JP2016021847A - Pipe structure for installing photovoltaic power generation panel and assembly method of the same - Google Patents

Pipe structure for installing photovoltaic power generation panel and assembly method of the same Download PDF

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谷口 実
Minoru Taniguchi
実 谷口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel having a wide frontage and to provide an assembly method of the same.SOLUTION: The pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel for installing the photovoltaic power generation panel by raising it from the ground includes a circular arc-shaped arch part (4) to be fixed at a middle point of a beam (31) along a long side of a rectangle in plan view and both poles (2). The frontage may be as wide as 10 m. By fixing the beam (31) along a short side of the rectangle, the arch part (4), and the beam (31) along the long side of the rectangle in this order, accurate and easy assembly is possible.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、太陽光発電パネル設置用パイプ構造及びその組立方法に関する。   The present invention relates to a pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel and an assembling method thereof.

太陽光発電パネル設置用の架台としてパイプ材等の柱状材を用いるものは、例えば特許文献1及び特許文献2に示す各種のものが知られている。   For example, various types shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known that use a columnar material such as a pipe material as a mount for installing a photovoltaic power generation panel.

近年、太陽光発電パネル設置のための専用スペースを設けることなく、農地、駐車場等において太陽光発電を行うことが広く行われている。この場合、架台内部に太陽光の到達するパイプ材は、(特に農地において)好まれる。   In recent years, solar power generation has been widely performed in farmland, parking lots, etc. without providing a dedicated space for installing a solar power generation panel. In this case, a pipe material in which sunlight reaches the inside of the gantry is preferred (especially in farmland).

農地ではトラクター等の出し入れのため、駐車場では自動車の出し入れのため、間口(少なくとも1つの方向における支柱の間隔)を広くとることが好ましい。しかし、パイプ材を用いて架台を構成する場合、間口を広くとることに困難があった。パイプ材は所定の長さ(以下「設計最大長」と言う。)以下のものに限られ、太陽光発電パネルを設置する上方のパイプ材の設計最大長以下の間隔で支柱を設置する必要があるためである。パイプ材をジョイントで接合して長くすることは可能であるが、この場合には太陽光発電パネルの重量を支える強度が保てなかった。   It is preferable to widen the frontage (the interval between the columns in at least one direction) in order to take in and out tractors and the like in farmland and in and out of cars in parking lots. However, when using a pipe material to construct the gantry, it has been difficult to widen the frontage. The pipe material is limited to a predetermined length (hereinafter referred to as the “design maximum length”) or less, and it is necessary to install the struts at an interval less than the design maximum length of the upper pipe material where the photovoltaic power generation panel is installed. Because there is. Although it is possible to lengthen the pipe material by joining it with a joint, in this case, the strength to support the weight of the photovoltaic power generation panel could not be maintained.

特開2014−031627号公報JP 2014-031627 A 特開2014−034760号公報JP 2014-034760 A

青木他「太陽電池の発電量に及ぼす雪面反射の影響」:エネルギー環境システム研究所紀要第10巻Aoki et al. "Effects of snow surface reflection on the amount of power generated by solar cells"

本発明は、広い間口を有する太陽光発電パネル設置用パイプ構造及びその組立方法を提供することを課題とする。   This invention makes it a subject to provide the pipe structure for photovoltaic power generation panel installation which has a wide frontage, and its assembly method.

本発明の太陽光発電パネル設置用パイプ構造は、
太陽光発電パネルを地面から持ち上げて設置するための太陽光発電パネル設置用パイプ構造であって、
平面視長方形の4辺の各辺に設けられた下側梁及び上側梁と、
前記長方形の長辺に沿う前記下側梁と上側梁を連結する柱部材と、
前記長方形の頂点位置において前記下側梁及び上側梁を地面から持ち上げる4本の支柱と、
前記長辺に沿う前記下側梁の中点と該長辺の両端に配される2の前記支柱とに固定されるアーチ部と、
前記上側梁に固定され、太陽光発電パネルを固定する回転軸を挿入する軸受とを備え、
前記長方形の長辺はパイプの設計最大長よりも大きな拡幅長の長さを有し、
前記長方形の短辺はパイプの設計最大長よりも小さな長さを有し、
前記アーチ部は、前記拡幅長の80%〜120%の半径である円弧形状を有し、
前記4本の支柱以外の支柱を有さず、又は、2つの前記長辺の少なくとも一方においてその中央に支柱を有さない前記設計最大長以上の長さの区間を有することを特徴とする。
The pipe structure for installing the photovoltaic power generation panel of the present invention is
A photovoltaic panel installation pipe structure for lifting and installing a photovoltaic panel from the ground,
A lower beam and an upper beam provided on each of the four sides of the rectangle in plan view;
A column member connecting the lower beam and the upper beam along the long side of the rectangle;
Four struts for lifting the lower and upper beams from the ground at the top of the rectangle;
An arch portion fixed to the midpoint of the lower beam along the long side and the two struts arranged at both ends of the long side;
A bearing that is fixed to the upper beam and that inserts a rotating shaft that fixes the photovoltaic power generation panel;
The long side of the rectangle has a length of a widening length larger than the maximum design length of the pipe,
The short side of the rectangle has a length smaller than the maximum design length of the pipe;
The arch portion has an arc shape having a radius of 80% to 120% of the widening length,
There is no support other than the four support pillars, or at least one of the two long sides has a section having a length longer than the maximum design length without a support pillar at the center.

