JP2014134056A - Solar panel tower - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar panel tower which makes a construction period short, which makes a construction cost low, and which makes earthquake resistance and wind resistance excellent.SOLUTION: A solar panel tower includes: an installation tower 1 of a framework structure comprising a column material 10, a horizontal member 11 and a diagonal member 12; a plurality of solar panels 2 which are provided in the installation tower 1; a plurality of frames 3 for installation, which are provided at intervals in a vertical direction in the installation tower 1, which are arranged in a downward inclined manner, and which are used to planarly arrange the plurality of solar panels 2; and a weight 4 which is suspended from a barycenter 1a at the upper end of the installation tower 1 where the solar panel 2 is installed, and which is used to prevent displacement of the barycenter of the installation tower 1 even when the installation tower 1 swings. Joints 15 of the column material 10, the horizontal member 11 and the diagonal member 12 are rotatably pin-joined to each other, and the plurality of solar panels 2 are arranged at mutual intervals 2a.

Description

本発明は、多数のソーラーパネルを上下方向に設置するためのソーラーパネル塔に関する。   The present invention relates to a solar panel tower for installing a large number of solar panels in the vertical direction.

近年では、火力発電に使用する原料費が上昇すると共に、原子力発電による危険性が再認識されることによって、自然エネルギーである太陽光を利用した発電が注目されている。太陽光発電では、太陽光を電力に変換するためのソーラーパネルが使用される。そのため、ソーラーパネルの設置面積を大きくすればするほど、発電量を大きくできる。しかし、従来では、地面にソーラーパネルを面状に設置しているので、設置面積を大きくするには、広大な土地が必要となる。   In recent years, the cost of raw materials used for thermal power generation has increased, and the danger of nuclear power generation has been recognized again, so that power generation using solar energy, which is natural energy, has attracted attention. In solar power generation, a solar panel for converting sunlight into electric power is used. Therefore, the larger the installation area of the solar panel, the larger the power generation amount. However, conventionally, solar panels are installed in a planar shape on the ground, so a vast land is required to increase the installation area.

ところが、我が国では、広大な原野や南向きの丘陵地などの広大な土地が少なく、また、広大な土地はあるが、多くの電力を必要とする工場地域から離れているので、ソーラーパネルが発電した電力の多くは、送電中に放電するという問題がある。   However, in Japan, there are few vast fields such as vast wilderness and south-facing hills, and there is vast land, but it is far from the factory area that requires a lot of electricity, so solar panels generate power. Most of the generated power has a problem of discharging during power transmission.

そこで、例えば特許文献１に、複数本の柱材及び水平材からなる塔を利用して、ソーラーパネルをブラインド状に配置する構造物が開示されている。この構造物では、ソーラーパネルが塔にブラインド状に配置されているので、広大な土地を必要とせずに、ソーラーパネルの設置面積を大きくすることができる。従って、この構造物を工場地域に近接して設置すれば、ソーラーパネルからの電力の放電を最小限にできる。   Therefore, for example, Patent Document 1 discloses a structure in which a solar panel is arranged in a blind shape using a tower made of a plurality of column members and a horizontal member. In this structure, since the solar panels are arranged in a blind shape on the tower, the installation area of the solar panels can be increased without requiring a vast land. Therefore, if this structure is installed close to the factory area, the discharge of power from the solar panel can be minimized.

しかし、この塔では、柱材及び水平材がそれぞれ強固に接合されており、剛構造となっているので、大きな地震や強風が発生すると、塔全体が大きく揺れて、倒壊する危険性が非常に大きい。さらに、この構造物では、各ソーラーパネルが近接して配置しているので、下から上に吹き上げる強風が発生すると、その強風がソーラーパネルに衝突して、塔全体が大きく揺れる危険性がある。そこで、塔が倒壊しないようにするためには、塔の基礎に多数の杭を設置する必要があるので、施工期間及び施工コストが非常に大きくなる。   However, in this tower, the column and horizontal members are joined firmly and have a rigid structure, so if a big earthquake or strong wind occurs, the whole tower will shake greatly and there is a risk of collapse large. Furthermore, in this structure, since the solar panels are arranged close to each other, if a strong wind blows from the bottom to the top, the strong wind may collide with the solar panel and the whole tower may be shaken greatly. Therefore, in order to prevent the tower from collapsing, it is necessary to install a large number of piles on the foundation of the tower, so the construction period and construction cost become very large.

特開２００１−２７１７３８号公報JP 2001-271738 A

そこで、本発明が解決しようとする課題は、施工期間及び施工コストが小さく、耐震性及び耐風性に優れたソーラーパネル塔を提供することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a solar panel tower having a small construction period and construction cost and excellent in earthquake resistance and wind resistance.

