JP2014152545A - ソーラーパネル取付架台 - Google Patents
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Abstract
【課題】水平面に対してソーラーパネルを傾けて取り付けるタイプのソーラーパネル取付架台において、必要な剛性を確保したうえで設置コストを低減する。
【解決手段】ソーラーパネルを斜めに傾けて取り付けるソーラーパネル取付架台の構成として、第1の方向に3つ並び、第2の方向に2つ並ぶ、計6つの支持脚11と、3つの部材を直角三角形に組み合わせた一体構造を有し、第2の方向で隣り合う2つの支持脚上に取り付けられた3つのパネル支持台12と、パネル支持台12の斜辺を構成する部材を相互に連結するビーム材13と、中央のパネル支持台12と一方端側のパネル支持台12の各縦辺の部材同士を連結するブレース材14と、中央のパネル支持台12と他方端側のパネル支持台12の各縦辺の部材同士を連結するブレース材15と、を備える。ブレース材14とブレース材15は、ソーラーパネル取付架台を正面方向から見たときに山形に配置されている。
【選択図】図4
【解決手段】ソーラーパネルを斜めに傾けて取り付けるソーラーパネル取付架台の構成として、第1の方向に3つ並び、第2の方向に2つ並ぶ、計6つの支持脚11と、3つの部材を直角三角形に組み合わせた一体構造を有し、第2の方向で隣り合う2つの支持脚上に取り付けられた3つのパネル支持台12と、パネル支持台12の斜辺を構成する部材を相互に連結するビーム材13と、中央のパネル支持台12と一方端側のパネル支持台12の各縦辺の部材同士を連結するブレース材14と、中央のパネル支持台12と他方端側のパネル支持台12の各縦辺の部材同士を連結するブレース材15と、を備える。ブレース材14とブレース材15は、ソーラーパネル取付架台を正面方向から見たときに山形に配置されている。
【選択図】図4
Description
本発明は、太陽光によって発電する太陽光発電パネル(以下「ソーラーパネル」という。)を取り付けるためのソーラーパネル取付架台に関する。
近年、地球温暖化防止を目的として、メガソーラーに代表される太陽光発電所の建設が進められている。このような太陽光発電所においては、ソーラーパネル取付架台を地上(地盤上)に多数設置し、各々のソーラーパネル取付架台に複数のソーラーパネルを取り付けるのが一般的である。
ソーラーパネルは、太陽光発電量や降雪などを考慮すると、水平に設置するよりも、適度な傾斜角度をつけて設置するほうが好ましい。このため、公知のソーラーパネル取付架台の中には、鉛直面に直交する水平面(以下「水平面」という。)に対してソーラーパネルを斜めに傾けて取り付けるタイプが多くなっている(たとえば、特許文献1を参照)。
また、ソーラーパネル取付架台としては、コンクリート基礎を土台に用いたものが知られている(たとえば、特許文献2を参照)。ただし、コンクリート基礎を土台に用いると、ソーラーパネル取付架台の設置にかかるコストが多大になる。このため、コンクリート基礎を使用しないものとして、地面に複数の支持脚を据え付け、これらの支持脚を土台(基礎)にしてソーラーパネル取付架台を構成したものが知られている(たとえば、特許文献3を参照)。
ソーラーパネル取付架台においては、最終的にソーラーパネルをソーラーパネル取付架台に取り付けた状態で必要な剛性を確保するために、複数の構成部材を用いてソーラーパネル取付架台を組み立てている。その場合、ソーラーパネル取付架台の設置にかかるコストを削減するには、ソーラーパネル取付架台の組み立てに必要な構成部材の数を少なくすることが有効である。
しかしながら、ソーラーパネルを傾けて取り付けるタイプのソーラーパネル取付架台においては、ソーラーパネルの傾斜角度にあわせて特定の部材を斜めに配置し、かつ、必要な剛性を確保するために、多くの構成部材が必要になる。特に、コンクリート基礎の土台の代わりに、複数の支持脚を地面に据え付けるタイプのソーラーパネル取付架台では、それらの支持脚でソーラーパネル取付架台全体の重量を支える必要がある。このため、架台全体の揺れを抑制するために必要な構成部材の数が多くなり、それにともなってソーラーパネル取付架台の設置コストも増大する傾向にある。
本発明の主な目的は、水平面に対してソーラーパネルを傾けて取り付けるタイプのソーラーパネル取付架台の設置にかかるコストを低減することができる技術を提供することにある。
本発明の第1の態様は、
水平面に対してソーラーパネルを斜めに傾けて取り付けるタイプのソーラーパネル取付架台であって、
前記ソーラーパネル取付架台の設置場所に第1の方向に3つ並べて配置される支持脚と、前記第1の方向と直交する第2の方向に2つ並べて配置される支持脚とを含む、合計6つの支持脚を1つの組として前記設置場所に据え付けられる複数の支持脚と、
3つの部材を直角三角形に組み合わせた一体構造を有し、前記第2の方向で隣り合う2つの支持脚の上に取り付けられた3つのパネル支持台と、
前記第1の方向に並ぶ前記3つのパネル支持台の斜辺を構成する部材を相互に連結するビーム材と、
前記第1の方向で隣り合う3つの支持脚のうち、中央の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材と、一方端側の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材とを連結する第1のブレース材と、
前記第1の方向で隣り合う3つの支持脚のうち、前記中央の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材と、他方端側の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材とを連結する第2のブレース材と、
を備え、
前記第1のブレース材および前記第2のブレース材は、前記ソーラーパネル取付架台を正面方向から見たときに山形をなすように配置されている
ことを特徴とするソーラーパネル取付架台である。
水平面に対してソーラーパネルを斜めに傾けて取り付けるタイプのソーラーパネル取付架台であって、
前記ソーラーパネル取付架台の設置場所に第1の方向に3つ並べて配置される支持脚と、前記第1の方向と直交する第2の方向に2つ並べて配置される支持脚とを含む、合計6つの支持脚を1つの組として前記設置場所に据え付けられる複数の支持脚と、
3つの部材を直角三角形に組み合わせた一体構造を有し、前記第2の方向で隣り合う2つの支持脚の上に取り付けられた3つのパネル支持台と、
