JP2017002656A - 太陽光発電パネル取付用架台及び太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 陸屋根に加工を施すことなく設置が可能であり、簡易な構造で風圧荷重に対する耐性の高い太陽光発電パネル取付用架台を提供する。
【解決手段】 上面が長手方向の一端から長手方向の他端まで平坦な下りの傾斜面を有するコンクリートブロック製架台を備えた太陽光発電パネル取付用架台であって、コンクリートブロック製架台の傾斜面の高位置側に太陽光発電パネルの高位置側を固定する固定具を設け、傾斜面の低位置側に太陽光発電パネルの低位置側を固定する固定具を設け、複数台のコンクリートブロック製架台を、各傾斜面の方向及び固定具の位置を合わせて平行に配列し、各傾斜面上に単一の太陽光発電パネルを載置して、各固定具で太陽光発電パネルの上縁と下縁とを固定し、太陽光発電パネルの裏面側に対向する各傾斜面は、その全領域が太陽光発電パネルの裏面の範囲内に位置するように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、陸屋根等の表面に何ら加工を施すことなく設置が可能な太陽光発電パネル取付用架台及びそれを使用した太陽光発電装置に関するものである。

従来、陸屋根に太陽光発電パネルを設置する際、陸屋根にアンカーを打ち込み、当該アンカーに太陽光発電パネルの架台を固定すること、或いは、太陽光発電パネルの基礎ブロックを固定するため、該基礎ブロックの設置範囲に対応する陸屋根の軽量コンクリート層及び防水層等を剥離することが行われていた（特許文献１）。

しかしながら、アンカーを打ち込むと、陸屋根に当初より設置されている防水シートを貫通して防水機能が失われてしまうため、再度防止工事をやり直す必要がある。また陸屋根の軽量コンクリート層の剥離工事等は大がかりであり、太陽光発電パネルの設置に多くの時間と手間を要していた。

そこで、アンカー等を使用せず、太陽光発電パネルの架台を陸屋根に載置するたけで、設置が可能な太陽光発電パネルの取付用架台が提案されている。

例えば、一枚の太陽光発電パネルの左右の両側縁を、一対のコンクリートブロック製の架台上面に載置し、上記パネルの両側縁を各々左右のコンクリートブロック上面段部に固定する構造であって、例えば建物の屋上にアンカーを使用せずに設置が可能な太陽光発電パネルの架台が提案されている（特許文献２）。

特開２０１４−１７３２４５号公報 特開２０１１−１６５７９５号公報

ところで、太陽光発電パネルの架台をアンカー等の固定手段を用いずに陸屋根に設置する場合、風圧荷重に対する耐性が重要な課題となる。

上記特許文献２の架台は、太陽光発電パネルの両側縁のみをコンクリートブロック上面段部で支持固定する構成であるから、当該太陽光発電パネルの下面領域は、その全域に亘り陸屋根表面との間に空間が形成され、この空間が風の通り道となるため、風圧荷重に対する耐性が低いという課題がある。

また、特許文献２の架台は、その上面段部にて太陽光発電パネルの側縁しか支持することができない構造となっているため、単一の太陽光発電パネルの両側縁を２台の架台で支持する構成を採らざるを得ず、例えば単一の太陽光発電パネルを３台の架台で支持すること、或いは、太陽光発電パネルの裏面の任意の位置を支持することができず、その構造上の設置の自由度が低いという課題もある。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、陸屋根に何ら加工を施すことなく、陸屋根上に載置するだけで設置が可能であり、簡易な構造でありながら、風圧荷重に対する耐性の高い太陽光発電パネル取付用架台及びそれを使用した太陽光発電装置を提供することを目的とする。

また、太陽光発電パネルの裏面の任意の位置を支持可能であり、太陽光発電パネルの大きさ、或いは、設置高さ等に応じて、２台又は３台の架台で構成可能な太陽光発電パネル取付用架台及びそれを使用した太陽光発電装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、
第１に、細長い直方体形状であって、水平な底面を有し、上面が長手方向の一端から長手方向の他端まで平坦な下りの傾斜面を有するコンクリートブロック製架台を備えた太陽光発電パネル取付用架台であって、上記コンクリートブロック製架台の上記傾斜面の高位置側の端部の上面に太陽光発電パネルの高位置側の上縁を上記傾斜面に固定する固定具を設けると共に、上記コンクリートブロック製架台の上記傾斜面の低位置側の端部の上面に上記太陽光発電パネルの低位置側の下縁を上記傾斜面に固定する固定具を設け、複数台の上記コンクリートブロック製架台を、上記各傾斜面の方向及び上記固定具の位置を合わせて平行に配列した状態において、単一の上記太陽光発電パネルを、上記各傾斜面の上記高位置側の端部と上記低位置側の端部を除く、上記傾斜面の中間の領域の全てを被覆するように、上記各傾斜面上に載置した状態で、上下の上記各固定具で上記太陽光発電パネルの上記各傾斜面に直交する水平方向の上記上縁と、上記各傾斜面に直交する水平方向の上記下縁の複数個所を上記傾斜面上に固定し得るように構成し、かつ上記太陽光発電パネルの裏面側に対向する上記各コンクリートブロック製架台の上記各傾斜面は、その全域が上記太陽光発電パネルの上記裏面の範囲内に位置し得るように構成されたものである太陽光発電パネル取付用架台により構成される。