上記課題を解決するために、本発明に係るソーラーパネル塔は、
柱材、水平材及び斜材からなる骨組み構造の設置塔と、
設置塔に設けられた複数のソーラーパネルと、
設置塔に上下方向に間隔を置いて設けられ、下方向に傾斜して配置され、複数のソーラーパネルを面状に配置するための複数の設置用フレームと、
ソーラーパネルが設置された設置塔の上端部における重心から吊り下げられ、設置塔が揺動しても設置塔の重心が移動しないようにするための錘と、を備え、
柱材、水平材及び斜材の接合部は、互いに回転自在にピン接合され、
複数のソーラーパネルは、互いに間隔を置いて配置されている。 In order to solve the above problems, the solar panel tower according to the present invention is:
An installation tower with a frame structure consisting of pillar material, horizontal material and diagonal material;
A plurality of solar panels installed in the installation tower;
A plurality of installation frames for arranging the plurality of solar panels in a plane, provided at intervals in the vertical direction on the installation tower, arranged to be inclined downward,
A weight suspended from the center of gravity at the upper end of the installation tower on which the solar panel is installed, so that the center of gravity of the installation tower does not move even if the installation tower swings,
The joints of the pillar material, horizontal material and diagonal material are pin-joined so that they can rotate freely,
The plurality of solar panels are spaced from each other.

好ましくは、
多層の錘を備えており、
各錘は、設置塔に上下方向に形成された節ごとに設けられ、連結部材を介して上下方向にそれぞれ揺動自在に連結されている。 Preferably,
It has a multilayer weight,
Each weight is provided for each node formed in the vertical direction on the installation tower, and is connected to each other in a swingable manner in the vertical direction via a connecting member.

好ましくは、
複数のソーラーパネルは、上方向に傾斜して配置されている。 Preferably,
The plurality of solar panels are arranged to be inclined upward.

上記の通り、本発明に係るソーラーパネル塔は、骨組み構造の設置塔と、設置塔に設けられた複数のソーラーパネルと、設置塔に上下方向に間隔を置いて設けられ、複数のソーラーパネルを面状に配置するための複数の設置用フレームと、を備える。従って、このソーラーパネル塔では、複数のソーラーパネルを上下方向に設置できるので、広大な土地を必要とすることなく、大きな電力を発電できる。さらに、ソーラーパネル塔を工場地域に近接して設置できるので、送電中の放電を最小限にできる。   As described above, the solar panel tower according to the present invention is an installation tower having a framework structure, a plurality of solar panels provided in the installation tower, and provided in the installation tower at intervals in the vertical direction. A plurality of installation frames for arranging in a plane. Therefore, in this solar panel tower, since a plurality of solar panels can be installed in the vertical direction, large electric power can be generated without requiring a vast land. In addition, since solar panel towers can be installed close to the factory area, discharge during power transmission can be minimized.

さらに、ソーラーパネル塔は、ソーラーパネルが設置された設置塔の上端部の重心から吊り下げられ、設置塔が揺動しても設置塔の重心が移動しないようにするための錘を備える。さらに、この設置塔では、柱材、水平材及び斜材の接合部、が互いに回転自在にピン接合されており、柔構造となっている。   Furthermore, the solar panel tower is provided with a weight that is suspended from the center of gravity of the upper end portion of the installation tower on which the solar panel is installed, so that the center of gravity of the installation tower does not move even if the installation tower swings. Furthermore, in this installation tower, the joint part of the column material, the horizontal material, and the diagonal material is mutually pin-coupled so as to be rotatable, and has a flexible structure.

従って、設置塔が柔構造で、接合部の剛性がなく、さらに、錘を吊り下げることによって設置塔の重心を最下端に下げることができるので、地震や強風のときでも、設置塔の回転揺れを３分の１程度に減少できる。さらに、杭などを設置する必要がないので、施工期間や施工コストを大幅に縮小できる。   Therefore, the installed tower has a flexible structure, the joint is not rigid, and the center of gravity of the installed tower can be lowered to the lowest end by suspending the weight, so that the installed tower can rotate even during earthquakes and strong winds. Can be reduced to about one third. Furthermore, since it is not necessary to install a pile etc., a construction period and construction cost can be reduced significantly.

さらに、複数のソーラーパネルは、互いに間隔を置いて配置されている。従って、下から上に吹き上げる強風が発生しても、強風はソーラーパネルの間を通過し、さらに、設置塔は骨組み構造なので、柱材及び水平材等の間を通過するので、塔全体が大きく揺れないようになっている。   Furthermore, the plurality of solar panels are arranged at intervals. Therefore, even if a strong wind blows from the bottom to the top, the strong wind passes between the solar panels, and since the installation tower is a frame structure, it passes between the pillars and horizontal members, so the entire tower is large. It doesn't shake.

