JP2018201281A - 太陽電池パネル支持金具、設置構造および設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屋上や陸屋根、舗装表面などの設置面に対して手軽に太陽電池パネルの設置ができるようにする。【解決手段】太陽電池パネル１２を傾けた姿勢で支える受け片３１が立設片３２の上端に形成された太陽電池パネル支持金具１３を用いる。太陽電池パネル支持金具１３の受け片３１は、太陽電池パネル１２の裏面に固定される支持板部３４を有し、支持板部３４の端から立設片３２を垂設している。立設片３２の下端には、設置面１４に対して固定される接地片３３が太陽電池パネル１２の内側に対応する方向に向けて延設されており、接地片３３の下面を接着剤１５で固定される接着面としている。このような太陽電池パネル支持金具１３の受け片３１を太陽電池パネル１２の裏面に固定したのち、設置面１４に塗布した接着剤１５の上に接地片３３を接着固定する。【選択図】図１

Description

この発明は、たとえば屋上や陸屋根、舗装表面などの設置面上に太陽電池パネルを設置するための技術に関する。

前述のような設置面に太陽電池パネルを設置する金具として、下記の特許文献１や２に開示されたものを案出した。

特許文献１の金具は、下端部を重錘体としてのコンクリートブロックに固定するものであり、特許文献２の金具は、下端部をコンクリートブロックで押さえつけるものである。

これらの金具は、構成が簡素であって廉価に製造できるうえに、使用方法も簡単である。また、コンクリートブロックは手軽に入手できる。にもかかわらず、コンクリートブロックの重量を効果的に利用できて、十分な設置強度が得られる。

しかしながら、設置作業にはコンクリートブロックを動かすという作業が不可欠であった。

特許第５７８６０８３号公報 登録実用新案第３２０９６０２号公報

この発明は、必要に応じてより手軽に太陽電池パネルの設置ができるようにすること主な目的とする。

そのための手段は、太陽電池パネルを傾けた姿勢で支える受け片が立設片の上端に形成された太陽電池パネル支持金具であって、前記受け片が、前記太陽電池パネルの裏面に固定される支持板部を有し、該支持板部に前記立設片が垂設され、前記立設片の下端に、設置面に対して固定される接地片が前記太陽電池パネルの内側に対応する方向に向けて延設され、前記接地片の下面が接着剤で固定される接着面である、太陽電池パネル支持金具と、これを用いた設置構造および設置方法である。

この構成では、太陽電池パネル支持金具の受け片を太陽電池パネルの裏面に固定する一方、接着剤を介して接地片の接着面を設置面に接着すれば、太陽電池パネル支持金具は設置面に対して固定される。固定状態において、接地片は太陽電池パネルの裏面に固定される支持板部よりも更に太陽電池パネルの内側に対応する方向に延びているので、太陽電池パネル支持金具はその下側部分が外側に開く方向の荷重を過度にうけことなしに太陽電池パネルを支持する。そのうえ、接地片とその下の接着剤は太陽電池パネルの下方にできる日影に入る。

この発明によれば、重錘体を用いずとも固定できるので、太陽電池パネルの設置作業が必要に応じて手軽に行える。

太陽電池パネル設置構造の斜視図。 太陽電池パネル支持金具の斜視図。 施工の一工程を示す斜視図。 施工の一工程を示す斜視図。 太陽電池パネル設置構造の側面図。 接着工程を示す断面図。 接着工程を示す断面図。 接着工程を示す断面図。 他の例に係る太陽電池パネル設置構造の斜視図。 他の例に係る太陽電池パネル設置構造の一部断面側面図。 他の例に係る太陽電池パネル設置構造の一部断面側面図。 他の例に係る太陽電池パネル支持金具の斜視図。 図１２の太陽電池パネル支持金具を用いた太陽電池パネル設置構造の側面図。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。

図１は、太陽電池パネル設置構造１１を示す斜視図であり、太陽電池パネル１２は、複数の太陽電池パネル支持金具１３（以下、「支持金具」という）で斜めに支えられて、平らな設置面１４に対して接着剤１５で接着固定されている。図１には、太陽電池パネル１２を１枚設置した状態を示したが、複数枚の太陽電池パネル１２を適宜に並べることもできる。

支持金具１３は、太陽電池パネル１２を傾けた姿勢で支える受け片３１を立設片３２の上端に形成して構成され、受け片３１が太陽電池パネル１２の傾斜下側に固定されるもの、つまり太陽電池パネル１２の傾斜方向の下側を支えるもの（下側の支持金具１３ａ）と、受け片３１が太陽電池パネル１２の傾斜上側に固定されるもの、つまり太陽電池パネル１２の傾斜方向の上側を支えるもの（上側の支持金具１３ｂ）との２種類がある。