前記第1の方向に並ぶ前記3つのパネル支持台の斜辺を構成する部材を相互に連結するビーム材と、
前記第1の方向で隣り合う3つの支持脚のうち、中央の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材と、一方端側の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材とを連結する第1のブレース材と、
前記第1の方向で隣り合う3つの支持脚のうち、前記中央の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材と、他方端側の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材とを連結する第2のブレース材と、
を備え、
前記第1のブレース材および前記第2のブレース材は、前記ソーラーパネル取付架台を正面方向から見たときに山形をなすように配置されている
ことを特徴とするソーラーパネル取付架台である。
本発明の第2の態様は、
前記第2の方向で隣り合う2つの支持脚を互いに連結するとともに、前記パネル支持台の斜辺を構成する部材と同じ向きに傾いて配置された第3のブレース材をさらに備える
ことを特徴とする上記第1の態様に記載のソーラーパネル取付架台である。
前記第2の方向で隣り合う2つの支持脚を互いに連結するとともに、前記パネル支持台の斜辺を構成する部材と同じ向きに傾いて配置された第3のブレース材をさらに備える
ことを特徴とする上記第1の態様に記載のソーラーパネル取付架台である。
本発明の第3の態様は、
前記支持脚の下端には、当該支持脚の下端側を土の中に埋めたときに当該土の重量を受けて当該支持脚の引き抜きを抑制する張り出し部が設けられている
ことを特徴とする上記第1または第2の態様に記載のソーラーパネル取付架台である。
前記支持脚の下端には、当該支持脚の下端側を土の中に埋めたときに当該土の重量を受けて当該支持脚の引き抜きを抑制する張り出し部が設けられている
ことを特徴とする上記第1または第2の態様に記載のソーラーパネル取付架台である。
本発明によれば、水平面に対してソーラーパネルを傾けて取り付けるタイプのソーラーパネル取付架台において、必要な剛性を確保したうえで設置コストを低減することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施の形態においては、次の順序で説明する。
1.本発明の実施の形態に係る杭の構成
2.本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の構成
3.本発明の実施の形態に係る杭据え付け用の構造体の構成
4.本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の設置方法
5.本発明の実施の形態の効果
6.変形例等
本発明の実施の形態においては、次の順序で説明する。
1.本発明の実施の形態に係る杭の構成
2.本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の構成
3.本発明の実施の形態に係る杭据え付け用の構造体の構成
4.本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の設置方法
5.本発明の実施の形態の効果
6.変形例等
<1.本発明の実施の形態に係る杭の構成>
図1は本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の支持脚として用いられる杭の構成例を示す図である。また、図2は図1のA−A矢視断面図であり、図3は図1のB−B矢視断面図である。
図示した杭1は、大きくは、杭本体2と、張り出し部3と、連結部4と、を備えている。
図1は本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の支持脚として用いられる杭の構成例を示す図である。また、図2は図1のA−A矢視断面図であり、図3は図1のB−B矢視断面図である。
図示した杭1は、大きくは、杭本体2と、張り出し部3と、連結部4と、を備えている。
杭本体2は、全体に柱状に形成されている。杭本体2の断面は円形になっている。杭本体2は、たとえば、ストレートの鋼管(単管など)を用いて構成することが可能である。杭本体2の長さは、地中(土の中)に埋める部分の長さと、地上に突出させる部分の長さとを考慮して、たとえば、2m以上、4m以下の範囲内に設定される。杭本体2の外径は、杭本体2に加わる荷重を考慮して、たとえば、40mm以上、60mm以下の範囲内に設定される。
張り出し部3は、杭本体2の長さ方向において、杭本体2の下端に設けられている。杭本体2の下端は、杭1を地面に据え付けるときに下向きに配置される方の端である。張り出し部3は、杭本体2の径方向に張り出した状態で設けられている。張り出し部3は、杭本体2の外径よりも大きな外形寸法を有している。張り出し部3は、非スパイラル形状に形成されている。本形態例では、非スパイラル形状の一例として、張り出し部3が平らな板状に形成されている。
杭本体2の下端部に、このような板状の張り出し部3を設けたことは、杭1を据え付けるにあたって、杭1を地面に打ち込んだりねじ込んだりするものではないことを示唆している。この点は、これまで知られている杭とは根本的に異なる。すなわち、通常は、杭の下端を円錐形に細く形成して杭を打ち込みやすくするか、杭の先端側にスパイラル形状部を設けて杭を地面にねじ込むようにするが、本実施の形態においては、杭の打ち込みやねじ込みを阻害する形状の張り出し部3を杭本体2の下端に設けている。張り出し部3は、たとえば、四角形の鋼板を用いて構成することが可能である。上述した杭本体2は、杭1の中心軸方向から見て、張り出し部3の中央部に配置されている。張り出し部3は、たとえば、杭本体2の下端に溶接等によって固定されている。張り出し部3の両面3a,3bのうち、一方の面3aは、杭1を据え付けるときに上向きに配置され、他方の面3bは下向きに配置される。張り出し部3の一方の面(以下「上面」ともいう。)3aは、後述する土の埋め戻しに際して、土の重量(荷重圧力)を受ける面となり、他方の面(以下「下面」ともいう。)3bは、後述する据え付け予定面に接地(接触)する面となる。
