JP2015017397A - 太陽電池モジュールの取付構造および取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】柵（手摺）に荷重負荷を掛けることなく太陽電池モジュールをベランダの外側に設置でき、かつ、外部足場なしの施工が可能で、簡易かつ手軽かつ低コストで設置できる。【解決手段】ベランダ床板１にボルト貫通孔１２を空け、鞘管７付きのプレート１３をボルト１４で接合してベランダ床板１の手摺設置箇所６の外側面に鞘管７を取り付け、ボルト貫通孔１２内にグラウト１５を充填し、鞘管７に太陽電池パネル８を設置した架台フレーム９の脚部１０を挿入し、鞘管７内に無収縮モルタル１１を充填して固定する。【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽光発電によって電力を得るための太陽電池モジュールを主に建物のベランダやバルコニーなどに設置する場合の取付構造および取付方法に関するものである。

集合住宅等屋根上や地面上等の場所に太陽電池モジュールを設置するスペースを確保できない場合、ベランダやバルコニーは、太陽電池モジュールを設ける場合に太陽光を十分に受けることができるものとして好適である。ベランダとバルコニーには厳密な区別はないが、屋根付きのものをベランダ、屋根無しのものをバルコニーと呼ぶことが多い。簡単のため、以降ベランダという表現を前記両者またはその他類似の構造のものに対して用いる。

ベランダに太陽電池モジュールを設置する技術としては、下記のような先行技術文献が存在するが、大きく、（１）ベランダ内に設置するもの、（２）ベランダ外に設置するもの、（３）ベランダにある手摺を利用して取り付けるもの、（４）ベランダ躯体を利用して取り付けるもの、（５）手摺やベランダ躯体とは独立して設けるものなどに分類される。

（２）のベランダ外に設置するものでは、ベランダの柵、腰壁の外側で太陽電池を設置しているため、太陽光を遮る物体が無いため、太陽電池がより多くの太陽光を受けてより多くの発電をする可能性がある。

これに対して、ベランダの柵、腰壁の内側に設置固定する技術では、上階のベランダによって太陽光を遮られる可能性がある。特に、太陽が高くなる夏においては、ベランダの柵、腰壁の内側で太陽電池に十分な太陽光を受けることは困難になる可能性が高い。
実開昭６３−１１７８０１号公報 実開昭６３−１６２０３４号公報 実開平７−３１４９号公報 特開平７−２７９２４０号公報 特開２０００−２８１７６号公報 特開２００２−１１１００３３号公報 実用新案登録第３１４１４５０号公報 特開２００２−７６４１１号公報

前記特許文献１は、南側のべランドのパラペット１の外側を、上向きの傾斜面にするとともに、その傾斜面に太陽電池パネルを貼りつけたものである。

特許文献２は、支柱と笠木よりなる手摺本体に太陽電池を取り付けたものである。

特許文献３は、ベランダの庇部分に固定部材を取り付け、太陽電池の上部をこの固定部材に係合させた後、太陽電池の下部はベランダの柵上部に固定するものである。

特許文献４は、ベランダの腰壁の外側に、連結部材を用いて太陽電池パネルの枠体を固定するものである。

特許文献５は、太陽電池裏面の中央部にポール材を支持して、このポール材をベランダの柵に強固に固定するものである。

特許文献６は、上端部が開放された壁体に、これを挟持するようにして設置される太陽電池装置であって、太陽電池の側部より外側に延出した後、Ｕ字状に非受光面側に折り返して該太陽電池の背面まで延出された支持材を有し、前記壁体と前記太陽電池の間の空間上部に、前記支持材の存在しない空気流通口を設けたものである。

特許文献７は、いわゆるサポート柱を使用するもので、柱の両端が、建物の床と天井、または相対向する壁面等一定距離離隔した２つの独立した構造に対し押し当てられている１本乃至複数本の柱によって、空中内の特定の位置、角度に太陽電池を支持するものである。

特許文献８は、太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュールの受光面を日射方向へ向けて支持する架台とを備え、前記太陽電池モジュールの裏面側に、第１柱状体と、該第１柱状体の一端部を回動可能に支持する連結部と、前記第１柱状体の他端部及び前記連結部に一端部を固定可能な第２柱状体とを設けるとともに、前記太陽電池モジュールの上端部及び前記第２柱状体の他端部を前記架台に回動可能に支持するようにしたものである。

前記特許文献１〜８を分類すると以下の通りである。

特許文献３、特許文献７のようにベランダ内もしくはベランダ内の上部に太陽電池モジュールを設けるものでは、ベランダの使用空間を狭めることになり、好ましくない。

特許文献１、特許文献４、特許文献６のように、ベランダに躯体を利用して太陽電池モジュールを設けるものでは、壁等の十分な設置スペースを確保できる場合にのみ可能となる。

