JP2013163927A - 太陽電池パネル取付可変架台 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池パネルの製造メーカや、その出力・型式等が異なっても共通的に使用ができる太陽電池パネル取付可変架台を提供する。
【解決手段】複数の太陽電池パネル２００を平面状に取付可能とするパネル取付モジュール２０と、パネル取付モジュール２０を所定の角度に傾斜させて固定するモジュール取付架台１０とからなる太陽電池パネル取付可変架台２において、パネル取付モジュール２０は、太陽電池パネル２００の寸法に応じて太陽電池パネル２００の周縁部を載せられるように複数の横桟と縦桟の格子状の組み合わせからなり、パネル取付モジュール２０はモジュール取付架台１０に着脱可能に構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の太陽電池パネルを支持するための太陽電池パネル用架台に関し、特に、太陽電池パネルの設置場所により異なるパネルの傾斜角度や形状、またメーカの仕様・規格によりサイズの異なる太陽電池パネルであっても、取付可能な太陽電池パネル取付可変架台に関する。

近年、地球温暖化の主因とされている二酸化炭素を排出しない再生可能エネルギーとして、太陽光発電装置の導入が積極的に進められている。また、それに併せて様々な高効率の太陽電池パネルの研究開発が行われている。

太陽光発電装置は、太陽電池パネルの他に、太陽電池パネルの取付架台等を含んで構成される。太陽光発電装置を長年にわたって運用するには、架台の良し悪しはたいへん重要な問題である。
太陽光発電装置を設置する場合、日射の強さ、設置条件（方位・角度・装置の周辺環境）、気候・温度条件などを考慮する必要がある。例えば、太陽光を効率良く受光できるように、所定の傾斜角度で太陽電池パネルを取付架台上に設置する必要がある。地域の特性にあったように太陽光発電装置を設置しなければ、良好なパフォーマンスを発揮させることができないからである。
また、太陽電池パネルは、製造メーカや出力・型式等により、パネルの取り付け位置が異なる。そのため、太陽電池パネル毎に、別々の架台を用意しなければならなかった。その結果、太陽電池パネルの取付架台の構造は複雑化し、製造コストが上がるという問題があった。また、その取付工事等に多くの手間と時間がかかっている、という問題もあった。
かかる課題を解決するため、下記特許文献１では、太陽光発電パネルの取付架台に関し、加工が容易で生産性にも優れ、併せて拡張性及び施工性にも優れた太陽光発電パネルの取付架台に関する技術を開示している。
特許文献１には、上部に太陽光発電パネルの取付けが可能な太陽光発電パネルの取付架台において、平行に配置されフランジ部が形成された断面ロ字状（角パイプ）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、上記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を締め付けて固定される縦桟金具と、上記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を締め付けて固定される横桟と、を具備し、縦桟金具の支持板部と横桟金具の支持板部同士を合せ、各支持板部に設けられた孔部にボルト又はピンを挿通し両者を連結した構成、である太陽電池パネルの取付架台が開示されている。
下記特許文献１によれば、縦桟に対する縦桟金具の取付け位置を容易に縦桟の長手方向にずらすことができ、またこれによって縦桟の角度を容易に変更できて利便性が良いという効果ある。

また、下記特許文献２には、太陽電池モジュール用架台に関し、支柱に固着されたブラケットは、一対の側壁を有し、各側壁には、支柱の長さ方向に沿って複数の孔が所定間隔をおいて設けられ、ブラケットの各孔のうち上側に位置する孔を選択すると、支え棒が太陽電池モジュールを押し上げ傾斜角度を大きくする、という技術が開示されている。

下記特許文献２によれば、設置する用地毎に架台の設計を変更する必要がなくなる。このため、架台の標準化を行うことができるようになるので、工場における大量生産が可能となり、架台の製造コストを下げることができる、とされている。

しかし、特許文献１が開示する技術では、製造メーカやその出力・型式等により異なる太陽電池パネルを、共通架台として取り付けることはできない。そのためメーカやパネルの品番に対応する太陽電池パネル取付架台を別々に用意しなければならない。