支持金具１３は金属板、好ましくは錆に強いステンレスで構成され、帯状の金属板をプレス加工して形成される。支持金具１３は上から順に、前述の受け片３１と立設片３２と、立設片３２の下端に形成された接地片３３の３つの部分を有する。

受け片３１は、太陽電池パネル１２、具体的には太陽電池パネル１２の枠材１２ａの裏面に固定される支持板部３４を有している。この例の受け片３１は、支持板部３４のみで構成されている。支持板部３４は、枠材１２ａの外周縁よりも内側に収まる適宜の大きさに形成され、中央部には、枠材１２ａの裏面に設けられた固定穴１２ｂ（図３参照）に固定する固定ボルト１６（図３、図５参照）を挿通するための挿通穴３４ａが形成されている。挿通穴３４ａは長穴で構成される。

図２は、下側の支持金具１３ａ（図２の（ａ））と上側の支持金具１３ｂ（図２の（ｂ））を並べて示したものであり、下側の支持金具１３ａの受け片３１（支持板部３４）は、枠材１２ａの外周縁に対応する先端３４ｂが斜め下に向いている。上側の支持金具１３ｂの受け片３１（支持板部３４）は、枠材１２ａの外周縁に対応する先端３４ｂが斜め上を向いている。

このような受け片３１を上端に形成する立設片３２は、それぞれ受け片３１の基端、つまり太陽電池パネル１２の内側に対応する側の端に垂設されている。立設片３２の垂設位置は必ずしも受け片３１の端である必要はなく、受け片３１の固定に支障をきたさない位置であれば、太陽電池パネル１２の内側に対応する側の端よりも外側寄りの位置であってもよい。

立設片３２の長さは、受け片３１の傾き、つまり支持する太陽電池パネル１２の傾きと、その傾きに応じた太陽電池パネル１２の設置向き（短手方向に傾斜させるか、長手方向に傾斜させるか）、設置面１４に段差があるかなどの条件によって、設置面１４から適宜浮かせた高さに支持できるように設定される。通常、下側と上側の２種類の支持金具１３のうち、下側の支持金具１３ａよりも上側の支持金具１３ｂの方が、立設片３２が長くなる。

立設片３２の下端の接地片３３は、設置面１４に対して固定されるものであって、太陽電池パネル１２の内側に対応する方向に向けて延設される。接地片３３は下面の全体が設置面１４に接触するように平らに形成された平板状であり、接地片３３の下面が接着剤１５で固定される接着面３３ａである。接地片３３の大きさや形状は、接着剤１５の接着力などを考慮して適宜設定される。

図示例の支持金具１３は、受け片３１から接地片３３まで同じ幅に形成したが、一部分を他の部位よりも幅広に形成したり、帯状でない他の形状に形成したり、適宜部位に補強リブを形成したりしてもよい。

以上のような構成の支持金具１３は、次のようにして太陽電池パネル設置構造１１に使用される。

まず、１枚の太陽電池パネル１２に対して下側の支持金具１３ａと上側の支持金具１３ｂを２個ずつ準備する。支持金具１３の使用個数は、使用する接着剤１５による接着力や設置環境などの条件に応じて適宜設定される。

つぎに、その支持金具１３の受け片３１を太陽電池パネル１２の裏面に固定する一方、接地片３３を、接着剤１５を介して設置面１４に接着固定する。つまり、支持金具１３の受け片３１を、太陽電池パネル１２の枠材１２ａの裏面に固定し、設置面１４または接地片３３の接着面３３ａに接着剤１５を塗布したのち、支持金具１３を固定した太陽電池パネル１２を設置姿勢にして、接着剤１５を介して接着面３３ａを設置面１４に対して接着する。

具体的には図３に示したように、支持金具１３を、太陽電池パネル１２の枠材１２ａの平行な２片の裏面に２個ずつ、固定ボルト１６を用いて固定する。固定作業は、太陽電池パネル１２を表裏反転したり、立て掛けたりして行う。また、支持金具１３の方向性、つまり受け片３１と接地片３３が延びる方向が太陽電池パネル１２の辺の延びる方向と平行になるようにする。

このように支持金具１３を太陽電池パネル１２に固定する一方で、設置面１４または接着面３３ａに接着剤１５を塗布して接着のための準備をする。このあと、図４に示したように、太陽電池パネル１２を設置姿勢にして、太陽電池パネル１２と支持金具１３を接着位置に上から下ろして接着固定する。

