(57)【要約】【課題】  太陽光を受光して発電する太陽光パネルを備えた太陽光発電装置について、耐久性，信頼性を高める。【解決手段】  太陽光パネル２に取付けられ太陽光パネル２を太陽に向けて回動可能にする回転軸３と、回転軸３を回転駆動する追尾駆動機構４と備えている。太陽光パネル２は、回転軸３の軸方向に多数枚が支持されている。追尾駆動機構４は、回転軸３に同軸に固定されたピニオン４１と、ピニオン４１と噛合する固定ラック４２と、固定ラック４２と平行にスライド可能に配設されピニオン４１と噛合する可動ラック４４と、可動ラック４４をスライド駆動する駆動部４５とからなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光パネルに取付けられ太陽光パネルを太陽に向けて回動可能にする回転軸と、回転軸を回転駆動する追尾駆動機構と備えた太陽光発電装置において、太陽光パネルは、回転軸の軸方向に多数枚が支持され、追尾駆動機構は、回転軸に同軸に固定されたピニオンと、ピニオンと噛合する固定ラックと、固定ラックと平行にスライド可能に配設されピニオンと噛合する可動ラックと、可動ラックをスライド駆動する駆動部とからなることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
請求項１の太陽光発電装置において、回転軸は平行に複数本が配設され、追尾駆動機構は各ピニオンに噛合する共通の可動ラックを１つの駆動部でスライド駆動するものであることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項３】
請求項１または２の太陽光発電装置において、追尾駆動機構の駆動部の駆動を制御するコントローラが接続され、コントローラは暦と時計とを内蔵して一定時間ごとに東西方向に隣接する太陽光パネルの陰が掛からない角度内で太陽光パネルを太陽に向けて一定の角度ずつ回動させる設定がなされていることを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの太陽光発電装置において、下方に農業作業車が通過できる高さが確保された架台に太陽光パネル，回転軸，追尾駆動機構が支持されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を受光して発電する太陽光パネルを備えた太陽光発電装置に係る技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
最近、太陽光パネルを備えた中小規模の太陽光発電装置では、発電効率を高めるために、太陽の移動に対して太陽光パネルを追尾移動させる方式のものが多用されるようになってきている。
【０００３】
従来、追尾移動方式の太陽光発電装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。
【０００４】
特許文献１には、太陽光パネルを太陽に向けて回動可能にする回転軸と、回転軸を回転駆動する追尾駆動機構と、アーム状の部材と関節状の部材とで組立てられ１つの追尾駆動機構の駆動を平行に配設されている複数本の回転軸に伝達するリンク機構とを備えた太陽光発電装置が記載されている。
【０００５】
特許文献１に係る太陽光発電装置は、リンク機構を備えることで、多数枚配置された太陽光パネルを少ない追尾駆動機構で効率的に回動させようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１３０９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に係る太陽光発電装置では、リンク機構がアーム状の部材と関節状の部材とからなる複雑な構造からなることから、風雪雨にさらされて損傷したり動作不良を起こしやすいため、耐久性や信頼性が低いという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、耐久性，信頼性の高い太陽光発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の課題を解決するため、本発明に係る太陽光発電装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。
【００１０】
即ち、請求項１では、太陽光パネルに取付けられ太陽光パネルを太陽に向けて回動可能にする回転軸と、回転軸を回転駆動する追尾駆動機構と備えた太陽光発電装置において、太陽光パネルは、回転軸の軸方向に多数枚が支持され、追尾駆動機構は、回転軸に同軸に固定されたピニオンと、ピニオンと噛合する固定ラックと、固定ラックと平行にスライド可能に配設されピニオンと噛合する可動ラックと、可動ラックをスライド駆動する駆動部とからなることを特徴とする。
【００１１】
この手段では、太陽光パネルが回転軸の軸方向に多数枚が支持され、追尾駆動機構がピニオン，固定ラック，可動ラック，駆動部で構成されることで、特許文献１に係る太陽光発電装置のリンク機構が省略されているにもかかわらず、多数枚配置された太陽光パネルを少ない追尾駆動機構で効率的に回動させることができる。
【００１２】
また、請求項２では、請求項１の太陽光発電装置において、回転軸は平行に複数本が配設され、追尾駆動機構は各ピニオンに噛合する共通の可動ラックを１つの駆動部でスライド駆動するものであることを特徴とする。
