JP2016214063A - 太陽電池アレイ群 - Google Patents

Abstract

【課題】数少ない防風体により各太陽電池アレイを効率良く防風することにより、防風体の設置コストを低減するとともに、太陽電池パネルを支持する架台である支持構造を簡略化および細径化することができる太陽電池アレイ群を提供する。
【解決手段】複数の太陽電池アレイ１０を複数列に配置した太陽電池アレイ群１であって、少なくとも後方側に位置する太陽電池アレイ１０の後面側および／または側面側に防風体３０，４０，５０が設けられている。さらに、太陽電池アレイ１０と、この太陽電池アレイ１０に隣接する他の太陽電池アレイ１０との間の空間部分に防風体４０を配置し、防風体４０を太陽電池アレイ１０の後面側および／または側面側に着脱自在に設けてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の太陽電池モジュール（以後、太陽電池パネルと記す）を複数枚並べて接続して電力量を得られるようにした太陽電池の構成単位（以後、太陽電池アレイと記す）を複数配置した太陽電池アレイ群に関する。

多数の太陽電池アレイを並べた太陽電池アレイ群は、メガソーラ等において利用される形態である。
各太陽電池アレイは、複数の太陽電池パネルと、各太陽電池パネルを並べて支持する架台と、を備えている。
太陽電池アレイへの太陽光の入射角度を考慮して、太陽電池アレイは、南側よりも北側が高くなるように傾斜している。この構成では、北側から太陽電池アレイの下方に風が流入したときに、太陽電池アレイの下面に上向きの風荷重が作用する。
そこで、架台の側面に防風板を取り付けることで、太陽電池アレイに作用する風荷重を低減しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、地上面に複数の柱支持体を設置し、その柱支持体の間に並列にケーブルを架設し、そのケーブルに固定されたパネル取付部材に複数の太陽電池パネルを取り付けた支持構造体がある（特許文献２参照）。この支持構造体では、太陽電池パネルの支持構造体を簡易かつ軽量化することで、太陽電池アレイ群の設置コストを低減している。

特開平０８−２７４３６４号公報 特開２０１４−１２２４９３号公報

特許文献１の太陽アレイの防風対策は、単体の太陽電池アレイの後面および側面に其々防護板が設けられている。しかしながら、太陽電池アレイは単独で配置されることは稀れであり、太陽電池アレイ群の場合、外周部に位置する太陽電池アレイについては防風対策を行う必要があるが、太陽電池アレイ同士が隣接する中央部の太陽電池アレイにおいては、外周部よりも風荷重の影響は少ないと推測されるが、どの程度、風荷重が低減されるのか、未解明な点が多く、単体の太陽電池アレイに対する防風対策と同様に、其々の太陽電池アレイは配置位置に係らず、一様に防風対策が実施されてきた。
したがって、太陽電池アレイ群において、外周部または外周領域の太陽電池アレイのみならず、中央部または中央領域の太陽電池アレイにもそれぞれに防風板を取り付けると設置コストが高くなる、という問題があった。
本発明は、前記した問題を解決するために、数少ない防風体により各太陽電池アレイを効率良く防風することにより、防風体の設置コストを低減するとともに、太陽電池パネルを支持する架台である支持構造を簡略化および細径化することができる太陽電池アレイ群を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、複数の太陽電池アレイを複数列に配置した太陽電池アレイ群であって、全ての太陽電池アレイに一様に防風対策を行うのではなく、少なくとも後方側に位置する前記太陽電池アレイの後面側および／または側面側に防風体が設けるとともに、太陽電池アレイの列単位に防風体を配置することによって、太陽電池アレイ群に作用する風荷重を低減させることができる。よって、太陽電池アレイの列単位に防風体を配置すると、各太陽電池アレイを効率良く防風することができるため、各太陽電池アレイにそれぞれ防風体を設ける場合に比べて、太陽電池アレイ群の設置コストを低減させることができる。
なお、太陽電池アレイ群の設置場所の風環境を考慮し、太陽電池アレイに対して風上に成り易い位置に防風体を配置することで、太陽電池アレイに作用する風荷重を効果的に低減することができる。よって、各太陽電池パネルを支持する架台について、傾斜部材同士の間隔を広げたり、或いは脚部を細径化したりすることができる。
また、防風体は、樹木で構成する場合や、板状部材、膜状部材、ネットおよび有孔部材のいずれか一つまたは二つ以上の組み合わせによって構成する場合がある。

防風体は、隣接する太陽電池アレイの間または最外縁部に配置されており、前記防風体は設置近傍の太陽電池アレイの後面側および／または側面側に着脱自在に設けてもよい。この構成では、防風体を取り外した状態で、太陽電池アレイの保守点検を行うことができるため、作業効率を高めることができる。
また、樹木を防風体としない場合は、防風体は、板状部材、膜状部材、ネットまたは有孔部材による防風体本体（後面防風体本体、中間防風体本体、側面防風体本体）と、前記防風体本体に設けられた係止具と、地上面および／または前記太陽電池アレイの架台に設けられた係合器具とで形成される。係合器具と係止具とを着脱自在に構成することで、防風体を簡単に着脱することができる。
また、防風体を前後に隣接する太陽電池アレイの間に配置し、防風体を連結部材を介して太陽電池アレイの架台に接合してもよい。このように、防風体と太陽電池アレイの架台とを接合することで、太陽電池アレイに作用する風荷重に対して、防風体とともに太陽電池アレイの支持構造でも抵抗することができる。

