構造物内設置用太陽光発電システム
【課題】農業用ハウス等に設置される、構造および作動制御が簡単な新規構造の太陽電池パネルを提供する。
【解決手段】複数方向に向けて設けた指向性のある受光素子の出力値の相互比較結果から構造物内における最大の受光エネルギー方向を検出する受光センサを採用し、受光センサによる検出結果に基づいて太陽電池パネル４２を構造物内における最大の受光エネルギー方向に向ける方向制御を行うようにした。
【解決手段】複数方向に向けて設けた指向性のある受光素子の出力値の相互比較結果から構造物内における最大の受光エネルギー方向を検出する受光センサを採用し、受光センサによる検出結果に基づいて太陽電池パネル４２を構造物内における最大の受光エネルギー方向に向ける方向制御を行うようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用ハウス等の透光性の外壁を備えた構造物内に設置される太陽電池パネルを備えた太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、家屋等の建築の他に育苗ハウスや栽培ハウス等の農業用ハウス等において、透光性の外壁を備えた構造物が提案されている。これらの構造物では、透光性の外壁を通じて構造物内に採り入れられる日射エネルギーを、照明や暖房等の手段として利用することも検討されている。
【０００３】
ところで、近年では環境問題への意識向上もあり、太陽の日射エネルギーを電気エネルギーに変換して利用する太陽光発電システムも提案されている。特に、農業用ハウスや家屋等のように電気エネルギーを消費する構造物では、その外壁の一つである屋根に太陽電池パネルを装着することにより環境負荷を軽減せしめた太陽光発電システムが提案されている。具体的には、実用新案登録第３１６１９８０号公報（特許文献１）に記載の農業用ハウスが、それである。
【０００４】
しかしながら、かかる特許文献１に記載の農業用ハウスでは、単に、従来構造の農業用ハウスの屋根に対して、太陽電池パネルを重ね合わせて装着したものに過ぎない。それ故、季節だけでなく天気や時間等によって刻々変化する日射エネルギーを電気エネルギーに効率的に変換できるものではなかった。
【０００５】
また、特許文献１には、太陽電池パネルの受光面を太陽の天動に追従転回可能にして受光発電効率を最大に維持させることができる旨の記載はあるが、単なる思いつき程度の記載に止まる。即ち、単に農業用ハウスの屋根に太陽電池パネルを重ね合わせて装着しただけの特許文献１に記載の構造において、如何にして受光面を太陽の天動に追従転回可能とするのか全く開示されておらず、発明開示不十分で発明未完成と言わざるを得ない。
【０００６】
なお、太陽電池パネルの天動への追従転回装置は、例えば特開２００４−３６２８６６号公報（特許文献２）に記載されているが、カレンダーや電波時計、ＧＰＳを装備して太陽電池パネルの設置点に応じた太陽の天動を演算する制御装置が必要となることから、構造が複雑で高コスト化と大型化が避け難く、農業用ハウス等での実用性に乏しいという問題もあった。
【０００７】
しかも、仮に特許文献２に記載の如き天動への追従転回装置を採用し得たとしても、太陽電池パネルへの日射エネルギーの最大受光方向は周囲の構造物や地形等によって地点毎に相違するものであり、特に農業用ハウス等の構造物の中に太陽電池パネルが設置される場合には、構造物の骨格や透光性の外壁の構造等に応じても、日射エネルギーの最大受光方向が相違する。それ故、太陽の天動を正確に算出し得たとしても、かかる算出結果から、太陽電池パネルの受光方向を最も効率的な日射エネルギーの受光方向を制御することが困難なのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実用新案登録第３１６１９８０号公報
【特許文献２】特開２００４−３６２８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、農業用ハウス等に設置されることにより、日射エネルギーを優れた効率で電気エネルギーに変換することが出来ると共に、構造が簡単で設置が容易な新規構造の太陽光発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第一の態様は、（ａ）透光性の外壁を備えた構造物内に設置された太陽電池パネルと、（ｂ）該太陽電池パネルの設置方向を変更設定する方向可変装置と、（ｃ）指向性のある受光素子を複数方向に備えており、前記構造物内に設置されて該複数の受光素子の出力値の相互比較結果から該構造物内における最大の受光エネルギー方向を検出する受光センサと、（ｄ）該受光センサによる検出結果に基づいて前記方向可変装置を作動させて前記太陽電池パネルを前記構造物内における最大の受光エネルギー方向に向ける方向制御を行うパネル方向制御装置とを、含む構造物内設置用太陽光発電システムを、特徴とする。
【００１１】
本態様の太陽光発電システムでは、上記（ｃ）記載の特定の受光センサを採用したことにより、構造物内における最大受光方向を、実際の現場での各種方向における受光結果から直接に求めることが出来る。それ故、特許文献２に記載の如き複雑で高コストな太陽の天動演算装置を必要とすることなく、システムが設置される各現場の各種条件に応じた最適な受光方向を略リアルタイムに求めて、太陽電池パネルを最適な受光方向に向けて方向制御することが可能となるのである。
【００１２】
しかも、かかる受光センサは、構造物内に設置されることで透光性の外壁の構造や構造物の骨格の構造等による受光への影響も考慮して、特定地点における最適な受光方向を簡便に求めることが出来る。それ故、受光センサと同様に構造物内に設置される太陽電池パネルの受光方向を、最適な受光方向に高精度に向ける制御が可能となるのである。
【００１３】
なお、本発明における透光性の外壁は、日射エネルギーを透過し得るものであれば良く、透明や半透明のもの、スリット状の透孔部を備えたもの等を含み、部分的または全体に適当な着色が施されたもの等であっても良い。また、太陽電池パネルは、公知のものが何れも採用可能であり、例えば結晶性シリコンを用いた可撓性樹脂シートで覆われた構造のものが軽量で取扱いも容易であることから好適であるが、ガラスで覆われたもの等も採用可能である。
【００１４】
本発明の第二の態様は、第一の態様の太陽光発電シテスムにおいて、前記構造物が植物栽培用ハウスであり、該植物栽培用ハウスの前記外壁を構成する天井が全体に亘って透光性の外壁とされたものである。育苗用を含む植物栽培用ハウスでは、ハウス内の植物への日射を確保するために透光性の天井外壁が採用されることが多いことから、ハウス内へ多くの日射エネルギーが入射される。それ故、植物栽培用ハウス内に太陽電池パネルを設置することで外の風雨等から保護しつつ、前述の如き受光センサによる方向制御で充分な発電量を確保することが可能となる。なお、透光性の外壁は、樹脂シートや樹脂フィルム、樹脂パネル、ガラス等の各種材料で形成され得る。
【００１５】
本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様の太陽光発電システムであって、太陽光の日射量を検出する日射計を備えており、該日射計による検出値が予め設定された下限値を下回った場合には、前記パネル方向制御装置による制御を停止して前記太陽電池パネルを、予め設定された定位置に向けて方向固定に設定する定位置制御装置を設けたものである。
【００１６】
本態様の太陽光発電システムでは、例えば曇り等で日射方向が特定し難い状況では、不必要なパネル方向制御を休止することで制御エネルギーの浪費を防ぐことが出来るだけでなく、特に透光性の外壁の内部に設置された太陽電池パネルにおいて日射エネルギーを効率的に且つ安定して確保することが可能となる。
【００１７】
すなわち、設定した日射量よりも低い場合、非常に日射量が少ないため、その少ないとは言え、刻々と変化する日射量を逐一追いかけていては、制御エネルギーの浪費になってしまう。曇天時に太陽電池パネルを水平等との特定方向に向けておくと、非常に少ない日射量を確保するために太陽電池パネルを動かすのはもったいないという意義がある。特に、構造物の天井が全体に透光性の外壁とされている場合には、予め設定された定位置を、太陽電池パネルが水平となって受光面を鉛直上方に向けた状態とすることが、天井の全体を広く受光するうえで好適である。また、例えば梨地の透光性外壁を採用する場合には、透光性の外壁を通じて入射される太陽光が透光性の外壁で散乱されることから太陽電池パネルが設置された建築物内では、曇りの状態で日射方向を特定することが屋外よりも一層困難であることと、建築物の構造材等による影の影響や透光性の外壁の位置等の各種状況が影響することから、例えば太陽電池パネルの受光面を太陽の天動に追従転回させる制御が必ずしも最良ではない。要するに、予め設定された日射エネルギー量を下回った曇りの状態では、透光性の外壁の略中央部分に向けて太陽電池パネルの方向を位置決めすることで、日射エネルギー量を効率的に且つ安定して確保することが出来、しかも、時折薄日が射す太陽光の受光センサによる検出結果を刻々に反映して細かな方向制御を太陽電池パネルに反映する場合に比して制御エネルギーの浪費も防ぐことが可能となるのである。
【００１８】
特に、外壁のなかでも屋根壁の全てが透光性の樹脂シート等で構成される農業用ハウス等では、日射計による検出値が予め設定された下限値を下回って、構造物内で日射方向を特定することが困難な状況になった曇りの状態では、太陽電池パネルの表面を略水平として全面を屋根壁に広く対面させるようにすることが望ましい。これにより、曇り状態の太陽光が入射することで全体的に明るくされた屋根壁の広い領域からの日射エネルギーを、太陽電池パネルで効率的に且つ安定して受けることが可能となるのである。
【００１９】
本発明の第四の態様は、前記第一〜三の何れかの態様に係る太陽光発電シテスムであって、前記構造物の前記外壁が梨地とされたものである。梨地の外壁は、例えば農業用ハウスの外壁を構成する樹脂シートやガラス板等として従来から用いられているものであり、散乱光の割合を透明フィルムよりも高くしたもので、一般に透過光に対する散乱光の割合が１０％以上、一般に２０〜４０％程度とされたものである。特に梨地の外壁を採用した建築物に対して本発明を適用した場合にも、前述の如き受光センサによって建築物の内部で太陽電池パネルの方向を設定することが可能であると共に、建築物の骨格や設備等の内部構造による特定部位への日陰の影響を軽減し、一層安定した発電性能を得ることも可能となる。
【００２０】
本発明の第五の態様は、前記第一〜四の何れかの態様に係る太陽光発電システムであって、前記太陽電池パネルが設置された前記構造物の内部環境制御手段として、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくとも一つを備えたものである。
（ｉ）前記構造物の内部温度が予め設定された作動温度に達した場合に作動を開始して該構造物の内部と外部での換気を実行する換気扇装置。
（ｉｉ）前記構造物の屋根部分に開閉可能な開放窓を設けると共に、該構造物の内部温度が予め設定された開放温度に達した場合に該開放窓を開く一方、降雨が検出された場合に該開放窓を閉じる開放窓の開閉装置。
（ｉｉｉ）前記構造物の周壁部分に開閉可能な通気窓を設けると共に、該構造物の内部温度が予め設定された通気温度に達した場合に該通気窓を開く一方、予め設定された速度を超えた風速が検出された場合に該通気窓を閉じる通気窓の開閉装置。
【００２１】
本態様の太陽光発電システムでは、太陽電池パネルの発電効率が、設置場所の環境温度に影響を受けることを考慮して、特に高温になることに起因する発電効率の低下を防止することが、換気扇装置や開放窓開閉装置、通気窓開閉装置を利用し、また必要に応じてそれらの各装置を適宜に組み合わせて採用することにより、実現可能となる。
【００２２】
本発明の第六の態様は、前記第一〜五の何れかの態様に係る太陽光発電システムであって、前記太陽電池パネルを取り外すことによって警報信号を発する盗難防止装置が設けられているものである。なお、複数の太陽電池パネルを設置する場合には、複数の太陽電池パネルを直列的に接続する通電線を設け、当該通電線が切断されることをもって警報を発する装置を採用することで、盗難防止装置の簡略化を図ることが出来る。また、警報信号は、例えば光や音の他、特定の携帯端末（携帯電話を含む）や監視装置、コンピュータ等への通報等であっても良い。
【００２３】
本発明の第七の態様は、前記第一〜六の何れかの態様に係る太陽光発電システムであって、前記構造物の内部には、前記外壁の内方に位置して展張及び収容可能にシート状遮光体が配設されており、該シート状遮光体の展張面と該外壁との間に前記太陽電池パネルが設置されているものである。
【００２４】
本態様では、構造物の内部に照射される日射量を調節する等の目的で透光性の外壁にカーテンや寒冷紗、ブラインド等のシート状遮光体が設置される場合において、かかるシート状遮光体の状態に拘わらず太陽電池パネルによる発電を安定して継続実施することが可能となる。
【００２５】
本発明の第八の態様は、前記第一〜七の何れかの態様に係る太陽光発電システムであって、前記構造物が一方向に直線的に延びる長手構造体とされていると共に、該構造物の内部には前記外壁の屋根部分の下方を長手方向に延びる支持部材が、該構造物の骨格部材により複数箇所で支持されて配設されており、該支持部材の長さ方向で所定間隔を隔てた位置に複数の前記太陽電池パネルが設置されているものである。
【００２６】
本態様では、例えば農業用ハウス等のように一方向に長く延びる構造物の場合において、その屋根部分に沿って複数の太陽電池パネルを効率的に且つ簡単な構造で設置することが可能となる。
【００２７】
本発明の第九の態様は、前記第一〜八の何れかの態様に係る太陽光発電システムであって、前記太陽電池パネルが複数設置されていると共に、前記方向可変装置の駆動力をそれら複数の太陽電池パネルに対して同期して伝達せしめて、それら複数の太陽電池パネルの設置方向を同じ方向に変更設定する連動手段が設けられているものである。
【００２８】
本態様では、複数の太陽電池パネルを設置しつつ、それら複数の太陽電池パネルの方向制御を相互に同期させて実行することが可能になる。これにより、複数の太陽電池パネルを各別に方向制御する場合に比して、システム全体における駆動源や制御装置が少なくて済むと共に、方向制御も容易となって、システム構成のシンプル化が図られる。また、複数の太陽電池パネルを含む太陽光発電システムの設置コストが低減されると共に、方向の調節やメンテナンスの労力軽減も図られ得る。
【００２９】
本発明の第十の態様は、前記第九の態様に係る太陽光発電システムであって、前記方向可変装置が、方位角調節用モータと、仰角調節用モータとを、含んで構成されていると共に、該方向可変装置における前記連動手段が、該方位角調節用モータの駆動力を複数の前記太陽電池パネルに同期して伝達する方位角調節用連動手段と、該仰角調節用モータの駆動力を複数の前記太陽電池パネルに同期して伝達する仰角調節用連動手段とを含んで構成されているものである。
【００３０】
本態様では、複数の太陽電池パネルにおいて方位角と仰角とを各別のモータからなる駆動系によって調節されることとなる。それ故、方位角および仰角の調節に際して相互の関連が回避されて、それぞれの角度を容易に且つシンプルな機構で制御することが可能になる。
【００３１】
本発明の第十一の態様は、前記第十の態様に係る太陽光発電システムであって、複数の前記太陽電池パネルが、鉛直軸回りで回動可能とされて該鉛直軸回りの回動により方位角変更可能とされていると共に、水平軸回りで回動可能とされて該水平軸回りの回動により仰角変更可能とされている一方、複数の該太陽電池パネル間に跨って方位角用本線ワイヤと仰角用本線ワイヤとが配設されており、該方位角用本線ワイヤで前記方位角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該鉛直軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記方位角調節用連動手段が構成されていると共に、該仰角用本線ワイヤで前記仰角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該水平軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記仰角調節用連動手段が構成されているものである。
【００３２】
本態様では、複数の太陽電池パネルの連動に際し、モータの駆動力の伝達にワイヤを用いたことにより、例えばギア機構やカム機構による駆動力伝達に比して、駆動力の伝達機構を大きな自由度で且つ簡単な構造をもって敷設することが可能になる。特に、ワイヤによるモータ駆動力の伝達機構を採用することで、ギア機構やカム機構等に比してより遠方に設置された多数の太陽電池パネルへの駆動力伝達も容易に実現され得る。
【００３３】
本発明の第十二の態様は、前記第十一の態様に係る太陽光発電システムであって、前記方位角用本線ワイヤ及び前記仰角用本線ワイヤから複数の各前記太陽電池パネルに延びる方位角用支線ワイヤ及び仰角用支線ワイヤが設けられており、前記方位角調節用モータの駆動力が該方位角用本線ワイヤから該方位角用支線ワイヤを介して各該太陽電池パネルに及ぼされると共に、前記仰角調節用モータの駆動力が該仰角用本線ワイヤから該仰角用支線ワイヤを介して各該太陽電池パネルに及ぼされるようになっているものである。
【００３４】
本態様では、モータの駆動力の伝達機構において、本線ワイヤに加え、支線ワイヤを採用したことにより、本線ワイヤの敷設態様をシンプルにして構造簡略化を図りつつ、モータの駆動力を各太陽電池パネルに対して効率的に伝達することが可能になる。即ち、モータで直接的に駆動される本線ワイヤは、各太陽電池パネルの近くを通るように敷設する一方、本線ワイヤの途上から分岐するように延び出したそれぞれの支線ワイヤで各太陽電池パネルを駆動することで、本線ワイヤの敷設経路をシンプルにすると共に、各太陽電池パネルの設置位置の設定自由度を大きく確保することが可能になる。なお、本線ワイヤに比して支線ワイヤは、作用する伝達力が小さいことから、本線ワイヤに比して小径の支線ワイヤを採用することも可能である。
【００３５】
本発明の第十三の態様は、前記第十二の態様に係る太陽光発電システムであって、前記太陽電池パネルには鉛直方向に延びる回転駆動軸が設けられており、前記方位角調節用モータの駆動力が前記方位角用本線ワイヤと前記方位角用支線ワイヤとを介して該回転駆動軸に及ぼされて該回転駆動軸が回動せしめられることで方位角が調節されるようになっている一方、該太陽電池パネルには水平方向に延びる揺動軸が設けられていると共に、該太陽電池パネルにおける該揺動軸から離れた位置に前記仰角支線ワイヤが係止されており、前記仰角調節用モータの駆動力が前記仰角用本線ワイヤと該仰角支線ワイヤとを介して該太陽電池パネルに及ぼされて該太陽電池パネルが該揺動軸回りに揺動せしめられることで仰角が調節されるようになっているものである。
【００３６】
本態様では、太陽電池パネルが直交二軸回りで揺動可能に支持されていると共に、モータ駆動力が本線ワイヤおよび支線ワイヤの引張力を各軸回りの回動力に変換されて太陽電池パネルに及ぼされるようになっている。それ故、太陽電池パネルの方位角と仰角を調節可能にする機構が、太陽電池パネルにおけるシンプルな支持構造と、太陽電池パネルに対するシンプルな駆動力伝達構造とをもって、一層効率的に実現可能となる。
【００３７】
