JP2014101628A - 太陽光パネル用架台、太陽光パネル用支持台及び太陽光発電ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の負担を軽減して太陽光パネルを取り付けることができる太陽光パネル用架台、太陽光パネル用支持台及び太陽光発電ユニットを提供する。
【解決手段】太陽光パネル３を搭載する太陽光パネル用架台は木製の支持材２ａ、２ｂ、２ｃから構成され、作業者が取付金具５、木ネジ、取付金具７で太陽光パネル３を太陽光パネル用架台に容易に取り付けることができ、木製の太陽光パネル用架台は地面から基礎材１の高さで離れているため、地面からの湿気の影響を受けにくい構成となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、太陽光発電分野に関し、特に太陽光パネル（太陽電池パネルやソーラーパネルとも呼ばれる）の取り付けに関する。

太陽光パネルを用いて発電する太陽光発電システムは、多数の太陽光パネルを有し、太陽光パネル用架台に太陽光パネルが固定される。

太陽光パネルを太陽光パネル用架台に固定する場合、従来では例えば特許文献１のように、作業者はまず太陽光パネルを太陽光パネル用架台に正確に位置決めし、予め設けられている取付穴にボルトを正確に挿入してボルトを締結する。これによって太陽光パネルを太陽光パネル用架台に固定していた。

実用新案登録第３１０１４３７号公報

しかしながら、従来では上記のような作業を経るため、作業の正確性が要求され、作業者に負担がかかるという問題点があった。

本発明は、上記に鑑み、太陽光パネルを取り付けるための作業者の負担を軽減できる太陽光パネル用架台、太陽光パネル用支持台及び太陽光発電ユニットを得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、木製の支持材からなる。

請求項２に記載の発明は、地面に設置される基礎材と、木製の支持材からなる太陽光パネル用架台と、を備え、前記基礎材は、高さの異なる第１及び第２の基礎材を含み、前記支持材は、前記基礎材上に平行に設置された第１及び第２の支持材を含み、前記第１及び第２の支持材には、太陽光パネルが搭載される。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の太陽光パネル用架台又は請求項２に記載の太陽光パネル用支持台と、前記太陽光パネルと、前記太陽光パネルを前記支持材に固定するための固定部材と、を備え、前記太陽光パネルは上方から眺めて、前記太陽光パネル用架台を覆う。

請求項４に記載の発明は、前記太陽光パネルは複数であり、隣り合う前記太陽光パネルの間を埋める部材をさらに備える。

太陽光パネルを搭載する太陽光パネル用架台は木製の支持材から構成されるため、太陽光パネルを取り付けるための作業者の負担を軽減できる。

本発明の実施形態における太陽光発電システムを示す概念図である。 本発明の実施形態における太陽光発電ユニットＢを示す斜視図である。 本発明の実施形態における太陽光パネル用支持台４を示す斜視図である。 取付金具５付近を示す部分斜視図である。 取付金具７付近を示す部分斜視図である。 コーキング材８付近を模式的に示す断面図である。 被覆部材９付近を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態の変形例を示す平面図である。 本発明の実施形態の変形例を示す平面図である。

図１は太陽光発電システムを示す概念図であり、太陽光発電システムは設備Ａと多数の太陽光発電ユニットＢとを含む。多数の太陽光発電ユニットＢは広大な地面上にマトリクス状に配置されている。各々の太陽光発電ユニットＢは太陽からの光を受けて電気に変換する。設備Ａは太陽光発電ユニットＢと送電線Ｃとの間に介在する設備の総称である。太陽光発電ユニットＢが生成した電気は設備Ａに集められる。設備Ａは多数の太陽光発電ユニットＢから送られてきた電気を集めて所定の電圧に昇圧して送電線Ｃへ送る。

例えば太陽光発電システムが１メガワット以上の発電能力を有するいわゆるメガソーラーの場合、太陽光パネルは膨大な数になる。
図２は実施形態における太陽光発電ユニットＢを示す図であり、太陽光発電ユニットＢから太陽光パネル３を取り除いた太陽光パネル用支持台４を図３に示す。太陽光発電ユニットＢは基礎材１、太陽光パネル用架台２及び太陽光パネル３を含む。太陽光パネル用支持台４は基礎材１及び太陽光パネル用架台２で構成される。

