JP2014148821A - Solar battery array installation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特にメガソーラー等の大規模太陽光発電施設として、平地及び傾斜地を含む地上あるいはビル屋上の如き陸屋根に設置する太陽電池アレイの据付装置に関する。 The present invention relates to a solar cell array installation apparatus that is installed on a flat roof such as a flat roof or an inclined land or a rooftop of a building as a large-scale solar power generation facility such as a mega solar.
近年、環境保護、省資源、CO2 削減等の観点から、平地及び傾斜地を含む地上やビル屋上の如き陸屋根に、多数基の太陽電池アレイを並設したメガソーラー等の大規模太陽光発電施設が普及しつつある。しかるに、一般的に太陽電池アレイは、複数枚の太陽電池モジュールを平面的に並べた短辺数m、長辺数m〜数十mといった大型のパネル形態で重い上、受光効率面より所定の傾斜角度で配置することで風圧を受け易いため、その据付け部には大きな支持強度及び耐風圧強度が必要であり、また全体としての軽量化、据付施工の容易化、コスト削減等も要求される。 In recent years, from the viewpoints of environmental protection, resource saving, CO 2 reduction, etc., large-scale photovoltaic power generation facilities such as mega-solar power generation systems, where a large number of solar cell arrays are arranged side by side on a flat roof such as the ground or a building roof, including flat and sloping land Is spreading. However, in general, the solar cell array is heavy in the form of a large panel having a short side number of m and a long side number of m to several tens of meters, in which a plurality of solar cell modules are arranged in a plane, and more predetermined than the light receiving efficiency surface Because it is easy to receive wind pressure by placing it at an inclination angle, the installation part needs to have a large support strength and wind pressure strength, and it is also required to reduce the overall weight, facilitate installation work, reduce costs, etc. .
従来、このような太陽電池アレイを地上や陸屋根に据付けする手段として、コンクリート製の杭や土台をベースとして型鋼材等による架台を構築し、この架台上に太陽電池アレイを設置する方式が多用されている。そして、該架台としては、複数の支柱を太陽電池アレイの長手方向(左右方向)に沿って間隔をあけて突設し、各支柱の上端部を太陽電池アレイを支承する架台フレームの短辺方向(前後傾斜方向)に沿う縦桟の中間位置に接続すると共に、各支柱の胴部と各縦桟の前部側又は前後両側部との間に傾斜アームを連結した構造(特許文献1)や、太陽電池アレイの架台フレームを前後及び左右に配列した支柱で支承すると共に、前後及び左右に隣接する支柱間に斜めや水平の補強桟を連結した構造(特許文献2)が代表的である。 Conventionally, as a means for installing such a solar cell array on the ground or on a flat roof, a method of constructing a frame made of a steel plate or the like based on a concrete pile or base and installing the solar cell array on the frame is often used. ing. As the gantry, a plurality of support columns are projected along the longitudinal direction (left-right direction) of the solar cell array at intervals, and the upper end portion of each support column is in the short side direction of the gantry frame that supports the solar cell array. A structure (Patent Document 1) in which an inclined arm is connected between the middle portion of each column and the front side of each vertical beam or both front and rear sides thereof, while being connected to an intermediate position of the vertical beam along the (front-rear inclination direction) A structure in which the frame of the solar cell array is supported by pillars arranged in the front-rear and left-right directions, and diagonal and horizontal reinforcing bars are connected between the pillars adjacent in the front-rear and left-right directions (Patent Document 2) is representative.
上記前者のように各支柱の上端部を架台フレームの縦桟の中間位置に接続する構造では、太陽電池アレイの短辺方向について一本の支柱で支える形になるため、耐荷重面より支柱を非常に太くする必要がある上、地形等から強風に晒され易い場所では風圧に対して充分な支持強度及び耐風圧強度を確保することが困難であり、据付場所の制約が大きいという難点があった。また、上記後者の架台フレームを前後及び左右に配列した支柱で支承する構造では、太陽電池アレイの矩形単位の重量負荷が前後左右の四本の支柱に分散されると共に、支柱間が補強桟で繋がれることで架台構体としての強度も大きくなるが、全体重量を軽減する目的で架台フレームを含めた構造材に中空アルミ材を用いた場合、型鋼材に比較して強度的に劣ることから、特に支柱として剛性を確保するために太いものを必要とし、それだけ材料コストが嵩むと共に、四本の支柱で支承する太陽電池アレイの矩形単位のサイズが大きくなると、該矩形単位の中央側で架台フレームが撓み変形し易く、太陽光発電パネルの損傷や発電効率低下に繋がる懸念があった。 In the structure where the upper end of each column is connected to the middle position of the vertical frame of the mount frame as in the former case, the column is supported by a single column in the short side direction of the solar cell array. In addition to being very thick, it is difficult to ensure sufficient support strength and wind pressure resistance against wind pressure in locations that are easily exposed to strong winds from topography, etc. It was. Further, in the structure in which the latter frame is supported by the columns arranged in the front and rear and left and right, the weight load of the rectangular unit of the solar cell array is distributed to the four columns of the front and rear and the left and right, and the reinforcing bars are provided between the columns. By connecting, the strength as a gantry structure also increases, but when using a hollow aluminum material for the structural material including the gantry frame for the purpose of reducing the overall weight, it is inferior in strength compared to the type steel material, In particular, a thick column is required to secure rigidity as the column, and the material cost increases accordingly. When the size of the rectangular unit of the solar cell array supported by the four columns is increased, the frame on the center side of the rectangular unit However, there is a concern that the solar power generation panel is damaged and power generation efficiency is reduced.
