JP2015073061A - Solar system - Google Patents
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Abstract
Description
本考案は、太陽光発電設備の主にソーラーシェアリングシステムにおける架橋構造に関するものである。 The present invention relates to a bridge structure in a solar sharing system mainly for photovoltaic power generation facilities.
太陽光発電は主に建物の屋上、屋根に設置することによってその普及が計られてきたが数十年にわたる日照を保証される屋根や屋上がマンション建設等の原因で都会では特に少なく、地方では家屋数自体が少ないので自ずと太陽光発電に対する電力業界の期待は大きくならないのが現状である。また強風対策のための強度保持、防火対策、工事に危険が伴い敷設費用がかさむ等の屋根上に置いた時の固有の問題が大きく、単位面積あたりの出力の向上を計る種々の工夫や、種々の屋根形状に対応することや、屋根材そのものに発電機能を持たせることで対応してきたが、設置費用の大幅な下落を達成していない。Solar power generation has mainly been installed by installing it on the roof and roof of buildings, but roofs and roofs that guarantee sunshine for decades are particularly rare in urban areas due to construction of condominiums, etc. Since the number of houses is small, the electric power industry's expectation for solar power generation does not increase. In addition, there are many problems inherent to placing on the roof, such as strength maintenance for firefighting countermeasures, fire prevention countermeasures, and construction costs that are dangerous and laying costs increase, and various measures to improve output per unit area, Although it has responded by adapting to various roof shapes and providing the power generation function to the roof material itself, it has not achieved a significant drop in installation costs.
一方、原子力発電は、一気に爆発させる原子爆弾を徐々にウランを核分裂させることにより熱としてエネルギーを取り出すしくみは開発当初、その効果だけが宣伝され拍手喝采のもとに推進されてきたが、近年起きた福島原発での放射能漏れによる影響のマイナス面は計り知れないものとなっている。さらに、数万年単位でも消滅することのないTRU(超ウラン元素)をはじめとする多量の毒物発生と発電や送電、変電設備へのテロ攻撃等に対する極端な脆弱性が顕在化して徐々にその存在意義が疑問視される。On the other hand, in nuclear power generation, the mechanism of extracting energy as heat by gradually fissioning uranium from atomic bombs that explode at a stroke has been promoted with applause only in the early stages of development. The negative impact of the radioactive leakage at the Fukushima nuclear power plant is immeasurable. Furthermore, the generation of a large amount of poisons such as TRU (super uranium element) that will not disappear even in units of tens of thousands of years, and extreme vulnerability to terrorist attacks on power generation, power transmission, substation facilities, etc. have gradually emerged. The significance of existence is questioned.
原子力発電のコストは、発電端の評価でkwhあたり約6円とされる価格も受電端では送電費、変電費、配電費、一般管理費、その他経費等、全てが原価に加わるのでこれらの経費を均等に水力、火力等の種類別発電量で按分し加えると約15円強になる。原子力発電所は都会から遠く大電力を運ぶために変電費、送電費の比重も大きく、又関連する仕事量や借入金が多いために単なる按分するのでなく重さを加えて再按分するならばkwhあたり17円以上になるのは避けられないところとなる。さらに再処理費用や、高レベル核廃棄物の処分設備費用、テロ攻撃からの防護費用を加えるならば20円を優に超え、実に各家庭に対する販売価格さえも上まることにもなる可能性がはなはだ高いのである。さらに設備の信頼性を著しく損なう応力腐食割れは、中性子を利用する装置の宿命的な問題で、その対策のために検査すればするほどさらに熱疲労の回数が増加し、さらに腐食割れが生じやすくなることから解決困難の問題として未だに解決の糸口すら見いだせていない。また高級な材料を使用して対応することはコスト上の競争力をさらに失うことは自明である。The cost of nuclear power generation is estimated to be about 6 yen per kwh in the evaluation of the power generation end. Since the receiving end also includes all costs such as transmission, substation, distribution, general and administrative expenses, these expenses. If it is equally distributed by the amount of power generation by type such as hydropower and thermal power, it will be slightly over 15 yen. If nuclear power plants are far from the city and carry large amounts of electricity, the ratio of substation and transmission costs is large, and there is a lot of related work and borrowing. It will be inevitable that the price will be 17 yen or more. Furthermore, if reprocessing costs, disposal costs for high-level nuclear waste, and protection costs from terrorist attacks are added, it can easily exceed 20 yen, and even the selling price for each household may actually increase. Hanahada is expensive. Furthermore, stress corrosion cracking, which significantly impairs the reliability of equipment, is a fatal problem of equipment that uses neutrons, and the more times it is examined for countermeasures, the more the number of thermal fatigues increases and the more likely corrosion cracking occurs. Therefore, even the clue of the solution has not yet been found as a difficult problem. It is obvious that using high-grade materials will further reduce cost competitiveness.
高速増殖炉においてはさらに中性子の破壊力が増すこと、また熱応力の集中度が増し実用に供する発電方法としての水準を維持することはまことに困難な事業となることや燃料のプルトニウムを得るために使用済み核燃料の再処理を行わなければならず、一層採算が引き合うシステムにはなり得ない。To increase the destructive power of neutrons in the fast breeder reactor, and to maintain the standard as a power generation method for practical use due to the increased concentration of thermal stress, and to obtain plutonium fuel Spent nuclear fuel must be reprocessed and it cannot be a more profitable system.
このように欠点だらけの原子力発電が21世紀のエネルギー政策の主体である続けるひとつの大きな理由は太陽光発電を大規模に行うためには巨大面積が必要という、最大の弱点を抱えているからに他ならない。One major reason why nuclear power generation full of shortcomings continues to be the subject of the energy policy of the 21st century is because it has the greatest weakness that it requires a huge area to perform photovoltaic power generation on a large scale. There is nothing else.
一方水力発電は太平洋、日本海から太陽エネルギーによって蒸散した水分が日本列島に雨雪として山に降り注ぐことで莫大な位置のエネルギーが蓄積される。明治以降この日本唯一の自前のエネルギーである水力を最重点の電力源として開発されてきた。近年ダムのマイナス面、すなわち流れを遮断すること、上流の養分や土砂が海に達しない、すぐに土砂でダム湖が埋められ投資効果がない等の理由や用水の必要性が低下したこと等でダムはムダなどと極端にその効用に対する評価を失うことになっている。しかし川の流れを遮断することや上流の養分や土砂が海に達しないこと等の自然なメカニズムを破壊するマイナス面は、ダム建設の条件として上流から下流への流れを維持する貫流水路を付加し、ダムに蓄える水資源は濾した清水とする様な工夫で解消できることや、急激な電力負荷の変動に対して大きな対応力を持つことを考慮するならば、広い意味での自然エネルギーとして不動の地位を維持していくことが理にかなった21世紀の考え方となる。Hydropower, on the other hand, accumulates enormous energy as water evaporated by solar energy from the Pacific Ocean and the Sea of Japan falls into the mountains as rain and snow on the Japanese archipelago. Since the Meiji Era, it has been developed with hydroelectric power, which is Japan's only independent energy, as the most important power source. In recent years, the negative aspects of dams, such as blocking the flow, upstream nutrients and sediments not reaching the sea, dam lakes immediately filled with sediment and lack of investment effect, etc. And the dam is supposed to lose evaluation for its utility, such as waste. However, the negative aspect of disrupting the natural mechanisms such as blocking the river flow and the upstream nutrients and sediments not reaching the sea is the addition of a once-through water channel that maintains the flow from upstream to downstream as a condition for dam construction. However, if we consider that the water resources stored in the dam can be eliminated with a device such as filtered fresh water, and that it has a great ability to respond to sudden fluctuations in power load, it will not move as natural energy in a broad sense. It is a 21st century way of thinking that would make sense to maintain this position.
また、近年太陽光発電セル自体のコストは抜本的に下がったのであるが、工事費や流通経費等、他の経費がかさみ、また強風や降雹によって破壊しないための強度対策や防火対策にたいしてコストの負荷が大きく他の発電方式の発電単価に比べて競争力が未だに高いとはいえない。In recent years, the cost of the solar power cell itself has drastically decreased, but other costs such as construction costs and distribution costs are added, and the cost of the strength and fire prevention measures to prevent destruction due to strong winds and droughts. The load is large, and the competitiveness is still not as high as the unit price of other power generation methods.
