JP2015050438A

JP2015050438A - 太陽電池モジュール支持架台

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Publication number: JP2015050438A
Application number: JP2013183484A
Authority: JP
Inventors: 健松井; Takeshi Matsui; 堅太郎狩野; Kentaro Kano
Original assignee: Asahi Concrete Works Co Ltd
Current assignee: Asahi Concrete Works Co Ltd
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2015-03-16
Anticipated expiration: 2033-09-04
Also published as: JP5739955B2

Abstract

【課題】年間を通して安定した発電量を確保できるとともに設置箇所によらず高い発電効率を実現でき、さらに太陽電池モジュールへの積雪を防止できる太陽電池モジュール支持架台を提供する。
【解決手段】接地部１１及び接地部１１から起立する支柱１２を有するベース１と、ベース１に支持させてなるとともに太陽電池モジュールＭを支持するパネル支持材２と、ベース１の支柱１２とパネル支持材２とがなす角度を変更させるためのリンク式角度変更機構３とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、太陽光を受けて発電等を行うための太陽電池モジュールを支持する太陽電池モジュール支持架台に関する。

従来より、太陽電池モジュールを利用して発電を行う際には、太陽電池モジュールを太陽電池モジュール支持架台に支持させることが行われてきている。

ここで、従来は、太陽電池モジュール支持架台は、太陽電池モジュールの受光面の法線が鉛直方向に対して一定の角度をなす状態で太陽電池モジュールを支持するように構成されている（例えば、特許文献１を参照）。

この一定角度は、電力需要が最も大きくなる夏季の昼間に最も効率よく発電できるようにすべく、すなわち太陽光線に対して垂直方向を向くようにすべく、１０度前後に設定されていることが多い。

しかし、太陽の角度は季節によって大きく異なるため、太陽電池モジュールの受光面の法線が鉛直方向に対してなす角度を固定すると、年間を通して安定した発電量を確保することが不可能となる不具合が生じる。また、電力需要が最も大きくなる夏季の昼間に最も効率よく発電できるようにすることを主目的とした場合であっても、太陽光線に対する垂直方向は設置箇所の緯度によって異なるので、従来の構成の単一の太陽電池モジュール支持架台で対応しようとすると、夏季の昼間であっても設置箇所によっては発電効率が低くなるという不具合が生じる。

さらに、積雪が多い地域では、太陽電池モジュールの受光面の法線が鉛直方向に対してなす角度を小さくすると太陽電池モジュールに雪が積もり発電量が大幅に減少する不具合が生じる。そのため、太陽電池モジュールの受光面の法線が鉛直方向に対してなす角度を大きくすることが行われているが、この場合、電力需要が大きくなる春季〜夏季にかけての時期に発電効率が低下するという別の不具合が生じる。

特開２０１２−２５６６６１号公報

本発明は以上の点に着目し、年間を通して安定した発電量を確保できるとともに設置箇所によらず高い発電効率を実現でき、さらに太陽電池モジュールへの積雪を防止できる太陽電池モジュール支持架台を提供することを目的とする。

以上の課題を解決すべく、本発明に係る太陽電池モジュール支持架台は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る太陽電池モジュール支持架台の一つは、接地部及びこの接地部から起立する支柱を有するベースと、このベースに支持させてなるとともに太陽電池モジュールを支持するパネル支持材と、前記ベースの支柱とパネル支持材とがなす角度を変更させるためのリンク式角度変更機構とを備えていることを特徴とする。

また、本発明に係る太陽電池モジュール支持架台の他の一つは、接地部及びこの接地部から起立する支柱を有するベースと、このベースに支持させてなる太陽電池モジュールと、前記ベースの支柱と太陽電池モジュールとがなす角度を変更させるためのリンク式角度変更機構とを備えている。

