JP2016220326A - 太陽電池モジュール用架台および太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不陸や傾斜のある設置場所に簡便に太陽電池モジュールを設置できる太陽電池モジュール用架台および太陽光発電装置を提供する【解決手段】太陽電池モジュールを載置して固定する架台フレームと、支柱と、架台フレームと支柱の間に設置され、支柱と架台フレームを連結固定する角度調整器を有し、角度調整器は、角度調整器と架台フレームの取付角度を設定するための第１の回転軸と、角度調整器と支柱との取付角度を設定するための第２の回転軸を備え、第１の回転軸と第２の回転軸は互いに平行でない太陽電池モジュール架台により、太陽電池モジュールを不陸、傾斜地に簡便に設置することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールを設置するための太陽電池モジュール用架台および太陽光発電装置に関するものであり、特に不陸や傾斜のある設置場所に好適に設置可能な太陽電池モジュール用架台および太陽光発電装置に関するものである。

近年、再生可能エネルギーとして太陽光発電が急速に普及している。また、広大な遊休地の有効活用の用途としても太陽光発電が注目されている。

広大な土地を利用した大規模太陽光発電所の設置の際は、地盤の造成を行い平地とし、基礎を敷設した後、所定の位置に支柱を立設し、その支柱の上に梁を設置して太陽光発電パネルを載置している。またこのような整地された平坦な土地に限らず、より広大な土地、例えば原野や丘陵地など起伏があるような土地にも地面の起伏なりに設置可能な太陽光発電パネル設置架台が提案されている。

例えば特開２０１３−１９９７９４では、複数列で横方向に延設されてなる複数本の横架フレームと、前記各横架フレームを所定の高さ位置に支持する複数の支柱フレームと、これら支柱フレームの下端部を所定の本数毎に一箇所に束ねて支持するとともに基礎に対して上下動可能に固定する複数の可変式基礎固定手段と、複数の前記横架フレームに跨って固定されるとともに前記各横架フレームの長手方向に沿って所定の間隔を隔てて配置されており太陽光発電パネルをそれぞれ載設する複数のパネル載設手段とを有する構成となっている。このような構造とすることで、起伏がある地面でも可変式固定手段により地面からフレームが浮くことなく設置することができる。

更に、大きな起伏のある場所では接続する短状横架フレーム同士の間に曲率調整用スペーサを挟持することにより曲率を変化させて設置場所に対して平行を保つように設置することができる。

特開２０１３−１９９７９４号公報

しかしながら、上述したような太陽光発電パネル設置架台では部材数が多く、材料コストが高くなり、それに伴い部品の確認や組立て工数も増え、施工コストも高くなるという問題があった。

本発明は上述の課題を鑑みなされたものであり、不陸や傾斜のある設置場所に簡便に太陽電池モジュールを設置できる太陽電池モジュール用架台および太陽光発電装置を提供することを目的とする。

本発明の太陽電池モジュール架台は、太陽電池モジュールを載置して固定する架台フレームと、支柱と、架台フレームと支柱の間に設置され、支柱と架台フレームを連結固定する角度調整器を有し、角度調整器は、角度調整器と架台フレームの取付角度を設定するための第１の回転軸と、角度調整器と支柱との取付角度を設定するための第２の回転軸を備え、第１の回転軸と第２の回転軸は互いに平行でないものである。

また、本発明の太陽電池モジュール用架台は、支柱は、概ね鉛直に設置されるものを含むものである。

また、本発明の太陽電池モジュール用架台は、支柱は、角度調整器の取り付け高さが調節可能であるものを含むものである。

また、本発明の太陽電池モジュール用架台は、支柱および角度調整器は、上方から見て、角度調整器に重なるように配置されてなるものを含む。

また、本発明の太陽光発電装置は、架台に太陽電池モジュールを設置した太陽光発電装置であって、記架台は、太陽電池モジュールを載置して固定する架台フレームと、柱と、架台フレームと支柱の間に設置され、支柱と架台フレームを連結固定する角度調整器を備え、角度調整器は、角度調整器と架台フレームの取付角度を設定するための第１の回転軸と、角度調整器と支柱との取付角度を設定するための第２の回転軸を備え、第１の回転軸と第２の回転軸は互いに平行でない太陽光発電装置。