前記した太陽電池アレイ群は、防風体を備えた太陽電池アレイと、防風体を備えていない太陽電池アレイと、を有している。そして、防風体を備えた太陽電池アレイの間に、一列または複数列の防風体を備えていない太陽電池アレイを配置することで、太陽電池アレイ群の中央領域に配置された太陽電池アレイの風荷重をより効果的に低減することができる。

本発明では、防風体を効率よく配置した太陽電池アレイ群を設置することができる。また、太陽電池アレイ群の後面側および／または側面側に防風体を設けるとともに、所定の間隔をおいて太陽電池アレイの列単位に防風体を配置することで、数少ない防風体によって太陽電池アレイ群に作用する風荷重を低減することができる。よって、太陽電池アレイの支持構造を簡略化および細径化することができる。

本発明の第１実施形態に係る太陽電池アレイ群を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池アレイ群の後部を示した側面図である。 本発明の第１実施形態に係る側面防風体を示した側面図である。 本発明の第２実施形態に係る中間防風体を示した斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池アレイ群を示した図で、複数の板状部材からなる中間防風体を配置した構成の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池アレイ群を示した図で、（ａ）は中間防風体を架台に取り付けた構成の側面図、（ｂ）は（ａ）の中間防風体および架台を後方から見た斜視図、（ｃ）は（ａ）の中間防風体および架台の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池アレイ群を示した図で、（ａ）は上下に伸縮自在な中間防風体を示した側面図、（ｂ）は膜状部材を有する中間防風体を示した側面図である。 本発明の第３実施形態に係る太陽電池アレイ群において、防風体と架台の脚部とを連結した構成を示した図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。 本発明の第３実施形態に係る太陽電池アレイ群において、前後の架台の間に折り曲げ可能な防風体を設けた構成の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る太陽電池アレイ群において、前後の架台の間に折り曲げ可能な防風体を設けた構成を示した図で、（ａ）は防風体を起こした状態の斜視図、（ｂ）は連結用傾斜材を架台の脚部に連結した状態を示した斜視図である。 本発明の太陽電池アレイ群に作用する風荷重の低減対策効果に関する実験試験体のモデル図である。（ａ）は防風体を設けない構成の平面図、（ｂ）は中間防風体を設けた構成の平面図、（ｃ）は複数の板状部材からなる中間防風体を設けた構成の平面図、（ｄ）は後面防風体を設けた構成の平面図、（ｅ）は複数の部材からなる後面防風体を設けた構成の平面図、（ｆ）は、二つの中間防風体を設けた構成の平面図である。 本発明の太陽電池アレイ群に作用する風荷重対策実験で得られた平均風力係数値である。（ａ）は実験結果で得られた平均風力係数を示した表、（ｂ）は平均風力係数比を示した表、（ｃ）は平均風力係数比を示したグラフである。 本発明の太陽電池アレイ群に作用する風荷重対策実験で得られたピーク風力係数値である。（ａ）は実験結果で得られた本発明の実施例におけるピーク風力係数を示した表、（ｂ）はピーク風力係数比を示した表、（ｃ）はピーク風力係数比を示したグラフである。

本発明の第１実施形態から第３実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
太陽電池アレイ群１は、図１に示すように、太陽電池アレイ１０を複数列に配置したものである。太陽電池アレイ群１は、複数の太陽電池アレイ１０と、各太陽電池アレイ１０をそれぞれ支持する複数の架台２０と、後面防風体３０または中間防風体４０或いは側面防風体５０，５０と、を備えている。
第１実施形態は、防風体として樹木を配置した場合は容易に移動させることは困難であるが、太陽電池アレイの後面側および/または側面側に板状部材や遮蔽膜で形成された防風体を設置し、其々の防風体を係止具やワイヤで定着させる構造であり、着脱可能であることを特徴とする（図１〜図３）。
第２実施形態では、前後に隣接する太陽電池アレイの間に防風体を設置し、その防風体は、固定構造、または上端が係止具によって太陽電池アレイに接続され、かつ防風体の下端が係合器具によって任意の傾斜角度にて地盤に固定、または防風体の下端を非固定状態とする構造である（図４〜図７）。
第３実施形態は、太陽電池アレイの後面側に防風体を設置し、その防風体が連結部材（斜材）を介して太陽電池アレイを支持する架台に接続されている構造である。その防風体は、固定構造、または折れ曲げ可能な可動構造である（図８〜図１０）。
各実施形態の前後左右とは、太陽電池アレイ群１の構成を分かり易く説明するために設定したものであり、太陽電池アレイ群１の構造を特定するものではない。
また、各実施形態では、前部が南側に配置され、後部が北側に配置されているが、太陽電池アレイ群１の向きは限定されるものではない。