これらのようなものであれば、前記ベースの支柱とパネル支持材又は太陽電池モジュールとがなす角度を変更させることにより、太陽電池モジュールの受光面の法線が鉛直方向に対してなす角度を季節や設置箇所に応じて変更することができる。すなわち、太陽電池モジュールの受光面の法線が太陽光線となす角度を季節によらず年間を通して小さくすることにより年間を通して安定した発電量を確保することや、設置箇所ごとの太陽の角度に対応させて太陽電池モジュールの受光面の法線が太陽光線となす角度を小さくすることにより、設置箇所によらず高い発電効率を実現することができる。加えて、冬季に積雪が多い地域の冬季には太陽電池モジュールの受光面の法線が鉛直方向に対してなす角度を大きくし、太陽電池モジュールへの積雪を防止することも可能となる。

可動箇所が少ない簡単な構成によりこのような太陽電池モジュール支持架台を実現するための構成として、前記リンク式角度変更機構が、手動により前記ベースの支柱と太陽電池モジュールとがなす角度を変更するものが挙げられる。

角度調整を迅速かつ容易に行える、前段で述べた太陽電池モジュール支持架台の構成の一例として、前記リンク式角度変更機構が、第１のリンクメンバたる前記パネル支持材又は太陽電池モジュールと、前記パネル支持材又は太陽電池モジュールに一端部を支持させてなる第２のリンクメンバと、前記ベースの支柱に設けられ前記第２のリンクメンバに間欠的に複数個設けた被支持部のいずれかを支持するリンクメンバ支持部とを備えているものが挙げられる。

また、角度調整を迅速かつ容易に行える太陽電池モジュール支持架台の構成の他の一例として、前記リンク式角度変更機構が、第１のリンクメンバたる前記パネル支持材又は太陽電池モジュールと、前記パネル支持材又は太陽電池モジュールに一端部を支持させてなるとともにベースに他端部を支持させてなり伸縮可能な第２のリンクメンバとを備えているものが挙げられる。特に、複数の太陽電池モジュール支持架台の第２のリンクメンバを連結したものであれば、一回の操作により複数の太陽電池モジュール支持架台の第２のリンクメンバを伸縮させることができ、角度変更の際に要する手間を削減し、ひいては人件費を節約することもできる。

前記ベースの接地部が矩形板状をなすものの場合、ベースを重ね合わせた状態で置くことが困難であり仮置き時や運搬時のスペースの確保が問題となるが、前記ベースの接地部が、同一構造をなす他の太陽電池モジュール支持架台のベースを配置可能な切欠き部を有するものであれば、切欠き部に同一構造を有する他のベースを配置することができるので、仮置き時や運搬時に、同一のスペースに多数のベースを配置できる。

なお、本発明において、「支柱」とは、太陽電池モジュール支持架台を構成し接地部から起立するもの全般を示す概念であり、棒状のものだけでなく、面状のものも含む。

本発明によれば、年間を通して安定した発電量を確保できるとともに設置箇所によらず高い発電効率を実現でき、さらに太陽電池モジュールへの積雪を防止できる太陽電池モジュール支持架台を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係る太陽電池モジュール支持架台を示す斜視図。同実施形態に係る太陽電池モジュール支持架台を示す背面側斜視図。同実施形態に係る太陽電池モジュール支持架台を示す正面図。図３におけるＸ−Ｘ断面図。同実施形態に係るベースの保管態様を示す平面図。本発明の第二実施形態に係る太陽電池モジュール支持架台を示す正面図。同実施形態に係る太陽電池モジュール支持架台を示す側面図。

以下、本発明の第一実施形態を、図１〜図５を参照しつつ以下に述べる。

本実施形態の太陽電池モジュール支持架台Ｂは、図１〜図４に示すように、接地部１１及びこの接地部１１から起立する支柱１２を有するベース１と、このベース１に支持させてなるとともに太陽電池モジュールＭを支持するパネル支持材２と、前記ベース１の支柱１２とパネル支持材２とがなす角度を変更させるためのリンク式角度変更機構３とを備えている。なお、図１においては、太陽電池モジュールＭは省略して示している。