連結部4は、杭本体2の長さ方向において、杭本体2の上端に設けられている。杭本体2の上端は、杭1を据え付けるときに上向きに配置される方の端である。連結部4は、ソーラーパネル取付架台の骨組みとなる部材(後述)を杭1に組み付けるために設けられたものである。連結部4は、上述した張り出し部3と同様に、四角形の鋼板を溶接等によって杭本体2の上端に固定することにより設けられる。連結部4は、杭本体2を介して張り出し部3と対向する状態に配置されている。また、杭本体2の両端において、連結部4と張り出し部3は、互いに平行に配置されている。連結部4は、張り出し部3と同様に、杭本体2の径方向に張り出した状態で設けられている。連結部4の張り出し部分には4つの貫通穴4aが設けられている。貫通穴4aは、連結部4の角部に1つずつ設けられている。連結部4の外形寸法は、張り出し部3の外形寸法よりも小さく設定されている。一例として、張り出し部3および連結部4をそれぞれ正方形の平板で構成する場合、連結部4の外形寸法は、一辺の長さがたとえば150mm以上、200mm以下の範囲内に設定され、張り出し部3の外形寸法は、一辺の長さがたとえば300mm以上、600mm以下の範囲内に設定される。また、張り出し部3および連結部4の各々の厚み(板厚)寸法は、たとえば、4mm以上、8mm以下の範囲内に設定される。杭1の表面には溶融亜鉛メッキなどの防錆処理が施されている。
<2.本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の構成>
図4は本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の構成例を示す正面図であり、図5は同平面図、図6は同側面図である。なお、図4および図6における下向きの三角印は、ソーラーパネル取付架台10の設置場所で想定される地面の位置を示している。
図4は本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の構成例を示す正面図であり、図5は同平面図、図6は同側面図である。なお、図4および図6における下向きの三角印は、ソーラーパネル取付架台10の設置場所で想定される地面の位置を示している。
図示したソーラーパネル取付架台10は、大きくは、当該取付架台の基礎を構成する部材として、複数の支持脚11を備えるとともに、当該取付架台の骨組みを構成する部材として、複数のパネル支持台12と、複数のビーム材13と、複数のブレース材14,15,16と、複数のパネル受け材17と、を備えている。ここでは、6つの支持脚11と、3つのパネル支持台12と、2つのビーム材13と、3つのブレース材14,15,16と、12個のパネル受け材17とを用いて、1つのソーラーパネル取付架台10が構成されている。このうち、6つの支持脚11は、ソーラーパネル取付架台の設置場所に第1の方向に3つ並べて配置される支持脚11と、第1の方向と直交する第2の方向に2つ並べて配置される支持脚11とを含む、合計6つの支持脚11を1つの組として、上記設置場所に据え付けられるものである。ここで記述する「第1の方向」および「第2の方向」は、水平面と平行な直交二軸方向であって、「第1の方向」は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向に該当し、「第2の方向」は、ソーラーパネル取付架台10の短手方向に該当する。各部材の表面には防錆処理(たとえば、鋼材であれば、溶融亜鉛メッキ処理など)が施されている。
支持脚11は、ソーラーパネル取付架台10の基礎となる土台を構成するものである。支持脚11は、上述した杭1を用いて構成されている。すなわち、支持脚11は、上述した杭本体2、張り出し部3および連結部4を一体に備えている。ソーラーパネル取付架台10を設置する場合は、各々の支持脚11の下端側が土の中に埋められた状態となる。
パネル支持台12は、ソーラーパネルを斜めに支持するための三角形の架台(三角架台)である。パネル支持台12は、上述した支持脚11の上に取り付けられる。ソーラーパネル取付架台10を用いてソーラーパネルを地上に設置する場合、ソーラーパネルは、水平面に対して、所定の角度(たとえば、30度前後)で傾いた状態でソーラーパネル取付架台10に取り付けられる。このため、パネル支持台12は、ソーラーパネルの設置角度に応じた斜辺を含むように、3つの部材を直角三角形に組み合わせた一体構造を有している。ここで記述する「一体構造」とは、たとえばボルトとナットを用いて部材同士を固定した構造ではなく、部材同士を溶接等によって固定した構造をいう。一体構造であるかどうかは、破壊せずに部材を分解できるかどうかによって区別される。すなわち、ボルトとナットを用いて部材を固定した構造は、ボルトとナットを取り外すことによって部材を分解することができる。このため、一体構造には含まれない。これに対して、部材同士を溶接等(一体成形を含む)によって固定した構造は、その溶接部分を破壊しないと部材を分解することができない。このため、一体構造に含まれる。本実施の形態においては、図7にも示すように、3つの部材をそれぞれ鋼材(たとえば、溝型鋼)12a,12b,12cで構成するとともに、これらの鋼材12a,12b,12cをあらかじめ溶接により相互に固定することにより、パネル支持台12を構造的に一体化している。
3つの鋼材12a,12b,12cのうち、鋼材12aは、直角三角形の底辺を形成し、鋼材12bは、直角三角形の縦辺を形成し、鋼材12cは、直角三角形の斜辺を形成する。ここで記述する「底辺」とは、上述した支持脚11の上にパネル支持台12を取り付けた状態で水平に配置される辺をいい、「縦辺」とは、支持脚11の上にパネル支持台12を取り付けた状態で垂直(鉛直)に配置される辺をいう。また、「斜辺」とは、数学上の定義と同様に「直角の対辺」であって、支持脚11の上にパネル支持台12を取り付けた状態で斜めに配置される辺をいう。鋼材12cの低位側の端部は、鋼材12aの端部よりも斜め下方に延在するように突出している。鋼材12cの高位側の端部は、鋼材12bの上端部よりも斜め上方に延在するように突出している。
鋼材12aの一端部には取付板18が設けられ、その反対側の他端部にも取付板18が設けられている。各々の取付板18は、ソーラーパネル取付架台10の短手方向で隣り合う2つの支持脚11の上にパネル支持台12を取り付けるために用いられる。2つの取付板18は、鋼材12aの長さ方向に所定の距離(ソーラーパネル取付架台10の短手方向で隣り合う2つの杭1の離間距離と同じ距離)を隔てて配置されている。取付板18は、上述した連結部4の形状および外形寸法に適合する平らな鋼板を用いて構成されている。取付板18と連結部4を同じ外形寸法の板状部材で構成した場合は、杭1の上にパネル支持台12を取り付ける場合に、それらの位置合わせが容易になるため都合がよい。取付板18には、連結部4と同様の位置関係で4つの貫通穴が設けられている。このため、上述した連結部4の上に取付板18を重ねて載せた場合は、互いに対応する貫通穴同士が同心状(理想状態)に配置される。鋼材12aの一端側では、鋼材12aの下面に溶接等によって取付板18が固定されている。また、鋼材12aの他端側では、鋼材12aの下面と鋼材12bの下端に溶接等によって取付板18が固定されている。また、鋼材12bにはブレース材14,15を取り付けるための貫通穴(不図示)が設けられ、鋼材12cには、ビーム材13を取り付けるための貫通穴(不図示)が設けられている。