［第１実施形態］
第１実施形態の太陽電池アレイ群１は、四行×七列に並べられた二十八個の太陽電池アレイ１０にからなるものである。
なお、以下の説明では、左右方向に間隔を空けて横一列に並べられた四つの太陽電池アレイ群１０を「太陽電池アレイ列」と称する場合がある。第１実施形態の太陽電池アレイ群１では、前後方向に間隔を空けて七列の太陽電池アレイ列１０Ａ〜１０Ｇが並べられている。
前後の太陽電池アレイ１０，１０は間隔を空けて配置されている（図２参照）。前後の太陽電池アレイ１０，１０の間隔は、前側の太陽電池アレイ１０の影が後側の太陽電池アレイ１０の上面に映らないように設定されている。
左右の太陽電池アレイ１０，１０の間隔は、前後の太陽電池アレイ１０，１０の間隔よりも小さく設定されている。なお、左右の太陽電池アレイ１０，１０を連続して配置してもよい。
太陽電池アレイ１０は、複数の太陽電池パネル１１を縦横に並べたものである。太陽電池パネル１１は、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する公知の太陽電池モジュールである。

架台２０は、図２に示すように、複数の太陽電池パネル１１を下方側から支える複数の脚部２１と、各脚部２１に支持された傾斜部材２２と、を有し、傾斜部材２２の上面に太陽電池アレイ１０が載置されている。
架台２０の各脚部２１の下端部は、地盤に設置された基礎部材２３に接続されているため、各脚部２１の引き抜き耐力が大きくなっている。
架台２０の後側の脚部２１の高さは、前側の脚部２１の高さよりも大きく形成されている。

傾斜部材２２は、太陽電池アレイ１０を支持するフレームである。傾斜部材２２は、前後の脚部２１，２１に支持されており、前部よりも後部が高くなるように傾斜している。
傾斜部材２２の上面には、太陽電池アレイ１０が取り付けられている。したがって、太陽電池アレイ１０は、傾斜部材２２の上面と同様に傾斜している。すなわち、太陽電池アレイ１０は、前部よりも後部が高くなるように傾斜している。
このように、太陽電池アレイ１０は、太陽光の入射方向を考慮して、太陽電池アレイ１０の上面が南側に向くように傾斜した状態で架台２０に支持されている。
なお、太陽電池アレイ１０の傾斜角度は限定されるものではなく、太陽光が太陽電池アレイ１０の上面に対して効率良く照射されるように、太陽電池アレイ群１の設置場所に応じて適宜に設定される。

太陽電池アレイ１０の下面は、前部から後部に向かうに従って地上面Ｇから離れている。すなわち、太陽電池アレイ１０の前部と地上面Ｇとの間隔よりも、太陽電池アレイ１０の後部と地上面Ｇとの間隔が大きくなっている。したがって、後方から前方に向かう風が太陽電池アレイ１０の下方に流入すると、太陽電池アレイ１０の下面に風が当接し、太陽電池アレイ１０に対して上向きの風荷重が作用する。

後面防風体３０は、後方から前方に向かう風を遮るものであり、図１に示すように、太陽電池アレイ群１の後方側（後半部分）に位置する最後列（第七列）の太陽電池アレイ列１０Ｇの後面側（後方）に配置されている。
第１実施形態の後面防風体３０は、最後列の太陽電池アレイ列１０Ｇの左端から右端まで配置されることが好ましいが、全ての太陽電池アレイ列の最後部位置に設ける必要はなく、両端部を含めて部分的に設けてもよい。よって、太陽電池アレイ群１の最後面の全てに後面防風体３０を設けた場合は、最後列の四つの太陽電池アレイ１０全部に対して後面防風体３０が配置されることになる。
後面防風体３０は、左右方向に連続して並べられた複数の樹木３１によって形成されている。なお、隣り合う樹木３１，３１の間に間隔を設けてもよい。
図２に示すように、後面防風体３０は、太陽電池アレイ１０の後端部とほぼ同じ高さに形成されている。
なお、太陽電池アレイ１０には、前方から太陽光が入射されるため、後面防風体３０が最後列の太陽電池アレイ１０の後端部よりも高くても、最後列の太陽電池アレイ１０の上面に後面防風体３０の影が映ることはない。
そして、後方から前方に向かう風は、後面防風体３０によって遮られるため、最後列の太陽電池アレイ１０の下方に流入する風を低減することができる。

中間防風体４０は、図１に示すように、太陽電池アレイ群１の後方側（後半部分）に位置する最後列（第七列）の太陽電池アレイ列１０Ｇと、第六列（後ろから二列目）の太陽電池アレイ列１０Ｆとの間の空間部分に配置されている。中間防風体４０は、最後列の太陽電池アレイ１０の下方を後方から前方に向けて通過した風を遮るものであり、地上面Ｇに立設された壁体である。
第１実施形態の中間防風体４０は、第六列の太陽電池アレイ列１０Ｆの左端から右端まで連続して配置されている。すなわち、第六列の四つの太陽電池アレイ１０全部に対して中間防風体４０が配置されている。なお、左右の太陽電池アレイ１０，１０の間の通路部分にも中間防風体４０が配置されている。
図２に示すように、前後に隣り合う太陽電池アレイ１０，１０の間の中間位置に中間防風体４０を配置すると、後方から中間防風体４０の後面に当たった風を上方に逃がし易くなるとともに、中間防風体４０よりも前方側に配置されている太陽電池アレイ１０に作用する風荷重を抑えることができる。
そして、最後列の太陽電池アレイ１０の下方を通過した風が中間防風体４０によって遮られるため、最後列の太陽電池アレイ１０よりも前方の太陽電池アレイ１０の下方に流入する風を低減することができる。
中間防風体４０は、前側の太陽電池アレイ１０の後端部と、後側の太陽電池アレイ１０の前端部とを結ぶ仮想線Ｌよりも低くなるように形成されている。これにより、前方から太陽光が入射したときに、中間防風体４０の影が後側の太陽電池アレイ１０の上面に映るのを防ぐことができる。