前記ベース１は、図１〜図４に示すように、平面視Ｈ字状をなす前記接地部１１と、この接地部１１のＨ字の縦棒と横棒が交差する位置から起立する前記支柱１２とを備えている。前記接地部１１の縦棒間の部位には、切り欠き部分１ｓが形成されている。また、このベース１を設置に先立って保管しておく際に、特定のベース１（１）の接地部１１（１）間の切り欠き部分１ｓ（１）には、図５に示すように、他のベース１（２）、１（３）、１（４）、１（５）の接地部１１（２）、１１（３）、１１（４）、１１（５）をそれぞれ配置することができる。ここで、符号１の後の（１）〜（５）は、それぞれ異なるベース１を区別するために付している。また、符号１１の後の（１）〜（５）は、それぞれ異なるベース１の接地部１１を区別するために付している。さらに、図５における符号１２（１）〜１２（５）は、それぞれ前記ベース１（１）〜１（５）の支柱１２を示すものであり、それぞれ異なるベース１の支柱１２を区別するために１２の後に（１）〜（５）を付したものである。前記支柱１２の上端には、前記パネル支持材２を水平方向に伸びるパネル支持軸１４周りに支持するためのブラケット１３をさらに設けている。このブラケット１３は、金属板をチャネル状に折り曲げて形成したものであり、前記支柱１２の上面に面的に接している底面部１３ａと、この底面部１３ａの左右両側縁から起立し上部にパネル支持軸１４を挿し通すための軸孔を有する起立部１３ｂとを備えている。

前記パネル支持材２は、図１〜図３に示すように、前後方向に伸び中間部を前記パネル支持軸１４にそれぞれ枢支させている左右対をなす第１の縦枠材２１と、これら左右の第１の縦枠材２１の中間に配され前後方向に伸びる第２の縦枠材２２と、これら第１及び第２の縦枠材２１、２２の上面に下面を固定させた状態で設けられ左右方向に伸びるとともに上面で太陽電池モジュールＭを支持する横枠材２３とを備えている。また、前記横枠材２３は、前記第１及び第２の縦枠材２１、２２の前端部、後端部及び中間部をそれぞれ接続する。

そして、前記リンク式角度変更機構３は、手動により前記ベース１の支柱１２と太陽電池モジュールＭとがなす角度を変更するものである。より具体的には、図１〜図４に示すように、前記リンク式角度変更機構３は、前記パネル支持材２の第１の縦枠材２１を第１のリンクメンバとしているとともに、この第１のリンクメンバたる前記第１の縦枠材２１に一端部を支持させてなる第２のリンクメンバ３１と、前記ベース１の支柱１２に設けられ前記第２のリンクメンバ３１に間欠的に複数個設けた被支持部３１ａのいずれかを支持するリンクメンバ支持部たる支持突起３２とを備えている。

さらに詳述すると、前記第２のリンクメンバ３１は、図１〜図４に示すように、リンクメンバ接続軸３３を介して一端部を前記パネル支持材２の第１の縦枠材２１に支持させている。また、この第２のリンクメンバ３１は左右に対をなして設けられており、他端部同士を横架材３４により接続している。その一方で、中間部には前記支持突起３２と係り合わせた状態とすることにより第１のリンクメンバの上面及び太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向となす角度を所定の角度に保つための切り欠きである前記被支持部３１ａを複数、本実施形態では４つ設けている。

前記支持突起３２は、図１、図２及び図４に示すように、前記ベース１の支柱１２の内面の上部にそれぞれ設けられており、上述したように前記第２のリンクメンバ３１のいずれかの被支持部３１ａと係り合わせることにより第２のリンクメンバ３１を保持する。そして、図４の実線に示すように、この支持突起３２に前記第２のリンクメンバ３１のリンクメンバ接続軸３３から最も遠い被支持部３１ａと係り合わせた状態で、太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向となす角度は１０度となる。また、前記支持突起３２に前記第２のリンクメンバ３１のリンクメンバ接続軸３３から２番目に遠い被支持部３１ａ、３番目に遠い被支持部３１ａ及びリンクメンバ接続軸３３に最も近い被支持部３１ａをそれぞれ係り合わせた状態では、太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向となす角度は、それぞれ２０度、３０度及び４０度となる。図４の想像線には、前記リンクメンバ接続軸３３に最も近い被支持部３１ａを前記支持突起３２に係り合わせた状態を示している。

