JP2009180034A - 太陽電池設備を備えた覆蓋設備 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の覆蓋設備よりも軽量かつ安価で維持管理性に優れた覆蓋設備を提供すること。
【解決手段】結晶系太陽電池パネルと比較して格段に軽量で、かつ可撓性を有するシート状のアモルファス太陽電池である太陽電池モジュール７をテント用膜材６に編み着けたものを覆蓋の主材料に用い、貯水池２０周辺に設けたレール４上を移動するフレーム架台２，３のそれぞれに覆い被せた構造とする。フレーム架台２，３は、互い違いに重なり合うようにフレーム架台３をフレーム架台２内に収容可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、上下水道施設等の貯水池の上部を覆うための覆蓋設備に関し、特にシート状アモルファス太陽電池で構成された太陽電池設備を備えた覆蓋設備に関する。

近年、上下水道施設の貯水池は広大な面積を有しており、この貯水池の上部に覆蓋を設置する要請が存在する。従来、覆蓋の上面に太陽電池を設けるようにした設備が多数実施されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

上下水道施設の貯水池の中には、縦横の一辺の長さが各々十数〜数十ｍと１つの池の面積が大きいものが存在する。また、上下水道施設の場合、貯水池の中には機械設備が存在するため、池中に覆蓋設備の支持柱を設けることが困難であるといった事情がある。また、池中の機械設備の維持管理や取替のことを考えると、ある程度容易に池の一部を開放できる必要がある。

以上のような事情を有する覆蓋設置に太陽電池を設置した場合、同設備が非常に重厚かつ大重量になる傾向にある。そのため、覆蓋設置のコストが増大すると共に、池周辺の土木構造物が同設備の重量に耐えられないことも予想される。

なお、太陽電池を貼り付けたフロート板を水面上に浮かばせて、それを池に敷き詰めるといった覆蓋設備も試されているが、これでは池の一部を開放したりして水を抜いて池を空にする時にフロート板を水面から引き上げなくてはならない手間がかかる上、フロート板が高価になってしまう欠点がある。
特開２００２−４３６０８号公報 特開２００３−２０４０７５号公報 特開２００５−６６５１２号公報 特開２００７−１３７４８５号公報

上記した通り、従来の太陽電池を備えた覆蓋設備は、大面積の貯水池に対応しようとした場合に、設備が非常に重厚かつ大重量になり、コストも増大すると共に維持管理面でも問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、上下水道施設にある比較的大面積な貯水池を対象に、軽量かつ安価で維持管理性にも優れた、太陽光発電設備を備えた覆蓋設備を提供することを目的とする。

本発明の覆蓋設備は、貯水池の上部を覆蓋で覆う覆蓋設備であって、前記覆蓋の主部材として複数枚のシート状アモルファス太陽電池を取り付けたテント用膜材を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、覆蓋を構成する主部材は非常に軽量であり、それを支えるフレーム架台もそれに似合った軽量かつ簡易なものとすることができる。したがって、貯水池周辺の土木構造物に掛かる加重を従来の覆蓋設備と比べて格段に小さくすることができる。又、フレーム架台の材料費や組立費、各部材の輸送量、現地施工の手間などが大幅に削減できるので設置費用を少なくすることが可能となる。

上記覆蓋設備において、シート状アモルファス太陽電池は、前記テント用膜材に紐部材で編み付ける、又は糸状材料で縫い付けて固定するものとする。あるいは、前記シート状アモルファス太陽電池は、前記テント用膜材に接着して固定するものとする。
また上記覆蓋設備において、前記覆蓋は、前記貯水池の上部を覆う天井部を有するフレーム架台に対して、前記テント用膜材を覆い被せて固定した構造としても良い。

上記覆蓋設備において、前記貯水池の両側に一対のレールを平行に敷設し、前記レール上に載置される前記フレーム架台と前記レールとの接触部分にローラを取り付けて、当該フレーム架台がレール上を移動する構造とする。

また上記覆蓋設備において、前記貯水池の両側に複数組のレールを平行に敷設し、それぞれ前記シート状アモルファス太陽電池を編み付けたテント用膜材が被せられた複数のフレーム架台を前記複数組のレール上に配列し、最外側のレールに載置される架台フレームからフレームサイズを順次小さくして隣り合う２台のった架台フレームのうち内側の架台フレームが外側の架台フレームの内側に収納される構造とする。

本発明によれば、上従来の覆蓋設備よりも軽量かつ安価で維持管理性に優れた覆蓋設備を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る覆蓋設備を示す斜視図である。本実施の形態の覆蓋設備１は、２つの切妻形のフレーム架台２，３と、２つのフレーム架台２，３のそれぞれを比較的大面積の貯水池２０に沿って移動させるための４本のレール４（４ａ〜４ｄ）と、大型の倉庫テントなどで広く用いられている強靱なテント用の膜材６の表面に複数枚のシート状アモルファス太陽電池（以下、シート状太陽電池モジュールと呼ぶ）７を一定間隔で縦横に取り付けた覆蓋の主部材５とを主に備えて構成される。

