JP2015048632A - 太陽電池アレイ - Google Patents
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Abstract
Description
その結果、太陽電池アレイの固有周期と地震動の周期とによって生じ得る共振現象が低減される。それゆえ、本実施形態では、簡素な構造で部材数の増加を低減しつつ、太陽電池アレイの強度を高めることができる。
図1に示すように、太陽電池アレイ1は、例えば水平面である設置面3に太陽電池アレイ1の四方の隅を支持するように垂直に立てられた柱状の支持部材22と、この支持部材22の上部に接続される縦レール部材23および横レール部材24を備える。支持部材22は、その長手方向がZ軸方向に平行になるように配置される。また、縦レール部材23は、その長手方向がXY平面に対して傾斜し、かつYZ平面に平行になるように配置される。また、横レール部材24は、隣り合う縦レール部材23の間にX方向に対して平行になるように配置される。それゆえ、縦レール部材23は、横レール部材24の長手方向と交差する方向に沿って配置されることになる。
2を第1支持部材221、太陽電池アレイ1の+X方向の棟側を支持する支持部材を第2支持部材222、太陽電池アレイ1の−X方向の軒側を支持する支持部材を第3支持部材223、太陽電池アレイ1の+X方向の軒側を支持する支持部材を第4支持部材224とする。また、第1支持部材221および第3支持部材223に支持される縦レール部材23を第1縦レール部材231、第2支持部材222および第4支持部材224に支持される縦レール部材23を第2縦レール部材232とする。また、支持部材22は、縦レール部材23と接続部30を介して接続されている。ここで、第1支持部材221と第1縦レール部材231とが接続される部位を第1接続部301、第2支持部材222と第2縦レール部材232とが接続される部位を第2接続部302、第3支持部材223と第1縦レール部材231とが接続される部位を第3接続部303、第4支持部材224と第2縦レール部材232とが接続される部位を第4接続部304とする。すなわち、各支持部材は、各接続部を介して第1縦レール部材231または第2縦レール部材232に接続されている。
まず、太陽電池アレイ1の発電手段として機能する太陽電池モジュール2について説明
する。図2(a),(b)に示すように、太陽電池モジュール2は、複数の太陽電池素子12を互いに電気的に接続してなる集合体を備えている。太陽電池モジュール2は、例えば、図示されているように、太陽電池素子12を配設した基板側から光が入射されるスーパーストレート構造、太陽電池素子がガラス基板で囲まれたダブルガラス構造または上記基板の反対側から光が入射されるサブストレート構造など様々な構造を選択できる。とりわけ、図示されているようなスーパーストレート構造であれば、生産量が多い単結晶シリコンまたは多結晶シリコン太陽電池に適用しやすい。以下では、スーパーストレート構造の太陽電池モジュールの一例について説明する。
基礎21は、太陽電池アレイ1の土台としての機能を有している。このような基礎21としては、例えば、長尺のコンクリートを土中に埋め込んだ布基礎を用いることができる。このとき、地盤が軟弱である場合は、布基礎の底部の幅を広げて接地圧を低減させてもよい。このような布基礎を用いると、布基礎の底部の広い面積で地盤に支持されることから、基礎21の不同沈下に伴う太陽電池アレイ1の歪みを低減できる。これにより、太陽電池モジュール2の破損等が低減できる。
支持部材22(第1支持部材221〜第4支持部材224)は、長手方向が設置面3に対して垂直方向となるように基礎21上に配置された柱体である。支持部材22は、図1に示すように、縦レール部材23を支持している。
T=2π×√(((m1+m2)×L3)/6EI) … 式1
T:太陽電池アレイの固有周期
E:支持部材のヤング率
I:支持部材の断面二次モーメント
m1:太陽電池モジュールの質量
m2:積雪の質量
L:支持部材の長さ
式1から支持部材22の長さLが大きくなると、太陽電池アレイ1の固有周期Tが大きくなる。同様に太陽電池アレイ1に積もった積雪の質量m2が大きくなると、太陽電池アレイの固有周期Tが大きくなる。
縦レール部材23(第1縦レール部材231および第2縦レール部材232)は、図1および図4に示すように、支持部材22の上に設置面3に対して傾斜するように架設される部材である。また、並設された第1縦レール部材231および第2縦レール部材232上に、縦レール部材23の長手方向と直交するように、横レール部材24が配置されて固定される。縦レール部材23の断面形状は、例えば、略角パイプ状である。このような縦レール部材23は、例えば、アルミニウム合金の押し出し成型によって形成することができる。
横レール部材24は、図1および図4に示すように、縦レール部材23上にX軸方向を長手方向にして配置される。横レール部材24の長手方向(X軸方向)における寸法は、太陽電池モジュール2の寸法や材質に応じて適宜選択できるが、例えば、一枚から複数枚の太陽電池モジュール2のX軸方向における寸法としてもよい。本実施形態においては、図1(a)に示すように、横レール部材24の長手方向における寸法を太陽電池モジュール2のX軸方向における寸法の約4倍としている。横レール部材24の断面形状は、例えば、略角パイプ状である。このような横レール部材24は、例えば、アルミニウム合金の押し出し成型により形成することができる。
第1補強部材251は、第1支持部材221と第1横レール部材241との間に架設される長尺体である。より詳細には、第1支持部材221の第1接続部301よりも設置面3に近い部位に位置する第1連結部321と、第1横レール部材241の第1交差部311から離れた部位に位置する第2連結部322との間に架設される。これにより、第1補強部材251の長手方向は、設置面3に平行なXY平面、第1支持部材221と第2支持部材222のなすZX平面、第1支持部材221と第3支持部材223のなすYZ平面、太陽電池モジュールの主面に平行な平面のいずれとも交差している。このような第1補強部材251は、例えば、アルミニウム合金の押し出し成型により形成することができる。
震と称された地震時に発生した強震動の震動周期の下限値である0.2秒を上回っていた。そのため、この太陽電池アレイでは、地震発生時に太陽電池アレイの固有周期と強震動の震動周期が一致して、共振現象を生じるおそれがあることが確認された。