二つの側面防風体５０，５０は、図１に示すように、左右方向に吹く風を遮るものであり、少なくとも太陽電池アレイ群１の後方側（後半部分）に位置する太陽電池アレイ１０の側面側（側方）に配置されている。第１実施形態では、太陽電池アレイ群１の前方側（前半部分）に位置する太陽電池アレイ１０の側面側（側方）にも側面防風体５０が配置されている。
右側の側面防風体５０は、太陽電池アレイ群１の右端（各太陽電池アレイ列１０Ａ〜１０Ｇの右端）に位置する太陽電池アレイ１０の右側に配置されている。
左側の側面防風体５０は、太陽電池アレイ群１の左端（各太陽電池アレイ列１０Ａ〜１０Ｇの左端）に位置する太陽電池アレイ１０の左側に配置されている。
なお、前後の太陽電池アレイ１０，１０の間の通路部分にも側面防風体５０が配置されている。
側面防風体５０は、図３に示すように、各架台２０の脚部２１に支持された複数の支柱５１と、各支柱５１に張り渡された四本のワイヤ５２と、各ワイヤ５２にスライド自在に取り付けられた上下二枚の遮蔽膜５３，５３と、を備えている。
支柱５１は、架台２０の脚部２１の側面にブラケット（図示せず）を介して支持されており、地上面Ｇに対して垂直に立設されている。支柱５１は、太陽電池アレイ１０の後部の高さと略同じ高さに形成されている。
各支柱５１には、四本のワイヤ５２が前後方向に架け渡されている。各支柱５１の上端部に一本のワイヤ５２が架け渡され、各支柱５１の高さ方向の中間部には、二本のワイヤ５２，５２が上下方向に間隔を空けて架け渡されている。各支柱５１の下端部には、一本のワイヤ５２が架け渡されている。

遮蔽膜５３は、前後方向に延びている布である。遮蔽膜５３は、図１に示すように、最前列（第一列）の太陽電池アレイ１０の側面側から最後列（第七列）の太陽電池アレイ１０の側面側に亘って配置されている。上下に配置された二枚の遮蔽膜５３，５３によって、太陽電池アレイ群１の側面が覆われている。なお、遮蔽膜５３は、図３に示すように、最後列の太陽電池アレイ１０の後側の支柱５１よりも後方に延びている。
上側の上下一組のワイヤ５２，５２には、上側の遮蔽膜５３の上縁部および下縁部がリング状の連結金具５４を介して連結されている。また、下側の上下一組のワイヤ５２，５２には、下側の遮蔽膜５３の上縁部および下縁部がリング状の連結金具５４を介して連結されている。各連結金具５４は、ワイヤ５２対してスライド自在である。
したがって、上下の遮蔽膜５３，５３は、各ワイヤ５２に対して前後方向にスライド自在であり、両遮蔽膜５３，５３は前後方向に開閉自在である。
中間部に配置された上下の連結金具５４，５４は一体に形成されている。したがって、両遮蔽膜５３，５３は前後方向に連動して開閉する。
また、両遮蔽膜５３，５３を固定する場合には、下端部の各連結金具５４をアンカー部材５４ａによって地盤に固定する。

以上のような太陽電池アレイ群１によれば、図１に示すように、太陽電池アレイ１０の列単位に防風体３０，４０，５０を配置しているため、各太陽電池アレイ１０を効率良く防風することができる。
なお、各防風体３０，４０，５０は、太陽電池アレイ群１の設置場所の風環境を考慮し、太陽電池アレイ１０に対して風上に成り易い位置に配置することができるため、太陽電池アレイ１０に作用する風荷重を効果的に低減することができる。
また、最後列の太陽電池アレイ１０と、最後列に隣接する太陽電池アレイ１０との間の空間部分に中間防風体４０を配置しているため、太陽電池アレイ群１の中央領域Ａに配置された各太陽電池アレイ１０の風荷重を効果的に低減することができる。
したがって、第１実施形態の太陽電池アレイ群１では、各太陽電池アレイ１０にそれぞれ防風体を設ける場合に比べて、太陽電池アレイ群１の設置コストを低減することができる。

また、第１実施形態の太陽電池アレイ群１では、側面防風体５０が前後方向に開閉自在であるため、側面防風体５０を前後方向の一方に寄せて、太陽電池アレイ群１の側面を開放した状態で、太陽電池アレイ群１の中央領域Ａの太陽電池アレイ１０の保守点検を行うことができるため、作業効率を高めることができる。

