って配置された複数のパネルのうち最も外側の位置に配置されたパネルのことである。したがって、上記レールに沿ったパネルの配列のうち両方の最外側に位置する一対のパネルが主パネルの場合には、それら一対の主パネルが固定主パネルとなるが、一方が主パネルで他方が予備パネルの場合には、一方のパネルのみが固定主パネルとなる。
【０００８】
第２の発明は、上記回転軸を回転させ、上記最大傾角の範囲で上記主パネルの傾角を連続的に制御する回転駆動機構と、上記回転駆動機構と同期して上記可動主パネルを上記レールに沿って移動させる移動駆動機構とを備えている。
そして、上記移動駆動機構は、上記主パネルの傾角に応じて、上記主パネルの受光面に直交する太陽光による陰が隣接する主パネルの受光面にかからない間隔を保つ位置に上記主パネルを移動させる構成にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、各主パネルが最大傾角のときには、パネルに直交する太陽光で形成されるパネルの陰が隣接するパネルにかからないようにして、各主パネルの発電能力を十分に利用しながら、主パネルを面一にしたときには、予備パネルを太陽光に対し露出させることができる。そのため、パネルの設置面積当たりの発電効率を高くでき、しかも費用対効果比も高くできる。
【００１０】
第２の発明によれば、主パネルの傾角を連続的に調整できるとともに、その傾角に合わせて主パネルの位置を調整できる。そして、主パネルが最大傾角以外のときにも、主パネルに直交する太陽光による陰が隣接する主パネルにかからない間隔を保持して、各主パネルの発電能力を最大限利用できる。
また、最大傾角から主パネルが面一になるまでの過程で、回転駆動機構と同期した移動駆動機構によって、上記陰がかからない最小限の間隔を維持するように可動主パネルを移動させるようにすれば、主パネル間の隙間を予備パネルに対応する位置にまとめて形成することができる。
そのため、主パネルが面一にならなくても、上記まとまった隙間の分だけ、予備パネルを太陽光に対して露出させることができ、その露出部分で発電することができる。
つまり、主パネルが面一以外の状態では、予備パネルの露出面積は最大ではなく、部分的な露出になるが、その露出面積に対応した発電ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の第１実施形態のパネル配置を示した模式図であって、（ａ）は主パネルが最大傾角になった状態であり、（ｂ）は主パネルを面一にした状態であり、（ｃ）は主パネルが（ａ）と反対方向の最大傾角になった状態である。
【図２】第１実施形態の平面図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】第２実施形態の模式図である。
【図５】図４のＶ-Ｖ線断面図である。
【図６】第３実施形態のパネル配置を示した模式図であって、（ａ）は主パネルが最大傾角になった状態であり、（ｂ）は主パネルを面一にした状態である。
【図７】従来システムのパネル配置を示した模式図であって、（ａ）はパネルが最大傾角のときの状態であり、（ｂ）はパネルを面一にした状態である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１〜３を用いて、この発明の第１実施形態を説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態の太陽光発電用の主パネルＰ１〜Ｐ４及び予備パネルｓＰの配置とその動作を示した模式図である。
この第１実施形態は、裏面に回転軸１を固定した主パネルＰ１〜４と、図１（ａ）における主パネルＰ１の下方に固定した予備パネルｓＰとを備えている。
【００１３】
なお、上記主パネルＰ１〜Ｐ４及び予備パネルｓＰは全て同じ構成の太陽光発電用パネルである。また、上記主パネルＰ１〜Ｐ４は回転軸１を回転させることによって傾角θを調整できるようにしている。
