定日镜装置及太阳能发电方法制造方法及图纸

本发明专利技术为定日镜装置，其具备：框架，其支撑反射镜或太阳能电池面板；陀螺机构，其具有使框架在南北方向上旋转的仰角旋转轴、以及使框架在东西方向上旋转的方位角旋转轴，且这些旋转轴正交；以及支柱，其经由陀螺机构支撑框架，在该定日镜装置中，以仰角旋转轴为旋转轴，使框架和反射镜等一体地在南北方向上旋转，来调整反射镜的反射面等的南北方向的角度，并以方位角旋转轴为旋转轴，使框架和反射镜等一体地在东西方向上旋转，来调整反射镜的反射面等的东西方向的角度，发电面板的重心与陀螺机构的仰角旋转轴和方位角旋转轴正交的交点一致。由此，能够提供一种定日镜装置，其是追随太阳的运动的类型，且与现有产品相比，即使缩窄配置间隔也不易发生影的干扰，能够更高效地获取太阳能。

Heliostat device and solar power generation method

The invention is a heliostat device, which has: a frame, a supporting mirror or a solar cell panel; a gyroscope mechanism, which has an elevation rotation axis to rotate the frame upward in the north and south, and an azimuth rotation axis to rotate the frame upward in the East and west, and these rotation axes are orthogonal; and a support frame through a gyroscopic mechanism, which is elevated in the heliostat device. The angular rotation axis is the rotation axis, which makes the frame and the reflector rotate in the North-South direction, so as to adjust the North-South angle of the reflector and so on. The azimuth rotation axis is used as the rotation axis, so that the frame and the reflector rotate in the East-West direction, so as to adjust the East-West angle of the reflector, the center of gravity of the power generation panel and the elevation of the gyroscope mechanism. The intersection points of the angular axis and the azimuth axis are orthogonal. As a result, a heliostat device can be provided, which follows the movement of the sun. Compared with the existing products, even if the configuration interval is narrowed, the interference of shadows is not easy to occur, and the solar energy can be obtained more efficiently.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】定日镜装置及太阳能发电方法
本专利技术涉及具备反射镜或太阳能电池面板的定日镜装置，另外，涉及使用了具备太阳能电池面板的定日镜装置的太阳能发电方法。
技术介绍
一直以来，从石油等化石燃料获取能量，近年来，这些化石燃料的枯竭、因该化石燃料的使用而排出的二氧化碳等温室效应气体、以及用于购入化石燃料的成本(燃料费)成为问题。因此，可再生且无需燃料费的太阳光作为新能源的一种备受注目。作为将该太阳光用作能源的装置，例如，可以列举具备太阳能电池模块(太阳能电池面板)的太阳能发电装置。太阳能电池面板具有其设置角度固定的类型(固定型)和可根据太阳的运动进行调整的类型(太阳跟踪型)(专利文献1)。另外，在具备反射镜的情况下，可以列举太阳能集热装置，例如有塔型的太阳能集热装置。通过定日镜装置，对配置于塔周边的多张反射镜的反射面的角度进行调整，将太阳光汇聚于设于塔的接收器来收集太阳能。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003－322418号公报
技术实现思路