一方、この太陽光を利用したソーラーシステムの最近の技術では、農業と太陽光発電を両立させるソーラーシェアリング方式が、広い土地を持つ農家の間で、徐々に浸透しつつある。太陽光パネルを太陽光が地面に届く程度に間隔を開けて配置し、太陽光発電と農作物の育成を両立させようとする技術である。また、この太陽光パネルを支えるポールの高さは、農業を行うためにはトラクターなどの農業機械や人が通る程度の高さに配置する必要がある。この場合、ソーラーシェアリングが今後広がっていくにしたがって、当然のことながら、偶発的にトラクターなどがポールに衝突し、ポールが傷付くか凹む程度で収まれば問題はないが、破壊に至った場合には、架橋構造が崩れて発電システムが行えないなど可能性が出る。また、最悪の場合には、太陽光パネルの落下による人的被害の危険性もはらんでくる。
例えば、特開2005−277038では、まさに農業と太陽光発電を両立させるソーラーシェアリングシステム方法の記載が書かれている。しかし、この文献には、農業には欠かせないトラクターなどの農業機械が、もしも、ポールに当たった場合の危険性に関する配慮はない。
また、特開2011−099221には、ソーラーシステムに関するポールの防御に関する記載がある。しかし、この提案はポールの基部への防水を目的としてゴム帯を配設することでポール自身の腐食を防ぐためのものであって、偶発的に起こる人や農業機械がぶつかることによる防御ではない。On the other hand, in the recent technology of solar system using sunlight, a solar sharing method that balances agriculture and photovoltaic power generation is gradually spreading among farmers with large land. It is a technology that attempts to achieve both solar power generation and crop cultivation by arranging solar panels spaced apart so that sunlight reaches the ground. Further, the pole supporting this solar panel must be arranged at a height that allows agricultural machinery such as a tractor and people to pass through in order to carry out agriculture. In this case, as solar sharing spreads in the future, naturally, if the tractor accidentally collides with the pole and the pole is damaged or recessed, it will not be a problem, but it will be destroyed There is a possibility that the power generation system cannot be performed due to the collapse of the bridge structure. In the worst case, there is also a risk of human damage due to falling solar panels.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-277038 describes a solar sharing system method that achieves both agriculture and solar power generation. However, in this document, there is no consideration regarding the danger if an agricultural machine such as a tractor that is indispensable for agriculture hits a pole.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-099221 describes a pole defense related to a solar system. However, this proposal is intended to prevent the corrosion of the pole itself by installing a rubber band for the purpose of waterproofing the base of the pole. It is not a protection against accidental collision with people or agricultural machinery. .
その他、太陽光パネル架橋構造とは無関係であるが、ポールなどに保護用のクッション材などを巻く事例や特許文献は非常に多い。しかし、これらは全てポール他を保護するというよりは、むしろ人や車などが当たった場合に、人や車が傷付いたり、怪我をしないように保護することが目的の提案を主とし、ポール自身を守るための提案は無い。さらに、トラクターは、例えばポールの保護物に当たって傷付いたとしても、そもそも僅かな傷でも気にするような外観が比較的重要な乗用車の様なものでもない。つまり、トラクターの傷よりも、先ずはポールの破壊防御が優先される。In addition, although there is nothing to do with the solar panel cross-linking structure, there are very many examples and patent documents in which a cushioning material for protection is wound around a pole or the like. However, rather than protecting all the poles etc., these are mainly proposals aimed at protecting people and cars from being damaged or injured when people or cars hit them. There are no suggestions to protect yourself. In addition, a tractor is not like a passenger car, whose appearance is relatively important, even if it is damaged by, for example, the pole protection. In other words, pole destruction protection is given priority over tractor wounds.
本発明は、先ず太陽光パネルをトラクター等が通過出来る高さに設置するという事から、その場合には、太陽光パネルを設置するための架橋構造の下部分で支えている複数のポールに、もしも、トラクターが偶発的に当たって破壊してしまった場合に太陽光パネル他が落下して、人的被害を与えるなど危険なのではないか当然の事ながら単純に考えた。また、トラクターは農機具であることから非常に馬力があり、もしもソーラーシステムのポールなどに当たると比較的容易に破壊する危険性がある。さらに、トラクターは何かの物体にぶつかる事で傷付いたり凹みが発生したとしても、通常の乗用車ほどは気にしない。これらの観点を配慮して考案した。Since the present invention first installs a solar panel at a height that allows a tractor or the like to pass through, in that case, a plurality of poles supported by the lower part of the bridge structure for installing the solar panel, If the tractor accidentally hits it and destroys it, the solar panel, etc. would fall and cause human damage. In addition, since the tractor is a farm equipment, it has a very high horsepower, and if it hits a solar system pole, there is a risk that it will be relatively easily destroyed. In addition, a tractor doesn't care as much as a normal passenger car, even if it hits something or gets dents. We devised in consideration of these viewpoints.