本発明の第十四の態様は、前記第十の態様に係る太陽光発電システムであって、複数の前記太陽電池パネルが、鉛直軸回りで回動可能とされて該鉛直軸回りの回動により方位角変更可能とされていると共に、水平軸回りで回動可能とされて該水平軸回りの回動により仰角変更可能とされている一方、複数の該太陽電池パネル間に跨って仰角用本線ワイヤが配設されており、該仰角用本線ワイヤで前記仰角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該水平軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記仰角調節用連動手段が構成されていると共に、複数の該太陽電池パネル間に跨がって方位角調節用のドライブシャフトが水平方向に配設されており、該ドライブシャフトで前記方位角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該鉛直軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記方位角調節用連動手段が構成されているものである。
【００３８】
本態様では、ドライブシャフトの駆動によって複数の太陽電池パネルの方位角が変更されることから、ワイヤ駆動に比して駆動力をリニアに伝達することが可能になり伝達精度の向上も可能になる。また、ワイヤ駆動に比して、構造的な強度や安定性を容易に確保して大きな駆動力の伝達にも容易に対応することが可能になり、設備の信頼性の向上も図り易い。
【００３９】
本発明の第十五の態様は、前記第十四の態様に係る太陽光発電システムであって、前記ドライブシャフトには長さ方向の複数箇所に駆動ギアが装着されていると共に、鉛直方向に延びる前記太陽電池パネルの回転駆動軸には、該駆動ギアに常時噛合されて該ドライブシャフトの回転運動を直交する該太陽電池パネルの該回転駆動軸回りの回転運動に変換する被駆動ギアが装着されており、これら駆動ギアと被駆動ギアとにより回転方向が変換されて、該ドライブシャフトの長さ方向の複数箇所に装着された複数の該駆動ギアにより複数の該太陽電池パネルが同時に各該回転駆動軸回りに同期して回転運動せしめられて方位角が変更されるようになっているものである。
【００４０】
本態様では、複数の太陽電池パネル間に跨がって延びるドライブシャフトにより各太陽電池パネルを駆動することが可能になり、太陽電池パネル間毎に分割されたドライブシャフトを使用する場合に比して、部品寸法や構造の簡略化が図られ得る。なお、駆動ギア及び被駆動ギアとしては、公知のヘリカルギアやウォームギアなどを用いることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に従う構造とされた太陽光発電システムでは、透光性の外壁が梨地等の場合や天候が曇りの場合、或いは日射が制限される山間部の場合などであっても、構造物内において太陽電池パネルを最適な受光方向に向けて方向制御することが可能となる。それ故、例えば農業用ハウス等においても、太陽電池パネルを簡単な構造で且つ優れた発電効率をもって設置することが可能となるのである。
【００４２】
また、複数の太陽電池パネルを設置するに際して、本発明の上記第九〜十五の態様に記載の連動手段を採用することにより、それら複数の態様電池パネルにおける目的とする方向制御を、システム全体としてシンプルな構造と優れた駆動効率をもって行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第一の実施形態としての太陽光発電システムを農業用ハウスに適用した一具体例を示す説明図。
【図２】図１に示された太陽光発電システムの本体構造を示す平面図。
【図３】図１に示された太陽光発電システムの本体構造を示す右側面図。
【図４】図１に示された太陽光発電システムの本体構造を示す正面図。
【図５】図１に示された太陽光発電システムの受光センサの一具体例を示す正面図。
【図６】本発明の第二の実施形態としての太陽光発電シテスムの概要構造を示す正面説明図であり、仮想線は太陽電池パネルが揺動軸を中心として、水平軸回りに回動変位した状態を示す。
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面に相当する平面説明図であり、仮想線は太陽電池パネルが回転駆動軸を中心として、鉛直軸回りに回動変位した状態を示す。
【図８】図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面に相当する断面説明図であり、仮想線は太陽電池パネルが揺動軸を中心として、水平軸回りに回動変位した状態を示す。
【図９】図６に示された太陽光発電システムにおける第一及び第二の電動モータによる駆動プーリの駆動機構を説明するための正面説明図。
【図１０】図９における平面説明図。
【図１１】図６に示された太陽光発電システムを構成する各太陽電池パネルの方位角調節用の駆動機構を説明するための正面説明図。
【図１２】図１１における底面説明図。
【図１３】本発明の第三の実施形態としての太陽光発電システムの概要構造を示す正面説明図。
【図１４】図１３に示された太陽光発電システムにおける第一の電動モータによるドライブシャフトの駆動部分を示す拡大説明図。
【図１５】図１３に示された太陽光発電システムにおける太陽電池パネルの方位角調節用の駆動機構を説明するための拡大説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００４５】
図１は、本発明の第一の実施形態である太陽光発電システムを装備した農業用ハウスの内部概略構造の斜視図である。この農業用ハウスは、好ましくは一方向に直線的に延びる長手構造体とされている。そして、同一形状とされた複数本のアーチ部材１０が互いに所定距離を隔てて設置されていると共に、それら複数本のアーチ部材１０が複数本の連結ロッド１２で相互に固定的に連結されることにより、構造物の骨格構造体が構成されている。
【００４６】
また、かかる骨格構造体には、全体を覆うようにして外壁である樹脂シート１４が装着されている。この樹脂シート１４は、従来から農業用ハウスに用いられているものが栽培種目等に応じて適宜に採用可能であるが、例えば透過光における直射光線と散乱光線との割合は適宜に設定されたものが何れも採用され得るし、適当な波長領域の光線を透過又は遮断するフィルタ機能を有するものも必要に応じて採用可能である。例えば水稲育苗には梨地状の樹脂シートが採用され得る。要するに、本実施形態の農業用ハウスでは、屋根壁だけでなく両側壁の全体が、透光性の樹脂シート１４によって構成されており、外部から日射エネルギーがハウス内に充分に導き入れられるようにされている。
【００４７】
そして、複数本のアーチ部材１０が所定距離を隔てて設置されることで、一定の断面形状で直線的に延びるハウス内空間が形成されており、このハウス内空間が育苗等の栽培用空間として利用されるようになっている。なお、ハウス内空間への出入口は、例えばハウスの長さ方向両端の壁部に対して設けられる。
【００４８】
このような農業用ハウス自体は、従来から公知のものであり、育苗ハウスや植物栽培用ハウス等として利用されているものであるから、ハウス自体の詳細構造についての説明は割愛する。尤も、そのような公知の各種の農業用ハウスに対して、何れも、本発明が適用可能である。
【００４９】
さらに、かかる農業用ハウスのハウス内空間において、本発明に従う構造とされた太陽光発電システムが設置されている。この太陽光発電システムは、図２〜４に示されたシステム本体２０と、図５に示された受光センサ２２を含んで構成されている。
【００５０】
システム本体２０は、支持部２４を備えており、この支持部２４によって、鉛直方向に延びる回転駆動軸２６が回動可能に支持されている。支持部２４は、何れも水平方向に広がる複数枚の支持プレート２８を鉛直方向で相互に離隔配置せしめて、鉛直方向に延びる複数本の連結ロッド３０でそれら複数枚の支持プレート２８を相互に連結固定することによって構成されている。
【００５１】
また、支持部２４には、方位角制御用の第一電気モータ３２が配設支持されている。そして、この第一電気モータ３２の出力軸３３が、直接に或いは適当な調速ギア等を介して、回転駆動軸２６に連結されており、第一電気モータ３２の駆動力が回転駆動軸２６に伝達されて回転駆動されるようになっている。なお、第一電気モータ３２としては、正確な制御を実現するためにサーボモータや同期モータを用いることが望ましい。
【００５２】
更にまた、支持部２４には、方位角制御用の第一ロータリエンコーダ３４が配設支持されている。そして、この第一ロータリエンコーダ３４により、回転駆動軸２６の回転位置と回転量が検出されて、検出信号が出力されるようになっている。
【００５３】
さらに、支持部２４から上方に突設された回転駆動軸２６の上端部分には、水平方向に広がる連結プレート３６が固定されており、この連結プレート３６を介して、水平方向にストレートに延びる長手状の基台フレーム３８が、回転駆動軸２６に対して固着されている。なお、本実施形態では、平行に延びる一対のパイプ部材を連結することによって構成された基台フレーム３８が採用されている。
【００５４】
また、基台フレーム３８の両端部分には、それぞれ鉛直方向に広がる一対の側壁板４０，４０が、対峙して固定されている。そして、これら一対の側壁板４０、４０の間に跨がって、太陽電池パネル４２が配設されて支持されている。
【００５５】
太陽電池パネル４２は、従来から公知のものが何れも採用可能であるが、耐久性や取扱容易性だけでなく、支持するに際しての重量の問題も考慮して、例えば被覆ガラスを用いないで可撓性が付与されたシート状の太陽電池で構成されたものが好適であり、結晶性シリコン等を用いた可撓性樹脂シート構造のもの等が採用され得る。より好適には、農業用ハウスの屋根を開放した場合の降雨やハウス内散布水等への対策を考慮して、防水シールが施された太陽電池パネル本体を、硬質樹脂や薄肉金属板等の硬質支持プレート上に敷設した構造の太陽電池パネル４２が採用される。
【００５６】
また、太陽電池パネル４２には、両側から一対の揺動軸４４，４４が突出形成されている。そして、これらの揺動軸４４，４４が、基台フレーム３８と平行に水平方向に延びる状態で配設されて、側壁板４０，４０によって揺動可能に支持されている。これにより、受光面４６が平面形状とされた太陽電池パネル４２が、水平方向に延びる揺動軸４４，４４回りで揺動可能に支持されており、かかる揺動軸４４，４４回りでの揺動に基づいて、太陽電池パネル４２の受光面４６の仰角が変更設定可能とされている。
【００５７】
さらに、一方の揺動軸４４を支持する側壁板４０には、仰角制御用の第二電気モータ４８が取り付けられており、揺動軸４４と平行に延びた第二電気モータ４８の出力軸４９には、駆動円板５０が固定されている。また、揺動軸４４の突出先端部には、軸直角方向に突出する従動アーム５２が固着されており、この従動アーム５２の先端部が、駆動円板５０の周上の一箇所に対して、伝動リンク５４により連結されている。
【００５８】
これにより、駆動円板５０と伝動リンク５４と従動アーム５２とによって、第二電気モータ４８の回転駆動力を揺動軸４４に伝達するリンク機構が構成されている。そして、第二電気モータ４８の回転作動に基づいて、揺動軸４４が所定角度範囲で往復回動せしめられ、それに伴って、太陽電池パネル４２が所定角度範囲で揺動変位せしめられて仰角が変更設定可能となっている（図３参照）。なお、第二電気モータ４４としては、第一電気モータ３２と同様、正確な制御を実現するためにサーボモータや同期モータを用いることが望ましい。
【００５９】
また、側壁板４０には、第二ロータリエンコーダ５６が装着されており、揺動軸４４ひいては太陽電池パネル４２の揺動位置と揺動量が検出されて、検出信号が出力されるようになっている。
【００６０】
さらに、このような構造とされたシステム本体２０は、受光センサ２２の検出信号に基づいて、第一電気モータ３２及び第二電気モータ４８を作動制御することにより、太陽電池パネル４２の受光面４６の方向、換言すれば太陽電池パネル４２の方位角と仰角とが、日射エネルギーを効率的に受け得るように自動的に調節されるようになっている。
【００６１】
ここにおいて、受光センサ２２は、図５に例示されているように、上半球状の支持体６０に対して複数個の受光素子６２が、各々所定位置に配設された構造となっている。各受光素子６２は、受光する光量の大きさに応じた電気信号を出力する光電変換素子等であって、例えば素子自体の特性により、又は素子の前面に装着されたレンズ等の光学部材の特性により、或いは素子の受光側の周囲を筒状の遮光体で覆う等の導光部材の特性により、有効な受光方向を特定した構造とされている。
【００６２】
そして、各受光素子６２は、上半球状の支持体６０の半径方向線に向けられており、その有効な受光方向を、各配置点において支持体６０の表面に対して垂直な外方に向けられている。
【００６３】
さらに、各受光素子６２の位置は予め特定されて、支持体６０の中心点に対する各方向、換言すれば各受光素子６２が向けられた受光方向が既知とされている。なお、受光素子６２の位置の特定は、例えば支持体６０の半球状表面に適当な座標を設けることで可能となる。具体的には、図５に例示されているように、複数本の経線６４と緯線６６とによって各受光素子６２の座標を特定することが出来、かかる座標値と支持体６０の中心点とを用いて、各受光素子６２の受光方向を特定することが出来る。
【００６４】
また、本実施形態の構造物内設置用太陽光発電システムは、制御ユニットとして、電気式の制御回路を備えており、適当な場所に別途設置する他、例えば支持体６０の内部や支持部２４の内部に設置されている。この制御回路には、システム本体２０の第一及び第二のロータリエンコーダ３４，５６の検出信号と、受光センサ２２の各受光素子６２の出力信号が入力されるようになっていると共に、それらの入力信号に基づいて予めプログラムされた信号処理回路により、システム本体２０の第一及び第二の電気モータ３２，４８への駆動制御信号を生成し、かかる駆動制御信号をシステム本体２０に出力するようになっている。
【００６５】
より具体的には、かかる制御回路は、電気信号の比較回路を含んでおり、受光センサ２２における全ての受光素子６２の出力信号を比較することで、最大の受光出力をもった受光素子６２を特定し、予め記憶された各受光素子６２の受光方向の情報を用いて、最大の光入射方向を特定するようになっている。
【００６６】
そして、この最大の光入射方向を最大の日射方向として、システム本体２０の太陽電池パネル４２の受光面４６が当該日射方向に対して直交するように、システム本体２０の第一及び第二の電気モータ３２，４８に対して駆動信号を出力するようになっている。具体的には、例えば、第一及び第二のロータリエンコーダ３４，５６の検出信号に基づいて、太陽電池パネル４２の受光面４６の方向を特定し、当該方向が目的とする方向となるように、方位角及び仰角を付与する制御を実行するようになっている。なお、このように太陽電池パネル４２の受光面４６の方位設定と制御は、第一及び第二のロータリエンコーダ３４，５６の検出信号に基づいて指示及び確認される。特に、正確な位置制御のために、第一及び第二の電気モータ３２，４８として、電源回路や制御回路の種別等を考慮してシンクロナスモータやステッピングモータ等が好適に採用され得る。
【００６７】
さらに、本実施形態では、太陽光の日射量を検出する日射計が採用されており、この日射計によって検出される検出値が予め設定された下限値を下回ることで日射方向を有効に特定できないと判定された場合には、受光センサ２２による日射方向の特定に基づく太陽電池パネル４２の方向制御を中止し、太陽電池パネル４２を水平として鉛直上方の屋根に向けて方向設定する定位置制御装置が構成されている。なお、日射計の下限値は、例えば屋外において太陽の位置を視認で特定できない程度に曇が発生している状況に対応した値とすることが出来る。また、日射計は、屋外に設置することも可能であるが、ハウス内に設置して、屋外での曇りの状況に対応した下限値を設定しておいても良い。更にまた、日射計の具体的構成は限定されず、太陽光の日射状況を検出し得るものであれば良い。それ故、ハウス外やハウス内に日射計を設置する他、ハウス内に設置した受光センサ２２が、その受光量に応じた信号値を出力し得るものであれば、かかる受光センサ２２を日射計として利用することも可能である。その際、例えば全ての受光素子６２によって検出される出力信号の総和を日射量に対応する値として利用したり、全ての受光素子６２によって検出される出力信号の標準偏差やばらつき、最大最小の差などのよって、日射量の値を推定することで判定することも可能である。なお、日射エネルギーを時間的な総和として把握する他、例えば照度計を用いて瞬間的な日射エネルギーを検出して日射量に対応する値として利用することも可能である。
【００６８】
また、このことから明らかなように、本実施形態では、太陽電池パネル４２を駆動して設置方向を変更設定する方向可変装置が、第一及び第二の電気モータ３２，４８で構成されている。また、これら第一及び第二の電気モータ３２，４８を作動制御して、太陽電池パネル４２の受光面４６を農業ハウス内における最大の受光エネルギー方向に向ける方向制御を行うパネル方向制御装置が、太陽電池パネル４２の方位を検出する第一及び第二のロータリエンコーダ３４，５６と、第一及び第二の電気モータ３２，４８の駆動のための制御回路とを含んで、構成されている。
【００６９】
そして、上述の如き構造とされたシステム本体２０は、ハウス内空間において、透光性の外壁を通じて日射エネルギーが照射される適当な箇所に設置される。その際、好適には農業用ハウスの構造部材等の日陰を可及的に避けて設置されることが望ましく、隣り合うアーチ部材１０，１０の中間部分に設置されるのが良い。具体的には、例えば図１に示されているように、各アーチ部材１０の頂部付近に、アーチ部材１０等と協働して骨格部材を構成する横桟６８を設置すると共に、複数のアーチ部材１０の各横桟６８に跨がってハウス内で屋根の下方に位置して長さ方向に連続して延びる支持部材としての架台ビーム７０を固設する。そして、この架台ビーム７０に対して、互いに隣り合うアーチ部材１０，１０間の略中央部分で、それぞれ、システム本体２０の支持部２４を固定的に支持せしめることによって、システム本体２０、ひいては太陽電池パネル４２を屋根下の日射条件の良い場所に設置することが可能である。
【００７０】
また、このようにして本実施形態では、隣り合うアーチ部材１０，１０間の全てにシステム本体２０を設置することが可能であるが、必ずしも隣り合うアーチ部材１０，１０間の全てに設置する必要はないし、反対に、隣り合うアーチ部材１０，１０間に複数のシステム本体２０を直接的或いは並列的に設置することも可能である。
【００７１】
更にまた、各システム本体２０における太陽電池パネル４２を方向制御するための受光センサ２２は、ハウス空間内の適当な位置に設置し、一つの受光センサ２２を複数のシステム本体２０で制御用に共用することも可能である。或いは、各システム本体２０毎に、一つの受光センサ２２を設けても良い。特に、受光センサ２２による検出結果は、システム本体２０の制御ひいては発電効率に直接に影響することから、システム本体２０の太陽電池パネル４２と略同じ日射条件下に置かれることが望ましく、システム本体２０の横に位置するように、受光センサ２２を、上記架台ビーム７０で支持させて設置するようにしても良い。
【００７２】
さらに、詳述のように農業用ハウスの屋根に接近した直下にシステム本体２０を設置することにより、屋根の下方を覆うようにして寒冷紗等のシート状遮光体（ハウス内への日射量を遮断するものに限らず、制限するものを含む）を設ける場合でも、かかるシート状遮光体の上側で、屋根とシート状遮光体との間にシステム本体２０を設置することが出来る。これにより、シート状遮光体の開閉状態に拘わらず、安定して有効な日射エネルギーを太陽電池パネル４２に受光させることが可能となる。
【００７３】
上述の如き構造とされた構造物内設置用太陽光発電システムにおいては、小型計量のシステム本体２０を採用したことにより、架台ビーム７０等の簡易な構造によって、屋根の直下の日射効率の良い場所に太陽発電パネルを設置することが可能になり、優れた発電効率を得ることができる。
【００７４】
しかも、特別な受光センサ２２を採用したことにより、前述の特許文献２に記載の如き複雑な追尾装置を必要とすることがなく、且つ日射エネルギーを高効率で安定して得ることが可能になる。なお、受光センサ２２による検出信号を反映して太陽電池パネル４２の方向制御を行う作動は、常時実行することも可能であるが、例えば５分毎や１０分毎、或いは３０分毎等の適当な時間間隔で実行しても良い。
