JP5936934B2

JP5936934B2 - パネル保持構造

Info

Publication number: JP5936934B2
Application number: JP2012142150A
Authority: JP
Inventors: 勝久堯; 善徳山口
Original assignee: 日創プロニティ株式会社
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-06-25
Also published as: JP2014005654A

Description

本発明は、太陽光発電パネルや太陽熱温水パネルなどの各種平板状パネルを傾斜状態で保持するパネル保持構造に関する。

近年、太陽光発電システムへの関心が高まり、メガソーラーなどと呼称される大規模な太陽光発電施設が日本各地に建設されている。メガソーラー施設においては多数の太陽光発電パネルが設置されるため、その保持構造については様々な方式が開発、施工されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

特許文献１記載の「太陽電池パネルの取付構造」は、取付土台に互いに平行に支持された複数の角筒状のレールと、複数のレールに架設され両端をレールに連結される太陽電池パネル用の支持フレームと、レールと支持フレームとを連結する連結部とを有し、レールには、その上壁の一部を長手方向に沿って連続的に開口したスリットが形成されている。

特許文献２記載の「太陽発電パネルの取付架台」は、平行に配置されフランジ部が形成された断面Ｃ字状の縦桟と、各縦桟の前部を支持フランジ部が形成された断面Ｃ字状の横桟と、縦桟の両フランジ部の外側に配置され、ボルトを挿通して両フランジ部の内側に配置された内部ナットで固定される縦桟金具と、横桟の両フランジ部の外側に配置され、ボルトを挿通して、両フランジ部の内側に配置された内部ナットで固体される横桟金具とを備えたものである。

特許文献３記載の「太陽電池パネル架台」は、基礎から立設された支柱と、支柱の他端側に取り付けられ、太陽電池パネルの傾斜方向と直交する方向の該太陽電池パネルの面に沿って配置される長尺の横材と、を備えたものである。

特開２０１２−１９０６０号公報特開２０１２−２０４４号公報特開２０１２−５４４２０号公報

メガソーラー施設においては多数の太陽光発電パネルが広範囲にわたって設置されるため、その保持構造を構築するには、多大な資材と労力が必要である。このため、太陽光発電パネルの保持構造については、従来、部品点数の削減、部品の軽量化及び組立作業の簡易化が要請されている。

しかしながら、特許文献１〜３に記載された太陽光発電パネルの保持構造は、使用される資材の種類が多く、構造も複雑であるため、前述した要請に充分に応えられるレベルに達していない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品点数が少なく、組み立ても容易なパネル保持構造を提供することにある。

本発明のパネル保持構造は、設置面に設けられた支持手段によって段違い平行棒状態に支持された複数のチャンネル材と、複数の前記チャンネル材上に傾斜姿勢で配置されるパネル材の保持手段とを備え、
前記チャンネル材がその横断面が台形をなすように帯状板材が曲がった形状であって、前記台形の上底に相当する部分若しくは下底に相当する部分に開口部分を有し、
前記チャンネル材の横断面において前記台形の脚に相当する部分を含む平板部分に前記保持手段を配置し、
前記開口部分にガセットプレートをネジで固定したことを特徴とする。