本発明により、太陽電池モジュールを不陸、傾斜地に簡便に設置することができる。

本発明の太陽光発電装置を示す斜視図である。 本発明の太陽電池モジュール用架台示す拡大斜視図である。 本発明の太陽光発電装置の設置例を示す側面図である。 本発明の太陽光発電装置の設置例を示す拡大側面図である。 本発明の太陽光発電装置の設置例を示す側面図である。 本発明の太陽光発電装置の設置例を示す拡大側面図である。 本発明の太陽電池モジュール用架台の拡大図である。 本発明の太陽電池モジュール用架台の支柱を示す側面図である。 本発明の太陽電池モジュール用架台の支柱および支柱−杭連結部を示す斜視図である。 太陽電池モジュール用架台の支柱を示す側面図である。 本発明の太陽電池モジュール用架台の支柱および支柱−杭連結部を示す斜視図である。 本発明の太陽光発電装置の設置例を示す側面図である。 本発明の太陽光発電装置の設置例を示す側面図である。 本発明の太陽光発電装置の設置例を示す側面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについて詳細な説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の太陽光発電装置を示す斜視図である。太陽光発電装置１は太陽電池モジュール２を架台３上に固定して形成されている。架台３は、形鋼などを略鉛直に地中に打ち込んで形成された杭基礎４上に固定されている。杭基礎４の上端には、支柱−杭連結部５が設置されている。支柱−杭連結部５は、杭基礎４の上端に溝形鋼のフランジ部が下を向くように設置されたものであり、ボルトによってフランジ部と杭基礎が締結されている。支柱−杭連結部５の上面は支柱を締結するための穴が形成されている。架台３を設置する基礎としては杭基礎のほかにコンクリート基礎であっても良い。

架台３は、支柱６と、角度調整器７と、架台フレーム８と支柱連結板９を連結して構成されている。支柱６は、断面が溝形のアルミニウム材や溝形鋼によって形成される。支柱６の下端部には支柱−杭連結部５との締結部が形成されており、支柱６は、溝形鋼支柱−杭連結部の上面にボルト・ナットで締結される。このようにして、支柱６は、支柱−杭連結部５の上面に立設され、略鉛直方向に設置される。隣り合う支柱６同士は、支柱連結板９で連結されている。

支柱６の上端部には、角度調整器７が連結され、支柱６と架台フレーム８は角度調整器７を介して連結される。また、架台フレーム８上には太陽電池モジュール２が載置されている。

図２は、本発明の太陽電池モジュール用架台を示す拡大斜視図であり、支柱と架台フレームの連結部を示すものである。架台フレーム８と角度調整器７は、ボルト・ナットで連結されている。架台フレーム８の端部付近にボルト穴が設けられボルト１０が挿入されている。ボルト１０は、架台フレーム８および角度調整器７のボルト穴を通って架台フレーム８の対面のボルト穴に挿入されている。さらに、架台フレーム８の反対側の面からナットで締め付けて、架台フレーム８と角度調整器７を固定する。ナットの締め付け前に、ボルト１０を第１の回転軸として、架台フレーム８または角度調整器７を回動させて取付角度を調整および設定して位置合わせを行うことができる。

支柱６は、溝形鋼の上端近傍のウェブ部にボルト穴が設けられており、ボルト・ナットによって角度調整器７と締結される。締結する前に第２の回転軸であるボルト１１を中心に角度調整器７を回動させて取付角度を調整および設定して位置決めした後に、角度調整器７は、支柱６と締結される。第１の回転軸と第２の回転軸は略直交している。一般的には、第１の回転軸と第２の回転軸が略直交するような位置関係であれば、施工作業を行い易いが、必ずしも直交している必要はなく、少なくとも、第１の回転軸と第２の回転軸が互いに平行でなければ良い。