【００７５】
特に本実施形態では、梨地の外壁を採用したことで、ハウス内に入射する太陽光を一層均一化することが出来たのであり、それにより、頻繁な太陽電池パネル４２の方向制御を必要とすることなく安定した電気出力を得ることが可能となる。また、複数のシステム本体２０を設置した場合においても全ての太陽発電パネル４２によって略安定した出力を得ることも可能となる。
【００７６】
なお、図面上には明示されていないが、従来公知の構造として、農業用ハウスには、内部環境制御手段としての外気導入用や内気排出用の換気扇が設置されたり、屋根部分に開閉可能な開放窓が設けられたり、側壁部分に開閉可能な通気窓が設けられたりする。これらの構造は何れも周知故に詳細構造はわざわざ開示しないが、これらの構造を、上述の如き本発明に従う太陽光発電システムと併用することで、一層優れた技術的効果が発揮され得るのである。
【００７７】
すなわち、換気扇装置を設置し、ハウス内が所定温度に達した場合には、換気扇を作動させたり換気能力を上昇させることにより、ハウス内外での換気が可能となる。農業用ハウスによる太陽電池パネル４２による発電では、ハウス内温度の必要以上の上昇を回避することが好適であり、それによって、温度上昇に伴い発電効率が低下する太陽電池パネル４２でも、その発電効率の安定確保が図られ得る。
【００７８】
同様な理由により、屋根部分に開閉可能な、或いは常時開放状態の開放窓を設けることも可能であり、例えば、予め設定された温度までハウス内の温度が上昇した場合に開放窓が開くようにしたり、降雨が検出された場合に開放窓が閉じるような開放窓の開閉装置を設けても良い。又は、周壁部分に開閉可能な、或いは常時開放状態の通気窓を設けることも可能であり、例えば、予め設定された温度までハウス内の温度が上昇した場合に通気窓が開くようにしたり、予め設定された速度を超えた風速が検出された場合に通気窓が閉じるような通気窓の開閉装置を設けても良い。これらの機能により、更なる太陽電池パネル４２の発電効率の安定確保を図ることが可能となる。
【００７９】
さらに、システム本体２０には、盗難防止装置を組み込むことが望ましく、特に本実施形態のように農業用ハウスでは、夜間等の警備が手薄となりがちであることから、自動監視システムの採用が望ましい。具体的には、例えば、太陽電池パネル４２や支持部２４において、切断しなければそれらを取り外すことができない通電線を設けておき、且つ、かかる通電線が切断されたことを感知して警報を発する警報システムを採用することが出来る。
【００８０】
ところで、上述の図１〜４に示された実施形態では、各システム本体２０において、それぞれ、太陽電池パネル４２を回転駆動軸２６を中心として鉛直軸回りで回動駆動させる方位角調節用モータとしての第一電気モータ３２と、太陽電池パネル４２を揺動軸４４，４４を中心として水平軸回りで回動駆動させる仰角調節用モータとしての第二電気モータ４８とが設けられていた。しかし、複数のシステム本体２０を構成する複数の太陽電池パネル４２において、方位角や仰角を調節するための電気モータを共用して太陽光発電システムを構成することも可能である。その一具体例が、本発明の太陽光発電システムの第二の実施形態として、図６〜８に示されている。
【００８１】
本実施形態の太陽光発電システムは、第一の実施形態と同様に一つの建造物である農業用ハウス内に設置された複数の太陽電池パネル４２を含んで構成されていると共に、それら複数の太陽電池パネル４２の方位角および仰角を相互に連動させて変更設定する太陽電池パネル４２の連動システムを備えている。なお、本実施形態では、前記第一の実施形態と同様な機能を発揮する部材に対して、それぞれ、図中に第一の実施形態と同一の符号を付することにより、詳細な説明を省略する。
【００８２】
本実施形態における太陽電池パネル４２の連動システム本体８０は、その方向可変装置として方位角可変装置と仰角可変装置とを含んでいる。方位角可変装置は、太陽電池パネル４２を回転駆動軸２６を中心として鉛直軸回りで回動駆動させるものであり、駆動力を発生する第一電気モータ３２と、この第一電気モータ３２の回転駆動力を複数の太陽電池パネル４２に対してそれぞれ伝達して回転駆動軸２６を中心として鉛直軸回りで同期的に回動作動させる方位角調節用連動手段とを含んで構成されている。また、仰角可変装置は、太陽電池パネル４２を揺動軸４４を中心として水平軸回りで揺動駆動させるものであり、駆動力を発生する第二電気モータ４８と、この第二電気モータ４８の回転駆動力を複数の太陽電池パネル４２に対してそれぞれ伝達して揺動軸４４を中心として水平軸回りで同期的に揺動作動させる仰角調節用連動手段とを含んで構成されている。
【００８３】
特に本実施形態では、方位角および仰角をそれぞれ同期的に連動制御される複数の太陽電池パネル４２が、農業用ハウスの長さ方向に延びる架台ビーム７０上で所定間隔で直列的に設置されている。また、図６，７に例示されているように架台ビーム７０の長さ方向一方の端部等において、第一及び第二の電気モータ３２，４８が設置されている。更に、架台ビーム７０に沿って方位角調節用連動手段を構成する方位角調節用ワイヤ９４，９８（後述）が架設されていると共に、農業用ハウスの屋根を長さ方向に延びる頂部ビーム材８１に沿って仰角調節用連動手段を構成する仰角調節用ワイヤ１０６，１１２（後述）が架設されている。そして、第一電気モータ３２の駆動力が方位角調節用ワイヤ９４，９８（後述）を介して複数の太陽電池パネル４２に対してそれぞれ伝達されることにより、複数の太陽電池パネル４２が同期して回転駆動軸２６回りで回動されるようになっている。また、第二電気モータ４８の駆動力が仰角調節用ワイヤ１０６，１１２（後述）を介して複数の太陽電池パネル４２に対してそれぞれ伝達されることにより、複数の太陽電池パネル４２が同期して揺動軸４４回りで揺動されるようになっている。
【００８４】
より詳細には、図９，１０に拡大図示されているように、方位角調節用の第一電気モータ３２の回転駆動力に基づいて各太陽電池パネル４２に対する方位角の調節力を発生する方位角調節用コンポーネント８２が、かかる第一の電気モータ３２と、その出力軸３３に装着された駆動プーリとしての方位角調節用プーリ８６を含んで構成されている。また、かかる方位角調節用コンポーネント８２では、各太陽電池パネル４２の方位角を、前述の受光センサ２２による検出信号に基づいて制御するために、方位角検出センサが設けられている。
【００８５】
かかる方位角検出センサは、受光センサ２２の検出信号に基づいて得られる目的とする方位角が各太陽電池パネル４２の方位角に設定されるように、目的とする方位角を参照信号として第一電気モータ３２の出力軸３３の回動位置をフィードバック制御やフィードフォワード制御等を実現できるように、参照信号と対応付け可能に駆動プーリ（方位角調節用プーリ）８６の回動位置を電気信号として検出又は設定し得るものであれば良い。具体的には、例えば第一電気モータ３２に第一のロータリエンコーダ３４を装着して、第一電気モータ３２の出力軸３３の回動位置を検出又は設定可能としたり、或いは、第一電気モータ３２の出力軸３３に電気ボリュームからなる方位角調節用ボリューム８８を装着して、電気モータ３２の出力軸３３の回動位置を検出又は設定可能とすること等によって実現され得る。
【００８６】
そして、この方位角検出センサによって検出される第一電気モータ３２の出力軸３３の回動位置を、それと同期して連動される太陽電池パネル４２の方位角として、受光センサ２２の検出信号に基づいて得られる方位角に対して対応付ける。これにより、受光センサ２２の検出信号に基づいて目的とする方位角の電気信号である参照信号が得られると、かかる参照信号に対して対応付けられた検出信号が、方位角検出センサとしての第一ロータリエンコーダ３４または方位角調節用ボリューム８８によって得られる位置まで、第一電気モータ３２を作動させて停止させることで、太陽電池パネル４２に対して、目的とする方位角を設定することが可能となる。なお、方位角検出センサは、例示のように方位角調節用コンポーネント８２に設ける他、第一の実施形態と同様に、複数の太陽電池パネル４２の何れかに対して設けることも可能である。
【００８７】
なお、本実施形態では、架台ビーム７０に対して固着されたベースプレート８９が設けられており、このベースプレート８９に対して第一電気モータ３２が固定されている。そして、第一電気モータ３２の出力軸３３が、ベースプレート８９から下方に向かって鉛直方向で突出しており、かかる出力軸３３に対して方位角調節用プーリ８６が取り付けられている。
【００８８】
また、本実施形態における各太陽電池パネル４２は、第一の実施形態と同様に方位角及び仰角を可変に支持されているが、それら各太陽電池パネル４２には、第一及び第二電気モータや第一及び第二ロータリエンコーダが直接設けられる必要がない。
【００８９】
一方、各太陽電池パネル４２を方位角変更可能に支持する回転駆動軸２６は、図１１，１２に拡大図示されているように、その下端が、架台ビーム７０に固定された上下支持プレート９０，９１により、必要に応じてベアリングや摺動スリーブを介して回動可能に支持されている。また、回転駆動軸２６の下端部分が、これら上下支持プレート９０，９１を貫通して鉛直方向で下方に突出されており、かかる突出部分に対して従動プーリ９２が装着されている。これにより、従動プーリ９２が回動駆動されることに伴って、図７に仮想線で示されているように、回転駆動軸２６ひいては太陽電池パネル４２が鉛直軸回りに回動変位せしめられるようになっている。
【００９０】
そして、農業用ハウスの架台ビーム７０に沿って架設された方位角調節用ワイヤ９４，９８（後述）を介して、方位角調節用コンポーネント８２の方位角調節用プーリ８６の回転駆動力が各太陽電池パネル４２の従動プーリ９２に伝達されて、それら各太陽電池パネル４２が連動して方位角変更されるようになっている。かかる方位角調節用ワイヤは、架台ビーム７０の長さ方向一端側に配設された方位角調節用プーリ８６と他端側に配設された図示しない折返しプーリとの間に跨がって掛け渡された無端状の方位角調節用本線ワイヤ９４を備えている。
【００９１】
また、方位角調節用本線ワイヤ９４は、複数の太陽電池パネル４２の従動プーリ９２の各近接位置を経由して掛け渡されている。更に、方位角調節用本線ワイヤ９４には、それら複数の太陽電池パネル４２の従動プーリ９２の近くに位置する方位角調節用支線ワイヤ結束位置９６，９６において、方位角調節用支線ワイヤ９８，９８が結束されている。かかる方位角調節用支線ワイヤ９８，９８は、その一端側が方位角調節用本線ワイヤ９４に固着されて、方位角調節用本線ワイヤ９４から分岐するように延び出しており、その延び出した他端側が、従動プーリ９２に対して巻き付けられて先端係止されている。従動プーリ９２は太陽電池パネル４２と連結されており、従って方位角調節用支線ワイヤ９８は太陽電池パネル４２に係止されているとも解釈できる。
【００９２】
なお、方位角調節用本線ワイヤ９４は、ループ状に掛け渡されており、各従動プーリ９２の両側に方位角調節用本線ワイヤ９４が対を為して敷設されている。これら対を為す両側の方位角調節用本線ワイヤ９４から、それぞれ方位角調節用支線ワイヤ９８が延び出して設けられている。これにより、一対の方位角調節用支線ワイヤ９８，９８が、従動プーリ９２に対して、互いに反対方向に巻き付けられている。そして、方位角調節用プーリ８６が一方向に回動して方位角調節用本線ワイヤ９４が一方向に駆動されると、一対の方位角調節用支線ワイヤ９８，９８の一方が張力をもって従動プーリ９２に一方向の回動力を伝達して、太陽電池パネル４２が一方向に回動されるようになっている。また、方位角調節用プーリ８６が他方向に回動して方位角調節用本線ワイヤ９４が他方向に駆動されると、一対の方位角調節用支線ワイヤ９８，９８の他方が張力をもって従動プーリ９２に他方向の回動力を伝達して、太陽電池パネル４２が他方向に回動されるようになっている。
【００９３】
すなわち、本実施形態では、方位角調節用本線ワイヤ９４と複数対の方位角調節用支線ワイヤ９８，９８から構成された方位角調節用ワイヤ９４，９８が、方位角調節用プーリ８６と各従動プーリ９２を経由して張設されており、この方位角調節用ワイヤ９４，９８を介して、第一電気モータ３２の駆動力が各太陽電池パネル４２に対して方位角調節用駆動力として及ぼされるようになっている。なお、従動プーリ９２と太陽電池パネル４２は実質的に連結されており、方位角調節用ワイヤ９４，９８は、太陽電池パネル４２を経由して敷設されているとも解釈できる。
【００９４】
また、方位角調節用本線ワイヤ９４は、例えばループ上にターンバックルが組み付けられることにより、その張力が設定されており、方位角調節用プーリ８６の回転によりスリップ等することなくダイレクトに駆動されるようになっている。特に本実施形態では、方位角調節用プーリ８６に対する方位角調節用本線ワイヤ９４の巻付力を安定して確保するために、一対のテンションプーリとしてのアイドラ９９，９９が設けられている。かかるアイドラ９９，９９は、架台ビーム７０で支持されており、方位角調節用プーリ８６から延び出した左右両側の方位角調節用本線ワイヤ９４，９４に対して、それぞれ、相互に接近する方向に圧力を掛けている。
【００９５】
一方、各太陽電池パネル４２における前述の仰角調節用連動手段では、図９，１０に示されているように、仰角調節用の第二電気モータ４８の回転駆動力に基づいて各太陽電池パネル４２に対する仰角の調節力を発生する仰角調節用コンポーネント１００が、かかる第二電気モータ４８と、その出力軸４９に装着された駆動プーリとしての仰角調節用プーリ１０２を含んで構成されている。また、かかる仰角調節用コンポーネント１００では、各太陽電池パネル４２の仰角を、前述の受光センサ２２による検出信号に基づいて制御するために、仰角検出センサが設けられている。かかる仰角検出センサは、前述の方位角検出センサと同様、例えば第二電気モータ４８の出力軸４９に装着される第二のロータリエンコーダ５６や仰角調節用ボリューム１０４等によって実現され得る。なお、かかる仰角検出センサを、第一の実施形態と同様に、複数の太陽電池パネル４２の何れかに設けることも可能である。
【００９６】
そして、本実施形態では、第二電気モータ４８が架台ビーム７０に対して固定的に装着されており、かかる装着状態下、第二電気モータ４８の出力軸４９が、架台ビーム７０の長さ方向に直交する水平方向に延びている。更に、この水平方向に延びた出力軸４９に対して、仰角調節用プーリ１０２が取り付けられており、かかる仰角調節用プーリ１０２に対して仰角調節用ワイヤを構成する仰角調節用本線ワイヤ１０６が巻き付けられている。
【００９７】
仰角調節用本線ワイヤ１０６は、農業用ハウスの屋根を長さ方向に延びる頂部ビーム材８１に沿って架設されており、複数の太陽電池パネル４２の上方で架台ビーム７０と平行に延びている。この仰角調節用本線ワイヤ１０６の長さ方向一方の端部が、頂部ビーム材８１の一端側に設置された定滑車１０８から下方に引き下げられ、仰角調節用コンポーネント１００の仰角調節用プーリ１０２に巻き付けられて先端係止されている。また、仰角調節用本線ワイヤ１０６の長さ方向他方の端部は、図示されていないが、頂部ビーム材８１の他端側に設置された定滑車から下方に引き下げられ、張力保持用の適当質量のマスに係止されており、仰角調節用本線ワイヤ１０６に対して緊張力が付与されている。
【００９８】
さらに、仰角調節用本線ワイヤ１０６の架設経路上には、各太陽電池パネル４２の近くに位置して複数の支線ワイヤ用定滑車１０９が設置されている。また、仰角調節用本線ワイヤ１０６には、長さ方向の複数箇所に設定された仰角調節用支線ワイヤ結束位置１１０において、それぞれ、仰角調節用支線ワイヤ１１２が結束されている。そして、各仰角調節用支線ワイヤ１１２は、その一端側が仰角調節用本線ワイヤ１０６に固着されて、仰角調節用本線ワイヤ１０６から分岐するように延び出しており、その延び出した他端側が、支線ワイヤ用定滑車１０９を経て下方に引き出され、太陽電池パネル４２に係止されている。
【００９９】
ここにおいて、太陽電池パネル４２に対する仰角調節用支線ワイヤ１１２の先端の係止位置は、揺動軸４４から離隔していれば良いが、太陽電池パネル４２に対して揺動駆動力を効率的に伝達するように、揺動軸４４からの離隔距離がある程度大きいことが望ましい。具体的には、揺動軸４４に直交する方向において、揺動軸４４から太陽電池パネル４２の外周端縁部までの距離Ｌ（図６参照）に対して、Ｌ／２〜Ｌの距離だけ、揺動軸４４から離れた位置に仰角調節用支線ワイヤ１１２の先端が係止されることが望ましい。
【０１００】
また、太陽電池パネル４２における仰角調節用支線ワイヤ１１２の係止位置は、太陽電池パネル４２の方位角が変更設定されることに伴って水平面上で変化する。それ故、仰角調節用支線ワイヤ１１２における支線ワイヤ用定滑車１０９から太陽電池パネル４２への引き出し方向の変更に追従して、支線ワイヤ用定滑車１０９の回転中心が水平面内で変更可能とされて、仰角調節用支線ワイヤ１１２がスムーズに滑動するように、支線ワイヤ用定滑車１０９は首振り可能とされることが望ましい。
【０１０１】
更にまた、各太陽電池パネル４２は、揺動軸４４回りにおいて、仰角調節用支線ワイヤ１１２による引張力が及ぼされることにより、仰角調節用支線ワイヤ１１２の係止部が上方に引き上げられる方向に回動変位せしめられることとなるが、かかる回動方向とは反対側に向かって、太陽電池パネル４２を揺動軸回りで一方向に付勢する付勢手段が設けられている。なお、この付勢手段は、例えば渦巻きバネやコイルスプリング等でも良いが、太陽電池パネル４２における揺動軸４４の位置を偏倚させることにより、太陽電池パネル４２に作用する重力を利用して構成することも可能である。
【０１０２】
これにより、図６及び図８に仮想線で示されているように、仰角調節用プーリ１０２が一方向に回動して仰角調節用本線ワイヤ１０６が、仰角調節用プーリ１０２による巻取方向に駆動されると、各仰角調節用支線ワイヤ１１２が張力をもって太陽電池パネル４２に対して引上方向の駆動力を伝達して、太陽電池パネル４２が揺動軸４４を中心として水平軸回りで仰角を大きくする方向に揺動されるようになっている。また、仰角調節用プーリ１０２が他方向に回動して仰角調節用本線ワイヤ１０６が、仰角調節用プーリ１０２からの送り出し方向に駆動されると、仰角調節用支線ワイヤ１１２が張力を保ちつつ、上述の付勢手段により、太陽電池パネル４２が揺動軸４４を中心として水平軸回りで仰角を小さくする方向に揺動されるようになっている。
【０１０３】
すなわち、本実施形態では、仰角調節用本線ワイヤ１０６と複数の仰角調節用支線ワイヤ１１２から構成された仰角調節用ワイヤ１０６，１１２が、複数の太陽電池パネル４２を経由して架設されており、この仰角調節用ワイヤ１０６，１１２を介して、第二電気モータ４８の駆動力が各太陽電池パネル４２に対して仰角調節用駆動力として及ぼされるようになっている。また、複数の太陽電池パネル４２は、仰角調節用ワイヤ１０６，１１２により、同期して仰角が同じに設定されるようになっている。
【０１０４】
従って、このような本実施形態に従う構造とされた連動システム本体８０を備えた構造物内設置用太陽光発電システムにおいては、複数設置された太陽電池パネル４２の方位角および仰角を、少ない電気モータの駆動力を効率的に活用して、且つ同期して調節設定することが可能となる。それ故、第一の実施形態と同様にして受光センサ２２の検出信号に基づいて設定される太陽電池パネル４２の好適な方位角および仰角を、複数の太陽電池パネル４２に対して速やかに且つ精度良く設定することが出来る機構が、シンプルな構造で実現可能となるのである。
【０１０５】
また、第一及び第二の電気モータ３２，４８の駆動力を各太陽電池パネル４２に伝達する動力伝達機構として、ギアやロッド、アーム、リンクなどを採用することも可能であるが、本実施形態では、前述の如きワイヤ式の動力伝達機構を採用したことにより、広い範囲に設置された複数の太陽電池パネル４２に対して効率的に、駆動力を同時に且つ同期して伝達することができる。