本発明は、上述の事情に鑑みて、太陽電池アレイの据付装置として、架台フレームを含めた構造材に中空アルミ材を用いて全体重量を軽減した構成において、支柱として軽く細いものを使用しても架台構体として高強度であり、強風に晒され易い場所でも充分な支持強度及び耐風圧強度を確保できる上、太陽電池アレイの矩形単位のサイズが大きくなっても中央側での架台フレームの撓み変形を防止でき、また太陽電池アレイの全体サイズの違いにも共通部材を用いて対応できると共に、施工容易なものを提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned circumstances, the present invention uses a light and thin column as a mounting device for a solar cell array in a configuration in which the overall weight is reduced by using a hollow aluminum material for a structural material including a gantry frame. In addition, it has high strength as a gantry structure, and it can secure sufficient support strength and wind pressure strength even in a place where it is easily exposed to strong winds, and even if the size of the rectangular unit of the solar cell array becomes large, the gantry frame bends at the center side. An object of the present invention is to provide a device that can prevent deformation, can cope with a difference in the overall size of the solar cell array by using a common member, and is easy to construct.
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項1の発明に係る太陽電池アレイの据付装置は、複数本の縦桟11及び横桟12が格子状に連結されてなる架台フレーム1と、該架台フレーム1に支承される太陽電池アレイ10と、該架台フレーム1を少なくとも前後両側及び左右両側で支持する複数本の垂直支柱2A,2Bと、該架台フレーム1及び垂直支柱2A,2Bとの間でトラスを構成する複数本のブレース3A,3Bと、該架台フレーム1に組み付けられたブレース取付桟13とを備え、架台フレーム1の縦桟11及び横桟12、垂直支柱2A,2B、ブレース3A,3B、ブレース取付桟13が角筒状の中空アルミ材からなると共に、各ブレース3A,3Bが枢支金具4A〜4Eを介してブレース取付桟13に上端側を枢着してなる構成としている。
If the means for achieving the above object is shown with reference numerals in the drawings, the solar cell array installation apparatus according to the invention of
請求項2の発明は、上記請求項1の太陽電池アレイの据付装置において、各ブレース3A,3Bは、前後及び左右に隣接した4本の垂直支柱2A,2A,2B,2B位置を頂点とする矩形内の中央寄り位置でブレース取付桟13に上端側を枢着すると共に、下端側を垂直支柱2A,2Bの根元部に枢着することにより、前後及び左右の両方向に対して傾斜してなる構成としている。
According to a second aspect of the present invention, in the solar cell array installation apparatus according to the first aspect, each
請求項3の発明は、上記請求項1又は2の太陽電池アレイの据付装置において、ブレース取付桟13は、その上面を架台フレーム1の縦桟11又は横桟12の下面に接合した状態で、該縦桟11又は横桟12にボルト止めされてなる構成としている。
The invention of claim 3 is the solar cell array installation apparatus according to
請求項4の発明は、上記請求項1〜3のいずれかの太陽電池アレイの据付装置において、枢支金具4a〜4Eは、ブレース取付桟13にボルト止めすると共に、ブレース3A,3BをボルトBを介して枢着するものとしている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the solar cell array installation apparatus according to any one of the first to third aspects, the pivotal support members 4a to 4E are bolted to the