さらに、上記主パネルＰ１〜Ｐ４のうち、主パネルＰ１〜Ｐ３は後で説明する移動駆動機構によって図中の左右方向の位置も調整できるこの発明の可動主パネルであり、最外側の主パネルＰ４は左右方向に移動しない固定主パネルである。
そして、上記予備パネルｓＰが、上記可動主パネルである主パネルＰ１〜Ｐ３の移動軌跡の下方に設けられている。
【００１４】
この第１実施形態では、例えば太陽が低い１０時までは、パネルの受光面を東方に向けながら、図１（ａ）に示すように上記各主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角θを最大傾角に保ち、各主パネルＰ１〜Ｐ４の間隔Ｌを保つようにしている。この間隔Ｌは、図７（ａ）に示す従来と同様に、主パネルＰ１〜Ｐ４の受光面に直交する太陽光によって形成される陰が、隣接する主パネルＰ２〜Ｐ４にかからない距離である。
なお、図１（ａ）〜（ｃ）では、各主パネルＰ１〜Ｐ４が最大傾角における各回転軸１の中心位置をそれぞれ点ａ１〜ａ４で示し、傾角ゼロにおける各回転軸１の中心位置をそれぞれ点ｂ１〜ｂ４で示し、それぞれを各主パネルＰ１〜Ｐ４の位置とする。
【００１５】
また、１４時以降は、図１（ｃ）に示すように図１（ａ）とは反対に受光面を西方に向けて、各主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角θが最大傾角を保つようにしている。この図１（ｃ）の状態においても、主パネルＰ１〜Ｐ４に直交する太陽光による陰が隣接する主パネルＰ２〜Ｐ４にかからない間隔Ｌを保つようにしている。
つまり、太陽の位置が低い時間帯においては、主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角θを最大傾角に保つことによって、太陽光が受光面に対して直角に近くなるようにしながら、陰の影響を小さくするようにしている。
【００１６】
なお、朝夕のすべての時間帯で太陽光を主パネルＰ１〜Ｐ４の受光面に対してほぼ直交させることはほとんど不可能である。傾角θを上記最大傾角にした状態で、直交する太陽光で形成される陰がかからない主パネル間隔Ｌを保ったとしても、実際にはより低い位置からの太陽光によって形成される主パネルＰ１〜Ｐ４の陰が隣接する主パネルＰ１〜Ｐ４にかかる時間帯がある。なぜなら、朝夕の地平線に近い太陽光を受光面に対して直角にするために最大傾角を大きくすると、強風時に、主パネルＰ１〜Ｐ４が受ける風圧が大きくなってしまうからである。そして、強風時の風圧に耐えるように主パネルＰ１〜Ｐ４の固定手段などに高いコストをかけることは、もともと太陽光が弱い朝夕の時間帯のための対応としては効率的ではない。
そこで、上記最大傾角は、風圧など装置上の様々な条件を考慮して最適値に設定している。この実施形態では、太陽光の方向や風圧などを考慮して、最大傾角を４５°に設定している。
【００１７】
一方、１０時から１４時の間は、各主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角を変化させながら、主パネルＰ１〜Ｐ３を移動させるようにしている。
１０時から正午までは、図１（ａ）の状態から各主パネルＰ１〜Ｐ４を矢印α方向に回転させて傾角θを最大傾角からゼロに向かって変化させる。このように傾角θを調整しながら、同時に各主パネルＰ１〜Ｐ３を矢印ｘ方向へ、すなわち左端に固定された主パネルＰ４に向かって移動させる。そして、図１（ｂ）のように、隣接する主パネルとの隙間がｓ１となる位置で停止させる。
【００１８】
図１（ａ）の状態から図１（ｂ）の状態になるまでの各主パネルＰ１〜Ｐ３の移動量は、固定の主パネルＰ４との位置関係に応じて異なり、それぞれ以下のとおりである。
右端の主パネルＰ１の移動量は、点ａ１から点ｂ１までの距離Ｌ１、その隣の主パネルＰ２の移動量は点ａ２から点ｂ２までの距離Ｌ２、さらに左隣の主パネルＰ３の移動量は点ａ３から点ｂ３までのＬ３である。
このように、各主パネルＰ１〜Ｐ３をそれぞれ所定量移動させて、主パネルＰ４に近づけると、正午には図１（ｂ）に示すように主パネルＰ１〜Ｐ４が面一となるとともに、隣接する主パネルの隙間がｓ１となる。