【０１０６】
なお、各太陽電池パネル４２の方位角および仰角の調節可能範囲は、特に限定されるものでないが、配線等を考慮して、方位角の調節可能範囲を３６０度以下に制限設定することが望ましく、より好適には方位角の調節可能範囲が南向きを中心に東西各１１０度ずつとして合計２２０度以下に制限設定される。また、仰角の調節可能範囲αも、９０度以下に制限設定されることが望ましく、更には７０度以下とされることがより望ましい。このような角度調節可能範囲の設定は、機械的なストッパ機構を設ける他、リミットスイッチを用いて電気モータへの給電を停止するシステムを採用することが、システム安全設計上望ましい。
【０１０７】
また、連動して方向制御される複数の太陽電池パネル４２の数や配置形態は限定されるものでない。例えば、図６〜８では、２枚の太陽電池パネル４２が直線上に配置された状態で図示されているが、３枚以上の太陽電池パネル４２を採用することも可能であり、複数列を為すように又は千鳥状となるように、複数の太陽電池パネル４２を設置することも可能である。特に、本実施形態のように電気モータの駆動力を伝達する連動手段としてワイヤを採用する場合には、滑車等を適宜に用いてワイヤの敷設方向を任意に設定することが可能であり、太陽電池パネル４２の多様な配置形態にも容易に対応することができる。
【０１０８】
次に、本発明における太陽光発電システムの第三の実施形態が図１３〜１５に示されている。なお、太陽光発電システムの第三の実施形態において、仰角を調節するシステム、即ち仰角調節用連動手段は第二の実施形態と同様であり、図中に第二の実施形態と同一の符号を付すことにより、詳細な説明を省略する。以下、第三の実施形態における方位角調節システム、即ち方位角調節用連動手段について説明する。
【０１０９】
先ず、図１３には本実施形態の太陽電池パネル４２の連動システム本体１２０が示されている。太陽電池パネル４２の連動システム本体１２０は、第二の実施形態と同様に、複数の太陽電池パネル４２と、太陽電池パネル４２を支持する支持手段と、更に太陽電池パネル４２の方位角及び／又は仰角を同期的に連動させる連動手段を含んで構成されている。この方位角調節用連動手段には、駆動力の発生に第二の実施形態と同様に第一電気モータ３２が用いられていると共に、この第一電気モータ３２の駆動力を各太陽電池パネル４２に伝達するために、第二の実施形態ではワイヤが用いられていたが、本実施形態ではシャフト（ドライブシャフト）１２２が用いられている。
【０１１０】
具体的には、図１３，１４に示されるように、農業用ハウスの長さ方向に延びる架台ビーム７０の側面に支持プレート１２４が、ボルト等により固着されている。更に、支持プレート１２４には第一電気モータ３２がボルト等により固着されており、その出力軸３３が架台ビーム７０に沿って長さ方向に突出されている。出力軸３３には、第二の実施形態と同様に第一ロータリエンコーダ３４が設けられており、第二の実施形態と同様に太陽電池パネル４２の方位角調節に用いられる。
【０１１１】
そして、第一ロータリエンコーダ３４を備えた第一電気モータ３２の出力軸３３には、その先端部に対して、スリーブ１２６を介して、ドライブシャフト１２２が接続固定されている。ドライブシャフト１２２は直列に設置された複数個の太陽電池パネル４２を経由するようにして、架台ビーム７０の側面（水平方向）に沿って延びており、複数個の太陽電池パネル４２（図１３においては２個だが、例えば３〜１０個程度）の設置部間に跨がって延びるだけの長さを有している。また、ドライブシャフト１２２は剛性の部材とされており、長さ方向の複数箇所において、ベアリング１２７等を用いて架台ビーム７０により中心軸回りで回転可能に支持されている。
【０１１２】
一方、図１５に示されるように、太陽電池パネル４２は第一及び第二の実施形態と同様に、鉛直方向に延び出した回転駆動軸２６により支持されている。この回転駆動軸２６は、剛性を有する固定部材１２８を介して、架台ビーム７０により回転可能に支持されている。固定部材１２８の構造は限定されないが、回転駆動軸２６を長さ方向の複数箇所で中心軸回りで回転可能に且つ軸方向で移動不能に支持するようになっており、本実施形態では、上下のベアリング１３２，１３２を介して、回転駆動軸２６を支持するようになっている。
【０１１３】
また、太陽電池パネル４２の回転駆動軸２６は、ドライブシャフト１２２に対して、近接して且つ直交方向で延びるように配設されている。更に、回転駆動軸２６には、ドライブシャフト１２２と近接する位置に被駆動ギアとしてのヘリカルギア１３４が外挿されて固着されている。一方、ドライブシャフト１２２には、回転駆動軸２６と近接する位置に、それぞれ、駆動ギアとしてのヘリカルギア１３６が外挿されて固着されている。そして、これらドライブシャフト１２２のヘリカルギア１３６と、回転駆動軸２６のヘリカルギア１３４とが、互いに噛合されており、回転駆動力を直交する二軸間で方向変換して伝達するようになっている。
【０１１４】
このような構造とされた方位角調節手段によれば、第一及び第二の実施形態と同様に第一電気モータ３２が駆動制御されることにより、第一電気モータ３２の回転駆動力がドライブシャフト１２２から太陽電池パネル４２の回転駆動軸２６に及ぼされて太陽電池パネル４２の方位角が調節され得る。更に、複数の太陽電池パネル４２を用いた方位角調節用連動手段としては、先ず、複数の太陽電池パネル４２の回転駆動軸２６に装着された複数のヘリカルギア１３４に対応して、ドライブシャフト１２２の長さ方向において、複数のヘリカルギア１３６を装着する。これにより、方位角調節用モータとしての第一電気モータ３２による回転駆動力がドライブシャフト１２２に及ぼされると共に、複数のヘリカルギア１３４，１３６により回転駆動力が水平方向から鉛直方向へと変換され、それに伴い複数の回転駆動軸２６、要するに各太陽電池パネル４２が同期して回転運動せしめられ、同時に方位角の変更が可能となる。特に本実施形態では、ドライブシャフト１２２とギア機構による回転駆動力伝達系を方位角調節機構に採用したことにより、ワイヤ等による駆動力伝達系に比して、一層リニアでダイレクトな駆動力伝達が可能になり、方位角の制御精度の向上も図られ得る。また、一本のドライブシャフト１２２の回転方向を制御することで、太陽電池パネル４２を回転駆動軸２６回りで両方向に回転駆動させることが出来ることから、左右回転方向で別の駆動力伝達が必要とされるワイヤに比して、駆動力伝達部材であるドライブシャフト１２２の配設スペースが小さくて済むという利点もある。
【０１１５】
なお、ドライブシャフト１２２は、全長に亘って一体構造である必要はなく、所定長さのシャフトを相互に直列的に連結することによって一体化して用いることができる。また、架台ビーム７０が長尺で多数の太陽電池パネル４２が直列的に設置される場合には、それら多数の太陽電池パネル４２を複数のグループに分割して、各グループ毎に、各別の第一電気モータ３２とドライブシャフト１２２とで方位角駆動することも可能である。例えば、一本の架台ビーム７０上に計９台の太陽電池パネル４２が設置される場合には、３台の太陽電池パネル４２ずつ３つのグループに分けて、各グループ毎に設置した第一電気モータ３２による駆動力を、各グループ毎に設置したドライブシャフト１２２で、それぞれのグループを構成する各計３台の太陽電池パネル４２に伝達するようにしても良い。なお、このように多数の太陽電池パネル４２を複数のグループに分割する場合には、仰角制御用の第二電気モータ４８や仰角調節用ワイヤ１０６，１１２は全ての太陽電池パネル４２で共用することも可能であるが、各グループ毎に、仰角制御用の第二電気モータ４８や仰角調節用ワイヤ１０６，１１２を設けても良い。
【０１１６】
また、上述のように、多数の太陽電池パネル４２を複数のグループに分割して、各グループ毎に、各別の第一電気モータ３２とドライブシャフト１２２とで方位角駆動する場合、全ての第一電気モータ３２の駆動制御系を共通化することも可能である。即ち、何れか一つのグループの第一電気モータ３２にだけ第一ロータリエンコーダ３４を装着し、この第一ロータリエンコーダ３４による検出信号に基づいて、全ての第一電気モータ３２の駆動制御を同一に且つ同時に実行することで、全ての第一電気モータ３２で駆動される全ての太陽電池パネルの方位角を同じ方向に同時に制御することも可能である。
【０１１７】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はかかる実施形態の具体的記載によって限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様で実施可能であり、且つそのような各種態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【０１１８】
例えば、前記実施形態では第一電気モータ３２及び第二電気モータ４８の２種類を別個に設けていたが、方位角調節用モータと仰角調節用モータとして単一の電動モータを用いても良い。その場合には、機械式や電磁式のクラッチ機構を用い、電動モータによる駆動力を、方位角調節用連動手段と仰角調節用連動手段とに対して選択的に及ぼす構成が好ましい。なお、前記実施形態のように、方位角調節用と仰角調節用とで互いに独立した方向可変装置を採用することにより、方位角と仰角を同時に調節設定することも可能になる。
【０１１９】
また、前記実施形態では方位角調節用本線ワイヤ９４は、端に設けたプーリで折り返し、往動側と復動側の２本構造としていたが、仰角調節用本線ワイヤ１０６のように１本構造でも良い。その場合、方位角調節用本線ワイヤ９４の端部に、仰角調節用本線ワイヤ１０６同様にマスを係止するなど、常に張力が保たれる必要がある。更に、仰角調節用本線ワイヤ１０６については、張力を保つためにマスを係止していたが、張力を保つ効果があるのであればどのような構成でも採用し得る。
【０１２０】
更に、前記実施形態では全自動で太陽電池パネル４２の調節を行っていたが、第一及び第二の電気モータ３２，４８をマニュアル操作で正／逆回転させることで太陽電池パネル４２に対して所望の方位角や仰角を設定することを可能にするマニュアル設定モードを設けることも可能である。また、各ワイヤ９４，９８，１０６，１１２の破断や引っ掛かり等のトラブルに備え、太陽電池パネル４２の方位角や仰角を手動で調節する手動設備を設けても良い。その場合、複数の太陽電池パネル４２の方向を一つずつ手動で調節するのは大変な手間であり、手動でも連動システムを採用することが望ましい。
【符号の説明】
【０１２１】
１０：アーチ部材、１２：連結ロッド、１４：樹脂シート、２０：システム本体、２２：受光センサ、２４：支持部材、３２：第一電気モータ（方向可変装置）、３４：第一ロータリエンコーダ、４２：太陽電池パネル、４８：第二電気モータ（方向可変装置）、５６：第二ロータリエンコーダ、６２：受光素子、６８：横桟、７０：架台ビーム、９４：方位角調節用本線ワイヤ、９８：方位角調節用支線ワイヤ、１０６：仰角調節用本線ワイヤ、１１２：仰角調節用支線ワイヤ、１２２：ドライブシャフト、１３４，１３６：ヘリカルギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用ハウス等の透光性の外壁を備えた構造物内に設置される太陽電池パネルを備えた太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、家屋等の建築の他に育苗ハウスや栽培ハウス等の農業用ハウス等において、透光性の外壁を備えた構造物が提案されている。これらの構造物では、透光性の外壁を通じて構造物内に採り入れられる日射エネルギーを、照明や暖房等の手段として利用することも検討されている。
【０００３】
ところで、近年では環境問題への意識向上もあり、太陽の日射エネルギーを電気エネルギーに変換して利用する太陽光発電システムも提案されている。特に、農業用ハウスや家屋等のように電気エネルギーを消費する構造物では、その外壁の一つである屋根に太陽電池パネルを装着することにより環境負荷を軽減せしめた太陽光発電システムが提案されている。具体的には、実用新案登録第３１６１９８０号公報（特許文献１）に記載の農業用ハウスが、それである。
【０００４】
しかしながら、かかる特許文献１に記載の農業用ハウスでは、単に、従来構造の農業用ハウスの屋根に対して、太陽電池パネルを重ね合わせて装着したものに過ぎない。それ故、季節だけでなく天気や時間等によって刻々変化する日射エネルギーを電気エネルギーに効率的に変換できるものではなかった。
【０００５】
また、特許文献１には、太陽電池パネルの受光面を太陽の天動に追従転回可能にして受光発電効率を最大に維持させることができる旨の記載はあるが、単なる思いつき程度の記載に止まる。即ち、単に農業用ハウスの屋根に太陽電池パネルを重ね合わせて装着しただけの特許文献１に記載の構造において、如何にして受光面を太陽の天動に追従転回可能とするのか全く開示されておらず、発明開示不十分で発明未完成と言わざるを得ない。
【０００６】
なお、太陽電池パネルの天動への追従転回装置は、例えば特開２００４−３６２８６６号公報（特許文献２）に記載されているが、カレンダーや電波時計、ＧＰＳを装備して太陽電池パネルの設置点に応じた太陽の天動を演算する制御装置が必要となることから、構造が複雑で高コスト化と大型化が避け難く、農業用ハウス等での実用性に乏しいという問題もあった。
【０００７】
しかも、仮に特許文献２に記載の如き天動への追従転回装置を採用し得たとしても、太陽電池パネルへの日射エネルギーの最大受光方向は周囲の構造物や地形等によって地点毎に相違するものであり、特に農業用ハウス等の構造物の中に太陽電池パネルが設置される場合には、構造物の骨格や透光性の外壁の構造等に応じても、日射エネルギーの最大受光方向が相違する。それ故、太陽の天動を正確に算出し得たとしても、かかる算出結果から、太陽電池パネルの受光方向を最も効率的な日射エネルギーの受光方向を制御することが困難なのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実用新案登録第３１６１９８０号公報
【特許文献２】特開２００４−３６２８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、農業用ハウス等に設置されることにより、日射エネルギーを優れた効率で電気エネルギーに変換することが出来ると共に、構造が簡単で設置が容易な新規構造の太陽光発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第一の態様は、（ａ）透光性の外壁を備えた構造物内に設置された太陽電池パネルと、（ｂ）該太陽電池パネルの設置方向を変更設定する方向可変装置と、（ｃ）指向性のある受光素子を複数方向に備えており、前記構造物内に設置されて該複数の受光素子の出力値の相互比較結果から該構造物内における最大の受光エネルギー方向を検出する受光センサと、（ｄ）該受光センサによる検出結果に基づいて前記方向可変装置を作動させて前記太陽電池パネルを前記構造物内における最大の受光エネルギー方向に向ける方向制御を行うパネル方向制御装置とを、含む構造物内設置用太陽光発電システムを、特徴とする。
【００１１】
本態様の太陽光発電システムでは、上記（ｃ）記載の特定の受光センサを採用したことにより、構造物内における最大受光方向を、実際の現場での各種方向における受光結果から直接に求めることが出来る。それ故、特許文献２に記載の如き複雑で高コストな太陽の天動演算装置を必要とすることなく、システムが設置される各現場の各種条件に応じた最適な受光方向を略リアルタイムに求めて、太陽電池パネルを最適な受光方向に向けて方向制御することが可能となるのである。
【００１２】
しかも、かかる受光センサは、構造物内に設置されることで透光性の外壁の構造や構造物の骨格の構造等による受光への影響も考慮して、特定地点における最適な受光方向を簡便に求めることが出来る。それ故、受光センサと同様に構造物内に設置される太陽電池パネルの受光方向を、最適な受光方向に高精度に向ける制御が可能となるのである。
【００１３】
なお、本発明における透光性の外壁は、日射エネルギーを透過し得るものであれば良く、透明や半透明のもの、スリット状の透孔部を備えたもの等を含み、部分的または全体に適当な着色が施されたもの等であっても良い。また、太陽電池パネルは、公知のものが何れも採用可能であり、例えば結晶性シリコンを用いた可撓性樹脂シートで覆われた構造のものが軽量で取扱いも容易であることから好適であるが、ガラスで覆われたもの等も採用可能である。
【００１４】
本発明の第二の態様は、第一の態様の太陽光発電シテスムにおいて、前記構造物が植物栽培用ハウスであり、該植物栽培用ハウスの前記外壁を構成する天井が全体に亘って透光性の外壁とされたものである。育苗用を含む植物栽培用ハウスでは、ハウス内の植物への日射を確保するために透光性の天井外壁が採用されることが多いことから、ハウス内へ多くの日射エネルギーが入射される。それ故、植物栽培用ハウス内に太陽電池パネルを設置することで外の風雨等から保護しつつ、前述の如き受光センサによる方向制御で充分な発電量を確保することが可能となる。なお、透光性の外壁は、樹脂シートや樹脂フィルム、樹脂パネル、ガラス等の各種材料で形成され得る。
【００１５】
本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様の太陽光発電システムであって、太陽光の日射量を検出する日射計を備えており、該日射計による検出値が予め設定された下限値を下回った場合には、前記パネル方向制御装置による制御を停止して前記太陽電池パネルを、予め設定された定位置に向けて方向固定に設定する定位置制御装置を設けたものである。
【００１６】
本態様の太陽光発電システムでは、例えば曇り等で日射方向が特定し難い状況では、不必要なパネル方向制御を休止することで制御エネルギーの浪費を防ぐことが出来るだけでなく、特に透光性の外壁の内部に設置された太陽電池パネルにおいて日射エネルギーを効率的に且つ安定して確保することが可能となる。
【００１７】
すなわち、設定した日射量よりも低い場合、非常に日射量が少ないため、その少ないとは言え、刻々と変化する日射量を逐一追いかけていては、制御エネルギーの浪費になってしまう。曇天時に太陽電池パネルを水平等との特定方向に向けておくと、非常に少ない日射量を確保するために太陽電池パネルを動かすのはもったいないという意義がある。特に、構造物の天井が全体に透光性の外壁とされている場合には、予め設定された定位置を、太陽電池パネルが水平となって受光面を鉛直上方に向けた状態とすることが、天井の全体を広く受光するうえで好適である。また、例えば梨地の透光性外壁を採用する場合には、透光性の外壁を通じて入射される太陽光が透光性の外壁で散乱されることから太陽電池パネルが設置された建築物内では、曇りの状態で日射方向を特定することが屋外よりも一層困難であることと、建築物の構造材等による影の影響や透光性の外壁の位置等の各種状況が影響することから、例えば太陽電池パネルの受光面を太陽の天動に追従転回させる制御が必ずしも最良ではない。要するに、予め設定された日射エネルギー量を下回った曇りの状態では、透光性の外壁の略中央部分に向けて太陽電池パネルの方向を位置決めすることで、日射エネルギー量を効率的に且つ安定して確保することが出来、しかも、時折薄日が射す太陽光の受光センサによる検出結果を刻々に反映して細かな方向制御を太陽電池パネルに反映する場合に比して制御エネルギーの浪費も防ぐことが可能となるのである。
【００１８】
特に、外壁のなかでも屋根壁の全てが透光性の樹脂シート等で構成される農業用ハウス等では、日射計による検出値が予め設定された下限値を下回って、構造物内で日射方向を特定することが困難な状況になった曇りの状態では、太陽電池パネルの表面を略水平として全面を屋根壁に広く対面させるようにすることが望ましい。これにより、曇り状態の太陽光が入射することで全体的に明るくされた屋根壁の広い領域からの日射エネルギーを、太陽電池パネルで効率的に且つ安定して受けることが可能となるのである。