例えば、前記特許文献１は、パラペットに太陽電池を貼りつけるために、必要面積を確保するにはパラペットの外側を、上向きの傾斜面に形成する必要がある。その結果、パラペットの立上り寸法が大きくなり躯体工事が面倒となる。また、外部足場なしでは施工できず、パラペットに太陽電池を貼りつけるために太陽電池をパラペットより外すことが事実上無理となり、太陽電池が故障あるいは破損した場合に交換できなくなる。

特許文献２は、支柱と笠木より成る手摺本体に太陽電池を取り付けるもので、太陽電池の荷重負荷を直接支柱や笠木が受けることになる。

特許文献３は、ベランダの庇部分に固定部材を取り付けるのに、十分な固定強度を発揮して取り付けることが難しいし、太陽電池の下部をベランダの柵上部に固定する作業も同様に煩雑である。

特許文献４は、ベランダ内からだけでの作業では取り付けが不可能であり、工事作業の専門家がベランダ外側に足場を組んだりした上で行う必要がある。

特許文献５は、太陽電池がベランダの柵の外側に取り付けられているので、やはり、柵（手摺）に荷重負荷が掛る。

特許文献６は、固定対象物であるマンションベランダの腰壁を介在させるものであり、支持材の湾曲部内側はベランダの腰壁の頂部に接していて腰壁に負荷を掛けるものである。

特許文献７は、サポート柱によりベランダ内に設置するものでベランダをその他の用途に使う場合に邪魔になる。

特許文献８は、ベランダの柵部分に直接架台を設置するため、強風等を受けた際に太陽光パネルの荷重を十分に支えきれず、落下等のリスクが懸念される。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、柵（手摺）に荷重負荷を掛けることなく太陽電池モジュールをベランダの外側に設置でき、かつ、外部足場なしの施工が可能で、簡易かつ手軽かつ低コストで設置できる太陽電池モジュールの取付構造および取付方法を提供することにある。

前記目的を達成するため太陽電池モジュールの取付構造として請求項１記載の本発明は、ベランダ床の手摺設置箇所の外側に鞘管を取り付け、該鞘管に太陽電池パネルを設置した架台フレームの脚部を挿入し、鞘管内に無収縮モルタルを充填して固定したことを要旨とするものである。

太陽電池モジュールの取付方法として請求項３記載の本発明は、ベランダ床板にボルト貫通孔を空け、鞘管付きのプレートをボルトで接合してベランダ床の手摺設置箇所の外側に鞘管を取り付け、ボルト貫通孔内にグラウトを充填し、鞘管に太陽電池パネルを設置した架台フレームの脚部を挿入し、鞘管内に無収縮モルタルを充填して固定することを要旨とするものである。

本発明によれば、鞘管と太陽電池モジュール支持部の間に無収縮モルタルを充填することにより、風圧力等による曲げ荷重に耐えるものとなる。また、架台が鞘管部分とモジュール支持部分に分割されているため、外部足場なしの施工が可能である。

さらに、屋上への設置に加え、既存建物の壁面等屋上以外の場所へも簡易かつ手軽かつ低コストで設置することが可能である。

また、鞘管に架台フレームを差し込む形態で設置することにより、既存躯体の寸法誤差（水平方向、傾き）を吸収することができる。

以上述べたように本発明の太陽電池モジュールの取付構造および取付方法は、柵（手摺）に荷重負荷を掛けることなく太陽電池モジュールをベランダの外側に設置でき、かつ、外部足場なしの施工が可能で、簡易かつ手軽かつ低コストで設置できるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の太陽電池モジュールの取付構造および取付方法の１実施形態を示す縦断側面図、図２は同上要部の平面図で、図中１は建物３のベランダ２の床板である。前記のようにベランダとバルコニーには厳密な区別はないが、屋根付きのものをベランダ、屋根無しのものをバルコニーと呼ぶことが多いので、ここではベランダという表現を前記両者またはその他類似の構造のものに対して用いることとする。

図中４はベランダ２に設ける手摺であるが、本発明はベランダ２の床に立ち上げた手摺４の外側に、架台フレーム９に太陽電池パネル８を設置した太陽電池モジュール５を取り付けるものである。前記架台フレーム９の設置作業は、手摺４の横桟４ａを適宜取り外した上で行う。

ベランダ２の床の手摺設置箇所６の外側面に鞘管７を取り付け、該鞘管７に架台フレーム９の脚部１０を挿入し、鞘管７内に無収縮モルタル１１を充填して固定した。本実施形態は前記手摺設置箇所６はベランダ２の床の立ち上がり部がこれに相当するが、他の実施形態として図３に示すように、ベランダ床板１は先端にこのような立ち上がり部を有さないフラットの場合もある。

前記鞘管７の取り付けは、ベランダ床板１にボルト貫通孔１２，１２を空け、鞘管７付きのプレート１３をボルト１４で接合し、ボルト貫通孔１２，１２内にグラウト１５を充填する。

