JP2014518971A

JP2014518971A - 水上支柱の設置方法

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Publication number: JP2014518971A
Application number: JP2014514787A
Authority: JP
Inventors: ヨンウー，ド
Original assignee: ヨンウー，ド
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: US9074339B2; WO2012169723A1; CN103597143B; EP2719834A1; CN103597143A; ES2599481T3; JP5932989B2; KR101323942B1; EP2719834A4; DK2719834T3; KR20120135683A; US20140126964A1; EP2719834B1

Abstract

本発明は、水がたまっている場所の底に複数のスチール管を一定間隔で起立するように設置する第１段階、穿孔ロッドを各スチール管の内部に引入して穿孔ロッドの端部に付着したビットで岩盤を掘削し、前記穿孔ロッドを岩盤に固定設置する第２段階、および、各スチール管の内部にコンクリートまたはモルタルが含まれている急結剤を打設した後、養生する第３段階を含む水上支柱の設置方法を提供するものである。これによれば、支柱を堅固に設置することで、フローティングプレート上に装着される太陽光発電設備をより安全に支持することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は川や湖、海、そして地上の人工水槽の水面に浮上可能に設置される太陽光発電装置を水上に堅固に支持するための水上支柱の設置方法に関する。

一般に、太陽光発電装置は光が照射されると光電効果によって光起電力が発生する太陽電池を利用して電気を生産する方式である。

図１に示されているように、水上に設けられる太陽光発電装置１００は水面上に浮遊するフローティングプレート１１０、フローティングプレート１１０上に装着された太陽光発電設備（図においては太陽電池モジュール１２０だけを示す）、フローティングプレート１１０を貫通して水面に対して垂直の状態で配置された支柱１３０、支柱１３０の上端部に固定的に連結された第１支持手段１４０および支柱１３０の下端部に固定的に連結された第２支持手段１５０を含む。

まず、水面上に位置するフローティングプレート１１０は浮力を有する素材で製造され、所定位置、好ましくは中央部に貫通開口１１１が形成されている。

一方、フローティングプレート１１０の上部面には太陽電池モジュール１２０、電力変換装置および蓄電池などのような太陽光発電設備が設置されている。太陽光発電設備の構成および機能は一般的なものであり、よって、これに対する詳細な説明は省略する。

また、支柱１３０はフローティングプレート１１０に形成された貫通開口１１１を通過する。支柱１３０の一端（下端）は底に対応し、他端（上端）はフローティングプレート１１０の上部に突出した状態である。

この支柱１３０はフローティングプレート１１０を支持できる強度を有する所定の直径のスチールロッド（ｓｔｅｅｌｒｏｄ）である。

一方、支柱１３０の上端部に連結された第１支持手段１４０は多数のケーブルを含む。図２は、二つの第１および第２ケーブル１４１、１４２が第１支持手段１４０を構成していることを示している。

第１支持手段１４０の第１ケーブル１４１は第１端部が支柱１３０の上端部に固定され、第２端部は川の両岸で一側の川辺に設けられた構造体１４１−１に固定されている。また、第１支持手段１４０の第２ケーブル１４２は第１端部が支柱１３０の上端に固定され、第２端部は川の両岸で他側の川辺に設けられた構造体１４２−１に固定されている。

ここで、第１支持手段１４０の第１および第２ケーブル１４１、１４２は一直線状態で配置されるのが好ましく、最も好ましくは第１および第２ケーブル１４１、１４２は川の流れの方向に垂直の方向に配置される。また、第１および第２ケーブル１４１、１４２は支柱１３０と垂直をなすのが望ましい。

第１ケーブル１４１の第２端部は構造体１４１−１に設けられたウインチ１４１−２に固定されており、したがって、ウインチ１４２−１の作動によって第１ケーブル１４１の張力を調節することができる。

一方、第１ケーブル１４１にはケーブルの張力を感知するセンサー１４１−３を設置することができ、このセンサー１４１−３は感知された第１ケーブルの張力関連信号を制御部（図示せず）に伝送する。この信号に基づいて制御部はウインチ１４１−２を作動させて第１ケーブル１４１を巻いたり解いたりすることになる。

ここで、第２ケーブル１４２の端部が固定されたウインチ１４２−２を構造体１４２−１に設置することができ、第２ケーブル１４２の張力を感知するセンサー１４２−３を第２ケーブル１４２にも設置できることは勿論のことである。

さらに、支柱１３０の下端部に連結された第２支持手段１５０は多数のケーブルを含む。また、図２には、４つの第１、第２、第３および第４ケーブル１５１、１５２、１５３、１５４が第２支持手段１５０を構成した状態を示している。ここで、第２支持手段１５０を構成する第１ないし第４ケーブル１５１、１５２、１５３、１５４は同一の構成を有し、したがって、以下、第１ケーブル１５１だけを例に挙げて説明する。