太陽光パネル３は太陽からの光を受けて電気に変換する太陽光パネル本体３ａと太陽光パネル本体３ａの周囲を囲む枠体３ｂとを含む。

基礎材１は第１の基礎材１ａ及び第２の基礎材１ｂを含む。第１の基礎材１ａは基礎台１ａａと、基礎台１ａａ上に立設された立設部１ａｂとを含む。基礎台１ａａは地面の上に直に設置された薄い直方体形状であり、コンクリートで構成されている。複数の立設部１ａｂは所定の間隔を隔てて１つの基礎台１ａａ上に立設されている。立設部１ａｂの各々は複数のコンクリートブロックが積まれて構成され、隣接するコンクリートブロックは互いに固着されている。複数のコンクリートブロックは同一の形状である。

第２の基礎材１ｂは第１の基礎材１ａと同様な構成であり説明を省略する。基礎台１ｂａは基礎台１ａａに対応し、立設部１ｂｂは立設部１ａｂに対応している。異なるところは、コンクリートブロックの数であり、立設部１ａｂを構成するコンクリートブロックの数は例えば３つで、立設部１ｂｂを構成するコンクリートブロックの数は例えば１つである。よって、地面から立設部１ａｂの頂までの高さ（すなわち、第１の基礎材１ａの地面からの高さ）は地面からの立設部１ｂｂの頂までの高さ（すなわち、第２の基礎材１ｂの地面からの高さ）と比べて異なり、高い。第１の基礎材１ａと第２の基礎材１ｂは互いに平行して設置されている。

太陽光パネル用架台２は支持材２ａ、支持材２ｂ及び支持材２ｃを含む。支持材２ａ、支持材２ｂ、支持材２ｃは全て木製であり、望ましくは耐腐食性に優れた木材であることが望ましく、例えば檜である。図３では３本の支持材２ｃが図示されているが、このうちの１つが第１の支持材に対応し、隣の別の１つが第２の支持材に対応する。

支持材２ａは角材で、複数の立設部１ａｂの頂上に亙って固定されている。支持材２ｂも角材で、複数の立設部１ｂｂの頂上に亙って固定されている。支持材２ｃの各々は、一端側が支持材２ａを介して第１の基礎材１ａ上に、他端側が支持材２ｂを介して第２の基礎材１ｂ上に固定されている。複数の支持材２ｃは互いに平行である。支持材２ａと支持材２ｃとの間及び支持材２ｂと支持材２ｃとの間はそれぞれ図示しない例えば金属製の金具で互いに固定される。

太陽光パネル３は太陽光パネル用架台２に取り付けられる。太陽光パネル用架台２に取り付けられる太陽光パネル３の数は単数でも複数でもよい。

具体的には図２では太陽光パネル３が８枚の場合を示しており、互いに隣接する２本の支持材２ｃにまたがって４枚の太陽光パネル３が隣接して配置される。全ての太陽光パネル３は同一形状で、正面が長方形である。太陽光パネル３の４つの辺のうち、短手の辺の端部は支持材２ｃ上に沿って載置される。

第２の基礎材１ｂよりも第１の基礎材１ａが高いため、支持材２ｃは第１の基礎材１ａ側から第２の基礎材１ｂ側へ地面に近づくように、水平方向に対して傾斜を有する。水平方向に対する支持材２ｃの長手方向の角度（水平角度）は、太陽光発電ユニットＢが設置される場所が北緯３５度付近であって太陽光パネル３の上面を真南に向けた場合、発電効率の点から約３０度が理想的と言われている。しかし、現実には太陽光パネル３が受ける風の影響などを考慮して約３０度よりも小さく、１０度から１５度が望ましい。以上の所望の水平角度になるように、第１の基礎材１ａの高さ、第２の基礎材１ｂの高さ及び第１の基礎材１ａと第２の基礎材１ｂとの間の距離が設計される。

太陽光パネル３は図４や図５に示す取付金具５や取付金具７によって太陽光パネル用架台２の支持材２ｃに固定される。

図４に示す取付金具５は互いに直交する２つの面を有するＬ字型の金具であって、一方の面には貫通孔５ａが２つ設けられ、他方の面には貫通孔５ｂ及び貫通孔５ｃがそれぞれ２つ設けられている。取付金具５は支持材２ｃと支持材２ｃの上に載置された左右２つの太陽光パネル３の枠体３ｂに亙って取り付けられる。この状態で、左右２つの貫通孔５ａはそれぞれ左右２つの太陽光パネル３の枠体３ｂの上面に位置し、左右２つの貫通孔５ｂは左右２つの太陽光パネル３の枠体３ｂの側面に位置し、貫通孔５ｃは支持材２ｃの端面に位置している。貫通孔５ｃには木ネジ６が捩じ込まれ、これによって支持材２ｃに太陽光パネル３が固定される。