本発明に係るソーラーパネル塔は、町場の鉄骨工場で製作でき、さらに、同一規格にすることにより、大量生産が可能である。従って、このソーラーパネル塔は、施工期間及び施工コストが小さく、比較的簡単に施工できる。
また、このソーラーパネル塔は、１０００平方メートル程度の空地があれば、どこにでも設置できる。従って、このソーラーパネル塔を、工場、集合住宅、電力を必要とする野菜生産等のハウスの近くに設置することで、電力を地産・地消することができ、非常に効率的である。 The solar panel tower according to the present invention can be manufactured at a steel frame factory in a town, and can be mass-produced by using the same standard. Therefore, this solar panel tower has a small construction period and construction cost, and can be constructed relatively easily.
Moreover, this solar panel tower can be installed anywhere as long as there is an open area of about 1000 square meters. Therefore, by installing this solar panel tower in the vicinity of factories, apartment houses, and houses for vegetable production that require electric power, electric power can be locally produced and consumed, which is very efficient.

ソーラーパネル塔を示す正面図。The front view which shows a solar panel tower. ソーラーパネル塔を示す側面図。The side view which shows a solar panel tower. ソーラーパネル塔の揺動状態を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the rocking | fluctuation state of a solar panel tower.

以下、図面に基づいて、本発明に係るソーラーパネル塔を詳細に説明する。   Hereinafter, a solar panel tower according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１及び図２の通り、ソーラーパネル塔は、骨組み構造の設置塔１を備える。設置塔１は、複数の柱材１０、水平材１１及び斜材１２を接合して構成されている。各柱材１０、水平材１１及び斜材１２の接合部１５は、回転自在にピン接合されている。従って、設置塔１は、ピン接合の骨組み構造なので、柔構造である。設置塔１は、鉄筋コンクリートからなる基礎部７０に設置されており、地盤が弱い場合は、基礎部７０の下に地盤改良部７１を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the solar panel tower includes an installation tower 1 having a frame structure. The installation tower 1 is configured by joining a plurality of column members 10, a horizontal member 11, and a diagonal member 12. The joint portions 15 of the column members 10, the horizontal members 11, and the diagonal members 12 are rotatably pin-joined. Therefore, the installation tower 1 has a flexible structure because it is a pin-joint frame structure. The installation tower 1 is installed on a foundation portion 70 made of reinforced concrete, and includes a ground improvement portion 71 below the foundation portion 70 when the ground is weak.

ソーラーパネル塔は、設置塔１に設けられた複数のソーラーパネル２を備える。また、ソーラーパネル塔は、複数のソーラーパネル２を面状に配置するための複数の設置用フレーム３を備える。設置用フレーム３は、設置塔１に上下方向に間隔を置いて設けられ、太陽光が照射しやすいように下方向に傾斜して配置されている。そして、設置用フレーム３に、複数のソーラーパネル２が面状に設置される。   The solar panel tower includes a plurality of solar panels 2 provided in the installation tower 1. The solar panel tower includes a plurality of installation frames 3 for arranging a plurality of solar panels 2 in a planar shape. The installation frame 3 is provided on the installation tower 1 at intervals in the vertical direction, and is inclined downward so as to be easily irradiated with sunlight. A plurality of solar panels 2 are installed in a plane on the installation frame 3.

本実施形態では、上２段の設置用フレーム３は、南側に向けて配置されており、下３段の設置用フレーム３は、東西側に向けて配置されている。そして、北側は太陽光が照射し難いので、設置用フレーム３は、北側に向けて配置されていない。これにより、設置用フレーム３に面状に設置されたソーラーパネル２は、北側を除いて東西及び南側に向いて配置され、効率よく太陽光を吸収できるようになっている。   In this embodiment, the upper two installation frames 3 are arranged toward the south side, and the lower three installation frames 3 are arranged toward the east-west side. And since the north side is hard to irradiate sunlight, the installation frame 3 is not arranged toward the north side. Thereby, the solar panel 2 installed in a planar shape on the installation frame 3 is arranged toward the east and west and the south side except the north side, and can absorb sunlight efficiently.