また、特許文献２が開示する技術は、太陽電池パネルを所望の傾斜角度に変えることはできるが、メーカや出力・型式等が異なっても共通的に使用できる架台を提供するものではない。更に、太陽光の受光効率を上げるためには、パネルの傾斜角度に加え、方位を簡便に変えることが好ましいが、特許文献１、特許文献２のいずれにおいても、太陽電池パネルを所望の方位に簡便に変える技術は開示されていない。

特開２０１２−２０４４号公報 特開平８−１７０７９０号公報

そこで本発明の課題は、太陽電池パネルの製造メーカや、その出力・型式等が異なっても共通的に使用ができる太陽電池パネル取付可変架台を提供することを課題とする。また、太陽光を効率良く受光できるように、太陽電池パネルを所望の傾斜角度に設定でき、かつ所望の方位に簡便に回転できる太陽電池パネル取付可変架台を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、複数の太陽電池パネルを平面状に取付可能とするパネル取付モジュールと、前記パネル取付モジュールを所定の角度に傾斜させて固定するモジュール取付架台とからなる太陽電池パネル取付可変架台において、前記パネル取付モジュールは、太陽電池パネルの寸法に応じて太陽電池パネルの周縁部を乗せられるように複数の横桟と縦桟との格子状の組み合わせからなり、前記モジュール取付架台に着脱可能に構成されていることを特徴とする太陽電池パネル取付可変架台。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の太陽電池パネル取付可変架台であって、前記モジュール取付架台は、平行かつ水平方向に配置された第１の固定材と、前記第１の固定材間を接続する横桁材と前記第１の固定材の各端部に、一端が接続する第１の斜材と第２の斜材と、前記第１の固定材上で、突合する前記第１の斜材の他端と前記第２の斜材の他端とを固着させるとともに、前記パネル取付モジュールと前記第１の斜材と前記第２の斜材とが突合する部位を接合支持する第１の固定部と、前記第１の固定材と接続する側の前記第１の斜材の端部上面に設けられた角度調節部と、前記角度調節部に嵌合し、平行かつ所定の間隔で直立し、前記パネル取付モジュールと当節する部位とを接合支持する第２の固定材とを備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の太陽電池パネル取付可変架台であって、前記角度調節部は、前記第２の固定材の端部に形成された突起部が挿入するスライド溝と、前記スライド溝をスライドする前記突起部を所望の位置で固定させるストッパーとを含むことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池パネル取付可変架台であって、前記第１の固定材の各端部には、前記取付モジュール取付架台を回転可能に支持する回転部が設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池パネル取付可変架台であって、前記ストッパーは、前記角度調節部に形成された孔と、前記第２の固定材の端部に形成された孔とを挿通する、アングル、ローレット、ボルトのいずれかを含んで構成されることを特徴とする。

本発明の太陽電池パネル架台によれば、太陽電池パネルの製造メーカや、太陽電池パネルの出力・型式等が異なっても共通的に使用ができ、架台の製造コストを下げることができる。また、夏期あるいは冬期等の各季節においての太陽の日中での高さ位置の変動に合わせて太陽電池パネルの傾斜角度や方位を自由に変えられ、太陽光の受光効率を向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係る太陽パネル取付モジュール２０を所定の角度で傾斜させて固定するモジュール取付架台１０の斜視図である。 パネル取付モジュール２１の縦桟２１１とモジュール取付架台１０とを接続する接続部１０７の詳細を示した図である。 太陽電池パネル２００と、モジュール取付架台１０にパネル取付モジュール２０を設置したときの斜視図である。 仕様の異なるパネル取付モジュール２１とパネル取付モジュール２２と、それらを所望の傾斜角度で載置するモジュール取付架台１０との関係を示した図である。 太陽電池パネル２００のパネル取付モジュール２０への取付け詳細図である。 パネル取付モジュール２０を所望の角度でモジュール取付架台１０に載置したときの斜視図であり、そのときのパネル取付モジュールを所望の角度で固定する角度調節部１０９を構成するスライド溝１０９１と、ストッパー１１１（１１１−ａ、１１１―ｂ、１１１−ｃ）等を示した図である。 角度調節部１０９により、太陽電池パネル２００を所望の角度に調節したときの様子を示した図である。