このように構成すると、設置の高さに応じて、コンクリートブロック製架台を２台又は３台用いて単一の太陽光発電パネルを支持することができ、設置高さに応じて効率的に使用可能な太陽光発電パネル取付用架台を実現することができる。また、コンクリートブロック製架台は、太陽光発電パネルの裏面側の任意の位置に設けることができるため、設置場所に応じて、太陽光発電パネルに対するコンクリートブロック製架台の位置を調整することが可能である。

第２に、上記コンクリートブロック製架台を２台又は３台使用するものであって、上記コンクリートブロック製架台が２台の場合は、上記両コンクリートブロック製架台は上記太陽光発電パネルの左右両縁に沿って配置され、上記コンクリートブロック製架台が３台の場合は、他の１台のコンクリートブロック製架台は、上記左右のコンクリートブロック製架台間の中央位置に配置されるものである上記第１記載の太陽光発電パネル取付用架台により構成される。

このように構成すると、例えば低層の陸屋根の場合はコンクリートブロック製架台を２台使用して太陽光発電パネル取付用架台を設置することができ、高層の陸屋根の場合はコンクリートブロック製架台を３台使用して太陽光発電パネル取付用架台を設置することができ、耐風圧性能を維持しながら、コンクリートブロック製架台の台数を最少の台数にて太陽光発電パネル取付用架台を構成できる。

第３に、上記固定具は、上記太陽光発電パネルの上下縁の各側面を支持し得る側面板と、上記太陽光発電パネルの上下縁の各上面に当接し得る上面板と、上記上面板を上記太陽光発電パネルの上記上面に当接させた状態で、上記太陽光発電パネルの上記上下縁を上記上面板と上記傾斜面との間に挟持固定し得る締結手段とからなるものである上記第１又は２記載の太陽光発電パネル取付用架台により構成される。

このように構成すると、簡易な固定具の構成により、太陽光発電パネルを確実にコンクリートブロック製架台に固定することができ、装置の軽量化を図ると共に、設置工程の簡略化をも実現し得る。

第４に、複数台の上記コンクリートブロック製架台を、上記各傾斜面の方向及び上記固定具の位置を合わせて平行に配列した状態において、上記各コンクリートブロック製架台の上記低位置側の各前端面間、及び、上記各コンクリートブロック製架台の上記高位置側の各後端面間に風避板を各々固定したものであることを特徴とする上記第１〜３の何れかに記載の太陽光発電パネル取付用架台により構成される。

第５に、上記コンクリートブロック製架台の上記低位置側の上記前端面と上記高位置側の上記後端面にインサート成形による雌ネジ孔を各々形成し、上記各風避板は、該風避板を介して締結手段を上記各雌ネジ孔に締結することにより、上記前端面及び上記後端面に各々固定されたものであることを特徴とする上記第４記載の太陽光発電パネル取付用架台により構成される。

第６に、上記第１〜５の何れかに記載の太陽光発電パネル取付用架台を上記各傾斜面の方向及び上記固定具の位置を合わせて平行に配列した状態において、上記各傾斜面の上面に単一の上記太陽光発電パネルを載置し、上記太陽光発電パネルの下縁と上縁を、上記各固定具により上記傾斜面上に固定することにより構成されるものである太陽光発電装置により構成される。

本発明によると、陸屋根を何ら加工することなく設置が可能な太陽光発電パネル取付用架台であって、設置の高さ、或いは、太陽光発電パネルの大きさ等に応じて、コンクリートブロック製架台を２台又は３台用いて単一の太陽光発電パネルを支持することができ、設置高さに応じて効率的に使用可能な太陽光発電パネル取付用架台を実現することができる。

また、コンクリートブロック製架台は、太陽光発電パネルの裏面側の任意の位置に設けることができるため、設置場所に応じて、太陽光発電パネルに対するコンクリートブロック製架台の位置を調整することが可能であり、コンクリートブロック製架台の設置の自由度の高い太陽光発電パネル取付用架台を実現することができる。

また、太陽光発電パネル取付用架台の構成は、２台又は３台のコンクリートブロック製架台と取付用の固定具その他締結手段からなり、極めて簡易な構造であり、しかも、コンクリートブロック製架台と太陽光発電パネルとの接続も簡単であるから、陸屋根上に非常に簡易な工法により太陽光発電装置を設置することができるものである。

また、コンクリートブロック製架台の１台の重量も比較的軽量であるため、太陽光発電パネル取付用架台の建造物の屋上への持ち込みも容易である。

本発明に係る太陽光発電パネル取付用架台を使用した太陽光発電装置の斜視図である。 同上架台の斜視図である。 同上架台の高位置側の拡大斜視図である。 同上架台の低位置側の拡大斜視図である。 （ａ）は同上架台を２台使用した太陽光発電装置の概略平面図、（ｂ）は同上架台を３台使用した太陽光発電装置の概略平面図である。 風避板を設置した同上太陽光発電装置の斜視図である。 風避板を設置した同上太陽光発電装置の斜視図である。 太陽光発電装置を並列し、各架台を連結板にて連結した場合の概略平面図である。

