JP6656522B1 - 天軸型太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】支柱の水平回転と複数の滑車を経由したワイヤーの上下運動にて、複数の太陽光受光パネルが一斉に太陽光追尾を行う、天軸型太陽光発電システムを提供する。【解決手段】高い鉄塔を立て、鉄塔の上部に複数の滑車を設定し、滑車を経由し、複数のワイヤー８で複数の太陽光パネル１ａ〜１ｅを縦（上下方向）につりさげ並べることで、総受光面積を増やし、また支柱軸６の水平回転と複数の太陽光パネル１ａ〜１ｅを上下に一斉に動かして、太陽光追尾を行うようにすることで、比較的狭いエリアにて大容量の発電を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、既存の自然環境を破壊せず、自然と共存する形で、河川敷や海岸、山の中等に太陽光発システムを設置し、発電量をドラスチックに増やすシステムに関するものである。

太陽光発電等の再生可能エネルギーは、現在のところ日本全体のエネルギー量の5％にも満たないレベルであり、地球温暖化対策でのＣＯ２削減や化石燃料の枯渇問題を考慮すると、今後大幅に増やしていく必要があるが、現状のメガソーラー（主に地上固定型）は、キャンプ場やゴルフ場をつぶしたりして、ある程度の拡大はあったが、転用可能な土地も限界に近づき、また山を新たに開墾すると、自然災害が発生しやすくなるため、地域住民の反対もあって、今後の大幅な拡大は期待できなくなっている。
また、住宅の屋根に設置するのも初期投資やメンテナンスの問題もあり、急な拡大は期待できない状況にある。

特開2017-11979号公報

既存の自然環境を破壊せず、自然と共存する形で、河川敷や海岸、山の中等に背の高い太陽光発システムを設置し、比較的狭いエリアでの発電量をドラスチックに増やす。

高い鉄塔を立て、該鉄塔の上部に複数の滑車を設定し、該滑車を経由し、複数のワイヤーで複数の太陽光受光パネルを縦（上下方向）につりさげ並べることで、総受光面積を増やし、また支柱の水平回転と該複数の太陽光受光パネルを上下に一斉に動かして、太陽光追尾を行うようにすることで、比較的狭いエリアにて大容量の発電を行う。

本発明により、太陽光での発電量をドラスチックに増やすことができ、世界の地球温暖化防止に貢献し、化石燃料の大幅な削減が可能となる。
従来のメガソーラでは、雪国や砂漠地帯で雪やごみが堆積するため運用は難しかったが、本発明システムでは、雪は堆積せず、上空にあるのでゴミが堆積しにくい上に、太陽光受光パネルの上げ下ろしが簡便で、頻繁な掃除が可能なので、全く問題なく運用が可能となる。
また一般的に緯度の高い地域では、太陽光の入射角が大きくなり、固定式のメガソーラでは不利であるが、本発明では、（上側の太陽受光パネルが下側の受光パネルの日陰になりにくいため）太陽光受光パネルの間隔を詰めることができるため、すなわちそれだけ受光面積を広げることができるので、比較的不利にはなりにくい。
さらに本発明により、大電力の発電が可能となるため、災害やテロ等で危険な原発を完全に止めることが可能となる。

本発明の概要を示す。 本発明の詳細を示す。

高い鉄塔を立て、該鉄塔の上部に複数の滑車を設定し、該滑車を経由し、複数のワイヤーで複数の太陽光受光パネルを縦（上下方向）につりさげ並べることで、総受光面積を増やし、また支柱の水平回転と該複数の太陽光受光パネルを上下に一斉に動かして、太陽光追尾を行うようにすることで、比較的狭いエリアにて大容量の発電を行う。

図1において、太陽光受光パネル1の洗浄用の水道蛇口４が設定され、また支柱軸受け５が設置板１１及び設置板固定棒１２にて設置されている状態で、複数の支柱軸6を支柱つなぎ管７にてつなぎ、一本の長い支柱軸6を作り、ワイヤー８を複数の二連滑車１３に通した状態で、クレーンを使って、一本化された長い支柱軸６を支柱軸受け５に入れる。
その後ウォームホイール１０とウォームギア９との組み合わせ調整を行う。

