JP2015228736A - Photovoltaic power generation system - Google Patents

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松岡 敬
Takashi Matsuoka
敬 松岡
真一 立田
Shinichi Tatsuta
真一 立田
ビスワス デバシス
Biswas Debasis
ビスワス デバシス
理 鬼頭
Tadashi Kito
理 鬼頭
善明 渡辺
Yoshiaki Watanabe
善明 渡辺
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photovoltaic power generation system capable of implementing cost reduction while ensuring safety.SOLUTION: The photovoltaic power generation system includes a solar cell array group including a plurality of solar cell arrays. An inclination angle of at least one of the solar cell arrays positioned at both ends of the solar cell array group is larger than an inclination angle of any other solar cell array of the solar cell array group.

Description

本発明の実施形態は、大規模太陽光発電システムに関する。   Embodiments described herein relate generally to a large-scale photovoltaic power generation system.

近年、環境問題への配慮から、太陽光を利用して発電する太陽光発電システムの導入が世界的に増加し、大規模太陽光発電システムを備えるメガソーラー発電所が世界各地に建設されている。太陽光発電システムでは、多数の太陽電池パネルを支持固定する架台(基礎を含む)が必要である。太陽光発電システムの総建設コストに占める架台に係るコスト(材料費及び工事費など)の割合は大きく、特に、太陽電池パネルを1万枚以上配置するような太陽光発電システムでは、その割合はますます大きくなる。そのため、架台の安全性を確保しつつ、架台に係るコストの削減が求められている。   In recent years, due to consideration for environmental issues, the introduction of solar power generation systems that generate power using sunlight has increased worldwide, and mega solar power plants with large-scale solar power generation systems are being constructed around the world. . In the photovoltaic power generation system, a stand (including a foundation) for supporting and fixing a large number of solar battery panels is necessary. The ratio of costs related to the base (material costs, construction costs, etc.) in the total construction cost of the solar power generation system is large, especially in the case of a solar power generation system in which 10,000 or more solar panels are arranged. It gets bigger and bigger. Therefore, it is required to reduce the cost of the gantry while ensuring the safety of the gantry.

特開2004−225280号公報JP 2004-225280 A 特開2003−124495号公報JP 2003-124495 A 特開2011−181670号公報JP 2011-181670 A

本発明が解決しようとする課題は、安全性を確保しながら、低コスト化を実現することができる太陽光発電システムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a solar power generation system capable of realizing cost reduction while ensuring safety.

一実施形態に係る太陽光発電システムは、複数の太陽電池アレイを含む太陽電池アレイ群を備える。前記太陽電池アレイ群の両端に位置する太陽電池アレイの少なくとも一方の太陽電池アレイの傾斜角は、前記太陽電池アレイ群のうちの他の太陽電池アレイの傾斜角よりも大きい。   A photovoltaic power generation system according to an embodiment includes a solar cell array group including a plurality of solar cell arrays. The inclination angle of at least one of the solar cell arrays located at both ends of the solar cell array group is larger than the inclination angle of the other solar cell array in the solar cell array group.

一実施形態に係る太陽光発電システムを概略的に示す上面図。1 is a top view schematically showing a solar power generation system according to one embodiment. 図1に示した太陽光発電システムに含まれる1つの太陽電池アレイを概略的に示す側面図。The side view which shows roughly the one solar cell array contained in the solar energy power generation system shown in FIG. 第1の実施形態の第1例に係る太陽光発電システムを概略的に示す側面図。The side view which shows roughly the solar energy power generation system which concerns on the 1st example of 1st Embodiment. 太陽電池アレイが30°の傾斜角で設置された太陽電池アレイ群に後方から風が吹き付ける場合における風の流れに関するシミュレーション結果を示す図。The figure which shows the simulation result regarding the flow of a wind in case a wind blows from the back to the solar cell array group in which the solar cell array was installed with the inclination angle of 30 degrees. 図4に示したシミュレーション結果を模式化して示す図。FIG. 5 is a diagram schematically showing the simulation result shown in FIG. 4. 太陽電池アレイが5°の傾斜角で設置された太陽電池アレイ群に後方から風が吹き付ける場合における風の流れに関するシミュレーション結果を示すコンター図。The contour figure which shows the simulation result regarding the flow of a wind in case a wind blows from the back to the solar cell array group in which the solar cell array was installed with the inclination angle of 5 degrees. 太陽電池アレイが10°の傾斜角で設置された太陽電池アレイ群に後方から風が吹き付ける場合における風の流れに関するシミュレーション結果を示すコンター図。The contour figure which shows the simulation result regarding the flow of a wind in case a wind blows from the back to the solar cell array group in which the solar cell array was installed with the inclination angle of 10 degrees. 太陽電池アレイが15°の傾斜角で設置された太陽電池アレイ群に後方から風が吹き付ける場合における風の流れに関するシミュレーション結果を示すコンター図。The contour figure which shows the simulation result regarding the flow of a wind in case a wind blows from the back to the solar cell array group in which the solar cell array was installed with the inclination angle of 15 degrees. 図7に示したシミュレーション結果を模式化して示す図。The figure which shows the simulation result shown in FIG. 7 typically. 障壁に吹き付ける風の流れをシミュレーションした結果を示すコンター図。The contour figure which shows the result of having simulated the flow of the wind which blows on a barrier. 第1の実施形態の第2例に係る太陽光発電システムを概略的に示す側面図。The side view which shows roughly the solar energy power generation system which concerns on the 2nd example of 1st Embodiment. 第1の実施形態の第3例に係る太陽光発電システムを概略的に示す側面図。The side view which shows roughly the solar energy power generation system which concerns on the 3rd example of 1st Embodiment. 他の太陽電池アレイの傾斜角より大きい傾斜角を有する太陽光発電アレイを実現する方法の一例を示す側面図。The side view which shows an example of the method of implement | achieving the photovoltaic power generation array which has an inclination angle larger than the inclination angle of another solar cell array. 他の太陽電池アレイの傾斜角より大きい傾斜角を有する太陽光発電アレイを実現する方法の他の例を示す側面図。The side view which shows the other example of the method of implement | achieving the photovoltaic power generation array which has an inclination angle larger than the inclination angle of another solar cell array. 他の太陽電池アレイの傾斜角より大きい傾斜角を有する太陽光発電アレイを実現する方法のさらに他の例を示す側面図。The side view which shows the further another example of the method of implement | achieving the photovoltaic power generation array which has an inclination angle larger than the inclination angle of another solar cell array. 他の実施形態に係る太陽光発電システムを概略的に示す上面図。The top view which shows roughly the solar energy power generation system which concerns on other embodiment. 第2の実施形態に係る太陽光発電システムを概略的に示す側面図。The side view which shows roughly the solar energy power generation system which concerns on 2nd Embodiment.