長辺に沿う下側梁及び上側梁は、1本のパイプによるものではなく、ジョイントによって接合される。このため、そのままでは強度が不十分である。アーチ部によって強度を保つ。アーチ部は、筋交とは相違し、下側梁の中点に到達する。下側梁を安定して支え、強度を保つことができる。
また、太陽光発電パネルが上側梁で支えられ、太陽光発電パネルへの風圧等による擾乱力が下側梁の局所に集中しない。
The lower and upper beams along the long side are joined by a joint, not by a single pipe. For this reason, the strength is insufficient as it is. Strength is maintained by the arch part. The arch part is different from the bracing and reaches the midpoint of the lower beam. The lower beam can be supported stably and the strength can be maintained.
In addition, the photovoltaic power generation panel is supported by the upper beam, and disturbance force due to wind pressure or the like on the photovoltaic power generation panel is not concentrated locally on the lower beam.

本発明の太陽光発電パネル設置用パイプ構造は、
前記アーチ部は、アーチ部ジョイントによって接合される少なくとも3つの部分を備え、
前記アーチ部ジョイントが前記下側梁の中点に対応する箇所とは異なる箇所に設けられていることを特徴とする。
The pipe structure for installing the photovoltaic power generation panel of the present invention is
The arch comprises at least three parts joined by an arch joint,
The arch joint is provided at a location different from the location corresponding to the midpoint of the lower beam.

アーチ部も設計最大長より長く、ジョイントによって接合する。下側梁を支える箇所にはジョイントを設けず、強度を確保する。   The arch is also longer than the maximum design length and is joined by a joint. Do not provide a joint at the place that supports the lower beam, and ensure strength.

本発明の太陽光発電パネル設置用パイプ構造は、
前記アーチ部の下端に、前記支柱と平行な直線部を有することを特徴とする。
The pipe structure for installing the photovoltaic power generation panel of the present invention is
The lower end of the arch portion has a straight portion parallel to the support column.

アーチ部中央で下側梁からの力を支えることで、アーチ部の両下端には、アーチ部を延伸する方向の(アーチ部に結合される2本の支柱を引き離す方向の)力がかかる。かかる力は、支柱とアーチ部とが角度を有して1点で結合されるよりも、支柱とアーチ部とが平行であるほうが支柱によって支持しやすい。必要に応じて2箇所以上で支柱とアーチ部とを結合することも可能である。   By supporting the force from the lower beam at the center of the arch part, a force in the direction of extending the arch part (in the direction of separating two struts coupled to the arch part) is applied to both lower ends of the arch part. Such a force is more easily supported by the support column when the support column and the arch portion are parallel than when the support column and the arch portion are coupled at a single point at an angle. It is also possible to connect the support column and the arch portion at two or more places as required.

本発明の太陽光発電パネル設置用パイプ構造は、
前記支柱の基端は、互いに異なる方向に下向きに開いた3以上のアンカーを備えることを特徴とする。
The pipe structure for installing the photovoltaic power generation panel of the present invention is
The base end of the column includes three or more anchors opened downward in different directions.

支柱の基端には、上述の水平方向の力、及び太陽光発電パネルへの風圧等による垂直方向の(支柱を引き抜く方向の)力がかかる。この力を、基端を強く固定して支える。一方、特に農地においては、大きなコンクリート材等を用いることは好ましくない。あまり大きくない部材で、基端部の水の流れを妨げないように固定する。   The above-described horizontal force and the vertical force (in the direction of pulling out the support column) are applied to the base end of the support column due to the above-described horizontal force and wind pressure applied to the photovoltaic power generation panel. This force is supported by firmly fixing the proximal end. On the other hand, it is not preferable to use a large concrete material or the like particularly in farmland. It is a member that is not so large and is fixed so as not to obstruct the flow of water at the proximal end.

本発明の太陽光発電パネル設置用パイプ構造は、
前記軸受が前記長方形の長辺に沿う前記上側梁に設けられ、
全ての前記軸受が前記柱部材の上端に近接して設けられていることを特徴とする。
The pipe structure for installing the photovoltaic power generation panel of the present invention is
The bearing is provided on the upper beam along the long side of the rectangle;
All the bearings are provided close to the upper end of the column member.

軸受は太陽光パネルの重量を支える。軸受の箇所の上側梁の強度が柱部材によって補われるようにする。ここで「近接して」とは、軸受と柱部材が接触するもののほか、100mm以内の距離にあるものも含む。   The bearing supports the weight of the solar panel. The strength of the upper beam at the bearing location is supplemented by the column member. Here, “in close proximity” includes not only the contact between the bearing and the column member but also the one within a distance of 100 mm.

本発明の太陽光発電パネル設置用パイプ構造は、
前記軸受に貫通され、少なくとも一方の端において屈曲して延伸された回転アームを有する回転軸と、
2以上の前記回転軸の前記回転アームを連結して同一の方向に移動させる回転制御棒とを備え、
前記2以上の回転軸は平行に設けられ、
前記回転制御棒は前記回転軸の軸方向に垂直な方向に延伸された棒状体であることを特徴とする。
The pipe structure for installing the photovoltaic power generation panel of the present invention is
A rotating shaft having a rotating arm that penetrates the bearing and is bent and extended at at least one end;
A rotation control rod that connects the rotating arms of the two or more rotating shafts to move in the same direction;
The two or more rotation axes are provided in parallel,
The rotation control rod is a rod-like body extended in a direction perpendicular to the axial direction of the rotation shaft.

