JP2015211622A - 太陽光発電モジュールの支持架台の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】据え付け、解体、補修、取り替えが容易で、劣悪な気候環境でも、堅固で長寿命の太陽光発電モジュールの支持架台の構造を提供する。【解決手段】地面の前後左右に間隔をあけて立設される複数の支柱１２と、この支柱１２により支持され、縦方向に、相互に間隔をあけて平行に配置される複数の縦梁部材１４と、縦梁部材１４により支持され、横方向に、相互に間隔をあけて平行に配置される複数の横梁部材１６と、横梁部材１６により支持され、縦方向に、相互に間隔をあけて平行に配置される複数のモジュール接着支持梁部材２０と、を有してなり、太陽光発電モジュール１は、太陽電池セル２を間にして配置された表面ガラス３及び裏面ガラス４を有してなり、裏面側を接着剤層５を介してモジュール接着支持梁部材２０に接着固定して、支持した太陽光発電モジュールの支持架台１０の構造。【選択図】図２

Description

本発明は、太陽光発電モジュールの支持架台の構造に関する。

例えば、特許文献１に示すような太陽光発電モジュールを支持する支持架台が、太陽光発電システムに用いられている。

この支持架台は、地面上に互いに間隔を空けて立設される複数本の支柱と、互いに隣り合う各支柱間に架設される複数本の第１上部梁と、互いに隣り合う各第１上部梁間に架設される複数の第２上部梁と、を備えている。

ここで、第１上部梁と第２上部梁とは、相互に直交する方向に配置されていて、複数本の第２上部梁の上に、太陽電池モジュールが固定される構造となっている。

ＷＯ２０１１／１３６３５０号公報

上記のような支持架台に、太陽光発電モジュールを支持させる場合は、第２上部梁の上に、太陽電池モジュールの端縁を帯板状の取付金具によって押さえ、これを第２上部梁にボルトにより締付固定しているので、据え付け、解体、補修、取り替えに手数がかかるという問題点があった。

又、太陽光発電モジュールを、野外に設置する、いわゆる野立発電所の場合、風の影響を受け易く、太陽光発電モジュールにかかる風圧が高いことが知られている。又、この風に乗って、砂や塩分、塩霧が、太陽光発電モジュールの表面あるいは裏面に当たって、これらを劣化させる。特に、帯板状の押え金具は、塩分の影響が大きくて、傷み易く、前述のような強い風圧がかかる場合は製品寿命が短くなるという問題点があった。近年の一般的な太陽光発電モジュールの製品寿命は約２５年である。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、据え付け、解体、補修、取り替えが容易であるとともに、対候性を高め、製品寿命を延ばすようにした太陽光発電モジュールの支持架台の構造を提供することを課題とする。

本発明は、以下の実施例により上記課題を解決することができる。

（１）複数の太陽光発電モジュールを支持する太陽光発電モジュールの支持架台の構造であって、地面の前後左右に間隔をあけて立設される複数の支柱と、前記複数の支柱により支持され、平面視で縦方向に、且つ、相互に間隔をあけて平行に配置される複数の縦梁部材と、前記複数の縦梁部材により支持され、平面視で横方向に、且つ、相互に間隔をあけて平行に配置される複数の横梁部材と、前記複数の横梁部材により支持され、平面視で縦方向に、且つ、相互に間隔をあけて平行に配置される複数のモジュール接着支持梁部材と、を有してなり、前記太陽光発電モジュールは、太陽電池セルを間にして配置された表面ガラス及び裏面ガラスを有してなり、裏面側が接着剤層を介して前記モジュール接着支持梁部材に接着固定されて、支持されたことを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台の構造。

（２）前記横梁部材は、前記太陽光発電モジュールの、平面視で縦方向上側端縁に沿って配置された上部横梁部材と、縦方向下側端縁に沿って配置された下部横梁部材とからなり、上下に隣接する２つの前記太陽光発電モジュールにおける下部横梁部材と上部横梁部材とは、平面視で上下に隙間をもって配置されたことを特徴とする（１）に記載の太陽光発電モジュールの支持架台の構造。