【００１９】
本発明の第四の態様は、前記第一〜三の何れかの態様に係る太陽光発電シテスムであって、前記構造物の前記外壁が梨地とされたものである。梨地の外壁は、例えば農業用ハウスの外壁を構成する樹脂シートやガラス板等として従来から用いられているものであり、散乱光の割合を透明フィルムよりも高くしたもので、一般に透過光に対する散乱光の割合が１０％以上、一般に２０〜４０％程度とされたものである。特に梨地の外壁を採用した建築物に対して本発明を適用した場合にも、前述の如き受光センサによって建築物の内部で太陽電池パネルの方向を設定することが可能であると共に、建築物の骨格や設備等の内部構造による特定部位への日陰の影響を軽減し、一層安定した発電性能を得ることも可能となる。
【００２０】
本発明の第五の態様は、前記第一〜四の何れかの態様に係る太陽光発電システムであって、前記太陽電池パネルが設置された前記構造物の内部環境制御手段として、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくとも一つを備えたものである。
（ｉ）前記構造物の内部温度が予め設定された作動温度に達した場合に作動を開始して該構造物の内部と外部での換気を実行する換気扇装置。
（ｉｉ）前記構造物の屋根部分に開閉可能な開放窓を設けると共に、該構造物の内部温度が予め設定された開放温度に達した場合に該開放窓を開く一方、降雨が検出された場合に該開放窓を閉じる開放窓の開閉装置。
（ｉｉｉ）前記構造物の周壁部分に開閉可能な通気窓を設けると共に、該構造物の内部温度が予め設定された通気温度に達した場合に該通気窓を開く一方、予め設定された速度を超えた風速が検出された場合に該通気窓を閉じる通気窓の開閉装置。
【００２１】
本態様の太陽光発電システムでは、太陽電池パネルの発電効率が、設置場所の環境温度に影響を受けることを考慮して、特に高温になることに起因する発電効率の低下を防止することが、換気扇装置や開放窓開閉装置、通気窓開閉装置を利用し、また必要に応じてそれらの各装置を適宜に組み合わせて採用することにより、実現可能となる。
【００２２】
本発明の第六の態様は、前記第一〜五の何れかの態様に係る太陽光発電システムであって、前記太陽電池パネルを取り外すことによって警報信号を発する盗難防止装置が設けられているものである。なお、複数の太陽電池パネルを設置する場合には、複数の太陽電池パネルを直列的に接続する通電線を設け、当該通電線が切断されることをもって警報を発する装置を採用することで、盗難防止装置の簡略化を図ることが出来る。また、警報信号は、例えば光や音の他、特定の携帯端末（携帯電話を含む）や監視装置、コンピュータ等への通報等であっても良い。
【００２３】
本発明の第七の態様は、前記第一〜六の何れかの態様に係る太陽光発電システムであって、前記構造物の内部には、前記外壁の内方に位置して展張及び収容可能にシート状遮光体が配設されており、該シート状遮光体の展張面と該外壁との間に前記太陽電池パネルが設置されているものである。
【００２４】
本態様では、構造物の内部に照射される日射量を調節する等の目的で透光性の外壁にカーテンや寒冷紗、ブラインド等のシート状遮光体が設置される場合において、かかるシート状遮光体の状態に拘わらず太陽電池パネルによる発電を安定して継続実施することが可能となる。
【００２５】
本発明の第八の態様は、前記第一〜七の何れかの態様に係る太陽光発電システムであって、前記構造物が一方向に直線的に延びる長手構造体とされていると共に、該構造物の内部には前記外壁の屋根部分の下方を長手方向に延びる支持部材が、該構造物の骨格部材により複数箇所で支持されて配設されており、該支持部材の長さ方向で所定間隔を隔てた位置に複数の前記太陽電池パネルが設置されているものである。
【００２６】
本態様では、例えば農業用ハウス等のように一方向に長く延びる構造物の場合において、その屋根部分に沿って複数の太陽電池パネルを効率的に且つ簡単な構造で設置することが可能となる。
【００２７】
本発明の第九の態様は、前記第一〜八の何れかの態様に係る太陽光発電システムであって、前記太陽電池パネルが複数設置されていると共に、前記方向可変装置の駆動力をそれら複数の太陽電池パネルに対して同期して伝達せしめて、それら複数の太陽電池パネルの設置方向を同じ方向に変更設定する連動手段が設けられているものである。
【００２８】
本態様では、複数の太陽電池パネルを設置しつつ、それら複数の太陽電池パネルの方向制御を相互に同期させて実行することが可能になる。これにより、複数の太陽電池パネルを各別に方向制御する場合に比して、システム全体における駆動源や制御装置が少なくて済むと共に、方向制御も容易となって、システム構成のシンプル化が図られる。また、複数の太陽電池パネルを含む太陽光発電システムの設置コストが低減されると共に、方向の調節やメンテナンスの労力軽減も図られ得る。
【００２９】
本発明の第十の態様は、前記第九の態様に係る太陽光発電システムであって、前記方向可変装置が、方位角調節用モータと、仰角調節用モータとを、含んで構成されていると共に、該方向可変装置における前記連動手段が、該方位角調節用モータの駆動力を複数の前記太陽電池パネルに同期して伝達する方位角調節用連動手段と、該仰角調節用モータの駆動力を複数の前記太陽電池パネルに同期して伝達する仰角調節用連動手段とを含んで構成されているものである。
【００３０】
本態様では、複数の太陽電池パネルにおいて方位角と仰角とを各別のモータからなる駆動系によって調節されることとなる。それ故、方位角および仰角の調節に際して相互の関連が回避されて、それぞれの角度を容易に且つシンプルな機構で制御することが可能になる。
【００３１】
本発明の第十一の態様は、前記第十の態様に係る太陽光発電システムであって、複数の前記太陽電池パネルが、鉛直軸回りで回動可能とされて該鉛直軸回りの回動により方位角変更可能とされていると共に、水平軸回りで回動可能とされて該水平軸回りの回動により仰角変更可能とされている一方、複数の該太陽電池パネル間に跨って方位角用本線ワイヤと仰角用本線ワイヤとが配設されており、該方位角用本線ワイヤで前記方位角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該鉛直軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記方位角調節用連動手段が構成されていると共に、該仰角用本線ワイヤで前記仰角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該水平軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記仰角調節用連動手段が構成されているものである。
【００３２】
本態様では、複数の太陽電池パネルの連動に際し、モータの駆動力の伝達にワイヤを用いたことにより、例えばギア機構やカム機構による駆動力伝達に比して、駆動力の伝達機構を大きな自由度で且つ簡単な構造をもって敷設することが可能になる。特に、ワイヤによるモータ駆動力の伝達機構を採用することで、ギア機構やカム機構等に比してより遠方に設置された多数の太陽電池パネルへの駆動力伝達も容易に実現され得る。
【００３３】
本発明の第十二の態様は、前記第十一の態様に係る太陽光発電システムであって、前記方位角用本線ワイヤ及び前記仰角用本線ワイヤから複数の各前記太陽電池パネルに延びる方位角用支線ワイヤ及び仰角用支線ワイヤが設けられており、前記方位角調節用モータの駆動力が該方位角用本線ワイヤから該方位角用支線ワイヤを介して各該太陽電池パネルに及ぼされると共に、前記仰角調節用モータの駆動力が該仰角用本線ワイヤから該仰角用支線ワイヤを介して各該太陽電池パネルに及ぼされるようになっているものである。
【００３４】
本態様では、モータの駆動力の伝達機構において、本線ワイヤに加え、支線ワイヤを採用したことにより、本線ワイヤの敷設態様をシンプルにして構造簡略化を図りつつ、モータの駆動力を各太陽電池パネルに対して効率的に伝達することが可能になる。即ち、モータで直接的に駆動される本線ワイヤは、各太陽電池パネルの近くを通るように敷設する一方、本線ワイヤの途上から分岐するように延び出したそれぞれの支線ワイヤで各太陽電池パネルを駆動することで、本線ワイヤの敷設経路をシンプルにすると共に、各太陽電池パネルの設置位置の設定自由度を大きく確保することが可能になる。なお、本線ワイヤに比して支線ワイヤは、作用する伝達力が小さいことから、本線ワイヤに比して小径の支線ワイヤを採用することも可能である。
【００３５】
本発明の第十三の態様は、前記第十二の態様に係る太陽光発電システムであって、前記太陽電池パネルには鉛直方向に延びる回転駆動軸が設けられており、前記方位角調節用モータの駆動力が前記方位角用本線ワイヤと前記方位角用支線ワイヤとを介して該回転駆動軸に及ぼされて該回転駆動軸が回動せしめられることで方位角が調節されるようになっている一方、該太陽電池パネルには水平方向に延びる揺動軸が設けられていると共に、該太陽電池パネルにおける該揺動軸から離れた位置に前記仰角支線ワイヤが係止されており、前記仰角調節用モータの駆動力が前記仰角用本線ワイヤと該仰角支線ワイヤとを介して該太陽電池パネルに及ぼされて該太陽電池パネルが該揺動軸回りに揺動せしめられることで仰角が調節されるようになっているものである。
【００３６】
本態様では、太陽電池パネルが直交二軸回りで揺動可能に支持されていると共に、モータ駆動力が本線ワイヤおよび支線ワイヤの引張力を各軸回りの回動力に変換されて太陽電池パネルに及ぼされるようになっている。それ故、太陽電池パネルの方位角と仰角を調節可能にする機構が、太陽電池パネルにおけるシンプルな支持構造と、太陽電池パネルに対するシンプルな駆動力伝達構造とをもって、一層効率的に実現可能となる。
【００３７】
本発明の第十四の態様は、前記第十の態様に係る太陽光発電システムであって、複数の前記太陽電池パネルが、鉛直軸回りで回動可能とされて該鉛直軸回りの回動により方位角変更可能とされていると共に、水平軸回りで回動可能とされて該水平軸回りの回動により仰角変更可能とされている一方、複数の該太陽電池パネル間に跨って仰角用本線ワイヤが配設されており、該仰角用本線ワイヤで前記仰角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該水平軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記仰角調節用連動手段が構成されていると共に、複数の該太陽電池パネル間に跨がって方位角調節用のドライブシャフトが水平方向に配設されており、該ドライブシャフトで前記方位角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該鉛直軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記方位角調節用連動手段が構成されているものである。
【００３８】
本態様では、ドライブシャフトの駆動によって複数の太陽電池パネルの方位角が変更されることから、ワイヤ駆動に比して駆動力をリニアに伝達することが可能になり伝達精度の向上も可能になる。また、ワイヤ駆動に比して、構造的な強度や安定性を容易に確保して大きな駆動力の伝達にも容易に対応することが可能になり、設備の信頼性の向上も図り易い。
【００３９】
本発明の第十五の態様は、前記第十四の態様に係る太陽光発電システムであって、前記ドライブシャフトには長さ方向の複数箇所に駆動ギアが装着されていると共に、鉛直方向に延びる前記太陽電池パネルの回転駆動軸には、該駆動ギアに常時噛合されて該ドライブシャフトの回転運動を直交する該太陽電池パネルの該回転駆動軸回りの回転運動に変換する被駆動ギアが装着されており、これら駆動ギアと被駆動ギアとにより回転方向が変換されて、該ドライブシャフトの長さ方向の複数箇所に装着された複数の該駆動ギアにより複数の該太陽電池パネルが同時に各該回転駆動軸回りに同期して回転運動せしめられて方位角が変更されるようになっているものである。
【００４０】
本態様では、複数の太陽電池パネル間に跨がって延びるドライブシャフトにより各太陽電池パネルを駆動することが可能になり、太陽電池パネル間毎に分割されたドライブシャフトを使用する場合に比して、部品寸法や構造の簡略化が図られ得る。なお、駆動ギア及び被駆動ギアとしては、公知のヘリカルギアやウォームギアなどを用いることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に従う構造とされた太陽光発電システムでは、透光性の外壁が梨地等の場合や天候が曇りの場合、或いは日射が制限される山間部の場合などであっても、構造物内において太陽電池パネルを最適な受光方向に向けて方向制御することが可能となる。それ故、例えば農業用ハウス等においても、太陽電池パネルを簡単な構造で且つ優れた発電効率をもって設置することが可能となるのである。
【００４２】
また、複数の太陽電池パネルを設置するに際して、本発明の上記第九〜十五の態様に記載の連動手段を採用することにより、それら複数の態様電池パネルにおける目的とする方向制御を、システム全体としてシンプルな構造と優れた駆動効率をもって行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第一の実施形態としての太陽光発電システムを農業用ハウスに適用した一具体例を示す説明図。
【図２】図１に示された太陽光発電システムの本体構造を示す平面図。
【図３】図１に示された太陽光発電システムの本体構造を示す右側面図。
【図４】図１に示された太陽光発電システムの本体構造を示す正面図。
【図５】図１に示された太陽光発電システムの受光センサの一具体例を示す正面図。
【図６】本発明の第二の実施形態としての太陽光発電シテスムの概要構造を示す正面説明図であり、仮想線は太陽電池パネルが揺動軸を中心として、水平軸回りに回動変位した状態を示す。
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面に相当する平面説明図であり、仮想線は太陽電池パネルが回転駆動軸を中心として、鉛直軸回りに回動変位した状態を示す。
【図８】図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面に相当する断面説明図であり、仮想線は太陽電池パネルが揺動軸を中心として、水平軸回りに回動変位した状態を示す。
【図９】図６に示された太陽光発電システムにおける第一及び第二の電動モータによる駆動プーリの駆動機構を説明するための正面説明図。
【図１０】図９における平面説明図。
【図１１】図６に示された太陽光発電システムを構成する各太陽電池パネルの方位角調節用の駆動機構を説明するための正面説明図。
【図１２】図１１における底面説明図。
【図１３】本発明の第三の実施形態としての太陽光発電システムの概要構造を示す正面説明図。
【図１４】図１３に示された太陽光発電システムにおける第一の電動モータによるドライブシャフトの駆動部分を示す拡大説明図。
【図１５】図１３に示された太陽光発電システムにおける太陽電池パネルの方位角調節用の駆動機構を説明するための拡大説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００４５】
図１は、本発明の第一の実施形態である太陽光発電システムを装備した農業用ハウスの内部概略構造の斜視図である。この農業用ハウスは、好ましくは一方向に直線的に延びる長手構造体とされている。そして、同一形状とされた複数本のアーチ部材１０が互いに所定距離を隔てて設置されていると共に、それら複数本のアーチ部材１０が複数本の連結ロッド１２で相互に固定的に連結されることにより、構造物の骨格構造体が構成されている。
【００４６】
また、かかる骨格構造体には、全体を覆うようにして外壁である樹脂シート１４が装着されている。この樹脂シート１４は、従来から農業用ハウスに用いられているものが栽培種目等に応じて適宜に採用可能であるが、例えば透過光における直射光線と散乱光線との割合は適宜に設定されたものが何れも採用され得るし、適当な波長領域の光線を透過又は遮断するフィルタ機能を有するものも必要に応じて採用可能である。例えば水稲育苗には梨地状の樹脂シートが採用され得る。要するに、本実施形態の農業用ハウスでは、屋根壁だけでなく両側壁の全体が、透光性の樹脂シート１４によって構成されており、外部から日射エネルギーがハウス内に充分に導き入れられるようにされている。
【００４７】
そして、複数本のアーチ部材１０が所定距離を隔てて設置されることで、一定の断面形状で直線的に延びるハウス内空間が形成されており、このハウス内空間が育苗等の栽培用空間として利用されるようになっている。なお、ハウス内空間への出入口は、例えばハウスの長さ方向両端の壁部に対して設けられる。
【００４８】
このような農業用ハウス自体は、従来から公知のものであり、育苗ハウスや植物栽培用ハウス等として利用されているものであるから、ハウス自体の詳細構造についての説明は割愛する。尤も、そのような公知の各種の農業用ハウスに対して、何れも、本発明が適用可能である。
【００４９】
さらに、かかる農業用ハウスのハウス内空間において、本発明に従う構造とされた太陽光発電システムが設置されている。この太陽光発電システムは、図２〜４に示されたシステム本体２０と、図５に示された受光センサ２２を含んで構成されている。
【００５０】
システム本体２０は、支持部２４を備えており、この支持部２４によって、鉛直方向に延びる回転駆動軸２６が回動可能に支持されている。支持部２４は、何れも水平方向に広がる複数枚の支持プレート２８を鉛直方向で相互に離隔配置せしめて、鉛直方向に延びる複数本の連結ロッド３０でそれら複数枚の支持プレート２８を相互に連結固定することによって構成されている。
【００５１】
また、支持部２４には、方位角制御用の第一電気モータ３２が配設支持されている。そして、この第一電気モータ３２の出力軸３３が、直接に或いは適当な調速ギア等を介して、回転駆動軸２６に連結されており、第一電気モータ３２の駆動力が回転駆動軸２６に伝達されて回転駆動されるようになっている。なお、第一電気モータ３２としては、正確な制御を実現するためにサーボモータや同期モータを用いることが望ましい。
【００５２】
更にまた、支持部２４には、方位角制御用の第一ロータリエンコーダ３４が配設支持されている。そして、この第一ロータリエンコーダ３４により、回転駆動軸２６の回転位置と回転量が検出されて、検出信号が出力されるようになっている。
【００５３】
さらに、支持部２４から上方に突設された回転駆動軸２６の上端部分には、水平方向に広がる連結プレート３６が固定されており、この連結プレート３６を介して、水平方向にストレートに延びる長手状の基台フレーム３８が、回転駆動軸２６に対して固着されている。なお、本実施形態では、平行に延びる一対のパイプ部材を連結することによって構成された基台フレーム３８が採用されている。
【００５４】
また、基台フレーム３８の両端部分には、それぞれ鉛直方向に広がる一対の側壁板４０，４０が、対峙して固定されている。そして、これら一対の側壁板４０、４０の間に跨がって、太陽電池パネル４２が配設されて支持されている。
【００５５】
太陽電池パネル４２は、従来から公知のものが何れも採用可能であるが、耐久性や取扱容易性だけでなく、支持するに際しての重量の問題も考慮して、例えば被覆ガラスを用いないで可撓性が付与されたシート状の太陽電池で構成されたものが好適であり、結晶性シリコン等を用いた可撓性樹脂シート構造のもの等が採用され得る。より好適には、農業用ハウスの屋根を開放した場合の降雨やハウス内散布水等への対策を考慮して、防水シールが施された太陽電池パネル本体を、硬質樹脂や薄肉金属板等の硬質支持プレート上に敷設した構造の太陽電池パネル４２が採用される。
【００５６】