請求項5の発明は、上記請求項1〜4のいずれかの太陽電池アレイの据付装置において、架台フレーム1が傾斜配置し、各垂直支柱2A,2Bの上端21が該架台フレーム1の傾斜に対応する角度で斜め切りされ、この斜め切りされた上端21に下向き開放コ字枠状の連結金具5が跨嵌されて、その跨嵌部分で該連結金具5と垂直支柱2A,2Bがボルト止めされると共に、架台フレーム1の縦桟11又は横桟12の下面に該連結金具5の上板部5aが接合されて、その接合部分で該縦桟11又は横桟12と連結金具5がボルト止めされてなる構成としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the solar cell array installation apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the
請求項6の発明は、上記請求項1〜5のいずれかの太陽電池アレイの据付装置において、架台フレーム1が前後方向に傾斜配置し、前後方向に隣接する垂直支柱2A,2Bの上部間に補強桟14が架設されると共に、高位側の垂直支柱2Bの中間部と架台フレーム1の縦桟11又は横桟12との間にブレース3A,3Bとは別の短尺ブレース6が架設されてなる構成としている。
The invention of
請求項7の発明は、上記請求項1〜5のいずれかの太陽電池アレイの据付装置において、前後に隣接する垂直支柱2A,2Bの根元部間と、左右に隣接する垂直支柱2A,2A、2B,2Bの根元部間とに、それぞれ補強桟15が架設されてなる構成としている。
The invention of claim 7 is the solar cell array installation apparatus according to any one of
次に、本発明の効果について図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項1の発明に係る太陽電池アレイの据付装置では、複数本の縦桟11及び横桟12が格子状に連結された架台フレーム1は、これに支承される太陽電池アレイ10の矩形単位U毎に前後左右の四本の垂直支柱2A,2A,2B,2Bで支持されるが、該架台フレーム1及び垂直支柱2A,2Bと複数本のブレース3A,3Bとの間で構成するトラス構造により、架台構体として非常に高強度になる。従って、強風に晒され易い場所でも大きな支持強度及び耐風圧強度を確保でき、据付け場所の制約が少ない上、太陽電池アレイの矩形単位Uのサイズが大きくなっても、ブレース3による支持位置を該矩形単位Uの中央側に設定することで、該中央側での架台フレーム1の撓み変形を防止できる。また、架台フレーム1の縦桟11及び横桟12、垂直支柱2A,2B、ブレース3A,3B、ブレース取付桟13がいずれも軽量な中空アルミ材であるため、据付装置全体としての重量が軽減すると共に、その据付け施工時の作業性も向上する。加えて、上記のように架台構体として高強度であるため、垂直支柱2A,2Bに軽く細い中空アルミ材を用いることで材料コストも低減される。そして、ブレース取付桟13が角筒状であるから、架台フレーム1の角筒状の縦桟11又は横桟12に対し、面接触状態で強固に且つ簡単に取り付けることができる。更に、該ブレース取付桟13に対し、ブレース3A,3Bの上端部を枢支金具4A〜4Eを介して枢着することから、該ブレース3A,3Bの傾斜角度及び傾斜方向の違いに対応できるという利点があり、もって太陽電池アレイ10の傾斜度合及び据付高さやサイズ等が異なる場合にも共通部材を使用して材料コストを低減できると共に、同じ手順でブレース3A,3Bを枢着できるので施工作業も容易になる。
Next, effects of the present invention will be described with reference numerals in the drawings. First, in the solar cell array installation apparatus according to the first aspect of the present invention, the
請求項2の発明によれば、各ブレース3A,3Bは、前後及び左右に隣接した4本の垂直支柱2A,2A,2B,2B位置を頂点とする矩形内の中央寄り位置でブレース取付桟13に上端側を枢着すると共に、下端側を垂直支柱2A,2Bの根元部に枢着することにより、前後及び左右の両方向に対して傾斜しているから、上記矩形単位のサイズが大きくなっても、その中央側での架台フレーム1の撓み変形を防止できる上、該ブレース3A,3Bに加わる荷重の負荷が垂直支柱2A,2Bの根元側で受け止められ、該負荷が垂直支柱2A,2Bに対する曲げ力として作用しにくく、該垂直支柱2A,2Bが細い中空アルミ材であっても充分な耐久性が得られ、加えて架台構体が左右及び前後の両方向でトラス構造を構成する形で極めて高強度になる。
According to the invention of claim 2, each
請求項3の発明によれば、ブレース取付桟13は、その上面を架台フレーム1の縦桟11又は横桟12の下面に接合した状態で、該縦桟11又は横桟12にボルト止めによって強固に且つ簡単に取り付けることができる。
According to the invention of claim 3, the
請求項4の発明によれば、枢支金具4は、ボルト止め部40aでブレース取付桟13に簡単に取付け可能であると共に、ブレース枢着部40bでブレース3を角度調整可能に枢着できる。
According to the invention of claim 4, the pivotal support metal 4 can be easily attached to the
