JP2009044022A

JP2009044022A - よろい窓式太陽追跡装置

Info

Publication number: JP2009044022A
Application number: JP2007208784A
Authority: JP
Inventors: Wen-Fu Chen; 陳文福; ▲黄▼承照; Cheng-Chao Huang; Cheng-Dar Lee; 李政達
Original assignee: GYOSEIIN GENSHINO IINKAI KAKUN; Institute of Nuclear Energy Research
Current assignee: GYOSEIIN GENSHINO IINKAI KAKUN; Institute of Nuclear Energy Research
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】よろい窓式太陽追跡装置を提供する。
【解決手段】高効率集光型ＩＩＩ−Ｖ族太陽電池モジュールを負荷して、太陽軌跡を追跡することにより、該太陽電池モジュールが、より多い日照光エネルギーを受けて、最大の発電量輸出を実現できる。方位及び仰角駆動モード設計により、大幅に、太陽追跡装置が作動するに必要とする直立高さを低減でき、また、方位機構とシャーシ円形レール及び支持輪により、全体としての剛性や強度が強化され、基礎工事の複雑手順を省略でき、屋上や平地に適用でき、また、有効に、システムを実装するコストを低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、よろい窓式太陽追跡装置に関し、特に、大幅に、太陽追跡装置が作動することに必要とする直立の高さを低減でき、また、全体としての剛性や強度が強化され、基礎工事の複雑手順を省略でき、屋上や平地に構築でき、有効的にシステムの実装コストを低減できるものに関する。

従来の太陽追跡装置のベースは、主として、基礎に支柱を設置し、該支柱は、中空管状で厚い壁を有し、また、その上方に、太陽追跡装置と太陽電池モジュールの下方に挿設結合するための固定挿設パイプが設置され、該太陽追跡装置のベースにより、各種類の太陽追跡装置と太陽電池モジュールを負荷して結合する効果が得られるが、該太陽追跡装置ベースの支柱を、基礎に固定するには、時間が掛かるだけでなく、基礎を建築するための敷地や経費が膨大でになり、また、その工事が複雑で、屋上に不適である。

そのため、一般の従来のものは、実用とは言えない。

本発明の主な目的は、高効率集光型ＩＩＩ−Ｖ族太陽電池モジュールを負荷して、太陽軌跡を追跡することにより、該太陽電池モジュールが、より多い日照光エネルギーを受けて、最大の発電量輸出を実現できるよろい窓式太陽追跡装置を提供する。

本発明の他の目的は、方位及び仰角駆動モード設計により、大幅に、太陽追跡装置が作動するに必要とする直立高さを低減できるよろい窓式太陽追跡装置を提供する。

本発明の更に他の目的は、方位機構とシャーシ円形レール及び支持輪により、全体としての剛性や強度が強化され、基礎工事の複雑手順を省略でき、屋上や平地に適用でき、また、有効に、システムを実装するコストを低減できるよろい窓式太陽追跡装置を提供する。

本発明は、上記の目的を達成するためのよろい窓式太陽追跡装置であり、少なくとも、三つの太陽電池モジュールフレームと仰角アクチュエータ、三つの仰角横桁、二つの平行コンロッド、上部支持構造、モーターギアレデューサおよびウォーム歯車、方位支持作動軸およびベアリング及び方位軸受外固定シートが備えられ、該太陽電池モジュールフレームは、16の該太陽電池モジュールを負荷可能であり、また、三つの該太陽電池モジュールフレームセットは、４８の該太陽電池モジュールを負荷可能であり、各太陽電池モジュールの発電量は、約１１０Ｗであるため、合計約５．２ｋＷの発電輸出になり、該仰角アクチュエータセットの伸長と短縮アクチュエータにより、該太陽電池モジュールフレームセットの作動自由度は、水平夾角が、０度〜８０度の範囲内に変化でき、該仰角横桁セットは、その両端にある軸受で、太陽追跡装置メインストラクチュアーに連結され、それにより、該太陽電池モジュールフレームセットが、回転されて仰角自由度を実現し、該平行コンロッドセットは、それぞれ、該仰角横桁セットの近くにある軸受の内側に固定され、また、該仰角アクチュエータセットを介して、その一つの平行コンロッドセットを駆動し、該上部支持構造セットのエンドの下方に、それぞれ、六つの支持輪があり、該方位軸受外固定シートセットは、四つの伸ばし足を有し、また、外に、該上部支持構造セットの支持輪が変位するための円形レールが連結される。