フレーム架台２，３は、互いに相似形状をなすと共に一方のフレーム架台２が他方のフレーム架台３よりも大きな寸法に設計されており、図２に示すように、これらが互い違いに重なり合うようにフレーム架台３をフレーム架台２内に収容可能にしている。フレーム架台３をフレーム架台２内に完全に収容した状態では、貯水池２０の上部が半分程度開放される。フレーム架台２，３は、それぞれ１本の鉄骨又はアルミニウム合金を主材料とした棒状部材を所定間隔で格子状に組み合わせて構成される。なお、フレーム架台２、３を構成する棒状部材に鉄骨のものを用いる場合は、腐食防止のためにメッキ処理を施すことが望ましい。

フレーム架台２，３の大きさは、覆蓋する貯水池２０の大きさを例えば４３ｍ×１４ｍ程度とすると、フレーム架台２は、棟方向が２２ｍ程度、妻方向が１４．６ｍ程度となり、フレーム架台３は、棟方向が２２ｍ程度、妻方向が１５．２ｍ程度となる。なお、フレーム架台２，３は、ともに高さを確保する必要はなく、側面の高さで数百ｍｍ程度あれば充分である。また、フレーム架台２，３の屋根部の傾斜角度は雨水が溜まらない程度で良い。

フレーム架台２，３夫々の両側面の下端面には、棟方向に沿って複数個のローラ８が一定間隔で取り付けられており、フレーム架台２，３それぞれのレール４上の走行を可能にしている。レール４は、貯水池２０の長手方向の両側に沿って２本ずつ平行に配置される。外側の２本のレール４ａ、４ｂはフレーム架台２の走行用として、フレーム架台３の幅方向よりも僅かに広い間隔で配置され、内側の２本のレール４ｃ，４ｄはフレーム架台３の走行用としてフレーム架台２の幅方向よりも僅かに短い間隔で配置される。

レール４は、その断面形状が例えばＨ形を成しており、ローラ８は、レール４の形状に合う形状を成している。なお、本実施の形態では、フレーム架台２，３を１組としたが、棟方向の寸法を短くすることで組数を増やすことも可能である。組数を増やすことで、フレーム架台１つあたりの面積を小さくすることができ、軽量化及び小型化されて扱いやすくなる。

覆蓋の主部材５を構成する複数枚のシート状太陽電池モジュール７は、同じく主部材５を構成するテント用膜材６に対し、ワイヤなどの紐状の部材で編み着けられて固定されている。１枚のシート状太陽電池モジュール７の大きさは、フレーム架台２，３の形状を上記した値とすると、すなわち、フレーム架台２の形状を棟方向：２２ｍ程度、妻方向：１４．６ｍ程度とし、フレーム架台３の形状を棟方向：２２ｍ程、妻方向：１５．２ｍ程度とすると、３．４ｍ×４．６ｍ程度となる。そして、テント用膜材６との編み着けに要する部分を確保するため、隣接するシート状太陽電池モジュール７の間を０．２ｍ程度空けて配列すると、長手方向で６５枚、短手方向で４枚のシート状太陽電池モジュール７が並ぶこととなる。各シート状太陽電池モジュール７がフレーム架台２，３の屋根部に位置するようにテント用膜材６をフレーム架台２，３上に布設し、ワイヤなどの紐状の部材を用いてフレーム架台２，３の各辺とテント用膜材６とを縛り付けて固定する。

複数のシート状太陽電池モジュール７は、図３に示すように並列接続されている。図３において、隣り合ったシート状太陽電池モジュール７の電源出力端子７ａ、７ｂ間を電源ケーブル９で渡り配線し、１つの貯水池２０毎に設けた集電盤（図示略）にて集約する。複数のシート状太陽電池モジュール７で得られた電力をインバータ装置（図示略）にて交流電力に変換してから商用電源系統と系統連携し、施設内で使用する。

シート状アモルファス型の太陽電池モジュールは、従来のガラス基板を用いた結晶系太陽電池パネルと比較して格段に軽量であるため、テント用膜材６とを合わせても従来の結晶系ガラス基板の太陽電池の約１／５程度の重量で済み、これを支えるフレーム架台２、３の積載荷重や架台事態の重量もこれに応じて軽減することができる。