また、太陽電池パネル４２には、両側から一対の揺動軸４４，４４が突出形成されている。そして、これらの揺動軸４４，４４が、基台フレーム３８と平行に水平方向に延びる状態で配設されて、側壁板４０，４０によって揺動可能に支持されている。これにより、受光面４６が平面形状とされた太陽電池パネル４２が、水平方向に延びる揺動軸４４，４４回りで揺動可能に支持されており、かかる揺動軸４４，４４回りでの揺動に基づいて、太陽電池パネル４２の受光面４６の仰角が変更設定可能とされている。
【００５７】
さらに、一方の揺動軸４４を支持する側壁板４０には、仰角制御用の第二電気モータ４８が取り付けられており、揺動軸４４と平行に延びた第二電気モータ４８の出力軸４９には、駆動円板５０が固定されている。また、揺動軸４４の突出先端部には、軸直角方向に突出する従動アーム５２が固着されており、この従動アーム５２の先端部が、駆動円板５０の周上の一箇所に対して、伝動リンク５４により連結されている。
【００５８】
これにより、駆動円板５０と伝動リンク５４と従動アーム５２とによって、第二電気モータ４８の回転駆動力を揺動軸４４に伝達するリンク機構が構成されている。そして、第二電気モータ４８の回転作動に基づいて、揺動軸４４が所定角度範囲で往復回動せしめられ、それに伴って、太陽電池パネル４２が所定角度範囲で揺動変位せしめられて仰角が変更設定可能となっている（図３参照）。なお、第二電気モータ４４としては、第一電気モータ３２と同様、正確な制御を実現するためにサーボモータや同期モータを用いることが望ましい。
【００５９】
また、側壁板４０には、第二ロータリエンコーダ５６が装着されており、揺動軸４４ひいては太陽電池パネル４２の揺動位置と揺動量が検出されて、検出信号が出力されるようになっている。
【００６０】
さらに、このような構造とされたシステム本体２０は、受光センサ２２の検出信号に基づいて、第一電気モータ３２及び第二電気モータ４８を作動制御することにより、太陽電池パネル４２の受光面４６の方向、換言すれば太陽電池パネル４２の方位角と仰角とが、日射エネルギーを効率的に受け得るように自動的に調節されるようになっている。
【００６１】
ここにおいて、受光センサ２２は、図５に例示されているように、上半球状の支持体６０に対して複数個の受光素子６２が、各々所定位置に配設された構造となっている。各受光素子６２は、受光する光量の大きさに応じた電気信号を出力する光電変換素子等であって、例えば素子自体の特性により、又は素子の前面に装着されたレンズ等の光学部材の特性により、或いは素子の受光側の周囲を筒状の遮光体で覆う等の導光部材の特性により、有効な受光方向を特定した構造とされている。
【００６２】
そして、各受光素子６２は、上半球状の支持体６０の半径方向線に向けられており、その有効な受光方向を、各配置点において支持体６０の表面に対して垂直な外方に向けられている。
【００６３】
さらに、各受光素子６２の位置は予め特定されて、支持体６０の中心点に対する各方向、換言すれば各受光素子６２が向けられた受光方向が既知とされている。なお、受光素子６２の位置の特定は、例えば支持体６０の半球状表面に適当な座標を設けることで可能となる。具体的には、図５に例示されているように、複数本の経線６４と緯線６６とによって各受光素子６２の座標を特定することが出来、かかる座標値と支持体６０の中心点とを用いて、各受光素子６２の受光方向を特定することが出来る。
【００６４】
また、本実施形態の構造物内設置用太陽光発電システムは、制御ユニットとして、電気式の制御回路を備えており、適当な場所に別途設置する他、例えば支持体６０の内部や支持部２４の内部に設置されている。この制御回路には、システム本体２０の第一及び第二のロータリエンコーダ３４，５６の検出信号と、受光センサ２２の各受光素子６２の出力信号が入力されるようになっていると共に、それらの入力信号に基づいて予めプログラムされた信号処理回路により、システム本体２０の第一及び第二の電気モータ３２，４８への駆動制御信号を生成し、かかる駆動制御信号をシステム本体２０に出力するようになっている。
【００６５】
より具体的には、かかる制御回路は、電気信号の比較回路を含んでおり、受光センサ２２における全ての受光素子６２の出力信号を比較することで、最大の受光出力をもった受光素子６２を特定し、予め記憶された各受光素子６２の受光方向の情報を用いて、最大の光入射方向を特定するようになっている。
【００６６】
そして、この最大の光入射方向を最大の日射方向として、システム本体２０の太陽電池パネル４２の受光面４６が当該日射方向に対して直交するように、システム本体２０の第一及び第二の電気モータ３２，４８に対して駆動信号を出力するようになっている。具体的には、例えば、第一及び第二のロータリエンコーダ３４，５６の検出信号に基づいて、太陽電池パネル４２の受光面４６の方向を特定し、当該方向が目的とする方向となるように、方位角及び仰角を付与する制御を実行するようになっている。なお、このように太陽電池パネル４２の受光面４６の方位設定と制御は、第一及び第二のロータリエンコーダ３４，５６の検出信号に基づいて指示及び確認される。特に、正確な位置制御のために、第一及び第二の電気モータ３２，４８として、電源回路や制御回路の種別等を考慮してシンクロナスモータやステッピングモータ等が好適に採用され得る。
【００６７】
さらに、本実施形態では、太陽光の日射量を検出する日射計が採用されており、この日射計によって検出される検出値が予め設定された下限値を下回ることで日射方向を有効に特定できないと判定された場合には、受光センサ２２による日射方向の特定に基づく太陽電池パネル４２の方向制御を中止し、太陽電池パネル４２を水平として鉛直上方の屋根に向けて方向設定する定位置制御装置が構成されている。なお、日射計の下限値は、例えば屋外において太陽の位置を視認で特定できない程度に曇が発生している状況に対応した値とすることが出来る。また、日射計は、屋外に設置することも可能であるが、ハウス内に設置して、屋外での曇りの状況に対応した下限値を設定しておいても良い。更にまた、日射計の具体的構成は限定されず、太陽光の日射状況を検出し得るものであれば良い。それ故、ハウス外やハウス内に日射計を設置する他、ハウス内に設置した受光センサ２２が、その受光量に応じた信号値を出力し得るものであれば、かかる受光センサ２２を日射計として利用することも可能である。その際、例えば全ての受光素子６２によって検出される出力信号の総和を日射量に対応する値として利用したり、全ての受光素子６２によって検出される出力信号の標準偏差やばらつき、最大最小の差などのよって、日射量の値を推定することで判定することも可能である。なお、日射エネルギーを時間的な総和として把握する他、例えば照度計を用いて瞬間的な日射エネルギーを検出して日射量に対応する値として利用することも可能である。
【００６８】
また、このことから明らかなように、本実施形態では、太陽電池パネル４２を駆動して設置方向を変更設定する方向可変装置が、第一及び第二の電気モータ３２，４８で構成されている。また、これら第一及び第二の電気モータ３２，４８を作動制御して、太陽電池パネル４２の受光面４６を農業ハウス内における最大の受光エネルギー方向に向ける方向制御を行うパネル方向制御装置が、太陽電池パネル４２の方位を検出する第一及び第二のロータリエンコーダ３４，５６と、第一及び第二の電気モータ３２，４８の駆動のための制御回路とを含んで、構成されている。
【００６９】
そして、上述の如き構造とされたシステム本体２０は、ハウス内空間において、透光性の外壁を通じて日射エネルギーが照射される適当な箇所に設置される。その際、好適には農業用ハウスの構造部材等の日陰を可及的に避けて設置されることが望ましく、隣り合うアーチ部材１０，１０の中間部分に設置されるのが良い。具体的には、例えば図１に示されているように、各アーチ部材１０の頂部付近に、アーチ部材１０等と協働して骨格部材を構成する横桟６８を設置すると共に、複数のアーチ部材１０の各横桟６８に跨がってハウス内で屋根の下方に位置して長さ方向に連続して延びる支持部材としての架台ビーム７０を固設する。そして、この架台ビーム７０に対して、互いに隣り合うアーチ部材１０，１０間の略中央部分で、それぞれ、システム本体２０の支持部２４を固定的に支持せしめることによって、システム本体２０、ひいては太陽電池パネル４２を屋根下の日射条件の良い場所に設置することが可能である。
【００７０】
また、このようにして本実施形態では、隣り合うアーチ部材１０，１０間の全てにシステム本体２０を設置することが可能であるが、必ずしも隣り合うアーチ部材１０，１０間の全てに設置する必要はないし、反対に、隣り合うアーチ部材１０，１０間に複数のシステム本体２０を直接的或いは並列的に設置することも可能である。
【００７１】
更にまた、各システム本体２０における太陽電池パネル４２を方向制御するための受光センサ２２は、ハウス空間内の適当な位置に設置し、一つの受光センサ２２を複数のシステム本体２０で制御用に共用することも可能である。或いは、各システム本体２０毎に、一つの受光センサ２２を設けても良い。特に、受光センサ２２による検出結果は、システム本体２０の制御ひいては発電効率に直接に影響することから、システム本体２０の太陽電池パネル４２と略同じ日射条件下に置かれることが望ましく、システム本体２０の横に位置するように、受光センサ２２を、上記架台ビーム７０で支持させて設置するようにしても良い。
【００７２】
さらに、詳述のように農業用ハウスの屋根に接近した直下にシステム本体２０を設置することにより、屋根の下方を覆うようにして寒冷紗等のシート状遮光体（ハウス内への日射量を遮断するものに限らず、制限するものを含む）を設ける場合でも、かかるシート状遮光体の上側で、屋根とシート状遮光体との間にシステム本体２０を設置することが出来る。これにより、シート状遮光体の開閉状態に拘わらず、安定して有効な日射エネルギーを太陽電池パネル４２に受光させることが可能となる。
【００７３】
上述の如き構造とされた構造物内設置用太陽光発電システムにおいては、小型計量のシステム本体２０を採用したことにより、架台ビーム７０等の簡易な構造によって、屋根の直下の日射効率の良い場所に太陽発電パネルを設置することが可能になり、優れた発電効率を得ることができる。
【００７４】
しかも、特別な受光センサ２２を採用したことにより、前述の特許文献２に記載の如き複雑な追尾装置を必要とすることがなく、且つ日射エネルギーを高効率で安定して得ることが可能になる。なお、受光センサ２２による検出信号を反映して太陽電池パネル４２の方向制御を行う作動は、常時実行することも可能であるが、例えば５分毎や１０分毎、或いは３０分毎等の適当な時間間隔で実行しても良い。
【００７５】
特に本実施形態では、梨地の外壁を採用したことで、ハウス内に入射する太陽光を一層均一化することが出来たのであり、それにより、頻繁な太陽電池パネル４２の方向制御を必要とすることなく安定した電気出力を得ることが可能となる。また、複数のシステム本体２０を設置した場合においても全ての太陽発電パネル４２によって略安定した出力を得ることも可能となる。
【００７６】
なお、図面上には明示されていないが、従来公知の構造として、農業用ハウスには、内部環境制御手段としての外気導入用や内気排出用の換気扇が設置されたり、屋根部分に開閉可能な開放窓が設けられたり、側壁部分に開閉可能な通気窓が設けられたりする。これらの構造は何れも周知故に詳細構造はわざわざ開示しないが、これらの構造を、上述の如き本発明に従う太陽光発電システムと併用することで、一層優れた技術的効果が発揮され得るのである。
【００７７】
すなわち、換気扇装置を設置し、ハウス内が所定温度に達した場合には、換気扇を作動させたり換気能力を上昇させることにより、ハウス内外での換気が可能となる。農業用ハウスによる太陽電池パネル４２による発電では、ハウス内温度の必要以上の上昇を回避することが好適であり、それによって、温度上昇に伴い発電効率が低下する太陽電池パネル４２でも、その発電効率の安定確保が図られ得る。
【００７８】
同様な理由により、屋根部分に開閉可能な、或いは常時開放状態の開放窓を設けることも可能であり、例えば、予め設定された温度までハウス内の温度が上昇した場合に開放窓が開くようにしたり、降雨が検出された場合に開放窓が閉じるような開放窓の開閉装置を設けても良い。又は、周壁部分に開閉可能な、或いは常時開放状態の通気窓を設けることも可能であり、例えば、予め設定された温度までハウス内の温度が上昇した場合に通気窓が開くようにしたり、予め設定された速度を超えた風速が検出された場合に通気窓が閉じるような通気窓の開閉装置を設けても良い。これらの機能により、更なる太陽電池パネル４２の発電効率の安定確保を図ることが可能となる。
【００７９】
さらに、システム本体２０には、盗難防止装置を組み込むことが望ましく、特に本実施形態のように農業用ハウスでは、夜間等の警備が手薄となりがちであることから、自動監視システムの採用が望ましい。具体的には、例えば、太陽電池パネル４２や支持部２４において、切断しなければそれらを取り外すことができない通電線を設けておき、且つ、かかる通電線が切断されたことを感知して警報を発する警報システムを採用することが出来る。
【００８０】
ところで、上述の図１〜４に示された実施形態では、各システム本体２０において、それぞれ、太陽電池パネル４２を回転駆動軸２６を中心として鉛直軸回りで回動駆動させる方位角調節用モータとしての第一電気モータ３２と、太陽電池パネル４２を揺動軸４４，４４を中心として水平軸回りで回動駆動させる仰角調節用モータとしての第二電気モータ４８とが設けられていた。しかし、複数のシステム本体２０を構成する複数の太陽電池パネル４２において、方位角や仰角を調節するための電気モータを共用して太陽光発電システムを構成することも可能である。その一具体例が、本発明の太陽光発電システムの第二の実施形態として、図６〜８に示されている。
【００８１】
本実施形態の太陽光発電システムは、第一の実施形態と同様に一つの建造物である農業用ハウス内に設置された複数の太陽電池パネル４２を含んで構成されていると共に、それら複数の太陽電池パネル４２の方位角および仰角を相互に連動させて変更設定する太陽電池パネル４２の連動システムを備えている。なお、本実施形態では、前記第一の実施形態と同様な機能を発揮する部材に対して、それぞれ、図中に第一の実施形態と同一の符号を付することにより、詳細な説明を省略する。
【００８２】
本実施形態における太陽電池パネル４２の連動システム本体８０は、その方向可変装置として方位角可変装置と仰角可変装置とを含んでいる。方位角可変装置は、太陽電池パネル４２を回転駆動軸２６を中心として鉛直軸回りで回動駆動させるものであり、駆動力を発生する第一電気モータ３２と、この第一電気モータ３２の回転駆動力を複数の太陽電池パネル４２に対してそれぞれ伝達して回転駆動軸２６を中心として鉛直軸回りで同期的に回動作動させる方位角調節用連動手段とを含んで構成されている。また、仰角可変装置は、太陽電池パネル４２を揺動軸４４を中心として水平軸回りで揺動駆動させるものであり、駆動力を発生する第二電気モータ４８と、この第二電気モータ４８の回転駆動力を複数の太陽電池パネル４２に対してそれぞれ伝達して揺動軸４４を中心として水平軸回りで同期的に揺動作動させる仰角調節用連動手段とを含んで構成されている。
【００８３】
特に本実施形態では、方位角および仰角をそれぞれ同期的に連動制御される複数の太陽電池パネル４２が、農業用ハウスの長さ方向に延びる架台ビーム７０上で所定間隔で直列的に設置されている。また、図６，７に例示されているように架台ビーム７０の長さ方向一方の端部等において、第一及び第二の電気モータ３２，４８が設置されている。更に、架台ビーム７０に沿って方位角調節用連動手段を構成する方位角調節用ワイヤ９４，９８（後述）が架設されていると共に、農業用ハウスの屋根を長さ方向に延びる頂部ビーム材８１に沿って仰角調節用連動手段を構成する仰角調節用ワイヤ１０６，１１２（後述）が架設されている。そして、第一電気モータ３２の駆動力が方位角調節用ワイヤ９４，９８（後述）を介して複数の太陽電池パネル４２に対してそれぞれ伝達されることにより、複数の太陽電池パネル４２が同期して回転駆動軸２６回りで回動されるようになっている。また、第二電気モータ４８の駆動力が仰角調節用ワイヤ１０６，１１２（後述）を介して複数の太陽電池パネル４２に対してそれぞれ伝達されることにより、複数の太陽電池パネル４２が同期して揺動軸４４回りで揺動されるようになっている。
【００８４】
より詳細には、図９，１０に拡大図示されているように、方位角調節用の第一電気モータ３２の回転駆動力に基づいて各太陽電池パネル４２に対する方位角の調節力を発生する方位角調節用コンポーネント８２が、かかる第一の電気モータ３２と、その出力軸３３に装着された駆動プーリとしての方位角調節用プーリ８６を含んで構成されている。また、かかる方位角調節用コンポーネント８２では、各太陽電池パネル４２の方位角を、前述の受光センサ２２による検出信号に基づいて制御するために、方位角検出センサが設けられている。
【００８５】
かかる方位角検出センサは、受光センサ２２の検出信号に基づいて得られる目的とする方位角が各太陽電池パネル４２の方位角に設定されるように、目的とする方位角を参照信号として第一電気モータ３２の出力軸３３の回動位置をフィードバック制御やフィードフォワード制御等を実現できるように、参照信号と対応付け可能に駆動プーリ（方位角調節用プーリ）８６の回動位置を電気信号として検出又は設定し得るものであれば良い。具体的には、例えば第一電気モータ３２に第一のロータリエンコーダ３４を装着して、第一電気モータ３２の出力軸３３の回動位置を検出又は設定可能としたり、或いは、第一電気モータ３２の出力軸３３に電気ボリュームからなる方位角調節用ボリューム８８を装着して、電気モータ３２の出力軸３３の回動位置を検出又は設定可能とすること等によって実現され得る。
【００８６】
そして、この方位角検出センサによって検出される第一電気モータ３２の出力軸３３の回動位置を、それと同期して連動される太陽電池パネル４２の方位角として、受光センサ２２の検出信号に基づいて得られる方位角に対して対応付ける。これにより、受光センサ２２の検出信号に基づいて目的とする方位角の電気信号である参照信号が得られると、かかる参照信号に対して対応付けられた検出信号が、方位角検出センサとしての第一ロータリエンコーダ３４または方位角調節用ボリューム８８によって得られる位置まで、第一電気モータ３２を作動させて停止させることで、太陽電池パネル４２に対して、目的とする方位角を設定することが可能となる。なお、方位角検出センサは、例示のように方位角調節用コンポーネント８２に設ける他、第一の実施形態と同様に、複数の太陽電池パネル４２の何れかに対して設けることも可能である。
【００８７】
なお、本実施形態では、架台ビーム７０に対して固着されたベースプレート８９が設けられており、このベースプレート８９に対して第一電気モータ３２が固定されている。そして、第一電気モータ３２の出力軸３３が、ベースプレート８９から下方に向かって鉛直方向で突出しており、かかる出力軸３３に対して方位角調節用プーリ８６が取り付けられている。
【００８８】
また、本実施形態における各太陽電池パネル４２は、第一の実施形態と同様に方位角及び仰角を可変に支持されているが、それら各太陽電池パネル４２には、第一及び第二電気モータや第一及び第二ロータリエンコーダが直接設けられる必要がない。
【００８９】
一方、各太陽電池パネル４２を方位角変更可能に支持する回転駆動軸２６は、図１１，１２に拡大図示されているように、その下端が、架台ビーム７０に固定された上下支持プレート９０，９１により、必要に応じてベアリングや摺動スリーブを介して回動可能に支持されている。また、回転駆動軸２６の下端部分が、これら上下支持プレート９０，９１を貫通して鉛直方向で下方に突出されており、かかる突出部分に対して従動プーリ９２が装着されている。これにより、従動プーリ９２が回動駆動されることに伴って、図７に仮想線で示されているように、回転駆動軸２６ひいては太陽電池パネル４２が鉛直軸回りに回動変位せしめられるようになっている。
【００９０】