プレート１３は、縦長板による側壁板１３ａに対して横長板の下水平板１３ｂと上水平板１３ｃとを相互に間隔を存して横向きに結合させて略横向きコの字形のもので、手摺設置箇所６を含めてベランダ床板１の端部を外側から挟み込めるようにした。

本実施形態では、上水平板１３ｃは端部にフランジを立ち上げて、これを側壁板１３ａの上端部に沿わせてボルト・ナット１６止めすることで着脱自在に固定し、下水平板１３ｂは上水平板１３ｃよりも長く突出するもので、側壁板１３ａに端部を溶接するなどして一体のものとした。

下水平板１３ｂに連続して押さえ板１３ｄを設け、これと下水平板１３ｂとでベランダ床板１にボルト１４で接合する。

鞘管７は側壁板１３ａの外側に補強板１３ｅを設け、風荷重などを受けて架台フレーム９に動きが生じたときには、鞘管７の上部が変形しないようにする。鞘管７は架台フレーム９は脚部１０の形状に合わせて角管としたが、特に限定されるものではない。

以上が鞘管７付きのプレート１３の一例であるが、これに限定されるものでなく、プレート１３の構成としては種々のものが考えられる。

架台フレーム９は脚部１０が下端となる支柱９ａとこれと上端が接合する斜材９ｂと支柱９ａと斜材９ｂ間に掛け渡す梁材９ｃでトラス状（Ａ形）に組んだもので、太陽電池パネル８は横並びにした架台フレーム９同士の斜材９ｂ間にチャンネル材１７を介在させて取り付けた。

この架台フレーム９についても図示のものは一例であり、これに限定されず種々のものが考えられる。

次に、施工法について説明する。ベランダ床板１にボルト貫通孔１２，１２を開ける。

プレート１３は先に組立てもよいが、側壁板１３ａと下水平板１３ｂのものをベランダ床板１先端に下裏側から当て、側壁板１３ａに上水平板１３ｃをボルト・ナット１６で止め、ベランダ床板１先端を上下から挟み込む。

図中１８は上水平板１３ｃに介在させる高さ調整ボルト、１９は上水平板１３ｃの裏側に充填する無収縮モルタルである。

ボルト貫通孔１２にボルト１４を挿通し、ボルト貫通孔１２内をグラウト１５で充填する。図中２０はボルト１４に介在させるフィラー、２１は座金であり、押さえ板１３ｄの下側にも無収縮モルタル１９を充填する。

プレート１３をベランダ床板１に取り付けることで鞘管７がセットされるが、鞘管７に太陽電池パネル８を設置した架台フレーム９の脚部１０を挿入し、鞘管７内に無収縮モルタル１１を充填して固定する。

このように、鞘管７に架台フレーム９を差し込む形態で設置することにより、既存躯体の寸法誤差（水平方向、傾き）を吸収することができる。

本発明の太陽電池モジュールの取付構造および取付方法の第１実施形態を示す縦断側面図である。 本発明の太陽電池モジュールの取付構造および取付方法の第１実施形態を示す要部の平面図である。 本発明の太陽電池モジュールの取付構造および取付方法の第２実施形態を示す縦断側面図である。

１…ベランダ床板 ２…ベランダ
３…建物 ４…手摺
４ａ…横桟
５…太陽電池モジュール ６…手摺設置箇所
７…鞘管 ８…太陽電池パネル
９…架台フレーム ９ａ…支柱
９ｂ…斜材 ９ｃ…梁材
１０…脚部 １１…無収縮モルタル
１２…ボルト貫通孔 １３…プレート
１３ａ…側壁板 １３ｂ…下水平板
１３ｃ…上水平板 １３ｄ…押さえ板
１３ｅ…補強板 １４…ボルト
１５…グラウト １６…ボルト・ナット
１７…チャンネル材 １８…高さ調整ボルト
１９…無収縮モルタル ２０…フィラー
２１…座金

Claims (3)

1. ベランダ床の手摺設置箇所の外側に鞘管を取り付け、該鞘管に太陽電池パネルを設置した架台フレームの脚部を挿入し、鞘管内に無収縮モルタルを充填して固定したことを特徴とする太陽電池モジュールの取付構造。
2. 鞘管の取り付けは、ベランダ床板にボルト貫通孔を空け、鞘管付きのプレートをボルトで接合し、ボルト貫通孔内にグラウトを充填する請求項１記載の太陽電池モジュールの取付構造。
3. ベランダ床板にボルト貫通孔を空け、鞘管付きのプレートをボルトで接合してベランダ床の手摺設置箇所の外側に鞘管を取り付け、ボルト貫通孔内にグラウトを充填し、鞘管に太陽電池パネルを設置した架台フレームの脚部を挿入し、鞘管内に無収縮モルタルを充填して固定することを特徴とした太陽電池モジュールの取付方法。

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