以上、本発明の第１実施形態について説明したが、本発明は前記第１実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第１実施形態では、図１に示すように、後面防風体３０を樹木３１で構成し、中間防風体４０を板状部材で構成し、側面防風体５０を膜状部材で構成しているが、防風体３０，４０，５０の構成は限定されるものではなく、板状部材、膜状部材、ネットおよび有孔部材のいずれか一つまたは二つの組み合わせによって構成することができる。
例えば、第２実施形態の中間防風体４０では、図４に示すように、左右方向に並設した複数の板状部材４１によって構成されている。
また、第１実施形態では、図１に示すように、後面防風体３０、中間防風体４０および左右の側面防風体５０，５０が設けられているが、風環境を考慮して、後面防風体３０、中間防風体４０および側面防風体５０のいずれか一つまたは組み合わせを設けてもよい。
また、後面防風体３０、中間防風体４０および側面防風体５０は、地上面Ｇに対して着脱自在または開閉自在であることが望ましい。
なお、地上面および／または架台２０に係合器具を設けるとともに、防風体３０，４０，５０に係止具を設け、係合器具と係止具とを着脱自在に構成した場合には、防風体３０，４０，５０を簡単に着脱することができる。例えば、フック状の金具である係止器具を防風体３０，４０，５０に設け、地上面および／または架台２０に設けられた係止具の連結穴に係止器具を引っ掛けるように構成してもよい。

また、第１実施形態では、最後列（第七列）の太陽電池アレイ列１０Ｇと、第六列の太陽電池アレイ列１０Ｆとの間の空間部分のみに中間防風体４０が配置されているが、図５に示すように、複数の中間防風体４０を設けてもよい。
図５に示す第２実施形態の太陽電池アレイ群１では、第五列の太陽電池アレイ列１０Ｅと、第四列の太陽電池アレイ列１０Ｄとの間の空間部分および第三列の太陽電池アレイ列１０Ｃと、第二列の太陽電池アレイ列１０Ｂとの間の空間部分にも中間防風体４０を配置している。
すなわち、中間防風体４０を備えている太陽電池アレイ１０の列の間に、中間防風体４０を備えていない太陽電池アレイ１０を一列または複数列配置してもよい。この構成では、太陽電池アレイ群１の中央領域Ａに配置された太陽電池アレイ１０の風荷重をより効果的に低減することができる。

図６（ａ）は中間防風体４０の変形例を示した図で、中間防風体４０の上端部は、係止具４３に接合され、その係止具４３は架台２０を構成する傾斜部材２２の後端部に連結されている。また、中間防風体４０は、下端部に設けられたアンカー部材４２によって地盤に固定される。
なお、図６（ｂ）に示すように、傾斜部材２２の後端部に形成された突起部２２ｃおよび中間防風体４０の上端部に形成された突起部４０ｃが係止具４３に挿入されることで、傾斜部材２２および中間防風体４０と係止具４３とが連結されている（図６（ｃ）参照）。
また、図７（ａ）に示すように、中間防風体４０を上下二枚の板状部材４０ａ，４０ｂによって構成し、二枚の板状部材４０ａ，４０ｂを上下方向にスライドさせることで、中間防風体４０が上下方向に伸縮するように構成してもよい。この構成では、中間防風体４０を架台２０に対して傾動させるとともに、中間防風体４０を上下方向に伸縮させることで、中間防風体４０の角度を調整することができる。
さらに、図７（ｂ）に示すように、中間防風体４０を上下方向に伸縮自在な膜状部材によって構成し、中間防風体４０の下端部に設けたアンカー部材４２（係合器具）を地盤に固定してもよい。
第１実施形態では、太陽電池アレイ１０に取り付ける中間防風体４０について記載したが、太陽電池アレイ１０と後面防風体との接続構造、または後面防風体と地盤との定着部構造にも、同様に適用することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本発明の第３実施形態では、図８（ａ）に示すように、太陽電池アレイ１０と中間防風体４０とが複数の連結部材６０，６０で連結されている。
連結部材６０は、前後方向に延びている部材であり、中間防風体４０側（後側）から太陽電池アレイ１０側（前側）に向かうに従って下がるように傾斜している（図８（ｂ）参照）。連結部材６０の前端部は、架台２０の後側の脚部２１の下端部に接合されるとともに、基礎部材２３の上面に接合されている。また、連結部材６０の後端部は、中間防風体４０の前面の上縁部において、左右の端部に接合されている。
太陽電池アレイ１０の後方側に設置された中間防風体４０に後方から風が当たると、図８（ｂ）に示すように、中間防風体４０に接続された連結部材６０を介して、太陽電池アレイ１０の架台２０を構成する基礎部材２３に下向きの押圧力Ｆ２が作用する。また、その脚部２１には、連結部材６０を介して下向きの力の反作用として上向きに引抜き力Ｆ１が作用するが、太陽電池アレイ１０の鉛直荷重と一部が相殺されることで、脚部２１に生じる軸方向力が低減されるために、太陽電池アレイ１０を支持する架台２０の荷重負担性能について、余裕度を高めることができる。このように、中間防風体４０が連結部材６０（斜材）によって脚部２１に接続されていることで、中間防風体４０に作用した風力を合理的に下向きの力として脚部２１に伝達させることができる。
また、後方から前方に向かう風が太陽電池アレイ１０の下方に流入すると、図８（ｂ）に示すように、太陽電池アレイ１０の下面に風が当接し、太陽電池アレイ１０に対して上向きの風荷重が作用する。この風荷重によって後側の脚部２１に引抜き力Ｆ１が生じる。そして、引抜き力Ｆ１は基礎部材２３に対して引張力として作用する。
後方から前方に向かう風が中間防風体４０の後面に当たると、以下の式１の風荷重が中間防風体４０に対して前方に向けて作用する。この風荷重によって連結用傾斜部材６０に押圧力Ｆ２が生じる。そして、押圧力Ｆ２は基礎部材２３に対して下向きの力として作用する。