以下、本発明に係る太陽光発電パネル取付用架台及び太陽光発電装置について詳細に説明する。

図１は本発明に係る太陽光発電パネル取付用架台（コンクリートブロック製架台３台）に太陽光発電パネル２（１枚）を取り付けた状態の太陽光発電装置１を示すものである。

本発明に係る太陽光発電パネル取付用架台は、２台又は３台のコンクリートブロック製架台３を使用する。

尚、以下の説明において、コンクリートブロック製架台３の低位置側を「前方」、高位置側を「後方」、前方から後方を向いた場合の左右を「左右方向」と定義する。また、図２に示す「コンクリートブロック製架台３」を単独でいう場合は、「コンクリートブロック製架台３」と言い、このコンクリートブロック製架台３を２台又は３台使用して図１（又は図５（ａ）（ｂ））のように太陽光発電パネル２を設置可能とした状態を「太陽光発電パネル取付用架台」と言い、図１に示すように、この「太陽光パネル取付用架台」に太陽光発電パネル２を取り付けた状態を「太陽光発電装置１」という。

このコンクリートブロック製架台３は、図２に示すように、細長い直方体形状であって、水平な底面４，４を有し、上面が長手方向の高い位置側の一端３ａから、長手方向の低位置側の他端３ｂまで、上面全体が平坦な下りの傾斜面５となるように一体成型されたものであり、上記底面４，４間は上方に向けて切欠部６が形成されている。

このコンクリートブロック製架台３の重量は約５２ｋｇｆであり、陸屋根等の建造物の屋上にも比較的容易に搬入することができる。また、上記傾斜面５の傾斜角度は、上記底面４に平行な水平面に対してθ＝５度である（図２参照）。

このコンクリートブロック製架台３の上記傾斜面５の高位置側の上面３ｃには、上記太陽光発電パネル２の高位置側の上縁７を上記傾斜面５に固定する固定具８を設置するための雌ネジ孔９が周知のインサート成形により埋設されており、上記コンクリートブロック製架台３の上記傾斜面５の低位置側の上面３ｄに上記太陽光発電パネル２の低位置側の下縁１０を上記傾斜面５に固定する固定具１１を設置するための雌ネジ孔１２が周知のインサート成形により埋設されている。

そして、図１に示すように、複数台の上記コンクリートブロック製架台３を、上記各傾斜面５の方向及び上記固定具８，１１の位置を合わせて平行に配列した状態において、上記各傾斜面５上に単一の長方形状の太陽光発電パネル２を載置して、上下の上記各固定具８，１１で上記太陽光発電パネル２の上記上縁７（３か所）と上記下縁１０（３か所）とを上記各傾斜面５上に固定することにより、太陽光発電装置１を構成することができる。

上記太陽光発電パネル２の裏面側２ａに対向する上記各コンクリートブロック製架台３の上記各傾斜面５（図５（ａ）（ｂ）における間隔の小のハッチングの施された傾斜面５（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、その全域が上記太陽光発電パネル２の裏面２ａの範囲内に位置するように構成されている。

即ち、上記コンクリートブロック製架台３を、上記各傾斜面５の方向及び上記固定具８，１１の位置を合わせて平行に配列した状態において、単一の上記太陽光発電パネル２を、上記各傾斜面５の上記高位置側の端部（上面３ｃ）と上記低位置側の端部（上面３ｄ）を除く、上記傾斜面５の中間の領域（図５（ａ）（ｂ）の間隔の小のハッチングが施された傾斜面５ａ，５ｂ，５ｃ）の全てを被覆するように、上記各傾斜面５上に載置した状態で、上下の上記各固定具８，１１で上記太陽光発電パネル２の上記各傾斜面５に直交する水平方向の上縁７と、上記各傾斜面５に直交する水平方向の下縁１０の複数個所を上記傾斜面５上に固定し得るように構成する。

このように、本発明においては、上記コンクリートブロック製架台３を２台又は３台使用するものであって、上記コンクリートブロック製架台３が２台の場合は、上記太陽光発電パネル２の左右両縁、即ち、上記太陽光発電パネル２の左側縁１９又は右側縁２０よりも、太陽光発電パネル２の裏面２ａ側に入り込んだ位置であって、上記太陽光発電パネル２の裏面２ａに対向する上記傾斜面５の全域（図５（ａ）（ｂ）における間隔の小のハッチングの施された傾斜面５ａ，５ｂ）が、上記太陽光発電パネル２の裏面２ａの範囲内となる位置Ａ１，Ａ２に配置される(図５（ａ）参照)。

また、上記コンクリートブロック製架台３が３台の場合は、図１に示すように、他の１台のコンクリートブロック製架台３は、上記左右のコンクリートブロック製架台３，３間の中間位置Ａ３に配置される（図５（ｂ）参照）。この場合も、上記傾斜面５（図５（ｂ）における間隔の小のハッチングの施された傾斜面５ｃ）は、上記太陽光発電パネル２の裏面２ａの範囲内に位置する。