第２支持手段１５０の第１ケーブル１５１は第１端部が支柱１３０の下端部に固定され、第２端部は一側の川辺に隣接した底に固定されることができる。第１ケーブル１５１の第２端部を底に固定するために多様な手段が用いられる。例えば、第１ケーブル１５１の第２端部にアンカー１５１−１を固定した状態でアンカー１５１−１を底に固定することによって、第１ケーブル１５１の第２端部を川底に固定することができる。また、他の手段としては、底にコンクリート構造物を構築した後、このコンクリート構造物に第１ケーブル１５１の第２端部を固定することができる。

一方、第２支持手段１５０を構成するケーブルの数は制限されるものではないが、フローティングプレート１１０を効果的に支持するために、つまり、フローティングプレート１５０の下流への移動およびある一側の川辺への移動を抑制するために４つのケーブル１５１、１５２、１５３、１５４を９０度の間隔をおいた状態で、川の流れの方向に対して４５度間隔をおいて配置するのが望ましい。

以下、図面を参照して上述した水上に設けられる太陽光発電装置１００の作用について説明する。

従来技術による水上に設けられる太陽光発電装置１００では、川、湖、海または人工水槽の水位の変化に応じてフローティングプレート１１０が支柱１３０に沿って上下に移動でき、したがって水位の変化に応じて自由に上下移動することができる。

つまり、図２での点線は水位が変わることによって変化する太陽光発電装置１００、つまり、フローティングプレート１１０および太陽光発電設備の位置を示したものであって、水位によりフローティングプレート１１０が支柱１３０に沿って下降した状態を示している。

しかし、従来の水上に設けられる太陽光発電装置１００は支柱１３０の一端（下端）が底に対応して起立されるため、支柱１３０の上端部および下端部にそれぞれ設けられた第１支持手段１４０および第２支持手段１５０を通じてその起立状態が維持される構造である。

したがって、第１支持手段１４０および第２支持手段１５０のある一つのケーブルの張力が変わった場合に、支柱１３０の起立状態が傾いてフローティングプレート１１０の支持状態が不安定になる恐れがあり、また機構的にも複雑で施工が難しいという課題がある。

本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであって、水上に設けられる太陽光発電装置の施工が容易であり、フローティングプレートをより堅固に支持できる水上支柱の設置方法を提供することにその目的がある。

前記目的を達成するため、本発明の一側面に係る水上支柱の設置方法は、水がたまっている場所の底に複数のスチール管を一定間隔で起立するように設置する第１段階、穿孔ロッドを各スチール管の内部に引入して穿孔ロッドの端部に付着したビットで岩盤を掘削し、前記穿孔ロッドを岩盤に固定設置する第２段階、および各スチール管の内部にコンクリートまたはモルタルが含まれている急結剤を打設した後、養生する第３段階、を含んで構成される。

本発明は、各スチール管が貫通支持されて前記スチール管を一体に固定する支持プレートを設置する第４段階をさらに含むことを特徴とする。

本発明は、前記スチール管を共に収容する支柱を前記支持プレートに起立させて設置する第５段階をさらに含むことを特徴とする。

本発明は、前記支柱の内部にコンクリートまたはモルタルが含まれている急結剤を打設した後、養生する第６段階をさらに含むことを特徴とする。

本発明は、前記支柱の下部を前記支持プレートの上面に締結する第６'段階をさらに含むことを特徴とする。

本発明は、前記支持プレートの上部にポストを起立させて締結する第５−１段階をさらに含むことを特徴とする。

本発明は、アンカープレートをポストの上部に安着させ、複数のスチール管をアンカープレートの上部に貫通させて固定する第６−１段階をさらに含むことを特徴とする。

前述のように本発明による水上支柱の設置方法によれば、支柱を堅固に設置することでフローティングプレート上に装着される太陽光発電設備をより安全に支持することができる。

従来の水上（川）に設けられる太陽光発電装置を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明の一実施例による水上に設けられる太陽光発電装置を示す平面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。図３のフローティングプレート間の結合過程を示す部分拡大図である。図５の結合図であって、作動図である。本発明の一実施例による水上支柱の設置状態を示す図である。本発明の一実施例による水上支柱の設置方法を示すフローチャートである。図７の水上支柱の設置状態の変形された例を示す図である。本発明の他の実施例による水上支柱の設置状態を示す図である。本発明の他の実施例による水上支柱の設置方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例による水上支柱の設置方法について詳細に説明する。

これに先立ち、本明細書および特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的な思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。

したがって、本明細書に記載された実施例および図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想の全てを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物および変形例があり得ることを理解しなければならない。