馬力のあるトラクターがぶつかる事によるポールの破壊を防ぐためには、トラクターが当たった時に耐え得るだけの比較的強固な材料でポールの外側を保護する必要がある。先ず考えられるのは、ポール外側をポールに直接衝撃力が伝わらないように空間を開けて、金属やコンクリートの管を設けることが考えられる。この際、この外側に設けた保護カバーと保護カバーの間隔は、当然の事ながらトラクターが通過できる間隔にしなければならない。また、ポールを保護する公知技術としては、一般的にクッション材を巻くなどが容易に考えられるが、実は、これはポールというよりも人が怪我をしないように、或いは車が傷つかないようにするためのものであって、ポール自身を守るという目的のものではない。本発明は、あくまでもポール自身を守るという目的になければならない。In order to prevent the pole from being destroyed by the collision of a tractor with horsepower, it is necessary to protect the outside of the pole with a relatively strong material that can withstand when the tractor hits it. First of all, it is conceivable to open a space outside the pole so that impact force is not transmitted directly to the pole and to provide a metal or concrete pipe. At this time, the interval between the protective cover provided on the outside and the protective cover must be such that the tractor can pass. In addition, as a publicly known technique for protecting the pole, it is generally considered to easily wrap a cushion material, but in fact, this prevents the person from being injured or the car from being damaged rather than the pole. It is for the purpose, not to protect Paul himself. The present invention must be for the purpose of protecting Paul itself.
本発明によれば、トラクターが通る事の出来る間隔に置かれたポール用保護カバーにより、太陽光パネルを配置した架台構造を支えるポールが守られる。これにより、太陽光発電システムが守られると共に、最悪の場合の破壊による太陽光パネル等の落下物による人的被害も避けられる。According to the present invention, the pole supporting the gantry structure in which the solar panels are arranged is protected by the pole protective cover placed at an interval through which the tractor can pass. This protects the photovoltaic power generation system and avoids human damage caused by falling objects such as solar panels due to the worst case destruction.
本発明の形態については、図1を使用して説明する。太陽光パネル1は、複数の金属アングル2や金属パイプ3より構成された架台上に乗せられている。この架台をトラクターなどの農業機械が通れる高さ以上の長さを持つ複数の金属ポール4で支えられている。さらに、この金属ポール4の周囲を覆うように、内部に空間を持つ金属あるいは、それ以外の樹脂やコンクリートなど比較的硬い材質を持つポール5で保護されている。また、この複数のポール5間は、トラクターなどの農業機械が余裕を持って通れる隙間間隔とする。これにより、農業機械が保護カバー5に偶発的に衝突してもポール4は保護される。さらに、支柱ポール4と保護カバー5の間の内部部分は、保護カバー5のトラクターなどの衝突による衝撃が支柱ポール4に伝わる事の無いように空間である事が望ましいが、支柱ポール4と保護カバー5の間の間隔位置を適正とするため、場合によりあらかじめ比較的柔らかいクッション材を入れる事も可能である。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The solar panel 1 is placed on a gantry composed of a plurality of metal angles 2 and
次に、他の実施形態について図2を使用して説明する。支柱ポール6の周囲に分離された保護カバー7と保護カバー8を構成している。これにより、保護カバーが何らかの理由で腐食や破壊が起きても容易に交換可能となる。Next, another embodiment will be described with reference to FIG. A
ソーラーシェアリングにより、太陽光発電と農業を両立させる方法は、原子力発電が容易ではない現状、かつ、農業収入に売電収入が加わるため、農家も潤うことになる。結果的には今後益々増加して行くと考えるが、もしも、本発明のような保護カバーがなく、支柱ポールにトラクターが当たるなどして、発電システムが破壊されたり、最悪のケースとして、太陽光パネルの落下による人的被害が発生した場合には、ソーラーシェアリングシステムの必須アイテムになる。The method of balancing solar power generation and agriculture through solar sharing will not only make nuclear power generation easy, but will also add to the income from the sale of electricity to the farm income. As a result, although it is thought that it will increase more in the future, if there is no protective cover like the present invention and the tractor hits the support pole, the power generation system will be destroyed, or in the worst case, sunlight When human damage occurs due to the fall of the panel, it becomes an essential item of the solar sharing system.
1.太陽光パネル
2.金属アングル
3.金属パイプ
4.支柱ポール
5.保護カバー
6.支柱ポール
7.分離した保護カバー
8.分離した保護カバー1. Solar panel 2. Metal angle3. Metal pipe 4. Support pole 5. Protective
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JP2013217801A JP2015073061A (en) | 2013-10-01 | 2013-10-01 | Solar system |
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Cited By (3)
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CN108199671A (en) * | 2018-01-24 | 2018-06-22 | 合肥尚强电气科技有限公司 | A kind of photovoltaic power generation apparatus for agricultural greenhouse |
CN108270395A (en) * | 2018-01-24 | 2018-07-10 | 合肥尚强电气科技有限公司 | A kind of novel photovoltaic power generation stent |
WO2022154333A1 (en) * | 2021-01-15 | 2022-07-21 | 김은일 | Multi-purpose solar energy system and construction method therefor |
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2013
- 2013-10-01 JP JP2013217801A patent/JP2015073061A/en active Pending
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