JP2015031078A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電による発電メリットを当初から享受することができ、しかも塩害に強く且つ周囲の環境に馴染み易い太陽光発電装置を提供する。
【解決手段】設置場所に固定的に取り付けられる基礎２と、基礎２の上に取り付けられる骨組み構造の架台３と、架台３の上部に形成されるモジュール台４と、モジュール台４に受光面５ａを上に向けて配設される複数枚の太陽電池モジュール５とを備えた太陽光発電装置１において、モジュール台４は、架台３の上部に傾斜状に且つ隣同士の間隔を開けて簀の子状に並べられた木製の簀の子構成材８と、簀の子構成材８の上面に被せられる笠部材９とを有しており、さらに笠部材９は、簀の子構成材８の上面を覆う上面板９ａと、上面板９ａの両側縁から下向きに垂設した側垂板９ｂとを備えると共に簀の子構成材８の長さ方向の両端面８ｆ，８ｒより外方に庇状に突出させたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、受光面を斜め上方に向けて並べた複数枚の太陽電池モジュールで発電する太陽光発電装置に関する。

従来、屋上等の被設置面に固定的に取り付けられる基礎と、その基礎の上に取り付けられる金属製の架台と、その架台の上部に形成された金属製の傾斜部と、その傾斜部に受光面を上方に向けて取り付けられた太陽電池モジュールと、を備えた太陽光発電装置がある（特許文献１参照）。

特開２００４−１４０２５６号公報

従来の太陽光発電装置は、上記のように太陽電池モジュールを受ける架台と傾斜部の全てが金属で形成されていたため、金属の製造から加工に至るまで多くのエネルギーを消費し且つ環境に負荷を与えている。したがって、太陽光発電による発電メリット、すなわち環境負荷の低減や二酸化炭素の排出量の抑制、というメリットが、その穴埋めのために費やされる（相殺される）、という問題があった。
また、金属で形成された架台と傾斜部は、海岸部に設置した場合に塩害により短期間で腐食するおそれがあり、さらには大型にした場合、むき出しの金属が周囲の環境に馴染みにくい、という問題もある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、太陽光発電による発電メリットを当初から享受することができ、しかも塩害に強く且つ周囲の環境に馴染み易い太陽光発電装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため本発明は、
設置場所に固定的に取り付けられる基礎と、
その基礎の上に取り付けられる骨組み構造の架台と、
その架台の上部に形成されるモジュール台と、
そのモジュール台に受光面を上に向けて配設される複数枚の太陽電池モジュールと、を備えた太陽光発電装置において、
前記モジュール台は、
前記架台の上部に傾斜状に且つ隣同士の間隔を開けて簀の子状に並べられた木製の簀の子構成材と、
その簀の子構成材の上面に被せられる笠部材と、を有しており、
さらに前記笠部材は、前記簀の子構成材の上面を覆う上面板と、その上面板の両側縁から下向きに垂設した側垂板と、を備えると共に、前記簀の子構成材の長さ方向の両端面より外方に庇状に突出させたものである太陽光発電装置を提供する。

また、請求項２に記載したように、前記笠部材は、前記側垂板を下方に向かって拡開させることにより、簀の子構成材の側面との間に通気用の空間を設けた請求項１記載の太陽光発電装置を提供する。
また、請求項３に記載したように、一本の前記簀の子構成材に対応する前記笠部材は、個々の太陽電池モジュールの反受光面の中間に対応する領域を離間部として、前記簀の子構成材の長さ方向の両端と、複数枚の太陽電池モジュール同士の突き合わせ部を覆い得るように飛び石状に配設したものである太陽光発電装置を提供する。
また、請求項４に記載したように、前記架台及び前記簀の子構成材は、間伐材で形成したものである請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽光発電装置を提供する。

