JP2012052346A - 太陽電池パネル架台、及び太陽電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造でありながら傾斜角度を精度よく容易に調整できる太陽電池パネル架台、及び太陽電池装置を提供する。
【解決手段】太陽電池パネルを所定の姿勢に保持して設置する太陽電池パネル架台であって、長尺の棒状部材である桁１２と、該桁の上に桁に直交するように配置され、その上に太陽電池パネルが固定される長尺の棒状部材である垂木と、桁と垂木とを連結する垂木取付金具２０と、を備え、垂木取付金具は、桁又は垂木の一方に設けられる軸部材２１と、桁又は垂木の他方に設けられ該軸部材に回動可能に具備される回動部材２２とを有し、軸部材及び回動部材には、該軸部材と該回動部材との相対的な位置を視認可能とする角度指示手段が設けられている太陽電池架台、及びこれを有する太陽電池装置とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、太陽電池パネルを敷地や屋根等に所定の姿勢を維持して固定するための太陽電池パネル架台、及びこれに太陽電池パネルを装着した太陽電池装置に関する。

地球環境保護の観点から、クリーンエネルギーとして太陽電池発電による電力利用が注目されている。例えば、一般住宅の屋根に太陽電池パネルを設置し、家庭内で使用する電力を補助するという態様がよく知られている。近年においては太陽電池による大規模発電が模索され、広大な敷地に多数の太陽電池パネルを設置して多量の電力を供給する試みが行われている。

太陽電池による発電では、太陽の位置との関係から、わが国では太陽電池パネルを水平から３０°の傾きで傾斜させて設置するのが好ましいことが知られている。しかしながら、太陽電池パネルを多数配置する場合には、太陽電池パネルをできるだけ密に配置する必要があり、隣り合う太陽電池パネルとの関係や、設置する向き等の設置環境に応じて傾斜角度を精度よく変更することが要求される。

特許文献１には、太陽電池パネルの角度を調整することができる装置が開示されている。これによれば、平板状の太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールの周縁部を把持するための枠材とから成り、枠材は、該枠材の基端部が、建物の屋根面に所定の取付間隔をおいて敷設されたレール状の架台に対して、該架台の長手方向と直交する垂直面内で回動可能に取付けられるように構成されていることを特徴としている。

特開２００７−２２４５３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、角度の調整は可能であるが、具体的なある角度に調整するに際しては、従来のように太陽電池パネルの高さ、長さ等の寸法から傾斜角度を得ていた。従って、装置ごとにその寸法を特定し、設置しなければならなかったのでその手間が大きかった。特に大量の装置を並列するような大規模な施設とする場合にはその手間も無視できるものではない。

そこで本発明は上記問題に鑑み、簡易な構造でありながら傾斜角度を精度よく容易に調整できる太陽電池パネル架台、及び太陽電池装置を提供することを課題とする。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、太陽電池パネル（２）を所定の姿勢に保持して設置する太陽電池パネル架台（１０）であって、長尺の棒状部材である桁（１２）と、該桁の上に桁に直交するように配置され、その上に太陽電池パネルが固定される長尺の棒状部材である垂木（１３）と、桁と垂木とを連結する垂木取付金具（２０）と、を備え、垂木取付金具は、桁又は垂木の一方に設けられる軸部材（２１）と、桁又は垂木の他方に設けられ該軸部材に回動可能に具備される回動部材（２２）とを有し、軸部材及び回動部材には、該軸部材と該回動部材との相対的な位置関係を視認可能とする角度指示手段（２１ｄ、２２ｄ）が設けられていることを特徴とする太陽電池パネル架台である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の太陽電池パネル架台（１０）において、軸部材（２１）側又は回転部材（２２）側のいずれか一方の角度指示手段は、その外周面に所定の間隔で設けられた複数の印（２１ｄ）であり、軸部材側又は回転部材側の他方の角度指示手段は、印を指し示す表示（２２ｄ）であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の太陽電池パネル架台（１０）の垂木（１３）の上面に太陽電池パネル（２）が固定された太陽電池装置（１）である。

本発明によれば、簡易な構造でありながら傾斜角度を精度よく容易に調整でき、その施工の効率を向上させることが可能である。

１つの実施形態にかかる太陽電池パネル架台を含む太陽電池装置が敷地に複数配列された場面を平面視した模式図である。 １つの太陽電池装置の平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図３のうち、傾斜方向で低い側となる部位に注目して拡大した図である。 図４のＶで示した部位を拡大した図である。 垂木取付金具に注目して拡大した図である。 図６にＶＩＩで示した方向から見た図である。 図３のうち、傾斜方向で高い側となる部位に注目して拡大した図である。

