(57)【要約】【課題】大型の太陽光発電モジュールを支持することができ、太陽光発電モジュールの向きを効率よく最適な方向に向けることができる太陽光発電モジュール支持装置の提供。【解決手段】表面側に複数の太陽光発電モジュールＡ，Ａ...が縦横に並べて敷設されるモジュール支持枠２と、モジュール支持枠２を横方向に軸心を向けた枢支軸３を介して枢支する支持台４と、支持台４を水平方向で旋回させる旋回手段と、モジュール支持枠２を回動動作させる回動手段と、旋回手段及び回動手段を制御する制御ユニットとを備え、制御ユニットにより回動手段及び旋回手段を動作させ、太陽光発電モジュールＡ，Ａ...の向きを発電に最適な方向に向けるようにしてなる太陽光発電モジュール支持装置において、枢支軸３は、モジュール支持枠２の重心を通る水平横軸上に配置された。【選択図】  図２
2012234861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側に複数の太陽光発電モジュールが縦横に並べて敷設されるモジュール支持枠と、該モジュール支持枠を横方向に軸心を向けた枢支軸を介して枢支する支持台と、該支持台を水平方向で旋回させる旋回手段と、前記モジュール支持枠を回動動作させる回動手段と、前記旋回手段及び回動手段を制御する制御ユニットとを備え、該制御ユニットにより前記回動手段及び旋回手段を動作させ、前記太陽光発電モジュールの向きを発電に最適な方向に向けるようにしてなる太陽光発電モジュール支持装置において、
前記枢支軸は、前記モジュール支持枠の重心を通る水平横軸上に配置されたことを特徴としてなる太陽光発電モジュール支持装置。
【請求項２】
前記支持台は、支柱等の設置土台に固定される固定台部と、該固定台部上に配置された旋回部とを備えるとともに、前記固定台部と旋回部との間に旋回軸の外側に配置された複数の軸受部材を介在させ、該軸受部材を介して前記固定台部に前記旋回部を旋回可能に支持させた請求項１に記載の太陽光発電モジュール支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電に使用する太陽光発電モジュールを地上に設置された支柱、家屋の屋根、屋上等に設置するための太陽光発電モジュール支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止の観点から二酸化炭素を排出することなく発電できる太陽光発電が注目されており、この太陽光発電システムは、地震等の天災や事故等に対する危機回避の面からも期待が寄せられている。
【０００３】
従来、この太陽光発電システムに用いられる太陽光発電モジュールの設置は、建物の屋根や屋上にその場所の緯度等を考慮して太陽光発電モジュールの向きを決定し、その向きにモジュール表面を向けて設置用の架台を介して固定するのが一般的であった。
【０００４】
しかし、このような太陽光発電システムにおいては、太陽光発電モジュールの太陽に対する向きにより発電量に差が生じることが知られており、上述の如く太陽光モジュールの向きを一方向に向けて固定した状態では、季節や時間帯によって発電量が大きく異なるという問題があった。
【０００５】
一方、上述の如き問題を鑑み、太陽の移動に追随して太陽光発電モジュールの向きを常に発電効率の高い方向に向けるようにした追随式の太陽光モジュール支持装置が開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
この追随式太陽光モジュール支持装置では、表面側に太陽光発電モジュールが敷設されるモジュール支持枠と、モジュール支持枠を枢支軸を介して回動可能に支持する支持台と、支持台を水平方向で旋回させる旋回手段と、モジュール支持枠を回動動作させる回動手段とを備え、季節や時間等の条件を基にモジュール支持枠を回動させるとともに支持台を旋回させて太陽光発電モジュールの表面を発電効率の高い最適な太陽光の入射方向に向けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２９４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上述の如き従来の技術では、一つのモジュール支持装置当たりの受光面積を大きくとるためにモジュール支持枠を大型化した場合、モジュール支持枠を支持する支持台も大型化する必要があり、それに伴いモジュール支持枠及び支持台の重量が増し、それらを回動・旋回動作させるために必要な電力も多く必要となり、受光面積増加による増加発電量に対して回動・旋回動作に必要な電力の増加も大きいために効率が悪いという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、このような従来の問題に鑑み、大型の太陽光発電モジュールを支持することができ、太陽光発電モジュールの向きを効率よく最適な方向に向けることができる太陽光発電モジュール支持装置の提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、表面側に複数の太陽光発電モジュールが縦横に並べて敷設されるモジュール支持枠と、該モジュール支持枠を横方向に軸心を向けた枢支軸を介して枢支する支持台と、該支持台を水平方向で旋回させる旋回手段と、前記モジュール支持枠を回動動作させる回動手段と、前記旋回手段及び回動手段を制御する制御ユニットとを備え、該制御ユニットにより前記回動手段及び旋回手段を動作させ、前記太陽光発電モジュールの向きを発電に最適な方向に向けるようにしてなる太陽光発電モジュール支持装置において、前記枢支軸は、前記モジュール支持枠の重心を通る水平横軸上に配置されたことにある。
