JP5386414B2 - 太陽電池アレイ及び太陽電池アレイの施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、接地工事の作業を軽減した太陽電池アレイ及び太陽電池アレイの施工方法に関する。

近年、太陽光発電システムは地球温暖化防止の観点から急速に普及している。最近ではメガワット級の大規模発電所の建設がおこなわれるようになった。このような大規模太陽光発電施設においては、地上に設置した架台に数万枚規模の多数の太陽電池パネルを設置した太陽電池アレイが設けられる。

この太陽電池アレイは、まず地上に架台を設置し、この架台に太陽電池モジュールが１枚ずつ取り付けられる。太陽電池モジュールの架台への取り付けは、ボルトとナットにより太陽電池モジュールを架台の取付桟に締結する作業と、太陽電池モジュールのアースを取る接地工事が必要となる。

従来の接地工事は、太陽電池モジュールを固定するボルトにアース線を接続し、このアース線を導電性の架台に接続し、架台を接地していた。

ここで、太陽電池モジュールのフレームは耐候性を上げるためにアルマイト処理などの絶縁被膜処理が施されている。従って、従来の工法では歯付座金を使用して絶縁被膜を破る必要があり、取付作業工数がかかるのみならず、材料費もかかり、太陽電池アレイの建設費用を押し上げるという問題点がある。

この点に関し、タッピングネジを固定部材に固定し、この固定部材によって太陽電池モジュールを架台に取り付ける際に、タッピングネジの先端により太陽電池モジュールのフレームに施された絶縁被膜を傷つけることによって接地する技術が提案されている。

しかし、この工法によっても、固定部材にタッピングネジを取り付ける作業が必要であり、固定部材の材料費もかかるという問題点がある。

特開２００２−３６４１３６号公報

本発明は、接地工事の作業を軽減した太陽電池アレイ及び太陽電池アレイの施工方法を提供することを目的とする。

本発明は、絶縁物でコーティングされ、太陽電池パネルを固定するフレームを備える太陽電池モジュールと、絶縁物でコーティングされ、導電性材料によって形成され、フレームと重なる交差範囲に設けられる接地ネジ挿通孔を有する取付桟、導電性材料によって形成され、取付桟を導通可能に支持する架台支柱、及び架台支柱に電気的に接続され、接地される接地装置を備える架台と、フレームと取付桟とを締結するボルトとは別体に導電性材料によって形成され、軸部の外径以下の直径を有する接地ネジ挿通孔にねじ込まれることによりフレームのコーティングを破り、接地ネジ挿通孔と接触することにより、フレームと取付桟とを電気的に接続する接地ネジと、を備える太陽電池アレイを提供する。

本発明によれば、接地工事の工数が削減できるとともに、材料費を削減することができる、という効果がある。

本発明の太陽電池モジュールの架台の取付桟への取付部位の側面図である。 本発明の太陽電池モジュールの架台の取付桟への取付部位の底面図である。 本発明の架台に取り付けられた太陽電池モジュールを裏側から見た図である。 本発明の接地ネジの例を示す図である。 本発明のフレーム側接地ネジ挿通孔の直径を示す図である。 取付桟の断面図である。 接地ネジにボルトを使用した場合の取付部位の側面図である。 接地ネジにボルトを使用した場合の取付部位の底面図である。 架台を示す図である。 本発明の架台の端部を示す図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイ及び太陽電池アレイの施工方法を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の太陽電池モジュール１００の架台の取付桟３０への取付部位の側面図である。図２は、本発明の太陽電池モジュール１００の架台の取付桟３０への取付部位の底面図である。

図１に示すように、太陽電池モジュール１００はアルマイト処理などの絶縁物でコーティングされたアルミニウム合金によって形成されるフレーム１０１に、太陽電池セル１０３が強化ガラス１０２とバックカバー１０４により挟み込まれた太陽電池パネルが固定されている。

このフレーム１０１にはフレーム側ボルト穴１０１Ｂが設けられ、取付桟３０には取付桟側ボルト穴３０Ｂが設けられる。

フレーム１０１の太陽電池パネルと対向する面が架台の取付桟３０に合わせられ、ボルト１０がフレーム側ボルト穴１０１Ｂ及び取付桟側ボルト穴３０Ｂに挿通される。太陽電池モジュール１００は取付桟３０に、このボルト１０、及びナット１２とワッシャ１１によって締結される。