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。以下の実施形態では、同一の構成要素に同一の参照符号を付して、重ねての説明を省略する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and repeated description is omitted.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る太陽光発電システムを概略的に示す上面図である。図1に示される太陽光発電システムは、複数の太陽電池アレイ11を含む太陽電池アレイ群10を備える。図1の例では、太陽電池アレイ群10は、6つの太陽電池アレイ11−1〜11−6を含み、これら太陽電池アレイ11−1〜11−6は、幅Wが等しく、それぞれの両端が揃った状態で間隔Lを空けて配置されている。ここで、幅Wは、太陽電池アレイ11−1〜11−6が配列される方向に直交する方向の寸法である。太陽電池アレイ11−1〜11−6の各々は、太陽光を電力に変換する複数の太陽電池パネル12を備える。図1において、矩形ブロックの各々が1つの太陽電池パネル12を示す。太陽電池アレイ11−1〜11−6の各々において、導電性の接続部材で接続された10枚の太陽電池パネル12が直線状に配置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a top view schematically showing the photovoltaic power generation system according to the first embodiment. The solar power generation system shown in FIG. 1 includes a solar cell array group 10 including a plurality of solar cell arrays 11. In the example of FIG. 1, the solar cell array group 10 includes six solar cell arrays 11-1 to 11-6, and these solar cell arrays 11-1 to 11-6 are equal in width W, and both ends are It arrange | positions with the space | interval L in the state which prepared. Here, the width W is a dimension in a direction orthogonal to the direction in which the solar cell arrays 11-1 to 11-6 are arranged. Each of the solar cell arrays 11-1 to 11-6 includes a plurality of solar cell panels 12 that convert sunlight into electric power. In FIG. 1, each rectangular block represents one solar cell panel 12. In each of the solar cell arrays 11-1 to 11-6, ten solar cell panels 12 connected by a conductive connection member are linearly arranged.

図2は、太陽電池アレイ11−1〜11−6のうちの1つの太陽電池アレイ11を概略的に示す側面図である。図2に示されるように、太陽電池パネル12は、架台20によって支持されている。架台20は、基礎30によって地面Gに固定されている。架台20は、太陽電池パネル12を取り付けるための取付部21、支柱22、及び横部材23を含む。取付部21は、支柱22により支持固定されている。支柱22は、例えばアンカーボルトを用いて基礎30に固定されるとともに、横部材23により互いに結合されている。取付部21は、例えば、フレーム状の支持台24及びこの支持台24に横架される取付桟25を含む。取付桟25には、ボルトを通すためのボルト孔が形成されている。太陽電池パネル12の背面14に取り付けられているフレームにもまた、ボルトを通すボルト孔が形成されている。太陽電池パネル12のフレームのボルト孔と取付桟25のボルト孔とを合わせた状態でこれらボルト孔にボルトを挿通してナットなどの係合部材で係合することにより、太陽電池パネル12は架台20に固定される。   FIG. 2 is a side view schematically showing one of the solar cell arrays 11-1 to 11-6. As shown in FIG. 2, the solar cell panel 12 is supported by the gantry 20. The gantry 20 is fixed to the ground G by the foundation 30. The gantry 20 includes an attachment portion 21 for attaching the solar cell panel 12, a support 22, and a lateral member 23. The attachment portion 21 is supported and fixed by a support column 22. The struts 22 are fixed to the foundation 30 using, for example, anchor bolts, and are coupled to each other by a lateral member 23. The mounting portion 21 includes, for example, a frame-shaped support base 24 and a mounting bar 25 that is horizontally mounted on the support base 24. Bolt holes for passing bolts are formed in the mounting bar 25. Bolt holes through which the bolts are passed are also formed in the frame attached to the back surface 14 of the solar cell panel 12. With the bolt holes of the frame of the solar cell panel 12 and the bolt holes of the mounting bar 25 aligned, the bolts are inserted into the bolt holes and engaged with engaging members such as nuts, so that the solar cell panel 12 is mounted on the base. 20 is fixed.

