(57)【要約】本発明は、光起電力素子（３）を用いた発電システムに関する。上記光起電力素子（３）が、特に支持ケーブル（２１）および調整ケーブル（２２）または同様のもので形成された支持構造体（２）に配置され、前記光起電力素子（３）を、少なくとも略垂直に位置合わせされた軸の周りに旋回させることができ、その結果、太陽の東西方向の移動を追跡させることができ、さらに、少なくとも略水平に位置合わせされた軸の周りに旋回させることもでき、その結果、太陽高度に調整することができる。上記光起電力素子（３）は、互いに少なくとも略平行な、且つ略水平に位置合わせされた複数の支持梁（２０、２０ａ）または同様のものに固定され、前記支持梁（２０、２０ａ）または同様のものは、その両端のうちの一方で、支持ケーブル（２１）または同様のものに対して、少なくとも略垂直軸の周りに旋回でき、かつ前記梁の長手方向の軸の周りに回転可能に取り付けられ、もう一方の端部では、少なくとも１本の支持／調整ケーブル（２２）で形成された旋回／回転装置に結合される。
2012515439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光起電力素子（３）を用いた発電システムであって
前記光起電力素子（３）が、特に支持ケーブル（２１）および調整ケーブル（２２）または同様のもので形成された支持フレーム枠（２）に配置され、
前記光起電力素子（３）を少なくとも略垂直に位置合わせされた軸の周りに旋回させることができる結果、前記光起電力素子（３）が太陽の東西方向の移動を追跡することができ、さらに少なくとも略水平に位置合わせされた軸の周りに前記光起電力素子（３）が旋回させることもできる結果、前記光起電力素子（３）を太陽高度に適合させることができ、
前記光起電力素子（３）が、互いに少なくとも略平行であり且つ水平に位置合わせされた複数の支持バー（２０、２０ａ）または同様のものに固定され、
前記支持バー（２０、２０ａ）または同様のものが、その両端のうちの一方の端部で、支持ケーブル（２１）または同様のものに対して、第１に少なくとも略垂直軸周りに旋回でき、第２に前記バーの長手方向軸の周りに回転できるように取り付けられ、
前記支持バー（２０、２０ａ）が、他方の端部では、少なくとも１本の支持／調整ケーブル（２２）で形成された旋回／回転装置に結合されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記旋回／回転装置が、互いに対して略平行な２本の撚り線（２２ａ、２２ｂ）を備える支持／調整ケーブル（２２）または同様のもので形成され、
前記支持／調整ケーブルをその長手方向に移動させることが可能であり且つ前記２本の撚り線（２２ａ、２２ｂ）を互いに対して調整することが可能であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記支持バー（２０、２０ａ）の対応する端部に固定式に連結された横ストラット（２３、２３ａ）が前記支持／調整ケーブル（２２）の前記２本の撚り線（２２ａ、２２ｂ）の間に配置され、前記横ストラットが前記撚り線に連接されることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記支持バー（２０）のうちの少なくとも１本が、支柱（１）、支持ポストまたは同様のものに、それらに対して旋回／回転できるように取り付けられ、
さらに、前記支柱（１）または同様のもののうちの１本に、第１に前記支持バー（２０）のための旋回装置（４）が、第２に前記支持バー（２０）のための回転装置（５）が設けられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記支持バー（２０）に結合された前記支持／調整ケーブル（２２）の長手方向の調整と、前記支持／調整ケーブル（２２）の前記２本の撚り線（２２ａ、２２ｂ）の対向方向の調整と、によって、前記支柱（１）、支持ポストまたは同様のものに取り付けられた前記支持バー（２０）の旋回動作および回転動作を他の支持バー（２０ａ）に伝達することができることを特徴とする、請求項２および４に記載のシステム。
