JP2019089554A - 水上設置太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水上に設置される太陽光発電装置において、風や波の影響で設置状態が容易に損なわれないようにすることが簡単に行えるようにする。【解決手段】太陽電池パネルを有し水面に浮く発電フロートを備えた水上設置太陽光発電装置１１を、当該水上設置太陽光発電装置１１からのびる索条６２と、この索条６２が接続され水底に設置されるアンカー６３で構成される係留装置１２で係留する。アンカー６３は、水底１３に載置される移動体６４と、この移動体６４をその移動を許容しつつ水底１３に保持する保持体６５で構成し、移動体６４には、その底面よりも斜め下に向けて延びる食い込み部６６を形成する。アンカー６３の設置に際しては、食い込み部６６を先頭にして移動体６４が移動するようにする。水上設置太陽光発電装置１１の設置により索条６２で移動体６４を牽引して、移動体６４の食い込み部６６を水底１３に食い込ませて、強固な固定状態を容易に得る。【選択図】図３

Description

この発明は、例えばため池や貯水池、養魚池、湖沼、海などのように水で覆われた場所に設置して発電を行う水上設置太陽光発電装置に関し、より詳しくは、簡易な設置が可能でありながらも、浮体としての水上設置太陽光発電装置の設置状態が風や波の影響で損なわれないようにできるような水上設置太陽光発電装置および浮体係留装置に関する。

水上設置太陽光発電装置は、太陽電池パネルを有し水面に浮く発電フロートで構成されている。下記特許文献１の水上設置用太陽光発電装置はその一例で、複数の発電フロート（太陽電池ユニット）を互いの揺動を許容した状態で連結して構成されている。発電フロート同士を連結する構造は環状の連結リングを用いたものである。連結リングは線材を線間が密なコイル状に巻いた構造である。このような連結リングは、隙間をあけて縦横に配置された発電フロートのコーナー部分同士の間に、これらを連結するように取り付けられる。

この連結構造では、連結リングが発電フロートの互いの揺動を許容しつつ、発電フロート同士が離れようとすると、連結リングが引っ張られて一定以上に離れることを防止し、逆に発電フロート同士が接近しようとする連結リングが対向する発電フロートに弾性をもって当接して発電フロート同士が一定以上に接近することを防止する。

複数の発電フロートがそれぞれ比較的自由に動き、一定以上の離間も接近も阻止するというものである。これによって強風による波に追従可能にして、耐久性を高めようとしている。

また、特許文献１の水上設置用太陽光発電装置では、前述のような連結構造による作用を補完するため、発電フロートの下方において発電フロート群に沿って碁盤目状に延びる索を備え、この索を係留手段で係留している。係留手段は、索に連結した固定用索と、この固定用索の端部に連結するアンカーで構成されている。アンカーは水底に固定され、固定用索との協働で碁盤目形状の索を碁盤目状に保持する。

碁盤目形状の索による所期の目的を達成するには、アンカーは動かないように強固に固定される必要がある。

アンカーの強固な固定を行うには、アンカーを水底深くに打ち込んだりアンカー構造を水底に構築したり、大掛かりな工事が必要である。このため、水上設置用太陽光発電装置の設置は容易ではなかった。そのうえ、水上設置用太陽光発電装置の撤去作業やその後のことも考えると、なるべく簡素な構成で設置できるようにするのが望ましい。

特開２００３−２２９５９３号公報

そこで、この発明は、風や波の影響で浮体の設置状態が損なわれないようにすることが簡単に行えるようにすることを主な目的とする。

そのための手段は、太陽電池パネルを有し水面に浮く発電フロートを備えた水上設置太陽光発電装置であって、当該水上設置太陽光発電装置からのびる索条が接続され水底に載置される移動体と、該移動体をその移動を許容しつつ前記水底に保持する保持体を備えるとともに、前記移動体にその底面よりも斜め下に向けて延びる食い込み部が形成され、該食い込み部が前記移動体の移動方向の前方に向けられたアンカーで係留される水上設置太陽光発電装置である。

別の手段は、水面に浮く浮体からのびる索条と、該索条が接続されて水底に設置されるアンカーを備えた浮体係留装置であって、前記アンカーが、前記索条が接続され前記水底に載置される移動体と、該移動体をその移動を許容しつつ前記水底に保持する保持体を備え、前記移動体にはその底面よりも斜め下に向けて延びる食い込み部が形成され、該食い込み部が前記移動体の移動方向の前方に向けられる浮体係留装置である。

前記アンカーは、水底に泥がある場合には泥を取り除いてある程度平らにして設置される。

前述の構成では、水上設置太陽光発電装置または浮体の設置によって索条が引っ張られると、移動体が保持体によって水底に保持されたまま移動し、この移動にともなって、移動方向前方に向く食い込み部が水底に食い込み、移動体の水底に対する強固な位置固定が図られる。このようなアンカーを用いた係留によって、水上設置太陽光発電装置または浮体の設置状態を維持する。

この発明によれば、保持体によって移動可能に保持された移動体が索条に引っ張られて移動すると移動体が水底に食い込む構成であるので、水底に対して強固な固定状態が得られる。しかも、保持体は移動体を移動可能に保持するものであるうえに移動体自体が水底に食い込んで固定がなされるので、引っ張り力を直接受ける部材を水底に固定する場合に比して簡素な固定で必要な保持力が得られる。このため、水底に対する保持体の固定は例えばスクリューアンカーのような小規模で簡素な装置で行え、水上設置太陽光発電装置または浮体の簡易な設置が可能である。そのうえ水底を大規模に改変する必要がないので、設置は簡単に行える。