回転制御棒を移動させることで、回転軸が回転する。およそ180度の回転が可能である。   The rotating shaft rotates by moving the rotation control rod. Approximately 180 degrees of rotation is possible.

本発明の太陽光発電装置は、
回転アーム及び回転制御棒を備えた上述の太陽光発電パネル設置用パイプ構造を用い、前記回転軸に太陽光発電パネルを取り付けた太陽光発電装置であって、
前記太陽光発電パネルの受光面の仰角は、前記回転軸が回転することによって少なくとも0度〜60度の範囲で変化することを特徴とする。
The photovoltaic power generator of the present invention is
Using the above-described solar power generation panel installation pipe structure provided with a rotation arm and a rotation control rod, a solar power generation apparatus having a solar power generation panel attached to the rotating shaft,
The elevation angle of the light receiving surface of the photovoltaic power generation panel is characterized in that it changes in a range of at least 0 degrees to 60 degrees as the rotating shaft rotates.

ここで「仰角」とは、受光面の法線が水平面となす角度を言う。受光面が天頂(真上)に向くと90度、受光面が垂直になると0度である。通常は、仰角を南中時の太陽の方向に合わせるかそれよりも少し小さくする。一方、後述のとおり、降雪地域においては仰角を0度以下にできることが好ましい。   Here, the “elevation angle” refers to an angle formed by a normal line of the light receiving surface and a horizontal plane. It is 90 degrees when the light receiving surface faces the zenith (directly above), and 0 degrees when the light receiving surface is vertical. Normally, the elevation angle is adjusted to the sun direction during the south-central time or slightly smaller. On the other hand, as described later, it is preferable that the elevation angle can be set to 0 degrees or less in a snowfall area.

本発明の太陽光発電方法は、
上述の太陽光発電装置を用い、
降雪時には前記仰角を0度以下とすることを特徴とする。
The photovoltaic power generation method of the present invention is
Using the above-mentioned solar power generation device,
When the snow falls, the elevation angle is set to 0 degrees or less.

降雪時には、受光面への積雪を防止するため、仰角を0度又はマイナスとしたい。非降雪時には、任意の仰角としてよい。   When it snows, the elevation angle should be 0 degree or minus to prevent snow accumulation on the light receiving surface. When it is not snowing, any elevation angle may be used.

本発明の太陽光発電パネル設置用パイプ構造の組立方法は、
上記の太陽光発電パネル設置用パイプ構造の組立方法であって、
支柱の基端を打設する工程と、
前記支柱に前記長方形の短辺に沿う前記下側梁及び上側梁を固定する工程と、
前記支柱にアーチ部を固定する工程と、
前記支柱及び前記アーチ部に前記長方形の短辺に沿う前記下側梁を固定する工程とが、この順に実行されることを特徴とする。
The method of assembling the pipe structure for installing the photovoltaic power generation panel of the present invention,
A method for assembling a pipe structure for installing the above photovoltaic power generation panel,
Placing the base end of the support;
Fixing the lower beam and the upper beam along the short side of the rectangle to the column;
Fixing the arch portion to the support column;
The step of fixing the lower beam along the short side of the rectangle to the support column and the arch portion is performed in this order.

長方形の短辺に沿う下側梁及び上側梁を先に固定し、アーチ部を固定した後に、長方形の長辺に沿う下側梁及び上側梁を固定する。アーチ部によって長方形の長辺に沿う下側梁の中点位置が示される。長方形の長辺に沿う下側梁は長いものであるが、正確に水平に固定することが容易である。   After fixing the lower beam and upper beam along the short side of the rectangle first and fixing the arch portion, the lower beam and upper beam along the long side of the rectangle are fixed. The midpoint position of the lower beam along the long side of the rectangle is indicated by the arch part. The lower beam along the long side of the rectangle is long, but it is easy to fix it precisely horizontally.

本発明によれば、広い間口を有する太陽光発電パネル設置用パイプ構造及びその組立方法を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the photovoltaic power generation panel installation pipe structure which has a wide frontage, and its assembly method.

図1は、太陽光発電パネル設置用パイプ構造を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel. 図2は、太陽光発電パネル設置用パイプ構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel. 図3は、アーチ部を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an arch portion. 図4は、アンカーを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an anchor. 図5は、回転機構を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the rotation mechanism.

以下、太陽光発電パネル設置用パイプ構造を示す実施例1、太陽光発電パネル設置用パイプ構造の組立を示す実施例2について説明する。   Hereinafter, Example 1 which shows the pipe structure for solar power generation panel installation, and Example 2 which shows assembly of the pipe structure for solar power generation panel installation are demonstrated.

