(57)【要約】【課題】風の影響を考慮した追尾型太陽電池を提供する。【解決手段】土台１に設けられた支柱２に対して、太陽電池パネル３を任意の方向に傾斜可能に支持するジンバル支持部５と、太陽電池パネルの傾斜姿勢を維持及び調整する複数のワイヤ７と、ワイヤの巻き取り、あるいは巻き戻し駆動を行うワイヤ巻き取り部８と、ワイヤの長さを測定するワイヤ長センサ２３と、ワイヤ長センサの測定結果に基づいて、ワイヤ巻き取り部を駆動して、太陽電池パネルの空中姿勢を制御する姿勢制御部２１と、支柱に沿って太陽電池パネルを昇降移動する昇降駆動部３０と、風速を計測する風速測定部２６と、風速計測部の計測結果に基づいて、風速が所定の許容範囲を超えるかどうかを判定する強風判定部２５と、強風判定部が、所定の許容範囲を超えると判断した場合、昇降駆動部は、太陽電池パネルを空中姿勢から降下させ、太陽電池パネルの退避姿勢を行う。【選択図】図２
2013089844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルを太陽と追尾して姿勢制御する追尾型太陽電池装置において、
土台に設けた支柱と、
太陽光を受光し、電気を発生する太陽電池パネルと、
前記支柱に対して、前記太陽電池パネルを任意の方向に傾斜可能に支持するジンバル支持部と、
前記太陽電池パネルの傾斜姿勢を維持及び調整する複数のワイヤと、
前記ワイヤの巻き取り駆動、あるいは巻き戻し駆動を行うワイヤ巻き取り部と、
前記ワイヤの長さを測定するワイヤ長センサと、
前記ワイヤ長センサの測定結果に基づいて、前記ワイヤ巻き取り部を駆動して、前記太陽電池パネルの空中姿勢を制御する姿勢制御部と、
前記支柱に沿って、前記ジンバル支持部を含む太陽電池パネルを昇降移動する昇降駆動部と、
風速を計測する風速計測部と、
前記風速計測部の計測結果に基づいて、風速が所定の許容範囲を超えるかどうかを判定する強風判定部と、
前記強風判定部が、所定の許容範囲を超えると判断した場合、前記昇降駆動部は、太陽電池パネルを空中姿勢から降下させるように動作する追尾型太陽電池装置。
【請求項２】
太陽電池パネルが降下した場合、
前記太陽電池パネルを地表面近傍でに姿勢保持する接地止め部を有する請求項１記載の追尾型太陽電池装置。
【請求項３】
姿勢制御部は、太陽電池パネルの設置場所（緯度経度）の各時刻における、太陽の位置（高度及び方位角）を対応づけた情報とワイヤ長センサの情報とに基づいて、太陽電池パネルを太陽に追尾しながら姿勢制御するようにワイヤ巻き取り部を制御する請求項1、又は２記載の追尾型太陽電池装置。
【請求項４】
太陽電池パネルの昇降動作の上限・下限を規定する突き当て部を前記支柱に備える請求項１から３のいずれかに記載の追尾型太陽電池装置。
【請求項５】
前記姿勢制御部は、前記太陽電池パネルを地表面近傍で姿勢保持する時に、前記ワイヤ巻き取り部を制御して、各ワイヤ間のワイヤ張力を略均等に調整した後、ワイヤ長さの原点を設定する請求項２記載の追尾型太陽電池装置。
【請求項６】
風速計測部は、ワイヤ張力の測定値、あるいは測定値の変動度合いから風速を推定する請求項１記載の追尾型太陽電池装置。
【請求項７】
ワイヤの張力を検出するワイヤ張力センサを備え、
前記ワイヤ張力センサの測定結果が、所定の範囲を超えた場合、姿勢制御、あるいは昇降動作を停止する請求項１記載の追尾型太陽電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、追尾型太陽電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３に示す従来の太陽電池パネルの追尾装置は、フレーム体３００３の複数箇所を、フレーム体３００３の中心に形成した支持部３０１１からワイヤ３０１５により吊る。フレーム体３００３を傾動するための駆動はフレーム体３００３の下部に配置されたベルト３０２０と、これを駆動する図示しないギアドモータによって行っている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０-１９４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術の追尾装置は、屋外における風の影響を考慮していない。