水上設置太陽光発電装置の設置状態の平面図。 係留装置の平面図。 係留装置の側面図。 発電フロートの斜視図。 発電フロートの組み立て途中の斜視図。 発電フロートの組み立て途中の部分斜視図。 発電フロートの組み立て途中の部分斜視図。 発電フロートの組み立て途中の平面図。 発電フロートの組み立て途中の斜視図。 発電フロートの組み立て途中の斜視図。 発電フロートの太陽電池パネルを除いた状態の斜視図。 パネル架台の側面図。 パネル架台の背面図。 パネル架台の部分側面図。 パネル架台の側面図。 連結装置を有する発電フロートの連結部分の平面図。 連結装置を有する発電フロートの平面図。 連結装置の平面図。 連結装置の断面図。 連結装置の平面図。 連結装置の断面図。 アンカーの斜視図。 係留装置の作用状態の説明図。 揺動抵抗体の断面図。 ラックフロートの斜視図。 ラックフロートの分解斜視図。

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。
この発明は、水上設置太陽光発電装置と、この水上設置太陽光発電装置などのような浮体を係留するための浮体係留装置についてもので、後者の浮体係留装置については、水上設置太陽光発電装置に用いられる係留装置の説明をもってその説明に代える。

図１は水上設置太陽光発電装置１１（以下「水上発電装置」という）の設置状態を示す平面図で、図２は図１の一部の拡大図、図３はその側面図である。これらに示すように、水上発電装置１１は係留装置１２で水底１３に係留されて水面に浮かんだ所望の設置状態が保たれている。

まず、水上発電装置１１の本体部分の説明をし、そのあとに係留装置１２とその他の構成について順に説明する。

＜水上発電装置の本体部分＞
水上発電装置１１の本体部分は、図４に示したような複数の発電フロート１１ａが相互に連結されて構成されている。発電フロート１１ａは上面に太陽電池パネル１５を有し水面に浮くものである。

発電フロート１１ａは、水面に浮く方形板状のフロート本体１６と、このフロート本体１６の上面に固定され太陽電池パネル１５を設置するパネル架台１７を有する。図５はフロート本体１６の組み立て途中の斜視図である。この図に示すようにフロート本体１６は、複数枚の発泡樹脂板２１をその端面同士を合わせて正方形に組み合わせて構成する。これはフロート本体１６の大きさが既製の発泡樹脂板では賄えないからであり、フロート本体１６の大きさが小さい場合や所望の大きさの発泡樹脂板を製造できる場合には１枚の板材で構成することもできる。

発泡樹脂板２１には、例えばたてよこ１ｍ×２ｍのものを使用し、例えば５ｍ×５ｍのフロート本体とする。発泡樹脂板２１の厚さは、使用する太陽電池パネル１５の重量や枚数等に応じて適宜のものが使用される。発泡樹脂板２１同士の間は、必要に応じて接着剤等の適宜の手段で接合される。図５の例では、底面に対角線上に張るターンバックル２２を備えている。図５中、２３はターンバックル２２を固定する固定金具である。

このフロート本体１６の上面には、部材の固定を可能にする補助プレート２４と、劣化防止のための保護板２５が固定される。補助プレート２４は、接合する複数の発泡樹脂板２１同士の結合一体化を図るとともに、パネル架台１７等の固定に資するもので、金属製である。補助プレート２４の全体の形状はフロート本体１６の一辺の長さに対応する細幅の中空板状で、長手方向に沿った両側縁にはＬ形の縁部２４ａを有している。補助プレート２４の上面には、複数の長穴２４ｂが形成されている。

保護板２５は、耐候性、特に紫外線に対して耐候性の良い適宜の材料で形成された細幅板状である。材料には、たとえばケイ酸カルシウム板を好適に使用できる。保護板２５は、フロート本体１６の一辺の長さに略対応する長さに形成され、設置場所に応じて幅寸法が設定されている。この保護板はフロート本体１６の上面に太陽電池パネル１５を設置したときに太陽光にさらされる部分に敷設するものであり、太陽電池パネル１５の配置に応じて適宜大に形成される。

上述の補助プレート２４はパネル架台１７を固定する役割を果たすものであるため、保護板２５は補助プレート２４に添って配設されることになる。また補助プレート２４が上述のように長穴２４ｂを有しているので、補助プレート２４内にも保護板２５は敷設される。図６が補助プレート２４と保護板２５を敷設した状態のフロート本体１６の角部分の斜視図、図７が一辺の中間部分の斜視図である。

図８は、補助プレート２４と保護板２５を敷設した状態のフロート本体１６の平面図である。図示例では補助プレート２４をフロート本体１６の両側縁とこれらの間の２箇所の合計４箇所に固定しており、太陽電池パネル１５は補助プレート２４に沿って３列設置できる。太陽電池パネル１５は、補助プレート２４間に対応する部分に設置され、保護板２５を敷設していない部分への直射日光を遮る。

紫外線に対する耐候性はフロート本体１６の側面部分にも要求される。このため、図９に示したような側面カバー２６と、図１０に示したようなコーナーカバー２７が取り付けられる。側面カバー２６は耐候性を有するアルミニウム合金製で、断面コ字形に形成されている。側面カバー２６の高さは補助プレート２４の上面からフロート本体１６の下面までの高さに嵌合対応する高さである。側面カバー２６の長さはフロート本体１６の一辺の長さより若干短く設定されている。側面カバー２６は短いものを用いて継ぎ足して使用することもできる。コーナーカバー２７も耐候性を有するアルミニウム合金製で、平面視アングル状で断面逆Ｌ字形に形成されている。コーナーカバー２７は補強の役割も果たせるようにするのが好ましいので、側面カバー２６よりも厚さを厚くするとよい。コーナーカバー２７の固定は、側面カバー２６を固定したのち、コーナーカバー２７の両端部を側面カバー２６の端部に重ねて行う。