取付桟３０には、さらに接地ネジ挿通孔３０Ａが設けられる。接地ネジ挿通孔３０Ａは、斜線にて示す取付桟３０とフレーム１０１とが重なる範囲である交差範囲Ａに設けられる。接地ネジ挿通孔３０Ａの内側は絶縁されていない。フレーム１０１にはフレーム側接地ネジ挿通孔１０１Ａが設けられていてもよい。

図３は、架台に取り付けられた太陽電池モジュール１００を裏側から見た図である。図３に示すように、接地ネジ挿通孔３０Ａは、１枚の太陽電池モジュール１００につき少なくとも１つ設けられる。

図４は、接地ネジ１の例を示す図である。図４に示すように、接地ネジ１はボルト１０とは別体に形成される。接地ネジ１はドリルねじを用いることができる。ドリルねじは、ドライバを嵌め込む頭部１Ａと、ネジ山を有する軸部１Ｂと、軸部１Ｂの先端に切り刃先１Ａと、を備える。

ドリルねじを接地ネジ１として使用する場合にはフレーム側接地ネジ挿通孔１０１Ａを設けなくともよい。

接地ネジ１は、いわゆるタッピングねじを用いることもできる。接地ネジ１にタッピングねじを用いる場合には、フレーム側接地ネジ挿通孔１０１Ａを設けることが望ましい。

接地ネジ１は導電性の物質によって形成される。接地ネジ１は接地ネジ挿通孔３０Ａに挿通され、フレーム１０１を穿つことにより、取付桟３０とフレーム１０１とを電気的に接続する。すなわち、接地ネジ１はフレーム側接地ネジ挿通孔１０１Ａにねじ込まれることによりフレーム１０１のコーティングを破り、接地ネジ挿通孔３０Ａの内側と接触することにより、フレーム１０１と取付桟３０とを電気的に接続する。

図５は、フレーム側接地ネジ挿通孔１０１Ａの直径を示す一例の図である。図５に示すように、フレーム側接地ネジ挿通孔１０１Ａの直径は、接地ネジ１の呼び、すなわち呼び径（ｍｍ）と、フレーム１０１の厚さ（ｍｍ）によって定まる。フレーム側接地ネジ挿通孔１０１Ａは軸部の外径以下の直径を有する。

接地ネジ１の呼びは２．９以上４．８以下が望ましい。これより小さいと作業がしづらく、これより大きいと材料費が高くなる。中でも呼び３．５が最も望ましい。

接地ネジ１の呼びが３．５であるとき、フレーム側接地ネジ挿通孔１０１Ａの直径は２．５ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であることが望ましい。

これより小さいと、接地ネジ１がねじ込まれたときにフレーム１０１が変形する可能性があり、これより大きいと接地がとれない場合がある。

図６は、取付桟３０の断面図である。図６に示すように、取付桟３０には、図６（Ａ）に示すＬ型、図６（Ｂ）に示すＣ型、図６（Ｃ）に示すＺ型などがある。いずれの場合も、接地ネジ挿通孔３０Ａ及び取付桟側ボルト穴３０Ｂはフレーム１０１に接する面に設けられる。

図７は、接地ネジ１に接地用ボルト２を使用した場合の取付部位の側面図である。図８は、接地ネジ１に接地用ボルト２を使用した場合の取付部位の底面図である。図７及び図８に示すように、接地ネジ１に接地用ボルト２を使用する場合、フレーム側接地ネジ挿通孔１０１及びＡ接地ネジ挿通孔３０Ａの直径は、接地ネジ１の軸の外径、すなわち呼び径と等しい。フレーム側接地ネジ挿通孔１０１及び接地側は絶縁されていない。

接地用ボルト２は、ナット３によって締結される。フレーム１０１とナット３との間には、いわゆる歯付座金４が締結される。この歯付座金４は、歯が付いているため、締結するとフレーム１０１の絶縁層を傷つけて剥がす。

接地用ボルト２、ナット３、歯付座金４は導電性材料によって形成される。接地用ボルト２は、フレーム１０１と取付桟３０とを電気的に接続する。

図９は、架台４００を示す図である。架台４００には太陽電池モジュール１００が接地され、太陽電池アレイが形成される。

図１０は、架台４００の端部を示す図である。図１０に示すように、導電性材料によって形成される架台支柱３０Ｃには接地装置３１が設けられる。接地装置３１は、アース線３１Ａが架台支柱３０Ｃに電気的に接続され、先端には接地具３１Ｂが設けられる。接地具３１Ｂは地中に埋設されることにより接地する。