【０００５】
具体的には、様々な方向から吹き付ける風に対して太陽電池パネル自体を安全に空中で保持できる保証はない。
【０００６】
本願発明は、屋外における風の影響を考慮した、追尾型太陽電池装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明に係る追尾型太陽電池装置は、
土台に設けた支柱と、
太陽光を受光し、電気を発生する太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルと接続され、かつ前記支柱に対して、前記太陽電池パネルを任意の方向に傾斜可能に支持するジンバル支持部と、
前記太陽電池パネルの傾斜姿勢を維持及び調整する複数のワイヤと、
前記ワイヤの巻き取り駆動、あるいは巻き戻し駆動を行うワイヤ巻き取り部と、
前記ワイヤの長さを測定するワイヤ長センサと、
前記ワイヤ長センサの測定結果に基づいて、前記ワイヤ巻き取り部を駆動して、前記太陽電池パネルの空中姿勢を制御する姿勢制御部と、
前記支柱に沿って、前記ジンバル支持部を含む太陽電池パネルを昇降移動する昇降駆動部と、
風速を計測する風速計測部と、
前記風速計測部の計測結果に基づいて、風速が所定の許容範囲を超えるかどうかを判定する強風判定部と、
前記強風判定部が、所定の許容範囲を超えると判断した場合、前記昇降駆動部は、太陽電池パネルを空中姿勢から降下させるように動作する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、強風時に太陽電池パネルを地面方向に降下する退避姿勢を取ることにより、太陽電池パネルの破損を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における追尾型太陽電池装置を示す図
【図２】（ａ）  本発明の一実施形態における追尾型太陽電池装置の退避姿勢を示す図（ｂ）  同実施形態における追尾型太陽電池装置の上昇姿勢を示す図（ｃ）  同実施形態における追尾型太陽電池装置の追尾姿勢を示す図
【図３】本発明の一実施形態における追尾型太陽電池装置の正面断面図
【図４】本発明の一実施形態におけるガイド機構の詳細図
【図５】本発明の一実施形態における追尾型太陽電池装置の上面図
【図６】本発明の一実施形態におけるサポートパネルとジンバル支持部との関係を示す図
【図７】本発明の一実施形態における第一のジンバルと支柱との関係を示す図
【図８】本発明の一実施形態におけるワイヤの巻き取り部の斜視図
【図９】同実施形態におけるワイヤの巻き取り部の断面図
【図１０】本発明の一実施形態における姿勢制御部のブロック図
【図１１】本発明の一実施形態における姿勢制御部の動作を表すフローチャート
【図１２】本発明の一実施形態における太陽電池パネルの降下姿勢時のモデル図
【図１３】本発明の一実施形態におけるワイヤ伸びの補正動作を表すフローチャート
【図１４】従来の太陽追尾機構を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
追尾型太陽電池は、屋外で使用されるため、風などの影響を考慮しながら、安定してパネルを動かし正確に姿勢位置決めする必要がある。
以下、本発明に係る第一の実施形態の太陽追尾機構について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