ここで、本発明のパネル保持構造においては、前記チャンネル材の横断面において前記台形の脚に相当する部分を含む平板部分に前記保持手段を配置している。

また、前記保持手段として、複数の前記チャンネル材上に当該チャンネル材と交差する方向に梁材を配置することが望ましい。

さらに、長手方向に隣り合う複数の前記チャンネル材を前記支持手段の位置において接続することが望ましい。

一方、前記チャンネル材を構成する板材に補強用の溝部、段差部若しくは凹凸部を設けることができる。

また、複数の前記チャンネル材を横切る方向に隣り合う前記支持手段を繋ぐ連接部材を設けることもできる。

さらに、前記支持手段と前記チャンネル材とを繋ぐ補強部材を設けることもできる。

本発明により、部品点数が少なく、組み立ても容易なパネル保持構造を提供することができる。

参考形態であるパネル保持構造を示す一部省略平面図である。図１中のＡ−Ａ線における横断面図である。図１中のＢ−Ｂ線における縦断面図である。図３中の矢線Ｃで示す部分の拡大図である。図３中の矢線Ｄで示す部分の拡大図である。図２中の矢線Ｅで示す部分の拡大図である。図３に示すパネル保持構造を構成するチャンネル材の一部を示す斜視図である。図７に示すチャンネル材の横断面図である。参考形態であるパネル保持構造を示す横断面図である。図９中のＦ−Ｆ線における縦断面図である。参考形態であるパネル保持構造を示す横断面図である。図１１中の矢線Ｇで示す部分の拡大図である。図１１中の矢線Ｈで示す部分の拡大図である。図１１中のＩ−Ｉにおける断面図である。本発明の実施形態であるパネル保持構造を示す横断面図である。図１５中の矢線Ｊで示す部分の拡大図である。図１５中の矢線Ｋで示す部分の拡大図である。図１５中のＬ−Ｌ線における縦断面図である。参考形態であるパネル保持構造を示す横断面図である。図１９中の矢線Ｍで示す部分の拡大図である。図２０中に示すチャンネル材の横断面図である。

図１〜図８に基づいて、参考形態であるパネル保持構造１００について説明する。図１〜図３に示すように、参考形態であるパネル保持構造１００は、設置面１０に設けられた支持手段であるコンクリート製の基礎部材１１及び鋼製の支柱１２によって段違い平行棒状態に支持された複数のチャンネル材１３，１４（図７参照）と、複数のチャンネル材１３，１４上に傾斜姿勢で配置される太陽光発電パネル１５（パネル材）の保持手段である複数の梁材１６と、を備えている。図８に示すように、チャンネル材１３，１４はいずれも鋼製の帯状板材１７を曲げ加工して横断面が台形をなすように形成されたものであり、サイズ及び形状は同一である。

図１〜図５に示すように、複数の基礎部材１１はいずれも同じ高さであり、傾斜した太陽光発電パネル１５及び梁材１６の上位側に位置するチャンネル材１３は、基礎部材１１上にアンカー材１８及びアングル材１９で立設された支柱１２の上端部にネジ２０で固定され、同じく下位側に位置するチャンネル材１４は、基礎部材１１上にアンカー材１８で固定されている。

梁材１６は、複数のチャンネル材１３，１４上に当該チャンネル材１３，１４と立体交差する方向に配置されている。図３，図４，図５，図７，図８に示すように、チャンネル材１３，１４は、その横断面において台形の上底Ｘ及び下底Ｙに相当する部分が鉛直方向をなすように配置され、チャンネル１３，１４の横断面において台形の脚Ｚに相当する部分を含む平板部分１３ａ，１４ａに梁材１６がネジ２１で固定されている。

図２に示すように、チャンネル材１３の長手方向に隣り合う支持手段（支柱１２及び基礎部材１１）の配置間隔はチャンネル材１３の長手方向のサイズと同等に設定されているため、図６に示すように、長手方向に隣り合う複数のチャンネル材１３は支持手段を構成する支柱１２の位置において接続されている。また、図示していないが、長手方向に隣り合う複数のチャンネル材１４も支持手段（支柱１２及び基礎部材１１）の位置において接続されている。また、図２，図６に示すように、基礎部材１１に固定されたアングル材１９とチャンネル材１３とを繋ぐ補強部材２３が設けられている。

パネル保持構造１００においては、図７，図８に示すようなチャンネル材１３，１４を段違い平行棒状態に配置しているため、従来技術より少ない部品点数で、太陽光発電パネル１５を傾斜状態に保持することができる。また、チャンネル材１３，１４は、予め工場などにおいて当該形状に製作した状態で施工現場に搬入することができるので、パネル保持構造１００の組み立ては容易である。なお、チャンネル材１３，１４の横断面において台形の脚Ｚに相当する部分と下底Ｙに相当する部分との間のコーナ部の曲げ角度を変えることにより、太陽光発電パネル１５の傾斜角度を任意に設定することができる。

次に、図９，図１０に基づいて、参考形態であるパネル保持構造２００について説明する。なお、図９，図１０に示すパネル保持構造２００において、前述したパネル保持構造１００と共通する部分については図１〜図８中の符号と同符号を付して説明を省略する。