上記固定具８は（図３参照）、上記太陽光発電パネル２の上縁７の側面７ａに対向し、該側面７ａを支持し得る該側面７ａに平行な側面板８ａと、上記太陽光発電パネル２の上縁７の上面７ｂに当接し得る該上面７ｂに平行な上面板８ｂと、上記側面板８ａに対して９０度後方に屈曲し、ボルトＢの挿入用長孔８ｃ’を有する固定板８ｃとから構成されており、所定長の帯状の金属板を、上記側面板８ａを中心に、一端側の上記上面板８ｂを前方に、他端側の上記固定板８ｃを後方に、互いに直角に折り曲げ加工することにより一体的に形成されている。

従って、上記上面板８ｂを上記太陽光発電パネル２の上記上面７ｂに当接させた状態で、上記固定板８ｃを上記雌ネジ孔９上に載置し、ボルトＢを上記長孔８ｃ’を介して上記雌ネジ孔９にねじ込む（締結する）ことにより、上記太陽光発電パネル２の上記上縁７を上記上面板８ｂと上記傾斜面５（上面３ｃ）との間に挟持固定し得るように構成されている。

尚、上記雌ネジ孔９、上記固定板８ｃ、上記ボルトＢ等により締結手段が構成されている。

上記固定具１１は（図４参照）、上記太陽光発電パネル２の下縁１０の側面１０ａを支持し得る該側面１０ａに平行な側面板１１ａと、上記太陽光発電パネル２の下縁１０の各上面１０ｂに当接し得る該上面１０ｂに平行な上面板１１ｂと、上記側面板１１ａに対して９０度前方に屈曲しボルトＢの挿入孔１１ｃ’を有する固定板１１ｃとから構成されており、所定長の帯状の金属板を、上記側面板１１ａを中心に、一端側の上記上面板１１ｂを後方に、他端側の上記固定板１１ｃを前方に、互いに直角に折り曲げ加工することにより一体的に形成されている。

従って、上記上面板１１ｂを上記太陽光発電パネル２の上記上面１０ｂに当接させた状態で、上記固定板１１ｃを上記雌ネジ孔１２上に載置し、ボルトＢを上記孔１１ｃ’を介して上記雌ネジ孔１２にねじ込む（締結する）ことにより、上記太陽光発電パネル２の上記下縁１０を上記上面板１１ｂと上記傾斜面５（上面３ｄ）との間に挟持固定し得るように構成されている。

尚、上記雌ネジ孔１２、上記固定板１１ｃ、上記ボルトＢ等により締結手段が構成されている。

また、上記コンクリートブロック製架台３の低位置側の前端面３ｅ、及び高位置側の後端面３ｆの中心位置には、風避板１５，１６（又は風避板１５’，１６’）（図６、図７参照）又は連結板１８（図８参照）を取り付けるための雌ネジ孔１３，１４が、各々インサート成形により埋設されている。

そして、複数台の上記コンクリートブロック製架台３を、上記各傾斜面５の方向及び上記固定具８，１１の位置を合わせて平行に配列した状態において、低位置側の上記各前端面３ｅ間、及び、高位置側の後端面３ｆ間に風避板１５，１６（図６参照）、風避板１５’，１６’（図７参照）を各々固定することができる。この風避板１５，１６（又は１５’，１６’）は、各風避板１５，１６（又は１５’，１６’）の各長孔１７を介して締結手段としてのボルトＢを上記雌ネジ孔１３，１４にねじ込むことにより、上記前端面３ｅ及び上記後端面３ｆに固定される。尚、風避板１５，１６（又は１５’，１６’）は必ず設置する必要はなく、必要に応じて設置すれば良い。

上記風避板１５は、図６に示すように、上記前端面３ｅと略同一の高さ（幅）を有し、左端部のコンクリートブロック製架台３の上記前端面３ｅから右端部のコンクリートブロック製架台３の前端面３ｅに至る長さを有する板状の部材であり、上記各雌ネジ孔１３に対応する部分に左右方向の長孔１７が３か所に形成されている。

上記風避板１６は、図６に示すように、上記後端面３ｆと略同一の高さ（幅）を有し、左端部のコンクリートブロック製架台３の上記後端面３ｆから右端部のコンクリートブロック製架台３の後端面３ｆに至る長さを有する板状の部材であり、上記各雌ネジ孔１４に対応する部分に左右方向の長孔１７が３か所に形成されている。このように、風避板１５，１６を設置する場合は、上記長孔１７の範囲内で、各コンクリートブロック製架台３の設置位置を左右方向に調整することができる。

これらの風避板１５，１６は、上記コンクリートブロック製架台３，３，３の前端面３ｅ間、及び後端面３ｆ間を閉鎖して、風の太陽光発電パネル２の裏面２ａ側への進入を防止して、風耐圧性を向上させるものである。

図７に示す風避板１５’は、上記前端面３ｅ間を閉鎖するだけでなく、各コンクリートブロック製架台３の上面３ｄ間をも閉鎖するための屈曲面１５ａを有する横断面逆Ｌ字形状をなすものであり、上記風避板１６’は、上記後端面３ｆ間を閉鎖するだけでなく、各コンクリートブロック製架台３の上面３ｃ間をも閉鎖する屈曲面１６ａを有する横断面逆Ｌ字形状をなすものである。取付は、上記風避板１５，１６と同様に、長孔１７を介してボルトＢを上記各雌ネジ孔１３，１４にねじ込むことにより行う。