本発明の太陽光発電装置は、太陽電池モジュールを受け止めるモジュール台が、簀の子状に並べた木製の簀の子構成材で形成されているため、製造から加工に至るまでの消費エネルギーが、金属製のものとの比較において僅かで済み且つ環境に殆ど負荷を掛けないことから、太陽光発電による発電メリットが当初から最大限享受できる。ちなみにモジュール台を金属で形成した場合には、製造から加工に至るまでに要した消費エネルギーや環境負荷を、太陽光発電による発電メリットで相殺して考える必要がある。
また、モジュール台を構成する簀の子構成材の上面に笠部材を被せたことにより、木製でありながら雨水や紫外線の影響を受けにくい。特に、本発明は、簀の子構成材の長さ方向の両端面より外方に笠部材を庇状に突出させたため、簀の子構成材の端面に雨水が掛かりにくく、また、紫外線も当たりにくい。周知のように木材の端面は、木材の繊維方向に直交していて雨水がしみ込みやすいため、笠部材を庇状に突出させる効果は大きい。

また、請求項２のように、笠部材の側垂板と簀の子構成材の側面との間に通気用の空間を設けたことにより、仮に簀の子構成材が雨に濡れても通気用の空間によって素早く乾くため、長期間湿気に晒されるおそれも殆どない。

また、請求項３のように、一本の簀の子構成材に対応する笠部材を、簀の子構成材の長さ方向の両端と、複数枚の太陽電池モジュール同士の突き合わせ部を覆い得るように飛び石状に配設したことにより、笠部材の使用量を減らすことができるため、軽量化且つ低コスト化に貢献できる。もちろん請求項３に係る構成でも、笠部材の離間部は、太陽電池モジュールで覆われているため、雨水や紫外線の影響を受けにくい。

また、請求項４のように、架台及び簀の子構成材を山の手入れで必然的に発生する間伐材で形成することにより、山の健全化を通じて環境改善に貢献し、国産材の需要を喚起して林業の活性化にも貢献し得る。特に、原発事故以降の電力事情により太陽光発電装置の需要が飛躍的に高まっており、太陽光発電と林業とをリンクさせ得る本発明の効果は、極めて大きい。

太陽光発電装置の太陽電池モジュールを想像線にして示す斜視図である。 太陽光発電装置の側面図である。 太陽光発電装置の要部を示す断面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 基礎の斜視図である。 基礎の上に架台を組み上げた状態を示す斜視図である。 架台の上部にモジュール台を設置した状態を示す斜視図である。

以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
実施形態の太陽光発電装置１は、設置場所となる地面Ｇに固定的に取り付けられる基礎２，２…と、その基礎２の上に取り付けられる骨組み構造の架台３と、その架台３の上部に形成されるモジュール台４と、そのモジュール台４に受光面５ａを上に向けて配設される複数枚の太陽電池モジュール５，５…と、から概略構成される。なお、太陽光発電装置１は、説明の便宜上、モジュール台４の傾斜下端側を前、反対側を後とする。

［基礎］
基礎２，２…は、図２に示したように、例えば地中に敷設した砕石Ｇ１の上に設置した四角錐台形のコンクリート成形品であり、図５に示したように複数列（実施形態では前列と後列の２列）に並べられている。なお、海岸部などで強風を受けるおそれがある場合には、基礎２，２…を断面逆さＴ字状にすることにより強度を増すことができる。基礎２，２…は、高さの２／３程度が地中に埋められており、一方、その上面には後述する土台パッキン６，６…が予め（工場生産する場合には工場内で）装着されている。

［架台］
架台３は、図６に示したように、前列の基礎２，２，２の上に立てられる複数本の短い支柱材３ａ，３ａ，３ａと、後列の基礎２，２，２の上に立てられる複数本の長い支柱材３ｂ，３ｂ，３ｂと、前列の支柱材３ａと後列の支柱材３ｂの頂部にそれぞれ横設される角材状の上横材３ｃ，３ｃと、前後に並ぶ支柱材３ａ，３ｂ同士を連結する補強斜材３ｄ，３ｄと、から概略構成される骨組み構造である。
なお、架台３を構成する各部材（支柱材３ａ，３ｂ、上横材３ｃ、補強斜材３ｄ）は、間伐材から作られた檜の一等材で形成されている。

架台３を構成する支柱材３ａ，３ｂと基礎２とは、図２の拡大図に示したように土台パッキン６を介して羽子板状のボルト（図示せず）等で連結され、また、上横材３ｃと支柱材３ａ，３ｂとは、図示しないが支柱材３ａ，３ｂに突設したホゾと上横材３ｃに穿ったホゾ孔との嵌め合い並びに適宜な連結金具により連結される。