【００１１】
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記支持台は、支柱等の設置土台に固定される固定台部と、該固定台部上に配置された旋回部とを備えるとともに、前記固定台部と旋回部との間に旋回軸の外側に配置された複数の軸受部材を介在させ、該軸受部材を介して前記固定台部に前記旋回部を旋回可能に支持させたことにある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る太陽光発電モジュール支持装置は、上述したように、表面側に複数の太陽光発電モジュールが縦横に並べて敷設されるモジュール支持枠と、該モジュール支持枠を枢支軸を介して枢支する支持台と、該支持台を水平方向で旋回させる旋回手段と、前記モジュール支持枠を回動動作させる回動手段と、前記旋回手段及び回動手段を制御する制御ユニットとを備え、該制御ユニットにより前記回動手段及び旋回手段を動作させ、前記太陽光発電モジュールの向きを発電に最適な方向に向けるようにしてなる太陽光発電モジュール支持装置において、前記枢支軸は、前記モジュール支持枠の重心を通る水平横軸上に配置されたことにより、回動動作の際にモジュール支持枠の自重による回動軸周りの回転モーメントの影響を排除でき、最小限のエネルギーで回動動作を行うことができ、太陽光発電モジュールによる発電量に対する回動動作に必要な電力消費を抑えられ、効率よく発電することができる。
【００１３】
また本発明において、前記支持台は、支柱等の設置土台に固定される固定台部と、該固定台部上に配置された旋回部とを備えるとともに、前記固定台部と旋回部との間に旋回軸の外側に配置された複数の軸受部材を介在させ、該軸受部材を介して前記固定台部に前記旋回部を旋回可能に支持させたことにより、最小限のエネルギーで支持台を旋回させることができ、太陽光発電モジュールによる発電量に対する旋回動作に必要な電力消費を抑えられ、効率よく発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る太陽光発電モジュール支持装置の一例を示す正面図である。
【図２】同上の側面図である。
【図３】図1中のモジュール支持枠を示す平面図である。
【図４】（ａ）は同上のモジュール支持枠の枢支部分を示す側面図、（ｂ）は同Ａ−Ａ線断面図である。
【図５】図１中の支持台の旋回部を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明に係る太陽光発電モジュール支持装置１の実施の態様を図１〜図５に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号Ａは太陽光発電モジュールである。
【００１６】
この太陽光発電モジュール支持装置１は、表面側に複数の太陽光発電モジュールＡ，Ａ...が縦横に並べて敷設されるモジュール支持枠２と、モジュール支持枠２を枢支軸３を介して回動可能に支持する支持台４とを備え、この支持台４が設置土台となる支柱５の上端に固定されている。
【００１７】
また、この太陽光発電モジュール支持装置１は、モジュール支持枠２を回動動作させる回動手段と、支持台４を水平方向で旋回動作させる旋回手段とを備え、この回動手段及び旋回手段は、図示しない制御ユニットにより制御されるようになっている。
【００１８】
この制御ユニットは、設置個所における緯度、季節、日時等の諸条件に基づき回動手段及び旋回手段を動作させ、太陽光発電モジュールＡ，Ａ...の向きを発電に最適な方向に向けるようになっている。また、この制御ユニットは、地震等により異常を検知した際にはモジュール支持枠２及び支持台４の向きが最も安定した状態となる向きになるように回動手段及び旋回手段を動作させるようになっている。
【００１９】
尚、以下においてモジュール支持枠２の長辺方向を横方向、短辺方向を縦方向として以下に説明する。
【００２０】
モジュール支持枠２は、図３に示すように、長方形状の外枠フレーム６内に複数の縦梁材７，７...と横梁材８，８とを組み合わせて格子状に形成されている。
【００２１】
縦梁材７及び横張材８は、それぞれ縦横の中心線を介して対称に配置され、その為モジュール支持枠２全体の重心位置は、その中央に位置している。
【００２２】
中央の縦梁材７を挟んで左右に配置された縦梁材７，７には、重心を通る水平横軸ｇ上、即ち縦方向中央に横方向に向けた挿通孔９が形成され、この挿通孔９の開口縁部に軸受板１０，１０が固定され、枢支軸３が貫通されるようになっている。
【００２３】
また、左右の縦梁材７，７の中央より上側には、その裏面部に回動手段を構成するスクリュージャッキ１１のスクリュー軸１１ａ先端部が枢支されるブラケット１２が突設されている。
【００２４】