Ｗ_Ｄ＝ｑ_Ｈ・Ｃ_Ｄ・Ｇ_Ｄ・Ａ＝３．５ｑ_Ｈ・Ａ （式１）

Ｗ_Ｄ：風荷重（Ｎ） ｑ_Ｈ：設計速度圧（Ｎ／ｍ^２） Ｃ_Ｄ：風力係数（１．２）
Ｇ_Ｄ：ガスト影響係数（約２．９） Ａ：フェンスの見付面積（ｍ^２）

なお、式１において、中間防風体の高さは５ｍ以下であるとともに、高さ５ｍの設計速度圧に設定されている。

このように、太陽電池アレイ１０と中間防風体４０とを連結部材６０によって連結した構成では、中間防風体４０に作用した風荷重が、連結部材６０を通じて、下向きの押圧力として基礎部材２３に作用する。これにより、架台２０の後側の脚部２１から基礎部材２３に作用している引張力を効果的に低減させることができる。
なお、第３実施形態では、太陽電池アレイ１０と中間防風体４０とを連結する連結部材６０について記載したが、太陽電池アレイ１０と後面防風体とを同様な連結部材によって連結することもできる。

図９に示すように、前後の太陽電池アレイ１０，１０の間に、折り曲げ可能な防風体７０を設けてもよい。
防風体７０は、前後の架台２０，２０の間の地上面Ｇに敷設されている。防風体７０は、前後方向に並べられた前板７１および後板７２を備えている。
後板７２は、前後の架台２０，２０の間の地上面Ｇにおいて、後側の領域に配置された四角形の板である。後板７２の後縁部は、後側の架台２０の前側の両基礎部材２３，２３に接合されている。
前板７１は、前後の架台２０，２０の間の地上面Ｇにおいて、前側の領域に配置された四角形の板である。前板７１の後縁部と後板７２の前縁部とは連続している。
前板７１の後縁部と、後板７２の前縁部とは、複数の蝶板７３によって連結されている。各蝶板７３は、前板７１および後板７２の上面に取り付けられている。これにより、前板７１は、図１０（ａ）に示すように、各蝶板７３を回転軸として、後板７２に対して上向きに傾動可能である。

前板７１の左右の両側には、図９に示すように、左右の連結部材８０，８０が配置されている。両連結部材８０，８０は、前板７１の左右の側面に沿って延びているＣ形鋼である。前板７１が地上面Ｇに敷かれている状態では、連結部材８０は溝８０ａが下向きに開口した状態で地面に置かれている。
連結部材８０の前端部と、前板７１の側面の前端部とは、回転軸７４を介して、回転自在に連結されている。これにより、連結部材８０は、前板７１の側面の前端部に対して、左右方向の軸回りに回転自在である。

図１０（ａ）に示すように、前板７１を後板７２に対して上向きに傾動させ、前板７１を立ち上げると、前板７１の左右の両側に左右の連結部材８０，８０が垂れ下がった状態となる。さらに、図１０（ｂ）に示すように、連結部材８０の下端部を前方に移動させ、連結部材８０の溝８０ａを後側の脚部２１と嵌め合わせる。
なお、連結部材８０の下端部は、連結部材８０の溝を後側の脚部２１に嵌め合わせたときに、連結部材８０の下端縁部が基礎部材２３の上面に当接するように、連結部材８０の軸方向に対して斜めに加工されている。
そして、図１０（ａ）に示すように、連結部材８０の下端部を後側の脚部２１の下端部に接合させることで、地上面Ｇに立ち上げられた前板７１を左右の連結部材８０，８０によって支持することができる。
これにより、前後の太陽電池アレイ１０，１０の間に前板７１が立設され、前板７１によって、後方から前方に向かう風が遮られるため、太陽電池アレイ１０の下方側に流入する風を低減することができる。
太陽電池アレイ１０の保守点検を行うときには、図９に示すように、前板７１を後板７２に対して下向きに傾動させ、前板７１を地上面Ｇに敷くことで、作業者は前後の太陽電池アレイ１０，１０の間のスペースを広く利用することができる。さらに、作業者は、防風体７０の上面に載って作業することもできる。