請求項5の発明によれば、架台フレーム1の傾斜に対応して斜め切りされた各垂直支柱2A,2Bの上端21に、下向き開放コ字枠状の連結金具5を跨嵌してボルト止めすると共に、該連結金具5の上板部5aを架台フレーム1の縦桟11又は横桟12の下面に接合してボルト止めするから、該縦桟11又は横桟12と垂直支柱2A,2Bの上端部とを該連結金具5を介してガタつきのない面接触状態で強固に且つ容易に連結できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the downward-opening U-shaped frame-like connecting
請求項6の発明によれば、架台フレーム1の傾斜に沿う前後方向に隣接した垂直支柱2A,2Bの上部間に補強桟14が架設され、高位側の垂直支柱2Bの中間部と架台フレーム1の縦桟11又は横桟12との間に短尺ブレース6が架設されているから、架台構体としての強度がより向上する。
According to the sixth aspect of the present invention, the
請求項7の発明によれば、前後に隣接する垂直支柱2A,2Bの根元部間と、左右に隣接する垂直支柱2A,2A、2B,2Bの根元部間とに、それぞれ補強桟15が架設されているから、架台構体としての強度がより向上する。
According to the invention of claim 7, the
以下に、本発明に係る太陽電池アレイの据付装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of a solar cell array installation apparatus according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1及び図2に示す太陽電池アレイの据付装置は、左右方向に長い太陽光発電パネルPが前後の傾斜方向に沿って3枚ずつ、左右方向にも複数枚を平面的に配列した太陽電池アレイ10を据付け対象としている。この太陽電池アレイ10は、隣接する太陽光発電パネルP同士を連結板8A,8Bを介してボルト止めして一体の板体としており、角筒状の中空アルミ型材からなる複数本の縦桟11及び横桟12を格子状に連結した架台フレーム1に支承されている。そして、該架台フレーム1は、前部側で左右方向に所定間隔置きに配列した複数本の低い垂直支柱2Aと、後部側で同様に配列した複数本の高い垂直支柱2Bとで支持されている。なお、これら垂直支柱2A,2Bは、角筒状の中空アルミ型材からなり、それぞれコンクリート製の各土台B上に立設されている。
The solar cell array installation apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 2 is a solar cell in which three photovoltaic power generation panels P that are long in the left-right direction are arranged in a plane in the left-right direction and three in a horizontal direction. The
架台フレーム1は、太陽電池アレイ10の前後に配列する3枚の太陽光発電パネルPからなる矩形単位U毎に2本ずつ、該太陽電池アレイ10の直下に配置した前後方向に沿う縦桟11と、これら縦桟11を受ける形で下側に配置した左右方向に沿う前後2本の横桟12とが、相互の交叉位置においてボルト止めで結合されている。そして、太陽電池アレイ1の該矩形単位U毎に、前部側の左右2本の垂直支柱2A,2Aと、後部側の左右2本の垂直支柱2B,2Bとで支承する配置構成として、各垂直支柱2A,2Bの上端部が架台フレーム1の横桟12に対して連結金具5を介して連結固定されている。
Two gantry frames 1 are provided for each rectangular unit U composed of three photovoltaic power generation panels P arranged before and after the
しかして、太陽電池アレイ10の各矩形単位Uの中央部において、架台フレーム1の左右の縦桟11,11間に、角筒状の中空アルミ型材からなるブレース取付桟13がボルト止めによって架設されている。このブレース取付桟13の左右の各端部と、前後の各垂直支柱2A,2Bの根元部との間に、角筒状の中空アルミ型材からなる2本のブレース3A,3Bが、各々上端部で枢支金具4Aを介して、各々下端部でブラケット7Aを介して枢着し、側面視逆V字形に配置している。また、図2に示すように、各矩形単位Uにおけるブレース取付桟13は左右端部が左右の垂直支柱2A,2A及び2B,2Bよりも中央寄りに位置するため、該ブレース取付桟13に上端部を枢着した左右各対のブレース3A,3Aならびに3B,3Bは、前後方向から見てハの字形に配置している。
Thus, in the central portion of each rectangular unit U of the
一方、前後の垂直支柱2A,2Bの上部間には、偏平な角筒状の中空アルミ型材からなる補強桟14が架台フレーム1の傾斜に沿って架設されると共に、前部側の左右の垂直支柱2A,2Aの根元部間と後部側の左右の垂直支柱2A,2Aの根元部間にも、同様な中空アルミ型材からなる補強桟15が水平に架設されている。更に、後部の各垂直支柱2Bの上寄り位置と架台フレーム1の横桟12との間には、ブレース3A,3Bと同様の角筒状の中空アルミ型材からなる短尺ブレース6が上下端部をブラケット7B,7Cを介して左右方向に対して斜め約45度の角度で架設されている。