一般に、太陽電池パネル12は、発電効率の観点から、傾斜して設置される。例えば、日本などの北半球の高緯度地域では、太陽電池パネル12は、受光面13を南に向けて傾斜した状態で架台20に固定される。すなわち、太陽電池アレイ11は南向きに設置される。太陽電池アレイ11の傾斜角、すなわち、水平面と太陽電池パネル12の受光面13とが成す角度(仰角)θは、設置場所の緯度及び環境などの様々な条件を考慮して決定される。   In general, the solar cell panel 12 is installed at an inclination from the viewpoint of power generation efficiency. For example, in a high latitude region in the northern hemisphere such as Japan, the solar cell panel 12 is fixed to the gantry 20 with the light receiving surface 13 inclined toward the south. That is, the solar cell array 11 is installed facing south. The inclination angle of the solar cell array 11, that is, the angle (elevation angle) θ formed between the horizontal plane and the light receiving surface 13 of the solar cell panel 12 is determined in consideration of various conditions such as the latitude of the installation location and the environment.

本実施形態では、太陽電池アレイ11が南向きに設置される場合を想定する。ここでは、複数の太陽電池アレイ11が配列される方向を前後方向と規定し、太陽電池アレイ11の受光面13が向けられる方向(本実施形態では南側)を前方とする。図1に示される例では、太陽電池アレイ11−1〜11−6は、太陽電池アレイ11−1が太陽電池アレイ群10の北端(後端)に位置し、さらに、太陽電池アレイ11−6が太陽電池アレイ群10の南端(前端)に位置するように、南北方向に並んで配列される。太陽電池アレイ11−1〜11−6の各々において、太陽電池パネル12が配列されている方向は東西方向に対応する。   In this embodiment, the case where the solar cell array 11 is installed southward is assumed. Here, the direction in which the plurality of solar cell arrays 11 are arranged is defined as the front-rear direction, and the direction in which the light receiving surface 13 of the solar cell array 11 is directed (south side in the present embodiment) is the front. In the example shown in FIG. 1, the solar cell arrays 11-1 to 11-6 are such that the solar cell array 11-1 is located at the north end (rear end) of the solar cell array group 10, and further the solar cell array 11-6. Are arranged side by side in the north-south direction so as to be located at the south end (front end) of the solar cell array group 10. In each of the solar cell arrays 11-1 to 11-6, the direction in which the solar cell panels 12 are arranged corresponds to the east-west direction.

本実施形態に係る太陽光発電システムは、太陽電池アレイ群10の両端に位置する太陽電池アレイ11の少なくとも一方の太陽電池アレイ11の傾斜角が太陽電池アレイ群10のうちの他の太陽電池アレイ11の傾斜角よりも大きくなるように、設計されている。ここで、太陽電池アレイ群10の両端に位置する太陽電池アレイ11は、太陽電池アレイ11が配列される方向において最も外側に位置する太陽電池アレイ11を指す。図1に示されるような太陽電池アレイ11−1〜11−6が南北方向に配置される例では、太陽電池アレイ群10の両端に位置する太陽電池アレイ11は、北端の太陽電池アレイ11−1及び南端の太陽電池アレイ11−6である。   In the photovoltaic power generation system according to this embodiment, the inclination angle of at least one of the solar cell arrays 11 of the solar cell array 11 positioned at both ends of the solar cell array group 10 is another solar cell array in the solar cell array group 10. It is designed to be larger than 11 inclination angles. Here, the solar cell arrays 11 positioned at both ends of the solar cell array group 10 indicate the solar cell arrays 11 positioned on the outermost side in the direction in which the solar cell arrays 11 are arranged. In the example where the solar cell arrays 11-1 to 11-6 as shown in FIG. 1 are arranged in the north-south direction, the solar cell arrays 11 located at both ends of the solar cell array group 10 are the solar cell arrays 11- at the north end. 1 and the solar cell array 11-6 at the south end.

日本では通常、架台は、日本工業規格によって制定された太陽電池アレイ用支持物設計標準(design guide on structures for photovoltaic array)であるJIS C8955(2004)に準拠して設計される。JIS C8955(2004)では、太陽電池アレイ(太陽電池パネルを複数並べて配線したもの)の質量による固定荷重、風圧力による風荷重、太陽電池パネル表面に積もった雪による積雪荷重、及び地震力による地震荷重の4種類の荷重を想定した上で、架台を設計することが定められている。これらの荷重の組み合わせは設置環境により異なるが、風圧荷重は、多くの太陽光発電所で考慮しなければならない荷重である。JIS C8955(2004)では、風圧荷重は、下記式(1)に従って算出するとされている。   In Japan, the gantry is usually designed according to JIS C8955 (2004), which is a design guide on structures for photovoltaic array established by Japanese Industrial Standards. According to JIS C8955 (2004), a fixed load due to the mass of a solar cell array (a plurality of solar cell panels arranged and wired), a wind load due to wind pressure, a snow load due to snow accumulated on the surface of the solar cell panel, and an earthquake due to seismic force It is stipulated that the gantry should be designed after assuming four types of loads. Although the combination of these loads varies depending on the installation environment, the wind pressure load is a load that must be considered in many photovoltaic power plants. According to JIS C8955 (2004), the wind pressure load is calculated according to the following formula (1).