このように構成されるフロート本体１６の上面に、図１１に示したようにパネル架台１７が固定される。

パネル架台１７は、補助プレート２４と直交する方向に延ばして配設される２本一組の長尺の架台ベース３１と、架台ベース３１に立設される前脚３２及び後脚３３と、これら前脚３２及び後脚３３の上に固定されて太陽電池パネル１５を受ける受け部材３４を有する。架台ベース３１はフロート本体１６の一辺の長さに略対応する長さであり、図示例では３組、合計６本が配設されている。前述のように太陽電池パネル１５は３列設置されるので、前脚３２、後脚３３および受け部材３４は一組の架台ベース３１に３組、等間隔に配設される。前脚３２は後脚３３よりも短く設定され、受け部材３４は前脚３２側が下がるように傾斜する。

架台ベース３１をはじめ、前脚３２も、後脚３３も、受け部材３４も、アングル材を用いて形成できる。架台ベース３１などにアングル材を用いる場合、図１１に示したように対をなす一方と他方でアングル材の向きが反対になるようにする。

図１２はパネル架台１７の側面図であり、この図に示すようにパネル架台１７は傾斜角を調節可能である。

具体的には、架台ベース３１の所定位置に前脚３２が立設され、対となる前脚３２同士は斜材３５で連結される。前脚３２と架台ベース３１との間にも斜材３６が取り付けられる。そして、前脚３２の上端には、受け部材３４の先端部が枢着される。受け部材３４の後端部を支える後脚３３は、下側部材３３ａと上側部材３３ｂで構成され、下側部材３３ａは架台ベース３１に立設される。対となる下側部材３３ａ同士には、前脚３２と同様に斜材３７が連結されている（図１３参照）。下側部材３３ａの上端部とそれよりも下の位置には、ボルト穴３８ａ，３８ｂが形成されている。これらのボルト穴３８ａ，３８ｂは上側部材３３ｂの下端部をボルト３９ナットで止めるためのものである。上側部材３３ｂは上端が受け部材３４の後端部に枢着され、下端部に形成されたボルト穴４０に前述のボルト３９を保持する。

受け部材３４の傾斜角度は予め設定され、上側部材３３ｂの下端部のボルト穴４０と下側部材３３ａの下側のボルト穴３８ｂを合わせた時には例えば１０度の傾斜、上側のボルト穴３８ａに合わせた時には例えば２０度の傾斜となるようにされている。傾斜角度は適宜設定され、季節や設置場所に応じて必要に応じて変更される。

受け部材３４の上には太陽電池パネル１５が設置されるので、パネル架台１７の後脚３３側から風が入り込むと、太陽電池パネル１５を浮き上がらせる力が作用することになる。これによる浮き上がりを防止するため、図１３に仮想線で示したように、また図１４に示したように、後脚３３に風よけ部材４１を取り付けるとよい。風よけ部材４１は耐候性のあるアルミ板やテント用帆布などの適宜の材料で形成される。剛性のあるものでも柔軟性のあるものでも、大量の風の進入を阻止できるものであればよい。

図１２に示したパネル架台１７は傾斜角を変更できるものであったが、図１５に示したように傾斜角度を変更できない、一定の傾斜角のものとしてもよい。角度変更が不要であるので、後脚３３は１個の部材で構成され、後脚３３の下端部は架台ベース３１に、上端部は受け部材３４に固定される。このとき後脚３３は、たとえば図１５に示したように、下端部が後方に下がって上端部が前方に倒れた傾斜姿勢で固定するとよい。パネル架台１７の組立が容易であるとともに、図１５に仮想線で示したように、風よけ部材４１を取り付けたときに風が発電フロート１１ａを押し流そうとする力を低減することができるからである。

以上のように構成された発電フロート１１ａは、フロート本体の１６の浮力で水に浮き、水面に出る太陽電池パネル１５で太陽光を受けて発電を行う。フロート本体１６が太陽光を受けても、保護板２５や側面カバー２６、コーナーカバー２７が内部の発泡樹脂板２１を紫外線から保護するので、高い耐久性が得られる。コーナーカバー２７などはフロート本体１６の外周を物理的な面でも保護するので、この点からも耐久性を高めることができる。そのうえ、フロート本体１６の浮きを発泡樹脂板２１で構成しているので、穴がいたら使用できないということもなく、軽量で取り扱いやすい。さらに、パネル架台１７に風よけ部材を取り付けると、風によって太陽電池パネル１５があおられたり、太陽電池パネル１５を備えた発電フロート１１ａが流されたりするようなことを抑制でき、水上での設置状態の安定化をはかることに貢献する。

＜連結装置＞
発電フロート１１ａは前述のように複数連結されて水上発電装置１１の本体部分が構成される。その連結のための構造、すなわち連結装置５１を次に説明する。

図１６は、縦横にマス目状に配置された４個の発電フロート１１ａの隙間部分の一部を示す平面図、図１７は１個の発電フロート１１ａの連結装置５１部分を示す平面図である。これらの図では太陽電池パネル１５等の図示を省略して連結装置５１に関する部分を中心に描いている。

これらの図に示すように連結装置５１は、発電フロート１１ａの各辺に２箇所ずつ設けられ、補助プレート２４または架台ベース３１に固定されている。

補助プレート２４に固定される連結装置５１（図１７のＡ部分）は、図１８、図１９に示したように、連結棒５２と固定金具５３で構成されている。

連結棒５２は、一定の長さで両端部に一方向に屈曲する回転端部５２ａを有するもので、棒本体５４と回転端部材５５を有する。棒本体５４は金属製で剛性を有し、一定の長さで両端部に枢着部５４ａを有する。枢着部５４ａは中心に貫通穴５４ｂを有する環状に形成されている。この棒本体５４は、貫通穴５４ｂの中心線の方向が棒本体５４の長手方向と直交するとともに、発電フロート１１ａの上面と平行となるようにして使用される。回転端部材５５は、金属製で平面視Ｕ字型に形成され、中間部に固定金具５３を通して、両端部が棒本体５４の枢着部５４ａに対して留め具５４ｃで枢着されている。