(太陽光発電パネル設置用パイプ構造の概要)
図1は、太陽光発電パネル設置用パイプ構造を示す図である。太陽光発電パネル設置用パイプ構造1は、4本の支柱2を備え、各支柱2の基端にはアンカー21が設けられている。支柱2は、長方形の4つの頂点の箇所に設置される。長方形の長辺の長さは10000mm、短辺の長さは5000mmとする。
(Summary of pipe structure for installing photovoltaic panels)
FIG. 1 is a diagram showing a pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel. The solar power generation panel installation pipe structure 1 includes four columns 2, and anchors 21 are provided at the base ends of the columns 2. The support | pillar 2 is installed in the location of the four vertexes of a rectangle. The long side of the rectangle has a length of 10,000 mm, and the short side has a length of 5000 mm.

支柱2の上部に、下側梁31及び上側梁32が固定される。長方形の長辺に沿った下側梁31と上側梁32との間には柱部材33が設けられて梁全体として補強されている。パイプの設計最大長は6000mmであり、長辺に沿った梁は1本のパイプで構成することができず、2本のパイプをジョイントで連接したものである。   A lower beam 31 and an upper beam 32 are fixed to the upper part of the column 2. A column member 33 is provided between the lower beam 31 and the upper beam 32 along the long side of the rectangle to reinforce the entire beam. The maximum design length of the pipe is 6000 mm, and the beam along the long side cannot be constituted by one pipe, and two pipes are connected by a joint.

長方形の長辺に沿った下側梁の中点は、アーチ部4によって固定されている。アーチ部4は、3本のパイプがジョイント43によって連接されたものである。アーチ部4の下端は、クランプ7によって支柱2に固定されている。   The midpoint of the lower beam along the long side of the rectangle is fixed by the arch portion 4. The arch portion 4 is formed by connecting three pipes by a joint 43. The lower end of the arch portion 4 is fixed to the support column 2 by a clamp 7.

長方形の短辺に沿った上側梁には、3つの軸受51が設けられている。なお、軸受の数は、3つでなく2つまたは4つ以上であってもよい。軸受51には回転軸(非図示)が挿入され、回転軸に太陽光発電パネル6が取り付けられている。なお、図において、太陽光発電パネル6の下に隠れて回転軸が存在する。回転軸から湾曲して下方に向く3つの回転アーム52が連結部材53によって連結されている。連結アーム53を操作することで、すべての太陽電池パネル6の角度を均一に変更することができる。   Three bearings 51 are provided on the upper beam along the short side of the rectangle. The number of bearings may be two or four or more instead of three. A rotation shaft (not shown) is inserted into the bearing 51, and the photovoltaic power generation panel 6 is attached to the rotation shaft. In the figure, there is a rotating shaft hidden under the photovoltaic power generation panel 6. Three rotating arms 52 that are curved from the rotating shaft and face downward are connected by a connecting member 53. By operating the connecting arm 53, the angles of all the solar cell panels 6 can be changed uniformly.

(太陽光発電パネル設置用パイプ構造の変形)
図2は、太陽光発電パネル設置用パイプ構造を示す図である。図1のものとの相違は、軸受51が長方形の長辺(図1では短辺)に沿った上側梁に設けられていることである。軸受51は、柱部材33に接して設けられている。太陽光発電パネルの重量及び風圧等による力が軸受にかかるが、柱部材によって強度が補われる。長辺に沿った梁は(短辺に沿った梁と異なり)ジョイントによって接合されているため、強度を補うことが重要である。
(Deformation of pipe structure for installing photovoltaic panels)
FIG. 2 is a diagram showing a pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel. 1 is that the bearing 51 is provided on the upper beam along the long side of the rectangle (the short side in FIG. 1). The bearing 51 is provided in contact with the column member 33. A force due to the weight of the photovoltaic power generation panel and wind pressure is applied to the bearing, but the strength is supplemented by the pillar member. Since the beam along the long side is joined by a joint (unlike the beam along the short side), it is important to supplement the strength.

図2において、各部の寸法を数字(mm単位)で示した。高さ2600mm以上で、幅10000mmの間口が設けられている。   In FIG. 2, the dimension of each part was shown by the number (mm unit). A frontage is provided with a height of 2600 mm or more and a width of 10,000 mm.

(アーチ部の構造)
図3は、アーチ部を示す図である。アーチ部4は、1つの中央パイプ41と2つの下方パイプ42とをジョイント43で連結したものである。中央パイプ41は、半径10000mmの弧の形状であり、その長さは5060mmである。下方パイプ42は、下方から順に2000mmの直線部、1730mmの小半径(1500mm)の弧部、1670mmの半径10000mmの弧部からなり、全体の長さは5400mmである。中央パイプ41も下方パイプ42もパイプの設計最大長である6000mmよりも短く、1本のパイプで作成することができる。
(Arch structure)
FIG. 3 is a diagram illustrating an arch portion. The arch portion 4 is formed by connecting one central pipe 41 and two lower pipes 42 with a joint 43. The central pipe 41 has an arc shape with a radius of 10000 mm, and its length is 5060 mm. The lower pipe 42 includes, in order from the bottom, a 2000 mm straight portion, a 1730 mm small radius (1500 mm) arc portion, and a 1670 mm radius 10000 mm arc portion, and the overall length is 5400 mm. Both the central pipe 41 and the lower pipe 42 are shorter than 6000 mm, which is the maximum design length of the pipe, and can be made of one pipe.