そして、農業用ハウスの架台ビーム７０に沿って架設された方位角調節用ワイヤ９４，９８（後述）を介して、方位角調節用コンポーネント８２の方位角調節用プーリ８６の回転駆動力が各太陽電池パネル４２の従動プーリ９２に伝達されて、それら各太陽電池パネル４２が連動して方位角変更されるようになっている。かかる方位角調節用ワイヤは、架台ビーム７０の長さ方向一端側に配設された方位角調節用プーリ８６と他端側に配設された図示しない折返しプーリとの間に跨がって掛け渡された無端状の方位角調節用本線ワイヤ９４を備えている。
【００９１】
また、方位角調節用本線ワイヤ９４は、複数の太陽電池パネル４２の従動プーリ９２の各近接位置を経由して掛け渡されている。更に、方位角調節用本線ワイヤ９４には、それら複数の太陽電池パネル４２の従動プーリ９２の近くに位置する方位角調節用支線ワイヤ結束位置９６，９６において、方位角調節用支線ワイヤ９８，９８が結束されている。かかる方位角調節用支線ワイヤ９８，９８は、その一端側が方位角調節用本線ワイヤ９４に固着されて、方位角調節用本線ワイヤ９４から分岐するように延び出しており、その延び出した他端側が、従動プーリ９２に対して巻き付けられて先端係止されている。従動プーリ９２は太陽電池パネル４２と連結されており、従って方位角調節用支線ワイヤ９８は太陽電池パネル４２に係止されているとも解釈できる。
【００９２】
なお、方位角調節用本線ワイヤ９４は、ループ状に掛け渡されており、各従動プーリ９２の両側に方位角調節用本線ワイヤ９４が対を為して敷設されている。これら対を為す両側の方位角調節用本線ワイヤ９４から、それぞれ方位角調節用支線ワイヤ９８が延び出して設けられている。これにより、一対の方位角調節用支線ワイヤ９８，９８が、従動プーリ９２に対して、互いに反対方向に巻き付けられている。そして、方位角調節用プーリ８６が一方向に回動して方位角調節用本線ワイヤ９４が一方向に駆動されると、一対の方位角調節用支線ワイヤ９８，９８の一方が張力をもって従動プーリ９２に一方向の回動力を伝達して、太陽電池パネル４２が一方向に回動されるようになっている。また、方位角調節用プーリ８６が他方向に回動して方位角調節用本線ワイヤ９４が他方向に駆動されると、一対の方位角調節用支線ワイヤ９８，９８の他方が張力をもって従動プーリ９２に他方向の回動力を伝達して、太陽電池パネル４２が他方向に回動されるようになっている。
【００９３】
すなわち、本実施形態では、方位角調節用本線ワイヤ９４と複数対の方位角調節用支線ワイヤ９８，９８から構成された方位角調節用ワイヤ９４，９８が、方位角調節用プーリ８６と各従動プーリ９２を経由して張設されており、この方位角調節用ワイヤ９４，９８を介して、第一電気モータ３２の駆動力が各太陽電池パネル４２に対して方位角調節用駆動力として及ぼされるようになっている。なお、従動プーリ９２と太陽電池パネル４２は実質的に連結されており、方位角調節用ワイヤ９４，９８は、太陽電池パネル４２を経由して敷設されているとも解釈できる。
【００９４】
また、方位角調節用本線ワイヤ９４は、例えばループ上にターンバックルが組み付けられることにより、その張力が設定されており、方位角調節用プーリ８６の回転によりスリップ等することなくダイレクトに駆動されるようになっている。特に本実施形態では、方位角調節用プーリ８６に対する方位角調節用本線ワイヤ９４の巻付力を安定して確保するために、一対のテンションプーリとしてのアイドラ９９，９９が設けられている。かかるアイドラ９９，９９は、架台ビーム７０で支持されており、方位角調節用プーリ８６から延び出した左右両側の方位角調節用本線ワイヤ９４，９４に対して、それぞれ、相互に接近する方向に圧力を掛けている。
【００９５】
一方、各太陽電池パネル４２における前述の仰角調節用連動手段では、図９，１０に示されているように、仰角調節用の第二電気モータ４８の回転駆動力に基づいて各太陽電池パネル４２に対する仰角の調節力を発生する仰角調節用コンポーネント１００が、かかる第二電気モータ４８と、その出力軸４９に装着された駆動プーリとしての仰角調節用プーリ１０２を含んで構成されている。また、かかる仰角調節用コンポーネント１００では、各太陽電池パネル４２の仰角を、前述の受光センサ２２による検出信号に基づいて制御するために、仰角検出センサが設けられている。かかる仰角検出センサは、前述の方位角検出センサと同様、例えば第二電気モータ４８の出力軸４９に装着される第二のロータリエンコーダ５６や仰角調節用ボリューム１０４等によって実現され得る。なお、かかる仰角検出センサを、第一の実施形態と同様に、複数の太陽電池パネル４２の何れかに設けることも可能である。
【００９６】
そして、本実施形態では、第二電気モータ４８が架台ビーム７０に対して固定的に装着されており、かかる装着状態下、第二電気モータ４８の出力軸４９が、架台ビーム７０の長さ方向に直交する水平方向に延びている。更に、この水平方向に延びた出力軸４９に対して、仰角調節用プーリ１０２が取り付けられており、かかる仰角調節用プーリ１０２に対して仰角調節用ワイヤを構成する仰角調節用本線ワイヤ１０６が巻き付けられている。
【００９７】
仰角調節用本線ワイヤ１０６は、農業用ハウスの屋根を長さ方向に延びる頂部ビーム材８１に沿って架設されており、複数の太陽電池パネル４２の上方で架台ビーム７０と平行に延びている。この仰角調節用本線ワイヤ１０６の長さ方向一方の端部が、頂部ビーム材８１の一端側に設置された定滑車１０８から下方に引き下げられ、仰角調節用コンポーネント１００の仰角調節用プーリ１０２に巻き付けられて先端係止されている。また、仰角調節用本線ワイヤ１０６の長さ方向他方の端部は、図示されていないが、頂部ビーム材８１の他端側に設置された定滑車から下方に引き下げられ、張力保持用の適当質量のマスに係止されており、仰角調節用本線ワイヤ１０６に対して緊張力が付与されている。
【００９８】
さらに、仰角調節用本線ワイヤ１０６の架設経路上には、各太陽電池パネル４２の近くに位置して複数の支線ワイヤ用定滑車１０９が設置されている。また、仰角調節用本線ワイヤ１０６には、長さ方向の複数箇所に設定された仰角調節用支線ワイヤ結束位置１１０において、それぞれ、仰角調節用支線ワイヤ１１２が結束されている。そして、各仰角調節用支線ワイヤ１１２は、その一端側が仰角調節用本線ワイヤ１０６に固着されて、仰角調節用本線ワイヤ１０６から分岐するように延び出しており、その延び出した他端側が、支線ワイヤ用定滑車１０９を経て下方に引き出され、太陽電池パネル４２に係止されている。
【００９９】
ここにおいて、太陽電池パネル４２に対する仰角調節用支線ワイヤ１１２の先端の係止位置は、揺動軸４４から離隔していれば良いが、太陽電池パネル４２に対して揺動駆動力を効率的に伝達するように、揺動軸４４からの離隔距離がある程度大きいことが望ましい。具体的には、揺動軸４４に直交する方向において、揺動軸４４から太陽電池パネル４２の外周端縁部までの距離Ｌ（図６参照）に対して、Ｌ／２〜Ｌの距離だけ、揺動軸４４から離れた位置に仰角調節用支線ワイヤ１１２の先端が係止されることが望ましい。
【０１００】
また、太陽電池パネル４２における仰角調節用支線ワイヤ１１２の係止位置は、太陽電池パネル４２の方位角が変更設定されることに伴って水平面上で変化する。それ故、仰角調節用支線ワイヤ１１２における支線ワイヤ用定滑車１０９から太陽電池パネル４２への引き出し方向の変更に追従して、支線ワイヤ用定滑車１０９の回転中心が水平面内で変更可能とされて、仰角調節用支線ワイヤ１１２がスムーズに滑動するように、支線ワイヤ用定滑車１０９は首振り可能とされることが望ましい。
【０１０１】
更にまた、各太陽電池パネル４２は、揺動軸４４回りにおいて、仰角調節用支線ワイヤ１１２による引張力が及ぼされることにより、仰角調節用支線ワイヤ１１２の係止部が上方に引き上げられる方向に回動変位せしめられることとなるが、かかる回動方向とは反対側に向かって、太陽電池パネル４２を揺動軸回りで一方向に付勢する付勢手段が設けられている。なお、この付勢手段は、例えば渦巻きバネやコイルスプリング等でも良いが、太陽電池パネル４２における揺動軸４４の位置を偏倚させることにより、太陽電池パネル４２に作用する重力を利用して構成することも可能である。
【０１０２】
これにより、図６及び図８に仮想線で示されているように、仰角調節用プーリ１０２が一方向に回動して仰角調節用本線ワイヤ１０６が、仰角調節用プーリ１０２による巻取方向に駆動されると、各仰角調節用支線ワイヤ１１２が張力をもって太陽電池パネル４２に対して引上方向の駆動力を伝達して、太陽電池パネル４２が揺動軸４４を中心として水平軸回りで仰角を大きくする方向に揺動されるようになっている。また、仰角調節用プーリ１０２が他方向に回動して仰角調節用本線ワイヤ１０６が、仰角調節用プーリ１０２からの送り出し方向に駆動されると、仰角調節用支線ワイヤ１１２が張力を保ちつつ、上述の付勢手段により、太陽電池パネル４２が揺動軸４４を中心として水平軸回りで仰角を小さくする方向に揺動されるようになっている。
【０１０３】
すなわち、本実施形態では、仰角調節用本線ワイヤ１０６と複数の仰角調節用支線ワイヤ１１２から構成された仰角調節用ワイヤ１０６，１１２が、複数の太陽電池パネル４２を経由して架設されており、この仰角調節用ワイヤ１０６，１１２を介して、第二電気モータ４８の駆動力が各太陽電池パネル４２に対して仰角調節用駆動力として及ぼされるようになっている。また、複数の太陽電池パネル４２は、仰角調節用ワイヤ１０６，１１２により、同期して仰角が同じに設定されるようになっている。
【０１０４】
従って、このような本実施形態に従う構造とされた連動システム本体８０を備えた構造物内設置用太陽光発電システムにおいては、複数設置された太陽電池パネル４２の方位角および仰角を、少ない電気モータの駆動力を効率的に活用して、且つ同期して調節設定することが可能となる。それ故、第一の実施形態と同様にして受光センサ２２の検出信号に基づいて設定される太陽電池パネル４２の好適な方位角および仰角を、複数の太陽電池パネル４２に対して速やかに且つ精度良く設定することが出来る機構が、シンプルな構造で実現可能となるのである。
【０１０５】
また、第一及び第二の電気モータ３２，４８の駆動力を各太陽電池パネル４２に伝達する動力伝達機構として、ギアやロッド、アーム、リンクなどを採用することも可能であるが、本実施形態では、前述の如きワイヤ式の動力伝達機構を採用したことにより、広い範囲に設置された複数の太陽電池パネル４２に対して効率的に、駆動力を同時に且つ同期して伝達することができる。
【０１０６】
なお、各太陽電池パネル４２の方位角および仰角の調節可能範囲は、特に限定されるものでないが、配線等を考慮して、方位角の調節可能範囲を３６０度以下に制限設定することが望ましく、より好適には方位角の調節可能範囲が南向きを中心に東西各１１０度ずつとして合計２２０度以下に制限設定される。また、仰角の調節可能範囲αも、９０度以下に制限設定されることが望ましく、更には７０度以下とされることがより望ましい。このような角度調節可能範囲の設定は、機械的なストッパ機構を設ける他、リミットスイッチを用いて電気モータへの給電を停止するシステムを採用することが、システム安全設計上望ましい。
【０１０７】
また、連動して方向制御される複数の太陽電池パネル４２の数や配置形態は限定されるものでない。例えば、図６〜８では、２枚の太陽電池パネル４２が直線上に配置された状態で図示されているが、３枚以上の太陽電池パネル４２を採用することも可能であり、複数列を為すように又は千鳥状となるように、複数の太陽電池パネル４２を設置することも可能である。特に、本実施形態のように電気モータの駆動力を伝達する連動手段としてワイヤを採用する場合には、滑車等を適宜に用いてワイヤの敷設方向を任意に設定することが可能であり、太陽電池パネル４２の多様な配置形態にも容易に対応することができる。
【０１０８】
次に、本発明における太陽光発電システムの第三の実施形態が図１３〜１５に示されている。なお、太陽光発電システムの第三の実施形態において、仰角を調節するシステム、即ち仰角調節用連動手段は第二の実施形態と同様であり、図中に第二の実施形態と同一の符号を付すことにより、詳細な説明を省略する。以下、第三の実施形態における方位角調節システム、即ち方位角調節用連動手段について説明する。
【０１０９】
先ず、図１３には本実施形態の太陽電池パネル４２の連動システム本体１２０が示されている。太陽電池パネル４２の連動システム本体１２０は、第二の実施形態と同様に、複数の太陽電池パネル４２と、太陽電池パネル４２を支持する支持手段と、更に太陽電池パネル４２の方位角及び／又は仰角を同期的に連動させる連動手段を含んで構成されている。この方位角調節用連動手段には、駆動力の発生に第二の実施形態と同様に第一電気モータ３２が用いられていると共に、この第一電気モータ３２の駆動力を各太陽電池パネル４２に伝達するために、第二の実施形態ではワイヤが用いられていたが、本実施形態ではシャフト（ドライブシャフト）１２２が用いられている。
【０１１０】
具体的には、図１３，１４に示されるように、農業用ハウスの長さ方向に延びる架台ビーム７０の側面に支持プレート１２４が、ボルト等により固着されている。更に、支持プレート１２４には第一電気モータ３２がボルト等により固着されており、その出力軸３３が架台ビーム７０に沿って長さ方向に突出されている。出力軸３３には、第二の実施形態と同様に第一ロータリエンコーダ３４が設けられており、第二の実施形態と同様に太陽電池パネル４２の方位角調節に用いられる。
【０１１１】
そして、第一ロータリエンコーダ３４を備えた第一電気モータ３２の出力軸３３には、その先端部に対して、スリーブ１２６を介して、ドライブシャフト１２２が接続固定されている。ドライブシャフト１２２は直列に設置された複数個の太陽電池パネル４２を経由するようにして、架台ビーム７０の側面（水平方向）に沿って延びており、複数個の太陽電池パネル４２（図１３においては２個だが、例えば３〜１０個程度）の設置部間に跨がって延びるだけの長さを有している。また、ドライブシャフト１２２は剛性の部材とされており、長さ方向の複数箇所において、ベアリング１２７等を用いて架台ビーム７０により中心軸回りで回転可能に支持されている。
【０１１２】
一方、図１５に示されるように、太陽電池パネル４２は第一及び第二の実施形態と同様に、鉛直方向に延び出した回転駆動軸２６により支持されている。この回転駆動軸２６は、剛性を有する固定部材１２８を介して、架台ビーム７０により回転可能に支持されている。固定部材１２８の構造は限定されないが、回転駆動軸２６を長さ方向の複数箇所で中心軸回りで回転可能に且つ軸方向で移動不能に支持するようになっており、本実施形態では、上下のベアリング１３２，１３２を介して、回転駆動軸２６を支持するようになっている。
【０１１３】
また、太陽電池パネル４２の回転駆動軸２６は、ドライブシャフト１２２に対して、近接して且つ直交方向で延びるように配設されている。更に、回転駆動軸２６には、ドライブシャフト１２２と近接する位置に被駆動ギアとしてのヘリカルギア１３４が外挿されて固着されている。一方、ドライブシャフト１２２には、回転駆動軸２６と近接する位置に、それぞれ、駆動ギアとしてのヘリカルギア１３６が外挿されて固着されている。そして、これらドライブシャフト１２２のヘリカルギア１３６と、回転駆動軸２６のヘリカルギア１３４とが、互いに噛合されており、回転駆動力を直交する二軸間で方向変換して伝達するようになっている。
【０１１４】
このような構造とされた方位角調節手段によれば、第一及び第二の実施形態と同様に第一電気モータ３２が駆動制御されることにより、第一電気モータ３２の回転駆動力がドライブシャフト１２２から太陽電池パネル４２の回転駆動軸２６に及ぼされて太陽電池パネル４２の方位角が調節され得る。更に、複数の太陽電池パネル４２を用いた方位角調節用連動手段としては、先ず、複数の太陽電池パネル４２の回転駆動軸２６に装着された複数のヘリカルギア１３４に対応して、ドライブシャフト１２２の長さ方向において、複数のヘリカルギア１３６を装着する。これにより、方位角調節用モータとしての第一電気モータ３２による回転駆動力がドライブシャフト１２２に及ぼされると共に、複数のヘリカルギア１３４，１３６により回転駆動力が水平方向から鉛直方向へと変換され、それに伴い複数の回転駆動軸２６、要するに各太陽電池パネル４２が同期して回転運動せしめられ、同時に方位角の変更が可能となる。特に本実施形態では、ドライブシャフト１２２とギア機構による回転駆動力伝達系を方位角調節機構に採用したことにより、ワイヤ等による駆動力伝達系に比して、一層リニアでダイレクトな駆動力伝達が可能になり、方位角の制御精度の向上も図られ得る。また、一本のドライブシャフト１２２の回転方向を制御することで、太陽電池パネル４２を回転駆動軸２６回りで両方向に回転駆動させることが出来ることから、左右回転方向で別の駆動力伝達が必要とされるワイヤに比して、駆動力伝達部材であるドライブシャフト１２２の配設スペースが小さくて済むという利点もある。
【０１１５】
なお、ドライブシャフト１２２は、全長に亘って一体構造である必要はなく、所定長さのシャフトを相互に直列的に連結することによって一体化して用いることができる。また、架台ビーム７０が長尺で多数の太陽電池パネル４２が直列的に設置される場合には、それら多数の太陽電池パネル４２を複数のグループに分割して、各グループ毎に、各別の第一電気モータ３２とドライブシャフト１２２とで方位角駆動することも可能である。例えば、一本の架台ビーム７０上に計９台の太陽電池パネル４２が設置される場合には、３台の太陽電池パネル４２ずつ３つのグループに分けて、各グループ毎に設置した第一電気モータ３２による駆動力を、各グループ毎に設置したドライブシャフト１２２で、それぞれのグループを構成する各計３台の太陽電池パネル４２に伝達するようにしても良い。なお、このように多数の太陽電池パネル４２を複数のグループに分割する場合には、仰角制御用の第二電気モータ４８や仰角調節用ワイヤ１０６，１１２は全ての太陽電池パネル４２で共用することも可能であるが、各グループ毎に、仰角制御用の第二電気モータ４８や仰角調節用ワイヤ１０６，１１２を設けても良い。
【０１１６】
また、上述のように、多数の太陽電池パネル４２を複数のグループに分割して、各グループ毎に、各別の第一電気モータ３２とドライブシャフト１２２とで方位角駆動する場合、全ての第一電気モータ３２の駆動制御系を共通化することも可能である。即ち、何れか一つのグループの第一電気モータ３２にだけ第一ロータリエンコーダ３４を装着し、この第一ロータリエンコーダ３４による検出信号に基づいて、全ての第一電気モータ３２の駆動制御を同一に且つ同時に実行することで、全ての第一電気モータ３２で駆動される全ての太陽電池パネルの方位角を同じ方向に同時に制御することも可能である。
【０１１７】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はかかる実施形態の具体的記載によって限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様で実施可能であり、且つそのような各種態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【０１１８】
例えば、前記実施形態では第一電気モータ３２及び第二電気モータ４８の２種類を別個に設けていたが、方位角調節用モータと仰角調節用モータとして単一の電動モータを用いても良い。その場合には、機械式や電磁式のクラッチ機構を用い、電動モータによる駆動力を、方位角調節用連動手段と仰角調節用連動手段とに対して選択的に及ぼす構成が好ましい。なお、前記実施形態のように、方位角調節用と仰角調節用とで互いに独立した方向可変装置を採用することにより、方位角と仰角を同時に調節設定することも可能になる。
【０１１９】
また、前記実施形態では方位角調節用本線ワイヤ９４は、端に設けたプーリで折り返し、往動側と復動側の２本構造としていたが、仰角調節用本線ワイヤ１０６のように１本構造でも良い。その場合、方位角調節用本線ワイヤ９４の端部に、仰角調節用本線ワイヤ１０６同様にマスを係止するなど、常に張力が保たれる必要がある。更に、仰角調節用本線ワイヤ１０６については、張力を保つためにマスを係止していたが、張力を保つ効果があるのであればどのような構成でも採用し得る。