図１〜図１５は、それぞれ、本発明の立体構造概念図と本発明の正面構造概念図、本発明の上面構造概念図、本発明の右側面構造概念図、本発明の上部立体構造概念図、本発明の下部立体構造概念図、本発明の太陽電池モジュールフレームセットの概念図、本発明の仰角アクチュエータセットの概念図、本発明の仰角横桁セットの概念図、図９のＡの細部概念図、本発明の平行コンロッドセットの概念図、本発明の上部支持構造セットの概念図、本発明のモーターギアレデューサおよびウォーム歯車セットの概念図、本発明の方位支持作動軸およびベアリングセットの概念図及び本発明の方位軸受外固定シートセットの概念図である。図１〜第６図のように、本発明は、よろい窓式太陽追跡装置であり、少なくとも、三つの太陽電池モジュールフレームセット１１と仰角アクチュエータセット１２、三つの仰角横桁セット１３、二つの平行コンロッドセット１４、上部支持構造セット１５、モーターギアレデューサおよびウォーム歯車セット１６、方位支持作動軸およびベアリングセット１７及び方位軸受外固定シートセット１８が備えられ、高効率集光型ＩＩＩ−Ｖ族太陽電池モジュールを負荷して、太陽軌跡を追跡することにより、該太陽電池モジュールが、より多い日照光エネルギーを受けて、最大の発電量輸出を実現できる。

該太陽電池モジュールフレームセット１１（図７を参照しながら）は、上に、該太陽電池モジュールが、固定され、また、各太陽電池モジュールフレームセット１１は、16の太陽電池モジュールが負荷可能であり、そのため、三つの太陽電池モジュールフレームセット１１のサブアレイにより、４８の太陽電池モジュールを負荷かのうであり、また、一つの太陽電池モジュールの発電量が、約１１０Ｗであり、合計約５．２ｋＷの発電輸出を実現する。

該仰角アクチュエータセット１２（図８を参照しながら）は、伸長アクチュエータと短縮アクチュエータにより、該太陽電池モジュールフレームセット１１を変位させ、仰角の作動を制御し、また、該太陽電池モジュールフレームセット１１の作動自由度は、水平夾角が、０度乃至８０度の範囲内にある。

該仰角横桁セット１３（図９を参照しながら）は、該太陽電池モジュールフレームセット１１を支持し、また、該仰角横桁セット１３の両端にある軸受１３１（図１０を参照しながら）により、太陽追跡装置メインストラクチュアーに連結され、これにより、仰角を自在に回転できるように、該太陽電池モジュールフレームセット１１が連動され、また、該仰角横桁セット１３は、三つの、それぞれ、16の太陽電池モジュールと該太陽電池モジュールフレームセット１１を負荷可能である。

該平行コンロッドセット１４（図１１を参照しながら）は、一側に、三つの太陽電池モジュールフレームセット１１が連結され、２セットを有し、それぞれ、該仰角横桁セット１３の近くに位置する軸受１３１の内側に固定され、該仰角アクチュエータセット１２により、その１セットの平行コンロッドセット１４が駆動され、三つの太陽電池モジュールフレームセット１１が、同期に自在に仰角を変更できる。

該上部支持構造セット１５（図１２を参照しながら）は、該太陽電池モジュールフレームセット１１と該仰角アクチュエータセット１２、該仰角横桁セット１３及び該平行コンロッドセット１４等の荷重を支持し、該太陽電池モジュールフレームセット１１の変形量を低減し、また、該上部支持構造セット１５のエンドの下方に、それぞれ、六つの支持輪１５１があり、それらにより、該上部支持構造セット１５の荷重が、直接に、下方の円形レールによって支持され、太陽追跡装置の上部構造（請參第５図）の剛性と強度を強化でき、また、該太陽電池モジュールによる太陽直射光線を追跡する正確度が向上される。

該モーターギアレデューサおよびウォーム歯車セット１６（図１３を参照しながら）は、方位を駆動する機構であり、モーターにより、レデューサを介してウォーム歯車を駆動し、そして、ウォーム歯車により、大きいウォームホイールを駆動することにより、方位を回転するように駆動駆動し、これにより、太陽追跡装置が、自在に方位を変更できる。

該方位支持作動軸およびベアリングセット１７（図１４を参照しながら）は、該上部支持構造セット１５を支持し、重量を方位支持作動軸に集中し、また、該モーターギアレデューサおよびウォーム歯車セット１６の直流モーター及びレデューサにより、大きいウォームホイールを駆動して、その方位を制御する。

該方位軸受外固定シートセット１８（図１５を参照しながら）は、該方位支持作動軸およびベアリングセット１７により支持された該上部支持構造セット１５の重量を、床や屋上の床に伝達して支持され、また、該方位軸受外固定シートセット１８は、四つの伸ばし足を有し、そのて、外に、該上部支持構造セット１５の支持輪１５１が変位するための円形レールが連結され、これにより、太陽追跡装置全体としての重心が、安定になり、操作が安全的になり、転んだりする恐れがない。

本発明は、使用する時、該太陽電池モジュールを負荷する該太陽電池モジュールフレームセット１１が、３組のサブアレイに分けられ、該平行コンロッドセット１４により、３組の太陽電池モジュールフレームセット１１が、同期に仰角を変更でき、また、該モーターギアレデューサおよびウォーム歯車セット１６により、一括的に、直流モーター（ＤＣｍｏｔｏｒ）やレデューサ及びウォームホイール部材を駆動し、また、該方位軸受外固定シートセット１８のシャーシ円形レール及び該支持輪１５１により、全体構造の剛性と強度が強化されて、太陽軌跡を追跡できるため、該太陽電池モジュールは、より多い日照光エネルギーを受けることができ、最大の発電量輸出を実現できる。