上記の通り、このソーラーパネル塔では、複数のソーラーパネル２を上下方向に設置できるので、広大な土地を必要とすることなく、多数のソーラーパネル２を設置できるので、大きな電力を発電できる。さらに、ソーラーパネル塔を工場地域に近接して設置できるので、送電中の放電を最小限にできる。   As described above, in this solar panel tower, since a plurality of solar panels 2 can be installed in the vertical direction, a large number of solar panels 2 can be installed without requiring a vast land, so that large electric power can be generated. In addition, since solar panel towers can be installed close to the factory area, discharge during power transmission can be minimized.

本実施形態では、ソーラーパネル塔は、高さ約４０ｍの高層塔である。設置塔１が高層になると、揺れの共振性を考慮する必要がある。そのため、本実施形態では、設置塔１は、高さ約１０〜１５ｍごとを一節１ｂとして、一節１ｂごとに水平材１１及び斜材１２を設けている。なお、一節１ｂごとに、水平材１１又は斜材１２を設ければよい。従って、本実施形態では、ソーラーパネル塔は、四つの節１ｂを備える。   In the present embodiment, the solar panel tower is a high-rise tower having a height of about 40 m. When the installation tower 1 is high-rise, it is necessary to consider the resonance of shaking. Therefore, in the present embodiment, the installation tower 1 is provided with the horizontal material 11 and the diagonal material 12 for each node 1b with the height of about 10 to 15 m as one node 1b. In addition, the horizontal material 11 or the diagonal material 12 should just be provided for every passage 1b. Therefore, in this embodiment, the solar panel tower includes four nodes 1b.

ソーラーパネル塔は、ソーラーパネル２が設置された設置塔１の重心が、設置塔１の中心に配置されるように、ソーラーパネル２がバランスよく配置されている。そして、ソーラーパネル塔は、設置塔１の内部に吊り下げられた多層の錘４を備える。   In the solar panel tower, the solar panels 2 are arranged in a well-balanced manner so that the center of gravity of the installation tower 1 where the solar panels 2 are installed is arranged in the center of the installation tower 1. The solar panel tower includes a multi-layered weight 4 suspended inside the installation tower 1.

ソーラーパネル塔は、設置塔１の一節１ｂごとに、錘４が配置されている。本実施形態では、錘４は、全体が真っ直ぐな円筒の鋼管からなる。最上の錘４の上端部は、ワイヤーなどからなる吊り下げ部材４０を介して、設置塔１の上端部における重心１ａに揺動自在に取り付けられる。そして、それぞれの錘４は、ワイヤーなどからなる連結部材４１を介して、上下方向にそれぞれ揺動自在に連結されている。   In the solar panel tower, a weight 4 is arranged for each node 1b of the installation tower 1. In the present embodiment, the weight 4 is made of a cylindrical steel pipe that is straight as a whole. The upper end of the uppermost weight 4 is swingably attached to the center of gravity 1a at the upper end of the installation tower 1 via a suspension member 40 made of a wire or the like. Each weight 4 is connected to be swingable in the vertical direction via a connecting member 41 made of a wire or the like.

図３の通り、ソーラーパネル塔は、上下方向に多層の錘４を備えており、各錘４が揺動自在に連結されている。従って、地震や強風のときでも、最上の錘４は大きく揺れるが、最下の錘４はほとんど揺れることがないので、設置塔１の重心の変位（偏心）をなくすことができるので、設置塔１は、常に安定した鉛直力を維持できる。   As shown in FIG. 3, the solar panel tower includes multilayer weights 4 in the vertical direction, and the weights 4 are swingably connected. Therefore, even in the event of an earthquake or strong wind, the uppermost weight 4 sways greatly, but the lowermost weight 4 hardly sways, so the displacement (eccentricity) of the center of gravity of the installation tower 1 can be eliminated. 1 can always maintain a stable vertical force.

そして、上記の通り、設置塔１が柔構造で、接合部１５の剛性がなく、さらに、錘４を吊り下げることによって設置塔１の重心を最下端に下げているので、地震や強風のときでも、設置塔１の回転揺れを３分の１程度に減少できる。そのため、杭などを設置して設置塔１を強固にする必要がないので、施工期間や施工コストを大幅に縮小できる。   As described above, the installation tower 1 has a flexible structure, the joint 15 does not have rigidity, and the center of gravity of the installation tower 1 is lowered to the lowest end by suspending the weight 4, so that an earthquake or a strong wind occurs. However, the rotational vibration of the installation tower 1 can be reduced to about one third. Therefore, it is not necessary to install piles or the like to strengthen the installation tower 1, so that the construction period and construction cost can be greatly reduced.