固定金具５３は、連結棒５２の回転端部５２ａの屈曲方向を発電フロート１１ａの厚さ方向にして回転端部５２ａを保持するとともに、発電フロート１１ａの上面に固定されるものである。固定金具５３は、例えばアングル材で構成され、発電フロート１１ａの上面の補助プレート２４に固定される固定片５３ａと、連結棒５２の回転端部５２ｂを回転可能に保持する立設片５３ｂを有する。固定片５３ａには複数の固定穴５３ｃが形成されており、補助プレート２４の長穴２４ｂを利用してボルトナットで固定される。立設片５３ｂには、縦に長い長穴５３ｄが形成され、この長穴５３ｄに回転端部５２ａが保持される。

このような連結装置５１で連結された発電フロート１１ａは、発電フロート１１ａ同士が離れようとしても連結棒５２が引っ張り力に抗して離間を阻止し、逆に発電フロート１１ａ同士が接近しようとしても連結棒５２が突っ張って、一定以上の接近を阻止する。連結棒５２の棒本体５４は剛体であるので、発電フロート１１ａ同士の間隔は略一定に保たれることになる。一方で、連結棒５２の両端の回転端部５２ａが回転することと、回転端部５２ａが固定金具５３の長穴５３ｄに保持されたことによって、図２０に仮想線で示したように、発電フロート１１ａ同士は連結されていても上下方向には比較的に自由に変位する。

架台ベース３１に固定される連結装置５１（図１７のＢ部分）は、図２０、図２１に示したように、連結棒５２と、固定金具としての架台ベース３１の端部で構成されている。

連結棒５２の構成は図１８、図１９を用いて説明した前述と同じであるので、詳しい説明は省略する。

固定金具については、図１８、図１９で示したように別途に設けずに、架台ベース３１の長手方向の端部に、図２１に示したように連結棒５２の回転端部５２ａを保持する長穴３１ｄを形成して、図８、図１９に示した固定金具５３に代える。

このような構成の連結装置５１による連結によって、複数の発電フロート１１ａは、互いの間隔がほとんど変化することない一方、波に対しては柔軟に上下方向に変位する。このため、水上発電装置の本体部は、波によってかかる負荷を柔軟に吸収できるうえに、複数の発電フロート１１ａは一体性の高い状態となる。

複数の発電フロート１１ａは、設置場所の形状等に応じて連結される。連結は発電フロート１１ａを縦横に並べて行うが、図１に示したように、設置水面の形や日当たり状況、所望の発電量等に応じて、方形状に限らない適宜の形状に配置する。連結装置５１は前述のように複数の発電フロート１１ａを一体性の高い状態で連結するので、どのような配置形状であっても堅固な連結状態が得られる。

＜係留装置＞
つぎに、水上発電装置１１の本体部を係留する係留装置１２について説明する。

係留装置６１は、図１、図２、図３に示したように、水上発電装置１１の本体部からのびる索条６２と、この索条６２が接続されて水底１３に設置されるアンカー６３で構成される。

索条６２には強度と対向性のあるステンレスからなるワイヤが用いられる。

アンカー６３は、図２２に示したように、索条６２が接続され水底１３に載置される移動体６４と、この移動体６４をその移動を許容しつつ水底１３に保持する保持体６５を備えている。そして移動体６４には、その底面よりも斜め下に向けて延びる食い込み部６６が形成され、この食い込み部６６が移動体６４の移動方向の前方に向けられる。

具体的には、移動体６４は棒状であり、長手方向に移動可能である。移動体６４は姿勢が変わらずに移動する形状のものがよく、底面は平らであるのがよい。このような移動体は、たとえばＨ鋼を用いて形成することができる。移動体６４の長手方向の一端側部分の上方には索条６２が接続される接続部６７が形成される。接続部６７は、移動体６４の上面にＨ鋼などを立設して形成するとよい。図２２中、６８は接続部６７を補強する斜材である。接続部６７の適宜位置には、索条６２を通す貫通穴６７ａが形成されている。

移動体６４の長手方向における接続部６７を形成した側の端部、すなわち長手方向の一端部には前述の食い込み部６６が形成される。食い込み部６６は移動体６４の長手方向と直交する方向に長く、長手方向の中間が移動体６４に接合されている。このため食い込み部６６を備えた移動体６４は全体として平面視Ｔ字形となる。食い込み部６６は移動体６４の端部に形成され食い込み部６４と同じ長さの長方形板状の立設板６９の下端から、移動体６４の長手方向の一端方向斜め下に向けて延びている。立設板６９と食い込み部６６の間には、食い込み部６６を保持するため複数のリブ７０を備えている。また立設板６９の長手方向の両端部は、移動体６４から斜めに延びる斜材７１で支持されている。

食い込み部６６の傾斜角度については水底１３の状況等に応じて適宜設定されるが、例えば移動体６４の長手方向に対して１０度から４０度程度、好ましくは３０度から２０度、２５度程度の傾きに設定するとよい。

移動体６４を保持する保持体６５は、移動体６４の長手方向の中間部の一部を上から押さえ込むように保持するもので、図３に示したように水底１３に固定される２本のスクリューアンカー７２と、これらのスクリューアンカー７２の上に保持される２個の連結部材７３と、これら連結部材７３の上に掛け渡すように支持される長尺の保持架台７４と、この保持架台７４の長手方向の中間部の下面で移動体６４の上端部を移動可能に保持するスライド金具７５を有する。