すると、図５に示したように、すべての支持金具１３の接地片３３の接着面３３ａが、設置面１４に対して接着固定され、太陽電池パネル１２は所定の傾斜角度で支持される。

接着のための準備として、接着剤１５を設置面１４に塗布する場合の例を図６−図８を用いて説明する。

図６（ａ）に示したように設置面１４の凹凸が無いか僅かな場合には、設置面１４の接着位置に支持金具１３の接着固定に必要な適宜面積の範囲に接着剤１５を塗布する（図６（ｂ））。続いて、接着剤１５（接着剤層１５ａ）に対して、支持金具１３における接地片３３の接着面３３ａを密着させて接着固定する（図６（ｃ））。

図７（ａ）に示したように、設置面１４の凹凸が図６の場合よりも大きい場合には、設置面１４の接着位置にシート材１７を敷設する（図７（ｂ））。シート材１７は厚さ方向に複数の貫通穴１７ａを有するものであり、耐震マットなどとして利用される網状のものを好適に使用できる。シート材１７は片面、または両面が粘着剤層（図示せず）を有するものであっても、粘着剤層を有しないものであっても、いずれでもよい。少なくとも設置面１４に接する側の面に粘着剤層を有すると、次の工程でシート材１７の位置ずれを防止できる利点がある。

シート材１７を敷設したのち、シート材１７の上から接着剤１５を塗布する（図７（ｃ））。続いて、接着剤１５とシート材１７からなる接着剤層１５ａに対して、支持金具１３における接地片３３の接着面３３ａを密着させて接着固定する（図７（ｄ））。

図８（ａ）に示したように、設置面１４の凹凸が図７の場合よりも大きい場合には、設置面１４の接着位置にシート材１７を敷設する（図８（ｂ））。シート材１７については前述と同様である。シート材１７を敷設したのち、シート材１７の上から粒体１８を散布する（図８（ｃ））。粒体１８には、細かい砂、特にセメントの砂が好適に使用できる。シート材１７と粒体１８により設置面１４の凹凸が埋まる。このあと、シート材１７の上から接着剤１５を塗布する（図８（ｄ））。最後に、接着剤１５とシート材１７と粒体１８からなる接着剤層１５ａに対して、支持金具１３における接地片３３の接着面３３ａを密着させて接着固定する（図８（ｅ））。

接着剤１５については、設置した場合に予想される荷重（自重、風圧力、積雪重量地震力など）と設置面１４の性状を考慮して、必要な設置強度が得られる接着力のものを使用する。

接着力（接着剤１５で支持金具１３を動かなくする力であって、コンクリートの剥がれる力よりも強い力）について付言する。設置面１４がコンクリートで構成されており、接着剤１５として引っ張り強度及びせん断強度が４Ｎ／ｃｍ^２（約４１Ｋｇ／ｃｍ^２）以上のものを使用して、１個の支持金具１３の接着面積が、たてよこ２５ｍｍ×５０ｍｍで１２．５ｃｍ^２であるとすると、以下に示すように、支持金具１個につき、１５０Ｋｇという接着力が得られることが判る。

まず、設置面１４を構成するコクリートの圧縮強度を１８０Ｋｇ／ｃｍ^２（低強度コンクリート）として、その引っ張り強度とせん断強度を得ると、それぞれ次の値になる。

コクリートの引っ張り強度：１８０Ｋｇ／ｃｍ^２÷１０＝１８Ｋｇ／ｃｍ^２
コンクリートのせん断強度：１８０Ｋｇ／ｃｍ^２÷１０＝３６Ｋｇ／ｃｍ^２
接着部分の短期許容応力度は、コンクリートが剥がれる短期許容応力度の値を採用する。

許容応力度は、上記のコンクリートの引っ張り強度を、建築基準法で定められているところの安全率［１．５］で除算して得る。

すなわち、許容応力度：１８Ｋｇ／ｃｍ^２÷１．５＝１２Ｋｇ／ｃｍ^２＜４１Ｋｇ／ｃｍ^２となる。

すると接着力は、支持金具１３の接着面積［１２．５ｃｍ^２］と許容応力度［１２Ｋｇ／ｃｍ^２］の積算から、支持金具１個当たり前述の１５０Ｋｇとなる。

この１５０Ｋｇという値は、１個２１Ｋｇの縁石（四角柱状の境界ブロック。図示せず）に換算すれば、およそ７個分（１４７Ｋｇ）に相当する値である。前述の図１に示した例では支持金具１３を４個もちいるので、合計で縁石２８個を使用して固定するのと同等の強度となる。