ここで、Wは風圧荷重(N)であり、Cは風力係数であり、qは、風速圧(N/m)であり、Aは、受風面積(m)である。風力係数Cは、太陽電池アレイ11を地上に設置する形態では、太陽電池アレイの傾斜角をパラメータとする近似式に従って算出される。風速圧qは、設置環境に応じて決定される。JIS C8955(2004)には、地上設置の形態において「架台が複数の場合には、周囲端部は近似式の値を、中央部は近似式の値の1/2を使用してもよい」と記載されている。JIS C8955(2004)には、周囲端部及び中央部の区分けについての明確な記載はない。何の防風対策も施さない場合には、安全性を考慮すると、例えば、図1に示される領域51を中央部と見なすのが妥当である。本実施形態に係る太陽光発電システムでは、太陽電池アレイ群10の両端に位置する太陽電池アレイ11の少なくとも一方の傾斜角を大きくすることで、後述するような防風効果が得られる。このため、領域51よりも広い領域52を中央部と見なしたとしても安全性を確保することができる。領域52には、例えば、太陽電池アレイ群10の両端に位置する太陽電池アレイ11−1及び11−6を除いた太陽電池アレイ11−2〜11−5が含まれる。中央部と見なせる領域が広くなると、架台20及び基礎30を軽量化することができ、架台20及び基礎30に係るコストを低減することができる。 Here, W p is a wind pressure load (N), C w is a wind force coefficient, q p is a wind speed pressure (N / m 2 ), and A w is a wind receiving area (m 2 ). . In the embodiment in which the solar cell array 11 is installed on the ground, the wind force coefficient Cw is calculated according to an approximate expression using the inclination angle of the solar cell array as a parameter. Wind pressure q p is determined according to the installation environment. JIS C8955 (2004) states that in the form of ground installation, when there are a plurality of mounts, the value of the approximate expression may be used for the peripheral edge and the value of the approximate expression may be used for the central part. It is described. In JIS C8955 (2004), there is no clear description about the division of the peripheral end portion and the central portion. In the case where no windbreak countermeasures are taken, considering safety, for example, it is appropriate to consider the region 51 shown in FIG. 1 as the central portion. In the photovoltaic power generation system according to the present embodiment, a windproof effect as described later can be obtained by increasing the inclination angle of at least one of the solar cell arrays 11 located at both ends of the solar cell array group 10. For this reason, safety can be ensured even if the region 52 wider than the region 51 is regarded as the central portion. The region 52 includes, for example, solar cell arrays 11-2 to 11-5 excluding the solar cell arrays 11-1 and 11-6 located at both ends of the solar cell array group 10. When the area that can be regarded as the central portion is widened, the gantry 20 and the foundation 30 can be reduced in weight, and the costs related to the gantry 20 and the foundation 30 can be reduced.

図3は、本実施形態の第1例に係る太陽光発電システムを概略的に示す側面図である。図3では、架台20及び基礎30が省略されている。図3に示される太陽光発電システムでは、太陽電池アレイ群10は、南向きに設置されたN個の太陽電池アレイ11−1〜11−Nを含む。ここで、Nは3以上の整数である。北端の太陽電池アレイ11−1及び南端の太陽電池アレイ11−Nの傾斜角は、太陽電池アレイ群10の中間部に配置された、すなわち、太陽電池アレイ11−1と太陽電池アレイ11−Nとの間に配置された太陽電池アレイ11−2〜11−(N−1)の傾斜角よりも大きい。典型的には、太陽電池アレイ11−2〜11−(N−1)の傾斜角は、互いに等しい。この場合、太陽電池アレイ11−1〜11−Nの傾斜角をθ〜θと表すと、θ>θ、θ>θ、θ=θ=・・・=θN−1である。太陽電池アレイ11−1の傾斜角θは、太陽電池アレイ11−Nの傾斜角θと等しくてもよく、異なっていてもよい。 FIG. 3 is a side view schematically showing the photovoltaic power generation system according to the first example of the present embodiment. In FIG. 3, the gantry 20 and the foundation 30 are omitted. In the photovoltaic power generation system shown in FIG. 3, the solar cell array group 10 includes N solar cell arrays 11-1 to 11 -N installed in the south direction. Here, N is an integer of 3 or more. The inclination angles of the solar cell array 11-1 at the north end and the solar cell array 11-N at the south end are arranged in the middle part of the solar cell array group 10, that is, the solar cell array 11-1 and the solar cell array 11-N. It is larger than the inclination angle of the solar cell arrays 11-2 to 11- (N-1) disposed between the two. Typically, the inclination angles of the solar cell arrays 11-2 to 11- (N-1) are equal to each other. In this case, when the inclination angles of the solar cell arrays 11-1 to 11-N are expressed as θ 1 to θ N , θ 1 > θ 2 , θ N > θ 2 , θ 2 = θ 3 =... = Θ N -1 . Inclination angle theta 1 of the solar cell array 11-1 may be equal to the inclination angle theta N of solar battery array 11-N, may be different.