さらに、複数のソーラーパネル２は、互いに間隔２ａを置いて配置されている。本実施形態のソーラーパネル２では、長手方向（横方向）に沿って間隔２ａが配置されている。従って、下から上に吹き上げる強風が発生しても、強風はソーラーパネルの間隙２ａを通過し、さらに、設置塔１は骨組み構造なので、柱材１０及び水平材１１等の間を通過するので、塔全体が大きく揺れないようになっている。なお、ソーラーパネル２は、縦方向に沿って間隙２ａが配置されてもよい。   Further, the plurality of solar panels 2 are arranged with an interval 2a therebetween. In the solar panel 2 of this embodiment, the space | interval 2a is arrange | positioned along the longitudinal direction (lateral direction). Therefore, even if a strong wind blowing from the bottom to the top is generated, the strong wind passes through the gap 2a of the solar panel. The entire tower is not shaken greatly. Note that the solar panel 2 may be provided with a gap 2a along the vertical direction.

好ましくは、各ソーラーパネル２は、上方向に傾斜して配置されている。これにより、下から上に吹き上げる強風は、ソーラーパネル２の間隙２ａを滑らかに通過することができる。   Preferably, each solar panel 2 is disposed to be inclined upward. Thereby, the strong wind blowing up from the bottom can pass smoothly through the gap 2a of the solar panel 2.

＜他の実施形態＞
他の実施形態として、ソーラーパネル塔が１０ｍ以下の場合は、設置塔１は、１つの節１ｂのみを備えるので、単一の錘４が、設置塔１の上端部における重心１ａに揺動自在に取り付けられる。
また、上記実施形態では、錘４は、円筒形状であるが、下部が広がった円錐形状であってもよい。その場合、重心がより下側に配置されるので、地震等の際に、設置塔１をより安定できる。 <Other embodiments>
As another embodiment, when the solar panel tower is 10 m or less, the installation tower 1 includes only one node 1b, so that the single weight 4 can swing to the center of gravity 1a at the upper end of the installation tower 1. Attached to.
Moreover, in the said embodiment, although the weight 4 is a cylindrical shape, the cone shape which the lower part expanded may be sufficient. In that case, since the center of gravity is disposed on the lower side, the installation tower 1 can be more stable during an earthquake or the like.

１ 設置塔
１０ 柱材
１１ 水平材
１２ 斜材
１５ 接合部
１ａ 重心
１ｂ 節
２ ソーラーパネル
２ａ 間隙
３ 設置用フレーム
４ 錘
４０ 吊り下げ部材
４１ 連結部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Installation tower 10 Column material 11 Horizontal material 12 Diagonal material 15 Joint part 1a Center of gravity 1b Node 2 Solar panel 2a Gap 3 Installation frame 4 Weight 40 Suspension member 41 Connecting member

Claims (3)

柱材、水平材及び斜材からなる骨組み構造の設置塔と、
前記設置塔に設けられた複数のソーラーパネルと、
前記設置塔に上下方向に間隔を置いて設けられ、下方向に傾斜して配置され、前記複数のソーラーパネルを面状に配置するための複数の設置用フレームと、
前記ソーラーパネルが設置された前記設置塔の上端部における重心から吊り下げられ、前記設置塔が揺動しても前記設置塔の重心が移動しないようにするための錘と、を備え、
前記柱材、前記水平材及び前記斜材の接合部は、互いに回転自在にピン接合され、
前記複数のソーラーパネルは、互いに間隔を置いて配置されている、
ことを特徴とするソーラーパネル塔。 An installation tower with a frame structure consisting of pillar material, horizontal material and diagonal material;
A plurality of solar panels provided in the installation tower;
A plurality of installation frames for arranging the plurality of solar panels in a plane, provided at an interval in the vertical direction in the installation tower, and arranged to be inclined downward.
A weight suspended from the center of gravity at the upper end of the installation tower where the solar panel is installed, and a weight for preventing the center of gravity of the installation tower from moving even if the installation tower swings,
The column member, the horizontal member, and the diagonal member are joined to each other so as to be rotatable with respect to each other.
The plurality of solar panels are spaced apart from each other;
Solar panel tower characterized by that. 多層の前記錘を備えており、
前記各錘は、前記設置塔に上下方向に形成された節ごとに設けられ、連結部材を介して上下方向にそれぞれ揺動自在に連結されている、ことを特徴とする請求項１に記載のソーラーパネル塔。 Comprising a plurality of said weights;
The said weight is provided for every node formed in the said installation tower in the up-down direction, and is each connected so that rocking | fluctuation in the up-down direction via the connection member is possible. Solar panel tower. 前記複数のソーラーパネルは、上方向に傾斜して配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のソーラーパネル塔。   The solar panel tower according to claim 1 or 2, wherein the plurality of solar panels are arranged to be inclined upward.
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