(一)要解决的技术问题在此，太阳能发电装置的固定型面板在太阳处于中天时发电量最大，刚日出时和即将日落时几乎为零。发电量从日出后开始逐渐增大，且在中天时最大，并随着太阳向西下落而逐渐衰减，且即将日落时大致为零。因此，固定型面板的发电量在一天之间呈吊钟状变化。另外，作为固定型面板的放置方法，在日本，通过向南设置为倾斜角度20～30°，能够稍微增大发电量。这是因为，在夏天和冬天，太阳高度在中天时的变动约接近50°，在日本，冬天降低至接近10°，因此倾斜35°最佳。但是在实际中，若倾斜角度接近30°，则前列的固定型面板所产生的影会遮挡后列的固定型面板(影的干扰)。如果在太阳能电池面板的面的一部分上产生影，则有可能造成发电单元的连接系统按照系列发生短路，在影的大小以上的面积上，发电量降低。因此，需要在前列与后列的面板间空出间隙。关于该间隙的大小，需要考虑影造成的损失与倾斜角度的增加之间的平衡，来选择最佳的角度和间隙。实际中是以在上午9点以后不产生影的方式决定间隙的大小。通常，为了最大程度地获取太阳能，使要设置太阳能电池面板的土地整面完全被太阳能电池面板覆盖，太阳光完全照不到地面。但是在实际中，若采用这样的铺设方法，则无法设置到达各固定型面板的通路，因此，无法完成故障排除、维护、设置工程，因此，不能采取这样的铺设方式。为了确保通路，需要设置间隙，同时考虑到“太阳能电池面板在一年间平均朝向太阳的中天时的太阳高度”，就现状而言，是设为上述10～30°的倾斜角度并在前列和后列之间空出间隙来进行设置，该间隙相对于总占地面积为0.3至0.4，被用作通路。“太阳能电池面板在一年间平均朝向太阳的中天时的太阳高度”为春分和秋分，在日本东京为53.6°，面板的倾斜角度为90－53.6＝36.4°。但是，若考虑早上和傍晚在后列产生的影，则需要增大间隙或者将倾斜角设定得更低。但是，若使间隙过大，则该间隙的面积会超过通路所需的最低限度的面积，该超出部分全部成为不发电的无用地面，因此，不能采取增大间隙的方案。另一方面，为了在任何时候都不产生影，只要将倾斜角设为零即可，但是无法设置通路。其结果为，选择10～30°的倾斜角。另外，前列与后列的间隙以冬至中天时前列的影不会遮挡后列的方式设置并被用作通路。如上所述，通路对于以兆瓦级的太阳能发电大规模地固定设置太阳能电池面板的方式而言是必须的，由此导致无法避免单位土地面积的发电效率降低的问题。通常，如上所述，固定型太阳能电池面板在一天内的发电量呈吊钟状变化，因此希望取代这种方式而在从上午9点到接近傍晚的期间使发电量保持一定，以这种不同于固定型的方式来设置太阳能电池面板。而且，若以能够与时刻变化的太阳对应地抑制影的影响，同时减少太阳可照射到地面的地方这样的方式使太阳能电池面板工作，则能够增大单位土地的发电量，这在日本这样的土地费用高的地方，在可再生能源开发中，意义重大。另外，太阳跟踪型的太阳能电池面板能够朝向太阳的方向，因此，在垂直地朝向太阳时，能够得到与中天时同等的发电量。现有的太阳跟踪型被称为地平装置式，如图12所示，通过支柱来支撑由太阳能电池面板和支撑该太阳能电池面板的框架构成的发电面板。而且，通过上下旋转机构、左右旋转机构，能够使发电面板以始终朝向太阳的状态上下、左右运动。但是，从太阳高度低的日出到9点左右和日落前的四点左右以后，前列的太阳能电池面板的影会到达后列的太阳能电池面板，因此使正面朝向太阳反而导致发电量降低。因此，例如通过分离地配置各太阳能电池面板来应对，但是这样就需要比固定型面板的情况偏离更大的间隙来配置，土地利用效率降低，且导致发电效率降低。另外，在塔型的太阳能集热装置等中，也将如上述那样跟踪太阳的定日镜装置在塔周边配置多个，但是也同样地为了防止影的干扰而必须在这些各定日镜装置彼此之间设置一定程度的间隔。本专利技术鉴于所述问题点而做出，目的在于提供一种定日镜装置，其是追随太阳的运动的类型，且与现有产品相比，即使缩窄配置间隔也不易发生影的干扰，能够更高效地获取太阳能。另外，目的在于提供一种太阳能发电方法，其使用追随太阳的运动的定日镜装置，且与现有技术相比，抑制发生影的干扰，能够更高效地获取太阳能。(二)技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供一种定日镜装置，其具备一张以上的反射太阳光的反射镜或太阳能电池面板，并使所述反射镜的反射面或所述太阳能电池面板的面板面的角度追随太阳的运动来进行调整，所述定日镜装置的特征在于，具备：框架，其支撑所述反射镜或所述太阳能电池面板；陀螺机构，其具有用于使该框架在南北方向上旋转的以东西方向为轴向的仰角旋转轴、以及用于使所述框架在东西方向上旋转的以南北方向为轴向的方位角旋转轴，且所述仰角旋转轴和所述方位角旋转轴正交；以及支柱，其经由该陀螺机构支撑所述框架，以所述仰角旋转轴为旋转轴，使所述框架和所述反射镜或所述太阳能电池面板一体地在南北方向上旋转，从而调整被支撑于所述框架的反射镜的反射面或太阳能电池面板的面板面的南北方向的角度，以所述方位角旋转轴为旋转轴，使所述框架和所述反射镜或所述太阳能电池面板一体地在东西方向上旋转，从而调整被支撑于所述框架的反射镜的反射面或太阳能电池面板的面板面的东西方向的角度，由所述框架和被支撑于该框架的所述反射镜或所述太阳能电池面板构成的发电面板的重心与所述陀螺机构的所述仰角旋转轴和所述方位角旋转轴正交的交点一致。若为这样的装置，因为是陀螺型，所以相比固定型、太阳跟踪型的地平装置式的定日镜装置，能够更高自由度地调整反射镜的反射面、太阳能电池面板的面板面的角度(发电面板的角度)。因此，即使在太阳高度低的时间段，也能够朝向太阳，相比固定型，能够更多地获取太阳能，能够提高发电效率。