これらの風避板１５’，１６’によると、各コンクリートブロック製架台３と上記太陽光発電パネル２との間に形成される空間を略全部閉鎖することができるので、耐風圧性能をより向上することができる。

本発明に係る太陽光発電パネル取付用架台は、上述のように構成されるものであるから、以下当該架台を陸屋根上に設置する工法を説明する。

まず、コンクリートブロック製架台３の３台を、陸屋根上に、それらの傾斜面の方向を合わせて、図１のように、平行に設置する。また、各架台３には上下の固定具８，１１が仮固定されているものとする。

この設置の間隔は、両端のコンクリートブロック製架台３，３が、１枚の太陽光発電パネル２の両側縁１９，２０よりも内側に入り、太陽光発電パネル２の裏面２ａに対向するそれらの傾斜面５，５の全領域（全域）が太陽光発電パネル２の裏面２ａの範囲内に位置する間隔、即ち、両端のコンクリートブロック製架台３，３の設置位置は、太陽光発電パネル２に対して図１に示す位置Ａ１，Ａ２とする。

また、他の１台のコンクリートブロック製架台３は、両側のコンクリートブロック製架台３，３の中間位置（図１の位置Ａ３）に設置する。勿論、中間位置のコンクリートブロック製架台３の太陽光発電パネル２の裏面２ａに対向する傾斜面５は、その全領域（全域）が太陽光発電パネル２の裏面２ａの範囲内に位置している。尚、このとき、コンクリートブロック製架台３の下面４が陸屋根上面（通常コンクリート面）を滑り難くするため、上記各コンクリートブロック製架台３の各下面４に厚さ数ミリのゴムシートを接着しても良い。

その後、１枚の太陽光発電パネル２を各架台３の傾斜面５上に設置する。このとき、上記パネル２の下縁１０の側面１０ａが、上記コンクリート製架台３，３，３の下側の３か所の固定具１１，１１，１１の側面板１１ａ，１１ａ，１１ａに接触する状態でその裏面２ａを上記各傾斜面５，５，５上に接触させる。

また、上側の３個の固定具８，８，８を長孔８ｃ’を以って下方に若干移動し、それらの側面板８ａ，８ａ，８ａを上記太陽光発電パネル２の上縁７の側面７ａに接触させる。

その後、上記各固定具１１，８のボルトＢを雌ネジ孔１２，９にねじ込んで、各固定具８，１１を固定する。これにより、上記太陽光発電パネル２の上縁７の３か所と、下縁１０の３か所を上記各コンクリートブロック製架台３，３，３の各傾斜面５，５，５上に確実に固定することができる。以上より、陸屋根上に太陽光発電装置１を設置することができる。

このように、本発明に係る太陽光発電パネル取付用架台によれば、陸屋根上にアンカーを使用することなく、また陸屋根上の表面に何ら加工を施すことなく、太陽光発電パネルを設置することができる。

また、太陽光発電パネル２に対するコンクリートブロック製架台３の位置を変更したい場合は、ボルトＢを緩め、コンクリートブロック製架台３を太陽光発電パネル２の上縁７及び下縁１０に平行に、左右方向にスライドすれば良い。このように、太陽光発電パネル２に対するコンクリートブロック製架台３の位置を任意に調整することが可能である。

図８は、本発明に係る太陽光発電装置１を横方向に並べた場合の平面図である。このように、１枚の太陽光発電パネル２に対してコンクリートブロック製架台３を３台使用して太陽光発電装置１を構成し、かかる太陽光発電装置１を横方向に並設することができることは勿論である。この場合、上記雌ネジ孔１３，１４を使用して、各コンクリートブロック製架台３の前端面３ｅ間、後端面３ｆ間を横方向連結杆１８，１８により連結することができる。このとき、連結は、隣接するコンクリートブロック製架台３，３間（図８におけるコンクリートブロック製架台３Ａと３Ｂ間）を連結することにより、隣接する太陽光発電装置１，１を横方向連結杆１８により結合することができ、これにより並設した太陽光発電装置１全体としての耐風圧性能を向上することができる。

上記コンクリートブロック製架台３の設置位置は、その上面（傾斜面５）が上記太陽光発電パネル２の裏面２ａ側の範囲内に位置する場所であれば、自由である。これは、当該コンクリートブロック製架台３の風圧荷重に対する耐性は、当該太陽光発電装置１の総重量と、太陽光発電パネル２の裏面２ａ側におけるコンクリートブロック製架台３の存在していない部分の面積（受風面積、図５（ａ）（ｂ）の太陽光発電パネル２の裏面２ａにおける、コンクリートブロック製架台２の傾斜面５に載置されていない部分（傾斜面５ａ，５ｂ，５ｃとは逆方向の間隔の大のハッチングが施された部分）の合計面積）によって定まるため、コンクリートブロック製架台３を２台又は３台使用し、それらの傾斜面５が上記太陽光発電パネル２の裏面２ａの範囲内に位置していれば、コンクリートブロック製架台３がどの位置にあっても、上記受風面積、即ち、耐風圧性能は変わらないからである。

従って、コンクリートブロック製架台３は、図１に示す位置Ａ１，Ａ２，Ａ３から左右に移動することができ、設置場所の他の各種状況に応じて、太陽光発電パネル２に対するコンクリートブロック製架台３の位置を任意の位置に設置することができ、当該架台３の設置の自由度が大きいという効果を有する。