上記隙間ｓ１は、図７（ｂ）に示す従来システムにおける隙間Ｓと比べて小さく、この隙間Ｓとｓ１との差分は図１（ｂ）の右端にまとまって形成され、その結果、上記予備パネルｓＰの受光面が太陽光に対して露出する。
【００１９】
一方、上記全主パネルＰ１〜Ｐ４が面一となった正午から１４時までは、回転軸１をさらに矢印α方向に回転させながら、主パネルＰ１〜Ｐ３を主パネルＰ４から離す方向、すなわち矢印ｙ方向へ移動させて１４時には図１（ｃ）の状態になるようにする。この時、各主パネルＰ１〜Ｐ４は、西方に向いて傾角θを最大傾角にしている。
【００２０】
上記のように、この第１実施形態のシステムでは、主パネルＰ１〜Ｐ４が面一になったとき、上記予備パネルｓＰに対応する個所にまとまった隙間が形成され、予備パネルｓＰの全面が太陽光に対して露出するようにしている。したがって、面一になった主パネルＰ１〜Ｐ４とともに予備パネルｓＰによっても発電することができる。
そのため、図７（ｂ）に示す従来のように、主パネルＰ１〜Ｐ４間の隙間Ｓを無駄にすることなく、パネルの設置面積当たりの発電効率を高くでき、費用対効果比も高くできる。
なお、夕方に図１（ｃ）の状態になった各主パネルＰ１〜Ｐ４は、その位置を保ったまま、回転軸１を矢印β方向に回転させ、主パネルＰ１〜Ｐ４が面一になる図１（ｂ）の状態を経由して、翌朝には東方向きの最大傾角となる図１（ａ）の状態にすることができる。
【００２１】
また、この第１実施形態では、１０時から１４時までの間、傾角θを連続的に調整しながら、同時に各主パネルＰ１〜Ｐ３の位置も制御し、連続的に変化する傾角θのパネルに直交する太陽光による陰が隣接する主パネルにかからないように、主パネルＰ１〜Ｐ３の間隔を保つように、回転と移動とを同期させて制御するようにしている。
そして、主パネルの傾角θが最大傾角に達しない範囲では、上記陰が隣接する主パネルにかからない各主パネルＰ１〜Ｐ４の間隔は、最大傾角のときの間隔Ｌよりも小さくて足りるため、その分、上記主パネルＰ１〜Ｐ３を固定主パネルＰ４側へ移動させ、上記予備パネルｓＰに対応する個所に隙間を形成するようにしている。したがって、図１（ｂ）に示すように主パネルＰ１〜Ｐ４が面一になっていない状態でも、予備パネルｓＰ側にまとまった隙間を形成し、その隙間から上記予備パネルｓＰの一部を太陽光に対して露出させた部分を発電に利用することができる。
【００２２】
ただし、この発明は、全ての主パネルＰ１〜Ｐ４が面一になったときに、予備パネルｓＰの露出面積が最大になればよく、主パネルＰ１〜Ｐ４の回転と移動とを、上記のように同期させなくてもかまわない。例えば、回転駆動機構と移動起動機構とを別々に動作させるようにしてもよい。
また、上記第１実施形態では、太陽光が強くなる１０時から１４時の間に、太陽の方向に合わせて傾角θを連続的に調整しながら、主パネルＰ１〜Ｐ４の間隔も調整しているが、傾角θの調整は、時間帯に応じて断続的に行ない、一定時間、同一の傾角を保つようにしてもよい。
さらに、太陽光を追尾する追尾センサを利用したり、理科年表のデータに基づいて太陽の位置を算出したりして、太陽の位置に応じて、主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角を制御するようにしてもよい。
【００２３】
以下に、この第１実施形態の主パネルＰ１〜Ｐ４を回転させる回転駆動機構と、主パネルＰ１〜Ｐ３を移動させる移動駆動機構の具体例を説明する。
図２は、上記主パネルＰ〜Ｐ４及び予備パネルｓＰを備えたパネルユニットＵの平面図で、各主パネルＰ１〜Ｐ４及び予備パネルｓＰは、図１（ｂ）の状態に相当する。上記パネルユニットＵは、全パネルＰ１〜Ｐ４、ｓＰの受光面が南に向くように全体的に傾けて設置しているが、図１では、その設置面を水平面として説明している。
なお、図２では、回転駆動機構や移動駆動機構を説明するために、後で説明するベベルギア６，７などに比べて、主パネルＰ１〜Ｐ４及び予備パネルｓＰを小さく表している。実際の主パネルＰ１〜Ｐ４及び予備パネルｓＰは、他の部材と比べて図２に示すよりも大きいが、その大きさは特に限定されない。また、１本の回転軸１に複数の主パネルを固定するようにしてもよい。