ここで、本実施形態では、春季及び夏季、換言すれば４月から８月にかけての期間は、太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向となす角度が１０度となるようにしている。一方、秋季及び冬季、換言すれば９月から翌年３月にかけての期間は、太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向となす角度が４０度となるようにしている。太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向となす角度の変更、換言すれば前記支持突起３２に係り合わせる第２のリンクメンバ３１の被支持部３１ａの変更操作は、手動により行う。

以上に述べたように、本実施形態によれば、前記ベース１の支柱１２とパネル支持材２又は太陽電池モジュールＭとがなす角度を変更させることにより、太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向に対してなす角度を季節に応じて変更することができる。すなわち、太陽電池モジュールＭの受光面の法線が太陽光線となす角度を季節によらず年間を通して小さくすることにより年間を通して安定した発電量を確保することができる。加えて、冬季に積雪が多い地域では、冬季に太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向に対してなす角度を大きくすることにより、太陽電池モジュールＭへの積雪を防止し発電効率の向上を図ることも可能となる。

また、前記リンク式角度変更機構３が、手動により前記ベース１の支柱１２と太陽電池モジュールＭとがなす角度を変更するものであるので、可動箇所が少ない簡単な構成によりこのような太陽電池モジュール支持架台Ｂを実現することができる。

さらに、前記リンク式角度変更機構３が、第１のリンクメンバたる前記パネル支持材２と、前記パネル支持材２に一端部を支持させてなる第２のリンクメンバ３１と、前記ベース１の支柱１２に設けられ前記第２のリンクメンバ３１に間欠的に複数個設けた被支持部３１ａのいずれかを支持する支持突起３２とを備えているので、角度調整を迅速かつ容易に行うことができる。

そして、前記ベース１の接地部１１が平面視Ｈ字状をなすので、Ｈ字の切り欠き部分１ｓに同一構造を有する他のベース１を配置することができる。従って、仮置き時や運搬時に、同一のスペースに多数のベース１を配置できる。

次いで、本発明の第二実施形態を、図６〜図７を参照しつつ以下に述べる。なお、以下の説明においては、上述した第一実施形態におけるものに対応する各部位には、同一の名称及び符号を付している。

本実施形態の太陽電池モジュール支持架台ＢＢは、図６及び図７に示すように、接地部１１及びこの接地部１１から起立する支柱１２を有するベース１と、このベース１に支持させてなるとともに太陽電池モジュールＭを支持するパネル支持材２と、前記ベース１の支柱１２とパネル支持材２とがなす角度を変更させるためのリンク式角度変更機構３とを備えている。

前記ベース１は、図６及び図７に示すように、平面視略矩形状をなす板状の前記接地部１１と、この接地部１１の両長辺の両端部及び中間部からそれぞれ起立する前記支柱１２とを備えている。他方の長辺側からそれぞれ起立する支柱１２の上端には、前記パネル支持材２を水平方向に伸びるパネル支持軸１４周りに支持するためのブラケット１３をさらに設けている。このブラケット１３は、金属板をチャネル状に折り曲げて形成したものであり、前記支柱１２の上面に面的に接している底面部１３ａと、この底面部１３ａの左右両側縁から起立し上部にパネル支持軸１４を挿し通すための軸孔を有する起立部１３ｂとを備えている。

前記パネル支持材２は、図７に示すように、前後方向に伸び中間部前方寄りの部位を前記パネル支持軸１４にそれぞれ枢支させているチャネル状の鋼材であり、太陽電池モジュールＭの左右両端部及び巾方向中央部をそれぞれ下方から支持する。

そして、前記リンク式角度変更機構３は、手動により前記ベース１の支柱１２と太陽電池モジュールＭとがなす角度を変更するものである。より具体的には、図６及び図７に示すように、前記パネル支持材２を第１のリンクメンバとしているとともに、この第１のリンクメンバたる前記パネル支持材２に一端部を支持させてなるとともにベース１の切欠き部を設けた側の長辺の両端部及び中間部から起立する支柱１２に他端部を支持させてなり伸縮可能な第２のリンクメンバ３５とを備えている。