另外，相比地平装置式，即使排列配置多个定日镜装置，也不易发生影对其它定日镜装置的干扰。因此，相比地平装置式，能够缩窄间隙进行配置，能够提高土地利用效率，也提高发电效率。而且，发电面板的重心与陀螺机构的仰角旋转轴和方位角旋转轴正交的交点(陀螺的中心)一致，因此，能够以比现有的地平装置式小的力简单地使发电面板旋转，能够以较少的电力进行太阳能电池面板的角度调整。因此，不必专门向定日镜装置引设配线来供给电力，能够由各自具备的蓄电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定日镜装置，其具备一张以上的反射太阳光的反射镜或太阳能电池面板，并使所述反射镜的反射面或所述太阳能电池面板的面板面的角度追随太阳的运动来进行调整，所述定日镜装置的特征在于，具备：框架，其支撑所述反射镜或所述太阳能电池面板；陀螺机构，其具有用于使该框架在南北方向上旋转的以东西方向为轴向的仰角旋转轴、以及用于使所述框架在东西方向上旋转的以南北方向为轴向的方位角旋转轴，且所述仰角旋转轴和所述方位角旋转轴正交；以及支柱，其经由该陀螺机构支撑所述框架，以所述仰角旋转轴为旋转轴，使所述框架和所述反射镜或所述太阳能电池面板一体地在南北方向上旋转，从而调整被支撑于所述框架的反射镜的反射面或太阳能电池面板的面板面的南北方向的角度，以所述方位角旋转轴为旋转轴，使所述框架和所述反射镜或所述太阳能电池面板一体地在东西方向上旋转，从而调整被支撑于所述框架的反射镜的反射面或太阳能电池面板的面板面的东西方向的角度，由所述框架和被支撑于该框架的所述反射镜或所述太阳能电池面板构成的发电面板的重心与所述陀螺机构的所述仰角旋转轴和所述方位角旋转轴正交的交点一致。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.24 JP 2016-125265;2016.06.24 JP 2016-125261.一种定日镜装置，其具备一张以上的反射太阳光的反射镜或太阳能电池面板，并使所述反射镜的反射面或所述太阳能电池面板的面板面的角度追随太阳的运动来进行调整，所述定日镜装置的特征在于，具备：框架，其支撑所述反射镜或所述太阳能电池面板；陀螺机构，其具有用于使该框架在南北方向上旋转的以东西方向为轴向的仰角旋转轴、以及用于使所述框架在东西方向上旋转的以南北方向为轴向的方位角旋转轴，且所述仰角旋转轴和所述方位角旋转轴正交；以及支柱，其经由该陀螺机构支撑所述框架，以所述仰角旋转轴为旋转轴，使所述框架和所述反射镜或所述太阳能电池面板一体地在南北方向上旋转，从而调整被支撑于所述框架的反射镜的反射面或太阳能电池面板的面板面的南北方向的角度，以所述方位角旋转轴为旋转轴，使所述框架和所述反射镜或所述太阳能电池面板一体地在东西方向上旋转，从而调整被支撑于所述框架的反射镜的反射面或太阳能电池面板的面板面的东西方向的角度，由所述框架和被支撑于该框架的所述反射镜或所述太阳能电池面板构成的发电面板的重心与所述陀螺机构的所述仰角旋转轴和所述方位角旋转轴正交的交点一致。2.根据权利要求1所述的定日镜装置，其特征在于，所述陀螺机构具备：以长边方向沿所述方位角旋转轴的方式配置的筒体；在长边方向上贯通该筒体且位于所述方位角旋转轴上的方位角旋转轴体；将该贯通的方位角旋转轴体的两端彼此连结的连结罩；连结该连结罩和所述框架的连结臂；以及从所述筒体沿着短边方向突出且位于所述仰角旋转轴上的一对仰角旋转轴体，所述支柱具备将所述一对仰角旋转轴体可旋转地支撑的轴承，能够以所述方位角旋转轴上的所述方位角旋转轴体为旋转轴，使所述连结罩、所述连结臂以及所述框架一体地在东西方向上旋转，能够在所述支柱的轴承上，以所述仰角旋转轴上的所述一对仰角旋转轴体为旋转轴，使所述筒体、所述方位角旋转轴体、所述连结罩、所述连结臂以及所述框架一体地在南北方向上旋转。3.根据权利要求1或2所述的定日镜装置，其特征在于，所述陀螺机构具备：用于使所述框架在南北方向上旋转的仰角调整驱动器；以及用于使所述框架在东西方向上旋转的方位角调整驱动器。4.根据权利要求1～3中任一项所述的定日镜装置，其特征在于，还具备供给用于使所述陀螺机构工作的电力的蓄电池。5.根据权利要求4所述的定日镜装置，其特征在于，还具备用于对所述蓄电池进行充电的辅助太阳能电池面板。6.根据权利要求1～5中任一项所述的定日镜装置，其特征在于，具备多个所述反射镜或太阳能电池面板，该多个反射镜或太阳能电池面板在一个所述框架上呈ロ字型配置。7.一种太阳能发电方法，其在地上配置多个具备一张以上的太阳能电池面板的定日镜装置，并使各个定日镜装置的所述太阳能电池面板的面板面的角度追随太阳的运动来进行调整，并且进行太阳能发电，所述太阳能发电方法的特征在于，将所述多个定日镜装置设为陀螺型，在使各个所述太阳能电池面板的面板面垂直地朝向太阳光的情况下，由于该面板面，在其它定日镜装置的太阳能电池面板的面板面上不产生影的时间段，将所述各定日镜装置的太阳能电池面板的面板面的角度调整为相对于太阳光垂直，在其它...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉浦裕，
申请(专利权)人：SFI株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP