JP2015053305A

JP2015053305A - 基礎杭及び基礎杭を用いた太陽電池モジュール用架台

Info

Publication number: JP2015053305A
Application number: JP2013183759A
Authority: JP
Inventors: 彰俊杉野; Akitoshi Sugino
Original assignee: Toyama Machineries Co Ltd
Current assignee: Toyama Machineries Co Ltd
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2015-03-19

Abstract

【課題】太陽電池モジュールを支持する架台を地盤に対して簡単に固定する。【解決手段】複数枚の太陽電池モジュールを支持する架台の支持脚を構成する基礎杭であって、円管状の管本体２の外周面の設定高さ位置に、それぞれアンカー穴３ａを形成した複数個の取付プレート３が周方向に設定間隔をおいて、かつ、管本体の中心軸を鉛直線とする水平面に対して設定されたリード角を有するとともに、先下がりに設定角度傾斜して溶着されて形成される。そして、管本体２が設定深さにわたって地盤に打ち込まれるとともに、各取付プレート３のアンカー穴３ａを通して複数本のアンカーピン４がそれぞれ地盤に打ち込まれて固定される。【選択図】図１

Description

この発明は、太陽電池モジュール用架台の支持脚となる基礎杭及び基礎杭を用いた太陽電池モジュール用架台に関するものである。

近年、戸建て住宅等の建物の屋根等へ太陽電池モジュールを設置して発電を行なう太陽光発電が実施されている。特に、再生可能エネルギー固定価格買取制度の導入により、耕作放棄地等の遊休地を利用して多数の太陽電池モジュールを設置し、太陽光発電所を建設することが提案され、実施されるようになっている。

このような遊休地に太陽光発電所を建設するに際しては、太陽電池モジュールを支持する架台を地盤に固定する必要がある。例えば、特許文献１に示されるように、地盤に穿った杭穴にセメントミルクを介して心棒を挿入し、さらに、心棒に架台の支持脚を沿わせてグラウトを注入することによって脚固定部を形成したり、特許文献２に示されるように、地盤に、螺旋状の羽根部を杭本体の先端に設けた基礎杭をねじ込み、基礎杭を通してグラウト材を地盤に吐出して固定し、基礎杭に架台の支持脚をフランジ接合することが提案されている。

特開２０１３−５７２０４号公報実用新案登録第３１８３７７２号公報

しかしながら、前述した脚固定部や基礎杭は、メガソーラーと称される大規模な太陽光発電所を軟弱地盤等において建設する場合には有効となるもの、わずかな面積の耕作放棄地等の遊休地を利用して小規模な太陽光発電を行なう場合には、作業が煩雑になって手間がかかるばかりでなく、コストがかさみ、必ずしも買取制度を利用した再生可能エネルギーの利用拡大につながらないものとなる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、太陽電池モジュールを支持する架台の支持脚を地盤に対して簡単に固定することのできる基礎杭を提供するものである。また、遊休地に太陽光発電所を建設するに際して、基礎杭を利用して太陽電池モジュールの架台をコストを抑えつつ、簡単に構築することのできる基礎杭を用いた太陽電池モジュールの架台を提供するものである。

本発明の基礎杭は、複数枚の太陽電池モジュールを支持する架台の支持脚を構成する基礎杭であって、円管状または角管状の管本体の外周面の設定高さ位置に、それぞれアンカー穴を形成した複数個の取付プレートが周方向に設定間隔をおいて、かつ、管本体の中心軸を鉛直線とする水平面に対して設定されたリード角を有するとともに、先下がりに設定角度傾斜して溶着され、管本体が設定深さにわたって地盤に打ち込まれるとともに、各取付プレートのアンカー穴を通して複数本のアンカーピンがそれぞれ地盤に打ち込まれて固定されることを特徴とするものである。

本発明によれば、管本体を取付プレートが溶着された設定高さ位置に対応する深さまで地盤に打ち込んだ後、各取付プレートのアンカー穴にアンカーピンをそれぞれ挿通して地盤に打ち込むことにより、基礎杭を抜け出しを防止して地盤に簡単に、かつ、短時間に固定することができる。しかも、管本体に複数個の取付プレートを溶着した簡単な構造であり、安価に製造することができる。

本発明の基礎杭を用いた太陽電池モジュール用架台は、複数枚の太陽電池モジュールからなる太陽電池モジュール群の少なくとも略四隅に対応する位置の地盤に請求項１に記載の基礎杭を固定し、複数本の基礎杭を利用して前後方向及び左右方向に縦支持材及び横支持材を架設して架台を構築し、架台の縦支持材または横支持材に太陽電池モジュールを直接または連結材を介して設置することを特徴とするものである。

本発明によれば、複数枚の太陽電池モジュールからなる太陽電池モジュール群の少なくとも略四隅に対応する位置の地盤に請求項１に記載の基礎杭を固定するとともに、複数本の基礎杭を利用して前後方向及び左右方向にそれぞれ縦支持材及び横支持材を架設することにより、架台を構築することができる。そして、架台の縦支持材または横支持材を利用して複数枚の太陽電池モジュールを設置することができる。したがって、太陽電池モジュールの架台をコストを抑えて簡単に、かつ、短時間に構築して太陽電池モジュールを設置することができ、耕作放棄地等の遊休地において小規模な太陽光発電所を建設することが可能となる。

本発明の基礎杭によれば、太陽電池モジュールを支持する架台の支持脚を地盤に対して簡単に固定することができる。また、本発明の基礎杭を用いた太陽電池モジュール用架台によれば、遊休地等に太陽光発電所を建設するに際して、基礎杭を利用して太陽電池モジュールの架台をコストを抑えつつ、簡単に構築することができる

本発明の基礎杭の一実施形態をアンカーピンとともに示す斜視図である。図１の基礎杭の部分拡大図である。図１の基礎杭を支持脚とする架台を太陽電池モジュールとともに示す斜視図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。架台に対する太陽電池モジュールの設置要領を説明する分解斜視図である。架台に対する太陽電池モジュールの他の設置要領を説明する分解斜視図である。図６の架台に対する太陽電池モジュールの設置構造を一部省略して示す縦断面図である。本発明の基礎杭の変形例を図１に対応して示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２には、本発明の基礎杭１の一実施形態が示されている。

この基礎杭１は、太陽電池モジュール２０を支持する架台１０の支持脚として機能するものであり、円管状の管本体２と、管本体２の設定高さ位置において周方向に間隔をおいて外周面に溶着された複数個の取付プレート３とから構成され、各取付プレート３には、アンカーピン４を挿通可能なアンカー穴３ａがそれぞれ形成されている。

ここで、各取付プレート３は、管本体２の中心軸を鉛直線とする水平面に対して設定されたリード角を有するとともに、先端側が基端側よりも低く位置するように、先下がりに設定角度傾斜して管本体２に溶着されている。

したがって、基礎杭１を取付プレート３の先端が地盤に略接する高さ位置まで打ち込んだ後、複数個の取付プレート３の各アンカー穴３ａにアンカーピン４をそれぞれ挿通して地盤に打ち込むことにより、基礎杭１を地盤に固定することができる。この場合、管本体２の中心軸を原点とし、該中心軸を鉛直線とする水平面をＸ−Ｙ平面（地盤の表面）と見做すとき、各アンカーピン４は、Ｘ−Ｙ平面に対して設定された長さの投影面積を有することから、Ｚ軸（管本体２の中心軸）方向の引き抜きに対して大きな抵抗を発生させ、引き抜きを防止することができる。

なお、管本体２の長さ及び管本体２に対する取付プレート３の溶着位置は、後述する架台１０の高さや、地盤の土質等によって複数種類用意されている。また、土質等によっては、管本体２の先端に円錐状の尖状部材（図示せず）を設けることもできる。

次に、このように構成された基礎杭１を用いて太陽電池モジュール２０の架台１０を構築する場合を説明する。

なお、太陽電池モジュール２０は、よく知られているように、矩形状に形成された太陽電池パネル２１及び該太陽電池パネル２１の周縁に装着された枠材２２から構成され、枠材２２の底壁、すなわち、各長辺側枠材の底壁及び各短辺側枠材の底壁には、屋根材等に固定できるように、少なくとも２個の取付穴が対向する枠材の取付穴と互いに対称に位置して形成されている。

また、予め架台１０の高さ及び地質調査によって必要とする長さの管本体２が選択され、その埋設深さに合わせて複数個（実施例においては、周方向に１２０度の間隔をおいて３個）の取付プレート３が溶着された複数本の基礎杭１が用意されている。実施例においては、長手方向を前後方向に向けた太陽電池モジュール２０を前後方向に２枚ずつ、左右方向に３枚ずつの計６枚の太陽電池モジュール群の略四隅に対応して４本の基礎杭１が用意されている。

まず、太陽電池モジュール２０を設置する遊休地等の地面に、各太陽電池モジュール群に対応して基礎杭１の打設位置を罫描いた後、打設位置に基礎杭１を垂直に立設し、建設機械等を利用して取付プレート３の先端が地面に略接する深さ位置に達するまで打ち込む。基礎杭１を設定深さまで打ち込んだならば、各取付プレート３のアンカー穴３ａにアンカーピン４をそれぞれ挿通して地盤に打ち込み、基礎杭１の抜け出しを防止する。以下同様に、他の基礎杭１を設定位置に打設して固定する。

次いで、４本の基礎杭１のうち、左右それぞれの前後一対の基礎杭１，１にわたって設定された傾斜角度傾斜してそれぞれ縦支持材５を架け渡し、クランプ６を介して前後の基礎杭１の管本体２にそれぞれ固定する。さらに、左右の縦支持材５，５にわたって各行の太陽電池モジュール２０についてそれぞれ一対の横支持材７，７を架け渡し、クランプ６を介して縦支持材５にそれぞれ固定する。

この場合、横支持材７には、太陽電池モジュール２０の枠材２２（対向する一対の長辺側枠材）に形成された取付穴に合わせて連結穴７ａが形成されており、各横支持材７は、その連結穴７ａが太陽電池モジュール２０の枠材２２（長辺側枠材）に形成された取付穴と連通するように、縦支持材５に位置決めされて固定される。

左右の縦支持材５，５にわたって各行の太陽電池モジュール２０についてそれぞれ一対ずつ横支持材７，７を固定したならば、横支持材７，７上に太陽電池モジュール２０を配置し、各横支持材７の連結穴７ａ及び太陽電池モジュール２０の枠材２２（対向する一対の長辺側枠材）の取付穴にボルトｂを挿通し、該ボルトｂにナットｎをねじ込むことにより、各太陽電池モジュール２０を一対の横支持材７，７に対してそれぞれ４組のボルトナットによって固定する。

同様に、太陽電池モジュール群を構成する他の太陽電池モジュール２０についても、一対の横支持材７，７上に太陽電池モジュール２０を順に配置し、ボルトナットを介して固定すればよい。

このように、基礎杭１の管本体２を設定深さに達するまで地盤に打設した後、各取付プレート３のアンカー穴３ａにアンカーピン４を挿通して地盤に打ち込むことにより、抜け出しを確実に防止して基礎杭１を簡単に、かつ、短時間に地盤に固定することができ、太陽電池モジュール２０の架台１０の支持脚として機能させることができる。しかも、管本体２に複数個の取付プレート３を溶着した簡単な構造であり、安価に製造することができる。

また、地盤に固定した基礎杭１，１にわたって左右の縦支持材５，５を架設するとともに、左右の縦支持材５，５にわたって各行の太陽電池モジュールについて一対ずつの横支持材７，７を架設することにより、太陽電池モジュール２０の架台１０を簡単に、かつ、短時間に構築することができる。

ところで、前述した実施形態においては、太陽電池モジュール２０を横支持材７に直接配置し、固定する場合を例示したが、太陽電池モジュール２０の枠材２２に予め連結材を連結し、連結材を横支持材７に固定するようにしてもよい。例えば、図６及び図７に示すように、各辺にナット部材ｎ１を移動自在な略あり状のガイド溝８ａを長手方向に沿って形成した断面方形の連結材（アルミの引抜成形品）８を設定長さに切断し、太陽電池モジュール２０の枠材２２の取付穴を通してボルトｂを挿通し、連結材８のガイド溝８ａに配置したナット部材ｎ１にねじ込むことにより、太陽電池モジュール２０に連結材８を固定することができる。そして、太陽電池モジュール２０に固定した連結材８を横支持材７，７に配置すれば、連結材８のガイド溝８ａに沿ってナット部材ｎ１を移動させて横支持材７の連結穴７ａに対向させ、ボルト固定することができる。したがって、太陽電池モジュール２０の枠材２２の取付穴と、横支持材７の連結穴７ａを位置決めする必要がなくなり、容易に固定することができる。

また、太陽電池モジュール２０は、長手方向を左右方向に向けて配置してもよく、また、太陽電池モジュール群を構成する太陽電池モジュール２０の枚数も任意に設定することができ、太陽電池モジュール群を構成する太陽電池モジュール２０の枚数に合わせて基礎杭１の本数を増加すればよい。この際、太陽電池モジュール２０は、対向する一対の長辺側枠材に限らず対向する一対の短辺側枠材を利用して直接または連結材８を介して横支持材７に固定することができる。

さらに、前述した実施形態においては、４本の基礎杭１の左右において、前後の基礎杭１，１にわたって縦支持材５，５をそれぞれ架設し、左右の縦支持材５，５にわたって各行の太陽電池モジュール２０についてそれぞれ一対の横支持材７，７を架設し、一対の横支持材７，７に太陽電池モジュール２０を設置する場合を説明したが、４本の基礎杭１の前後において、左右の基礎杭１，１にわたって横支持材をそれぞれ架設する一方、前後の横支持材にわたって各列の太陽電池モジュール２０についてそれぞれ一対の縦支持材を架設し、一対の縦支持材に太陽電池モジュール２０を直接または連結材８を介して設置してもよい。

なお、基礎杭１の管本体２には円管を用いたが、角管状の管本体２であっても構わない（図８参照）。この場合には、角管状の管本体２の各辺にアンカー穴３ａを形成した取付プレート３を溶着すればよい。

また、縦支持材５及び横支持材７についても、円管に限らず角管を用いてもよい。この場合、角管と円管とを固定するには、円管に固定したクランプ６を角管に直接ボルト固定すればよい。

１基礎杭
２管本体
３取付プレート
３ａアンカー穴
４アンカーピン
５縦支持材
６クランプ
７横支持材
８連結材
１０架台
２０太陽電池モジュール

Claims

複数枚の太陽電池モジュールを支持する架台の支持脚を構成する基礎杭であって、円管状または角管状の管本体の外周面の設定高さ位置に、それぞれアンカー穴を形成した複数個の取付プレートが周方向に設定間隔をおいて、かつ、管本体の中心軸を鉛直線とする水平面に対して設定されたリード角を有するとともに、先下がりに設定角度傾斜して溶着され、管本体が設定深さにわたって地盤に打ち込まれるとともに、各取付プレートのアンカー穴を通して複数本のアンカーピンがそれぞれ地盤に打ち込まれて固定されることを特徴とする太陽電池モジュール用架台の基礎杭。
複数枚の太陽電池モジュールからなる太陽電池モジュール群の少なくとも略四隅に対応する位置の地盤に請求項１に記載の基礎杭を固定し、複数本の基礎杭を利用して前後方向及び左右方向に縦支持材及び横支持材を架設して架台を構築し、架台の縦支持材または横支持材に太陽電池モジュールを直接または連結材を介して設置することを特徴とする基礎杭を用いた太陽電池モジュール用架台。