ビーム材13は、3つのパネル支持台12の斜辺を構成する各鋼材12cを相互に連結している。ビーム材13は、鋼材12cの高位側と低位側にそれぞれ1つずつの計2つ設けられている。各々のビーム材13は、たとえば、長尺状の鋼材(たとえば、リップ溝型鋼)を用いて構成することが可能である。2つのビーム材13は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向と平行に配置されている。また、ソーラーパネル取付架台10の長手方向において、各々のビーム材13の両端部は、それぞれパネル支持台12よりも外側(ソーラーパネル取付架台10の側方)に突出する状態で配置されている。一方のビーム材13は、パネル支持台12の鋼材12cの高位側の端部に、ボルトとナットを用いて固定されている。他方のビーム材13は、鋼材12cの低位側の端部に、ボルトとナットを用いて固定されている。
ブレース材14,15は、主にソーラーパネル取付架台10の長手方向の揺れを抑制するものである。ブレース材14は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向に並ぶ3つのパネル支持台12のうち、中央に配置されたパネル支持台12の鋼材12bと一方端側に配置されたパネル支持台12の鋼材12bとを連結している。これに対して、ブレース材15は、上記中央に配置されたパネル支持台12の鋼材12bと他方端側に配置されたパネル支持台12の鋼材12bとを連結している。これらのブレース材14,15は、ソーラーパネル取付架台10を正面方向から見たときに、山形をなすように配置されている。すなわち、ブレース材14は、中央のパネル支持台12から一方端側のパネル支持台12に向かって低位となるように斜めに配置され、ブレース材15は、中央のパネル支持台12から他方端側のパネル支持台12に向かって低位となるように斜めに配置されている。各々のブレース材14,15は、たとえば、長尺状の鋼材(たとえば、L型鋼)を用いて構成することが可能である。各々のブレース材14,15の一端と他端は、たとえば、ボルトとナットを用いて、それぞれに対応するパネル支持台12の鋼材12bに固定されている。
一方、ブレース材16は、主にソーラーパネル取付架台10の短手方向の揺れを抑制するものである。ブレース材16は、中央のパネル支持台12を下側から支える2つの支持脚11を連結している。また、ブレース材16は、パネル支持台12の鋼材12cと同じ向きに傾いて配置されている。このため、ブレース材16は、ソーラーパネル取付架台10を正面方向から見たときに、奥側から手前側に向かって低位となるように斜めに配置される。ブレース材16は、たとえば、上述したブレース材14,15と同様の鋼材(たとえば、L型鋼)を用いて構成することが可能である。ブレース材16の一端と他端は、たとえば、ボルトとナットを用いて、それぞれに対応する支持脚11に固定されている。
パネル受け材17は、ソーラーパネルを受けて支持するものである。ソーラーパネルには、たとえば、アルミニウム等からなるフレーム材が設けられ、このフレーム材を、たとえばボルトとナットを用いてパネル受け材17に固定可能となっている。パネル受け材17は、たとえば、長尺状の鋼材(たとえば、リップ溝型鋼)を用いて構成することが可能である。
パネル受け材17は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向に適度な間隔をあけて複数取り付けられている。パネル受け材17は、2つのビーム材13の間に掛け渡すように取り付けられている。パネル受け材17は、水平面に対して斜めに傾斜している。パネル受け材17の傾斜角度は、パネル支持台12の鋼材12cの傾斜角度と同じ角度になっている。パネル受け材17の一端は、高位側に配置されたビーム材13の上を乗り越えて斜め上方に突出している。パネル受け材17の他端は、低位側に配置されたビーム材13の上を乗り越えて斜め下方に突出している。このようにパネル受け材17の両端を突出させておけば、1つのソーラーパネル取付架台10に、より多くのソーラーパネルを取り付けることが可能となる。ソーラーパネル取付架台10の長手方向で隣り合うパネル受け材17の間隔は、ソーラーパネルのフレーム材に設けられた取付用の穴の間隔にあわせて設定されている。ちなみに、ソーラーパネルは、複数のパネル受け材17を用いて格子状に配置(敷設)されるようになっている。
<3.本発明の実施の形態に係る杭据え付け用の構造体の構成>
図8は本発明の実施の形態に係る杭据え付け用の構造体の構成例を示す正面図であり、図9は同平面図、図10は同側面図である。
図示した構造体20は、ソーラーパネル取付架台10を地上に設置するにあたって、ソーラーパネル取付架台10の支持脚11を構成する複数の杭1を据え付ける場合に用いられるものである。構造体20は、大きくは、複数の下段横梁21と、複数の支柱22と、複数の上段横梁23と、1つの縦梁24と、を用いて構成されている。ここでは、一例として、3つの下段横梁21と、6つの支柱22と、3つの上段横梁23と、1つの縦梁24とを用いて、1つの構造体20が構成されている。ただし、各々の部材の数や寸法、配置等は、支持すべき杭1の数や配置等に応じて適宜変更が可能である。
図8は本発明の実施の形態に係る杭据え付け用の構造体の構成例を示す正面図であり、図9は同平面図、図10は同側面図である。
図示した構造体20は、ソーラーパネル取付架台10を地上に設置するにあたって、ソーラーパネル取付架台10の支持脚11を構成する複数の杭1を据え付ける場合に用いられるものである。構造体20は、大きくは、複数の下段横梁21と、複数の支柱22と、複数の上段横梁23と、1つの縦梁24と、を用いて構成されている。ここでは、一例として、3つの下段横梁21と、6つの支柱22と、3つの上段横梁23と、1つの縦梁24とを用いて、1つの構造体20が構成されている。ただし、各々の部材の数や寸法、配置等は、支持すべき杭1の数や配置等に応じて適宜変更が可能である。