土台パッキン６は、プラスチック、セラミック、金属、ゴムなどで形成された板状物であり、基礎２の上面に予め固定されている。この土台パッキン６を基礎２の上面に固定する手段は、接着剤で接着するか或は基礎２の上面に凹部を設けてその凹部に土台パッキン６の下半部を嵌合させる。なお、基礎２の凹部に嵌合させた土台パッキン６は接着を要しないが、接着してももちろんよい。
土台パッキン６は、支柱材３ａ，３ｂより平面視で小さくしてそれらの底面と土台パッキン６の側面でアンダーカットの段部７（図２拡大図参照）が形成されるようになっている。

［モジュール台］
モジュール台４は、架台３の前列の上横材３ｃと後列の上横材３ｃの間に前傾する傾斜状に掛け渡されると共に隣同士の間隔を開けて簀の子状に並べられた木製（具体的には、間伐材で作られた檜の一等材）の簀の子構成材８と、その簀の子構成材８の上面に被せられる笠部材９と、で形成されている。

［モジュール台−笠部材］
笠部材９は、薄い鋼板製であって、簀の子構成材８の上面を覆う上面板９ａと、その上面板９ａの両側縁から下向きに垂設した側垂板９ｂ，９ｂとを備えている。笠部材９の側垂板９ｂ，９ｂは、下方に向かってハの字状に拡開させることにより、簀の子構成材８の両側面との間に通気用の空間１０が形成されるようになっている。また、笠部材９は、簀の子構成材８の長さ方向の前端８ｆと後端８ｒより外方に庇状に突出するように取り付けられており、これにより簀の子構成材８の前端８ｆと後端８ｒに雨水や紫外線（直射日光）が当たり難いようになっている。

一本の簀の子構成材８に対応する笠部材９は、図１、図７に示したように、太陽電池モジュール５の反受光面（裏側面）の中間（前後両縁から適宜内側に入った部分）に対応する領域を離間部１１として、簀の子構成材８の長さ方向の両端（前端８ｆと後端８ｒ）と、前後に並ぶ複数枚の太陽電池モジュール５，５同士の突き合わせ部１２を覆い得るように飛び石状に配設されている。

前記離間部１１は、太陽電池モジュール５の反受光面の中心に対して前後方向に対称とするより、図２に示したように若干前縁側に片寄らせる設定にするのがよい。換言すれば、太陽電池モジュール５同士の突き合わせ部１２の隙間に対応する部分型の笠部材９は、突き合わせ部１２を基準にして低所側に長くなるように偏心させて取り付けるのがよい。突き合わせ部１２の隙間から流れ込んだ雨水は、傾斜に沿ってより低所に位置する側垂板９ｂ，９ｂを伝って流れ落ちるため、突き合わせ部１２を基準にして笠部材９を低所側に長く偏心させてその分側垂板９ｂを低所側に長くしておくだけで、側垂板９ｂ，９ｂを伝って排水される雨水の量、つまり簀の子構成材８を濡らさずに排水できる雨水の量が確実に増加する。

［太陽電池モジュール］
太陽電池モジュール５は、周知のように受光面５ａで太陽光を受けて発電するものであり、規格化された直方体形状（薄いパネル形状）のものが市販されており、裏側を伝う配線で各太陽電池モジュール５同士が電気的に接続されるようになっている。この太陽電池モジュール５は、図１想像線に示したように前記モジュール台４の上面全域に縦横に並べられ、図１の拡大図、図２の拡大図及び図３の断面図に示したように鉤部１３ａを有する取付金具１３で前後それぞれ２箇所ずつ止められている。
なお、取付金具１３は、基本的に金属板をクランク形状に曲げたものであるが、太陽電池モジュール５，５同士の突き合わせ部１２に対応するものについては二つのクランクを線対称の状態に連続させた樋形状のものになっている。
この取付金具１３の取付け位置は、簀の子構成材８の上面であって笠部材９の取付け位置と一致する。したがって取付金具１３は、笠部材９の上面板９ａに重ねた状態で木ねじ等で共締めされている。