なお、引っ張り強度及びせん断強度が４Ｎ／ｃｍ^２以上の接着剤１５としては、たとえばコニシ株式会社製の「ボンドＥ２５０」などがある。また接着剤１５には、のちに剥離剤を用いるなどして外せるものを用いると、後年になって太陽電池パネル１２を撤去する際に都合がよい。剥離する場合でも、支持金具１３は接地片３３の下面を接着面３３ａとした構成であって、接地片３３がその面積の範囲内で直接接着されるので、例えばシート状の接着部材を接地片３３の上から貼り付けて固定するような場合と比べて、格段に剥がしやすい。

以上のようにして構成された太陽電池パネル設置構造１１では、支持金具１３が太陽電池パネル１２を所定の角度に傾けて支持するとともに、支持金具１３の下端に位置する接地片３３が設置面１４に接着剤１５で接着固定されている。その接着力は、前述のように適切な接着剤１５を用いることによって、重量のある縁石を多数用いて固定するのに匹敵する強度となる。このため設置作業が容易であるとともに、高い設置強度を得られる。

支持金具１３の上端の受け片３１についても、太陽電池パネル１２に対する固定は挟み付けや押さえ込みによるのではなく、固定穴１２ｂに挿通する固定ボルト１６によって固定するので、位置ずれしない強固な固定状態を容易に得られる。

受け片３１の固定のための構成は挿通穴３４ａであるとともに、受け片３１は支持板部３４のみで構成されているので、全体として構成が簡素である。このため、支持金具１３の製造コストを安価に抑えることができる。

しかも、受け片３１における太陽電池パネル１２の内側に対応する方向の端に立設片３２が形成されており、受け片３１の下方には接地片３３も存在しないので、固定ボルト１６の螺合作業は極めて容易に行える。

支持金具１３としては下側の支持金具１３ａと上側の支持金具１３ｂを用いており、傾斜方向の両端部を支えているので、太陽電池パネル１２に上からかかる荷重をバランスよく支持することができる。特に、接地片３３を太陽電池パネル１２の内側に対応する方向に向けて延設したので、支持金具１３の下側部分が開く方向に負荷がかかるのを抑制して、ひいては受け片３１に過重な負荷がかかることも回避して、設置強度を高めることができる。

そして、接着固定されている接地片３３は、受け片３１における太陽電池パネル１２の内側に対応する方向の端に形成された立設片３２の下端から、さらに太陽電池パネル１２の内側に対応する方向に向けて延設されているので、図１に示したように、接地片３３は、太陽電池パネル１２の下にできる日影Ｓに入ることになる。このため、紫外線等による接着剤１５（接着剤層１５ａ）の劣化を抑制でき、高い設置強度を維持できる。

以下、他の例について説明する。この説明において、前述の構成と同一の部位ついては同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

接着固定される接地片３３は設置面１４上を水平に延びているので、図９に示したように、接地片３３の上に重錘体５１をのせて、接地片３３を押さえつけたり、接地片３３とその周辺を覆ったりしてもよい。重錘体５１としては、手軽に入手できるコンクリートブロックを用いるとよい。

このような太陽電池パネル設置構造１１を得るには、図４に仮想線で示したように、支持金具１３を固定した太陽電池パネル１２を設置面１４に接着する前段において、接地片３３を接着する位置の近傍に重錘体５１を置いて、接地片３３を下してから、重錘体５１の位置をずらして、重錘体５１を接地片３３の上にのせる。

このように重錘体５１を接地片３３の上にのせると、重錘体５１の重さでより強固に支持金具１３を固定することができるとともに、接着剤１５が硬化する前に位置ずれしたりすることを防止して、接着を確実に行わせることができるという利点もある。また、重錘体５１は接地片３３を押さえるほかに、接着剤１５（接着剤層１５ａ）を保護する作用も果たす。

重錘体５１は、接地片３３の上に単に載置するほか、図１０に示したように、結束具５２を用いて支持金具１３と結束するとよい。つまり、支持金具１３の立設片３２に対して重錘体５１を添わせて載置し、結束具５２を重錘体５１の穴を通して立設片３２に巻きつける。結束具５２としては、たとえば公知のスチール製や樹脂製の結束バンドや針金、紐などの適宜の部材を用いることができる。

重錘体５１は接地片３３の上に載置せずに支持金具１３と結束してもよい。つまり図１１に示したように、立設片３２における接地片３３を有する側と反対側に重錘体５１を置いて、この重錘体５１を立設片３２に結束する。この場合、設置する複数の太陽電池パネル１２の間に重錘体５１を置いて、重錘体５１を挟む支持金具１３同士をその重錘体５１に結束することができる。重錘体５１の大きさと隣接する太陽電池パネル１２の支持金具１３間の間隔が等しい場合には、重錘体５１は太陽電池パネル１２間の距離を一定に持つスペーサとしての機能も果たすことになる。