【請求項６】
１本の支柱（１、１ｂ）、支持ポストまたは同様のものが、特に支持／調整ケーブル（２１、２２）または同様のもので形成された前記支持フレーム枠（２）の両端にそれぞれ設けられ、そこに位置する前記支持バー（２０、２０ｂ）が、前記支柱、支持ポストまたは同様のものに旋回可能式または回転可能に取り付けられ、
前記２本の支柱（１、１ｂ）、支持ポストまたは同様のものの少なくとも一方が、対応する前記支持バー（２０）を旋回または回転するための駆動装置（４、５）を備えて形成され、
前記光起電力素子（３）のための前記支持バー（２０、２０ａ）が、その両端のうちの一方の端部で、少なくとも略垂直な軸周りに旋回でき、且つ前記バーの長手方向の軸周りに回転できるように支持ケーブル（２１）に取り付けられ、他方の端部に対応する前記支持／調整ケーブル（２２）によって、少なくとも略水平面での旋回とその長手方向の軸周りの回転とを可能にするように互いに対して結合されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、光起電力素子を用いた発電システムに関する。上記光起電力素子は、特に支持ケーブルおよび調整ケーブルまたは同様のもので形成された支持フレーム枠に配置される。光起電力素子は、少なくとも略垂直に位置合わせされた軸の周りに旋回でき、その結果、太陽の東西方向の移動を追跡させることができる。さらに、光起電力素子は、少なくとも略水平に位置合わせされた軸の周りに旋回でき、その結果、太陽高度に適合させることができる。
【背景技術】
【０００２】
光起電力素子によって電気エネルギーを発生させるためのかかるシステムは、特許文献１により知られている。この周知のシステムでは、個々の光起電力素子が、スピンドル・ジャーナルを備えて形成された矩形プレートの形をしている。スピンドル・ジャーナルは、その両端から水平に突出し、その自由端で、偏向プーリを介して案内された自立型の調整ケーブルに連接される。これらの２本の調整ケーブルのうち、第１の調整ケーブルの撚り線は垂直面に配列した２つの偏向プーリの周りを垂直面で移動させることができ、第２の調整ケーブルの２本の撚り線は水平面に配列した２つの偏向プーリの周りを水平面で移動させることができる。これらのそれぞれ関連付けられた撚り線は、互いに調整することができる。光起電力素子は、垂直に位置合わせした軸の周りを旋回できるように第１の調整ケーブルに取り付けられ、その結果第２の調整ケーブルを調整することにより太陽の東西方向の移動を追跡することができる。また、光起電力素子は、水平軸の周りに旋回できるように第２の調整ケーブルに取り付けられ、その結果第１の調整ケーブルを調整することにより太陽高度を追跡することができる。この場合、光起電力素子がそれぞれ２本の別々に配列された調整ケーブルに連接され、全ての調整ケーブルに対して別個の駆動装置が設けられるため、この周知のシステムは非常に複雑な構造設計を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０６４３８２Ａ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の対象は、太陽高度に対してそれぞれ適合可能な多数の光起電力素子を使用して電気エネルギーを発生させるためのシステムであって、周知の従来技術に関連付けられる不利な点を回避することにより、周知の構造的な構成と比較してかなり簡略化された設計を有するシステムを提供する目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明により、上記光起電力素子が、互いに少なくとも略平行な、かつ略水平に位置合わせされた複数の支持バーまたは同様のものに固定され、該支持バーまたは同様のものが、その両端のうちの一方で、支持ケーブルまたは同様のものに対して、第１に少なくとも略垂直軸の周りに旋回でき、第２に該バーの長手方向の軸の周りに回転可能に取り付けられ、もう一方の端部では、少なくとも１本の支持／調整ケーブルで形成された旋回／回転装置に結合されることから達成される。
【０００６】