【００２４】
上記各主パネルＰ１〜Ｐ４の裏面には、回転軸１を固定し、この両端を各主パネルＰ１〜Ｐ４の両端から突出させるとともに、その突出部分を一対のガイドレール２，２上に、スライド部材３を介して設けている。
上記ガイドレール２は、図示しないベース上に固定された金属製のレールで、このガイドレール２には図３に示すように断面がコの字状のスライド部材３を跨がせ、このスライド部材３をガイドレール２に沿って相対移動可能にしている。
また、上記スライド部材３とガイドレール２との間には、転動するボール４を介在させている。
【００２５】
なお、図３中の符号２ａはガイドレール２に形成されたボール保持溝であり、符号３ａはスライド部材３に形成されたボール保持溝である。これらボール保持溝２ａ，３ａで形成される空間に保持された複数のボール４が連続的に移動して、ガイドレール２に沿って移動するスライド部材３の動きをスムーズにしている。
また、ここでは主パネルＰ１の回転軸１を架け渡したスライド部材３のうち図２中下方のスライド部材３を断面にした図３を用いて説明するが、主パネルＰ１〜Ｐ４に対応させたスライド部材３は全て同じ構成である。
【００２６】
そして、上記主パネルＰ１〜Ｐ４及び予備パネルｓＰを挟んだ上下は、各パネルＰ１〜Ｐ４の中心線を境に線対称に構成されている。
また、上記主パネルＰ１〜Ｐ４のうち左端の主パネルＰ４は固定主パネルなので、ガイドレール２に沿って移動しない。図２では、他の主パネルＰ１〜Ｐ３と同様のスライド部材３に回転軸１を架け渡しているが、主パネルＰ４の回転軸１はスライドしない部材で支持するようにしてもよいし、対応するスライド部材３の移動を規制しておいてもよい。
【００２７】
図３に示すように、上記スライド部材３の上面には、上記回転軸１を回転自在に支持する軸受部材５を固定している。回転軸１をこの軸受部材５に貫通させ、その先端には第１ベベルギア６を固定している。
この第１ベベルギア６には、回転伝達軸８を貫通させた第２ベベルギア７を噛み合わせている（図２参照）。この第２ベベルギア７は回転伝達軸８に対する回転は規制されているが、軸方向に相対移動可能に取り付けられている。したがって、回転伝達軸８の回転は第２ベベルギア７に伝達され、さらに第１ベベルギア６に伝達される。
【００２８】
さらに、上記スライド部材３における第２ベベルギア７側の端面には連結板９を固定し、その先端側を上記第２ベベルギア７の端面に接触させている。この連結板９には、上記回転伝達軸８を貫通させる大孔を備え、第２ベベルギア７の端面に接触した状態で、回転伝達軸８とは接触しない構成にしている。そのため、連結板９は回転伝達軸８の回転を妨げることはなく、上記スライド部材３とともに軸方向に移動可能である。
【００２９】
次に、上記各回転軸１を回転させる回転駆動機構について説明する。
一直線状に配置された一対の駆動軸１０，１０を、回転用モーターＭ１の出力軸に連結し、各駆動軸１０，１０の先端にそれぞれ第３ベベルギア１１を取り付けている。さらに、上記回転伝達軸８の一端に第４ベベルギア１２を固定し、これを上記第３ベベルギア１１にかみ合うように配置している。そして、上記回転用モーターＭ１は図示しないコントローラによって駆動制御される。
また、上記第４ベベルギア１２に貫通した回転伝達軸８の端部を、図示しないベースに固定した軸受部材１３で回転自在に支持している。
なお、図中の符号１４は、上記駆動軸１０を回転自在に支持する軸受部材である。
【００３０】
上記のように構成された回転駆動機構では、回転用モーターＭ１が回転すると、その回転力は駆動軸１０から第３ベベルギア１１に伝達され、この第３ベベルギア１１にかみ合う第４ベベルギア１２を介して回転伝達軸８へ伝達される。回転伝達軸８が回転すると、これに設けられたすべての第２ベベルギア７が回転し、第１ベベルギア６を介して全ての回転軸１を回転させる。これにより、各主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角が調整される。