下段横梁21は、たとえば、I型鋼を用いて構成することが可能である。下段横梁21の長さ方向の両端部には、それぞれ板状の連結金具25が設けられている。連結金具25は、構造体20に杭1を取り付けるときに、この杭1に対して着脱可能に連結されるものである。各々の連結金具25は、下段横梁21の下面に溶接等によって固定されている。連結金具25の一部は、下段横梁21からはみ出しており、このはみ出し部分に図11に示すような切り欠き部26が形成されている。図11において、符号21で示す破線部分は、下段横梁21に対する連結金具25の溶接箇所を示している。切り欠き部26は、杭1に対して連結金具25を着脱自在とするものである。各々の連結金具25の切り欠き部26は、縦梁24の長さ方向において、すべて同じ方向(一方向)を向いて配置されている。切り欠き部26の一方(開放側)は、杭1を切り欠き部26の奥側に容易に導けるように拡開している。
また、連結金具25には、2つの貫通穴27が設けられている。これらの貫通穴27は、切り欠き部26を間に挟んで配置されている。各々の貫通穴27は、連結金具25に留め具28を装着するための穴である。留め具28としては、たとえば、カスガイ(略U字形に曲がった金属の棒状部材)を用いることができる。留め具28は、連結金具25の切り欠き部26を杭1に嵌め込んだ状態で、2つの貫通穴27に留め具28の両端部を挿入することにより、杭1と連結金具25の位置を相対的に固定するものである。
支柱22は、たとえば、H型鋼を用いて構成することが可能である。支柱22は、下段横梁21の上に垂直に立てられている。支柱22の数は、構造体20で同時に支持する杭1の数と同数になっている。支柱22の両端(上下端)は、それぞれに対応する下段横梁21と上段横梁23に、たとえば、ボルトとナットを用いて固定されている。
上段横梁23は、たとえば、H型鋼を用いて構成されている。上段横梁23は、下段横梁21の直上に、下段横梁21と平行に配置されている。上段横梁23には、杭1の連結部4を取り付けるための穴が設けられている。また、上段横梁23と支柱22とが形成する各コーナー部分には、必要に応じて適宜、補強板30が取り付けられている。
縦梁24は、たとえば、H型鋼を用いて構成することが可能である。縦梁24は、3つの上段横梁23を連結するように取り付けられている。縦梁24は、各々の上段横梁23の上面に縦梁24を載せた状態で、たとえば、ボルトとナットを用いて、各々の上段横梁23に固定されている。縦梁24の上面には2つの吊り金具29が設けられている。これらの吊り金具29は、縦梁24の長さ方向に適度な距離を隔てて配置されている。
なお、図9において、上段横梁23の両端に「×印」で示す交点の位置は、構造体20に杭1を取り付けたときに、杭1の中心軸が配置される位置となる。
なお、図9において、上段横梁23の両端に「×印」で示す交点の位置は、構造体20に杭1を取り付けたときに、杭1の中心軸が配置される位置となる。
<4.本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の設置方法>
続いて、本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の設置方法について、図12〜図23を用いて説明する。
続いて、本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台の設置方法について、図12〜図23を用いて説明する。
まず、上述したソーラーパネル取付架台10を地上に設置するにあたって、設置場所の土(砂を含む)を掘る。なお、本書では、土を構成する粒子の大きさなどにかかわらず、広い意味で「土」という用語を使用している。ソーラーパネル取付架台10の設置場所の土を掘る場合は、設置場所全体を一様な深さに掘ってもかまわない。ただし、ソーラーパネル取付架台10が大型になると、それだけ土を掘る場所の面積が広くなる。このため、掘削工事に手間と時間がかかる。したがって、ソーラーパネル取付架台10の設置場所の土を掘る場合は、その設置場所のうち、複数(本形態例では6つ)の杭1を据え付ける予定の場所だけに限定して土を掘ることが好ましい。本実施の形態では、この施工法を採用することとする。ただし、その場合は、設置場所の土質によっては、土を掘る過程で穴H(図12を参照)の側壁が崩れやすくなる。このため、穴Hの崩れを枡形のブロックで防止しながら、杭1の据え付け予定場所を所望の深さまで掘ることが望ましい。掘削の深さは、ソーラーパネル取付架台10の重量や大きさ、ソーラーパネルの重量、杭1の長さや張り出し部3の大きさ等にもよるが、たとえば、1m〜3mの範囲内で適宜設定すればよい。
このように土を掘ることにより、ソーラーパネル取付架台10の設置場所において、図12に示すように、元(掘る前)の地面Gよりも深い位置に、杭1を据え付ける予定の据え付け予定面19を形成する。この据え付け予定面19は、土を掘った後の穴Hの底面に露出する。据え付け予定面19は、据え付け予定の杭1の数と同数だけソーラーパネル取付架台10の設置場所に形成する。また、各々の据え付け予定面19は、共通の仮想水平面を基準にして、そこから同じ深さに位置するように、水平出しをすることが望ましい。
次に、上記構成の構造体20を用いて、複数(本形態例では6つ)の杭1を相対的に位置合わせした状態で支持する。ここで記述する「相対的に位置合わせした状態」とは、複数の杭1があらかじめ規定されている(設計上決められている)位置関係となるように位置合わせした状態をいう。
複数の杭1を構造体20で支持する場合は、構造体20に対して各々の杭1を以下のように取り付ける。すなわち、杭1の杭本体2を連結金具25の切り欠き部26に嵌め込んだ状態で、杭1の連結部4を上段横梁23の所定の位置にボルトとナットで固定する。その後、連結金具25の貫通穴27に上側から留め具28を差し込む。これにより、構造体20に対して複数の杭1が一体的に支持された状態になる。ここで記述する「一体的」とは、「構造体20と複数の杭1とが動かないように」という意味である。
複数の杭1を構造体20で支持する場合は、構造体20に対して各々の杭1を以下のように取り付ける。すなわち、杭1の杭本体2を連結金具25の切り欠き部26に嵌め込んだ状態で、杭1の連結部4を上段横梁23の所定の位置にボルトとナットで固定する。その後、連結金具25の貫通穴27に上側から留め具28を差し込む。これにより、構造体20に対して複数の杭1が一体的に支持された状態になる。ここで記述する「一体的」とは、「構造体20と複数の杭1とが動かないように」という意味である。