図4は、太陽電池アレイ11が30°の傾斜角で設置された太陽電池アレイ群10に後方から横風が吹く場合における風の流れをシミュレーションした結果を示している。図5は、図4に示されるシミュレーション結果に基づく風の流れを模式的に示している。シミュレーションでは、架台20及び基礎30は風の流れに対する影響が小さいため考慮していない。図4及び図5に示されるように、風の流れは、後端の太陽電池アレイ11−1によってせき止められ、風向きが変えられる。その結果、太陽電池アレイ11−1の風下に広いよどみ領域60が生じ、風が太陽電池アレイ11−2に直接当たらなくなる。   FIG. 4 shows the result of simulating the flow of wind when a cross wind blows from behind to the solar cell array group 10 in which the solar cell array 11 is installed at an inclination angle of 30 °. FIG. 5 schematically shows a wind flow based on the simulation result shown in FIG. In the simulation, the gantry 20 and the foundation 30 are not considered because the influence on the wind flow is small. As shown in FIGS. 4 and 5, the wind flow is blocked by the solar cell array 11-1 at the rear end, and the wind direction is changed. As a result, a wide stagnation region 60 is generated in the lee of the solar cell array 11-1, and the wind does not directly hit the solar cell array 11-2.

図6、図7及び図8は、太陽電池アレイ11の傾斜角が5°、10°及び15°である場合において、後方から太陽電池アレイ11に吹き付ける風の流れをシミュレーションした結果を示している。図6、図7及び図8において、太陽電池アレイ11の風下において20m/sの流速を示すコンターを破線によって強調して示している。破線の内側は、流速が20m/s以下の領域である。図6、図7及び図8からは、両方向矢印で示されるように、太陽電池アレイ11の風下において流速が比較的低い領域は、傾斜角が大きくなるにつれて広くなっていることがわかる。特に、傾斜角が15°の場合、太陽電池アレイ11による風の剥離が生じており、それにより、流速が低い領域は飛躍的に広くなっている。図9に、図7に示されるシミュレーション結果に基づく風の流れを模式的に示す。図9に示されるように、風の流れは、太陽電池アレイ11−1によって充分にはせき止められず、風向きはわずかに変化する程度である。そのため、太陽電池アレイ11の風下に生じるよどみ領域60は小さく、風は太陽電池アレイ11−2にも直接当たる。その結果、太陽電池アレイ11−2に作用する風圧荷重は、太陽電池アレイ11−1の風圧荷重の1/2以下にはならない。   6, 7, and 8 show results of simulating the flow of wind blown from the rear toward the solar cell array 11 when the inclination angle of the solar cell array 11 is 5 °, 10 °, and 15 °. . In FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8, contours showing a flow velocity of 20 m / s in the lee of the solar cell array 11 are highlighted by broken lines. The inside of the broken line is a region where the flow velocity is 20 m / s or less. 6, 7, and 8, it can be seen that the region where the flow velocity is relatively low in the lee of the solar cell array 11 becomes wider as the inclination angle increases, as indicated by the double-headed arrow. In particular, when the inclination angle is 15 °, the separation of the wind by the solar cell array 11 occurs, and as a result, the region where the flow velocity is low is dramatically widened. FIG. 9 schematically shows a wind flow based on the simulation result shown in FIG. As shown in FIG. 9, the wind flow is not sufficiently blocked by the solar cell array 11-1, and the wind direction is slightly changed. Therefore, the stagnation region 60 generated in the lee of the solar cell array 11 is small, and the wind directly hits the solar cell array 11-2. As a result, the wind pressure load acting on the solar cell array 11-2 does not become 1/2 or less of the wind pressure load of the solar cell array 11-1.

図4、図6、図7及び図8に示されるシミュレーション結果からは、太陽電池アレイ11の傾斜角が15°以上であれば、この太陽電池アレイ11の風下に位置する他の太陽電池アレイ11に対する充分な防風効果が得られること、すなわち、風下に位置する他の太陽電池アレイ11に作用する風圧を充分に低減できることがわかる。   From the simulation results shown in FIGS. 4, 6, 7, and 8, if the inclination angle of the solar cell array 11 is 15 ° or more, the other solar cell array 11 positioned leeward of the solar cell array 11. It can be seen that a sufficient windproof effect for the solar cell array 11 can be obtained, that is, the wind pressure acting on the other solar cell array 11 located leeward can be sufficiently reduced.

図10は、高さhの障壁に吹き付ける風の流れをシミュレーションした結果を示している。このシミュレーションは、太陽電池アレイ11の傾斜角を90°とした場合に相当する。図10からは、障壁から5.5×hの距離離れた付近まで太陽電池アレイによる防風効果が得られることがわかる。障壁の高さhは、太陽電池アレイ11の最大高さと見なすことができる。従って、端の太陽電池アレイ11とこれに隣接する太陽電池アレイ11との間のピッチは、端の太陽電池アレイ11の最大高さの5.5倍以下とすることが望ましい。図3に示されるように、後端の太陽電池アレイ11−1とこれに隣接する太陽電池アレイ11−2との間のピッチは、太陽電池アレイ11−1の後端(最大高さの位置に対応する)から太陽電池アレイ11−2の後端までの水平方向の距離Lを指す。前端の太陽電池アレイ11−Nとこれに隣接する太陽電池アレイ11−(N−1)との間のピッチは、太陽電池アレイ11−Nの後端(最大高さの位置に対応する)から太陽電池アレイ11−(N−1)の前端までの水平方向の距離Lを指す。 FIG. 10 shows the result of simulating the flow of wind blowing on the barrier with height h. This simulation corresponds to the case where the inclination angle of the solar cell array 11 is 90 °. FIG. 10 shows that the windbreak effect by the solar cell array can be obtained up to the vicinity of the distance of 5.5 × h from the barrier. The height h of the barrier can be regarded as the maximum height of the solar cell array 11. Therefore, the pitch between the end solar cell array 11 and the solar cell array 11 adjacent to the end solar cell array 11 is desirably 5.5 times or less the maximum height of the end solar cell array 11. As shown in FIG. 3, the pitch between the solar cell array 11-1 at the rear end and the solar cell array 11-2 adjacent to the rear end solar cell array 11-1 is the rear end (position of the maximum height). from the corresponding) to point to the horizontal distance L 1 to the rear end of the solar cell array 11-2. The pitch between the solar cell array 11-N at the front end and the solar cell array 11- (N-1) adjacent thereto is from the rear end (corresponding to the position of the maximum height) of the solar cell array 11-N. The horizontal distance L to the front end of the solar cell array 11- (N-1) is indicated.