第１実施形態の太陽電池アレイ群１では、図１に示すように、各列に四つの太陽電池アレイ１０が並べられているが、その数は限定されるものではない。また、太陽電池アレイ群１では、七列の太陽電池アレイ列１０Ａ〜１０Ｇが配置されているが、同様に、太陽電池アレイ１０の列の数は限定されるものではない。例えば、一列に一つの太陽電池アレイ１０を配置し、その太陽電池アレイ１０の後面側および／または側面側に防風体３０，４０，５０を配置してもよい。
また、第１実施形態では、後面防風体３０、中間防風体４０または側面防風体５０は、新設の太陽電池アレイ群に設置させる場合について記載したが、既存の太陽電池アレイ群についても、既存の太陽電池アレイの架台に、係止具、または係合器具、或いは支柱を設けることで、同様に設置することができる。

［性能確認実験］
次に、本発明の効果を確認するために実施した太陽電池アレイ群に作用する風荷重の低減対策効果に関する実験概要とその結果について説明する。
実験条件として、太陽電池アレイ群に防風体を設けない場合と、太陽電池アレイ群に防風体を設けた場合について風圧実験を行い、其々の実験ケースごとに、太陽電池アレイの風力係数を比較した。
実験試験体の太陽電池アレイ群１Ａ〜１Ｆは、図１１（ａ）〜（ｆ）に示すように、十五個の太陽電池アレイ１０を三行×五列に並べられたものである。実験では、実際の太陽電池アレイ群の１／４０の縮尺のモデルを作成し、このモデルに後方から風を吹き付けた。そして、各太陽電池アレイ列１０Ａ〜１０Ｅの左右方向の中央に配置された太陽電池アレイ１０の平均風力係数およびピーク風力係数を算出した。
なお、本明細書で対象とする風力係数は、太陽電池アレイの太陽電池パネル面に作用する風力の度合いを表す係数であり、太陽電池パネル面に加わる単位面積当たりの風圧力の測定値を、空気密度と風速から求まるアレイ面の平均高さにおける平均速度圧で除して算出した。

実験試験体の太陽電池アレイ１０は、前後方向の長さＬ１が９４ｍｍ（実寸４ｍ）で、左右方向の幅Ｌ２が２２５ｍｍ（実寸９ｍ）である。太陽電池アレイ１０は、前部よりも後部が高くなるように傾斜しており、その傾斜角度は２０度に設定した。
また、前後に隣り合う太陽電池アレイ１０，１０の間隔Ｌ３は、全て８７．５ｍｍ（実寸３．５ｍ）とした。
また、太陽電池アレイ群Ｂａ，１Ａ〜１Ｅの前後方向の長さＬ４は８１９．８ｍｍ（実寸３２．８ｍ）とし、太陽電池アレイ群Ｂａ，１Ａ〜１Ｅの左右方向の幅Ｌ５は６７５ｍｍ（実寸２７ｍ）とした。
図１１（ａ）の太陽電池アレイ群Ｂａは、防風体が配置されていない構成である。図１１（ａ）の太陽電池アレイ群Ｂａは、各太陽電池アレイ群Ｂａ，１Ａ〜１Ｅの風力係数を比較するときの基準となるものである。

図１１（ｂ）の太陽電池アレイ群１Ａは、最後列（第五列）の太陽電池アレイ列１０Ｅと第四列の太陽電池アレイ列１０Ｄとの間の空間部分に中間防風体４０を配置した構成である。図１１（ｂ）の太陽電池アレイ群１Ａは、太陽電池アレイ列１０Ｄ，１０Ｅの左端から右端まで連続して板状の中間防風体４０を配置した場合である。
中間防風体４０は、前後に隣り合う太陽電池アレイ１０，１０の間隔Ｌ３の中間位置に配置した。また、中間防風体４０の高さは５０ｍｍ（実寸２ｍ）とした。
図１１（ｃ）の太陽電池アレイ群１Ｂは、左右方向に間隔を空けて並設した複数の板状部材によって中間防風体４０を配置している点が、図１１（ｂ）の太陽電池アレイ群１Ａと異なっている。
中間防風体４０を構成する板状部材の高さは５０ｍｍ（実寸２ｍ）とし、左右方向の幅は５６．２５ｍｍ（実寸２．２５ｍ）とした。さらに、左右に隣り合う板状部材の間隔は２１ｍｍ（実寸０．８４ｍ）とした。

図１１（ｄ）の太陽電池アレイ群１Ｃは、最後列（第五列）の太陽電池アレイ列１０Ｅの後面側に後面防風体３０を配置した構成である。実験試験体では、板状のスポンジ部材を最後列の太陽電池アレイ列１０Ｅの左端から右端まで連続して配置した。後面防風体３０は、複数の樹木を左右方向に連続して並べた構成を模倣したものである。
後面防風体３０の高さは６７．１ｍｍ（実寸２．７ｍ）とし、厚さは１５ｍｍ（実寸０．６ｍ）とした。
図１１（ｅ）の太陽電池アレイ群１Ｄは、左右方向に間隔を空けて並設した複数のスポンジ部材によって後面防風体３０を配置した点が、図１１（ｄ）の太陽電池アレイ群１Ｃと異なっている。各スポンジ部材は樹木を模倣したものである。
後面防風体３０を構成するスポンジ部材の高さは５０ｍｍ（実寸２ｍ）とし、左右方向の幅は５６．２５ｍｍ（実寸２．２５ｍ）とした。さらに、左右に隣り合うスポンジ部材の間隔は２１ｍｍ（実寸０．８４ｍ）とした。