上記旋回／回転装置が、互いに略平行な２本の撚り線を備える支持／調整ケーブルまたは同様のもので形成され、上記該支持／調整ケーブルをその長手方向に移動させることが可能、かつその上記２本の撚り線を互いに調整することが可能であると好ましい。横ストラットが、上記支持バーまたは同様のものの関連付けられた端部に固定式に連結され、上記支持／調整ケーブルの上記２本の撚り線の間に配置され、該撚り線に連接されるとさらに好ましい。
【０００７】
好ましい実施形態によると、上記支持バーまたは同様のもののうちの少なくとも１本が、支柱、支持ポストまたは同様のものにそれらに対して旋回／回転できるように取り付けられ、さらに、該支柱に、第１に上記支持バーまたは同様のもののための旋回装置が、第２に上記支持バーまたは同様のもののための回転装置が設けられる。上記支持バーに結合された上記支持／調整ケーブルの長手方向の調整と、該支持／調整ケーブルの上記２本の撚り線の対向方向の調整とによって、上記支柱、支持ポストまたは同様のものに取り付けられた上記支持バーの旋回動作および回転動作を、他の支持バーまたは同様のものに伝達することができるとさらに好ましい。
【０００８】
電気エネルギーを発生させるための本発明によるシステムの好ましい実施形態によると、１本の支柱、支持ポストまたは同様のものが、特に支持／調整ケーブルまたは同様のもので形成された上記支持フレーム枠の両端にそれぞれ設けられ、そのフレーム枠に位置する上記支持バーまたは同様のものが、上記支柱、支持ポストまたは同様のものに旋回可能式または回転可能に取り付けられ、該２本の支柱、支持ポストまたは同様のものの少なくとも一方が、上記関連付けられた支持バーを旋回または回転するための駆動装置を備えて形成され、上記光起電力素子のための上記支持バーまたは同様のものが、その両端のうちの一方で、第１の支持ケーブルに対して、少なくとも略垂直な軸の周りに旋回でき、かつ該バーの長手方向の軸の周りに回転できるよう取り付けられ、もう一方の端と関連付けられた上記支持／調整ケーブルによって、少なくとも略垂直軸の周りの旋回とその長手方向の軸の周りの回転を可能にするように互いに結合される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による光起電力素子を用いた発電システムの第１の例示的実施形態の等角投影図である。
【図２】図１に示されている例示的実施形態の部分拡大図である。
【図３】図１に示されている例示的実施形態の正面図である。
【図４】図３の詳細図である。
【図４ａ】図４の詳細Ａの拡大断面図である。
【図４ｂ】図４の詳細Ｂの拡大断面図である。
【図５】本発明による光起電性システムの第２の例示的実施形態の等角投影図である。
【図５ａ】図５の詳細Ｃの拡大図である。
【図５ｂ】図５の詳細Ｄの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の対象について、図面に示されている２つの例示的実施形態を参照して、下記により詳細に説明する。
【００１１】
光起電力素子を用いた発電システムは、図１に示されており、２本の支柱１および１ｂを有し、その支柱に光起電力素子３のための支持フレーム枠２が配置される。支持フレーム枠２は、支持ケーブル２１および支持／調整ケーブル２２を備える。この支持／調整ケーブル２２は、上記支持ケーブルから一定の距離に配置され、その支持ケーブル２１と平行に配列され、２本の撚り線２２ａおよび２２ｂを有する。支持ケーブル２１と支持／調整ケーブル２２の間には、光起電力素子３の支持フレーム枠２のための支持バー２０、２０ａおよび２０ｂが配置され、支持ケーブル２１および支持／調整ケーブル２２に上記光起電力素子３が連接される。支持バー２０および支持バー２０ｂはそれぞれ、支柱１および１ｂ上に旋回可能に取り付けられ、その結果、支柱１および１ｂによって支持フレーム枠２が支持される。一方、支持バー２０ａは、支持ケーブル２１および支持／調整ケーブル２２によって支持される。多数の光起電力素子３からなるグループはそれぞれ、支持バー２０および２０ａに固定される。支持／調整ケーブル２２の２本の上下垂直に配置された撚り線（ストランド（strand））２２ａおよび２２ｂは、横ストラット２３および２３ａによって互いに連結される。