[全体構成及び動作]
図１は、本発明の一実施形態における追尾型太陽電池装置の構成を示す。
土台１に設けられた支柱２にジンバル支持部５を備える。
太陽電池パネル３は、ジンバル支持部により、所定の方向に傾斜可能である。
ワイヤ巻き取り部８によって、太陽電池パネル３に接続するワイヤを巻き取ることにより、太陽電池パネル３は所定の方向に傾斜し、姿勢制御する。
ワイヤ張力センサ２２は、ワイヤ７の張力を測定する。
ワイヤ長センサ２３は、ワイヤの長さを測定する。
風速測定部２６は、追尾型太陽電池装置が設置されている周囲の、風速を測定する。
強風判定部２５は、風速測定部２６の測定結果に基づき、強風であるかを判定する。
姿勢制御部２１は、ワイヤ長センサの測定結果に基づいて、太陽光に対する太陽電池パネル３の追尾姿勢制御の信号を出力するとともに、強風判定部２５による強風と判断した場合、太陽電池パネル３の退避姿勢制御の信号を出力する。
モータドライバ２７は、姿勢制御部２１の制御信号に基づき、ワイヤ巻き取り部８の巻き取りモータ１５とチェーン１１の駆動を行う昇降駆動部３０の駆動を行う。
【００１２】
尚、図１では、太陽電池パネル３の秋分の日の午前9時ごろの姿勢をあらわす。なお、土台１は紙面手前側が南、紙面奥側が北になるように設置されている。
【００１３】
[各構成の説明]
図３は、本実施形態の追尾型太陽電離装置の断面図を示す。
太陽電池パネル３は、太陽光を電気に変換し、サポートパネル１０５上に設置される。
サポートフレーム１０５は、土台１に設けられた支柱２にジンバル支持部５を介して配置される。
【００１４】
ジンバル支持部５は、支柱２に対して、太陽電池パネル３を備えたサポートフレーム１
０５を任意の方向に傾斜する機構を有し、ワイヤ７の駆動によって、太陽電池パネル３を太陽の方向に対向するように追従移動する。
【００１５】
支柱２は、土台１に対して略垂直方向に配置され、端部に一対のスプロケット１２ａ、１２ｂを設ける。下部のスプロケット１２ｂは、昇降駆動部（本実施形態では昇降モータ）３０によって回転する。
【００１６】
チェーン１１は、一対のスプロケット１２ａ及び１２ｂと係合し、昇降駆動部によるスプロケット１２ｂの回転によって、走行移動する。
ガイド機構２４は、ジンバル支持部５とチェーン１１とに接続され、チェーン１１の走行移動に伴って、ジンバル支持部５に接続されるサポートフレーム１０５を、支柱２に沿って昇降移動する。
【００１７】
ワイヤ７は、サポートフレーム１０５の下端部に設けたリング状のワイヤ接続部４と、土台１に固定されたワイヤ巻き取り部８とに、それぞれ接続されている。ワイヤ７は、サポートフレーム１０５の姿勢を拘束するために張力を有しており、最低３本が必要であるが、本実施形態では４本を９０度の間隔でサポートフレーム１０５の周囲に等配している。
【００１８】
ワイヤ７は、太陽電池パネルの姿勢を、維持及び調整できる。
【００１９】
ワイヤ巻き取り部８は、ワイヤ７毎に設けられ、ワイヤ７を巻き取ったり、巻き戻したりすることにより、サポートフレーム１０５の傾きを調整する。
【００２０】
なお、本実施例ではチェーン１１は、昇降駆動部３０により駆動されるが、太陽電池パネル３の上下運動はアクチュエータ無しでも実現できる。
【００２１】
たとえば、ワイヤ７の最大張力より小さい値の上方向への付勢力を有する機構によりジンバル支持部５を常時上方向へ押し付けておく。この状態で、ワイヤ７の張力を緩めると、ジンバル支持部５は上へ上がり、たとえば支柱上部に突き当て部を用意しておくことで、突き当て部に当たり、安定的に静止する。逆にワイヤ張力を強めるとジンバル支持部５は下へ下降する。
【００２２】
支柱２の下端部付近に突き当て部を用意しておけば、下端でも安定的に静止できる。上方向の付勢力を発する構造は、コンストンばね、ガススプリング、錘と滑車の組み合わせ等により実現することができる。