【００１３】
この手段では、追尾駆動機構の可動ラックを特許文献１に係る太陽光発電装置のリンク機構のように機能させることで、追尾駆動機構の駆動部の駆動を平行に配設されている複数本の回転軸に伝達することができる。
【００１４】
また、請求項３では、請求項１または２の太陽光発電装置において、追尾駆動機構の駆動部の駆動を制御するコントローラが接続され、コントローラは暦と時計とを内蔵して一定時間ごとに東西方向に隣接する太陽光パネルの陰が掛からない角度内で太陽光パネルを太陽に向けて一定の角度ずつ回動させる設定がなされていることを特徴とする。
【００１５】
この手段では、追尾駆動機構の駆動部に必要な設定がなされたコントローラが接続されることで、東西方向に隣接する太陽光パネルの陰が掛からない角度内で太陽光パネルが太陽に向けて自動的に回動される。
【００１６】
また、請求項４では、請求項１〜３のいずれかの太陽光発電装置において、下方に農業作業車が通過できる高さが確保された架台に太陽光パネル，回転軸，追尾駆動機構が支持されていることを特徴とする。
【００１７】
この手段では、太陽光パネル，回転軸，追尾駆動機構が農業作業車が通過できる高さが確保された架台に支持されることで、下方が圃場等として使用可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る太陽光発電装置は、太陽光パネルが回転軸の軸方向に多数枚が支持され、追尾駆動機構がピニオン，固定ラック，可動ラック，駆動部で構成されることで、特許文献１に係る太陽光発電装置のリンク機構が省略されているにもかかわらず、多数枚配置された太陽光パネルを少ない追尾駆動機構で効率的に回動させることができるため、風雪雨にさらされても損傷したり動作不良を起こすことがなく、耐久性や信頼性が高くなる効果がある。
【００１９】
さらに、請求項２として、追尾駆動機構の可動ラックを特許文献１に係る太陽光発電装置のリンク機構のように機能させることで、追尾駆動機構の駆動部の駆動を平行に配設されている複数本の回転軸に伝達することができるため、さらに多数枚配置された太陽光パネルを少ない追尾駆動機構で効率的に回動させることができる効果がある。
【００２０】
さらに、請求項３として、追尾駆動機構の駆動部に必要な設定がなされたコントローラが接続されることで、東西方向に隣接する太陽光パネルの陰が掛からない角度内で太陽光パネルが太陽に向けて自動的に回動されるため、隣接する太陽光パネルの陰で発電効率が低下しない効果がある。
【００２１】
さらに、請求項４として、太陽光パネル，回転軸，追尾駆動機構が農業作業車が通過できる高さが確保された架台に支持されることで、下方が圃場等として使用可能になるため、土地の多目的利用を実現することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る太陽光発電装置を実施するための形態の第１例の要部の正面図である。
【図２】図１の全体の平面図である。
【図３】図１の要部の動作図である。
【図４】図１の要部の他の動作図である。
【図５】図１の要部の動作限界例の説明図である。
【図６】図１の要部の動作原理を説明するものであり、（Ａ）に本発明に係らない原理が示され、（Ｂ）に本発明に係る原理が示されている。
【図７】本発明に係る太陽光発電装置を実施するための形態の第２例の全体の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る太陽光発電装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１〜図６は、本発明に係る太陽光発電装置を実施するための形態の第１例を示すものである。
【００２５】
第１例では、圃場Ｇにある程度の高さをもって設備されるものを示してある。
【００２６】
第１例は、図１に示すように、架台１，太陽光パネル２，回転軸３，追尾駆動機構４，コントローラ５の各部で構成されている。
【００２７】
架台１は、圃場Ｇに東西方向に一定の間隔を介して構築された基礎１１に立設された支柱１２に桟材１３を掛渡して門形に形成されてなるもので、桟材１３の長さ方向（東西方向）と長さ方向と直交する方向（南北方向）とに門形が連続するように圃場Ｇに展開されている（図２参照のこと、図２上が北である。）。支柱１２は、上部に太陽光パネル２，回転軸３，追尾駆動機構４を支持して下方に農業作業車を通過させることのできる高さが確保される立設長さを有している。
【００２８】
太陽光パネル２は、太陽光を受光して発電する太陽電池素子が碁盤目状に敷詰められて平板形に形成されている。
【００２９】
回転軸３は、太陽光パネル２の下面（受光面の裏面）に固定され、太陽光パネルを太陽に向けて回動可能にする。この回転軸３は、架台１の門形の間においてそれぞれ南北方向に延びるように配設されている。従って、  図２に示すように、太陽光パネル２が東西方向に平行に複数本(図面では５本)が配設された回転軸３の南北方向に複数枚(図面では１０枚)配置された格好となっている。
【００３０】