すなわち保持体６５は、水底１３から離れた上方に架設される保持架台７４の下に、移動体６４を移動可能に保持する構成である。

スクリューアンカー７２は公知のものを使用でき、長さや太さは、必要とする固定強度や水底の状態に応じて適宜設定される。連結部材７３は、例えば角型鋼材で形成され、下面と上面にそれぞれ接合する相手方に合わせたボルト穴などの構造を形成する。保持架台７４は、少なくとも下面、特にその長手方向の中間部に平面を有し、例えば図示例のようなチャンネル鋼や図示しないアングル鋼を使用できる。連結部材７３に対してボルトナット等で固定される。スライド金具７５は、保持架台７４の下面に固定され、移動体６４を構成するＨ鋼の上側のフランジ６４ａを抱えるように隙間をあけて保持するもので、ボルトナット等で固定される。

移動体６４に対する保持具６５の位置は、移動体６５が食い込み部６６を有する側に移動しても保持部６５から外れない位置である。またこのことが可能なように移動体６４の長さが設定されている。

このようなアンカー６３は、水底１３に泥がある場合には泥を取り除いて移動体６４を長手方向に移動可能なある程度の平らな状態にしてから設置される。設置は、発電フロート１１ａの配置に応じて必要な位置に行われ、発電フロート１ａに接続された索条６２を移動体６４の接続部６７に接続する。また設置に際して移動体６４は、前述のように食い込み部６６が移動体６４の移動方向の前方、つまり索条６２がのびる方向に向けて水底１３に載置される。

発電フロート１１ａは前述のように複数連結され水上発電装置１１の本体部が構成されるが、図１に示したように、そのうちの一部の発電フロート１１ａ、より具体的には端に位置する発電フロート１１ａのうちの一部の発電フロート１１ａに、アンカー６３に接続される索条６２が連結されれば足りる。

発電フロート１１ａに対する索条６２の固定は、図２に示したように発電フロート１１ａにおける端部側の両角部に対して行い、角部の上面に位置する補助プレート２４を利用して適宜の金具で固定するとよい。

係留に際しては、図１、図２に示したように発電フロート１１ａを複数列同じように並べた場合には、これらをまとめて１個のアンカー６３に係留するのが好ましい。必要なアンカー６３の数を低減できる上に、発電フロート１１ａの配列状態を維持しやすくできるからである。

複数列の発電フロート１１ａをまとめて係留するには、各発電フロート１１ａの両角部に固定した索条６２（６２ａ）を、図２に示したように１本にまとめて、これらの索条６２（６２ｂ）を、索条緊張重錘７７を介してアンカー６３に連結する。索条緊張重錘７７は、索条６２に張力を与える役割を果たすとともに、複数列に並ぶ発電フロート１１ａ同士の間隔を保持する役割を果たすものである。

索条緊張重錘７７は、まとめて係留する発電フロート１１ａの配列長さに近い長尺の重量体で構成される。これには例えばＨ鋼が好適に使用できる。Ｈ鋼の一方のフランジに、発電フロート１１ａの両角部から延びる索条６２をまとめた先の索条６２ｂの間隔に対応して複数の連結穴（図示せず）を設け、これらの連結穴に対して、まとめた先の索条６２ｂを連結する。Ｈ鋼の他方のフランジの長手方向の中間にはアンカー６３に延びる索条６３ｃを連結し、この索条６３ｃの先端をアンカー６３の接続部６７に連結する。

このようにして係留装置１２を用いた係留を行うと、図２３に示したように、水上発電装置１１の本体部の設置によって索条６２が引っ張られる。すると、移動体６４は保持体６５によって水底１３に保持されたまま食い込み部６６を有する方向に移動し、この移動にともなって、移動方向前方に向く食い込み部６６が水底１３に食い込む。この食い込みによって移動体６４は水底１３に対して強固に位置固定されることになる。

このような移動体６４を保持する保持体６５は移動体６４を移動可能に保持するものであるうえに、移動体６４自体が自然に生じるけん引力によって水底１３に食い込んで固定がなされるので、引っ張り力を直接受ける部材を水底１３に強固に固定する場合と比較して、前述のような公知のスクリューアンカー７２などのように簡素な固定手段で必要な保持力が得られる。

このようして位置固定されたアンカー６３が、索条緊張重錘７７や連結装置５１と協働して、水上発電装置１１の本体部の設置状態を維持する。

前述のようにアンカー６３の固定はスクリューアンカー７２のような小規模で簡素な装置で行え、水上発電装置１１の簡易な設置が可能である。そのうえ水底１３を大規模に改変する必要がないので、設置も撤去も簡単に行える。撤去後の原状回復も容易である。

＜揺動抵抗体＞
以上のような係留装置１２で水上発電装置１１の本体部を係留すると、アンカー６３の強固な固定と、棒状の索条緊張重錘７７による索条の緊張および間隔保持と、パネル架台１７の風よけ部材４１による風よけと、連結装置５１による柔軟でありながらも一体性の高い連結によって、設置状態を安定性良く維持できるが、強風が吹く時季や地域などではより高い安定性を得るために、必要に応じて図２４に示したような揺動抵抗体８１を一部の発電フロート１１ａに備えるとよい。

この搖動抵抗体８１は、上端に開口８２ａを有し、この開口８２ａの開口状態が保持される有底袋状の袋体８２で構成される。この袋体８２には、発電フロート１１ａを浮かべる水が充填される。