（３）前記モジュール接着支持梁部材は、その長手方向両端部が、前記横梁部材の上面に固定可能とされ、且つ、その幅方向両側部が、前記横梁部材の上面に形成された溝状チャネル内を移動自在の一対の押え部材により、前記横梁部材の上面に押圧固定可能とされたことを特徴とする（１）又は（２）に記載の太陽光発電モジュールの支持架台の構造。

（４）前記太陽光発電モジュールは、太陽電池セルを表面ガラス及び裏面ガラスにより挟み込んで一体とした合わせガラス構造、及び、前記合わせガラス構造の裏面側にスペーサーを介して強化ガラスを貼り付けて、空気層を設けた複層ガラス構造の一方であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の太陽光発電モジュールの支持架台の構造。

（５）前記接着剤層は、予め前記太陽光発電モジュールの裏面に設けられていて、前記モジュール接着支持梁部材に接着可能に構成されていることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の太陽光発電モジュールの支持架台の構造。

（６）前記モジュール接着支持梁部材は、前記太陽光発電モジュールの裏面に接着されたとき、長手方向両端が前記太陽光発電モジュールの裏面の両側に突出し、その突出部が前記横梁部材に固定される長さとされたことを特徴とする（５）に記載の太陽光発電モジュールの支持架台の構造。

本発明によれば、太陽光発電システムの据え付け、解体、補修、取り替えが容易であるとともに、太陽光発電モジュールの対候性能を高めることによって、劣悪な気候環境でもモジュール寿命を延長して発電性能を安定して維持することができる。

本発明の実施例１に係る太陽光発電モジュールの支持架台を用いた太陽光発電システムを示す斜視図 同支持架台に太陽光発電モジュールを支持した状態を示す側面図 同正面図 太陽光発電モジュールを拡大して模式的に示す断面図 図２のＶ−Ｖ線に沿う拡大断面図 図５に示される部分の斜視図 同実施例１におけるモジュール接着支持梁部材を拡大して示す断面図 実施例１に係る太陽光発電モジュールを支持架台により支持させる過程の一部を模式的に示す斜視図 太陽光発電モジュールの他の形態を拡大して模式的に示す断面図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１に示される実施例１に係る支持架台１０は、その上側に、図２、図３に示されるように、太陽光発電モジュール１を傾斜した状態で支持するものである。

この支持架台１０は、地面の前後左右に間隔をあけて立設される複数の支柱１２と、複数の支柱１２により支持され、平面視（太陽光発電モジュールの表面と垂直な方向から見た場合）で縦方向に、且つ、相互に間隔をあけて平行に配置される複数の縦梁部材１４と、これら複数の縦梁部材１４により支持され、平面視で横方向に、且つ、相互に間隔をあけて平行に配置される複数の横梁部材１６と、これら複数の横梁部材１６により支持され、平面視で縦方向に、且つ、相互に間隔をあけて平行に配置される複数のモジュール接着支持梁部材２０と、を備えて構成されている。

又、太陽光発電モジュール１は、図４に示されるように、太陽電池セル２を間にして配置された表面ガラス３及び裏面ガラス４を一体的に貼り合わせた合わせガラス構造であって、裏面側が接着剤層５を介して、モジュール接着支持梁部材２０に接着固定されることにより支持架台１０に支持されている。

横梁部材１６は、太陽光発電モジュール１の、平面視で傾斜の上側である縦方向上側端縁６Ａに沿って配置された上部横梁部材１６Ａと、傾斜の下側である縦方向下側端縁６Ｂに沿って配置された下部横梁部材１６Ｂとからなっている。

図２、図３に示されるように、上下に隣接する太陽光発電モジュール１における縦方向上側端縁６Ａと縦方向下側端縁６Ｂとの間は、平面視で上下に隙間１８を持って配置されている。又、これら縦方向上側端縁６Ａと縦方向下側端縁６Ｂを支持する上部横梁部材１６Ａと下部横梁部材１６Ｂ間も隙間が設けられている。

横梁部材１６の上面には、図６に示されるように、溝状チャネル１７が設けられている。モジュール接着支持梁部材２０は、その長手方向両端部が、横梁部材１６の上面に、ねじ２５Ａにより固定可能とされていて、固定金具３０と共に、モジュール支持金具４０を構成している。