本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

図１は、１つの実施形態にかかる太陽電池架台１０（図２参照）を具備する太陽電池装置１が、敷地に複数並列された態様を平面視（上空から見下ろした視点）した図である。
図２は、図１に示した太陽電池装置１のうちの１つに注目し、一部を破断して示した図である。
図３は、図２にＩＩＩ−ＩＩＩで示した線に沿った断面図である。
以下、図１〜図３及び適宜示す図を参照しつつ、太陽電池パネル架台１０及び太陽電池装置１について説明する。

太陽電池装置１は、太陽電池パネル２、及びこれを所定の位置に所定の姿勢で保持する太陽電池パネル架台１０を備えている。

太陽電池パネル２は、ガラス板表面に多数の太陽電池素子が配列された全体として板状の部材である。この太陽電池パネル２を敷地に沿って複数配列し、太陽光をここに照射させて電力を得る。
ここで、太陽電池パネルの種類は特に限定されることはなく、公知の太陽電池パネルを用いることができる。

太陽電池パネル架台１０は、図２及び図３からわかるように、基礎１１、桁１２、垂木１３、桁固定金具１４、支柱１５、及び垂木取付金具２０を備える。
太陽電池パネル架台１０は、簡単には次のような構造を有している。すなわち、基礎１１の上に桁１２、１２が配置され、該桁１２の上に垂木１３、１３、…を配置し、桁１２、１２と垂木１３、１３、…とで格子状が形成される。そして垂木１３、１３、…の上に複数の太陽電池パネル２、２、…が配列される。このとき、図３からわかるように、垂木１３の長手方向一方側が低く、他方側が高くされることにより、垂木１３及び太陽電池パネル２が水平面に対してθの角度に傾けられている。
この角度θは、太陽光の照射角度や向き、隣接する太陽電池装置１、１との関係等から決められ、通常は１０°〜３５°である。
以下、太陽電池パネル架台１０の構成についてさらに詳しく説明する。

基礎１１は、敷地に太陽電池パネル架台１０を設置する際の基礎となる部材であり、例えばブロック状のコンクリートや杭により形成されている。基礎１１の下部は地面に埋設され、その上部を地表から突出させるように配置する。本実施形態の基礎１１は図２からわかるように、垂木１３の長手方向、すなわち、太陽電池パネル２の傾き方向には２か所、これに直交する方向（桁１２の長手方向）には所定の間隔を有して複数配列されている。

次に、太陽電池パネル架台１０のうち、上記した太陽電池パネル２の傾斜方向で低い側に配置される基礎１１（図２、図３にＡで示した側）周辺に具備される各部材を説明する。図４は図３のうち、当該低い側となる部位に注目して示した図である。図５は、図４にＶで示した部分を拡大した図である。

図３〜図５からわかるように、基礎１１の上面には桁固定金具１４が備えられている。桁固定金具１４は図５に現れる断面において基礎１１の面に沿って配置される基礎固定片１４ａを有し、該基礎固定片１４ａから所定の間隔を有して立設する２つの立設片１４ｂ、１４ｃを備えている。桁固定金具１４の基礎固定片１４ａが基礎１１にボルト等の固定部材により固定される。また、桁１２が立設片１４ｂ、１４ｃの間に差し込まれるように配置され、ボルトやネジにより両者が固定される。

桁１２は、長尺の部材であり図４、図５に現れる断面を有して図４、図５の紙面奥／手前方向に延在するように配置されている（図２参照）。桁１２は上記したように桁固定金具１４の立設片１４ｂ、１４ｃの間に差し込まれてボルトやネジにより固定される。図２からわかるように、長尺である桁１２は隣り合う基礎１１、１１、…のそれぞれに備えられる桁固定金具１４、１４、…間を渡されるように設置されている。

桁１２の上面のうち、垂木１３が配置される部分には、垂木取付金具２０が設けられている。垂木取付金具２０は、桁１２と垂木１３とを連結する部材で、傾斜調整手段及び角度指示手段を備えている。図６は、図５のうち垂木取付金具２０の部位に注目し、さらに拡大して示した図である。また図７は、図６のＶＩＩの方向から垂木取付金具２０を見た図であり、角度指示手段が良く表れた図である。