もちろん、重錘体５１として、接地片３３の上に載置するものと載置しないものを備えてもよい。また、接地片３３の上に載置しない重錘体５１を備えた場合に、支持金具１３に対する結束を省略してもよい。

また、接地片３３は全体を平板状に形成するほか、例えば上方に起立する起立片（図示せず）を先端に備えた形状としてもよい。この場合、起立片には載置したり添えたりする重錘体５１を位置規制する機能をもたせることができる。

図１２は、他の例に係る一対の支持金具１３の斜視図であり、この支持金具１３は、図１３に示したように太陽電池パネル１２の傾斜方向の途中位置に固定されるものである。つまり、支持金具１３は、前述の支持金具１３（下側の支持金具１３ａおよび上側の支持金具１３ｂ）とは異なり、受け片３１と立設片３２の間の折り屈曲部３５が、立設片３２の幅方向において太陽電池パネル１２の傾斜角度と同じ角度傾斜している。その他の部位については前述の支持金具１３の構成と同一である。

このような支持金具１３は、図１３に示したように下側の支持金具１３ａおよび上側の支持金具１３ｂと共に使用することができるほか、単独で使用してもよい。

以上の構成はこの発明を実施するための一形態であって、この発明は前述の構成のみに限定されるものではなく、その他の構成を採用することもできる。

例えば受け片３１は、支持板部３４以外の構成を備えてもよい。その構成としては、太陽電池パネル１２の枠材１２ａを挟み付ける構成や、固定に際して枠材１２ａと係止して枠材１２ａと受け片３１との間の位置関係を規制する構成などが考えられる。

設置面は、舗装面等に備えられる台など設置物の上面としてもよい。

１１…太陽電池パネル接地構造
１２…太陽電池パネル
１３…太陽電池パネル支持金具
１４…設置面
１５…接着剤
１５ａ…接着剤層
１６…固定ボルト
１７…シート材
１７ａ…貫通穴
１８…粒体
３１…受け片
３２…立設片
３３…接地片
３３ａ…接着面
３４…支持板部
３４ａ…挿通穴
５１…重錘体
５２…結束具

Claims (9)

1. 太陽電池パネルを傾けた姿勢で支える受け片が立設片の上端に形成された太陽電池パネル支持金具であって、
   前記受け片が、前記太陽電池パネルの裏面に固定される支持板部を有し、
   該支持板部に前記立設片が垂設され、
   前記立設片の下端に、設置面に対して固定される接地片が前記太陽電池パネルの内側に対応する方向に向けて延設され、
   前記接地片の下面が接着剤で固定される接着面である
   太陽電池パネル支持金具。
2. 前記支持板部が、前記太陽電池パネルの裏面に固定する固定ボルトを挿通する挿通穴を有する
   請求項１に記載の太陽電池パネル支持金具。
3. 請求項１または請求項２に記載の太陽電池パネル支持金具における前記受け片が前記太陽電池パネルの裏面に固定される一方、前記接地片が、接着剤層を介して前記設置面に接着固定された
   太陽電池パネル設置構造。
4. 前記太陽電池パネル支持金具として、前記受け片が前記太陽電池パネルの傾斜下側に固定されるものと、前記受け片が前記太陽電池パネルの傾斜上側に固定されるものを固定した
   請求項３に記載の太陽電池パネル設置構造。
5. 前記接地片の上に重錘体が載置された
   請求項３または請求項４に記載の太陽電池パネル設置構造。
6. 前記太陽電池パネル支持金具に重錘体が結束された
   請求項３または請求項４に記載の太陽電池パネル設置構造。
7. 請求項１または請求項２に記載の太陽電池パネル支持金具の前記受け片を、前記太陽電池パネルの裏面に固定し、
   前記設置面または前記接着面に前記接着剤を塗布したのち、
   前記太陽電池パネル支持金具を固定した前記太陽電池パネルを設置姿勢にして、前記接着剤を介して前記接着面を前記設置面に対して接着する
   太陽電池パネル設置方法。
8. 前記接着面を前記設置面に対して接着する前に、前記設置面の接着位置に、厚さ方向に複数の貫通穴を有するシート材を敷設する
   請求項７に記載の太陽電池パネル設置方法。
9. 前記シート材の敷設後に粒体を散布したのちに、前記接着剤による接着を行う
   請求項８に記載の太陽電池パネル設置方法。

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