JP2013110281A - 太陽光発電パネル装置 - Google Patents

Abstract

【目的】太陽光発電パネルとコンクリート製の枠体とから構成され、補強兼導通材が埋設され、該補強兼導通材の存在にて、強固且つ耐久性のあると共に、相互に連結することで、電気的に仕上がりを簡単にできる太陽光発電パネル装置に関する。
【構成】中央部に収納凹部２が形成されると共に強化繊維が含まれてなるコンクリート枠体Ａと、収納凹部２に収納される太陽光発電パネルＢとからなる。コンクリート枠体Ａの内部には、横外周面１ａ又は縦外周面１ｂに沿う２本の補強兼導通材３が埋設される。補強兼導通材３のそれぞれには、太陽光発電パネルＢの正極及び負極が接続されること。補強兼導通材３の長さはコンクリート枠体Ａの横外周面１ａ又は縦外周面１ｂの幅に一致するように構成され、補強兼導通材３の両端部３ａ，３ａ箇所は、コンクリート枠体Ａの横外周面１ａ又は縦外周面１ｂ箇所に形成された端部凹部４，４箇所で露出するように設けられてなること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽光発電パネルとコンクリート製の枠体とから構成され、補強兼導通材が埋設され、該補強兼導通材の存在にて、強固且つ耐久性のあると共に、相互に連結することで、電気的に仕上がりを簡単にできる太陽光発電パネル装置に関する。

近年、太陽光発電モジュール体（いわゆるソーラパネル）を使用して、建築構造物に太陽光発電装置を装着することが多くなっている。特に、今後、クリーンで且つ安全なエネルギー源の需要が高まり、その中でも太陽光エネルギを利用する太陽光発電モジュール体（ソーラパネル）の使用が著しく増加することが見込まれる。

これに伴い、太陽光発電パネルが建築構造物に対して以下に簡単に装着するかが重要となり、建築構造物に装着するための種々の装置が開発されている。また、太陽光発電パネルは、形鋼等の金属製構造材によって形成された枠体に装着して使用するものであるが、その中において、コンクリートにて形成された枠，台等に太陽光発電パネルを装着するものも多く見られるようになった。この種の装置が、特許文献１に開示されている。

特開平１１−２７００２３号公報

この種の太陽光発電パネルと、コンクリート製の枠体とによる構成の良否は、コンクリート製の枠体に太陽光発電パネルを装着すると共に電気系統の配線が如何に簡単にできるかにかかっている。特許文献１では、パネル本体は、太陽光発電モジュールが装着されるものであるが、コンクリート製のパネル本体内に装着された太陽光発電モジュールに付属している電気系配線をパネル本体から外部に引き出すために貫通孔が形成されている。

しかし、前記貫通孔は、パネル本体を縦断するトンネル状の孔であり、しかも略直角に屈曲する部分も存在する。このような貫通孔に電気配線のためのリード線を挿通させる作業は面倒であり、作業効率が極めて悪くなっている。

そこで、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、コンクリート製の枠体に太陽光発電パネルを装着する際に、該太陽光発電パネルを枠体に簡単に装着できると共に、特に、補強杆に対しても、簡単に装着でき、その後の据え付け時において、接続カプラにて簡単に組み込むことができ、作業効率の向上を実現させることにある。

そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、中央部に収納凹部が形成されると共に強化繊維が含まれてなるコンクリート枠体と、前記収納凹部に収納される太陽光発電パネルとからなり、前記コンクリート枠体の内部には、該コンクリート枠体の横外周面又は縦外周面に沿う２本の補強兼導通材が埋設されてなり、該補強兼導通材のそれぞれには、前記太陽光発電パネルの正極及び負極が接続されてなり、前記補強兼導通材の長さは前記コンクリート枠体の横外周面又は縦外周面の幅に一致するように構成され、前記補強兼導通材の両端部箇所は、前記コンクリート枠体の縦外周面又は横外周面箇所に形成された端部凹部箇所で露出するように設けられてなることを特徴とする太陽光発電パネル装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記補強兼導通材の中間部が前記コンクリート枠体の収納凹部の下面の部分凹部内に露出構成され、該露出された中間部に、前記太陽光発電パネルの正極及び負極のコネクター部が接続されてなることを特徴とする太陽光発電パネル装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記補強兼導通材の両端に、隣接する太陽光発電装置の前記補強兼導通材の対向する端部と適宜係止する接続カプラが着脱自在に構成されてなることを特徴とする太陽光発電パネル装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項４の発明を、請求項１，２又は３の何れか１項において、前記コンクリート枠体相互を、硬質合成樹脂製のジョイントを介して結合自在に構成されてなることを特徴とする太陽光発電パネル装置としたことにより、前記課題を解決した。また、請求項５の発明を、請求項１，２又は３の何れか１項において、前記コンクリート枠体内の強化繊維は、セルロースファイバーであることを特徴とする太陽光発電パネル装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項１の発明では、収納凹部に収納される太陽光発電パネルとからなり、前記コンクリート枠体の内部には、該横外周面又は縦外周面に沿う２本の補強兼導通材が埋設されてなり、該補強兼導通材のそれぞれには、前記太陽光発電パネルの正極及び負極が接続されてなるために、隣接相互の太陽光発電装置の正極及び負極相互を接続することで、簡易且つ迅速に組み込み施工ができる利点がある。また導通材を補強杆としたことで、構成が簡易になると共に強固な太陽光発電装置を提供できる。さらに、コンクリート枠体には強化繊維が含まれてなることにより、本発明の太陽光発電装置は、極めて強固且つ耐久性のあるものにできる。

請求項２の発明では、収納凹部の下面の部分凹部内に露出構成され、該露出された中間部に、前記太陽光発電パネルの正極及び負極のコネクター部が接続されているために、前記太陽光発電パネルを上から被せるのみで、接続結合ができる利点がある。請求項３の発明では、隣接する太陽光発電パネル装置相互でも簡単に接続構成できる利点がある。

請求項４の発明では、隣接する太陽光発電パネル装置相互をより強固に結合できる構成にできる効果がある。請求項５の発明では、特に、寒冷地などにおいて、コンクリート枠体の内部のセルロースファイバーの存在にて、罅割れなどを回避でき、強固なる太陽光発電パネル装置を提供できる効果を奏する。

（Ａ）は本発明の太陽光発電パネル装置の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。 （Ａ）は太陽光発電パネルを装着前のコンクリート枠体の斜視図、（Ｂ）は裏面から見た太陽光発電パネルの斜視図である。 （Ａ）は図１（Ｂ）のＹ１−Ｙ１矢視断面図、（Ｂ）は図１（Ｂ）のＸ−Ｘ矢視断面図である。 （Ａ）は本発明の太陽光発電パネル装置相互を接続した状態の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部拡大図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２矢視拡大断面図、（Ｄ）は接続カプラの斜視図である。 （Ａ）は９個の太陽光発電パネル装置相互を並列接続した状態の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の等価状態とした略示図である。 本発明の太陽光発電パネル装置を多数集合させて橋の側部に装着した状態の略示図である。 （Ａ）は本発明の別の実施形態の太陽光発電パネル装置の斜視図、（Ｂ）は(Ａ)の太陽光発電パネル装置相互をジョイントを介して連結している状態の平面図、(Ｃ)はジョイントの斜視図である。 （Ａ）は本発明のさらに別の実施形態のコンクリート枠体の斜視図、（Ｂ）は(Ａ)のＹ３−Ｙ３矢視拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。本発明は、図１，図２に示すように、枠本体１に収納凹部２が形成されると共に強化繊維が含まれてなるコンクリート枠体Ａと、前記収納凹部に収納される太陽光発電パネルＢとから構成される。枠本体１は、平面形状が長方形又は正方形等の方形状に形成され、適宜の厚さを有するブロック板として形成されている。