架台４００は、導電性材料により形成される。取付桟３０と架台支柱３０Ｃと導通可能に接続される。

以上述べたように、本実施形態の太陽電池アレイ及び太陽電池アレイの施工方法は、導電性材料によって形成される架台４００の取付桟３０に接地ネジ挿通孔３０Ａを設け、太陽電池モジュール１００のフレーム１０１とこの取付桟３０とを接地ネジ１により電気的に接続し、架台４００に接地装置３１を設けて接地する。接地ネジ挿通孔３０Ａは取付桟３０とフレーム１０１とが重なる範囲である交差範囲Ａに設けられる。太陽電池モジュール１００は接地ネジ１により架台４００に接地される。

従って、接地工事の工数が、配線工事の工数分、或いは固定部材へのタッピングネジの取り付け工数分削減できるとともに、配線部材の材料費、乃至固定部材の材料費を削減することができる、という効果がある。

１：接地ネジ、
２：接地用ボルト、
４：歯付座金、
３０：取付桟、
３１：接地装置、
３０Ａ：接地ネジ挿通孔、
１０１：フレーム、
１０１Ａ：フレーム側接地ネジ挿通孔。

Claims (10)

1. 絶縁物でコーティングされ、太陽電池パネルを固定するフレームを備える太陽電池モジュールと、
   導電性材料によって形成され、前記フレームと重なる交差範囲に設けられる接地ネジ挿通孔を有する取付桟、導電性材料によって形成され、前記取付桟を導通可能に支持する架台支柱、及び前記架台支柱に電気的に接続され、接地される接地装置を備える架台と、
   前記フレームと前記取付桟とを締結するボルトとは別体に導電性材料によって形成され、前記接地ネジ挿通孔にねじ込まれることにより、前記フレームと前記取付桟とを電気的に接続する接地ネジと、
   を備える太陽電池アレイ。
2. 前記接地ネジは、
   ドリルねじであり、
   前記フレームを穿つことにより前記フレームと前記取付桟とを電気的に接続する
   ことを特徴とする請求項１記載の太陽電池アレイ。
3. 前記接地ネジは、
   タッピングねじであり、
   前記フレームを穿つことにより前記フレームと前記取付桟とを電気的に接続する
   ことを特徴とする請求項１記載の太陽電池アレイ。
4. 前記フレームは、
   前記接地ネジを挿通する、前記接地ネジの軸部の外径以下の直径を有するフレーム側接地ネジ挿通孔を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池アレイ。
5. 前記接地ネジは、
   導電性材料によって形成されるボルトであり、
   前記ボルトに挿通され、前記フレームと前記ボルトに締結されるナットの間に歯付座金をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１記載の太陽電池アレイ。
6. 絶縁物でコーティングされ、太陽電池モジュールの太陽電池パネルを固定するフレームと、導電性材料によって形成され、前記フレームと重なる交差範囲に設けられる接地ネジ挿通孔を有する取付桟、導電性材料によって形成され、前記取付桟を導通可能に支持する架台支柱、及び前記架台支柱に電気的に接続され、接地される接地装置を備える架台と、を前記フレームと前記取付桟とを締結するボルトとは別体に導電性材料によって形成される接地ネジを前記接地ネジ挿通孔にねじ込むことにより、前記フレームと前記取付桟とを電気的に接続することを特徴とする太陽電池アレイの施工方法。
7. 前記接地ネジは、
   ドリルねじであり、
   前記フレームを穿つことにより前記フレームと前記取付桟とを電気的に接続する
   ことを特徴とする請求項６記載の太陽電池アレイの施工方法。
8. 前記接地ネジは、
   タッピングねじであり、
   前記フレームを穿つことにより前記フレームと前記取付桟とを電気的に接続する
   ことを特徴とする請求項６記載の太陽電池アレイの施工方法。
9. 前記フレームは、
   前記接地ネジを挿通するフレーム側接地ネジ挿通孔を有することを特徴とする請求項６記載の太陽電池アレイの施工方法。
10. 前記接地ネジは、
    導電性材料によって形成されるボルトであり、
    前記ボルトに挿通され、前記フレームと前記ボルトに締結されるナットの間に歯付座金をさらに有する
    ことを特徴とする請求項６記載の太陽電池アレイの施工方法。

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