図９，図１０に示すように、パネル保持構造２００においては、図３に示すコンクリート製の基礎部材１１に代わる支持手段として、設置面１０に杭材３０を打設し、高位側のチャンネル材１３ｂは杭材３０上に支柱１２を介して取り付けられ、低位側のチャンネル材１４ｂは杭材３０上にネジ２２で固定されている。また、太陽光発電パネル１５の傾斜方向（複数のチャンネル材１３ｂ，１４ｂを横切る方向）に隣り合う杭材３０同士は連接部材３１によって繋がれている。連接部材３１の両端部はそれぞれ杭材３０の頭部にネジ止めされている。

パネル保持構造２００においては、支持手段として杭材３０を用いているため、図３に示すようなコンクリート製の基礎部材１１の構築工事が不要であり、工事期間の短縮化を図ることができる。

次に、図１１〜図１４に基づいて、参考形態であるパネル保持構造３００について説明する。なお、図１１〜図１４に示すパネル保持構造３００において、前述したパネル保持構造１００，２００と共通する部分については図１〜図１０中の符号と同符号を付して説明を省略する。

図１１〜図１３に示すように、パネル保持構造３００においては、複数のチャンネル材１３，１４の支持手段として、高さの異なるコンクリート製の基礎部材４０，４１が設置面１０に立設され、基礎部材４０，４１の上部に埋設されたアンカー材４２，４３にそれぞれチャンネル材１３，１４がネジ４４で固定されている。

パネル保持構造３００においては、チャンネル材１３，１４の支持手段として、高位側のチャンネル材１３及び低位側のチャンネル材１４のそれぞれの配置位置付近までの高さを有するコンクリート製の基礎部材４０，４１を用いているので、支持手段の強度が大であり、耐久性も良好である。

また、図１４に示すように、アンカー材４２には、チャンネル材１３を固定するネジ４４（図１２参照）を挿通するために水平方向に拡幅した長孔４５が開設されているため、アンカー材４２に対するチャンネル材１３の長手方向の寸法誤差に容易に対応することができる。なお、長孔４５の代わりに、長孔４５の長径程度の内径を有するルーズ孔（図示せず）を開設すれば、チャンネル材１３の長手方向の寸法誤差に限らず、その他の方向の寸法誤差に対応した微調整を行うことができる。

次に、図１５〜図１８に基づいて、本発明の実施形態であるパネル保持構造４００について説明する。なお、図１５〜図１８に示すパネル保持構造４００において、前述したパネル保持構造１００，２００，３００と共通する部分については図１〜図１４中の符号と同符号を付して説明を省略する。

図１５〜図１７に示すように、パネル保持構造４００においては、図９に示すパネル保持構造２００を構成するチャンネル材１３，１４の代わりにそれぞれチャンネル材５３，５４を設けている。また、図１８に示すように、チャンネル材５３と杭材３０とは、Ｖ字状に配置された補強部材２３によって連結され、パネル保持構造２００における高位側の支柱１２（図１０参照）を省略した構造となっている。

図１５〜図１７に示すように、チャンネル材５３，５４の横断面形状はいずれも台形であるが、図１６に示すように、チャンネル材５３においては、台形の上底に相当する部分（後述するガセットプレート５５が取り付けられている部分）と傾斜脚に相当する部分（梁材１６が取り付けられている部分）が鈍角をなすように折り曲げられているのに対し、図１７に示すように、チャンネル材５４においては、台形の下底に相当する部分（後述するガセットプレート５５が取り付けられている部分）と傾斜脚に相当する部分（梁材１６が取り付けられている部分）が鋭角をなすように折り曲げられている。

従って、図１５，図１６に示すように、チャンネル材５３は台形の上底に相当する部分を下位側（チャンネル材５４側）に向けて配置され、図１５，図１７に示すように、チャンネル材５４は台形の下底に相当する部分を上位側（チャンネル５３側）に向けて配置されている。

また、長手方向に隣り合う複数のチャンネル材５３，５４は四角板状のガセットプレート５５及びネジ５６によって接合されている。チャンネル材５３においては台形の上底に相当する部分（開口部分）にガセットプレート５５がネジ５６で固定され、チャンネル材５４においては台形の下底に相当する部分（開口部分）にガセットプレート５５がネジ５６で固定されている。