On the other hand, between the upper parts of the front and rear
従って、架台フレーム1と、垂直支柱2A,2B、ブレース3A,3B、短尺ブレース6、補強桟14,15とからなる架台構体は、左右及び前後の両方向でトラス構造を構成している。
Therefore, the gantry structure including the
図3に詳細に示すように、太陽電池アレイ10は、前後及び左右に隣接する4枚(太陽電池アレイ10の左右両側部では前後に隣接する2枚)の太陽光発電パネルPが、それらの周枠F間にわたって下面側に当接した連結板8A(8B)と各周枠Fとを貫通するボルトBにナットNを螺合緊締することにより、全体が一枚の板体として一体化されている。そして、太陽電池アレイ10の前後の端縁部では、太陽光発電パネルPの周枠Fを上下から挟む当板9a、9b間に筒状スペーサ9cを配置し、架台フレーム1の縦桟11の下壁に設けた挿入孔11aよりボルトBを該縦桟11内に挿入し、筒状スペーサ9c内を通す形で当該縦桟11の上壁及び両当板9a,9bを下方から貫通した該ボルトBにナットNを螺合することで、太陽電池アレイ10を架台フレーム1に止着している。また、太陽電池アレイ10は、前後の太陽光発電パネルP,P同士の隣接位置においても、その一方の周枠Fを架台フレーム1の縦桟11にボルト止めすることにより、該架台フレーム1に止着されている。
As shown in detail in FIG. 3, the
架台フレーム1の縦桟11と垂直支柱2A,2Bとの連結部では、図3に示す後部側で代表するように、下向き開放コ字枠状の連結金具5が、上板部5aを縦桟11の下面に接合した状態で、該上板部5a及び縦桟11を貫通するボルトBにナットNを螺合緊締することにより、該縦桟11に固着されている。そして、垂直支柱2B(2A)は、上端21が架台フレーム1の傾斜に対応する角度で斜め切りされており、この上端に連結金具5を跨嵌して、該連結金具5の両側片5b,5bと当該垂直支柱2B(2A)とを側方から貫通するボルトBにナットNを螺合緊締することにより、架台フレーム1の縦桟11に連結されている。また、架台フレーム1の縦桟11と横桟12の各交叉部では、図6に示すように、縦桟11の上壁に設けた挿入孔11aよりボルトBを当該縦桟11内に挿入して横桟12に貫通させ、このボルトBにナットを螺合緊締することにより、縦桟11と横桟12とを結合している。
At the connecting portion between the
図4に示すように、ブレース取付桟13は、その上面を架台フレーム1の縦桟11の下面に接合した状態で、横桟12と同様に、縦桟11の上壁の挿入孔11aよりボルトBを当該縦桟11内に挿入して当該ブレース取付桟13に貫通させ、このボルトBにナットを螺合緊締することにより、両端部をそれぞれ縦桟11に固着している。また、該ブレース取付桟13の左右各端部にブレース3A,3Bの上端部を枢着する枢支金具4Aは、各々一枚の金属板からなる前後一対の挟持板41,42より構成されている。両挟持板41,42は、共に下部側が中央の切込みによって左右の板片41a,41b及び板片42a,42bに分離しており、その両者の左側板片41a,42aが前方へ、右側板片41b,42bが後方へ、各々上部に対して同角度で屈曲している。
As shown in FIG. 4, the
しかして、枢支金具4Aは、ブレース取付桟13の両側面に両挟持板41,42の上部側を接当し、この接当部分に側方から貫通させたボルトBにナットNを螺合緊締して該ブレース取付桟13に固着した状態で、両挟持板41,42の斜め前方へ平行に張出した左側板片41a,42a間に前部側のブレース3Aの上端部を挟み込むと共に、斜め後方へ平行に張出した左側板片41a,42a間で後部側のブレース3Bの上端部を挟み込み、それぞれの挟み込み位置で側方から貫通させたボルトBにナットNを螺着することにより、両ブレース3A,3Bの上端部をブレース取付桟13に枢着している。
Thus, the
一方、各ブレース3A,3Bの下端部を垂直支柱2A,2Bに枢着するブラケット7Aは、図5で示す後部側で代表するように、くの字形に屈曲した金属板からなり、その取付片71をボルトBとナットNにて垂直支柱2B(2A)の根元側に固着すると共に、前方斜め上向きに張出した枢支片72にブレース3B(3A)の下端部をボルトBとナットNにて枢着している。なお、垂直支柱2B(2A)は、土台17に下部を埋設したアンカー筒17の突出した上部に、下端側を嵌合してねじ止めすることにより、該土台17上に立設されている。
On the other hand, the
図6に示すように、架台フレーム1の後部側の横桟12に短尺ブレース6の上端部を枢着するブラケット7Bは、くの字形に屈曲した前後一対の金属板材74,75より構成されており、両金属板材74,75の上部を横桟12の両側面に当接してボルトBとナットNにて固着した状態で、両金属板材74,75の垂下する下部間に短尺ブレース6の上端部を挟み込み、側方から貫通させたボルトBにナットNを螺着して該短尺ブレース6を枢着している。また、後部側の垂直支柱2Bに該短尺ブレース6の下端部を枢着するブラケット7Cは、アングル材からなり、その一側片76をボルトBとナットNにて垂直支柱2Bに固着すると共に、側方へ突出する他側片77に該短尺ブレース6の下端部をボルトBとナットNにて枢着している。
As shown in FIG. 6, a