【００２３】
突き当て部は、昇降動作の上限・下限を規定する。
【００２４】
本実施形態では、昇降駆動部である昇降モータ及び巻き上げ部は、土台１に設けられ、太陽電池パネル構造体は、チェーンによる昇降移動及びワイヤによる姿勢制御移動することができる。
【００２５】
このように太陽電池パネル構造体は、簡素化・軽量化することが可能となり、風の空気抵抗を低減できる。
【００２６】
さらに、ワイヤの柔軟性を生かすことで、風に対する柔軟なパネルの位置・姿勢制御を実現できる。
【００２７】
図４は、ガイド機構２４の詳細図を示す。
【００２８】
チェーン１１は、片側が支柱２のパイプ内部に位置し、片側がパイプ外部に位置するように配置されている。
【００２９】
チェーンホルダ１０は、チェーン１１をパネル重心Ｏ’（１０７）にて保持するとともに、第一のジンバル５ｂに剛体接続している。パネル重心Ｏ’（１０７）とはサポートフレーム１０５と太陽電池パネル３とジンバル支持部５のすべてを合わせた太陽電池パネル構造体の重心位置であり、同時に後述するジンバルの回転軸６ａ、６ｂの回転中心となっている。
【００３０】
チェーン１１により前記太陽電池パネル構造体を点１０７で支えることにより、回転軸６ａ、６ｂに重力のアンバランスによる回転トルクは働かず、太陽電池パネル３を安定的に懸垂することが可能となる。
【００３１】
第一のジンバル５ｂは、４方向から合計８個のローラー９により支柱２との位置関係を保持しており、ジンバル５ｂは支柱２に対して水平方向に横ブレすることなく、また、支柱に対して、こじることなくスムースな上下移動が可能である。なお、装置全体の座標系は支柱２の中心軸上で地表面を原点１１０とし、点１０６は座標原点Ｏの真上の点となる。
【００３２】
次に、図５は太陽電池装置の上面図を示す。
【００３３】
太陽電池パネル３は、本実施例では、約１．６ｍ×０．８ｍの長方形であり、これを４枚組み合わせることで正方形の外形をつくっている。太陽電池パネル３はサポートフレーム１０５により下方から支えられている。
【００３４】
図６に示すように、サポートフレーム１０５は、四角形の開口を有し、前記開口の内周部１０５ａに設けた回転軸６ｂが、第二のジンバル５ａと接続する。回転軸６ｂは、太陽電池パネル３を主として太陽の方位角方向に追尾するときに利用する。第二のジンバル５ａは、回転軸６ａを介して、更に内側の第一のジンバル５ｂに接続する。回転軸６ａは、主として太陽の高度方向の追尾に利用する。
【００３５】
次に、図７を用いて第一のジンバル５ｂと支柱２の関係を詳しく説明する。第一のジンバル５ｂは、ローラーホルダー２７およびローラー９を備え、支柱２に対して水平方向の位置を４方向から拘束されている。さらに、支柱２に設けた回転止め２８が、ローラー９の側面を拘束しており、第一のジンバル５ｂは支柱２の中心軸の回りに回転することはない。
【００３６】
また、ローラー９は上下に２つ配置されており、第一のジンバル５ｂは、支柱２に対して傾き方向にも拘束を受けている。この結果、太陽電池パネル３の傾動はジンバル５ａ、５ｂ、軸６ａ、６ｂの働きによってのみ実現される。
【００３７】
チェーン１１は、パネル重心Ｏ‘（１０７）にて、チェーンホルダ１０に接続し、ジンバル５ｂを支柱２に沿って上下に動かす。
【００３８】
リミットセンサ２９ａは、第一のジンバル５ｂの存在を検知する非接触型の近接スイッチであり、チェーン１１の働きにより、第一のジンバル５ｂが支柱２の略上端に達したことを検知する。同様なセンサが支柱２の略下端部にも存在し、第一のジンバル５ｂが支柱２の略下端に達したことを検知する。
【００３９】
次に、図８を用いて、ワイヤ巻き取り部８の詳細を説明する。
【００４０】
ワイヤ７は、ワイヤ巻き取り部８により巻き取られることによって、サポートフレーム１０５のワイヤ接続部４から下方に向けて降りてくる。