互いに平行でない２つの回転軸で回動可能な機構を有する角度調整器を用いて架台フレームと支柱とを連結することにより、不陸や傾斜地のように、従来ならば、太陽光発電装置を設置するために整地や複雑な構造の架台が必要とされる場所であっても、簡単な構造の架台を用いて設置できるので、設置コストの削減を図ることができる。

図３は、本発明の太陽光発電装置の設置例を示す側面図である。第１の回転軸が、傾斜地１２の傾斜方向に対して直交する方向になるように太陽光発電装置が設置されている。太陽光発電装置１を設置するためには、まず、傾斜地１２に杭基礎４を設置し、杭基礎４上に支柱−杭連結部５を固定する。支柱−杭連結部５に支柱６を固定し、傾斜方向に直角な方向に設けられた支柱との間に支柱連結板９を設置する。続いて、支柱６に角度調整器７を取り付ける。次に架台フレーム８を角度調整器７にそれぞれ取り付けて架台３を形成する。次に太陽電池モジュール２を架台３に固定して太陽光発電装置１を形成する。

図４は、本発明の太陽光発電装置の設置例を示す拡大側面図であり、図３おける角度調整器付近を拡大したものである。支柱６と角度調整器７は、ボルト・ナットで固定されている。本例の場合、角度調整器７を第２の回転軸周りに傾けず、まっすぐに取り付けられている。

架台フレーム８は、角度調整器７にボルト・ナットによって取り付けられる。架台フレーム８は、太陽電池モジュール２の設置角に沿った角度で調整してボルト・ナットで固定する。角度調整器７に架台フレーム８を取り付けるとき、ボルト・ナットで締結する前は、ボルト１０を第１の回転軸として、架台フレームは回転することができ、他の支柱に取り付けられた角度調整器との位置合わせが容易になり、施工の際の作業効率が向上する。

図５は、本発明の太陽光発電装置の設置例を示す側面図であり、第２の回転軸に垂直な面に沿った傾斜に太陽光発電装置を設置した例である。傾斜地１３に杭基礎４を設置し、杭基礎４上に支柱−杭連結部５を固定する。支柱−杭連結部５に支柱６を固定し、傾斜方向に沿った方向に設けられた支柱との間に支柱連結板９を設置する。続いて、支柱６に角度調整器７を取り付ける。次に架台フレーム８を角度調整器７にそれぞれ取り付けて架台３を形成する。次に太陽電池モジュール２を架台３に固定して太陽光発電装置１を形成する。

図３、図５に示される支柱連結板９は、支柱６を連結して構造を安定させ、太陽光発電パネルに捻じれが生じることを抑制することができる。また、支柱間の位置関係に応じて、取付角度を変えることができる。例えば図３においては、水平方向に接続されるが図５においては、傾斜に沿った角度に取り付けることができる。支柱をさらに強化するためには支柱に斜材を取り付けてトラス構造を形成しても良い。

図６は、本発明の太陽光発電装置の設置例を示す拡大側面図であり、図５における角度調整器７の付近を拡大したものである。支柱６と角度調整器７は、ボルト・ナットで固定されている。角度調整器は第２の回転軸であるボルト１１を中心に回転させて、太陽電池モジュール２の設置角に沿った角度に調整して、ボルト・ナットで固定する。

次に架台フレーム８が、角度調整器７にボルト・ナットによって取り付けられる。架台フレーム８は、第１の回転軸であるボルト１０を中心に回転させて、長手方向が水平になるように調整後、ボルト・ナットで固定する。次に太陽電池モジュール２を架台３に固定して太陽光発電装置１を形成する。ボルト１０を第１の回転軸として、架台フレームは回転することができ、他の支柱に取り付けられた角度調整器との位置合わせが容易になり、施工の際の作業効率が向上する。