フレーム架台２，３と、レール４と、主部材５とを布設する手順としては、まず覆蓋対象となる貯水池２０の長手方向の一辺に２本のレール４を平行に設置し、次いで貯水池２０の反対側にも２本のレール４を平行に設置する。このとき、貯水池２０に対して内側の２本のレール４を設置する際は、貯水池２０の縁から０．３ｍ程離して設置する。４本のレール４を設置した後、フレーム架台２，３のそれぞれに主部材５を取り付け、その後、内側に位置する２本のレール４ｃ，４ｄの上にフレーム架台３を設置し、外側に位置する２本のレール４ａ，４ｂの上にフレーム架台２を設置する。なお、シート状太陽電池モジュール７は軽量であることから支柱を設けなくてもフレーム架台２，３は十分な強度を有する。このため、貯水池２０中にはフレーム架台２，３を支持する柱などを設置する必要がない。

このように本実施の形態の覆蓋設備１によれば、従来のガラス基板を用いた結晶系太陽電池パネルと比較して格段に軽量で、かつ可撓性を有するシート状のアモルファス太陽電池であるシート状太陽電池モジュール７をテント用膜材６に編み着けたものを覆蓋の主材料に用い、これを貯水池２０周辺に設けたレール４上を移動するフレーム架台２，３のそれぞれに覆い被せた構造としたので、貯水池２０周辺の土木構造物に掛かる加重を従来の覆蓋設備と比べて格段に小さくすることができる。また、フレーム架台２，３の材料費や組立費、各部材の輸送量、現地施工の手間などを大幅に削減することができ、設置費用を最小限に抑えることができる。また、池内機械設備の保守・取替時における覆蓋設備１の移動も容易に行える。

以上の説明では、シート状太陽電池モジュール７の固定方法として、テント用膜材６に対しワイヤなどの紐状の部材で編み着けて固定しているが、本発明は紐部材による編み着け固定に限定されない。

たとえば、工業用ミシンを用いてシート状太陽電池モジュール７の周囲をテント用膜材６に糸状部材で縫い合わせて固定することもできる。なお、接合作業の短縮、接合の確実性の向上及び太陽電池モジュール７とテント用膜材６の間への水の侵入を防止する為に、太陽電池モジュール７とテント用膜材６の間に粘着剤層、または接着材層を構成する。あるいは、縫製部に液状樹脂（液状の接着剤等）を含浸することにより、微細な穴を塞ぎ、水漏れを防止するようにしてもよい。粘着材は、アクリル系粘着材、シリコーン系粘着材、ブチルゴム系粘着材、エチレンプロピレンゴム系粘着材、フッ素系粘着材等を用いることができる。

また、太陽電池モジュール７とテント用膜材６との間を、粘着剤を用いて接着するようにしてもよい。

本発明は、上下水道施設等にある比較的大面積な貯水池の上部を覆い、覆った部分に太陽電池を設ける設備に適用することができる。

本発明の一実施の形態に係る覆蓋設備を示す斜視図 図１の覆蓋設備において２つのフレーム架台を重ね合わせて池の半分を開放した状態を示す斜視図 図１の覆蓋設備における複数の太陽電池モジュールの配線の一例を示す図

符号の説明

１…覆蓋設備
２，３…フレーム架台
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…レール
５…主部材
６…テント用膜材
７…シート状太陽電池モジュール
７ａ…電源出力端子（＋極）
７ｂ…電源出力端子（−極）
８…ローラ
９…電源ケーブル
２０…貯水池

Claims (7)

1. 貯水池の上部を覆蓋で覆う覆蓋設備であって、前記覆蓋の主部材として複数枚のシート状アモルファス太陽電池を取り付けたテント用膜材を用いたことを特徴とする覆蓋設備。
2. 前記シート状アモルファス太陽電池は、前記テント用膜材に紐部材で編み付けたことを特徴とする請求項１記載の覆蓋設備。
3. 前記シート状アモルファス太陽電池は、前記テント用膜材に糸状材料で縫い付けたことを特徴とする請求項１記載の覆蓋設備。
4. 前記シート状アモルファス太陽電池は、前記テント用膜材に接着したことを特徴とする請求項１記載の覆蓋設備。
5. 前記覆蓋は、前記貯水池の上部を覆う天井部を有するフレーム架台に対して、前記テント用膜材を覆い被せて固定してなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の覆蓋設備。
6. 前記貯水池の両側に一対のレールを平行に敷設し、前記レール上に載置される前記フレーム架台と前記レールとの接触部分にローラを取り付けて、当該フレーム架台がレール上を移動する構造としたことを特徴とする請求項５記載の覆蓋設備。
7. 前記貯水池の両側に複数組のレールを平行に敷設し、それぞれ前記シート状アモルファス太陽電池を編み付けたテント用膜材が被せられた複数のフレーム架台を前記複数組のレール上に配列し、最外側のレールに載置される架台フレームからフレームサイズを順次小さくして隣り合う２台の架台フレームのうち内側の架台フレームが外側の架台フレームの内側に収納されるようにしたことを特徴とする請求項６記載の覆蓋設備。
   
   
   

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