本実施形態に係る太陽電池アレイ1は、図6に示すように、第1支持部材221と第2支持部材222との間に架設される第2補強部材252を有する点で、第1実施形態と異なる。本実施形態では、第2補強部材252を設けることによって、太陽電池アレイ1の剛性をより高めることができる。また、本実施形態において、図6に示すように、第2補強部材252は、第1支持部材221の第1連結部321と、該第1連結部321よりも−Z方向側に位置しており、第2支持部材222の設置面3近傍の第3連結部323との間に架設されるように設置してもよい。
本実施形態に係る太陽電池アレイ1は、図8に示すように、第3支持部材223と第2
横レール部材242との間に架設される第3補強部材253a、および第4支持部材224と第2横レール部材242との間に架設される第3補強部材253bを有する点で第1実施形態および第2実施形態と異なる。本実施形態において、第1縦レール部材231の軒側の端部は、第3接続部303よりも軒側へ突出している。また、第2縦レール部材232の軒側の端部は、第4接続部304よりも軒側に突出している。また、第2横レール部材242は、第3接続部303および第4接続部304よりも軒側の位置で、第1縦レール部材231および第2縦レール部材232と交差するように配置されている。なお、第1縦レール部材231と第2横レール部材242とが交差して接続されている部位を第3交差部313、第2縦レール部材232と第2横レール部材242とが交差して接続されている部位を第4交差部314とする。
2:太陽電池モジュール
3:設置面
11:透光性基板
12:太陽電池素子
13:充填材
14:裏面保護部材
15:太陽電池パネル
15a:受光面
15b:非受光面
16:フレーム部材
21:基礎
22:支持部材
221:第1支持部材
222:第2支持部材
223:第3支持部材
224:第4支持部材
23:縦レール部材
231:第1縦レール部材
232:第2縦レール部材
24:横レール部材
241:第1横レール部材
242:第2横レール部材
243:第3横レール部材
251:第1補強部材
252:第2補強部材
253a、253b:第3補強部材
30:接続部
301:第1接続部
302:第2接続部
303:第3接続部
304:第4接続部
31:交差部
311:第1交差部
312:第2交差部
313:第3交差部
314:第4交差部
32:連結部
321:第1連結部
322:第2連結部
323:第3連結部
324:第4連結部
325:第5連結部
326:第6連結部
327:第7連結部
Claims (5)
- 設置面に設置される太陽電池アレイであって、
太陽電池モジュールと、
該太陽電池モジュールを設置面側から支持する第1横レール部材と、
該第1横レール部材の長手方向と交差する方向に沿って配置されており、前記第1横レール部材との第1交差部で前記第1横レール部材に接続された第1縦レール部材と、
該第1縦レール部材の前記第1交差部から離れた第1接続部に接続されるとともに、前記第1縦レール部材の長手方向と交差する方向に沿って延びて前記設置面上に配置された第1支持部材と、
該第1支持部材の前記第1接続部よりも前記設置面に近い部位に位置する第1連結部と、前記第1横レール部材の前記第1交差部から離れた部位に位置する第2連結部との間に架設された第1補強部材とを備えた太陽電池アレイ。 - 前記第1横レール部材の長手方向と交差する方向に沿って配置されており、前記第1横レール部材との第2交差部で前記第1横レール部材に接続された第2縦レール部材と、
該第2縦レール部材の前記第2交差部から離れた第2接続部に接続されるとともに、前記第2縦レール部材の長手方向と交差する方向に沿って延びて前記設置面上に配置された第2支持部材と、
前記第1支持部材と前記第2支持部材との間に架設された第2補強部材とをさらに備えた請求項1に記載の太陽電池アレイ。 - 前記第2補強部材は、前記第2接続部よりも前記第2支持部材の設置面に近い部位に位置する第3連結部と前記第1連結部との間に架設されている、請求項2に記載の太陽電池アレイ。
- 前記第1縦レール部材と前記第2縦レール部材との間に亘って設けられた第2横レール部材と、
前記第1縦レール部材と第3接続部を介して接続されるとともに、前記第1縦レール部材の長手方向と交差する方向に沿って延びて前記設置面上に配置された第3支持部材と、
前記第2縦レール部材と第4接続部を介して接続されるとともに、前記第2縦レール部材の長手方向と交差する方向に沿って延びて前記設置面上に配置された第4支持部材と、
前記第2横レール部材と前記3支持部材および前記第4支持部材の少なくとも一方との間に架設された第3補強部材とをさらに備えた請求項2または請求項3に記載の太陽電池アレイ。 - 前記第3支持部材および前記第4支持部材の長手方向の長さは、前記第1支持部材および前記第2支持部材の長手方向の長さよりも短く、
前記第3補強部材は、前記第3交差部と前記3支持部材の中央部との間および前記第4交差部と前記4支持部材の中央部との間の少なくとも一方の位置で、前記3支持部材および前記第4支持部材の少なくとも一方と連結されている、請求項4に記載の太陽電池アレイ。
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---|---|---|---|---|
JP2000101123A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-04-07 | Aichi Electric Co Ltd | 太陽電池取付架台装置 |
EP2314952A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-27 | Aluminios La Serena, S.A. | System for affixing solar panels |
WO2011136350A1 (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | 新日本製鐵株式会社 | 面状体支持架台および太陽光発電装置 |
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- 2013-08-31 JP JP2013180790A patent/JP2015048632A/ja active Pending
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