中央パイプ41と下方パイプ42との結合には、長さ600mmのジョイント43を用いる。ジョイント43は直線状であるが、半径10000mmの円において長さ600mmの弧の両端と中央の変位はわずか5mm程度であり、中央パイプ41と下方パイプ42を問題なくジョイント43に挿入することができる。なお、不必要であるが、5mm分だけの変位を持たせるようにジョイント43を湾曲させてもよい。   A joint 43 having a length of 600 mm is used for coupling the central pipe 41 and the lower pipe 42. The joint 43 is linear, but the displacement between the ends of the arc of 600 mm in length and the center is only about 5 mm in a circle with a radius of 10000 mm, and the center pipe 41 and the lower pipe 42 can be inserted into the joint 43 without any problem. . Although unnecessary, the joint 43 may be curved so as to have a displacement of 5 mm.

図1に示したとおり、中央パイプ41の中点と長方形の長辺に沿った下側梁31の中点とを固定する。これにより、下側梁31が安定する。筋交によって下側梁31の端部を固定する場合に比して、中点が固定されるので下側梁31にかかる力を支柱と固定された中点の両方(力がかかる箇所の両側)で受ける。てこの原理によって大きな力が発生してしまうことがない。また、下側梁31の結合に用いるジョイントを中点に設ければ、固定された箇所以外にジョイントが存在せず、大きな強度を得ることができる。   As shown in FIG. 1, the midpoint of the central pipe 41 and the midpoint of the lower beam 31 along the long side of the rectangle are fixed. Thereby, the lower beam 31 is stabilized. Compared to the case where the end of the lower beam 31 is fixed by bracing, the midpoint is fixed, so the force applied to the lower beam 31 is applied to both the support and the fixed midpoint (both sides of the portion where the force is applied). ) The lever principle does not generate a great force. Moreover, if the joint used for the coupling | bonding of the lower beam 31 is provided in a midpoint, there will be no joint other than the fixed location, and big intensity | strength can be acquired.

下方パイプ42の直線部を支柱に固定する。直線部は支柱と平行なので、図1に示すように2つ(または3つ以上)のクランプ7を用いて固定することができる。そして、下側梁31からアーチ部4にかかる力がアーチ部4と支柱2との交点においてアーチ部4に直交する方向に働くが、この方向が地面に対して水平な方向となる。支柱2を引き抜く力とはならないので、安定した構造となる。   The straight portion of the lower pipe 42 is fixed to the support column. Since the straight portion is parallel to the support column, it can be fixed using two (or three or more) clamps 7 as shown in FIG. And the force applied to the arch part 4 from the lower beam 31 acts in the direction orthogonal to the arch part 4 at the intersection of the arch part 4 and the support column 2, but this direction is a direction horizontal to the ground. Since it does not become the force which pulls out the support | pillar 2, it becomes a stable structure.

(アンカーの構造)
図4は、アンカーを示す図である。(A)は上方から見た図、(B)は側方から見た図である。支柱2の基端に、3つのアンカー21(21a、21b及び21c)が設けられている。実際には3つのアンカー21を固定したパイプに支柱を差し込みネジ等で固定するが、支柱2にアンカー21を直接固定してもよい。
(Anchor structure)
FIG. 4 is a diagram showing an anchor. (A) is the figure seen from the top, (B) is the figure seen from the side. Three anchors 21 (21a, 21b, and 21c) are provided at the base end of the support column 2. Actually, the column is fixed to the pipe with the three anchors 21 fixed by inserting screws or the like, but the anchor 21 may be directly fixed to the column 2.

3つのアンカー21はそれぞれ120度の間隔で支柱2に固定され、下方に向かって開いている。3つのアンカーは120度異なった別の角度で開いていることとなる。また、アンカー21に長さは150mmである。この構造により、支柱を引き抜く力への耐性も支柱を倒す力(支柱回りの360度の全ての方向のもの)への耐性も大きなものとなる。   The three anchors 21 are each fixed to the support column 2 at an interval of 120 degrees and open downward. The three anchors will be open at different angles that differ by 120 degrees. The anchor 21 has a length of 150 mm. With this structure, resistance to the force of pulling out the support and resistance to defeating the support (in all directions around 360 degrees around the support) are increased.

また、小型の金属部品であり、水流を妨げることがなく、農地における利用に適している。   Moreover, it is a small metal part and does not block the water flow and is suitable for use in farmland.

(太陽光発電パネルの回転)
図5は、回転機構を示す図である。軸受51に回転軸が挿入され、その上に太陽光発電パネル6が設置されている(回転軸は不図示)。回転軸に連なる3つの回転アーム52は、回転軸に対しておよそ90度屈曲している。直管状の回転軸の端部に屈曲した軸受51を設け、軸受51に直管状の回転アーム52を挿入して実現している。回転アーム52は、回転制御棒53によって相互に結合されている。
(Rotation of solar power generation panel)
FIG. 5 is a diagram illustrating the rotation mechanism. A rotating shaft is inserted into the bearing 51, and the photovoltaic power generation panel 6 is installed thereon (the rotating shaft is not shown). The three rotating arms 52 connected to the rotating shaft are bent about 90 degrees with respect to the rotating shaft. This is realized by providing a bent bearing 51 at the end of the straight tubular rotating shaft and inserting a straight tubular rotating arm 52 into the bearing 51. The rotating arms 52 are coupled to each other by a rotation control rod 53.