垂木取付金具２０は、図５〜図７からよくわかるように、軸部材２１及び回動部材２２を備えている。
軸部材２１は、円筒軸２１ａ及び桁取付片２１ｂ、２１ｃを具備している。このうち円筒軸２１ａは中空円筒状の部位である。円筒軸２１ａは図６、図７からわかるように、その外周面の一部に角度指示手段の印としての複数の溝２１ｄ、２１ｄ、…が刻設されている。溝２１ｄ、２１ｄ、…は円筒軸２１ａの軸線方向に平行なＶ字状の溝で、溝間は図６からわかるように、軸線を中心に角度αで等間隔に形成されている。αの値は特に限定されるものではないが本実施形態ではαを５°とした。また、円筒軸２１ａの外周面には円筒状の肉厚方向に段差２１ｅ、２１ｆが設けられている。
桁取付片２１ｂ、２１ｃは、円筒軸２１ａの下部から桁１２の上面に沿って延在する平板状の部材である。図５からわかるように桁取付片２１ｂ、２１ｃの端部は桁１２と係合するように形成されている。さらに、桁取付片２１ｂ、２１ｃが不図示のネジ等の固定部材により桁１２に固定されて、軸部材２１が桁１２に取り付けられる。

回動部材２２は、回動片２２ａ及び垂木取付片２２ｅ、２２ｆを具備している。
回動片２２ａは、図５、図６からわかるように、円筒軸２１ａの外周をその内側に囲んで内包するように配置される円筒状の部材で、円筒状の一部が切り欠かれている形状を有している。回動部材２２は、図７からわかるように、その外周面の一部に角度指示手段の表示としての傾斜角指示表示２２ｄ、２２ｄが設けられている。傾斜角指示表示２２ｄ、２２ｄは、上記した溝２１ｄ、２１ｄを指し示す表示である。また、図６からわかるように、回動片２２ａの切り欠かれた端部は円筒軸２１ａ側に折り曲げられ、内側に向けた突起２２ｂ、２２ｃが形成されている。
垂木取付片２２ｅ、２２ｆは、回動片２２ａの上部から垂木１３の下面に沿って延在する平板状の部材である。垂木取付片２２ｅ、２２ｆが不図示のねじ等の固定部材により垂木１３に固定され、回動部材２２が垂木１３に取り付けられる。

軸部材２１と回動部材２２とは、軸部材２１の円筒軸２１ａの外周面を囲むように、回動部材２２の回動片２２ａが配置される。これにより軸部材２１と回動部材２２とは互いに回動可能に連結される。ここで、図７からわかるように、軸部材２１の円筒軸２１ａ及び回動部材２２の回動片２２ａの回動軸方向の長さは、円筒軸２１ａの方が回動片２２ａよりも長く形成される。従って、円筒軸２１ａの溝２１ｄ、２１ｄ、…を視認することできる。そして、この溝２１ｄ、２１ｄを指し示すように傾斜角指示表示２２ｄが設けられている。従って、これらは角度指示手段として、軸部材２１と回動部材２２との回動における相対位置を正確に調整することが可能となる。
また、軸部材２１と回動部材２２との回動の範囲は、図６からわかるように、円筒軸２１ａに設けられた段差２１ｅ、２１ｆが回動片２２ａに具備された突起２２ｂ、２２ｃに引っ掛かることにより制限され、過剰な回動を禁止している。
軸部材２１と回動部材２２との位置の固定は、図５、図６からわかるように、回動片２２ａを貫通して円筒軸２１ａに螺合するネジ等の固定部材２３、２４により行うことができる。

すなわち、垂木取付金具２０によれば、軸部材２１側に桁１２が固定され、回動部材２２側に垂木１３が固定されるとともに、軸部材２１と回動部材２２とは回動可能に連結されている。ここで、軸部材２１は桁１２に固定されて回動しないので、回動部材２２が回動可能である。これにより、回動部材２２に固定される垂木１３、及び垂木１３に取り付けられる太陽電池パネル２の水平面に対する傾斜角度（図３のθ）を図５にＣで示した矢印のように調整することができる。そして、円筒軸２１ａの溝２１ｄ、２１ｄ、…と回動片２２ａの傾斜角指示表示２２ｄとの関係を、垂木１３（太陽電池パネル２）の水平面との傾斜角に設定しておく。すると当該傾斜角θを変えることにより、図７に破線で示したように傾斜角指示表示２２ｄ、２２ｄが移動（回動）し、これが指し示す溝２１ｄが変わり、その時点における傾斜角度を精度よく知ることができる。従って、太陽電池パネル２、２、…の傾斜角を容易に精度よく設定することが可能となる。
特に、広い敷地に多数の太陽電池装置を並列するときには、全ての太陽電池装置のそれぞれについて傾斜角度を合わせて設置する必要があるので、上記垂木取付金具２０を適用することにより施工の容易化、効率化を図ることができる。