また工場にて、ワイヤー８で連結され、センサー＆電源ケーブル２４が設定され複数の太陽光受光パネル１を太陽光パネル一時保存箱３に入れ、ケーブル８の端を滑車に通したケーブル８につなぎ、複数のワイヤー巻き取り装置２で巻き取ると、徐々に、そして順番に複数の太陽光受光パネル1がもちあがり、図1の状態になる。
図２において、支柱軸６ の上部に固定されたつなぎ棒１５を介して、二連滑車１３がつなぎ棒１５の両端で８個設定されている。また、ワイヤー が二連滑車１３から外れることがないように、ワイヤー外れ防止板１４が設定されている。
受光パネル台２３とワイヤー８との連結は、まずワイヤー８を回転玉１８の溝に入れ、ワイヤー押さえ板１６を固定することで達成され、エンコーダー１９を内蔵し、センサーケーブル１７を介して角度情報を読み取ることができる固定玉２０と回転玉１８とは回転機構でつながり、スライドガイド２１をはさむ形で、スライド玉２２がつながっており、ワイヤー８を上下させると受光パネル台２３の角度が変化する構造となっている。

＜安全対策に関する補足事項＞
各太陽光受光パネル1の４か所のワイヤー８の固定部のエンコーダー１９（角度の読値）を常にモニターし、異常値がでたら、自動で、受光パネル台２３をゆっくりと降ろすようにする。
2.風速計の値が一定以上の値になったら、太陽追尾を無視し、受光パネル台２３を水 平にし、風の影響を最小にする。
3.さらに風速が強くなり、破壊上限値に近づいたら、自動で受光パネル台２３をゆっ くりと降ろすようにする。
4.台風等の事前情報により、作業員が受光パネル台２３を太陽光パネル一時保存箱３ に収納する。
5.受光パネル台２３の材質を、竹、アルミニューム、カーボンファイバー、木材、再 生プラスチック等にし、またハニカム構造、あるいはアルミサッシのような構造に して軽量化し、さらに受光パネル台２３のコーナー部を丸くして、万が一風で飛ば されて、人物にぶつかっても、大けがをしない構造にする。

＜メンテナンスに関して＞
基本的に３人でチームを組んで行う。二人で受光パネル台２３を支え、一人が清掃したり、摺動部や配線をチェック（必要に応じ修復）したり、リモコン操作（資格制度）で複数の受光パネル台２３の上げ下げを行う。
メンテナス手順として、以下のように行う。
1.ワイヤ-８が緩む方向で、両端のワイヤー巻取り装置２のモーターをリモコンにて 操作する。
2.受光パネル台２３が徐々に下がってくるので、２人の作業員が受光パネル台２３を 支えて、すべての受光パネル台２３を太陽光パネル一時保存箱３に落ち込むよう、 誘導する。また、その時に傷や汚れ状態をチェックする。
3.受光パネル台２３がUPするよう、二つのモーターを制御し、清掃に適する位置まで 来たら、水道蛇口４からのホースで水道水を流しながら、ブラシ等で洗浄する。 又、スライド機構部に潤滑剤を塗布する。
以上、点検・洗浄は一週間に一度実施し、パネル交換は３〜６ケ月を基本とする。

本発明により、太陽光での発電量をドラスチックに増やすことができ、世界の地球温暖化防止に貢献し、化石燃料の大幅な削減が可能となる。
従来のメガソーラでは、雪国や砂漠地帯では雪やごみが堆積し、運用は難しかったが、本発明システムでは、雪は堆積せず、上空にあるのでゴミが堆積しにくい上に、頻繁な掃除が可能なので、全く問題なく運用が可能となる。
また、大電力の発電が可能となるため、災害やテロ等で危険な原発を止めることが可能となる。

１ 太陽光受光パネル
２ ワイヤー巻取り装置
３ 太陽光パネル一時保存箱
４ 水道蛇口
５ 支柱軸受け
６ 支柱軸
７ 支柱つなぎ管
８ ワイヤー
９ ウォームギア
10 ウォームホイール
11 設置板
12 設置板固定棒
13 二連滑車
14 ワイヤー外れ防止板
15 つなぎ棒
16 ワイヤー押さえ板
17 センサーケーブル
18 回転玉
19 エンコーダー
20 固定玉
21 スライドガイド
22 スライド玉
23 受光パネル台
24 センサー＆電源ケーブル

Claims (1)

1. 支柱を立て、支柱上部に複数の滑車を設定し、該複数の滑車を経由したワイヤーにて複数の太陽光受光パネルをつりさげて縦に並べ、該支柱の水平回転、及び、該複数の滑車を経由したワイヤーを上下させて受光パネル台の角度を変化させることで、該複数の太陽光受光パネルが一斉に太陽光追尾を行う、天軸型太陽光発電システム