本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明の一実施の形態に係る太陽電池パネル２００（図３参照）を取り付けるパネル取付モジュール２０（図３参照）を所定の角度で傾斜させて固定するモジュール取付架台１０の斜視図である。
図１に示すように、モジュール取付架台１０は、平行かつ水平方向に配置された２つの固定材１０２と、２つの固定材１０２の間を接続する下部横桁材１０４とが接続し、固定材１０２の両方の端部には斜材１０３がそれぞれ接続し、固定材１０２とにより三角形状の支持骨組みを形成している。
２つの斜材１０３は、固定材１０２の上で、互いに突合するが、それらを固着させるのが、その頂部に設けられた接続部１０７である。接続部１０７にはパネル取付モジュール２０（図３参照）を構成する縦桟２１１（図４参照）が当接する。接続部１０７は、当接部分でパネル取付モジュール２０とモジュール取付架台１０とを固着する。
三角形状の支持骨組みには、筋材１０５、上部横桁１０６が接続し、モジュール取付架台１０のフレームを強固にしている。固定材１０２と接続している側の斜材１０３の上面には、角度調節部１０９が設けられている。角度調節部１０９には、直立する２つの固定材１０１の突起部が嵌合している。詳細は後述するが、角度調節部１０９により固定材１０１の高さを調節することができる。これにより、パネル取付モジュール２０の設置角度を変えることができる。
固定材１０２が地面と接する端部４箇所には、モジュール取付架台１０を回転させる回転部を設けることは好ましい（図示されていない）。このような回転部を設けることで、太陽電池パネル２００の太陽に対する方向（方位）を、簡便に調整することができる。回転部の構造としては、例えば、ボルト貫通用の孔が複数設けられた円盤状のプレートがあげられる。円盤状のプレートには、その中心から所定の角度で、その周縁上に複数のボルト貫通用の孔を設ける。また、これに併せて固定材１０２にも回転部と固着するためのプレートを備えたボルト貫通用の孔を設ける。それらのボルト貫通用の孔をボルトで貫通させ、ナットで固定し所望の方位に設定する。方位を変更した場合は、円盤状のプレートのボルト貫通用の孔の位置（固定材１０２を固着する位置）を変えることで、モジュール取付架台１０の方位を変更（調整）することができる。

図２は、接続部１０７とパネル取付モジュールの縦桟２１１とが接続しているところの詳細を示した図である。縦桟２１１のボルト孔と接続部１０７のボルト孔とにボルトを貫通させて、ナットにより締め付け固着する。

図３は、太陽電池パネル２００と、モジュール取付架台１０にパネル取付モジュール２０が載置された太陽電池パネル取付可変架台２の斜視図である。太陽電池パネル２００の枚数やサイズに適合したパネル取付モジュール２０を、モジュール架台２に設置する。

図４は仕様の異なる２つのパネル取付モジュール２１、パネル取付モジュール２２と、モジュール取付架台１０の斜視図である。図４に示すように、太陽電池パネルの仕様が異なっても、それを取り付けるパネル取付モジュールを用意すれば、その架台は共通的に使用することができる。
より具体的には、モジュール取付架台１０に当接するのはパネル取付モジュール２１の縦桟２１１又はパネル取付モジュール２２の縦桟２２１であり、パネル取付モジュール２１又はパネル取付モジュール２２に当接するのは、横桟２１０又は横桟２２０である。従って、パネル取付モジュール１０の横桟のサイズや本数を太陽電池パネルの仕様にあわせる（変える）ことで、様々な太陽電池パネルに対応できる。
図５は、太陽電池パネル２００のパネル取付モジュール１０への取付詳細を示した図である。太陽電池パネルのフレーム２０１をパネル取付モジュールの横桟２１０にボルト３００で固定する。

パネル取付フレーム２０１には、固定用のネジ孔２０２が設けられている。それに対応するように横桟２１０にネジ３００が挿通するネジ孔２１００が設けられている。ネジ３００をワッシャー３１１と介して、ネジ孔２０２、ネジ孔２１００に挿通させ、ナット３１２により締め付け固定する。