固定金具３０は、溝状チャネル１７内を移動自在の一対の押え部材３２Ａ、３２Ｂからなり、モジュール接着支持梁部材２０の長手方向端部を、横梁部材１６の上面に押圧固定可能とされている。

モジュール接着支持梁部材２０は、例えばアルミ押出成型により形成された筒状の部材であり、図５〜７に示されるように、上端面の幅方向中央部が開口してスリット２１とされた四角形状の内側空間２２Ａを有するチャネル部２２と、このチャネル部２２の下端から幅方向両側に水平に突出して形成されている一対の被押え部２４と、チャネル部２２の上端から幅方向両側に水平に突出して形成されている一対の接着剤層貼付部２６とを備えて構成されている。

この一対の接着剤層貼付部２６の間にスリット２１が設けられている。又、一対の接着剤層貼付部２６の上面には図７、８に示されるように、接着剤層５が貼り付けられるようになっている。すなわち、一本のモジュール接着支持梁部材２０には、接着剤層５が２列、平行に貼り付けられる。

押え部材３２Ａ、３２Ｂは、モジュール接着支持梁部材２０の両側で、一対の被押え部２４を上方から押さえ込んだ状態で、横梁部材１６にボルト２３により固定可能とされている。

被押え部２４の上面、及び、押え部材３２Ａ、３２Ｂの被押え部２４の上面に接触する押え部材３２Ａ、３２Ｂの下面には、相互に噛み合い可能な鋸歯状部２５が形成されていて、押え部材３２Ａ、３２Ｂを、被押え部２４を押さえた状態でボルト２３により固定したとき、押え部材３２Ａ、３２Ｂが、被押え部２４からずれないようにして、安定して固定することができるようにされている。

又、チャネル部２２の底面は、横梁部材１６の上面にねじ２５Ａにより固定可能とされ、スリット２１は、底面のねじ止めの際に、ねじ止め工具、例えばドライバーを挿通可能としている。

次に、上記実施例１に係る支持架台１０に、太陽光発電モジュール１を取り付けて支持する過程について説明する。

支持架台１０における、支柱１２、縦梁部材１４及び横梁部材１６を組み立てる過程は、通常の架台と同一であるので説明を省略する。

この実施例１においては、図８に示されるように、太陽光発電モジュール１の裏面ガラス４側に、接着剤層５によって、モジュール接着支持梁部材２０を予め接着固定しておく。

次に、太陽光発電モジュール１と一体のモジュール接着支持梁部材２０を、その長手方向両端において、図６に示されるように、横梁部材１６の上面にねじ２５Ａにより締め付け固定する。この時、ねじ止め工具、例えばドライバーを、スリット２１から通してねじ２５Ａを締め付ける。

次に、横梁部材１６の上面に形成されている溝状チャネル１７内で押え部材３２Ａ、３２Ｂを摺動させて、横梁部材１６に固定されたモジュール接着支持梁部材２０の左右の被押え部２４を押さえつけるようにセットし、被押え部２４の上面の鋸歯状部２５と、押え部材３２Ａ、３２Ｂの下面の鋸歯状部２５を噛み合わせた状態で、ボルト２３により押え部材３２Ａ、３２Ｂを、横梁部材１６の上面に強く締め付け固定する。

これにより、太陽光発電モジュール１の支持架台１０への取り付けが終了する。

上記のように、モジュール接着支持梁部材２０は、強く固定され、強い風圧などがかかった場合でも、ボルト２３を緩ませるようなことは生じない。

なお、上記実施例１において、太陽光発電モジュール１は、図４に示されるように、太陽電池セル２を間にして配置された表面ガラス３及び裏面ガラス４を一体とした合わせガラス構造であるが、本発明はこれに限定されるものでなく、図９に示されるような、前記合わせガラス構造の裏面側に、スペーサー７を介して強化ガラス８を貼り付けて空気層９を設けた複層ガラス構造であってもよい。

通常の太陽光発電モジュールの重量は、２５０Ｗのモジュールで１８ｋｇであるのに対して、合わせガラス構造では２４ｋｇ、複層ガラス構造では３０ｋｇとなる。

本発明によれば、太陽光発電モジュールの裏側を支持するモジュール接着支持梁部材は、太陽光発電モジュールから長手方向両端が突出した状態で、横梁部材に強固に固定され、太陽光発電モジュールは、接着剤層を介してモジュール接着支持梁部材に接着、固定されているので、据え付け、解体、補修、取り替えが容易である。