図11は、本実施形態の第2例に係る太陽光発電システムを概略的に示す側面図である。図11では、架台20及び基礎30が省略されている。図11に示される太陽光発電システムでは、太陽電池アレイ群10は、南向きに設置されたM個の太陽電池アレイ11−1〜11−Mを含む。ここで、Mは2以上の整数である。南端の太陽電池アレイ11−Mの傾斜角θは、太陽電池アレイ11−1〜11−(M−1)の傾斜角θ〜θM−1よりも大きい。第2例では、典型的には、太陽電池アレイ11−1〜11−(M−1)の傾斜角θ〜θM−1は互いに等しい。すなわち、θ>θ=θ=・・・=θM−1である。図11に示される太陽光発電システムでは、南風が南端の太陽電池アレイ11−Mによって効果的に遮られるので、太陽電池アレイ11−1〜11−(M−1)に作用する風圧を低減することができる。 FIG. 11 is a side view schematically showing a photovoltaic power generation system according to the second example of the present embodiment. In FIG. 11, the gantry 20 and the foundation 30 are omitted. In the solar power generation system shown in FIG. 11, solar cell array group 10 includes M solar cell arrays 11-1 to 11 -M installed in the south direction. Here, M is an integer of 2 or more. Inclination angle theta M of the southern tip of the solar cell array 11-M is larger than the inclination angle θ 1 M-1 of the solar cell array 11-1~11- (M-1). In the second example, typically, the inclination angle θ 1 M-1 of the solar cell array 11-1~11- (M-1) are equal to each other. That is, θ M > θ 1 = θ 2 =... = Θ M−1 . In the solar power generation system shown in FIG. 11, the south wind is effectively blocked by the solar cell array 11 -M at the south end, so that the wind pressure acting on the solar cell arrays 11-1 to 11-(M−1) is reduced. can do.

図12は、本実施形態の第3例に係る太陽光発電システムを概略的に示す側面図である。図12では、架台20及び基礎30が省略されている。図12に示される太陽光発電システムでは、太陽電池アレイ群10は、南向きに設置されたM個の太陽電池アレイ11−1〜11−Mを含む。北端の太陽電池アレイ11−1の傾斜角θは、太陽電池アレイ11−2〜11−(M−1)の傾斜角θ〜θM−1よりも大きい。第3例では、典型的には、太陽電池アレイ11−2〜11−Mの傾斜角θ〜θは互いに等しい。すなわち、θ>θ=θ=・・・=θである。図12に示される太陽光発電システムでは、北風が北端の太陽電池アレイ11−1によって効果的に遮られるので、太陽電池アレイ11−2〜11−Mに作用する風圧を低減することができる。 FIG. 12 is a side view schematically showing a photovoltaic power generation system according to the third example of the present embodiment. In FIG. 12, the gantry 20 and the foundation 30 are omitted. In the solar power generation system shown in FIG. 12, the solar cell array group 10 includes M solar cell arrays 11-1 to 11-M installed in the south direction. Inclination angle theta 1 of the northern end of the solar cell array 11-1 is larger than the inclination angle θ 2M-1 of the solar cell array 11-2~11- (M-1). In a third example, typically, the inclination angle theta 2 through? M of the solar cell array 11-2 to 11-M are equal to each other. That is, θ 1 > θ 2 = θ 3 =... = Θ M. In the photovoltaic power generation system shown in FIG. 12, the north wind is effectively blocked by the solar cell array 11-1 at the northern end, so that the wind pressure acting on the solar cell arrays 11-2 to 11-M can be reduced.

一般に、太陽電池アレイ11を傾斜して設置した場合、後方からの風は、前方からの風よりも太陽電池アレイ11に大きな風圧を作用させる。このため、前端の太陽電池アレイ11の傾斜角をより大きくする形態(第2例)よりも、後端の太陽電池アレイ11の傾斜角をより大きくする形態(第3例)の方が好ましい。   In general, when the solar cell array 11 is installed at an inclination, the wind from the rear acts a larger wind pressure on the solar cell array 11 than the wind from the front. For this reason, the form (3rd example) which makes the inclination angle of the solar cell array 11 of a rear end larger than the form (2nd example) which makes the inclination angle of the solar cell array 11 of a front end larger.