スクリュージャッキ１１は、棒状のスクリュー軸１１ａと、スクリュー軸１１ａに螺合させたナット体をモータ等によって回転させる動力ユニット１１ｂとを備え、ナット体を回転させることによりスクリュー軸１１ａが動力ユニット１１ｂに対して軸方向で進退するようになっている。尚、動力ユニット１１ｂを動作させるための電力は、太陽光発電モジュールＡ，Ａ...により発電された電力を流用するようになっている。
【００２５】
支持台４は、支柱５の上端部に固定された円盤状の固定台部１３と、固定台部１３上に配置された旋回部１４とを備え、この固定台部１３と旋回部１４とは、固定台部１３の中心に配置された旋回軸１５を介して枢結されているとともに、旋回軸１５の外側に周方向に間隔を置いて配置された複数の軸受部材１６を介して固定台部１３に旋回部１４を旋回可能に支持させている。
【００２６】
軸受部材１６は、スラストベアリングをもって構成され、旋回軸１５方向下向きに作用する支持枠２及び旋回部１４の重量からなる荷重を支持する一方、旋回時にはベアリングが旋回部１４下面に対して滑動し、抵抗が少ない状態で旋回が行えるようにしている。
【００２７】
旋回部１４は、円柱状の基部１７と、基部１７上面部に固定された横方向に長い横柱材１８と、横柱材１８の両端部に支持された枢支台１９とを備えて構成されている。
【００２８】
基部１７は、外周部の下端に全周に亘って又は周方向の一部に固定台部１３に固定されたモータ２０の回転軸に固定された歯車２１と噛み合わされるチェーンやギア等の被動作部材２２が固定されており、旋回手段を構成するモータ２０を回転動作させることにより歯車２１及びチェーン等の被動作部材２２を介して旋回力が伝達され、固定台部１３に対して旋回部１４が旋回するようになっている。尚、モータ２０の動力源は、太陽光発電モジュールＡ，Ａ...により発電された電力を流用するようになっている。
【００２９】
枢支台１９は、横柱材１８の両端部上面側に固定された支持固定部２３と、支持固定部２３の上面より上向きに突設された互いに対向した一対の枢支板２４，２４とを備えて構成されている。
【００３０】
枢支板２４は、軸受板１０，１０の外側に互いに対向配置となるように形成されるとともに、挿通孔９と連通配置に貫通孔２５が形成されて、両枢支板２４，２４間に縦梁材７及び軸受板１０，１０を介在させ、挿通孔９及び貫通孔２５を通して枢支軸３を貫通させることによりモジュール支持枠２が枢支軸３を介して枢支台１９に枢支される。
【００３１】
また、横柱材１８の両端部には、支持固定部２３の背面側に向けて長い張出支持梁２６，２６が固定されており、この張出支持梁２６，２６にスクリュージャッキ１１の動力ユニット１１ｂが揺動可能に支持されている。
【００３２】
このように構成された太陽光発電モジュール支持装置１は、制御ユニットによりスクリュージャッキ１１を動作させ、スクリュー軸１１ａを支持台４に支持させた動力ユニット１１ｂに対して進退させることにより枢支軸３を回動中心として回動する。
【００３３】
この回動動作時において、枢支軸３が重心を通る水平横軸ｇ上に配置されたことにより、即ち回動軸（枢支軸）３と重心軸ｇとの中心を一致させたことによりモジュール支持枠２の自重による回転モーメントの影響を排除でき、その為、モジュール支持枠２を回動させるために必要なエネルギーを最小限に留めることができるようになっている。
【００３４】
また、モジュール支持枠２を大型化し、それに伴いモジュール支持枠２の重量が増加した場合であっても、モジュール支持枠２の自重による回転モーメントの影響を排除できることから、受光面積の増加による増加発電量に対してモジュール支持枠２の重量増加に伴う回動動作に必要な電力の増加量を最小限に留めることができ、高効率の発電が可能となる。
【００３５】
一方、支持台４は、固定台部１３と旋回部１４との間に軸受部材１６を介材させたことにより、旋回軸１５方向の荷重を支持する一方、旋回時の抵抗を少なくすることができ、それにより旋回手段を構成するモータ２０を動作させるために必要な動力も小さくてよい。
【００３６】
尚、上述の実施例では、支柱５の上端部に太陽光発電用モジュール支持装置１を設けた例について説明したが、装置が固定される土台は、地上に立設された支柱５の他、ビル建設の際に使用されたタワークレーン用支柱、建物の屋根、屋上等の多岐にわたって対応することができる。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ  太陽光発電モジュール
１  太陽光発電モジュール支持装置
２  モジュール支持枠
３  枢支軸
４  支持台
５  支柱
６  外枠フレーム
７  縦梁材
８  横梁材
９  挿通孔
１０  軸受板
１１  スクリュージャッキ
１２  ブラケット
１３  固定台部
１４  旋回部
１５  旋回軸
１６  軸受部材
１７  基部
１８  横柱材
１９  軸受け部
２０  モータ
２１  歯車
２２  被動作部材
２３  支持固定部
２４  軸受板
２５  貫通孔
２６  張出支持梁
【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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