袋体８２は、容易には水を通さない適宜の材料で形成され、上端の開口８２ａを形成する開口縁には、開口状態を維持する環状の保形ワイヤ８３が保持されている。また開口８２ａには、吊り下げのための吊り下げワイヤ８４が設けられ、この吊り下げワイヤ８４の上端が発電フロート１１ａの下面などに取り付けられる。取り付けは、適宜の金具を用いて行うも、前述のターンバックル２２を固定した固定金具２３（図５参照）を用いて行うもよい。

このような搖動抵抗体８１を備えると、揺動抵抗体８１が水中で抵抗を発生させるため発電フロート１１ａは水面を移動しにくくなる。この結果、発電フロート１１ａの設置状態の安定性を向上できるとともに、アンカー６３にかかる負荷を低減できる。換言すればアンカー６３の移動体６４の固定に要する固定強度を軽減できる。

＜ラックフロート＞
つぎに、図１に示したように水上発電装置１１の本体部とともに設置されるラックフロート９１について説明する。

水上発電装置１１の本体部は、前述のように複数の発電フロート１１ａを自由な形に配置でき、その数も必要に応じて増やすことができる。このため配線の数が多くなる。その配線のまとめや発電フロート１１ａに対するメンテナンスの効率化をラックフロート９１で図る。

ラックフロート９１は図１に示したように、設置場所の岸から水上発電装置１１の本体部に向けてのび、水上発電装置１１の本体部の中にも設置されている。ラックフロート９１の設置個所は必要に応じて詩適宜設定される。

ラックフロート９１は、配線を伸ばす部分であるとともに人が歩く通路である。図２５はラックフロート９１の斜視図であり、図２６は分解斜視図である。

図２６に示したようにラックフロート９１は、平面視長方形をなすラック架台９２と、このラック架台９２の上の幅方向中間に設けられるケーブルラック９３と、ケーブルラック９３の両側に配設される歩廊９４を有する。

ラック架台９２は、鋼材をはしご状に組んだ架台枠９２ａの下に浮部材９２ｂを備えて構成される。浮部材９２ｂは、厚い方形板状であり、発電フロートと同様に発泡樹脂板を使用するとよい。ラック架台９２は適宜長さに形成されており、図２５に示したように、適宜の隙間をあけて配設される。ラック架台９２同士の間隔は、上に設けるケーブルラック９３や歩廊９４の固定で保持するとよい。

ケーブルラック９３は、公知のケーブルラックを使用するとよく、屋根９３ａ付きのものを用いる。歩廊９４についても公知のものを使用できる。ケーブルラック９３も歩廊９４も、ボルトナットなど適宜の固定手段で固定される。

このような構成のラックフロート９１は、水上の所望位置に浮かべられ、前述のように発電フロート１１ａの間にも配設される。発電フロート１１ａの間への配設に際しては、必要に応じて前述の連結装置５１を用いて発電フロート１１ａに連結するとよい。一体性の高い設置状態が得られる。

ラックフロート９１を備えると、水上発電装置１１の設置に際して電線の取り扱いが容易になり、パネル架台１７の傾斜角調節や各種メンテナンスの作業性も向上する。

以上、この発明を実施するための一形態を説明した。

この発明の構成と前述の一形態の構成との対応において、
この発明の固定金具は、前述の固定金具５３、架台ベース３１の端部に対応するも、
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。

たとえば、連結装置は前述のように発電フロートの一辺に２個ずつつけるほか、３個以上とすることもできる。

またアンカーの移動体は直線方向に移動するものに限らず、その他の方向にも移動するものであってもよく、食い込み部は同一方向に向くものを複数備えたり異方向に向くものを複数備えたりすることもできる。

係留装置で係留する浮体には、太陽光発電の装置のほか様々なものが考えられる。たとえばエネルギーを生成するものとしては風力や水流を利用して発電する浮遊型プラントがある。

１１…水上設置太陽光発電装置
１１ａ…発電フロート
１２…係留装置
１３…水底
１５…太陽電池パネル
５１…連結装置
５２…連結棒
５２ａ…回転端部
５３…固定金具
６２…索条
６３…アンカー
６４…移動体
６５…保持体
６６…食い込み部
６７…接続部
８１…揺動抵抗体
８２…袋体
８２ａ…開口

この発明は、例えばため池や貯水池、養魚池、湖沼、海などのように水で覆われた場所に設置して発電を行う水上設置太陽光発電装置に関し、より詳しくは、簡易な設置が可能でありながらも、浮体としての水上設置太陽光発電装置の設置状態が風や波の影響で損なわれないようにできるような水上設置太陽光発電装置に関する。

水上設置太陽光発電装置は、太陽電池パネルを有し水面に浮く発電フロートで構成されている。下記特許文献１の水上設置用太陽光発電装置はその一例で、複数の発電フロート（太陽電池ユニット）を互いの揺動を許容した状態で連結して構成されている。発電フロート同士を連結する構造は環状の連結リングを用いたものである。連結リングは線材を線間が密なコイル状に巻いた構造である。このような連結リングは、隙間をあけて縦横に配置された発電フロートのコーナー部分同士の間に、これらを連結するように取り付けられる。

この連結構造では、連結リングが発電フロートの互いの揺動を許容しつつ、発電フロート同士が離れようとすると、連結リングが引っ張られて一定以上に離れることを防止し、逆に発電フロート同士が接近しようとする連結リングが対向する発電フロートに弾性をもって当接して発電フロート同士が一定以上に接近することを防止する。

複数の発電フロートがそれぞれ比較的自由に動き、一定以上の離間も接近も阻止するというものである。これによって強風による波に追従可能にして、耐久性を高めようとしている。

また、特許文献１の水上設置用太陽光発電装置では、前述のような連結構造による作用を補完するため、発電フロートの下方において発電フロート群に沿って碁盤目状に延びる索を備え、この索を係留手段で係留している。係留手段は、索に連結した固定用索と、この固定用索の端部に連結するアンカーで構成されている。アンカーは水底に固定され、固定用索との協働で碁盤目形状の索を碁盤目状に保持する。

碁盤目形状の索による所期の目的を達成するには、アンカーは動かないように強固に固定される必要がある。

アンカーの強固な固定を行うには、アンカーを水底深くに打ち込んだりアンカー構造を水底に構築したり、大掛かりな工事が必要である。このため、水上設置用太陽光発電装置の設置は容易ではなかった。そのうえ、水上設置用太陽光発電装置の撤去作業やその後のことも考えると、なるべく簡素な構成で設置できるようにするのが望ましい。

特開２００３−２２９５９３号公報

そこで、この発明は、風や波の影響で浮体の設置状態が損なわれないようにすることが簡単に行えるようにすることを主な目的とする。

そのための手段は、太陽電池パネルを有し水面に浮く発電フロートを備えた水上設置太陽光発電装置であって、複数の前記発電フロートが一直線に連結されるとともに複数列並べられ、複数列に並ぶ複数の前記発電フロートが、水底に固定されたアンカーにまとめて係留された水上設置太陽光発電装置である。

前述の構成では、複数列に並ぶ複数の発電フロートは少ない数のアンカーで係留され、複数の発電フロートの配設状態が維持される。

この発明によれば、係留に必要なアンカーの数を低減できる上に、縦横に並ぶ発電フロート１の配列状態が維持されるので、風や波の影響で浮体の設置状態が損なわれないようにすることが簡単である。

水上設置太陽光発電装置の設置状態の平面図。 係留装置の平面図。 係留装置の側面図。 発電フロートの斜視図。 発電フロートの組み立て途中の斜視図。 発電フロートの組み立て途中の部分斜視図。 発電フロートの組み立て途中の部分斜視図。 発電フロートの組み立て途中の平面図。 発電フロートの組み立て途中の斜視図。 発電フロートの組み立て途中の斜視図。 発電フロートの太陽電池パネルを除いた状態の斜視図。 パネル架台の側面図。 パネル架台の背面図。 パネル架台の部分側面図。 パネル架台の側面図。 連結装置を有する発電フロートの連結部分の平面図。 連結装置を有する発電フロートの平面図。 連結装置の平面図。 連結装置の断面図。 連結装置の平面図。 連結装置の断面図。 アンカーの斜視図。 係留装置の作用状態の説明図。 揺動抵抗体の断面図。 ラックフロートの斜視図。 ラックフロートの分解斜視図。

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。
この発明は、水上設置太陽光発電装置と、この水上設置太陽光発電装置などのような浮体を係留するための浮体係留装置についてもので、後者の浮体係留装置については、水上設置太陽光発電装置に用いられる係留装置の説明をもってその説明に代える。

図１は水上設置太陽光発電装置１１（以下「水上発電装置」という）の設置状態を示す平面図で、図２は図１の一部の拡大図、図３はその側面図である。これらに示すように、水上発電装置１１は係留装置１２で水底１３に係留されて水面に浮かんだ所望の設置状態が保たれている。

まず、水上発電装置１１の本体部分の説明をし、そのあとに係留装置１２とその他の構成について順に説明する。

＜水上発電装置の本体部分＞
水上発電装置１１の本体部分は、図４に示したような複数の発電フロート１１ａが相互に連結されて構成されている。発電フロート１１ａは上面に太陽電池パネル１５を有し水面に浮くものである。

発電フロート１１ａは、水面に浮く方形板状のフロート本体１６と、このフロート本体１６の上面に固定され太陽電池パネル１５を設置するパネル架台１７を有する。図５はフロート本体１６の組み立て途中の斜視図である。この図に示すようにフロート本体１６は、複数枚の発泡樹脂板２１をその端面同士を合わせて正方形に組み合わせて構成する。これはフロート本体１６の大きさが既製の発泡樹脂板では賄えないからであり、フロート本体１６の大きさが小さい場合や所望の大きさの発泡樹脂板を製造できる場合には１枚の板材で構成することもできる。

発泡樹脂板２１には、例えばたてよこ１ｍ×２ｍのものを使用し、例えば５ｍ×５ｍのフロート本体とする。発泡樹脂板２１の厚さは、使用する太陽電池パネル１５の重量や枚数等に応じて適宜のものが使用される。発泡樹脂板２１同士の間は、必要に応じて接着剤等の適宜の手段で接合される。図５の例では、底面に対角線上に張るターンバックル２２を備えている。図５中、２３はターンバックル２２を固定する固定金具である。

このフロート本体１６の上面には、部材の固定を可能にする補助プレート２４と、劣化防止のための保護板２５が固定される。補助プレート２４は、接合する複数の発泡樹脂板２１同士の結合一体化を図るとともに、パネル架台１７等の固定に資するもので、金属製である。補助プレート２４の全体の形状はフロート本体１６の一辺の長さに対応する細幅の中空板状で、長手方向に沿った両側縁にはＬ形の縁部２４ａを有している。補助プレート２４の上面には、複数の長穴２４ｂが形成されている。

保護板２５は、耐候性、特に紫外線に対して耐候性の良い適宜の材料で形成された細幅板状である。材料には、たとえばケイ酸カルシウム板を好適に使用できる。保護板２５は、フロート本体１６の一辺の長さに略対応する長さに形成され、設置場所に応じて幅寸法が設定されている。この保護板はフロート本体１６の上面に太陽電池パネル１５を設置したときに太陽光にさらされる部分に敷設するものであり、太陽電池パネル１５の配置に応じて適宜大に形成される。