コンクリート枠体Ａの枠本体１は、軽量コンクリートに強化繊維を含めたものが使用される。強化繊維は、具体的には、セルロース繊維としたものであり、その他グラスファイバー等の種々の強化繊維が使用されても構わない。その配合は、ひび割れ防止と充填性向上のための木材セルロースファイバーと高性能ＡＥ減水剤を用い、高強度高耐久性コンクリートとするため、極低い水セメント比（Ｗ/Ｃ＝３３％以下）の軽量コンクリートが使
用される。さらに、コンクリート枠体Ａの補強として、高耐食性補強材兼導通材用（鉄筋コンクリート防食工用補強材）の金属部材が使用される。

枠本体１には、その形状の一例として、横寸法及び縦寸法が約３００mmで、厚さ２５mmである。実際には、本発明が仕様される状況に応じて横寸法，縦寸法及び厚さ等は、適宜変更される。そして、枠本体１には、長方形又は正方形とした直方体状の空隙である収納凹部２が形成されている〔図２（Ａ）参照〕。

該収納凹部２には、後述する太陽光発電パネルＢが配置収納される。前記収納凹部２は、枠本体１の４面の内周側面２ａと、底面２ｂとから構成され、前記枠本体１の４外周面は、両横外周面１ａ，１ａと両縦外周面１ｂ，１ｂとで構成されている。前記横外周面１ａ，１ａと両縦外周面１ｂ，１ｂとは、見方によってはその横と縦とは逆にみられることもある。

３は、２本の補強兼導通材であって、前記コンクリート枠体Ａ内に埋設されている。横外周面又は縦外周面に沿う２本の補強兼導通材３，３が埋設されている。具体的には、前記コンクリート枠体Ａ内で、且つ前記収納凹部２の下側位置に埋設されている。これは記コンクリート枠体Ａを成形するときに、中子状にして、導通可能な金属材としての補強兼導通材３，３が予め装填されており、型枠などを介してコンクリート材料が充填されて養生して成形される。

このとき、前記コンクリート枠体Ａに埋設された前記補強兼導通材３，３の端３ａ，３ａは、前記コンクリート枠体Ａの端部凹部４，４箇所で、露出するように構成されると共に、前記補強兼導通材３，３の長さは、前記コンクリート枠体Ａの横外周面１ａ又は縦外周面１ｂの長さと同等に構成されている。

前記補強兼導通材３，３の中間部３ｂ，３ｂが前記コンクリート枠体Ａの収納凹部２の底面２ｂに形成された部分凹部５内に露出構成されている。前記補強兼導通材３は、金属製で、通電性を有する部材であり、鉄製，銅製をなしている。前記太陽光発電パネルＢの正極及び負極のコネクター部７Ａ，７Ｂが接続されている。この接続端子は、グリップ状をなしたコネクター部７Ａ，７Ｂであるが、これ以外の手段として、単に接触のみで接続される場合もある。

前記コンクリート枠体Ａの収納凹部２の底面２ｂと前記太陽光発電パネルＢとの間に必要に応じて断熱材が介在されている。さらに、前記太陽光発電パネルＢの外周囲と、前記収納凹部２の内側面２ａとの隙間にシーリング材等の充填剤が水密性確保のために充填されている。特に、前記補強兼導通材３は、通電性を有すると共に、前記コンクリート枠体Ａの補強を兼ね供えている。つまり、前記補強兼導通材３は、導電性の良好な材質であって、且つ補強できる役割を保有していれば、金属性、非金属製を問わない。このようにしてパネルとしての太陽光発電パネル装置が構成されている。

図中８は、接続カプラであって、前記太陽光発電パネル装置相互の前記補強兼導通材３，３相互を接続する部材である。前記接続カプラ８は、断面逆Ｕ字状の接続部８ａと、該接続部８ａの上端に一体形成された立上げ片８ｂと、該立上げ片８ｂの上端にはツマミ部８ｃが設けられている。前記接続部８ａは導電性の良好な材質であって、前記補強兼導通材３と同材質にて構成されている。その立上げ片８ｂ及びツマミ部８ｃは合成樹脂製をなしている。前記立上げ片８ｂ下端と前記接続部８ａとがネジなどにて固着されている〔図４（Ｃ）参照〕。