回転アーム52及び回転制御棒53が図において実線で示す位置にあるとする。太陽電池パネル6は実線で示す方向を向いている。ここで黒矢印の直線方向に回転制御棒53を移動すると、回転アーム52が軸受内で黒矢印の円方向に回転し、回転が回転軸に伝えられて太陽電池パネル6の角度が変更される。変更後の状態を点線で示す。   It is assumed that the rotation arm 52 and the rotation control rod 53 are at the positions indicated by solid lines in the drawing. Solar cell panel 6 faces the direction indicated by the solid line. Here, when the rotation control rod 53 is moved in the linear direction indicated by the black arrow, the rotary arm 52 rotates in the circular direction indicated by the black arrow within the bearing, and the rotation is transmitted to the rotary shaft to change the angle of the solar cell panel 6. . The changed state is indicated by a dotted line.

回転制御棒53によって全ての操作棒52aの先端(回転アーム52と反対側の端)が等距離だけ移動し、全ての回転アーム52が等角度だけ回転する。全ての太陽電池パネル6の角度を揃えて、角度変更することができる。   The tips of all the operation bars 52a (ends opposite to the rotation arm 52) are moved by an equal distance by the rotation control rod 53, and all the rotation arms 52 are rotated by an equal angle. It is possible to change the angles by aligning the angles of all the solar cell panels 6.

この構造によれば、回転アームは、回転軸の左側から右側までおよそ180度回転することができる。太陽光発電パネルの受光面の仰角(点線で示した状態における仰角をθで示す。)をおよそ180度変更することができる。   According to this structure, the rotating arm can rotate approximately 180 degrees from the left side to the right side of the rotating shaft. The elevation angle of the light receiving surface of the photovoltaic power generation panel (the elevation angle in the state indicated by the dotted line is indicated by θ) can be changed by approximately 180 degrees.

以下、降雪地域における太陽光発電の方法を説明する。実施例1に示したとおりに太陽光発電パネル設置用パイプ構造を設け、回転軸に太陽光発電パネルを取り付けることで、太陽光発電装置が構成される。   Hereinafter, a method of photovoltaic power generation in a snowfall area will be described. As shown in Example 1, a photovoltaic power generation panel installation pipe structure is provided, and the photovoltaic power generation apparatus is configured by attaching the photovoltaic power generation panel to the rotating shaft.

受光面の仰角をおよそ180度変更することができるので、最大仰角を78度(日本における夏至時の南中太陽の方向)としても、最小仰角を0度以下とすることができる。   Since the elevation angle of the light receiving surface can be changed by approximately 180 degrees, the minimum elevation angle can be set to 0 degrees or less even when the maximum elevation angle is set to 78 degrees (the direction of the sun in the middle of the sun during the summer solstice in Japan).

降雪地域に特徴的な問題として、受光面に積雪してしまうと発電効率が低下してしまうことがある。また、積った雪が凍結してしまうと除去することが容易でない。したがって、仮に一時的に発電量が低下しても受光面への積雪を防止することが好ましいことが多い。   As a characteristic problem in snowfall areas, power generation efficiency may be reduced when snow falls on the light receiving surface. Moreover, when the accumulated snow freezes, it is not easy to remove. Therefore, it is often preferable to prevent snow accumulation on the light receiving surface even if the power generation amount temporarily decreases.

積雪は、受光面への仰角を0度以下(受光面が垂直又は下向き)とすることで防止できる。したがって、降雪時(雪が上空から落下している時を言う。過去の降雪によって積雪していても雪が落下していなければ降雪時ではない。)には受光面への仰角を0度以下する。   Snow accumulation can be prevented by setting the elevation angle to the light receiving surface to 0 ° or less (the light receiving surface is vertical or downward). Therefore, the elevation angle to the light receiving surface is set to 0 degrees or less during snowfall (refers to the time when snow is falling from the sky. Even if snow has been accumulated due to past snowfall, it is not during snowfall).

仰角を0度としても、積雪による光反射があれば比較的多くの発電を行うことのできる太陽電池が存在する(非特許文献1参照)。降雪時にも一定の発電を行うことができる。   Even when the elevation angle is 0 degree, there is a solar cell that can generate a relatively large amount of power if there is light reflection due to snow (see Non-Patent Document 1). A certain amount of power can be generated even during snowfall.

なお、非降雪時の仰角は、積雪状況等によって発電量を最大にする方向が変動するため、各地域の特性を考慮して定めるとよい。   It should be noted that the elevation angle during non-snowfall may be determined in consideration of the characteristics of each region because the direction of maximizing the amount of power generation varies depending on the snow cover condition.

以下、図1の太陽光発電パネル設置用パイプ構造の組立手順を説明する。   Hereinafter, the assembly procedure of the pipe structure for installing the photovoltaic power generation panel of FIG. 1 will be described.

まず、アンカー21を打設して、支柱2を設置する。その後、長方形の短辺に沿った下側梁31及び上側梁32を支柱2に固定する。   First, the anchor 21 is driven and the support 2 is installed. Thereafter, the lower beam 31 and the upper beam 32 along the rectangular short side are fixed to the column 2.