【００４１】
次に、ワイヤ７は、方向転換プーリー１８により略水平方向に向きを転換される。
【００４２】
方向転換プーリー１８は、回転ベアリング１９上に搭載されており、ワイヤ７が自らの張力で最短経路を走ろうとすることから、方向転換プーリー１８は、常にワイヤ７の到来方向に位置付けられる。この結果、ワイヤ７の到来方向が如何様に変化しても、ワイヤ７は常に回転ベアリング１９の回転軸上に略水平方向に導かれる。
【００４３】
ワイヤ７は、さらにボビン１４に向かい、ここで巻き取られる。ただし、巻き取りモータ１５の単なる回転１１１によりワイヤ７を巻き取ると、重ね巻きや巻き乱れが発生してしまい、精密なワイヤ制御ができなくなる。そのため、ボビン１４を巻き取りに応じて左右に並進運動１１２させることにより、巻き乱れを防止する。
【００４４】
この目的で、巻き取りモータ１５により回転される回転プレート１０１上に4本のリニアブッシュ１６が立てられており、リニアブッシュ１６にガイドされる形でボビン１４は回転する。
【００４５】
ボビン１４の内部に内蔵されたナットは、固定したネジ１７と係合する。
【００４６】
本実施例ではＭ１２のネジを使用し、Ｍ１２ネジのピッチは２．５ｍｍなので、一巻き毎にボビン１４は左右に２．５ｍｍ移動する。ワイヤ径は２．０ｍｍなので、結果として巻き乱れのない巻き取り、巻き戻しが実現する。
【００４７】
次に、図９を用いて、ワイヤ長の検出、および、ワイヤ張力の検出の原理を説明する。図９は、図８のワイヤが巻き取られる平面に沿って切断した断面図を示す。つまり、ワイヤ７は、方向転換プーリー１８により下方向から横方向に変えられ、１つの平面を形成するので、この面を切断面とした。
【００４８】
ワイヤ７は、ワイヤ接続部４とボビン１４とを方向転換プーリー１８に導かれながら接続する。そこで、ワイヤ７がボビン１４に接する場所１０２をワイヤ長の計測起点とし、ワイヤ接続部４のリング中心をワイヤ長終点とし、方向転換プーリー１８に沿ってワイヤ長を測ることとする。
【００４９】
このようにワイヤ長を定義してやることで、太陽電池パネル３の姿勢が決まると、機構学的な計算により、ワイヤ長を正確に算出することができる。目標とするワイヤ長に対し、ボビン１４を回転して、ワイヤ長の制御を行う。
【００５０】
この時に、巻き取りモータ１５内部のロータリーエンコーダを利用して、実際のワイヤ長を測定する。通常、ロータリーエンコーダは回転角の相対変化値を求めるものなので、電源が切れると回転角の絶対値を失う。そこで、電源切断されても回転角度を失わないタイプのエンコーダ（アブソリュート型）を利用している。このことにより工場出荷時に、ロータリーエンコーダの読み値とワイヤ長さの関係を記憶すれば、現地設置時にすぐに正しいワイヤ長さを計測できる。
【００５１】
さらに、ボビン１４と巻き取りモータ１５はロードセル２０を介して土台１に接続する。ロードセル２０には、歪みゲージ１０４が貼り付けられる狭隘部が設けられており、こ
の部分の歪みを計測する。材料力学の式を用い、歪みはその場所における曲げモーメントＭに変換できる。すると、張力τは
式１  Ｍ＝τ・ｄ
と表される。ｄはワイヤ７の延長線と歪みゲージ１０４の距離である。
【００５２】
ここで、チェーン１１およびこれに支えられる第一のジンバル５ｂの位置の計測方法について説明する。
【００５３】
チェーン１１と第一のジンバル５ｂの位置は、昇降モータ３０に内蔵されたロータリーエンコーダとギア比から計測することが可能である。アブソリュートタイプのエンコーダを利用することで、工場出荷時にチェーン１１と第一のジンバル５ｂの位置を記憶することにより、現地設置時にすぐに位置を計測できる。以降、チェーン長は、第一のジンバル５ｂの下端位置を起点とし、上端に向けて第一のジンバル５ｂの位置を見たときのチェーンの長さと定義する。
【００５４】
支柱２の略上部と略下部にはリミットセンサ２９ａ、２９ｂが設けられており、第一のジンバル５ｂがその想定されるストロークの上端、下端に達したことを検出する。
尚、ストローク上下端の検出はエンコーダによる座標管理で行うことは可能である。
【００５５】
[制御の説明]
次に、図１０のブロック線図を用いて姿勢制御部の構成を説明する。姿勢決定部３０は太陽電池パネル３の向くべき姿勢を決定する。たとえば、文献（Reda, I., Andreas, A. (2003) Solar position algorithm for solar radiation application. National Renewable Energy Laboratory (NREL), Technical report NREL/TP-560-34302. ）に示される計算式を用いて、設置場所（緯度・経度・高度）、時刻から、その時々の太陽の高度、方位角を計算する。
【００５６】
太陽の角度・方位角は、パネルの目標傾き（回転軸６ａ、回転軸６ｂに添った回転角α、β）に変換され、ジンバル中心１０７の高さhと併せて目標姿勢ベクトルｒrefと標記する（３次元ベクトル）。さらに、時間をΔｔ先にすすめて姿勢ベクトルを算出し（ｒref＋）、姿勢を決定する。また姿勢ベクトルは、速度の制御に利用する。
【００５７】
変換部３１は、追尾機構の機構学モデルを用いて、パネル姿勢指令値ｒref、ｒref＋をワイヤ長さ・チェーン長さの指令値qrefとその速度指令値に変換する。指令値qrefは５次元のベクトルであり、その第１〜４要素はワイヤ長さを表し、第５要素はチェーン長さを表す。速度指令値は、姿勢決定部３０により求めた２つの姿勢ベクトルｒref、ｒref＋を用いて、数値微分にて算出する。
【００５８】
次に、フィードバック制御部３２は、与えられた指令値qrefと速度指令値とに基づいて、４個のワイヤ巻き取り部と１個の昇降駆動部を駆動するモータ３３への指令回転速度ｖcmdを生成する。この時の計算式は、以下のものを用いる。
式２  
2013089844.tif 000003
【００５９】
なお、αはボビン巻き取りの有効半径（第１〜４要素）およびスプロケット１２の有効半径である（第５要素）。ｑは後述するワイヤ長センサ２３の出力である。
ワイヤ長センサ２３は、ワイヤおよびチェーンの長さを以下の方法で算出している。
【００６０】
式３  
2013089844.tif 000004
【００６１】
ここで、Ｇはギアの減速比、θはエンコーダから読みとったモータ回転角、θ0はワイヤ長、チェーン長の原点値である。θ0は工場出荷時に設定されており、また、後述するワイヤ伸びの補正動作によっても設定することができる。
【００６２】
フィードバック制御部３２は、ワイヤ長センサの測定結果から算出したワイヤ、あるいはチェーンの長さに基づいて、ワイヤの長さ、あるいはチェーンの昇降長さをフィードバック制御する。
ワイヤ張力センサ２２の出力値が所定の範囲を外れた場合、異常が発生したと判断し、姿勢制御、あるいは昇降動作を停止する。
なお、フィードバック制御の周期は約１０Ｈｚとしている。
【００６３】
[動作]
図２（ａ）〜（ｃ）を用いて、一日の太陽電池パネル３の動きを説明する。
まず、図２（ａ）は退避姿勢をとっている太陽電池パネル３を示す。これは夜間の無発電時や、強風時に風を避けるための姿勢で、太陽電池パネル３は地面に対して安定的に接続した姿勢を取る。
【００６４】
朝、日照が始まると、太陽電池パネル３は、図２（ｂ）の姿勢まで水平の姿勢を保ったまま上昇する。
【００６５】
次に、図1に示す朝の姿勢を経て、秋分の日の正午には太陽電池パネル３はほぼ南中した姿勢をとる（図２（ｃ））。
【００６６】
更に、午後になるに従い、太陽電池パネル３は西に向かって姿勢を変更する。