上記コントローラには、予め時間帯に応じた傾角が設定され、その設定値に応じてコントローラが上記回転軸１の回転量を制御するようにしている。
【００３１】
一方、上記主パネルＰ１〜Ｐ４のうちの可動主パネルである主パネルＰ１〜Ｐ３をガイドレール２に沿って移動させる移動駆動機構について以下に説明する。
上記回転用モーターＭ１とは別に、上記コントローラで制御可能な移動用モーターＭ２を備え、その出力軸にギアボックス１５を接続している。このギアボックス１５には、移動用モーターＭ２の回転速度を調整するためのギアが設けられるとともに、上記移動用モーターＭ２によって回転する移動用の第１〜３軸１６，１７，１８が連結されている。
上記移動用の第１〜３軸１６〜１８は、軸受部材１９で回転自在に支持されるとともに、各端部には同径のプーリー２０，２１，２２が固定されている。
なお、上記ギアボックス１５によって調整された回転速度は、上記回転用の第１軸１６が最も速く、第２軸１７、第３軸１８の順に遅くなるようにしている。
【００３２】
また、固定の主パネルＰ４付近には、上記プーリー２０，２１，２２に対応するそれぞれの位置に、軸受部材２３によって回転自在に支持されたプーリー２４，２５，２６を設けている。そして、上記対応する一対のプーリー間には、エンドレスにしたワイヤーｗ１、ｗ２、ｗ３を架けまわしている。すなわち、プーリー２０，２４間にワイヤーｗ１、プーリー２１，２５間にワイヤーｗ２、プーリー２２，２６間にワイヤーｗ３が架けまわされている。
【００３３】
さらに、主パネルＰ１〜Ｐ３の各回転軸１には、回転軸１を貫通させ、相対回転可能にしたワイヤー固定部材２７〜２９を取り付けている。そして、これらワイヤー固定部材２７〜２９の両脇に、上記ワイヤーｗ１，ｗ２，ｗ３の両端を固定している。すなわち、上記一対のプーリー間に架けまわされた各ワイヤーｗ１，ｗ２，ｗ３は上記ワイヤー固定部材２７〜２９を介してエンドレスに構成されることになる。
したがって、上記ワイヤーｗ１，ｗ２，ｗ３を移動させれば、ワイヤー固定部材２７〜２９を移動させることができる。
【００３４】
移動用モーターＭ２が回転し、上記第１〜３軸１６〜１８が回転すると、上記プーリー２０〜２２が回転し、ワイヤーｗ１，ｗ２，ｗ３がワイヤー固定部材２７〜２９とともに回転軸１を移動させ、主パネルＰ１〜Ｐ３を移動させる。このとき、各回転軸１の両端は、スライド部材３で支持されているため、上記主パネルＰ１〜Ｐ３は抵抗なくスムーズに移動する。
そして、上記移動用モーターＭ２の回転方向によって、主パネルＰ１〜Ｐ３の移動方向を、矢印ｘ方向あるいはｙ方向にすることができる。
また、上記各主パネルＰ１〜Ｐ３の移動量は、図１（ｂ）、（ｃ）に示す距離Ｌ１、Ｌ２，Ｌ３の比率になるように、上記ギアボックス１５で各軸１６，１７，１８の回転速度を調整している。
【００３５】
したがって、全ての主パネルＰ１〜Ｐ４が面一となって、予備パネルｓＰの全面が露出している図２の状態から、回転用モーターＭ１を駆動して各パネルＰ１〜Ｐ４の傾角θを変化させながら、移動用モーターＭ２を駆動してワイヤーｗ１、ｗ２、ｗ３を矢印ｙ方向に移動させれば、傾角θが最大傾角であって、主パネルＰ１が予備パネルｓＰを覆う図１（ｃ）の状態にすることができる。
なお、各主パネルＰ１〜Ｐ３が矢印ｙ方向に移動する際には、回転軸１に設けた第１ベベルギア６がそれにかみ合っている第２ベベルギア７を矢印ｙ方向へ押すため、第１、２ベベルギア６，７のかみ合いは維持される。そのため、主パネルＰ１〜Ｐ３をガイドレール２に沿って矢印ｙ方向へ移動させながら傾角θを調整することができる。
【００３６】
また、図１（ｃ）の状態から回転用モーターＭ１を図１の矢印β方向に回転させれば、各主パネルＰ１〜Ｐ４を図１（ａ）の状態にすることができる。
さらに、図１（ａ）の状態から、回転用モーターＭ１を矢印α方向に回転させながら、移動用モーターＭ２を駆動してワイヤーｗ１，ｗ２，ｗ３を矢印ｘ方向に移動させれば、主パネルＰ１〜Ｐ３が主パネルＰ４側に寄って面一となり、図１（ｂ）及び図２の状態にすることができる。