【０１２０】
更に、前記実施形態では全自動で太陽電池パネル４２の調節を行っていたが、第一及び第二の電気モータ３２，４８をマニュアル操作で正／逆回転させることで太陽電池パネル４２に対して所望の方位角や仰角を設定することを可能にするマニュアル設定モードを設けることも可能である。また、各ワイヤ９４，９８，１０６，１１２の破断や引っ掛かり等のトラブルに備え、太陽電池パネル４２の方位角や仰角を手動で調節する手動設備を設けても良い。その場合、複数の太陽電池パネル４２の方向を一つずつ手動で調節するのは大変な手間であり、手動でも連動システムを採用することが望ましい。
【符号の説明】
【０１２１】
１０：アーチ部材、１２：連結ロッド、１４：樹脂シート、２０：システム本体、２２：受光センサ、２４：支持部材、３２：第一電気モータ（方向可変装置）、３４：第一ロータリエンコーダ、４２：太陽電池パネル、４８：第二電気モータ（方向可変装置）、５６：第二ロータリエンコーダ、６２：受光素子、６８：横桟、７０：架台ビーム、９４：方位角調節用本線ワイヤ、９８：方位角調節用支線ワイヤ、１０６：仰角調節用本線ワイヤ、１１２：仰角調節用支線ワイヤ、１２２：ドライブシャフト、１３４，１３６：ヘリカルギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の外壁を備えた構造物内に設置された太陽電池パネルと、
該太陽電池パネルの設置方向を変更設定する方向可変装置と、
指向性のある受光素子を複数方向に備えており、前記構造物内に設置されて該複数の受光素子の出力値の相互比較結果から該構造物内における最大の受光エネルギー方向を検出する受光センサと、
該受光センサによる検出結果に基づいて前記方向可変装置を作動させて前記太陽電池パネルを前記構造物内における最大の受光エネルギー方向に向ける方向制御を行うパネル方向制御装置と
を、含むことを特徴とする構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項２】
前記構造物が植物栽培用ハウスであり、該植物栽培用ハウスの前記外壁を構成する天井が全体に亘って透光性の外壁である請求項１に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項３】
太陽光の日射量を検出する日射計を備えており、該日射計による検出値が予め設定された下限値を下回った場合には、前記パネル方向制御装置による制御を停止して前記太陽電池パネルを、予め設定された定位置に向けて方向固定に設定する定位置制御装置を設けた請求項１又は２に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項４】
前記構造物の前記外壁が梨地である請求項１〜３の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項５】
前記太陽電池パネルが設置された前記構造物の内部環境制御手段として、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくとも一つを備えた請求項１〜４の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
（ｉ）前記構造物の内部温度が予め設定された作動温度に達した場合に作動を開始して該構造物の内部と外部での換気を実行する換気扇装置。
（ｉｉ）前記構造物の屋根部分に開閉可能な開放窓を設けると共に、該構造物の内部温度が予め設定された開放温度に達した場合に該開放窓を開く一方、降雨が検出された場合に該開放窓を閉じる開放窓の開閉装置。
（ｉｉｉ）前記構造物の周壁部分に開閉可能な通気窓を設けると共に、該構造物の内部温度が予め設定された通気温度に達した場合に該通気窓を開く一方、予め設定された速度を超えた風速が検出された場合に該通気窓を閉じる通気窓の開閉装置。
【請求項６】
前記太陽電池パネルを取り外すことによって警報信号を発する盗難防止装置が設けられている請求項１〜５の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項７】
前記構造物の内部には、前記外壁の内方に位置して展張及び収容可能にシート状遮光体が配設されており、該シート状遮光体の展張面と該外壁との間に前記太陽電池パネルが設置されている請求項１〜６の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項８】
前記構造物が一方向に直線的に延びる長手構造体とされていると共に、該構造物の内部には前記外壁の屋根部分の下方を長手方向に延びる支持部材が、該構造物の骨格部材により複数箇所で支持されて配設されており、該支持部材の長さ方向で所定間隔を隔てた位置に複数の前記太陽電池パネルが設置されている請求項１〜７の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項９】
前記太陽電池パネルが複数設置されていると共に、
前記方向可変装置の駆動力をそれら複数の太陽電池パネルに対して同期して伝達せしめて、それら複数の太陽電池パネルの設置方向を同じ方向に変更設定する連動手段が設けられている請求項１〜８の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１０】
前記方向可変装置が、
方位角調節用モータと、仰角調節用モータとを、含んで構成されていると共に、
該方向可変装置における前記連動手段が、
該方位角調節用モータの駆動力を複数の前記太陽電池パネルに同期して伝達する方位角調節用連動手段と、該仰角調節用モータの駆動力を複数の前記太陽電池パネルに同期して伝達する仰角調節用連動手段とを、含んで構成されている
請求項９に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１１】
複数の前記太陽電池パネルが、鉛直軸回りで回動可能とされて該鉛直軸回りの回動により方位角変更可能とされていると共に、水平軸回りで回動可能とされて該水平軸回りの回動により仰角変更可能とされている一方、
複数の該太陽電池パネル間に跨って方位角用本線ワイヤと仰角用本線ワイヤとが配設されており、
該方位角用本線ワイヤで前記方位角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該鉛直軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記方位角調節用連動手段が構成されていると共に、
該仰角用本線ワイヤで前記仰角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該水平軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記仰角調節用連動手段が構成されている
請求項１０に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１２】
前記方位角用本線ワイヤ及び前記仰角用本線ワイヤから複数の各前記太陽電池パネルに延びる方位角用支線ワイヤ及び仰角用支線ワイヤが設けられており、
前記方位角調節用モータの駆動力が該方位角用本線ワイヤから該方位角用支線ワイヤを介して各該太陽電池パネルに及ぼされると共に、前記仰角調節用モータの駆動力が該仰角用本線ワイヤから該仰角用支線ワイヤを介して各該太陽電池パネルに及ぼされるようになっている請求項１１に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１３】
前記太陽電池パネルには鉛直方向に延びる回転駆動軸が設けられており、前記方位角調節用モータの駆動力が前記方位角用本線ワイヤと前記方位角用支線ワイヤとを介して該回転駆動軸に及ぼされて該回転駆動軸が回動せしめられることで方位角が調節されるようになっている一方、
該太陽電池パネルには水平方向に延びる揺動軸が設けられていると共に、該太陽電池パネルにおける該揺動軸から離れた位置に前記仰角支線ワイヤが係止されており、前記仰角調節用モータの駆動力が前記仰角用本線ワイヤと該仰角支線ワイヤとを介して該太陽電池パネルに及ぼされて該太陽電池パネルが該揺動軸回りに揺動せしめられることで仰角が調節されるようになっている請求項１２に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１４】
複数の前記太陽電池パネルが、鉛直軸回りで回動可能とされて該鉛直軸回りの回動により方位角変更可能とされていると共に、水平軸回りで回動可能とされて該水平軸回りの回動により仰角変更可能とされている一方、
複数の該太陽電池パネル間に跨って仰角用本線ワイヤが配設されており、
該仰角用本線ワイヤで前記仰角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該水平軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記仰角調節用連動手段が構成されていると共に、
複数の該太陽電池パネル間に跨がって方位角調節用のドライブシャフトが水平方向に配設されており、
該ドライブシャフトで前記方位角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該鉛直軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記方位角調節用連動手段が構成されている
請求項１０に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１５】
前記ドライブシャフトには長さ方向の複数箇所に駆動ギアが装着されていると共に、鉛直方向に延びる前記太陽電池パネルの回転駆動軸には、該駆動ギアに常時噛合されて該ドライブシャフトの回転運動を直交する該太陽電池パネルの該回転駆動軸回りの回転運動に変換する被駆動ギアが装着されており、これら駆動ギアと被駆動ギアとにより回転方向が変換されて、該ドライブシャフトの長さ方向の複数箇所に装着された複数の該駆動ギアにより複数の該太陽電池パネルが同時に各該回転駆動軸回りに同期して回転運動せしめられて方位角が変更されるようになっている請求項１４に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１】
透光性の外壁を備えた構造物内に設置された太陽電池パネルと、
該太陽電池パネルの設置方向を変更設定する方向可変装置と、
指向性のある受光素子を複数方向に備えており、前記構造物内に設置されて該複数の受光素子の出力値の相互比較結果から該構造物内における最大の受光エネルギー方向を検出する受光センサと、
該受光センサによる検出結果に基づいて前記方向可変装置を作動させて前記太陽電池パネルを前記構造物内における最大の受光エネルギー方向に向ける方向制御を行うパネル方向制御装置と
を、含むことを特徴とする構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項２】
前記構造物が植物栽培用ハウスであり、該植物栽培用ハウスの前記外壁を構成する天井が全体に亘って透光性の外壁である請求項１に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項３】
太陽光の日射量を検出する日射計を備えており、該日射計による検出値が予め設定された下限値を下回った場合には、前記パネル方向制御装置による制御を停止して前記太陽電池パネルを、予め設定された定位置に向けて方向固定に設定する定位置制御装置を設けた請求項１又は２に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項４】
前記構造物の前記外壁が梨地である請求項１〜３の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項５】
前記太陽電池パネルが設置された前記構造物の内部環境制御手段として、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくとも一つを備えた請求項１〜４の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
（ｉ）前記構造物の内部温度が予め設定された作動温度に達した場合に作動を開始して該構造物の内部と外部での換気を実行する換気扇装置。
（ｉｉ）前記構造物の屋根部分に開閉可能な開放窓を設けると共に、該構造物の内部温度が予め設定された開放温度に達した場合に該開放窓を開く一方、降雨が検出された場合に該開放窓を閉じる開放窓の開閉装置。
（ｉｉｉ）前記構造物の周壁部分に開閉可能な通気窓を設けると共に、該構造物の内部温度が予め設定された通気温度に達した場合に該通気窓を開く一方、予め設定された速度を超えた風速が検出された場合に該通気窓を閉じる通気窓の開閉装置。
【請求項６】
前記太陽電池パネルを取り外すことによって警報信号を発する盗難防止装置が設けられている請求項１〜５の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項７】
前記構造物の内部には、前記外壁の内方に位置して展張及び収容可能にシート状遮光体が配設されており、該シート状遮光体の展張面と該外壁との間に前記太陽電池パネルが設置されている請求項１〜６の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項８】
前記構造物が一方向に直線的に延びる長手構造体とされていると共に、該構造物の内部には前記外壁の屋根部分の下方を長手方向に延びる支持部材が、該構造物の骨格部材により複数箇所で支持されて配設されており、該支持部材の長さ方向で所定間隔を隔てた位置に複数の前記太陽電池パネルが設置されている請求項１〜７の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項９】
前記太陽電池パネルが複数設置されていると共に、
前記方向可変装置の駆動力をそれら複数の太陽電池パネルに対して同期して伝達せしめて、それら複数の太陽電池パネルの設置方向を同じ方向に変更設定する連動手段が設けられている請求項１〜８の何れか１項に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１０】
前記方向可変装置が、
方位角調節用モータと、仰角調節用モータとを、含んで構成されていると共に、
該方向可変装置における前記連動手段が、
該方位角調節用モータの駆動力を複数の前記太陽電池パネルに同期して伝達する方位角調節用連動手段と、該仰角調節用モータの駆動力を複数の前記太陽電池パネルに同期して伝達する仰角調節用連動手段とを、含んで構成されている
請求項９に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１１】
複数の前記太陽電池パネルが、鉛直軸回りで回動可能とされて該鉛直軸回りの回動により方位角変更可能とされていると共に、水平軸回りで回動可能とされて該水平軸回りの回動により仰角変更可能とされている一方、
複数の該太陽電池パネル間に跨って方位角用本線ワイヤと仰角用本線ワイヤとが配設されており、
該方位角用本線ワイヤで前記方位角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該鉛直軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記方位角調節用連動手段が構成されていると共に、
該仰角用本線ワイヤで前記仰角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該水平軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記仰角調節用連動手段が構成されている
請求項１０に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１２】
前記方位角用本線ワイヤ及び前記仰角用本線ワイヤから複数の各前記太陽電池パネルに延びる方位角用支線ワイヤ及び仰角用支線ワイヤが設けられており、
前記方位角調節用モータの駆動力が該方位角用本線ワイヤから該方位角用支線ワイヤを介して各該太陽電池パネルに及ぼされると共に、前記仰角調節用モータの駆動力が該仰角用本線ワイヤから該仰角用支線ワイヤを介して各該太陽電池パネルに及ぼされるようになっている請求項１１に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１３】
前記太陽電池パネルには鉛直方向に延びる回転駆動軸が設けられており、前記方位角調節用モータの駆動力が前記方位角用本線ワイヤと前記方位角用支線ワイヤとを介して該回転駆動軸に及ぼされて該回転駆動軸が回動せしめられることで方位角が調節されるようになっている一方、
該太陽電池パネルには水平方向に延びる揺動軸が設けられていると共に、該太陽電池パネルにおける該揺動軸から離れた位置に前記仰角支線ワイヤが係止されており、前記仰角調節用モータの駆動力が前記仰角用本線ワイヤと該仰角支線ワイヤとを介して該太陽電池パネルに及ぼされて該太陽電池パネルが該揺動軸回りに揺動せしめられることで仰角が調節されるようになっている請求項１２に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１４】
複数の前記太陽電池パネルが、鉛直軸回りで回動可能とされて該鉛直軸回りの回動により方位角変更可能とされていると共に、水平軸回りで回動可能とされて該水平軸回りの回動により仰角変更可能とされている一方、
複数の該太陽電池パネル間に跨って仰角用本線ワイヤが配設されており、
該仰角用本線ワイヤで前記仰角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該水平軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記仰角調節用連動手段が構成されていると共に、
複数の該太陽電池パネル間に跨がって方位角調節用のドライブシャフトが水平方向に配設されており、
該ドライブシャフトで前記方位角調節用モータの駆動力が複数の該太陽電池パネルにそれぞれ該鉛直軸回りの駆動力として及ぼされることにより前記方位角調節用連動手段が構成されている
請求項１０に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【請求項１５】
前記ドライブシャフトには長さ方向の複数箇所に駆動ギアが装着されていると共に、鉛直方向に延びる前記太陽電池パネルの回転駆動軸には、該駆動ギアに常時噛合されて該ドライブシャフトの回転運動を直交する該太陽電池パネルの該回転駆動軸回りの回転運動に変換する被駆動ギアが装着されており、これら駆動ギアと被駆動ギアとにより回転方向が変換されて、該ドライブシャフトの長さ方向の複数箇所に装着された複数の該駆動ギアにより複数の該太陽電池パネルが同時に各該回転駆動軸回りに同期して回転運動せしめられて方位角が変更されるようになっている請求項１４に記載の構造物内設置用太陽光発電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１４６９６７（Ｐ２０１２−１４６９６７Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７８９５４（Ｐ２０１１−２７８９５４）
【出願日】平成２３年１２月２０日（２０１１．１２．２０）
【出願人】（５９３１３１９１０）株式会社セイオー技研 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２０日（２０１１．１２．２０）
【出願人】（５９３１３１９１０）株式会社セイオー技研 (4)
【Ｆターム（参考）】
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