【００６７】
次に、一日の太陽電池パネル３の動きを実現する制御の流れを図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００６８】
具体的には、大別して、退避動作Ｓ５２、上昇動作Ｓ５３、追尾動作Ｓ５４、下降動作Ｓ５５、補正動作Ｓ５６を行う。
【００６９】
［退避動作Ｓ５２］
まず、装置の制御は、太陽電池パネル３が地上に降りている退避動作Ｓ５２からスタートする。この状態では、たとえば、日の出時間までタイマーで待機する（Ｓ４１）。
タイマー起動されると、次の上昇動作Ｓ５３に移行する。
【００７０】
［上昇動作Ｓ５３］
支柱２に取り付けられたリミットスイッチ２９ａをモニタしながら、昇降駆動部３０を回転して太陽電池パネル３を上昇させていく（Ｓ４２）。
【００７１】
この時、姿勢決定部３０は、太陽電池パネル３を水平に保ちながら徐々に高さを上げていく姿勢を決定し（Ｓ４３ａ）、これに基づいたワイヤ長、チェーン長のフィードバック制御が行われる（Ｓ４４）。パネルが支柱の最上部に到達すると追尾動作Ｓ５４に移行する。
【００７２】
［追尾動作Ｓ５４］
追尾動作Ｓ５４においては風速を測定し（Ｓ４５）、予め定めた閾値以上に風速がなるか否かの判断を行い（Ｓ４６）、風速が所定値未満の場合、Ｓ４７に進み、時刻を確認し（Ｓ４７）、確認した時刻に対応する太陽電池パネル３の姿勢を算出し（Ｓ４３ｂ）、算出した姿勢になるようにフィードバック制御を行う（Ｓ４４）。
【００７３】
Ｓ４６において、風速が所定値以上の場合、次の下降動作Ｓ５５に移行する。
また、あらかじめ設定した発電時間が満了した場合（たとえば日の入りタイミング）も次の下降動作Ｓ５５に移行する。
【００７４】
追尾動作中（Ｓ５４）は、パネル姿勢算出Ｓ４３ｂは常にパネル高さｈを一定にしながら、傾き角（α・β）のみを変化させ（Ｓ４３ｂ）、これに従ってワイヤ長さを制御する。
【００７５】
ここで、風速測定Ｓ４５について、一般的な風速センサを支柱の上部に取り付けることが設計上も簡便である。また、ワイヤ７の張力情報からも風速を推定することができる。たとえば、風速センサの値とワイヤの張力情報との相関関係を保持することで、ワイヤ張力データから風速を推定することが可能になる。
【００７６】
［下降動作Ｓ５５］
下降動作Ｓ５５の説明を行う。支柱に取り付けたガイド部のリミットスイッチ２９ｂを測定しながら、下降が完了したかを判断する（Ｓ４８）。パネル姿勢算出ステップＳ４３Ｃでは、パネルの高さｈを下げながら、同時に傾き角（α・β）を一定に保つ姿勢を順次算出する。これに基づきワイヤ長、チェーン長さを算出しながらフィードバック制御Ｓ４４が実行される。
【００７７】
下降動作が完了してからは、ワイヤの伸びを補正する動作にはいる（Ｓ５６）。
【００７８】
［補正動作Ｓ５６］
ワイヤ７は一般に、０．数％の初期のびが発生することが知られている。ワイヤの変形があった場合は、装置の機構学モデルに実際とのずれが発生することになり、想定する着地位置（サポートフレーム１０５と接地止め部１３とがちょうど接触する位置）ではサポートフレーム１０５は一部が片あたりの状態になっている可能性が高い。
【００７９】
よって、ワイヤ巻き取り部８を駆動することで、片あたりの状態を解消し（Ｓ４９，Ｓ５０）、ワイヤ原点位置情報をリセットし（Ｓ５１）、ワイヤ伸びを補償することが可能である。この動作で、装置は、ワイヤの伸び量を補正することが可能となる。この動作が終了次第、装置は退避状態S５２へと推移し、次の発電タイミングを待つことになる。
【００８０】
図１２、図１３を用いて、ステップ４９，５０の工程であるサポートフレーム１０５の片あたり状態の解消のための制御の流れを説明する。
【００８１】
図１２はサポートフレーム１０５の接地状態を表す。
【００８２】