図５に示す取付金具７は互いに直交する２つの面を有するＬ字型の金具であって、一方の面には貫通孔７ａが１つ設けられ、他方の面には貫通孔７ｂ及び貫通孔７ｃがそれぞれ１つ設けられている。取付金具７は支持材２ｃと支持材２ｃの上に載置された太陽光パネル３の枠体３ｂに亙って取り付けられる。この状態で、貫通孔７ａは太陽光パネル３の枠体３ｂの上面に位置し、貫通孔７ｂは太陽光パネル３の枠体３ｂの側面に位置し、貫通孔７ｃは支持材２ｃの側面に位置している。貫通孔７ｃには木ネジ６が捩じ込まれ、これによって支持材２ｃに太陽光パネル３が固定される。

図４及び図５に示す取付金具５、取付金具７、木ネジ６はそれぞれ固定部材に対応する。

隣り合う太陽光パネル３の間には、図６に示すコーキング材８や図７に示す被覆部材９が埋められる。

図６のコーキング材８は隣合う２つの太陽光パネル３の間に充填されることによって、上方からの雨、露、雪などが太陽光パネル３の裏面側（地面側）へ抜けるのを防ぐ。

図７の被覆部材９は隣合う２つの太陽光パネル３の間に挿入される垂直部９ｂと、隣り合う２つの太陽光パネル３の上面に亙る水平部９ａとで構成される。垂直部９ｂ及び水平部９ａは一体であって、断面がＴ字型の被覆部材９を構成する。被覆部材９の材質は例えばシリコンゴムである。被覆部材９は隣合う２つの太陽光パネル３の間に嵌め込まれることによって、上方からの雨などが太陽光パネル３の下面側（地面側）へ抜けるのを防ぐ。

太陽光パネル３は地面に設置される太陽光発電ユニットＢの上方（望ましくは鉛直方向上の上方）から眺めて、太陽光パネル用架台２を覆っており、望ましくは完全に太陽光パネル用架台２が見えないことが望ましい。これによって、上方からの雨などが太陽光パネル用架台２に当たることを太陽光パネル３が防ぐので、木製の太陽光パネル用架台２の腐食を抑え、太陽光パネル用架台２の寿命を延ばすことができる。

また、太陽光パネル３の上面は第１の基礎材１ａ側から第２の基礎材１ｂ側へ傾斜を有しているので、上方から太陽光パネル３の上面に落ちた雨などは、太陽光パネル３の上面上を第１の基礎材１ａ側から第２の基礎材１ｂ側へ流れ、コーキング材８や被覆部材９によって途中で地面へ流れ落ちることなく、第２の基礎材１ｂ側の最下流側の太陽光パネル３の枠体３ｂから地面へと流れ落ちる。すなわち、太陽光パネル３は太陽からの光を電気に変換する機能の他、太陽光パネル用架台２の腐食を防止する屋根としての機能も兼ねている。

次に太陽光パネル３の太陽光パネル用架台２への設置作業について具体的に説明する。まず、地面上に太陽光パネル用支持台４が予め設置されているとする。

次に、作業者は太陽光パネル用架台２の支持材２ｃ上に太陽光パネル３を載せる。この際、支持材２ｃが第１の基礎材１ａ側から第２の基礎材１ｂ側へ傾斜しているため、ずれることがある。そこで必要により、太陽光パネル３を支持材２ｃ上に図示しない部材により仮止めするか、あるいは別の作業者が太陽光パネル３をずれないように押さえておく。

次に、作業者は取付金具７を手に持ち、貫通孔７ａが太陽光パネル３の枠体３ｂの上面、貫通孔７ｃは支持材２ｃの側面にそれぞれ位置するように、取付金具７を支持材２ｃと太陽光パネル３の枠体３ｂに亙って当てる。

次に、作業者は電動工具などを用いて、木ネジ６を貫通孔７ｃに捩じ込むことで、太陽光パネル３を支持材２ｃに固定する。ここで、木ネジ６を貫通孔７ｃに捩じ込む際、支持材２ｃが木製のため、支持材２ｃの側面に対して少々斜め方向からでも木ネジ６を、貫通孔７ｃを介して支持材２ｃに捩じ込むことができる。よって、従来のように作業の正確性が要求されないため、作業者の負担を軽減できる。次に太陽光パネル３の隣に別の太陽光パネル３を同様にして支持材２ｃに固定する。