これらの横スラットは、支持／調整ケーブル２２の２本の撚り線２２ａおよび２２ｂに、例えばボール・ジョイントによって連接される。支持バー２０および２０ａの、支持ケーブル２１と関連付けられる端部は、それぞれ垂直軸の周りに旋回できるように、かつ支持バー２０および２０ａの長手方向の軸の周りに回転できるように、まず支持ケーブル２１に取り付けられる。一方、支持バー２０および２０ａの他方の端部は、横ストラット２３および２３ａに固定式に連結され、支持／調整ケーブル２２の２本の撚り線２２ａと２２ｂの間の略中心に配置される。
【００１２】
支持フレーム枠２の、支柱１ｂと関連付けられた端部では、支持ケーブル２１と支持／調整ケーブル２２がバー２０ｂによって互いに連結される。バー２０ｂは、２本の撚り線２２ａと２２ｂの間に配置された横ストラット２３ｂに連接される。
【００１３】
第１のサーボモータ４は、支柱１に配置されており、支持バー２０を水平面で垂直軸の周りに旋回させるために使用可能である。さらに、第２のサーボモータ５は、支柱１に配置されており、支持バー２０をその水平に位置合わせした軸の周りに回転させるために使用可能である。
【００１４】
駆動モータ４によって支持バー２０が水平面で旋回されることにより、この動作が横ストラット２３を介して支持／調整ケーブル２２に伝達されるので、その支持／調整ケーブル２２が水平面で並進式（translationally）に動かされる。この調整動作が横ストラット２３ａを介して支持バー２０ａに伝達されるので、全ての光起電力素子３は、垂直軸周りに旋回させられる結果、太陽の東西方向の移動を追跡する。第２のサーボモータ５により、それに結合された支持バー２０は、その長手方向軸周りに回転させられる。この回転動作が横ストラット２３を介して支持／調整ケーブル２２の撚り線２２ａと２２ｂの両方に伝達され、その結果、２本の撚り線２０ａおよび２２ｂが互いに対して調整される。この調整動作は、横ストラット２３ａを介して、そこに固定式に連結された支持バー２０ａに伝達され、その結果上記支持バーに固定された光起電力素子３が太陽高度を追跡するように旋回させられる。
【００１５】
これにより、光起電力素子３の２つの調整動作に、２本の撚り線２２ａおよび２２ｂで形成された１本の支持／調整ケーブル２２しか必要ないことがわかる。さらに、多数の光起電力素子３が支持バー２０および２０ａのそれぞれに配置されるので、この開発のかなりの簡略化も実現する。
【００１６】
図３からさらに分かるように、モータ４の駆動シャフトにはピニオン４１が配置され、このピニオンが、垂直軸周りに回転できるラック４２と相互作用する。このラック４２に２アーム型の調整バー４３が固定式に連結される。この調整バーは、ラック４２の垂直回転軸の周りに旋回することができ、支持バー２０に固定式に連結される。支持バー２０の左側の端部は、関連付けられた支持ケーブル２１に、垂直回転軸周りに旋回できるように取り付けられているので、その結果支持バー２０を水平面で旋回させることができる。支持バー２０の右側の端部では、２本の撚り線２２ａおよび２２ｂが共に搬送されるように横ストラット２３によって連結されるので、横ストラット２３ａも水平方向に平行移動式（translationally）に動かされ、その結果、それに固定された支持バー２０ａも同様に旋回される。
【００１７】
図４から分かるように、支持バー２０および２０ａは、その両端に支持ジャーナル２０ｃを備える格子構造の形にすることができる。支持ジャーナル２０ｃは、左側の端部が支持ケーブル２１に連接され、右側の端部が横ストラット２３および２３ａに連結され、その横ストラットの両端が、支持／調整ケーブル２２の２本の撚り線２２ａおよび２２ｂに連接される。
【００１８】