図１８に示すように、ガセットプレート５５は、長手方向に隣り合うチャンネル材５３の接合部分だけでなく、チャンネル材５３の開口部分に、その長手方向に沿って所定間隔ごとにネジ（図示せず）で固定されている。なお、図示していないが、チャンネル材５４に対しても、同様にガセットプレート５５がネジで固定されている。

パネル保持構造４００においては、チャンネル材５３，５３の接合部分のみならず、その他の部分にも所定間隔ごとにガセットプレート５５をネジ５６で固定しているため、チャンネル材５３，５４の剛性が高まり、強度向上に有効である。

次に、図１９〜図２１に基づいて、参考形態であるパネル保持構造５００について説明する。なお、図１９〜図２１に示すパネル保持構造５００において、前述したパネル保持構造１００，２００，３００，４００と共通する部分については図１〜図１８中の符号と同符号を付して説明を省略する。

図１９に示すように、パネル保持構造５００においては、図９に示すパネル保持構造２００を構成するチャンネル材１３，１４の代わりにそれぞれチャンネル材６３，６４を設けている。チャンネル材６３，６４はサイズ及び形状が同一であるため、図２０，２１に基づいてチャンネル材６４について説明する。

図２０，図２１に示すように、チャンネル材６４の横断面において台形の下底Ｙに相当する平板部分に、複数の補強用の溝部６５が形成されている。複数の溝部６５はチャンネル材６４の長手方向に沿って互いに平行をなすように形成されている。複数の溝部６５は、曲げ加工によってチャンネル材６４を形成する工程において形成することができる。

チャンネル材６３，６４に複数の溝部６５を形成することにより剛性が高まるので、チャンネル材１３，１４（図９参照）を形成する帯状板材よりも薄い帯状板材でチャンネル材１３，１４と同等の強度を得ることができる。これにより、チャンネル材６３，６４は軽量化を図ることができる。なお、図９，図１０に示すパネル保持構造２００を構成するチャンネル材１３ｂ，１４ｂもそれぞれチャンネル材６３，６４と同様の形状を有しているため、チャンネル材６３，６４と同様の作用、効果を発揮する。

なお、前述したパネル保持構造１００，２００，３００，４００，５００は本発明若しくは本発明の構成要件の一部を例示するものであり、本発明のパネル保持構造はこれらに限定されない。

本発明のパネル保持構造は、太陽光発電パネルや太陽熱温水パネルなどの各種平板状パネルを傾斜状態で保持する構造体として、土木建設業などの分野において広く利用することができる。

１０設置面
１１，４０，４１基礎部材
１２支柱
１３，１４，１３ｂ，１４ｂ，４３，４４，６３，６４チャンネル材
１３ａ，１４ａ平板部分
１５太陽光発電パネル
１６梁材
１７帯状板材
１８，４２アンカー材
１９アングル材
２０，２１，２２，４４，５６ネジ
２３補強部材
３０杭材
３１連接部材
５５ガセットプレート
１００，２００，３００，４００，５００パネル保持構造
Ｘ上底
Ｙ下底
Ｚ脚

Claims

設置面に設けられた支持手段によって段違い平行棒状態に支持された複数のチャンネル材と、複数の前記チャンネル材上に傾斜姿勢で配置されるパネル材の保持手段とを備え、
前記チャンネル材がその横断面が台形をなすように帯状板材が曲がった形状であって、前記台形の上底に相当する部分若しくは下底に相当する部分に開口部分を有し、
前記チャンネル材の横断面において前記台形の脚に相当する部分を含む平板部分に前記保持手段を配置し、
前記開口部分にガセットプレートをネジで固定したパネル保持構造。
前記保持手段として、複数の前記チャンネル材上に当該チャンネル材と交差する方向に梁材を配置した請求項１記載のパネル保持構造。
長手方向に隣り合う複数の前記チャンネル材を前記支持手段の位置において接続した請求項１または２記載のパネル保持構造。
前記チャンネル材を構成する板材に補強用の溝部、段差部若しくは凹凸部を設けた請求項１〜３のいずれかに記載のパネル保持構造。
複数の前記チャンネル材を横切る方向に隣り合う前記支持手段を繋ぐ連接部材を設けた請求項１〜４のいずれかに記載のパネル保持構造。
前記支持手段と前記チャンネル材とを繋ぐ補強部材を設けた請求項１〜５のいずれかに記載のパネル保持構造。