図３、図４においては、架台フレーム８の長手方向に沿った方向を太陽遠地モジュール２の傾き方向に設定した。また、図５、図６においては、架台フレーム８の長手方向と直交する方向を太陽電池モジュール２の傾き方向に設定した。このように、第１の回転軸と第２の回転軸を有した角度調整器は、図３、図４および図５、図６の例にかかわらず、第１の回転軸と第２の回転軸を調整して、支柱と架台フレームとをさまざまな角度で取り付けて、太陽電池モジュールを意図した方向に向けて設置することが容易になる。

不陸や傾斜地おいては、基礎の設置位置が制限される場合があるが、そのような場合においても、基礎の設置位置に自由度があるため、従来ならば設置困難な用地に低コストで、太陽光発電装置を設置することができる。

また、支柱は常に鉛直に立設することが可能となり、曲げ応力や撓みを考慮する必要がなくなり、座屈に対してのみ充分な強度を保てば良いことになり、部材コストが低減することができる。

（実施の形態２）
図７は本発明の太陽電池モジュール用架台の示す拡大図であり、角度調整器付近を示したものである。支柱２６と角度調整器２７はボルト・ナットで締結され、設置時にボルト２１を回転軸として角度調整をすることができる。ボルト２１は第２の回転軸として機能する。架台フレーム２８と角度調整器２７は、ボルト・ナットで締結され、設置時にボルト２０を回転軸として角度調整をすることができる。ボルト２０は、第１の回転軸として機能する。

実施の形態１においては、架台フレームの外側に支柱が配置されるため、架台の占有面積が大きくなるが、本実施例のように、支柱および架台フレームが上方から見て角度調整器と重なるような位置にすることにより、架台の占有面積を小さくでき、用地の利用効率を向上させることができる。

（実施の形態３）
図８は、本発明の太陽電池モジュール用架台の支柱３６を示す側面図である。支柱の上端付近に複数のボルト穴３７が設けられており、設置時に、角度調整器を取り付けるためのボルトの位置を選択することにより、角度調整器を取り付ける高さを変化させることができる。

図９は、本発明の太陽電池モジュール用架台の支柱および支柱−杭連結部を示す斜視図である。支柱−杭連結部４５には、支柱基礎４８がボルトで固定されている。支柱基礎には支柱４６を固定するための複数のボルト穴４７が複数設けられており、ボルト穴４７を選択して支柱４６をボルト４９で固定する。支柱基礎４８と支柱４６を接続するボルト穴４７を選択することで、支柱４６の設置する高さを変えることができる。

また、図１０は、本発明の太陽電池モジュール用架台の支柱を示す側面図である。支柱５６は、角度調整器を取り付けるためのボルト穴５７を有している。また、支柱５６の下端は、支柱−杭連結部に連結できる平板５５に固定された螺子アジャスター５８に取り付けられおり、支柱５６を螺子アジャスター５８にねじ込む長さを変化させることで支柱５６の位置の調整が可能となる。

支柱の高さ調節機能を具備しない場合は、角度調整器の取り付ける高さは、支柱を取り付ける基礎の高さで決定されるが、支柱の位置の調節機能を具備することによって、局所的な不陸が存在する場合や地面の傾斜角が変化するような場所でもガタつくことなく、安定して太陽光発電パネルを保持することが可能となる。また、ボルト穴を高さ方向に長い穴とすることにより、支柱の高さ方向の微調整を行うことができる。

また、図９に示すような支柱高さの調整装置を具備することにより、伸縮位置が太陽光発電パネルより下に存在するため、支柱の影による発電への影響を無くすことが可能となる。

支柱に高さ方向の調整を行う機能を持たせることにより、基礎の高さの誤差があって支柱の位置を調整することによって誤差を吸収できるので、太陽光発電装置の設置作業効率が向上する。また、太陽光発電装置の設置後に部分的な基礎の沈降などの事象があると、架台が歪んで太陽電池モジュールに力がかかって変形や破損する恐れがあるが、支柱の高さ方向の位置を調整する機構を設けることにより、太陽電池モジュールの変形を軽減して破損を防ぐことができる。