そして、各主パネルＰ１〜Ｐ３が矢印ｘ方向に移動する際には、上記スライド部材３に固定した支持板９が、第２ベベルギア７の端部を矢印ｘ方向へ押すため、第１、２ベベルギア６，７のかみ合いは維持される。そのため、主パネルＰ１〜Ｐ３をガイドレール２に沿って矢印ｘ方向へ移動させる際にも、同時に傾角θを調整することができる。
なお、上記したように、図２に示すパネルユニットＵは全パネルＰ１〜Ｐ４及びｓＰの受光面が、全体的に南に向くように傾斜させて設置しているが、この南向きの角度は、季節に応じて調整することが好ましい。
【００３７】
図４、５に示す第２実施形態は、上記主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角θを調整する機構が、上記第１実施形態と異なるが、主パネルＰ１〜Ｐ４及び予備パネルｓＰの配置や、移動状態は、上記第１実施形態と同じである。そして、上記第１実施形態と同様の機能を有する構成要素には、図１、２と同じ符号を用いている。
この第２実施形態では、図示しないベースに固定され、平行に配置された一対のガイドレール３０，３０を備え、このガイドレール３０，３０間に回転軸１を架け渡している。
なお、図４は、一方のガイドレール３０の外側から見た状態を示した模式図であり、主パネルＰ１〜Ｐ４及び予備パネルｓＰのうち、主パネルＰ１，Ｐ２のみを示している。
【００３８】
上記ガイドレール３０は、図５に示すように断面をコの字状にしたレールで、内側に軸保持部材３１を組み込んでいる。この軸保持部材３１は含油メタル製の直方体の部材で、上記ガイドレール３０内をスムーズに摺動できるようにしている。
また、軸保持部材３１には、軸孔３１ａを形成し、その内周に設けた軸受部材３２を介して各主パネルＰ１〜Ｐ４に固定された回転軸１を回転自在に支持している。
さらに、上記ガイドレール３０内であって、軸保持部材３１の側面には、軸保持部材３１をガイドレール３０に沿って移動させるためのワイヤーを固定している。
【００３９】
図４，５では、主パネルＰ１に対応するワイヤーｗ１のみを示しているが、実際は、可動主パネルであるＰ１〜Ｐ３のそれぞれに対応した各軸保持部材３１に、対応するワイヤーｗ１，ｗ２，ｗ３を固定している。
ただし、固定主パネルとなる主パネルＰ４の回転軸を保持する軸保持部材３１は、上記ガイドレール３０内を摺動しないので、ワイヤーを固定していないし、摺動可能に構成する必要もない。
【００４０】
一方、主パネルＰ１〜Ｐ４の側面には、略三角形の連結板３３を固定するとともに、この連結板３３に上記回転軸１を貫通させ、溶接などで固定している。
また、連結板３３の下端付近には、支持軸３４を溶接などで固定し、その先端を、軸保持部材３５を介して断面コの字状の揺動レール３６内に設けている。軸保持部材３５は、上記軸保持部材３１と同様の含油メタル製の部材で、上記揺動レール３６内を摺動可能にしている。
さらに、軸保持部材３５には軸孔３５ａを形成し、その内周に設けた軸受部材３７によって上記支持軸３４を回転自在に支持している。
なお、上記揺動レール３６は、各主パネルＰ１〜Ｐ４に設けた複数の連結板３３によって上記ガイドレール３０と平行に支持される。
【００４１】
また、ガイドレール３０の端部付近には、回転用モーターＭ１を設け、その回転軸３９に連結軸３８の一端を固定するとともに、上記連結軸３８の他端に、上記揺動レール３６を回転自在に連結している。
この回転用モーターＭ１の回転軸３９を例えば矢印α方向に回転させると、上記揺動レール３６は上記連結軸３９の回転によって揺動し、図４に二点鎖線で示す位置に移動する。その結果、揺動レール３６内に設けた軸保持部材３５に連結した連結板３３とともに主パネルＰ１〜Ｐ４が傾斜する。図４においては、主パネルＰ１が傾いた状態のみを二点鎖線で示しているが、ガイドレール３０に設けた各主パネルＰ１〜Ｐ４が全て同様に傾斜する。
このように、揺動レール３６を揺動させることによって、主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角を調整できる。