次に、作業者は太陽光パネル３と太陽光パネル３との間できた隙間にコーキング材８（図６）又は被覆部材９（図７）を設ける。

また、上述のずれを抑えるため、図４に示したように支持材２ｃの下流側の端面において取付金具５を設ける。取付金具５を設けるには、まず、作業者は取付金具５を手に持ち、左右２つの貫通孔５ａはそれぞれ左右２つの太陽光パネル３の枠体３ｂの上面、貫通孔５ｃは支持材２ｃの端面にそれぞれ位置するように、取付金具５を支持材２ｃと左右２つの太陽光パネル３の枠体３ｂに亙って当てる。次に、作業者は電動工具などを用いて、木ネジ６を左右２つの貫通孔５ｃにそれぞれ捩じ込むことで太陽光パネル３を支持材２ｃに固定する。これによって、ずれを抑えることができる。ここで、木ネジ６を貫通孔５ｃに捩じ込む際、支持材２ｃが木製のため、支持材２ｃの端面に対して少々斜め方向からでも木ネジ６を、貫通孔５ｃを介して支持材２ｃに捩じ込むことができる。よって、従来のように作業の正確性が要求されないため、作業者の負担を軽減できる。

次に、作業者は太陽光パネル３の下面側において、太陽光パネル３で生成された電気を設備Ａへ送るための配線作業を行う。以上のようにして太陽光パネル３の太陽光パネル用架台２への設置作業が完了する。

以上のように、本実施形態によれば、太陽光パネル３を搭載する太陽光パネル用架台２は木製の支持材から構成されるため、作業者が取付金具５、木ネジ６、取付金具７で太陽光パネル３を太陽光パネル用架台２に容易に取り付けることができ、太陽光パネル３を取り付けるための作業者の負担を軽減できる。また、支持材２ａ、支持材２ｂ、支持材２ｃは木製のため、コンクリートや鉄筋と比較して軽量なため、太陽光パネル用架台２の運搬に要する負担も比較的軽減できる。特にメガソーラーの場合、太陽光発電ユニットＢは膨大な数になるため、全体として作業負担を大幅に抑えることができる。

また、木製の太陽光パネル用架台２は地面から基礎材１の高さで離れているため、地面からの湿気の影響を受けにくく、太陽光パネル用架台２を保護し、太陽光パネル用架台２の寿命を延ばすことができる。

また、太陽光パネル用架台２は支持材２ａ、支持材２ｂ、支持材２ｃ及びこれらを固定するための金具などで構成されるため、非常に簡単に構成できる。しかも、支持材２ａ、支持材２ｂ、支持材２ｃがそれぞれ木製のため、支持材２ａと支持材２ｃとの間及び支持材２ｂと支持材２ｃとの間はそれぞれ図示しない例えば金属製の金具で容易な作業で互いに固定することができる。

また、太陽光パネル用架台２は木製という天然資源を用いているため、太陽光パネル用架台２の製作から保守及び廃棄に至るまで、環境に優しい。製作については木材を切ったり、削ったりするだけなので環境に悪い廃棄物は生じない。太陽光パネル用架台２の材料として、間伐材を利用することがきる。保守について、仮に太陽光パネル用架台２が雨などによって腐食して太陽光パネル３が外れそうになっていても、支持材２ｃのうち腐食していない別の箇所に、取付金具７及び木ネジ６を取り付けることで、太陽光パネル３の支持材２ｃへの固定を容易に補強することができる。廃棄については仮に太陽光パネル用架台２が腐った場合、廃棄する太陽光パネル用架台２を所定の箇所に集めて放置するだけで、自然へと帰せることができる。

また、万が一、太陽光パネル３が故障して太陽光パネル３で生成された電気が漏れるようなことがあったとしても、太陽光パネル３と太陽光パネル３の外部との間は木製の太陽光パネル用架台２で絶縁されるため、安全である。

なお、本発明は上記の実施形態に限らない。例えば１つの太陽光パネル用架台２に対して太陽光パネル３を８枚設けた場合を示したが、それ以外の数でもよく、１枚でもよい。

太陽光発電ユニットＢの変形例として、図８及び図９に示す。図８及び図９では、１つの太陽光パネル用架台２に対して４つの太陽光パネル３が設けられている。太陽光パネル用架台２が長方形の場合、太陽光パネル用架台２の短い辺を第１の基礎材１ａ及び第２の基礎材１ｂ上に載せた場合（図８）は、太陽光パネル用架台２の長い辺を第１の基礎材１ａ及び第２の基礎材１ｂ上に載せた場合（図９）と比較して、第１の基礎材１ａ及び第２の基礎材１ｂの材料費を抑え、その分、安価に構成できる。