図３および図４に示されているように、本発明の一実施例による水上に設けられる太陽光発電装置１１００は水面上に浮遊するフローティングプレート１１１０、フローティングプレート１１１０上に装着された太陽光発電設備（図においては太陽電池モジュール１１２０だけを示す）、フローティングプレート１１１０を貫通して水面に対して垂直の状態で配置された支柱１１３０を含む。

まず、フローティングプレート１１１０は浮力を有して水面上に浮遊する複数の素材で製造され、中央のフローティングプレート１１１０の中央部に貫通開口１１１１が形成されている。さらに、中央のフローティングプレート１１１０は放射状に配置される他のフローティングプレート１１１０との連結時に安定を期し、支柱１１３０をより堅固に支持できるように適切な厚さおよび形状を有している。

フローティングプレート１１１０は、通常、２千坪乃至３千坪単位の四角形状からなり、２百坪乃至３百坪単位の複数に分かれて結合された構造を有し、フローティングプレート１１１０間の結合のために本発明はプレート締結手段１１６０をさらに含むことができる。

つまり、プレート締結手段１１６０は図５に示されているように、一側（図４の右側）のフローティングプレート１１１０に支持されるように設けられた挿入部１１６１と、他側（図４の左側）のフローティングプレート１１１０に支持設置され、挿入部１１６１と嵌合されるように設けられた受容部１１６２と、挿入部１１６１と受容部１１６２の側面で貫通して挿入部１１６１と受容部１１６２を相対回転可能なように互いを連結する締結部１１６３を含んで構成される。

このとき、挿入部１１６１および受容部１１６２はそれぞれのフローティングプレート１１１０上に通常の連結部材（図示せず）を利用して、それぞれ上下回動および左右回動が可能となるように固定することができるが、これは一般的な技術に属するので、これに対する詳細な説明は省略する。

このようなプレート締結手段１１６０は、フローティングプレート１１１０間の各連結面（側面）に少なくとも２つ以上設置され、隣接するフローティングプレート１１１０とより堅固に結合することができる。

一方、フローティングプレート１１１０の上部面には太陽電池モジュール１１２０が配置されている。太陽光発電設備の構成および機能は一般的なものであり、よって、これに対する詳細な説明は省略する。

また、支柱１１３０はフローティングプレート１１１０に形成された貫通開口１１１１を通過する。支柱１１３０の一端（下端）は川底に対応し、また他端（上端）はフローティングプレート１１１０の上部に突出した状態である。

このような支柱１１３０はフローティングプレート１１１０を支持できる強度を有するものであれば、その材料および形状は特に制限されない。例えば、支柱１１３０は所定の直径を有するスチールロッド（ｓｔｅｅｌｒｏｄ）で構成される。

特に、図７および図８に示されているように、本発明の一実施例による水上支柱の設置方法は、川、湖または海の底Ｆに複数のスチール管１０を一定間隔で起立するように設置する第１段階（Ｓ１１０）と、穿孔ロッド２０を各スチール管１０の内部に引入して穿孔ロッド２０の端部に付着したビット２５で岩盤Ｒを掘削し、穿孔ロッド２０を岩盤Ｒに固定設置する第２段階（Ｓ１２０）、および各スチール管１０の内部にコンクリートまたはモルタルが含まれている急結剤Ｃを打設した後、養生する第３段階（Ｓ１３０）を含んで構成される。

第１段階（Ｓ１１０）と第２段階（Ｓ１２０）は、地下水の開発などに使用されるボーリングマシン（図示せず）を使用して実施されるが、このボーリングマシンはバージ船（図示せず）などに載せられてボーリング位置まで運搬され得る。

このような通常のボーリングマシンは穿孔ロッド、ビット、ビット回転部、油圧モータ、油圧制御部などで構成され、従来幅広く使用される装置であるため、これに対する詳細な説明は省略する。

従来のボーリングマシンを利用すれば、第１段階（Ｓ１１０）と第２段階（Ｓ１２０）を同時に実施することもできる。つまり、スチール管１０を底Ｆに埋立すると同時に、このスチール管１０の内部に穿孔ロッド２０を挿入およびスチール管１０の底部にビット２５を露出させて岩盤に対する穿孔を実施し、この穿孔ロッド２０を岩盤上に固定させることになる。

第３段階（Ｓ１３０）は、各スチール管１０の内部にコンクリートまたはモルタルが含まれている急結剤Ｃを打設および養生して、スチール管１０を底に堅固に起立設置することになる。

一方、本発明は各スチール管１０が貫通支持されてスチール管１０を底に一体に固定する支持プレート３０を設置する第４段階（Ｓ１４０）、（Ｓ２４０）をさらに含むことができる。

したがって、複数のスチール管１０は互いに支えられ、より堅固に起立することができる。また、支持プレート３０の上部には複数のスチール管１０の支持状態を強化するために、鉄筋Ｉをスチール管１０の外周に巻くこともできる。