図13は構造体20に杭1を取り付けた状態を示す正面図であり、図14は同側面図である。なお、構造体20に杭1を取り付ける場合は、必要に応じて、複数の杭1が規定の位置関係になっているかどうかを確認し、その確認結果に基づいて杭1の取り付け位置を微調整してもよい。
次に、図15に示すように、縦梁24の2つの吊り金具29にワイヤ40を取り付け、このワイヤ40をクレーンで引き上げることにより、上述の支持状態を維持しながら構造体20と一体に複数の杭1を吊り上げる。次に、クレーンの移動や旋回により、先ほど吊り上げた構造体20と複数の杭1をソーラーパネル取付架台10の設置場所まで移送する。この設置場所においては、上記図12に示すように、杭1の据え付け予定場所に形成してある据え付け予定面19とこれに対応する杭1の位置を合わせた状態で、クレーンにより構造体20と一緒に杭1を下ろすことにより、図16に示すように、各々の杭1の下端(張り出し部3の下面3b)を、それぞれに対応する据え付け予定面19に接地させる。
次に、図17および図18に示すように、各々の杭1を据え付けた場所(本形態例では穴Hの中)に土を埋め戻す。これにより、杭1の張り出し部3の上に土が被せられるとともに、杭1の下端側が土の中に埋め込まれる。このとき、必要に応じて、埋め戻した土を締め固める。土の埋め戻し作業は、複数の杭1を構造体20で支持したまま行う。その理由は、土を埋め戻すときに少々の力が杭1に加わっても、複数の杭1の相対的な位置関係がそのまま維持されるからである。
以上で、ソーラーパネル取付架台10の設置場所に複数の杭1が据え付けられる。
以上で、ソーラーパネル取付架台10の設置場所に複数の杭1が据え付けられる。
なお、埋め戻しに使用する土は、据え付け予定面19を形成するために掘った土をそのまま利用すればよい。ただし、埋め戻しに使用する土は、必ずしも元の土でなくてもかまわない。
次に、複数の杭1から構造体20を取り去る。具体的には、各々の杭1の連結部4を上段横梁23に固定しているボルトとナットを取り外す。また、各々の連結金具25から留め具28を取り外す。次に、連結金具25の切り欠き部26が開放している側と反対側に構造体20全体を水平に移動させる。これにより、各々の杭1から構造体20が分離する。構造体20の移動はクレーンで行う。その後、構造体20をクレーンで吊り上げて、ソーラーパネル取付架台10の設置場所から離れた場所に移送する。これにより、ソーラーパネル取付架台10の設置場所には、図19に示すように、複数(本形態例では6つ)の杭1が垂直(鉛直)に起立して据え付けられた状態になる。このとき、すべての杭1の長さが同じであれば、各々の杭1の連結部4が同一の仮想平面内に配置される。こうして据え付けられた杭1は、ソーラーパネル取付架台10の支持脚11となる。
次に、複数の杭1を用いて、ソーラーパネル取付架台10の骨組みとなる部材を組み付ける。部材の組み付け作業は、以下のように行う。
まず、図20に示すように、杭1にパネル支持台12を取り付ける。このとき、ソーラーパネル取付架台10の短手方向で隣り合う2つの杭1に対して、1つのパネル支持台12を取り付ける。パネル支持台12の鋼材12aの下面にはあらかじめ2つの取付板18を設けてあるため、各々の取付板18を各杭1の連結部4の上に重ねるようにして、2つの杭1の上にパネル支持台12を載せる。その際、連結部4と取付板18の穴位置を合わせ、そこにボルトを差し込み、ナットで締め付ける。これにより、2つの杭1の上に1つのパネル支持台12が固定される。このような取り付け作業を3つのパネル支持台12について同様に行う。
まず、図20に示すように、杭1にパネル支持台12を取り付ける。このとき、ソーラーパネル取付架台10の短手方向で隣り合う2つの杭1に対して、1つのパネル支持台12を取り付ける。パネル支持台12の鋼材12aの下面にはあらかじめ2つの取付板18を設けてあるため、各々の取付板18を各杭1の連結部4の上に重ねるようにして、2つの杭1の上にパネル支持台12を載せる。その際、連結部4と取付板18の穴位置を合わせ、そこにボルトを差し込み、ナットで締め付ける。これにより、2つの杭1の上に1つのパネル支持台12が固定される。このような取り付け作業を3つのパネル支持台12について同様に行う。
次に、図21に示すように、パネル支持台12の上にビーム材13を取り付ける。ビーム材13は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向に並ぶ3つのパネル支持台12の上に、たとえば、ボルトとナットを用いて取り付ける。この取り付けに用いる穴は、あらかじめパネル支持台12とビーム材13に設けられている。ビーム材13は、パネル支持台12の斜辺を構成する鋼材12cの高位側と低位側に1つずつ取り付ける。
次に、図22に示すように、ブレース材14,15,16を取り付ける。このとき、2つのブレース材14,15は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の中央に配置されたパネル支持台12から、その両側に配置されたパネル支持台12に向けて、山形をなすように斜めに取り付ける。また、ブレース材16は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の中央に配置された2つの杭1(杭本体2)を連結するように取り付ける。ブレース材16は、パネル支持台12の斜辺を構成する鋼材12cと同じ方向に傾けた状態で取り付ける。各ブレース材14,15,16の取り付けは、たとえば、ボルトとナットを用いて行う。取り付けに用いる穴は、あらかじめパネル支持台12と杭1に設けられている。
なお、ブレース材14,15の取り付けは、パネル支持台12の取り付けを終えた後であれば、いずれの段階で行ってもよい。同様に、ブレース材16の取り付けは、杭1の据え付けを終えた後であれば、いずれの段階で行ってもよい。
なお、ブレース材14,15の取り付けは、パネル支持台12の取り付けを終えた後であれば、いずれの段階で行ってもよい。同様に、ブレース材16の取り付けは、杭1の据え付けを終えた後であれば、いずれの段階で行ってもよい。
次に、図23に示すように、ビーム材13の上にパネル受け材17を取り付ける。パネル受け材17は、2つのビーム材13の間に掛け渡すように取り付ける。また、パネル受け材17は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向に所定の間隔をあけて複数取り付ける。パネル受け材17の取り付けは、たとえば、ボルトとナットを用いて行う。取り付けに用いる穴は、あらかじめビーム材13とパネル受け材17に設けられている。