さらに詳述すると、前記第２のリンクメンバ３５は、下端部３５ａを支柱１２、上端部３５ｂをパネル支持材２にそれぞれ支持させたパンタグラフジャッキとして周知のものである。この第２のリンクメンバ３５を最も収縮させた図７の実線に示すような状態では、太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向となす角度は１０度となるようにしている。一方、前記図７の想像線には、前記第２のリンクメンバ３５を同図の実線に示す状態よりも伸長させ太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向となす角度を３０度とした状態を示している。すなわち、前記第２のリンクメンバ３５を伸長させることにより太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向となす角度を大きくし、逆に前記第２のリンクメンバ３５を収縮させることにより太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向となす角度を小さくすることができるようにしている。

また、本実施形態では、同一構造をなす太陽電池モジュール支持架台ＢＢを巾方向に複数並列させて配置するようにしているとともに、複数の第２のリンクメンバ３５を連結材３６を介して巾方向に連結している。そして、互いに連結された第２のリンクメンバ３５を、１つの操作ハンドル３７を用いて同時に伸縮可能にしている。

以上に述べたように、本実施形態によっても、前記ベース１の支柱１２とパネル支持材２又は太陽電池モジュールＭとがなす角度を変更させることにより、太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向に対してなす角度を季節に応じて変更することができる。すなわち、太陽電池モジュールＭの受光面の法線が太陽光線となす角度を季節によらず年間を通して小さくすることにより年間を通して安定した発電量を確保することができる。加えて、冬季に積雪が多い地域の冬季には太陽電池モジュールＭの受光面の法線が鉛直方向に対してなす角度を大きくすることにより、太陽電池モジュールＭへの積雪を防止し発電効率の向上を図ることも可能となる。さらに本実施形態では、設置箇所ごとの太陽の角度に対応させて太陽電池モジュールＭの受光面の法線が太陽光線となす角度を無段階で変化させることができるので、設置箇所によらず高い発電効率を実現することができるとともに、日本全国、さらには全世界で同一の構造を採用可能でありコスト削減を図ることもできる。

また、本実施形態でも、前記リンク式角度変更機構３が、手動により前記ベース１の支柱１２と太陽電池モジュールＭとがなす角度を変更するものであるので、可動箇所が少ない簡単な構成によりこのような太陽電池モジュール支持架台ＢＢを実現することができる。

さらに本実施形態では、前記リンク式角度変更機構３が、第１のリンクメンバたる前記パネル支持材２と、前記パネル支持材２に一端部を支持させてなるとともにベース１に他端部を支持させてなり伸縮可能な第２のリンクメンバ３５たるパンタグラフジャッキとを備えているので、角度調整を迅速かつ容易に行うことができる。その上本実施形態では、複数の太陽電池モジュール支持架台ＢＢの第２のリンクメンバ３５を連結しているので、一回の操作により複数の太陽電池モジュール支持架台ＢＢの第２のリンクメンバ３５を伸縮させることができ、角度変更の際に要する手間を削減し、ひいては人件費を節約することもできる。

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。

例えば、上述した第一及び第二実施形態では、ベースにパネル支持材を支持させ、このパネル支持材に太陽電池モジュールをさらに支持させるようにしているが、ベースに太陽電池モジュールを直接支持させる態様を採用してもよい。

また、上述した第一及び第二実施形態では、手動により前記ベースの支柱と太陽電池モジュールとがなす角度を変更するリンク式角度変更機構を採用しているが、電動のリンク式角度変更機構を採用してもよく、内燃機関又は電動モータから動力の供給を受ける液圧系を利用したリンク式角度変更機構を採用してもよい。