追尾駆動機構４は、ピニオン４１，固定ラック４２，スライドガイド４３，可動ラック４４，駆動部４５とからなるもので、太陽パネル２を太陽に向けて回動駆動する。ピニオン４１は、回転軸３の架台１の門形に位置する部分に同軸に固定されている。固定ラック４２は、架台１の門形の部分の支柱１２の間に掛渡されピニオン４１と噛合する歯部を上方に向け圃場Ｇと平行になるように固定されている。スライドガイド４３は、断面形状がコ字形に形成され、架台１の門形の部分の支柱１２の間に掛渡され固定ラック４２の上方に一定の間隔を介してコ字形の開放部分を固定ラック４２に向け固定ラック４２と平行になるように固定されている。可動ラック４４は、スライドガイド４３にスライド可能に支持され、ピニオン４１と噛合する歯部を下方に向けている。この可動ラック４４は、東西方向に長尺に形成され、東西方向に複数個存在しているピニオン４１にそれぞれ噛合うように共通化されている。駆動部４５は、減速機付きのモータ等からなるので、１台のみで可動ラック４４をスライド駆動する。この駆動部４５は、最も北側に位置して東西方向に延びる可動ラック４４のみをスライド駆動する。
【００３１】
この追尾駆動機構４は、図３，図４に示すように、太陽パネル２を東向き垂直から西向き垂直までの１８０度の回動角度が確保されている。なお、架台１が門形で転動した回転軸３を転動域の両側で支えているため、太陽パネル２の支持が不安定になることはない。
【００３２】
コントローラ５は、追尾駆動機構４の駆動部４５を制御するもので、暦と時計とを内蔵して一定時間ごとに太陽光パネル２を太陽に向けて一定の角度ずつ回動させる設定がなされている。ただし、太陽光パネル２の回動範囲については、東西方向に隣接する太陽光パネル２の陰が掛からない角度内とされている。
【００３３】
第１例によると、コントローラ５の制御によって、季節に対応して一定の時間ごとに追尾駆動機構４の駆動部４５を一定量駆動する。即ち、太陽光パネル２が太陽に向くように（必ずしも太陽光パネル２の受光面を太陽光に直交させる必要はない。）自動的に回動されることになる。
【００３４】
このとき、追尾駆動機構４の駆動部４５は、最も北側に位置して東西方向に延びる可動ラック４４のみをスライド駆動する。スライド駆動された追尾駆動機構４の可動ラック４４は、全てのピニオン４１と噛合しており全ての回転軸３を回転移動（転動）させる。この結果、全ての太陽光パネル２が回動されることになる。従って、多数枚配置された太陽光パネル２を少ない追尾駆動機構４の駆動部４５で効率的に回動させることができる。なお、追尾駆動機構４の駆動部４５によって直接駆動されるピニオン４１，固定ラック４２，スライドガイド４３，可動ラック４４の組合わせと同一の構成が回転軸３の軸方向(南北方向)にも一定間隔を介して配置されて従動することになるが、回転軸３を精密に軸受けして回転軸３に無用の応力が掛かるのを防止するのに役立っている。
【００３５】
この追尾駆動機構４の構成，作用は、前述の特許文献１に係る太陽光発電装置の複雑な構造からなるリンク機構を省略させている。この結果、風雪雨にさらされても損傷したり動作不良を起こすことがなく、耐久性や信頼性が高くなる。
【００３６】
なお、太陽光パネル２の回動については、図５に示すように、東西方向の隣接間隔によって隣接する太陽光パネル２の陰が受光面に掛かる角度内に規制する。現在多用されている太陽光パネル２は、小さな太陽電池素子を直列に接続してなるもので、受光面の一部でも陰が掛かると発電効率が低下するためである。
【００３７】
また、太陽光パネル２の回動については、例えば、降雪時に垂直(図３，図４参照）にして雪が積もるのを防止し、強風時に水平(図１参照)にして損傷を防止することができる。
【００３８】
さらに、第１例では、太陽光パネル２の回動の際に回転軸３が転動するため、転動しない場合(図６（Ａ））に比して、転動する場合(図６（Ｂ））の１日のいずれかの時間に日陰となる圃場Ｇの面積Ｓを低減させることができる。この結果、下方に農業作業車が通過できる高さが確保された架台１に太陽光パネル２，回転軸３，追尾駆動機構４が支持されていることと相俟って、圃場Ｇとしての利用性が向上する。即ち、土地の多目的利用が実現される。
【００３９】
図７は、本発明に係る太陽光発電装置を実施するための形態の第２例を示すものである。
【００４０】
第２例は、追尾駆動機構４の駆動部４５を各回転軸３に固定されているピニオン４１に噛合している東西方向に分離されている個別の可動ラック４４をスライド駆動するように構成している。
【００４１】
第２例によると、追尾駆動機構４の一部の駆動部４５の保守，点検，修理の際にも、他の回転軸３に配置されている太陽光パネル２を回動させて発電を継続することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る太陽光発電装置は、大規模な太陽光発電装置にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１            架台
２            太陽光パネル
３            回転軸３
４            追尾駆動機構
４１          ピニオン
４２          固定ラック
４４          可動ラック
４５          駆動部
５            コントローラ
【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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