以上でソーラーパネル取付架台10の設置が完了する。その後は、図24の正面図および図25の側面図に示すように、ソーラーパネル取付架台10に複数枚のソーラーパネル31を取り付けることになる。なお、図24においては、構造体20の各構成部材とソーラーパネル31との位置関係が分かるように、ソーラーパネル31の部分を透かして表記している。
図26は各々の部材をボルトとナットで固定する場合の具体的な構造例を示す図である。図26(A),(B)においては、パネル支持台12とビーム材13を、ボルト32とナット33で固定する一方、ビーム材13とパネル受け材17を、ボルト34とナット35で固定している。そして、パネル受け材17に対してソーラーパネルのフレーム材31aを、ボルト36とナット37で固定している。一方、図26(C)においては、パネル支持台12とブレース材14(15)を、ボルト38とナット39で固定し、図26(D)においては、支持脚11となる杭1とブレース材16を、ボルト40とナット41で固定している。なお、部材同士の固定は、ボルトとナットを用いた固定構造に限らず、たとえば、図示はしないが固定金具を用いた固定構造や、溶接などの固定手段を採用することも可能である。ただし、施工コストや材料コストを考慮すると、ボルトとナットを用いた固定構造を採用するほうが好ましい。
<5.本発明の実施の形態の効果>
本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台10においては、水平面に対してソーラーパネルを傾けて取り付けるタイプでありながら、必要な剛性を確保し、かつ、組み立てに必要な構成部材の数を減らすことができる。このため、ソーラーパネル取付架台の設置にかかるコストを低減することができる。以下、詳しく説明する。
本発明の実施の形態に係るソーラーパネル取付架台10においては、水平面に対してソーラーパネルを傾けて取り付けるタイプでありながら、必要な剛性を確保し、かつ、組み立てに必要な構成部材の数を減らすことができる。このため、ソーラーパネル取付架台の設置にかかるコストを低減することができる。以下、詳しく説明する。
本実施の形態においては、直角三角形の一体構造をなすパネル支持台12を使用し、このパネル支持台12の斜辺を構成する鋼材12bの傾きを利用して、ソーラーパネル31を斜めに傾けて取り付ける構成を採用している。この構成を採用した場合は、一体構造のパネル支持台12が非常に高い剛性を有するものとなる。このため、パネル支持台12の上に取り付けられるビーム材13やパネル受け材17、さらにはその上に取り付けられるソーラーパネル31などを、パネル支持台12で確実に支持することができる。その場合、3つのパネル支持台12の各鋼材12cを、2つのビーム材13を用いて相互に連結するとともに、3つのパネル支持台12の各鋼材12bを、2つのブレース材14,15を用いて相互に連結することにより、少ない部材の組み合わせであっても、ソーラーパネル取付架台10全体に高い剛性を持たせることができる。このため、ソーラーパネル取付架台10に要求される必要な剛性を確保したうえで設置コストを低減することができる。
さらにその場合、2つのブレース材14,15は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の揺れを抑制するだけでなく、支持脚11の抜けを抑制する機能も果たす。具体的には、ソーラーパネル取付架台10を長手方向の一方に揺らそうとする力が作用すると、この力にブレース材14が対抗することにより、ソーラーパネル取付架台10全体の揺れが抑制される。このとき、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の一方に配置された支持脚11に対しては、ブレース材14を通して相対的に大きな荷重が加わる。この荷重は、一方の支持脚11に下向きに作用する。
また、ソーラーパネル取付架台10を長手方向の他方に揺らそうとする力が作用すると、この力にブレース材15が対抗することにより、ソーラーパネル取付架台10全体の揺れが抑制される。このとき、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の他方に配置された支持脚11に対しては、ブレース材14を通して相対的に大きな荷重が加わる。この荷重は、他方の支持脚11に下向きに作用する。
以上のことから、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の一方と他方に配置された支持脚11は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の揺れに対して、それぞれ地面に押し付ける方向に力を受ける。したがって、2つのブレース材14,15は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の揺れを抑制するだけでなく、支持脚11の抜けを抑制する機能も果たす。その結果、ソーラーパネル取付架台10の揺れの抑制と支持脚11の抜けの抑制を同時に実現することができる。
また、ソーラーパネル取付架台10を長手方向の他方に揺らそうとする力が作用すると、この力にブレース材15が対抗することにより、ソーラーパネル取付架台10全体の揺れが抑制される。このとき、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の他方に配置された支持脚11に対しては、ブレース材14を通して相対的に大きな荷重が加わる。この荷重は、他方の支持脚11に下向きに作用する。
以上のことから、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の一方と他方に配置された支持脚11は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の揺れに対して、それぞれ地面に押し付ける方向に力を受ける。したがって、2つのブレース材14,15は、ソーラーパネル取付架台10の長手方向の揺れを抑制するだけでなく、支持脚11の抜けを抑制する機能も果たす。その結果、ソーラーパネル取付架台10の揺れの抑制と支持脚11の抜けの抑制を同時に実現することができる。