太陽光発電システムの設置方法の1つに、太陽電池パネル、架台及び基礎を工場で組み立てて、組立品(太陽電池ユニットと称する)を設置場所まで運搬する方法がある。この方法を用いる場合、通常は、太陽電池パネルの傾斜角が異なる太陽電池ユニットを用意する。これに代えて、図13に示されるように、地面Gを斜めに掘り、そこへ太陽電池パネルが通常の傾斜角で固定された太陽電池ユニットを設置することで、他の太陽電池アレイよりも大きい傾斜角で太陽電池アレイ11を設置してもよい。他の例では、図14に示されるように、太陽電池ユニットに、幅方向(東西方向)に直交する断面が略台形状に形成されている基礎30を用いることで、他の太陽電池アレイよりも大きい傾斜角で太陽電池アレイ11を設置してもよい。これらの例は、他の太陽電池アレイと同じ構造の架台20を用いることができるという利点を有する。さらに他の例では、複数の太陽電池パネルを異なる傾斜角で架台に固定した太陽電池ユニットを用意する。具体的には、図15に示されるように、太陽電池パネル12Bを他の太陽電池アレイの傾斜角と同じ角度で架台20に固定し、太陽電池パネル12Aを他の太陽電池アレイの傾斜角よりも大きい角度で架台20に固定する。太陽電池パネル12Aは太陽電池パネル12Bの後方側に位置し、太陽電池パネル12Aの下端が太陽電池パネル12Bの上端に対向している。   One method of installing a solar power generation system is a method of assembling a solar cell panel, a gantry, and a foundation at a factory, and transporting an assembly (referred to as a solar cell unit) to an installation location. When this method is used, solar cell units having different inclination angles of solar cell panels are usually prepared. Instead, as shown in FIG. 13, the ground G is dug diagonally, and a solar cell unit in which the solar cell panel is fixed at a normal inclination angle is installed there, so that it is more than other solar cell arrays. The solar cell array 11 may be installed with a large inclination angle. In another example, as shown in FIG. 14, by using a foundation 30 in which a cross section perpendicular to the width direction (east-west direction) is formed in a substantially trapezoidal shape, the solar cell unit is more than the other solar cell array. The solar cell array 11 may be installed with a large inclination angle. These examples have the advantage that the gantry 20 having the same structure as other solar cell arrays can be used. In yet another example, a solar cell unit in which a plurality of solar cell panels are fixed to a gantry at different inclination angles is prepared. Specifically, as shown in FIG. 15, the solar cell panel 12B is fixed to the gantry 20 at the same angle as the inclination angle of the other solar cell array, and the solar cell panel 12A is determined from the inclination angle of the other solar cell array. Is fixed to the gantry 20 at a large angle. The solar cell panel 12A is located on the rear side of the solar cell panel 12B, and the lower end of the solar cell panel 12A is opposed to the upper end of the solar cell panel 12B.

なお、本実施形態に係る太陽光発電システムの配置は、図1に示される太陽電池アレイ11の配置例に限定されない。例えば、太陽光発電システムは、図16に示されるように、太陽電池アレイごとに幅が異なっていてもよい。より具体的には、太陽電池アレイ11−2の幅が太陽電池アレイ11−1の幅より大きく、太陽電池アレイ11−3の幅が太陽電池アレイ11−2の幅より大きいといったように、太陽電池アレイ11の幅が前方(南側)のものほど大きい。これとは反対に、太陽電池アレイ11の幅が前方(南側)のものほど小さくなっていてもよい。   In addition, arrangement | positioning of the solar power generation system which concerns on this embodiment is not limited to the example of arrangement | positioning of the solar cell array 11 shown by FIG. For example, as shown in FIG. 16, the photovoltaic power generation system may have a different width for each solar cell array. More specifically, the solar cell array 11-2 is wider than the solar cell array 11-1, and the solar cell array 11-3 is wider than the solar cell array 11-2. The battery array 11 has a larger width in front (south side). On the contrary, the solar cell array 11 may have a smaller width toward the front (south side).

以上のように、本実施形態に係る太陽光発電システムでは、太陽電池アレイ群の両端に位置する太陽電池アレイのうちの少なくとも一方の太陽電池アレイの傾斜角は、太陽電池アレイ群の他の太陽電池アレイの傾斜角より大きい。これにより、太陽電池アレイ群の中央部に位置する太陽電池アレイに作用する風圧が低減される。この結果、安全性を確保しながら、基礎及び架台の低コスト化を実現することができる。   As described above, in the solar power generation system according to the present embodiment, the inclination angle of at least one of the solar cell arrays positioned at both ends of the solar cell array group is the other sun of the solar cell array group. It is larger than the inclination angle of the battery array. Thereby, the wind pressure which acts on the solar cell array located in the center part of a solar cell array group is reduced. As a result, cost reduction of the foundation and the gantry can be realized while ensuring safety.