上記構成の太陽電池アレイの据付装置では、太陽電池アレイ10を支承する架台フレーム1は該太陽電池アレイ10の矩形単位U毎に前後左右の四本の垂直支柱2で支持されるが、該矩形単位U毎に4本のブレース3が前後方向及び左右方向に傾斜して配置していることにより、架台フレーム1、垂直支柱2A,2B、ブレース3A,3Bより構築される架台構体がトラス構造を形成して非常に高強度になり、強風に晒され易い場所でも大きな支持強度及び耐風圧強度を確保でき、据付け場所の制約が少なくなる。また、架台フレーム1の縦桟11及び横桟12、ブレース取付桟13、垂直支柱2A,2B、ブレース3A,3Bがいずれも軽量な中空アルミ材であるため、据付装置全体としての重量が軽減すると共に、その据付け施工時の作業性も向上する。加えて、上記のように架台構体として高強度であるため、垂直支柱2に軽く細い中空アルミ材を用いることで材料コストも低減される。
In the solar cell array installation apparatus having the above-described configuration, the
特に、上記実施形態では、各ブレース3A,3Bによる支持位置が前記矩形単位Uにおける前後左右の4本の垂直支柱2A,2A,2B,2Bの位置を頂点とする矩形内の中央側にあるから、該矩形単位Uのサイズが大きくなっても、該中央側での架台フレーム1の撓み変形を防止でき、その撓み変形に伴う太陽光発電パネルPの損傷や発電効率低下を回避できると共に、各ブレース3に加わる荷重の負荷が垂直支柱2A,2Bの根元側で受け止められ、該負荷が垂直支柱2A,2Bに対する曲げ力として作用しにくいため、該垂直支柱2A,2Bが細い中空アルミ材であっても充分な耐久性が得られる。また、実施形態のように、前後の垂直支柱2A,2Bの上部間に補強桟14を架設したり、後部側の高い垂直支柱2Bの中間部と架台フレーム1の横桟12との間に短尺ブレース6を架設したり、更に前後左右の垂直支柱2A,2Bの根元部間に補強桟15を架設することで、架台構体としての強度がより向上する。
In particular, in the above embodiment, the support position by each
一方、ブレース取付桟13は角筒状であるから、架台フレーム1の角筒状の縦桟11又は横桟12に対し、面接触状態で強固に且つ簡単に取り付けることができる。しかも、該ブレース取付桟13に対し、ブレース3A,3Bの上端部を枢支金具4Aを介して角度調整可能に枢着できるから、該ブレース3A,3Bの傾斜角度及び傾斜方向の違いに対応し得る。従って、太陽電池アレイ10の傾斜度合及び据付高さやサイズ等が異なる場合に、ブレース3A,3Bの傾斜角度及び傾斜方向が変化するが、該枢支金具4Aを含む各構成部分に共通部材を使用して材料コストを低減できる上、同じ手順でブレース3A,3Bを枢着できるので施工作業も容易になる。更に、この枢支金具4Aは、ブレース取付桟13及びブレース3A,3Bの両方に対し、ボルト止めによって極めて簡単に連結できるという利点もある。
On the other hand, since the
また、上記実施形態では、架台フレーム1の傾斜に対応して斜め切りされた各垂直支柱2A,2Bの上端21に、下向き開放コ字枠状の連結金具5を跨嵌してボルト止めすると共に、該連結金具5の上板部5aを架台フレーム1の縦桟11又は横桟12の下面に接合してボルト止めするから、該縦桟11又は横桟12と垂直支柱2A,2Bの上端部とを該連結金具5を介してガタつきのない面接触状態で強固に且つ容易に連結できる。更に、ブレース取付桟13も、上面が架台フレーム1の縦桟11の下面に接合した状態で、該縦桟11にボルト止めによって強固に且つ簡単に取り付けることができる。
Further, in the above embodiment, the
なお、上記実施形態では前後一対の挟持板41,42よりなる枢支金具4Aを例示したが、本発明では、該枢支金具4Aに代えて、例えば図7〜図9で示す枢支金具4B〜4E等、種々の形態の枢支金具を使用できる。図7に示す枢支金具4B,4Cは前後のブレース3A,3Bを個別に枢着ものであり、(a)の枢支金具4Bはブレース取付桟13に対する上向きのコ字形嵌合部43と前部のブレース3Aに対する前方斜め下向きのコ字形嵌合部44とが一体化し、また(b)の枢支金具4Cは同様の上向きのコ字形嵌合部43と後部のブレース3Bに対する後方斜め下向きのコ字形嵌合部45とが一体化している。また、図8に示す枢支金具4Dは、ブレース取付桟13に対する上向きのコ字形嵌合部43と、前後のブレース3A,3Bの各々に対するコ字形嵌合部44,45が一体化している。これら枢支金具4B〜4Dでは、コ字形嵌合部43〜45の各々において、嵌合したブレース取付桟13及び前後の両ブレース3A,3Bを図示一点鎖線の如くボルト止め(既述の実施形態におけるボルトBとナットNを用いたボルト止め)するようになっている。なお、図7及び図8では、架台フレーム1の縦桟11と横桟12とのボルト止めも一点鎖線で示している。
In the above embodiment, the
図9で示す枢支金具4Eは、門形の支持部材46と、矩形枠部47aの両側から一対の脚板部47b,47bが垂下した枢支部材47とで構成されており、支持部材46をブレース取付桟13に上方から跨嵌させてボルトBとナットNで固着すると共に、該支持部材46のブレース取付桟13から下方に突出した両側板部46a,46間で、左右方向に沿うボルトBとナットNによって枢支部材47の矩形枠部47aを枢着し、この枢支部材47の脚板部47b,47b間でブレース3A(3B)の上端部を前後方向に沿う側とボルトBとナットNによって枢着するようになっている。この場合、枢支部材47がブレース取付桟13に対して前後方向に揺動可能で、且つ該枢支部材47に対してブレース3A(3B)が左右方向に揺動可能であるから、ブレース3A(3B)の傾斜方向及び傾斜角度を自在に設定できる。