実施形態の太陽光発電装置１は以上のとおりであり、架台３のほぼ全部が木材で形成されている。したがって、製造から加工に至るまでの消費エネルギーが鉄骨枠との比較においてごく僅かで済み且つ環境に殆ど負荷を掛けないため、太陽光発電による発電メリットが発電当初から最大限に享受できる。もちろん木材が間伐材であれば、構成部材の製造に殆どエネルギーを要しないからそのメリットは最大になる。
また、木材で形成された架台３は塩害に強いため、海岸部において長期間の使用が可能である。
また、架台３が木製であることにより周囲の環境に馴染み易く大型にしても違和感がない。
また、実施形態の太陽光発電装置１は、モジュール台４が木製の簀の子構造であるため、短い工期で低コストに製造することが可能である。
また、架台３と基礎２との間に土台パッキン６を介在させて隙間を設けたことにより基礎２側から架台３側に水分が沁み込むおそれが殆どなく、また、架台３の底面と土台パッキン６の側面でアンダーカットの段部７が形成されるようにしたため、架台３側から流れ落ちる雨水の水切れが良く、しかもその段部７で支柱材３ｂの底面（小口）が外気に触れるため乾燥しやすい。
さらに実施形態のモジュール台４は、簀の子構成材８の上面に流れ込んだ雨水が笠部材９の側垂板９ｂを伝って落下するのであるが、その際、取付金具１３が、実質的に樋のように機能して雨水を左右に振り分けるため、簀の子構成材８と太陽電池モジュール５の隙間に雨水が入り込みにくくなっている。したがって、実施形態のモジュール台４は、木製にした上記利点を備えつつ雨水にも強い。

［実施例］
具体的な太陽光発電装置１は、モジュール台４の傾斜が三寸勾配（約１７度）で、９枚の太陽電池モジュール５に対応し得る大きさである。
モジュール台４の簀の子構成材８は、縦×横が５４ｍｍ×５４ｍｍ又は４５ｍｍ×９０ｍｍの角材であって、間伐材を加工した檜の一等材である。
さらに、要部の寸法は、図３に示したように簀の子構成材８の後端８ｒからの笠部材９の突出量ａ＝４５ｍｍ、簀の子構成材８の後端から取付金具１３の後端までの距離ｂ＝３０ｍｍ、取付金具１３と笠部材９の重合部の長さｃ＝３２ｍｍ、太陽電池モジュール５の後端から笠部材９の先端までの距離ｄ＝４３ｍｍである。

以上、本発明を実施の形態について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態に示した基礎２や架台３の構成は、どのようなものであってもよい。
また、実施形態では、一本の簀の子構成材８に対応する笠部材９を、必要な部分だけをカバーする飛び石状に形成したが、もちろん笠部材９は、簀の子構成材８の全長より庇状の突出分を長くした連続構造にしてもよい。

１ …太陽光発電装置
２ …基礎
３ …架台
４ …モジュール台
５ …太陽電池モジュール
５ａ…受光面
８ …簀の子構成材
８ｆ …前端
８ｒ …後端
９ …笠部材
９ａ …上面板
９ｂ …側垂板
１０ …空間
１１ …離間部
１２ …突き合わせ部

Claims (4)

1. 設置場所に固定的に取り付けられる基礎と、
   その基礎の上に取り付けられる骨組み構造の架台と、
   その架台の上部に形成されるモジュール台と、
   そのモジュール台に受光面を上に向けて配設される複数枚の太陽電池モジュールと、を備えた太陽光発電装置において、
   前記モジュール台は、
   前記架台の上部に傾斜状に且つ隣同士の間隔を開けて簀の子状に並べられた木製の簀の子構成材と、
   その簀の子構成材の上面に被せられる笠部材と、を有しており、
   さらに前記笠部材は、前記簀の子構成材の上面を覆う上面板と、その上面板の両側縁から下向きに垂設した側垂板と、を備えると共に、前記簀の子構成材の長さ方向の両端面より外方に庇状に突出させたものであることを特徴とする太陽光発電装置。
2. 前記笠部材は、前記側垂板を下方に向かって拡開させることにより、簀の子構成材の側面との間に通気用の空間を設けたことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
3. 一本の前記簀の子構成材に対応する前記笠部材は、個々の太陽電池モジュールの反受光面の中間に対応する領域を離間部として、前記簀の子構成材の長さ方向の両端と、複数枚の太陽電池モジュール同士の突き合わせ部を覆い得るように飛び石状に配設したものであることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電装置。
4. 前記架台及び前記簀の子構成材は、間伐材で形成したものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽光発電装置。

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