本実施形態では、軸部材２２側の角度表示手段を溝２１ｄとしたが、これに限定されることはない。例えば溝ではなく、単に目盛状に線が描かれる態様であってもよい。また軸部材の軸方向端部に端部キャップを設け、ここに角度表示手段を形成してもよい。

また、本実施形態では、軸部材２１側に桁１２が固定され、回動部材２２側に垂木１３が固定される態様について説明したが、逆となる形態であってもよい。すなわち、軸部材が垂木側に固定され、回動部材が桁側に配置される態様でも同様の効果を奏するものとなる。

次に、太陽電池パネル架台１０のうち、上記した太陽電池パネル２の傾斜方向で高い側に配置される基礎１１（図２、図３にＢで示した側）周辺に具備される各部材を説明する。図８に図３のうち、傾斜方向で高い側に配置される基礎１１周辺の部分に注目して拡大した図を示した。
図８からわかるように、傾斜方向で高い側にも桁固定金具１４、桁１２、及び垂木取付金具２０が備えられている。これらの部材は、傾斜方向で低い側に具備される上記した桁固定金具１４、桁１２、及び垂木取付金具２０と共通するので、ここでは説明を省略する。傾斜方向で高い側に配置される基礎１１側には、桁固定金具１４と桁１２との間にさらに支柱１５が設けられている。

支柱１５は、図８からわかるように桁固定金具１４と桁１２とを所定の位置関係に保持する柱状の部材である。

図２、図３に戻って垂木１３について説明する。垂木１３は、傾斜方向で低い側に配置される桁１２と、傾斜方向で高い側に配置される桁１２と、を渡すように配置され、これが桁１２の長手方向に複数並列される。桁１２への垂木１３の取り付けはこれまで説明したように、傾斜角度を変えることができる垂木取付金具２０を介して行われる。そして、垂木１３の上面に太陽電池パネル２、２、…が敷設される。

上記した太陽電池パネル架台１０、太陽電池装置１は、太陽電池装置１つの大きさや、太陽電池装置が並列される数量（規模）により特に限定されることはない。ただし、太陽電池装置が多数配置される大規模な施設では、特にその効果が顕著である。すなわち、大規模な施設では、多数の全ての太陽電池装置について傾斜角度を設定して施工する必要がある。従って、本発明によれば傾斜角度を直接得ることが可能であり、施工を容易に行うことができる。また、このような多数の太陽電池装置が配列される際には傾斜角度の精度が悪いと傾斜のばらつきが目立ち、外観上も好ましくない。これに対して本発明によれば傾斜角度の精度が良いので多数の太陽電池装置間で傾斜角度が揃い、外観上も好ましいものとなる。

以上、現時点において実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う太陽電池パネル架台、及び太陽電池装置も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

１ 太陽電池装置
２ 太陽電池パネル
１０ 太陽電池パネル架台
１１ 基礎
１２ 桁
１３ 垂木
１４ 基礎取付金具
１５ 支柱
２０ 垂木取付金具
２１ 軸部材
２１ｄ 溝（角度指示手段の印）
２２ 回動部材
２２ｄ 傾斜角指示表示（角度指示手段の表示）

Claims (3)

1. 太陽電池パネルを所定の姿勢に保持して設置する太陽電池パネル架台であって、
   長尺の棒状部材である桁と、該桁の上に前記桁に直交するように配置され、その上に前記太陽電池パネルが固定される長尺の棒状部材である垂木と、前記桁と前記垂木とを連結する垂木取付金具と、を備え、
   前記垂木取付金具は、前記桁又は前記垂木の一方に設けられる軸部材と、前記桁又は前記垂木の他方に設けられ該軸部材に回動可能に具備される回動部材とを有し、
   前記軸部材及び前記回動部材には、該軸部材と該回動部材との相対的な位置関係を視認可能とする角度指示手段が設けられていることを特徴とする太陽電池パネル架台。
2. 前記軸部材側又は前記回転部材側のいずれか一方の角度指示手段は、その外周面に所定の間隔で設けられた複数の印であり、前記軸部材側又は前記回転部材側の他方の角度指示手段は、前記印を指し示す表示であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル架台。
3. 請求項１又は２に記載の太陽電池パネル架台の前記垂木の上面に太陽電池パネルが固定された太陽電池装置。

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