(第2の実施形態)
図17は、第2の実施形態に係る太陽光発電システムを概略的に示す側面図である。図17では、架台及び基礎が省略されている。図17に示される太陽光発電システムは、太陽電池アレイ群10を備え、この太陽電池アレイ群10は、南向きに配置されたM個の太陽電池アレイ11−1〜11−Mを含む。本実施形態に係る太陽光発電システムは、北端の太陽電池アレイ11−1の傾斜角が他の太陽電池アレイ11−2〜11−Mの傾斜角よりも小さくなるように、設計されている。この設計では、太陽電池アレイ11−1〜11−Mに作用する風圧が均一化される。従って、太陽電池アレイ11−1〜11−Mの架台及び基礎の強度を均一にすることができ、全ての太陽電池アレイ11−1〜11−Mについて架台及び基礎の材料などを共通化することができる。その結果として、コストを低減することができる。
(Second Embodiment)
FIG. 17 is a side view schematically showing a photovoltaic power generation system according to the second embodiment. In FIG. 17, the gantry and the foundation are omitted. The solar power generation system shown in FIG. 17 includes a solar cell array group 10, and this solar cell array group 10 includes M solar cell arrays 11-1 to 11-M arranged in the south direction. The photovoltaic power generation system according to the present embodiment is designed so that the inclination angle of the solar cell array 11-1 at the northern end is smaller than the inclination angles of the other solar cell arrays 11-2 to 11-M. In this design, the wind pressure acting on the solar cell arrays 11-1 to 11-M is made uniform. Therefore, it is possible to make the strength of the bases and foundations of the solar cell arrays 11-1 to 11-M uniform, and to make the bases and base materials common to all the solar cell arrays 11-1 to 11-M. Can do. As a result, cost can be reduced.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10…太陽電池アレイ群、11…太陽電池アレイ、12…太陽電池パネル、13…受光面、14…背面、20…架台、21…取付部、22…支柱、23…横部材、24…支持台、25…取付桟、30…基礎。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Solar cell array group, 11 ... Solar cell array, 12 ... Solar cell panel, 13 ... Light-receiving surface, 14 ... Back surface, 20 ... Mount, 21 ... Mounting part, 22 ... Support | pillar, 23 ... Cross member, 24 ... Support stand 25 ... Mounting bars, 30 ... Basics.

Claims (9)

複数の太陽電池アレイを含む太陽電池アレイ群を具備し、
前記太陽電池アレイ群の両端に位置する太陽電池アレイの少なくとも一方の太陽電池アレイの傾斜角は、前記太陽電池アレイ群のうちの他の太陽電池アレイの傾斜角よりも大きいことを特徴とする太陽光発電システム。
A solar cell array group including a plurality of solar cell arrays;
The sun, wherein an inclination angle of at least one of the solar cell arrays located at both ends of the solar cell array group is larger than an inclination angle of another solar cell array in the solar cell array group. Photovoltaic system.
前記少なくとも一方の太陽電池アレイは、前記太陽電池アレイ群の後端に位置する太陽電池アレイであることを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電システム。   The solar power generation system according to claim 1, wherein the at least one solar cell array is a solar cell array located at a rear end of the solar cell array group. 前記複数の太陽電池アレイは南向きに設置され、前記少なくとも一方の太陽電池アレイは、前記太陽電池アレイ群の北端に位置する太陽電池アレイであることを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電システム。   2. The sunlight according to claim 1, wherein the plurality of solar cell arrays are installed facing south, and the at least one solar cell array is a solar cell array positioned at a north end of the solar cell array group. Power generation system. 前記少なくとも一方の太陽電池アレイの傾斜角は、15°以上であることを特徴とする請求項1及至3のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。   The solar power generation system according to any one of claims 1 to 3, wherein an inclination angle of the at least one solar cell array is 15 ° or more. 前記少なくとも一方の太陽電池アレイと前記少なくとも一方の太陽電池アレイに隣接する太陽電池アレイとのピッチは、前記少なくとも一方の太陽電池アレイの最大高さの5.5倍以下であることを特徴とする請求項1及至4のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。   The pitch between the at least one solar cell array and the solar cell array adjacent to the at least one solar cell array is not more than 5.5 times the maximum height of the at least one solar cell array. The photovoltaic power generation system according to any one of claims 1 to 4. 前記少なくとも一方の太陽電池アレイを支持する架台と、
前記架台を地面に固定する基礎と、
をさらに具備し、
前記基礎は、斜めに掘られた前記地面に設けられることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。
A gantry supporting the at least one solar cell array;
A foundation for fixing the mount to the ground;
Further comprising
The said foundation is provided in the said ground dug diagonally, The solar power generation system as described in any one of the Claims 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned.
前記少なくとも一方の太陽電池アレイを支持する架台と、
前記架台を地面に固定する基礎であって、幅方向に直交する断面形状が略台形状に形成されている基礎と、
をさらに具備する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。
A gantry supporting the at least one solar cell array;
A foundation for fixing the gantry to the ground, and a foundation in which a cross-sectional shape orthogonal to the width direction is formed in a substantially trapezoidal shape;
The solar power generation system according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記少なくとも一方の太陽電池アレイを支持する架台と、
前記架台を地面に固定する基礎と、
をさらに具備し、
前記少なくとも一方の太陽電池アレイは、前記他の太陽電池アレイの傾斜角と同じ角度で前記架台に支持される第1の太陽電池パネルと、前記他の太陽電池アレイの傾斜角より大きい角度で前記架台に支持される第2の太陽電池パネルと、を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。
A gantry supporting the at least one solar cell array;
A foundation for fixing the mount to the ground;
Further comprising
The at least one solar cell array includes a first solar cell panel supported by the mount at the same angle as an inclination angle of the other solar cell array, and an angle larger than the inclination angle of the other solar cell array. A solar power generation system according to any one of claims 1 to 5, further comprising a second solar cell panel supported by the gantry.
前記複数の太陽電池アレイは、前方に位置するものほど幅が大きいことを特徴する請求項1乃至8のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。   The solar power generation system according to any one of claims 1 to 8, wherein the plurality of solar cell arrays have a larger width as they are positioned forward.
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