図１１は、本発明の太陽電池モジュール用架台の支柱を示す斜視図である。支柱の強度を増すために支柱６６を金属の平板６５に溶接して、平板６５を支柱−杭連結部に固定しても良い。

（実施の形態４）
図１２は、本発明の太陽光発電装置の設置例を示す側面図である。支柱６を直接地中に差し込んで設置し、支柱６に角度調整器７および架台フレーム８を取り付けて架台を形成し、架台フレーム８上に太陽電池モジュール２を設置して太陽光発電装置１００を形成したものである。支柱６に荷重をかけて地面に押し込むか、地面を掘り下げた後に支柱６を立てて埋め戻すなどで、支柱６が杭として埋設されるため、安定した構造となる。杭基礎を使わないので、部品点数が減ることでコストダウンすることができる。

図１３は、本発明の太陽光発電装置の設置例を示す側面図である。地面を掘り下げた後に平板６５を溶接した支柱６６を立てて埋め戻すことで、支柱６６が埋設される。平板６５により、太陽光発電装置１０１は、水平、鉛直方向の荷重に対して安定した構造となる。

図１４は、本発明の太陽光発電装置の設置例を示す側面図である。支柱６と同じ金属製の棒状の第２の支柱７６は、支柱４に斜めに接続されている。第２の支柱７６は、地中に埋設される。太陽光発電装置１０２は、図１２に示した太陽光発電装置１００よりも、更に水平、鉛直方向の荷重に対して安定する。第２の支柱は地中に完全に埋まっても良く、また一部地上に露出していても良い。また、支柱６と第２の支柱７６との接続は溶接、ボルト留め、嵌め込み、挟み込み、引っ掛けなど接続方法が可能である。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１、１００、１０１、１０２…太陽光発電装置
２…太陽電池モジュール
３…架台
４…杭基礎
５、４５…支柱−杭連結部
６、３６、４６、５６、６６、…支柱
７、２７…角度調整器
８、２８…架台フレーム
９…支柱連結板
１０、２０…ボルト
１１、２１…ボルト
１２、１３…傾斜地
３７、４７、５７…ボルト穴
４８…支柱基礎
４９…ボルト
５５、６５…平板
５８…螺子アジャスター
７６…支柱

Claims (5)

1. 太陽電池モジュールを載置して固定する架台フレームと、
   支柱と、
   前記架台フレームと前記支柱の間に設置され、前記支柱と前記架台フレームを連結固定する角度調整器を備え、
   前記角度調整器は、前記角度調整器と前記架台フレームの取付角度を設定するための第１の回転軸と、前記角度調整器と前記支柱との取付角度を設定するための第２の回転軸を備え、
   前記第１の回転軸と前記第２の回転軸は互いに平行でない太陽電池モジュール用架台。
2. 前記支柱は、概ね鉛直に設置される請求項１記載の太陽電池モジュール用架台。
3. 前記支柱は、前記角度調整器の取り付け高さが調節可能である請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュール用架台。
4. 前記支柱および前記架台フレームは、上方から見て、前記角度調整器に重なるように配置された請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュール用架台。
5. 架台に太陽電池モジュールを設置した太陽光発電装置であって、
   前記架台は、
   前記太陽電池モジュールを載置して固定する架台フレームと、
   支柱と、
   前記架台フレームと前記支柱の間に設置され、前記支柱と前記架台フレームを連結固定する角度調整器を備え、
   前記角度調整器は、前記角度調整器と前記架台フレームの取付角度を設定するための第１の回転軸と、前記角度調整器と前記支柱の取付角度を設定するための第２の回転軸を備え、
   前記第１の回転軸と前記第２の回転軸は互いに平行でない太陽光発電装置。
   
   

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