【００４２】
また、上記ガイドレール３０に設けた軸保持部材３１に固定した各ワイヤーｗ１，ｗ２，ｗ３を、上記第１実施形態と同様の移動駆動機構で移動させるようにしている。具体的には、図２に示す移動用モーターＭ２と、この移動用モーターＭ２によってギアボックス１５を介して駆動される駆動側のプーリー２０，２１，２２と従動側プーリー２４，２５，２６とを備え、上記一対のプーリー間に、それぞれ上記ワイヤーｗ１，ｗ２，ｗ３を架けまわすとともに、各ワイヤーｗ１，ｗ２，ｗ３を上記各軸保持部材３１に固定している。
【００４３】
そして、上記移動用モーターＭ２を駆動して上記ワイヤーｗ１，ｗ２，ｗ３を移動させることによって、上記主パネルＰ１〜Ｐ３を移動させることができる。このように主パネルＰ１〜Ｐ３が移動するとき、ガイドレール３０内を軸保持部材３１が摺動し、上記揺動レール３６内を軸保持部材３５が摺動する。
なお、この第２実施形態では、上記したように上記軸保持部材３１，３５を含油金属で構成し、レール３０，３６に対する摺動抵抗が小さくなるようにしている。ただし、上記軸保持部材３１，３５は、摺動抵抗を小さくできるものであれば、含油金属製に限らない。
【００４４】
この第２実施形態においても、図示していないコントローラが、時間帯に応じて上記回転用モーターＭ１及び移動用モーターＭ２を駆動制御することで、主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角θとともにその位置を、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように制御することができる。
したがって、この第２実施形態においても、太陽の位置が低い時間帯では各主パネルＰ１〜Ｐ４を最大傾角にして隣接する主パネルＰ１〜Ｐ４にかかる陰を小さくしながら、主パネルＰ１〜Ｐ４が面一になったときには、予備パネルｓＰの受光面の露出面積を最大にして、パネルの設置面積当たりの発電効率を高くし、費用対効果比も大きくできる。
なお、この第２実施形態の回転駆動機構と移動駆動機構も同期させてもよいし、させなくてもよい。
【００４５】
なお、この第２実施形態は、主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角を調整するための回転駆動機構にリンク機構を利用したものであるが、回転駆動機構の構成は上記第１，２実施形態の構成に限らない。駆動源の回転運動をそのまま回転軸１の回転に利用するものだけでなく、直動アクチュエータなどの直線運動を回転運動に変換して回転軸１を回転させるものなど、様々な機構を利用できる。
さらに、主パネルＰ１〜Ｐ４をガイドレールに沿って移動させる移動駆動機構の構成も、上記実施形態のものに限定されない。例えば、上記ワイヤーｗ１〜ｗ３に替えて、チェーンやベルトを用いることもできるし、ラックアンドピニオンやリンク機構を利用して回転力を直線運動に変換してもよい。
さらにまた、回転駆動機構及び移動起動機構の駆動源を共通化することもできる。例えば、上記回転用モーターＭ１を可動主パネルの移動に用いるようにしてもよい。
【００４６】
図６は、主パネルの配置が上記第１実施形態と異なる第３実施形態の模式図である。
この第３実施形態では、予備パネルｓＰを、ガイドレール２，２に沿って配置した４枚の主パネルＰ１〜Ｐ４の中央に位置させ、両外側の主パネルＰ１，Ｐ４を固定主パネルとしている。
図６（ａ）は、例えば午前中の所定の時間帯において傾角θを最大傾角にした状態である。
この状態から、各主パネルＰ１〜Ｐ４を面一にした図６（ｂ）の状態にする際には、回転軸１を矢印α方向に回転させながら、中央の２枚の主パネルＰ２，Ｐ３を移動させ、主パネルＰ３の陰になっていた上記予備パネルｓＰの受光面を太陽に対して露出させる。
上記主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角を制御する回転駆動機構は、上記第１実施形態や第２実施形態と同じ機構を用いることができる。