又、太陽光発電モジュールの表面に露出する押え金具やボルトなどがなく、紫外線による劣化が少なく、特に、固定金具に相当する接着剤層が直接紫外線や風雨にさらされることがなく、対候性を高くすることができる。

台風などの高い風圧が加わった場合、特に、太陽光発電モジュールは、２重ガラス構造であるので、通常の発電モジュールよりも重く、接着剤層による貼式の効果に加えて、強い風による風圧に耐えることができる（従来比３〜４倍）。その結果、製品寿命を２５年から３０年に増大することができた。

更に、平面視で上下方向に並べられた太陽光発電モジュール上面に付着した埃などは、雨天時に、雨水によって流され、これが上下の太陽光発電モジュール間に設けられた隙間から流し落とされるという効果がある。

本発明は、大面積の太陽光発電モジュールの設置、運転の産業に利用することができる。

１…太陽光発電モジュール
２…太陽電池セル
３…表面ガラス
４…裏面ガラス
５…接着剤層
６Ａ…縦方向上側端縁
６Ｂ…縦方向下側端縁
７…スペーサー
８…強化ガラス
９…空気層
１０…支持架台
１２…支柱
１４…縦梁部材
１６…横梁部材
１６Ａ…上部横梁部材
１６Ｂ…下部横梁部材
１７…溝状チャネル
１８…隙間
２０…モジュール接着支持梁部材
２１…スリット
２２…チャネル部
２２Ａ…内側空間
２３…ボルト
２４…被押え部
２５…鋸歯状部
２５Ａ…ねじ
２６…接着剤層貼付部
３０…固定金具
３２Ａ、３２Ｂ…押え部材
４０…モジュール支持金具

Claims (6)

1. 複数の太陽光発電モジュールを支持する太陽光発電モジュールの支持架台の構造であって、
   地面の前後左右に間隔をあけて立設される複数の支柱と、
   前記複数の支柱により支持され、平面視で縦方向に、且つ、相互に間隔をあけて平行に配置される複数の縦梁部材と、
   前記複数の縦梁部材により支持され、平面視で横方向に、且つ、相互に間隔をあけて平行に配置される複数の横梁部材と、
   前記複数の横梁部材により支持され、平面視で縦方向に、且つ、相互に間隔をあけて平行に配置される複数のモジュール接着支持梁部材と、
   を有してなり、
   前記太陽光発電モジュールは、太陽電池セルを間にして配置された表面ガラス及び裏面ガラスを有してなり、裏面側が接着剤層を介して前記モジュール接着支持梁部材に接着固定されて、支持されたことを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台の構造。
2. 請求項１において、
   前記横梁部材は、前記太陽光発電モジュールの、平面視で縦方向上側端縁に沿って配置された上部横梁部材と、縦方向下側端縁に沿って配置された下部横梁部材とからなり、上下に隣接する２つの前記太陽光発電モジュールにおける下部横梁部材と上部横梁部材とは、平面視で上下に隙間をもって配置されたことを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台の構造。
3. 請求項１又は２において、
   前記モジュール接着支持梁部材は、その長手方向両端部が、前記横梁部材の上面に固定可能とされ、且つ、その幅方向両側部が、前記横梁部材の上面に形成された溝状チャネル内を移動自在の一対の押え部材により、前記横梁部材の上面に押圧固定可能とされたことを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台の構造。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記太陽光発電モジュールは、太陽電池セルを表面ガラス及び裏面ガラスにより挟み込んで一体とした合わせガラス構造、及び、前記合わせガラス構造の裏面側にスペーサーを介して強化ガラスを貼り付けて、空気層を設けた複層ガラス構造の一方であることを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台の構造。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記接着剤層は、予め前記太陽光発電モジュールの裏面に設けられていて、前記モジュール接着支持梁部材に接着可能に構成されていることを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台の構造。
6. 請求項５において、
   前記モジュール接着支持梁部材は、前記太陽光発電モジュールの裏面に接着されたとき、長手方向両端が前記太陽光発電モジュールの裏面の両側に突出し、その突出部が前記横梁部材に固定される長さとされたことを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台の構造。

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