図１１（ｆ）の太陽電池アレイ群１Ｅは、最後列（第五列）の太陽電池アレイ列１０Ｅと第四列の太陽電池アレイ列１０Ｄとの間の空間部分に加えて、第三列の太陽電池アレイ列１０Ｃと第二列の太陽電池アレイ列１０Ｂとの間の空間部分にも中間防風体４０を配置した点が、図１１（ｂ）の太陽電池アレイ群１Ａと異なっている。
第三列の太陽電池アレイ列１０Ｃと第二列の太陽電池アレイ列１０Ｂとの間の空間部分に配置した中間防風体４０の形状や配置は、最後列（第五列）の太陽電池アレイ列１０Ｅと第四列の太陽電池アレイ列１０Ｄとの間の空間部分に配置した中間防風体４０と同じである。

図１２（ａ）は、各太陽電池アレイ群Ｂａ，１Ａ〜１Ｅに後方から風を吹き付けたときの各太陽電池アレイ列１０Ａ〜１０Ｅの左右方向の中央に配置された各太陽電池アレイ１０の平均風力係数を示した表である。
図１２（ｂ）は、防風体が設けられていない太陽電池アレイ群Ｂａ（図１１（ａ）参照）の最後列の太陽電池アレイ列１０Ｅの太陽電池アレイ１０の平均風力係数を基準として、各太陽電池アレイ群１Ａ〜１Ｅの平均風力係数比を示した表である。図１２（ｃ）は、各太陽電池アレイ群Ｂａ，１Ａ〜１Ｅの平均風力係数比のグラフである。

図１３（ａ）は、各太陽電池アレイ群Ｂａ，１Ａ〜１Ｅに後方から風を吹き付けたときの各太陽電池アレイ列１０Ａ〜１０Ｅの左右方向の中央に配置された各太陽電池アレイ１０のピーク風力係数を示した表である。
図１３（ｂ）は、防風体が設けられていない太陽電池アレイ群Ｂａ（図１１（ａ）参照）の最後列の太陽電池アレイ列１０Ｅの太陽電池アレイ１０のピーク風力係数を基準として、各太陽電池アレイ群１Ａ〜１Ｅのピーク風力係数比を示した表である。図１３（ｃ）は、各太陽電池アレイ群Ｂａ，１Ａ〜１Ｅのピーク風力係数比のグラフである。

図１２および図１３の各表および各グラフに示すように、防風体３０，４０を設けた各太陽電池アレイ群１Ａ〜１Ｅの太陽電池アレイ１０の風力係数は、防風体を設けていない太陽電池アレイ群Ｂａの太陽電池アレイ１０の風力係数よりも小さく、防風体３０，４０の前方に配置された太陽電池アレイ１０には加わる風荷重は低減されることが確認できた。上記のような実験結果によって、本発明の太陽電池アレイ群では、各太陽電池アレイを効率良く防風できることが確認できた。

なお、本発明の太陽電池アレイ群は、地上面に設置する場合の実施形態について記載したが、太陽電池アレイ群が建物の屋上、或いは湖や海に設置される構台上に設置される場合であっても、本発明に係る防風体は設置可能であり、本発明の変形例と考える。

１ 太陽電池アレイ群 １０ 太陽電池アレイ
１０Ａ〜１０Ｇ 太陽電池アレイ列 １１ 太陽電池パネル
２０ 架台 ２１ 脚部 ２２ 傾斜部材
２３ 基礎部材 ３０ 後面防風体 ３１ 樹木（後面防風体本体）
４０ 中間防風体 ４１ 板状部材（中間防風体本体）
４２ アンカー部材（係合器具） ４３ 係止具
５０ 側面防風体 ５１ 支柱 ５２ ワイヤ（係止具）
５３ 遮蔽膜（側面防風体本体） ５４ 連結金具
５４ａ アンカー部材（係合器具）
６０ 連結部材（斜材）７０ 防風体 ７１ 前板
７２ 後板 ８０ 連結部材
Ａ 中央領域 Ｇ 地上面

Claims (5)

1. 複数の太陽電池アレイを複数列に配置した太陽電池アレイ群であって、
   少なくとも後方側に位置する太陽電池アレイの後面側および／または側面側に防風体が設けられていることを特徴とする太陽電池アレイ群。
2. 防風体は、隣接する太陽電池アレイの間または最外縁部に配置されており、
   前記防風体は、設置近傍の太陽電池アレイの後面側および／または側面側に着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイ群。
3. 防風体は、防風体本体と、防風体本体に設けられた係止具と、地上面および／または太陽電池アレイの架台に設けられた係合器具とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイ群。
4. 防風体は、連結部材を介して太陽電池アレイの架台に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイ群。
5. 太陽電池アレイ群は、防風体を備えた太陽電池アレイと、防風体を備えていない太陽電池アレイと、を有し、
   防風体を備えた太陽電池アレイの間に、一列または複数列の防風体を備えていない太陽電池アレイが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の太陽電池アレイ群。

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