9 includes a portal-shaped
本発明を適用する太陽電池アレイ10としては、上記実施形態では傾斜する前後方向に沿って3枚の太陽光発電パネルPが配置する構成を例示したが、前後方向の該発電パネルPの配置枚数と全体幅には特に制約はない。しかして、据付装置における前後(傾斜)方向に沿う垂直支柱の本数は、太陽電池アレイ10の前後方向の全体幅の広狭によって増減することになる。また、太陽電池アレイ10の左右方向の長さについては、敷地の広さと発電システムの規模及びレイアウトによる制約のみである。一方、太陽電池アレイ10の傾斜角度についても、据付場所の緯度に応じて年間平均で受光効率が最も高くなる角度とすればよく、赤道直下での0°から極地での90°まで任意に設定できる。因みに、太陽光発電パネルPの傾斜方向幅が1m程度である場合の、太陽電池アレイの全体幅と傾斜角度及び設置高さの違いによる据付装置の構成例を図10〜図12に示す。
As the
まず、図10(a)の据付装置では、傾斜方向に2枚の太陽光発電パネルPが配置した全体幅の狭い太陽電池アレイ10Aを高位に設置するために、高くなった前後2本の垂直支柱2A,2B間に上下2本の補強桟15,17を架設すると共に、架台フレーム1の中間部と両垂直支柱2A,2Bの根元部との間にブレース3,3を逆V字形に架設し、更に架台フレーム1の中間部と高い後部側の垂直支柱2Bの中間部との間にもブレース3Cを架設することで、架台構体としての全体強度を確保している。また、図10(b)の据付装置では、同様の太陽電池アレイ10Aを低位に設置するため、前後2本の垂直支柱2A,2Bの根元部間に1本の補強桟15を架設し、架台フレーム1の中間部と両垂直支柱2A,2Bの根元部との間にブレース3A,3Bを逆V字形に架設することで、架台構体としての全体強度を確保できる。しかるに、図の実線と仮想線で示すように、太陽電池アレイ10Bの傾斜角度によってブレース3A,3Bの逆V字形の開き角度が変わると共に、該傾斜角度が低く前後方向に長くなる場合は前後の垂直支柱2A,2B間の距離を拡げることになる。
First, in the installation apparatus of FIG. 10 (a), in order to install a
図11(a)の据付装置では、傾斜方向に3枚の太陽光発電パネルPが配置した前後幅のやや広い太陽電池アレイ10Bを高位に設置するが、前記の太陽電池アレイ10Aの場合と同様に、前後2本の垂直支柱2A,2B間に上下2本の補強桟15,17を架設し、ブレース3A,3Bを架台フレーム1の中間部と両垂直支柱2A,2Bの根元部との間に架設し、更に架台フレーム1の中間部と後部側の垂直支柱2Bの中間部との間にブレース3Cを架設することで、架台構体としての全体強度を確保している。また、図11(b)の据付装置では、同様の太陽電池アレイ10Bを低位に設置するが、やはり前記の太陽電池アレイ10Aの場合と同様に、前後の垂直支柱2A,2Bの根元部間に1本の補強桟15を架設し、架台フレーム1の中間部と両垂直支柱2A,2Bの根元部との間にブレース3A,3Bを逆V字形に架設することで、架台構体としての全体強度を確保しており、太陽電池アレイ10Bの傾斜角度によってブレース3A,3Bの逆V字形の開き角度が変わることと、該傾斜角度が低い場合に前後の垂直支柱2A,2B間の距離を拡げることも同様である。
In the installation apparatus of FIG. 11A, the
図12のの据付装置では、傾斜方向に4枚の太陽光発電パネルPが配置した前後幅の広い太陽電池アレイ10Cを設置するため、前後部の垂直支柱2A,2Bに加えて中間部の垂直支柱2Cを用いると共に、前部と中間部の垂直支柱2A,2Cの根元部と架台フレーム1との間、ならびに中間部と後部の垂直支柱2C,2Bの根元部と架台フレーム1との間に、それぞれブレース3A,3Bを逆V字形に架設し、また前後部と中間部の3本の垂直支柱2A〜2Cにわたって根元部間に補強桟15を架設することにより、架台構体としての全体強度を確保している。この場合、太陽電池アレイ10Cが大サイズで、その傾斜角度の違いによる前後方向の長さの変化が大きいため、前部の垂直支柱2にA対して中間及び後部の垂直支柱2C,2Bの位置が該傾斜角度が低いほど後方へ移動している。
In the installation apparatus of FIG. 12, in order to install the
なお、実施形態では太陽電池アレイ1の太陽光発電パネルPが横長であるために、該太陽電池アレイ1を架台フレーム1の縦桟11で支承しているが、太陽光発電パネルPが縦長の場合は該太陽電池アレイ1を架台フレーム1の横桟12で支承することになる。また、ブレース取付桟13は、実施形態では架台フレーム1の縦桟11,11間に左右方向に沿う形で架設しているが、該架台フレーム1の横桟12,12間に前後方向に沿う形で架設してもよい。また、実施形態では各垂直支柱2A,2Bを土台16上に立設しているが、据付場所が杭打ち可能な地盤である場合はスクリュー杭あるいはPC杭の如きコンクリート杭を用いてもよい。
In the embodiment, since the solar power generation panel P of the