さらに、上述した第一実施形態のようにベースを平面視Ｈ字状に形成する態様や、第二実施形態のようにベースを矩形板状に形成する態様に限らず、例えばベースを平面視Ｕ字状等他の形状に形成する態様を採用してももちろんよい。特に、ベースに切り欠き部分を形成したものであれば、切り欠き部分に同一構造を有する他のベースを配置し、仮置き時や運搬時において、同一のスペースに多数のベースを配置できる効果を得ることができる。

そして、上述した第一及び第二実施形態では、太陽電池モジュール支持架台の支柱として、鉛直方向に延伸する棒状のものを採用しているが、水平方向及び鉛直方向に延伸する面状のものを採用してももちろんよい。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

Ｂ、ＢＢ…太陽電池モジュール支持架台
１…ベース
１１…接地部
１２…支柱
２…パネル支持材
３…リンク式角度変更機構

以上の課題を解決すべく、本発明に係る太陽電池モジュール支持架台は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る太陽電池モジュール支持架台の一つは、接地部及びこの接地部から起立する支柱を有するベースと、このベースに支持させてなるとともに太陽電池モジュールを支持するパネル支持材と、前記ベースの支柱とパネル支持材とがなす角度を変更させるためのリンク式角度変更機構とを備えている太陽電池モジュール支持架台であって、前記リンク式角度変更機構が、前記パネル支持材を第１のリンクメンバとしているとともに、前記第１のリンクメンバあたり１つだけ設けた第２のリンクメンバを備え、前記ベースと前記パネル支持材との接続箇所、及び前記ベースと前記第２のリンクメンバとの接続箇所が一定であるとともに、前記第２のリンクメンバの一端部を前記パネル支持材に支持させている。

また、本発明に係る太陽電池モジュール支持架台の他の一つは、接地部及びこの接地部から起立する支柱を有するベースと、このベースに支持させてなる太陽電池モジュールと、前記ベースの支柱と太陽電池モジュールとがなす角度を変更させるためのリンク式角度変更機構とを備えている太陽電池モジュール支持架台であって、前記リンク式角度変更機構が、前記太陽電池モジュールを第１のリンクメンバとしているとともに、前記第１のリンクメンバあたり１つだけ設けた第２のリンクメンバを備え、前記ベースと前記太陽電池モジュールとの接続箇所、及び前記ベースと前記第２のリンクメンバとの接続箇所が一定であるとともに、前記第２のリンクメンバの一端部を前記太陽電池モジュールに支持させている。

Claims

接地部及びこの接地部から起立する支柱を有するベースと、このベースに支持させてなるとともに太陽電池モジュールを支持するパネル支持材と、前記ベースの支柱とパネル支持材とがなす角度を変更させるためのリンク式角度変更機構とを備えていることを特徴とする太陽電池モジュール支持架台。
接地部及びこの接地部から起立する支柱を有するベースと、このベースに支持させてなる太陽電池モジュールと、前記ベースの支柱と太陽電池モジュールとがなす角度を変更させるためのリンク式角度変更機構とを備えていることを特徴とする太陽電池モジュール支持架台。
前記リンク式角度変更機構が、手動により前記ベースの支柱と太陽電池モジュールとがなす角度を変更するものである請求項１又は２記載の太陽電池モジュール支持架台。
前記リンク式角度変更機構が、第１のリンクメンバたる前記パネル支持材又は太陽電池モジュールと、前記パネル支持材又は太陽電池モジュールに一端部を支持させてなる第２のリンクメンバと、前記ベースの支柱に設けられ前記第２のリンクメンバに間欠的に複数個設けた被支持部のいずれかを支持するリンクメンバ支持部とを備えている請求項３記載の太陽電池モジュール支持架台。
前記リンク式角度変更機構が、第１のリンクメンバたる前記パネル支持材又は太陽電池モジュールと、前記パネル支持材又は太陽電池モジュールに一端部を支持させてなるとともにベースに他端部を支持させてなり伸縮可能な第２のリンクメンバとを備えている請求項１、２又は３記載の太陽電池モジュール支持架台。
前記ベースの接地部が、同一構造をなす他の太陽電池モジュール支持架台のベースを配置可能な切欠き部を有する請求項１、２、３、４又は５記載の太陽電池モジュール支持架台。