また、本実施の形態においては、ソーラーパネル取付架台10の短手方向で隣り合う2つの支持脚11をブレース材16で互いに連結するとともに、このブレース材16をパネル支持台12の鋼材12cと同じ向きに傾けて配置している。このため、これにより、ソーラーパネル取付架台10の短手方向の揺れをブレース材16で抑制することができる。特に、ソーラーパネル31を斜めに傾けて取り付けるタイプでは、ソーラーパネル31の低位側に配置された支持脚11に相対的に大きな荷重が加わる。このため、ブレース材16をソーラーパネル31と同じ方向に傾けて取り付けることにより、ソーラーパネル取付架台10の揺れをブレース材16で効果的に抑制することができる。
また、本実施の形態においては、杭本体2の下端に張り出し部3が設けられた杭1を、ソーラーパネル取付架台10の支持脚11として使用している。このため、張り出し部3の存在によって支持脚11の引き抜きが抑制されるほか、各々のブレース材14,15,16を通して支持脚11に強い押し込み力が加わった場合には、張り出し部3の存在によって支持脚11の沈み込みが抑制される。これにより、ソーラーパネル取付架台10の剛性の向上とともに、支持脚11の引き込みおよび沈み込みの抑制が同時に図られる。
<6.変形例等>
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
たとえば、上記実施の形態においては、杭本体2の断面形状を円形としているが、本発明はこれに限らず、杭本体の断面形状は四角形等の角柱状としてもよい。
また、張り出し部3の平面形状は、正方形やこれを含む他の四角形に限らず、埋め戻した土の重量を面で受け得るものであればよく、たとえば、多角形でも、円形でも、楕円形でも、花びら状でも、十字形でもよい。また、張り出し部3は、杭本体2の下端の他に、最終的に土に埋められる杭本体2の下端側に、杭本体2の長さ方向に位置をずらして二重、三重等に設けてもよい。
また、張り出し部3は、簡易な構成で土の重量を効率良く受けるためには平らな板状に形成することが好ましいものの、必ずしも平板状に限定されるものではない。たとえば、図示はしないが、張り出し部3の外周縁の一部または全部に、上向きに折り曲げた形状としてもよい。また、張り出し部3を板状に形成する場合は、杭本体2の中心軸に対して、張り出し部3を直角に配置する以外に、張り出し部3を少し傾けた状態(好ましくは、0度超、30度以下の傾斜角度)で配置してもよい。ただし、本発明で用いる杭は、地面に打ち込んだりねじ込んだりするものではないため、スパイラル状に形成するものは除外する。
また、ソーラーパネル取付架台10の設置場所においては、ソーラーパネル取付架台10の長手方向に支持脚11を3つに並べて配置し、かつ、同短手方向に支持脚11を2つ並べて配置することにより、合計6つの支持脚11を1つの組としているが、必要に応じて、中央に配置された支持脚11と一方端(または他方端)に配置された支持脚11との間に別途、支持脚11を追加してもよい。具体的には、ソーラーパネル取付架台10の長手方向において、中央に配置された支持脚11と一方端(または他方端)に配置された支持脚11との間の離間距離が非常に長くなる場合は、必要に応じて、その間に支持脚11とパネル支持台12を追加してもよい。
また、パネル受け材17をリップ溝型鋼によって構成しているため、実際に使用するリップ溝型鋼の寸法(主に長さ)や穴位置、本数などを変更することにより、異なるメーカーのソーラーパネルを取り付けたり、同じメーカーのソーラーパネルでも取り付け枚数を変更したりすることが可能となる。
また、ソーラーパネル取付架台の構成材料は、鉄鋼に限らず、ソーラーパネル取付架台に求められる機械的強度、耐久性、耐候性などを満たす材料であれば、他の材料、たとえば、ステンレス、アルミニウムなどの他の金属(合金を含む)であってもよいし、強化プラスチックなどのプラスチック材料などであってもよい。
1…杭
2…杭本体
3…張り出し部
4…連結部
10…ソーラーパネル取付架台
11…支持脚
12…パネル支持台
13…ビーム材
14,15,16…ブレース材
17…パネル受け材
20…構造体
31…ソーラーパネル
2…杭本体
3…張り出し部
4…連結部
10…ソーラーパネル取付架台
11…支持脚
12…パネル支持台
13…ビーム材
14,15,16…ブレース材
17…パネル受け材
20…構造体
31…ソーラーパネル
Claims (3)
- 水平面に対してソーラーパネルを斜めに傾けて取り付けるタイプのソーラーパネル取付架台であって、
前記ソーラーパネル取付架台の設置場所に第1の方向に3つ並べて配置される支持脚と、前記第1の方向と直交する第2の方向に2つ並べて配置される支持脚とを含む、合計6つの支持脚を1つの組として前記設置場所に据え付けられる複数の支持脚と、
3つの部材を直角三角形に組み合わせた一体構造を有し、前記第2の方向で隣り合う2つの支持脚の上に取り付けられた3つのパネル支持台と、
前記第1の方向に並ぶ前記3つのパネル支持台の斜辺を構成する部材を相互に連結するビーム材と、
前記第1の方向で隣り合う3つの支持脚のうち、中央の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材と、一方端側の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材とを連結する第1のブレース材と、
前記第1の方向で隣り合う3つの支持脚のうち、前記中央の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材と、他方端側の支持脚に取り付けられた前記パネル支持台の縦辺を構成する部材とを連結する第2のブレース材と、
を備え、
前記第1のブレース材および前記第2のブレース材は、前記ソーラーパネル取付架台を正面方向から見たときに山形をなすように配置されている
ことを特徴とするソーラーパネル取付架台。 - 前記第2の方向で隣り合う2つの支持脚を互いに連結するとともに、前記パネル支持台の斜辺を構成する部材と同じ向きに傾いて配置された第3のブレース材をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載のソーラーパネル取付架台。 - 前記支持脚の下端には、当該支持脚の下端側を土の中に埋めたときに当該土の重量を受けて当該支持脚の引き抜きを抑制する張り出し部が設けられている
ことを特徴とする請求項1または2に記載のソーラーパネル取付架台。
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