本発明による太陽電池アレイの据付装置では、前後及び左右に隣接した4本の垂直支柱位置を頂点とする矩形内におけるブレースの配置本数及び配置間隔と、各ブレースの傾斜角度は、実施形態による例示構成に限らず、該矩形単位のサイズや架台フレームの傾斜角度等に応じて種々設定可能である。しかして、ブレースによるトラス構造の架台構体として、例えば図13に示すように、架台フレーム1に対して各ブレース3A,3Bの上端側を垂直支柱2A〜2Cの上端近傍でブレース取付桟(図示省略)に枢着すると共に、その下端側を前後に隣接する垂直支柱2A,2C間及び2C,2B間の中間位置で土台等の上に適当な取付手段を介して枢着することにより、前後に隣接する2本のブレース3A,3Bが既述の実施形態とは逆にV字形をなすように配設する構成も採用可能である。ただし、この場合には、トラス構造によって架台構体としての強度は増すが、ブレース3A,3Bによる架台フレーム1の支承位置が前記矩形内の中央寄りにならないため、該矩形のサイズが大きい場合にその中央側での架台フレーム1の撓み変形を生じ易くなる。
In the solar cell array installation apparatus according to the present invention, the number and interval of braces arranged in a rectangle whose apexes are four vertical struts adjacent to the front and rear and right and left, and the inclination angle of each brace are illustrated by the embodiments. Not limited to the configuration, various settings can be made according to the size of the rectangular unit, the inclination angle of the gantry frame, and the like. As shown in FIG. 13, for example, as shown in FIG. 13, the upper ends of the
更に、本発明においては、連結金具5及びブラケット7A〜7Cの形態とこれらの取付構造、太陽電池アレイ10の架台フレーム1に対する取付構造、架台フレーム1の縦桟11及び横桟12、ブレース取付桟13、補強桟14,15、垂直支柱2A,2B、ブレース3A,3B、短尺ブレース6に用いる中空アルミ型材の断面形状等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
Furthermore, in the present invention, the form of the connecting
1 架台フレーム
10 太陽電池アレイ
11 縦桟
12 横桟
13 ブレース取付桟
14,15 補強桟
2A,2B 垂直支柱
21 上端
3A,3B ブレース
4A〜3E 枢支金具
5 連結金具
5a 上板部
6 短尺ブレース
B ボルト
N ナット
P 太陽光発電パネル
U 太陽電池アレイの矩形単位
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記の支持フレーム、垂直支柱、ブレース、ブレース取付桟が角筒状の中空アルミ材からなると共に、各ブレースが枢支金具を介してブレース取付桟に上端側を枢着してなる太陽電池アレイ据付装置。 A frame frame in which a plurality of vertical bars and horizontal bars are connected in a grid pattern, a solar cell array supported by the frame, and a plurality of vertical columns supporting the frame on at least both front and rear sides and left and right sides And a plurality of braces constituting a truss between the gantry frame and the vertical column, and a brace mounting bar assembled to the gantry frame,
The above-mentioned support frame, vertical support column, brace, and brace mounting bar are made of a rectangular hollow aluminum material, and each brace is pivotally attached to the brace mounting bar via a pivot bracket. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5896500B1 (en) * | 2015-11-02 | 2016-03-30 | 株式会社高揚 | Solar panel mount |
JP2016082817A (en) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | シャープ株式会社 | Frame for structure installation and construction method thereof |
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