【００４７】
また、この第３実施形態では、図６（ａ）の状態から図６（ｂ）のように上記予備パネルｓＰを露出させる際には、一方の主パネルＰ２を矢印ｙ方向へ移動させ、もう一方の主パネルＰ３を矢印ｘ方向へ移動させる。
上記主パネルＰ２，Ｐ３を移動させる移動駆動機構は、上記第１実施形態と同様に、移動用モーターＭ２とワイヤーなどを利用することができる。
ただし、この第３実施形態においては、上記主パネルＰ１〜Ｐ４のうち２枚の主パネルＰ２，Ｐ３のみが可動主パネルとなるので、上記ワイヤーなどは主パネルＰ２，Ｐ３のみに連結しておけばよい。
さらに、上記主パネルＰ２、Ｐ３は移動方向が反対方向になるため、ギアなどを用いて移動方向を調整する必要がある。
【００４８】
この第３実施形態においても、他の実施形態と同様に、図示していないコントローラが、主パネルＰ１〜Ｐ４の傾角θとともにその位置を制御し、太陽の位置が低い時間帯では各主パネルＰ１〜Ｐ４を最大傾角にして隣接する主パネルＰ１〜Ｐ４にかかる陰を小さくしながら、主パネルＰ１〜Ｐ４が面一になったときには、予備パネルｓＰの受光面の露出面積を最大にして、パネルの設置面積当たりの発電効率を高くし、費用対効果比を大きくできる。
【００４９】
また、この第３実施形態では、４枚の主パネルＰ１〜Ｐ４のうち、２枚が固定主パネルとなるため、第１，２実施形態と比べて可動主パネルの数を少なくすることができる。
さらに、両外側の固定主パネルＰ１、Ｐ４に向かって移動する主パネルＰ２，Ｐ３の移動量は、図６（ｂ）に示す通り、距離Ｌ４である。この距離Ｌ４は、図１に示す距離Ｌ３と同等であり、距離Ｌ１，Ｌ２と比べて短い。
したがって、第３実施形態のように、予備パネルｓＰを主パネルの中央に設けた場合には、図１のように予備パネルｓＰを一方の端部に設けた場合と比べて、可動主パネルの数を少なくできるうえ、各可動主パネルの移動距離も短くできる。その分、移動駆動機構の消費動力を小さくできるとともに、移動駆動機構の構造を簡略化できる可能性がある。
【００５０】
なお、上記第１〜３実施形態では、１枚の予備パネル１と４枚の主パネルとを用いているが、上記ガイドレールに沿った方向における主パネルの枚数は、上記実施形態に限定されない。各主パネルの最大傾角や、各主パネル及び予備パネルの大きさなどによって、設置面積を有効利用できる最適枚数を設定することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
設置面積に制限がある場所での太陽光発電システムに有用である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｐ１〜Ｐ４      主パネル
ｓＰ      予備パネル
θ      傾角
１      回転軸
２      ガイドレール
３０      ガイドレール
Ｍ１      回転用モーター
Ｍ２      移動用モーター
Ｌ      （パネルの）間隔
【要約】
【課題】  パネルの設置面積当たりの発電効率を高くでき、しかも費用対効果比も良好な太陽光発電システムを提供すること。
【解決手段】  一対のレール２を設け、これらレール間に複数の主パネルＰ１〜Ｐ４の回転軸１を架け渡し、最外側にある主パネルＰ４を固定主パネルとし、固定主パネルＰ４よりも内側にある主パネルＰ１〜Ｐ３を可動主パネルとし、上記各可動主パネルＰ１〜Ｐ３の移動軌跡より下方に太陽光発電用の予備パネルｓＰを設ける。各主パネルＰ１〜Ｐ４は、最大傾角のときその受光面に直交する太陽光による陰が、隣接する主パネルの受光面にかからない間隔を保つ一方、上記各主パネルＰ１〜Ｐ４の受光面を面一にするとき、上記予備パネルｓＰにおける受光面の太陽光に対する露出面積を最大にする方向に可動主パネルＰ１〜Ｐ３を移動させる。
【選択図】  図１【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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