本実施例は、本発明に係る太陽光発電パネル取付用架台を使用した太陽光発電装置１の耐風圧性能を検証するため、ＪＩＳ Ｃ ８９５５（２０１１）「太陽電池アレイ用支持物設計標準」に基づく風圧荷重の計算と、風洞実験を行った。
１ 風圧荷重の計算
風圧荷重は、上記ＪＩＳ規格に基づいて、太陽光発電装置１を浮き上がらせようとする風圧荷重を式（１）により算出した。太陽光発電パネル取付用架台は、図２に示すコンクリートブロック製架台３を３台使用した太陽光発電装置１を陸屋根に設置した場合である。また、風避板１５，１６（又は１５’，１６’）は使用しない。
ここで、下記の計算によって得られた風圧荷重Ｗｐが本発明に係る太陽光発電パネル取付用架台３を用いた太陽光発電装置１の総重量Ｗｔよりも大（Ｗｐ＞Ｗｔ）の場合は、太陽光発電装置１が風によって浮き上がる可能性があり、風圧荷重Ｗｐが太陽光発電装置Ｗｔよりも小（Ｗｐ＜Ｗｔ）の場合は、太陽光発電装置１が風によって浮き上がることはない、と判断することができる。

１ 風圧荷重の計算
風圧荷重Ｗｐ[Ｎ]
Ｗｐ＝Ｃｗ×ｑ_ｐ×Ａｗ （１）
ここで、 Ｃｗ：風力係数
ｑ_ｐ：設計用速度圧［Ｎ・ｍ^−２］
Ａｗ：受風面積（太陽光発電パネル２の裏面２ａのコンクリートブロック製 架台３が存在しない部分の合計面積）[ｍ^２]

（イ）風力係数Ｃｗについて
風力係数Ｃｗは、陸屋根設置型（無固定方式）、逆風（太陽光発電パネル２の高位置側から該パネル２の裏面２ａ側に向けて水平に風が当たる場合）、該パネル２の傾斜角度θが０度≦１５度（実施例はθ＝５度）の条件を設定すると、ＪＩＳ Ｃ ８９５５に基づいて、
Ｃｗ＝０．９５０
となる。
（ロ）設計用速度圧ｑ_ｐについて
設計用速度圧ｑ_ｐは、ＪＩＳ Ｃ ８９５５に基づいて、以下の式（２）に基づいて求めた。
ｑ_ｐ＝０．６×Ｖｏ^２×Ｅ×Ｉ［Ｎ・ｍ^−２］ （２）
Ｖｏ：設計用基準風速［ｍ／ｓ］
Ｅ ：環境係数
Ｉ ：用途係数

設計用基準速度Ｖｏは、上記ＪＩＳ規格に定める佐賀県における設計用基準速度であるＶｏ＝３４．０［ｍ／ｓ］を使用した。

環境係数Ｅは、コンクリートブロック製架台の平均地上高Ｈ＝２４ｍ（ビル８階の高さに相当）を想定すると、上記ＪＩＳ規格に定められている地表面粗度区分「III」を選択し、そのガスト影響係数を算出し、計算式により環境係数Ｅ＝２．０７０を算出した。

用途係数Ｉは、「通常の太陽光システム」として上記ＪＩＳ規格に定められている用途係数Ｉとして、
Ｉ＝１．０
を使用した。
上記より設計用速度圧ｑ_ｐ＝１４３５．６４［Ｎ・ｍ^−２］となった。

（ハ）受風面積
受風面積は、太陽光発電パネル２の裏面２ａにおいて、コンクリートブロック製架台３（３台）が設置されていない部分の面積、即ち図５（ｂ）における上記裏面２ａ全体の面積から、３台のコンクリートブロック製架台３の傾斜面５の面積（図５（ｂ）の間隔の小のハッチング部分）を除いた部分（図５（ｂ）の間隔の大のハッチングの施された部分）の面積であり、本実施例の場合、受風面積Ａｗは、
Ａｗ＝１．２５９［ｍ^２］
となる。

（ニ）その他の条件
その他の条件は、以下の通りである。
太陽光発電パネルの寸法 １６６２［ｍｍ］×９９０［ｍｍ］×４６．０［ｍｍ］
太陽光発電パネルの重量 ２０［ｋｇｆ］
太陽光発電パネルの枚数 １枚
固定金具（６個）の重量 １［ｋｇｆ］
コンクリートブロック製架台の重量 ５２［ｋｇｆ／個］
コンクリートブロック製架台の台数 ３台
コンクリートブロック製架台の寸法 低位置側の高さ １３０［ｍｍ］
高位置側の高さ ２３０［ｍｍ］
幅 １３０［ｍｍ］
長さ １１８０［ｍｍ］

（ホ）結果
上記（イ）のＣｗ、上記（ロ）のｑ_ｐ、上記（ハ）のＡｗの各値より、式（１）の風圧荷重を求めると、風圧荷重Ｗｐ＝１７１３［Ｎ］（＝１７５[ｋｇｆ] ）となった。一方、上記（ニ）より、コンクリートブロック製架台３（３台）を用いた太陽光発電装置の総重量Ｗｔ＝１７７［ｋｇｆ］となった。