次に、現場での施工について説明する。まず、補強兼導通材３，３相互が、接続カプラ８を介して接続されるように配置する。接続カプラ８箇所には、シール材等を充填することもある。つまり、図５（Ａ）に示すように、各太陽光発電パネル装置の上側と下側は、異なる極となっており、このため、同図において、横方向相互の補強兼導通材３，３相互は、同極（プラス又はマイナス）が接続される。その上下段は、同極相互が配線Ｃ１，Ｃ２にて接続され、その端部が、電球などの負荷抵抗Ｒに接続されている。図５（Ａ）の接続状態は、図５（Ｂ）等価回路状の並列接続として構成される。特に、低電圧ながら長期の使用に耐えうる利点がある。

特に、本発明の太陽光発電パネル装置は、コンクリート製でもあり、耐久性に優れていることから、図６に示すように、大型の橋梁Ｐなどの壁面に、金具止め式、ネジアンカー止め式、モルタル取付式などを介して取付施工される。また、本発明では、コンクリート枠体の内部のセルロースファイバーの存在にて、罅割れなどを回避でき、強固なる太陽光発電パネル装置を提供できるとともに、軽くでき、運搬、取り扱いを簡便にできる。

図７（Ａ）に示した太陽光発電パネル装置は別の実施形態であって、前記コンクリート枠体Ａ，Ａ相互を、ジョイント９を介して連結するタイプである。具体的には、前記コンクリート枠体Ａの補強兼導通材３に直交する方向の横外周面１ａに、変形Ｔ字形溝６，６が形成されている。対向する変形Ｔ字形溝６，６に、硬質合成樹脂製のＩ字形のジョイント９が装着されている〔図７（Ａ）〜（Ｃ）参照〕。該ジョイント９の装着のみで結合できるように構成されている。

また、図８（Ａ）に示した太陽光発電パネル装置は、さらに別の実施形態であって、特に、強度性を増加させたタイプである。この場合には、前記補強兼導通材３に直交する方向に、第２補強材３Ａが、例えば、屈曲されつつ埋設されている。このタイプには、前記の変形Ｔ字形溝６は形成されていないが、該変形Ｔ字形溝６を設けることもある。

Ａ…コンクリート枠体、Ｂ…太陽光発電パネル、２…収納凹部、１ａ…横外周面、
１ｂ…縦外周面、３…補強兼導通材、３ａ…端部、４…端部凹部，５…部分凹部、
７Ａ，７Ｂ…コネクター部、８…接続カプラ、９…ジョイント。

Claims (5)

1. 中央部に収納凹部が形成されると共に強化繊維が含まれてなるコンクリート枠体と、前記収納凹部に収納される太陽光発電パネルとからなり、前記コンクリート枠体の内部には、該コンクリート枠体の横外周面又は縦外周面に沿う２本の補強兼導通材が埋設されてなり、該補強兼導通材のそれぞれには、前記太陽光発電パネルの正極及び負極が接続されてなり、前記補強兼導通材の長さは前記コンクリート枠体の横外周面又は縦外周面の幅に一致するように構成され、前記補強兼導通材の両端部箇所は、前記コンクリート枠体の縦外周面又は横外周面箇所に形成された端部凹部箇所で露出するように設けられてなることを特徴とする太陽光発電パネル装置。
2. 請求項１において、前記補強兼導通材の中間部が前記コンクリート枠体の収納凹部の下面の部分凹部内に露出構成され、該露出された中間部に、前記太陽光発電パネルの正極及び負極のコネクター部が接続されてなることを特徴とする太陽光発電パネル装置。
3. 請求項１又は２において、前記補強兼導通材の両端に、隣接する太陽光発電パネル装置の前記補強兼導通材の対向する端部と適宜係止する接続カプラが着脱自在に構成されてなることを特徴とする太陽光発電パネル装置。
4. 請求項１，２又は３の何れか１項において、前記コンクリート枠体相互を、硬質合成樹脂製のジョイントを介して結合自在に構成されてなることを特徴とする太陽光発電パネル装置。
5. 請求項１，２，３又は４の何れか１項において、前記コンクリート枠体内の強化繊維は、セルロースファイバーであることを特徴とする太陽光発電パネル装置。

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