基礎材１は互いに物理的に離れた第１の基礎材１ａ及び第２の基礎材１ｂを含むが、第１の基礎材１ａ及び第２の基礎材１ｂを一体に形成してもよい。

太陽光パネル用架台２は支持材２ａ、支持材２ｂ、支持材２ｃを含むが、支持材２ａ及び支持材２ｂを省略して、支持材２ｃを第１の基礎材１ａ及び第２の基礎材１ｂに直に置いてもよい。

また、支持材２ｃを省略して、支持材２ａ及び支持材２ｂ上に太陽光パネル３を搭載してもよい。この場合、支持材２ａ及び支持材２ｂのうち一方が第１の支持材、他方が第２の支持材に対応する。

また、太陽光パネル３を支持材２ｃに固定するのに、取付金具５や取付金具７を用いたが、取付金具５や取付金具７を用いずに、予め太陽光パネル３の枠体３ｂに貫通孔を設け、木ネジで直に太陽光パネル３の枠体３ｂに設けた貫通孔を貫通して支持材２ｃに螺合するようにしてもよい。また、木ネジ６に代えて釘でもよい。

また、補強するために必要であれば取付金具５の貫通孔５ａや貫通孔５ｂを介して木ネジ６を太陽光パネル３の枠体３ｂに螺合させてもよい。この場合、予め貫通孔５ａや貫通孔５ｂに連通する貫通孔を枠体３ｂに設けておく。貫通孔５ｃは１つの取付金具５に２つ設けたが、３つ以上でもよく１つでもよい。貫通孔５ａ及び貫通孔５ｂは１つの取付金具５に各々設けたが、どちらかを省略してもよい。右の貫通孔５ａの数は、図示のよう１つでも良いし、２つ以上でもよい。また、右の貫通孔５ｂの数は、図示のよう１つでも良いし、２つ以上でもよい。左の貫通孔５ａ及び貫通孔５ｂについても右同様である。

また、取付金具７についても同様に、補強するために必要であれば取付金具７の貫通孔７ａや貫通孔７ｂを介して木ネジ６を太陽光パネル３の枠体３ｂに螺合させてもよい。この場合、予め貫通孔７ａや貫通孔７ｂに連通する貫通孔を枠体３ｂに設けておく。貫通孔７ｃは１つの取付金具７に１つ設けたが、２つ以上でもよい。貫通孔７ａ及び貫通孔７ｂは１つの取付金具７に各々設けたが、どちらかを省略してもよい。貫通孔７ａの数は、図示のよう１つでも良いし、２つ以上でもよい。また、貫通孔７ｂの数は、図示のよう１つでも良いし、２つ以上でもよい。

隣り合う太陽光パネルの間を埋める部材は、コーキング材８、被覆部材９以外でもよい。

Ａ 設備、Ｂ 太陽光発電ユニット、Ｃ 送電線 １ 基礎材、２ 太陽光パネル用架台、２ａ 支持材、２ｂ 支持材、２ｃ 支持材、３ 太陽光パネル、４ 太陽光パネル用支持台、５ 取付金具（固定部材）、６ 木ネジ（固定部材）、７ 取付金具（固定部材）、８ コーキング材、９ 被覆部材

Claims (4)

1. 木製の支持材からなる太陽光パネル用架台。
2. 地面に設置される基礎材と、
   木製の支持材からなる太陽光パネル用架台と、
   を備え、
   前記基礎材は、
   高さの異なる第１及び第２の基礎材を含み、
   前記支持材は、
   前記基礎材上に平行に設置された第１及び第２の支持材を含み、
   前記第１及び第２の支持材には、太陽光パネルが搭載される太陽光パネル用支持台。
3. 請求項１に記載の太陽光パネル用架台又は請求項２に記載の太陽光パネル用支持台と、
   前記太陽光パネルと、
   前記太陽光パネルを前記支持材に固定するための固定部材と、
   を備え、
   前記太陽光パネルは上方から眺めて、前記太陽光パネル用架台を覆う太陽光発電ユニット。
4. 前記太陽光パネルは複数であり、
   隣り合う前記太陽光パネルの間を埋める部材をさらに備えた請求項３に記載の太陽光発電ユニット。

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