以上より、本実施例における太陽光発電装置の総重量Ｗｔ（１７７［ｋｇｆ］）が風圧荷重Ｗｐ（１７５［ｋｇｆ］）よりも大（Ｗｔ＞Ｗｐ）なので、本発明におけるコンクリートブロック製架台３を３個用いた太陽光発電装置は、地上２４ｍまでは風圧荷重に耐えることができる、即ち、地上２４ｍまでは設置が可能であることがわかった。

地上２４ｍは、略８階建のビル屋上の高さに相当するため、本発明の太陽光パネル取付用架台は、高さの基準として、８階建てのビル屋上の陸屋根に設置することが可能であり、十分に実用的であることがわかった。

上記と同様の条件でコンクリートブロック製架台３を２台を使用した場合の太陽光発電装置の風圧荷重を計算したところ、当該太陽光発電装置の総重量Ｗｔ＝１２４［ｋｇｆ］であり、地上６ｍの風圧荷重Ｗｐ＝１１７４［Ｎ］（＝１２０［ｋｇｆ］）であることから、コンクリートブロック製架台を２台使用する場合は、地上６ｍまでは設置が可能であることがわかった。
地上６ｍは地上２階建てのビル屋上の高さに相当するため、コンクリートブロック製架台を２台使用した場合であっても、２階建てのビルの陸屋根に設置することが可能であり、十分に実用的であることがわかった。

２ 風洞実験
上記１の風圧荷重の計算と同様の条件（図２に示すコンクリートブロック製架台３を２台又は３台使用して、上記１と同一寸法の太陽光発電パネル２を１枚固定した太陽光発電装置１）で、以下の示す風洞実験を行った。尚、風洞実験においても、上記風避板１５，１６（又は１５’，１６’）は使用していない。

（イ）風洞実験設備
コンクリートブロック製架台３を設置する床面の材質：コンクリート
コンクリートブロック製架台３の各底面４にゴムラバー（厚さ数ミリ、本実施例の場合は３［ｍｍ］）を接着して床面上に載置した。

（ロ）風向
コンクリートブロック製架台３の高位置側から低位置側（後方から前方）に、水平方向にコンクリートブロック製架台３の長手方向に平行に風が当たる向（逆方向）と、コンクリートブロック製架台３の低位置側から高位置側（前方から後方）に、水平方向にコンクリートブロック製架台３の長手方向に平行に風が当たる向（順方向）の２種類を行った。

（ハ）計測センサー
風速は超音波流速計により測定した。
歪ゲージを使用して、抗力による水平方向荷重（コンクリートブロック製架台３の水平方向の横滑り）、揚力による垂直方向荷重（コンクリートブロック製架台３の浮き上り、コンクリートブロック製架台３の高位置側と低位置側の２か所）の計３か所において、コンクリートブロック製架台３の水平方向と垂直方向の動きを常時監視した。

（ニ）計測及び結果
風洞実験設備にて、風速を０〜５０[ｍ／ｓ]まで加速して、コンクリートブロック製架台３の浮き上がりと水平方向の横滑りを監視した。

その結果、コンクリートブロック製架台３を３台使用した場合は、逆方向では風速４２[ｍ／ｓ]で水平方向に数ミリのズレが発生した（風速４２［ｍ／ｓ］まで垂直方向の浮き上がりはなし）。順方向では風速５０[ｍ／ｓ]まで水平方向のズレ及び垂直方向の浮き上がりは発生しなかった。

コンクリートブロック製架台３を２台使用した場合は、逆方向では風速３８[ｍ／ｓ]で水平方向に数ミリのズレが発生した（風速３８［ｍ／ｓ］まで垂直方向の浮き上がりはなし）。順方向では風速５０[ｍ／ｓ]まで水平方向のズレ及び垂直方向の浮き上がりは発生しなかった。

以上の結果からすると、コンクリートブロック製架台３台を使用した場合は、風速４２「ｍ／ｓ」未満の風速までは横滑り、浮き上がり共に発生しないことが確認できた。また、コンクリートブロック製架台２台を使用した場合は、風速３８［ｍ／ｓ］未満の風速までは横滑り、浮き上がりは、共に発生しないことが確認できた。

このように、風洞実験においても、本発明に係る太陽光発電パネル取付用架台は、十分に実用的であることを確認することができた。

以上のように、本発明によると、陸屋根を何ら加工することなく設置が可能な太陽光発電パネル取付用架台であって、設置の高さ、或いは、太陽光発電パネル２の大きさ等に応じて、コンクリートブロック製架台３を２台又は３台用いて単一の太陽光発電パネル２を支持することができ、設置高さに応じて効率的に使用可能な太陽光発電パネル取付用架台を実現することができる。

また、コンクリートブロック製架台３は、太陽光発電パネル２の裏面２ａ側の任意の位置に設けることができるため、設置場所に応じて、太陽光発電パネルに対するコンクリートブロック製架台の位置を調整することが可能である。

また、コンクリートブロック製架台３が、太陽光発電パネル２の裏面２ａの範囲内に位置していれば、これらの架台３の位置によって耐風圧性能に変化がないので、耐風圧性能を維持しながら、コンクリートブロック製架台３の設置の自由度の高い太陽光発電パネル取付用架台を実現することができる。