ここで、長方形の長辺に沿った梁を固定する前に、アーチ部4を支柱2に固定する。アーチ部4は、予めジョイント43によって結合されて構成されているものとする。支柱2への固定は、各支柱2について2つ、各アーチ部4について4つのクランプ7による。アーチ部の形状及びサイズが既知であるので、アーチ部4の長方形の長辺に沿った下側梁の高さに合わせて固定することができる。   Here, before fixing the beam along the long side of the rectangle, the arch portion 4 is fixed to the column 2. It is assumed that the arch portion 4 is configured by being connected by a joint 43 in advance. Fixing to the column 2 is performed by two clamps 7 for each column 2 and four for each arch portion 4. Since the shape and size of the arch portion are known, the arch portion 4 can be fixed according to the height of the lower beam along the long side of the rectangle of the arch portion 4.

次に、長方形の短辺に沿った下側梁31を固定する。固定は、まず下側梁31とアーチ部4とを固定する。これにより、下側梁31の中央が正しい高さに固定される。その後、下側梁31を支柱に固定する。この手順によれば、下側梁31を水平に保つための作業を上部(例えば脚立上)で行うことなく、容易に作業をすることができる。なお、下側梁31を固定する箇所を予め支柱2にマークしておく等により、支柱2への固定を先に、アーチ部4への固定を後にすることもできる。   Next, the lower beam 31 along the rectangular short side is fixed. First, the lower beam 31 and the arch portion 4 are fixed. As a result, the center of the lower beam 31 is fixed at the correct height. Thereafter, the lower beam 31 is fixed to the support column. According to this procedure, the work for keeping the lower beam 31 horizontal can be easily performed without performing the work on the upper part (for example, on a stepladder). It should be noted that the post 2 can be fixed first and the arch portion 4 can be fixed later by marking the post 2 in advance with a place where the lower beam 31 is fixed.

次に補助梁(長方形の長辺の中央における短辺に平行な梁)を固定し、柱部材33を設置する。これにより、太陽光発電パネル6の重量を支える構造となる。   Next, the auxiliary beam (a beam parallel to the short side at the center of the long side of the rectangle) is fixed, and the column member 33 is installed. Thereby, it becomes a structure which supports the weight of the photovoltaic power generation panel 6.

最後に、軸受51を設置し、回転軸を軸受に通し、回転アーム52を設置し、連結部材53で回転アーム52を連結する。   Finally, the bearing 51 is installed, the rotating shaft is passed through the bearing, the rotating arm 52 is installed, and the rotating arm 52 is connected by the connecting member 53.

以上で、太陽光発電パネル設置用パイプ構造の組立が完成する。その後、太陽光発電パネル6を回転軸に取り付ければよい。   Thus, the assembly of the pipe structure for installing the photovoltaic power generation panel is completed. Then, what is necessary is just to attach the photovoltaic power generation panel 6 to a rotating shaft.

本発明の太陽光発電パネル設置用パイプ構造は、間口を広くとることができる。多くの農業事業者や駐車場運営者による利用が考えられる。   The pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel of the present invention can have a wide opening. It can be used by many farmers and parking operators.

本発明の太陽光発電装置及び方法は、仰角を0度以下として受光パネルへの積雪を防止することができる。降雪地帯における利用が考えられる。   The photovoltaic power generation apparatus and method of the present invention can prevent snow accumulation on the light receiving panel by setting the elevation angle to 0 degrees or less. It can be used in snowy areas.

本発明の太陽光発電パネル設置用パイプ構造の組立方法は、高いスキルを要求せずに容易に組み立てることができる。多くの施工業者による利用が考えられる。   The method of assembling a pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel of the present invention can be easily assembled without requiring high skills. It can be used by many contractors.

1 太陽光発電パネル設置用パイプ構造
2 支柱
21 アンカー
31 下側梁
32 上側梁
33 柱部材
4 アーチ部
51 軸受
52 回転アーム
53 回転制御棒
6 太陽光発電パネル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photovoltaic panel installation pipe structure 2 Support | pillar 21 Anchor 31 Lower side beam 32 Upper side beam 33 Column member 4 Arch part 51 Bearing 52 Rotation arm 53 Rotation control rod 6 Photovoltaic generation panel

Claims (9)