図６はパネル取付モジュール２１を所望の角度に傾斜させて設置するための角度調節部位１０９の構造を示した図である。太陽電池パネル２００が、太陽光を効率よく受光するためには、太陽光パネルの角度の調節が必要である。その角度を調節するのが角度調節部１０９であり、角度調節部１０９は斜材１０３の上面に設けられている。
この角度調節部１０９は、固定材１０１に形成された突起部（図６においてはプレートで隠れている。）がスライド溝１０９１に沿って上下する。スライド溝をスライドする突起部を所望の位置で固定させるのがストッパー１１１である。ストッパー１１１としては、例えば図６（ａ）に示すようなローレット１１１−ａのような簡易的に手締めが可能なものを、固定材１０１に形成された孔と角度調節部１０９に形成された孔とに挿通させることで固定する。あるいは、図６（ｂ）に示すようなアングル１１１−ｂのような丸棒を差し込むことで固定するようにしても良く、またボルト１１１−ｃとナット１１３のようなもので固定して良い。
図７は、角度調節部１０９により、太陽電池パネル２００を所望の角度で設置したときの図である。図７（ａ）は、太陽電池パネル集合体３を地面に対し２０度で設置した場合である。またそのときの詳細が図７（ａ）の下図である。固定材１０１に設けられた突起部が角度調節部１０９のスライド溝１０９１に挿通され、固定材１０１に設けられた孔と角度調節部１０９に設けられた最下段の孔とをストッパー１１１が挿通することで、太陽電池パネル集合体３を２０度の角度に固定している。

以下、同様に図７（ｂ）は太陽電池パネル集合体３を地面に対し３０度の角度に固定した場合であり、図７（ｃ）は太陽電池パネル集合体３を地面に対し４０度の角度に固定した場合である。

本発明によれば、太陽電池パネルの製造メーカや、太陽電池パネルの出力・型式等が異なっても共通的に使用ができる太陽電池パネル取付可変架台が提供できる。また、太陽光の受光効率の良い太陽電池パネル取付可変架台を製造することができる。

１ 太陽電池パネルが載置された太陽電池パネル取付可変架台
２ 太陽電池パネル取付可変架台
３ 太陽電池パネルの集合体
１０ モジュール取付架台
２０ ２１ ２２ パネル取付モジュール
１０１ １０２ 固定材
１０３ 斜材
１０４ 下部横桟材
１０５ 筋材
１０６ 上部横桁
１０７ １０８ 接続部
１０９ 角度調節部
２００ 太陽電池パネル
２１０ 横桟
２２１ 縦桟

Claims (5)

1. 複数の太陽電池パネルを平面状に取付可能とするパネル取付モジュールと、前記パネル取付モジュールを所定の角度に傾斜させて固定するモジュール取付架台とからなる太陽電池パネル取付可変架台において、前記パネル取付モジュールは、太陽電池パネルの寸法に応じて太陽電池パネルの周縁部を乗せられるように複数の横桟と縦桟との格子状の組み合わせからなり、前記モジュール取付架台に着脱可能に構成されていることを特徴とする太陽電池パネル取付可変架台。
2. 前記モジュール取付架台は、平行かつ水平方向に配置された第１の固定材と、
   前記第１の固定材間を接続する横桁材と
   前記第１の固定材の各端部に、一端が接続する第１の斜材と第２の斜材と、
   前記第１の固定材上で、突合する前記第１の斜材の他端と前記第２の斜材の他端とを固着させるとともに、前記パネル取付モジュールと、前記第１の斜材と前記第２の斜材とが突合する部位を接合支持する第１の固定部と、
   前記第１の固定材と接続する側の前記第１の斜材の端部上面に設けられた角度調節部と、
   前記角度調節部に嵌合し、平行かつ所定の間隔で直立し、前記パネル取付モジュールと当接する部位を接合支持する第２の固定材
   とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル取付可変架台。
3. 前記角度調節部は、前記第２の固定材の端部に形成された突起部が挿入するスライド溝と、前記スライド溝をスライドする前記突起部を所望の位置で固定させるストッパーとを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池パネル取付可変架台。
4. 前記第１の固定材の各端部には、前記取付モジュール取付架台を回転可能に支持する回転部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池パネル取付可変架台。
5. 前記ストッパーは、前記角度調節部に形成された孔と、前記第２の固定材の端部に形成された孔とを挿通するアングル、ローレット、ボルトのいずれかであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池パネル取付可変架台。