また、太陽光発電パネル取付用架台の構成は、２台又は３台のコンクリートブロック製架台３と取付用の固定具８又は１１その他ボルトＢからなり、パネル固定用のフレーム等を使用する必要がないため、極めて簡易な構造であり、しかも、コンクリートブロック製架台３と太陽光発電パネル２との接続も簡単であるから、陸屋根上に非常に簡易な工法により太陽光発電装置１を設置することができるものである。

また、コンクリートブロック製架台３の１台の重量も５２［ｋｇｆ］程度であるため、太陽光発電パネル取付用架台の建造物の屋上への持ち込みも比較的容易である。

本発明に係る太陽光発電パネル取付用架台は、低層の建造物から高層の建造物の陸屋根に設置が可能であり、陸屋根を何ら加工することもなく、設置の自由度が高いので、各種の建造物の陸屋根に広く利用することが可能である。

１ 太陽光発電装置
２ 太陽光発電パネル
２ａ 裏面
３ コンクリートブロック製架台
３ｃ 上面
３ｄ 上面
３ｅ 前端面
３ｆ 後端面
４ 底面
５ 傾斜面
７ 上縁
７ｂ 上面
８ 固定具
８ａ 側面板
８ｂ 上面板
８ｃ 固定板
８ｃ’ 固定用長孔
９ 雌ネジ孔
１０ 下縁
１０ｂ 上面
１１ 固定具
１１ａ 側面板
１１ｂ 上面板
１１ｃ 固定板
１１ｃ’ 固定用孔
１２ 雌ネジ孔
１３ 雌ネジ孔
１４ 雌ネジ孔

Claims (6)

1. 細長い直方体形状であって、水平な底面を有し、上面が長手方向の一端から長手方向の他端まで平坦な下りの傾斜面を有するコンクリートブロック製架台を備えた太陽光発電パネル取付用架台であって、
   上記コンクリートブロック製架台の上記傾斜面の高位置側の端部の上面に太陽光発電パネルの高位置側の上縁を上記傾斜面に固定する固定具を設けると共に、上記コンクリートブロック製架台の上記傾斜面の低位置側の端部の上面に上記太陽光発電パネルの低位置側の下縁を上記傾斜面に固定する固定具を設け、
   複数台の上記コンクリートブロック製架台を、上記各傾斜面の方向及び上記固定具の位置を合わせて平行に配列した状態において、単一の上記太陽光発電パネルを、上記各傾斜面の上記高位置側の端部と上記低位置側の端部を除く、上記傾斜面の中間の領域の全てを被覆するように、上記各傾斜面上に載置した状態で、上下の上記各固定具で上記太陽光発電パネルの上記各傾斜面に直交する水平方向の上記上縁と、上記各傾斜面に直交する水平方向の上記下縁の複数個所を上記傾斜面上に固定し得るように構成し、
   かつ上記太陽光発電パネルの裏面側に対向する上記各コンクリートブロック製架台の上記各傾斜面は、その全域が上記太陽光発電パネルの上記裏面の範囲内に位置し得るように構成されたものである太陽光発電パネル取付用架台。
2. 上記コンクリートブロック製架台を２台又は３台使用するものであって、
   上記コンクリートブロック製架台が２台の場合は、上記両コンクリートブロック製架台は上記太陽光発電パネルの左右両縁に沿って配置され、
   上記コンクリートブロック製架台が３台の場合は、他の１台のコンクリートブロック製架台は、上記左右のコンクリートブロック製架台間の中央位置に配置されるものである請求項１記載の太陽光発電パネル取付用架台。
3. 上記固定具は、上記太陽光発電パネルの上下縁の各側面を支持し得る側面板と、上記太陽光発電パネルの上下縁の各上面に当接し得る上面板と、上記上面板を上記太陽光発電パネルの上記上面に当接させた状態で、上記太陽光発電パネルの上記上下縁を上記上面板と上記傾斜面との間に挟持固定し得る締結手段とからなるものである請求項１又は２記載の太陽光発電パネル取付用架台。
4. 複数台の上記コンクリートブロック製架台を、上記各傾斜面の方向及び上記固定具の位置を合わせて平行に配列した状態において、
   上記各コンクリートブロック製架台の上記低位置側の各前端面間、及び、上記各コンクリートブロック製架台の上記高位置側の各後端面間に風避板を各々固定したものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の太陽光発電パネル取付用架台。
5. 上記コンクリートブロック製架台の上記低位置側の上記前端面と上記高位置側の上記後端面にインサート成形による雌ネジ孔を各々形成し、
   上記各風避板は、該風避板を介して締結手段を上記各雌ネジ孔に締結することにより、上記前端面及び上記後端面に各々固定されたものであることを特徴とする請求項４記載の太陽光発電パネル取付用架台。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の太陽光発電パネル取付用架台を上記各傾斜面の方向及び上記固定具の位置を合わせて平行に配列した状態において、
   上記各傾斜面の上面に単一の上記太陽光発電パネルを載置し、
   上記太陽光発電パネルの下縁と上縁を、上記各固定具により上記傾斜面上に固定することにより構成されるものである太陽光発電装置。

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