以上のように、本発明は、よろい窓式太陽追跡装置であり、有効に、従来の諸欠点を解消でき、高効率集光型ＩＩＩ−Ｖ族太陽電池モジュールを負荷して太陽軌跡を追跡でき、基礎工事の複雑手順を省略でき、また、屋上や平地に適用でき、有効的に、システムの実装コストを低減でき、そのため、本発明は、より進歩的かつより実用的で、法に従って特許請求を出願する。

以上は、ただ、本発明のより良い実施例であり、本発明は、それによって制限されることが無く、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本発明の特許請求の範囲内に含まれる。

本発明の立体構造概念図本発明の正面構造概念図本発明の上面構造概念図本発明の右側面構造概念図本発明の上部立体構造概念図本発明の下部立体構造概念図本発明の太陽電池モジュールフレームセットの概念図本発明の仰角アクチュエータセットの概念図本発明の仰角横桁セットの概念図図９のＡの細部概念図本発明の平行コンロッドセットの概念図本発明の上部支持構造セットの概念図図１３、係本発明のモーターギアレデューサおよびウォーム歯車セットの概念図本発明の方位支持作動軸およびベアリングセットの概念図本発明の方位軸受外固定シートセットの概念図

符号の説明

１１太陽電池モジュールフレームセット
１２仰角アクチュエータセット
１３仰角横桁セット
１３１軸受
１４平行コンロッドセット
１５上部支持構造セット
１５１支持輪
１６モーターギアレデューサおよびウォーム歯車セット
１７方位支持作動軸およびベアリングセット
１８方位軸受外固定シートセット

Claims

上に太陽電池モジュールが固定される三つの太陽電池モジュールフレームと、
該太陽電池モジュールフレームを、作動仰角まで、駆動する仰角アクチュエータと、
仰角が自由に回転できるように、該太陽電池モジュールフレームを支持する三つの仰角横桁と、
該太陽電池モジュールフレームの一側に連結され、該太陽電池モジュールフレームの仰角を一致する二つの平行コンロッドと、
該太陽電池モジュールフレームと該仰角アクチュエータ、該仰角横桁及び該平行コンロッド等を支持し、該太陽電池モジュールフレームの変形量を低減する上部支持構造と、
方位駆動機構であり、太陽追跡装置の方位を駆動するモーターギアレデューサおよびウォーム歯車セットと、
該上部支持構造を支持し、重量を方位支持作動軸に集中する方位支持作動軸およびベアリングセットと、
該方位支持作動軸およびベアリングにより支持された該上部支持構造の重量を床や屋上へ移転する方位軸受外固定シートと、
が含有される、
ことを特徴とするよろい窓式太陽追跡装置。
該太陽電池モジュールフレームは、１６の太陽電池モジュールが搭載可能で、また、三つの該太陽電池モジュールフレームセットに、合わせて最大４８の該太陽電池モジュールを搭載可能であることを特徴とする請求項１に記載のよろい窓式太陽追跡装置。
該太陽電池モジュールの発電量は、１１０Ｗであり、また、４８の該太陽電池モジュール全体として、５．２ｋＷを発電可能であることを特徴とする請求項２に記載のよろい窓式太陽追跡装置。
該仰角アクチュエータセットの伸長アクチュエータと短縮アクチュエータにより、該太陽電池モジュールフレームは、水平夾角が０度〜８０度の範囲内に変動できることを特徴とする請求項１に記載のよろい窓式太陽追跡装置。
該仰角横桁セットは、その両端に位置する軸受により、太陽追跡装置のメインストラクチュアーに連結され、該太陽電池モジュールフレームの仰角を回転できることを特徴とする請求項１に記載のよろい窓式太陽追跡装置。
該平行コンロッドセットは、それぞれ、該仰角横桁の近くに位置する軸受の内側に固定され、該仰角アクチュエータセットにより、その一つの平行コンロッドセットを駆動することを特徴とする請求項１に記載のよろい窓式太陽追跡装置。
該上部支持構造のエンドの下方に、それぞれ、六つの支持輪が設けられ、該上部支持構造セットの荷重が、直接に下方に位置する円形レールにより支持されることを特徴とする請求項１に記載のよろい窓式太陽追跡装置。
該モーターギアレデューサおよびウォーム歯車は、モーターが、レデューサを介してウォーム歯車を駆動し、また、該ウォーム歯車により、大きいウォームホイールが連動されることにより、該方位支持作動軸およびベアリングセットが回転されることを特徴とする請求項１に記載のよろい窓式太陽追跡装置。
該方位支持作動軸およびベアリングセットは、該モーターギアレデューサおよびウォーム歯車セットの直流モーターとレデューサにより、大きいウォームホイールを作動させることにより、上部支持構造の方位を作動して制御することを特徴とする請求項１に記載のよろい窓式太陽追跡装置。
該方位軸受外固定シートセットは、四つの伸ばし足があり、その外に、該上部支持構造の支持輪が変移する円形レールが連結されることを特徴とする請求項１に記載のよろい窓式太陽追跡装置。