図４ａおよび図４ｂに、支持ケーブル２１へと、支持／調整ケーブル２２の２本の撚り線２２ａおよび２２ｂへの、支持バー２０および２０ａの固定の精密設計図が示されている。図４ａから分かるように、支持バー２０および２０ａの左側の端部は、その支持バー２０および２０ａと同軸のボルト５２が取り付けられたスリーブ５１を備えて形成される。したがって支持バー２０および２０ａはそれぞれ、水平に位置合わせした軸の周りに回転することができる。ボルト５２は、垂直に位置合わせしたボルト５４に、９０°に湾曲したブラケット５３によって連結され、そのボルト５４は、それと同軸のスリーブ５５に取り付けられる。その結果、支持バー２０および２０ａは垂直軸周りに旋回することができる。スリーブ５５は支持ケーブル２１にクランプ固定される。
【００１９】
支持バー２０および２０ａの右側端部はそれぞれ、横ストラット２３および２３ａに固定式に連結され、このストラットの自由端に、水平に位置合わせしたスリーブ６１が固定される。これらのスリーブ６１に、水平に位置合わせしたボルト６２が取り付けられる。このボルト６２には、９０°に湾曲したブラケット６３が固定される。このブラケットのもう一方の端には、垂直に位置合わせしたボルト６４が固定され、このボルトは、同軸のスリーブ６５に回転可能に取り付けられる。スリーブ６５は、支持／調整ケーブル２２の２本の撚り線２２ａおよび２２ｂにクランプ固定される。
【００２０】
支持バー２０が水平面で旋回されることにより、この調整動作は横ストラット２３を介してブラケット６３に伝達され、支持／調整ケーブル２２の２本の撚り線２２ａと２２ｂの同方向の調整が、スリーブ６５に取り付けられたボルト６４によって行われる。この調整は横ストラット２３ａを介して支持バー２０ａに伝達される。こういった調整動作により、光起電力素子３は太陽の東西方向の移動を追跡する。スリーブ６１に取り付けられたボルト６２および横ストラット２３によって、支持バー２０を、支持／調整ケーブル２２の２本の撚り線２２ａおよび２２ｂに対して回転させることができる。横ストラット２３が旋回された結果、支持バー２０の回転動作が行われると、２本の撚り線２２ａと２２ｂの対向方向の調整が行われ、その結果横ストラット２３ａも旋回されるので、支持バー２０ａが回転される。この調整動作により光起電力素子３は旋回し、その結果太陽高度を追跡する。
【００２１】
図５、図５ａおよび図５ｂに示されている本発明によるシステムの第２の実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、支持／調整ケーブル２２のための駆動モータ５ａが支持バー２０に配置されること、支持バー２０に取り付けられたラック５２ａがピニオン５１ａを介して回転されること、および、このラック５２ａに２本の撚り線２２ａおよび２２ｂが連接されることだけである。支持バー２０ｂは、調整バー４３ｂによって支柱１ｂに旋回可能式に取り付けられる。さらに、案内バー５３は、横ストラット２３ｂに連接され、かつボール・ジョイント５４を介して支持バー２０ｂに連接される。
【００２２】
したがって、この例示的実施形態では、支持／調整ケーブル２２の２本の撚り線２２ａおよび２２ｂが、駆動モータ５ａによって互いに調整され、その調整動作により横ストラット２３ａが旋回される結果、支持バー２０ａが回転される。その結果、光起電力素子が太陽高度に適合するように、光起電力素子３の旋回が行われる。太陽の東西方向の移動に対応した支持バー２０ａの調整は、支持バー２０が旋回されることにより第１の例示的実施形態と同様に行われる。この支持バー２０の旋回は、支持／調整ケーブル２２と、２本の撚り線２２ａと２２ｂの間に設けられた横ストラット２３ａと、を介して支持バー２０ａに伝達される。
【００２３】
さらに、支持バー２０および２０ａに固定された光起電力素子３が互いに垂直に調整される結果、他の光起電力素子３による影が大部分回避されることに触れておく。さらに、サーボモータを備える支柱が中心領域に配置され、この支柱から両側に向かって光起電力素子のための支持フレーム枠が延びるように、かかるシステムの構造的な構成を選択できることにも触れておく。その場合、支持フレーム枠のための追加の支柱などがその外側両端にそれぞれ設けられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【国際調査報告】
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