太陽光発電パネルを地面から持ち上げて設置するための太陽光発電パネル設置用パイプ構造であって、
平面視長方形の4辺の各辺に設けられた下側梁及び上側梁と、
前記長方形の長辺に沿う前記下側梁と上側梁を連結する柱部材と、
前記長方形の頂点位置において前記下側梁及び上側梁を地面から持ち上げる4本の支柱と、
前記長辺に沿う前記下側梁の中点と該長辺の両端に配される2の前記支柱とに固定されるアーチ部と、
前記上側梁に固定され、太陽光発電パネルを固定する回転軸を挿入する軸受とを備え、
前記長方形の長辺はパイプの設計最大長よりも大きな拡幅長の長さを有し、
前記長方形の短辺はパイプの設計最大長よりも小さな長さを有し、
前記アーチ部は、前記拡幅長の80%〜120%の半径である円弧形状を有し、
前記4本の支柱以外の支柱を有さず、又は、2つの前記長辺の少なくとも一方においてその中央に支柱を有さない前記設計最大長以上の長さの区間を有することを特徴とする太陽光発電パネル設置用パイプ構造。
A photovoltaic panel installation pipe structure for lifting and installing a photovoltaic panel from the ground,
A lower beam and an upper beam provided on each of the four sides of the rectangle in plan view;
A column member connecting the lower beam and the upper beam along the long side of the rectangle;
Four struts for lifting the lower and upper beams from the ground at the top of the rectangle;
An arch portion fixed to the midpoint of the lower beam along the long side and the two struts arranged at both ends of the long side;
A bearing that is fixed to the upper beam and that inserts a rotating shaft that fixes the photovoltaic power generation panel;
The long side of the rectangle has a length of a widening length larger than the maximum design length of the pipe,
The short side of the rectangle has a length smaller than the maximum design length of the pipe;
The arch portion has an arc shape having a radius of 80% to 120% of the widening length,
The sun having no struts other than the four struts or having a section having a length equal to or longer than the maximum design length without a strut at the center of at least one of the two long sides. Pipe structure for installing photovoltaic panels.
前記アーチ部は、アーチ部ジョイントによって接合される少なくとも3つの部分を備え、
前記アーチ部ジョイントが前記下側梁の中点に対応する箇所とは異なる箇所に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の太陽光発電パネル設置用パイプ構造。
The arch comprises at least three parts joined by an arch joint,
The pipe structure for installing a photovoltaic panel according to claim 1, wherein the arch joint is provided at a location different from a location corresponding to a midpoint of the lower beam.
前記アーチ部の下端に、前記支柱と平行な直線部を有することを特徴とする、請求項2に記載の太陽光発電パネル設置用パイプ構造。   The pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel according to claim 2, wherein a straight part parallel to the support column is provided at a lower end of the arch part. 前記支柱の基端は、互いに異なる方向に下向きに開いた3以上のアンカーを備えることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽光発電パネル設置用パイプ構造。   The pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel according to any one of claims 1 to 3, wherein the base end of the support column includes three or more anchors opened downward in different directions. 前記軸受が前記長方形の長辺に沿う前記上側梁に設けられ、
全ての前記軸受が前記柱部材の上端に近接して設けられていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽光発電パネル設置用パイプ構造。
The bearing is provided on the upper beam along the long side of the rectangle;
All the said bearings are provided close to the upper end of the said column member, The pipe structure for photovoltaic power generation panel installation of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
前記軸受に貫通され、少なくとも一方の端において屈曲して延伸された回転アームを有する回転軸と、
2以上の前記回転軸の前記回転アームを連結して同一の方向に移動させる回転制御棒とを備え、
前記2以上の回転軸は平行に設けられ、
前記回転制御棒は前記回転軸の軸方向に垂直な方向に延伸された棒状体であることを特徴とする、請求項5に記載の太陽光発電パネル設置用パイプ構造。
A rotating shaft having a rotating arm that penetrates the bearing and is bent and extended at at least one end;
A rotation control rod that connects the rotating arms of the two or more rotating shafts to move in the same direction;
The two or more rotation axes are provided in parallel,
The pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel according to claim 5, wherein the rotation control rod is a rod-like body extending in a direction perpendicular to the axial direction of the rotation shaft.
請求項6に記載の太陽光発電パネル設置用パイプ構造を用い、前記回転軸に太陽光発電パネルを取り付けた太陽光発電装置であって、
前記太陽光発電パネルの受光面の仰角は、前記回転軸が回転することによって少なくとも0度〜60度の範囲で変化することを特徴とする、太陽光発電装置。
A solar power generation apparatus using the solar power generation panel installation pipe structure according to claim 6, wherein the solar power generation panel is attached to the rotating shaft,
The solar power generation device according to claim 1, wherein an elevation angle of a light receiving surface of the solar power generation panel changes in a range of at least 0 degrees to 60 degrees as the rotating shaft rotates.
請求項7に記載の太陽光発電装置を用い、
降雪時には前記仰角を0度以下とすることを特徴とする、太陽光発電方法。
Using the solar power generation device according to claim 7,
A solar power generation method, wherein the elevation angle is set to 0 degrees or less during snowfall.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の太陽光発電パネル設置用パイプ構造の組立方法であって、
支柱の基端を打設する工程と。
前記支柱に前記長方形の短辺に沿う前記下側梁及び上側梁を固定する工程と、
前記支柱にアーチ部を固定する工程と、
前記支柱及び前記アーチ部に前記長方形の短辺に沿う前記下側梁を固定する工程とが、この順に実行されることを特徴とする、太陽光発電パネル設置用パイプ構造の組立方法。
A method for assembling a pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel according to any one of claims 1 to 6,
A step of placing the base end of the column.
Fixing the lower beam and the upper beam along the short side of the rectangle to the column;
Fixing the arch portion to the support column;
A method of assembling a pipe structure for installing a photovoltaic power generation panel, wherein the step of fixing the lower beam along the short side of the rectangle to the support column and the arch portion is performed in this order.
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KR102188647B1 (en) * 2020-03-19 2020-12-08 (주)레드이엔지 Solar Panel Unit
WO2024002133A1 (en) * 2022-06-29 2024-01-04 中交第三航务工程勘察设计院有限公司 Offshore photovoltaic power generation foundation structure and construction method therefor

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