サポートフレーム１０５が４本の接地止め部１３に対して接触している。
安定な接地状態を実現するために、全ての接地止め部１３に対して均一の力で接触するように固定することが好ましい。
【００８３】
図中、ワイヤ張力をτ１〜τ４、また、対応するワイヤ巻き取り部８をＷ1〜Ｗ4とする。パネル重心Ｏ‘（１０７）は、ジンバルの回転中心である。
説明の都合上、接地止め部１３、ワイヤ７の位置関係はすべて、点１０７に関して対称であるとする。
【００８４】
図１３を用いて、接地止め部１３に対する接触力のばらつきを、うち消す制御の詳細を説明する。
【００８５】
接地止め部１３に対する接触力のばらつきにより、パネル重心Ｏ‘（１０７）まわりの回転モーメントが発生して、ワイヤの張力τ１〜τ４が、ばらつく。前記ばらつきを解消するためにワイヤ巻き取り部８を動かす。
【００８６】
まずは、拮抗する２つのワイヤの張力τ1、τ3について、大きい張力側のワイヤ巻き取り部８のワイヤを緩めるように動かす（Ｓ６２ａ〜S６６a）。
具体的には、張力τ1と張力τ3との大きさを比較し（Ｓ６２ａ、Ｓ６４ｂ）、張力τ1が張力τ3よりも大きい場合（Ｓ６２ａでYesの場合）、巻き取り部Ｗ1のワイヤを緩めるように制御する。
【００８７】
逆に、張力τ3が張力τ1よりも大きい場合（Ｓ６４ａでYesの場合）、巻き取り部Ｗ3のワイヤを緩めるように制御する。
２つのワイヤの張力τ1、τ3が略等しくなるまでこの調整を繰り返す。
【００８８】
次に、ワイヤ張力τ1、τ3の平均値が所定の基準値に収束するように、２つのワイヤ駆動機構Ｗ1、Ｗ3を駆動する（Ｓ６７ａ〜Ｓ７１ａ）。
具体的には、張力τ1と張力τ3との平均値が、所定の基準値よりも大きいか否かを比較し（Ｓ６７ａ、Ｓ６９ｂ）、当該平均値が基準値よりも大きい場合（Ｓ６７ａでYesの場合）、巻き取り部Ｗ1、Ｗ3のワイヤを緩めるように制御する。
【００８９】
逆に、当該平均値が基準値よりも小さい場合（Ｓ６９ａでYesの場合）、巻き取り部Ｗ1、Ｗ3のワイヤを巻き取るように制御する。
【００９０】
なお、所定の基準値は、たとえば、ワイヤ巻き取り部８の発生できる最大張力の半分にすると、ワイヤ張力を安定してかけ続けることができる点から望ましい。つまり、風や外乱によって装置に歪みが発生した時にワイヤの張力が負になったり、あるいは、ワイヤ巻き取り部８の許容限界を超える張力が発生することがないようにできる。
【００９１】
次に、拮抗する２つの別ペアτ2、τ4について、張力τ1と張力τ3の処理と同様に、張力のアンバランスの調整（Ｓ６２ｂ〜Ｓ６６ｂ）および、張力の基準値への収束制御を行う（Ｓ６７ｂ〜Ｓ７１ｂ）。
【００９２】
以上のステップにより、全ての張力値が基準値付近に収束し、サポートフレーム１０５が正しく接地止め部１３に接触していることになる。これをサポートフレーム１０５の基準姿勢とし、ここでワイヤ長センサの出力が、構造の寸法から定まるワイヤの設計値に等しくなるようにワイヤ長さ原点θ0をリセットする（Ｓ５１）。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、風の影響を考慮した追尾型太陽電池装置に有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１  土台
２  支柱
３  太陽電池パネル
５  ジンバル支持部
７，３０１５  ワイヤ
８  ワイヤ巻き取り部
１３  接地止め部
２１  姿勢制御部
２２  ワイヤ張力センサ
２３  ワイヤ長センサ
２４  ガイド機構
２５  強風判定部
２６  風速測定部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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