さらに、本発明はスチール管１０を共に収容する支柱１１３０を川、湖、海または人工水槽の底Ｆ、好ましくは支持プレート３０の上部に安着して水面Ｓの外側に起立させて設置する第５段階（Ｓ１５０）、および支柱１１３０の内部にコンクリートまたはモルタルが含まれている急結剤Ｃを打設した後、養生する第６段階（Ｓ１６０）をさらに含むことができる。

ここで、本発明は、図９に示されているように急結剤Ｃを打設した後、養生する第６段階（Ｓ１６０）の代わりに、支柱１１３０の下部（フランジ１１３１）を支持プレート３０上に公知の締結手段（符号省略）を通じて貫通締結する第６'段階を含むことで、設置工程をより容易にすることもできる。

このように、本発明の一実施例による水上支柱の設置方法によれば、支柱１１３０にフローティングプレート１１１０が貫通設置される場合、フローティングプレート１１１０上に装着される太陽光発電設備をより安全に支持することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の他の実施例による水上支柱の設置方法について詳細に説明する。

図１０および図１１に示されているように、本発明の他の実施例で第１段階（Ｓ２１０）乃至第４段階（Ｓ２４０）は、一実施例の第１段階（Ｓ１１０）乃至第４段階（Ｓ１４０）と同一過程であるので、一実施例を参照して、詳細な説明は省略する。

本発明の他の実施例が前述した一実施例と異なる点は、一実施例の第５および第６段階（Ｓ１５０）、（Ｓ１６０）の代わりに、第５−１段階（Ｓ２５０）および第６−１段階（Ｓ２６０）を実施することにある。

つまり、第５−１段階（Ｓ２５０）は支持プレート３０の上部にポスト５０が起立して設けられる段階であって、ポスト５０はボルティング、溶接または急結剤を利用した打設などの多様な方法で設置されることができる。

その例として、図１０に示されているように、ポスト５０の下部にフランジ５１が形成されてポスト５０が支持プレート３０の上部に公知の締結手段を通して締結される。

次に、第６−１段階（Ｓ２６０）では、アンカープレート６０をポスト５０の上部に安着させ、複数のスチール管１０を上部に貫通させて固定することになる。このとき、アンカープレート６０の上面には従来の第２支持手段１５０の各ケーブル１５１、１５２、１５３、１５４が連結される連結フック６５がさらに設けられる。

このように、本発明の他の実施例による水上支柱の設置方法によれば、従来の第２支持手段１５０の各ケーブル１５１、１５２、１５３、１５４がこのアンカープレート６０の連結フック６５に連結される場合、埋立されない方式の支柱１１３０の下端を安定するように支持して、フローティングプレート１１１０上に装着される太陽光発電設備をより安全に支持することができる。

以上のように、本発明は実施例および図面によって説明されたが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者により本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正および変形が可能であることは言うまでもない。

Claims

水がたまっている場所の底（Ｆ）に複数のスチール管（１０）を一定間隔で起立するように設置する第１段階（Ｓ１１０）、（Ｓ２１０）、
穿孔ロッド（２０）を各スチール管（１０）の内部に引入し、穿孔ロッド（２０）の端部に付着したビット（２５）で岩盤（Ｒ）を掘削し、前記穿孔ロッド（２０）を岩盤（Ｒ）に固定設置する第２段階（Ｓ１２０）、（Ｓ２２０）、
各スチール管（１０）の内部にコンクリートまたはモルタルが含まれている急結剤（Ｃ）を打設した後、養生する第３段階（Ｓ１３０）、（Ｓ２３０）を含むことを特徴とする水上支柱の設置方法。
各スチール管（１０）が貫通支持されて前記スチール管（１０）を一体に固定する支持プレート（３０）を設置する第４段階（Ｓ１４０）、（Ｓ２４０）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の水上支柱の設置方法。
前記スチール管（１０）を共に収容する支柱（１１３０）を前記支持プレート（３０）に起立させて設置する第５段階（Ｓ１５０）をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の水上支柱の設置方法。
前記支柱（１１３０）の内部にコンクリートまたはモルタルが含まれている急結剤（Ｃ）を打設した後、養生する第６段階（Ｓ１６０）をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の水上支柱の設置方法。
前記支柱（１１３０）の下部を前記支持プレート（３０）の上面に締結する第６'段階をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の水上支柱の設置方法。
前記支持プレート（３０）の上部にポスト（５０）を起立させて締結する第５−１段階（Ｓ２５０）をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の水上支柱の設置方法。
アンカープレート（６０）をポスト（５０）の上部に安着させ、複数のスチール管（１０）をアンカープレート（６０）の上部に貫通させて固定する第６−１段階（Ｓ２６０）をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の水上支柱の設置方法。