上述の補助プレート２４はパネル架台１７を固定する役割を果たすものであるため、保護板２５は補助プレート２４に添って配設されることになる。また補助プレート２４が上述のように長穴２４ｂを有しているので、補助プレート２４内にも保護板２５は敷設される。図６が補助プレート２４と保護板２５を敷設した状態のフロート本体１６の角部分の斜視図、図７が一辺の中間部分の斜視図である。

図８は、補助プレート２４と保護板２５を敷設した状態のフロート本体１６の平面図である。図示例では補助プレート２４をフロート本体１６の両側縁とこれらの間の２箇所の合計４箇所に固定しており、太陽電池パネル１５は補助プレート２４に沿って３列設置できる。太陽電池パネル１５は、補助プレート２４間に対応する部分に設置され、保護板２５を敷設していない部分への直射日光を遮る。

紫外線に対する耐候性はフロート本体１６の側面部分にも要求される。このため、図９に示したような側面カバー２６と、図１０に示したようなコーナーカバー２７が取り付けられる。側面カバー２６は耐候性を有するアルミニウム合金製で、断面コ字形に形成されている。側面カバー２６の高さは補助プレート２４の上面からフロート本体１６の下面までの高さに嵌合対応する高さである。側面カバー２６の長さはフロート本体１６の一辺の長さより若干短く設定されている。側面カバー２６は短いものを用いて継ぎ足して使用することもできる。コーナーカバー２７も耐候性を有するアルミニウム合金製で、平面視アングル状で断面逆Ｌ字形に形成されている。コーナーカバー２７は補強の役割も果たせるようにするのが好ましいので、側面カバー２６よりも厚さを厚くするとよい。コーナーカバー２７の固定は、側面カバー２６を固定したのち、コーナーカバー２７の両端部を側面カバー２６の端部に重ねて行う。

このように構成されるフロート本体１６の上面に、図１１に示したようにパネル架台１７が固定される。

パネル架台１７は、補助プレート２４と直交する方向に延ばして配設される２本一組の長尺の架台ベース３１と、架台ベース３１に立設される前脚３２及び後脚３３と、これら前脚３２及び後脚３３の上に固定されて太陽電池パネル１５を受ける受け部材３４を有する。架台ベース３１はフロート本体１６の一辺の長さに略対応する長さであり、図示例では３組、合計６本が配設されている。前述のように太陽電池パネル１５は３列設置されるので、前脚３２、後脚３３および受け部材３４は一組の架台ベース３１に３組、等間隔に配設される。前脚３２は後脚３３よりも短く設定され、受け部材３４は前脚３２側が下がるように傾斜する。

架台ベース３１をはじめ、前脚３２も、後脚３３も、受け部材３４も、アングル材を用いて形成できる。架台ベース３１などにアングル材を用いる場合、図１１に示したように対をなす一方と他方でアングル材の向きが反対になるようにする。

図１２はパネル架台１７の側面図であり、この図に示すようにパネル架台１７は傾斜角を調節可能である。

具体的には、架台ベース３１の所定位置に前脚３２が立設され、対となる前脚３２同士は斜材３５で連結される。前脚３２と架台ベース３１との間にも斜材３６が取り付けられる。そして、前脚３２の上端には、受け部材３４の先端部が枢着される。受け部材３４の後端部を支える後脚３３は、下側部材３３ａと上側部材３３ｂで構成され、下側部材３３ａは架台ベース３１に立設される。対となる下側部材３３ａ同士には、前脚３２と同様に斜材３７が連結されている（図１３参照）。下側部材３３ａの上端部とそれよりも下の位置には、ボルト穴３８ａ，３８ｂが形成されている。これらのボルト穴３８ａ，３８ｂは上側部材３３ｂの下端部をボルト３９ナットで止めるためのものである。上側部材３３ｂは上端が受け部材３４の後端部に枢着され、下端部に形成されたボルト穴４０に前述のボルト３９を保持する。

受け部材３４の傾斜角度は予め設定され、上側部材３３ｂの下端部のボルト穴４０と下側部材３３ａの下側のボルト穴３８ｂを合わせた時には例えば１０度の傾斜、上側のボルト穴３８ａに合わせた時には例えば２０度の傾斜となるようにされている。傾斜角度は適宜設定され、季節や設置場所に応じて必要に応じて変更される。

受け部材３４の上には太陽電池パネル１５が設置されるので、パネル架台１７の後脚３３側から風が入り込むと、太陽電池パネル１５を浮き上がらせる力が作用することになる。これによる浮き上がりを防止するため、図１３に仮想線で示したように、また図１４に示したように、後脚３３に風よけ部材４１を取り付けるとよい。風よけ部材４１は耐候性のあるアルミ板やテント用帆布などの適宜の材料で形成される。剛性のあるものでも柔軟性のあるものでも、大量の風の進入を阻止できるものであればよい。

図１２に示したパネル架台１７は傾斜角を変更できるものであったが、図１５に示したように傾斜角度を変更できない、一定の傾斜角のものとしてもよい。角度変更が不要であるので、後脚３３は１個の部材で構成され、後脚３３の下端部は架台ベース３１に、上端部は受け部材３４に固定される。このとき後脚３３は、たとえば図１５に示したように、下端部が後方に下がって上端部が前方に倒れた傾斜姿勢で固定するとよい。パネル架台１７の組立が容易であるとともに、図１５に仮想線で示したように、風よけ部材４１を取り付けたときに風が発電フロート１１ａを押し流そうとする力を低減することができるからである。

以上のように構成された発電フロート１１ａは、フロート本体の１６の浮力で水に浮き、水面に出る太陽電池パネル１５で太陽光を受けて発電を行う。フロート本体１６が太陽光を受けても、保護板２５や側面カバー２６、コーナーカバー２７が内部の発泡樹脂板２１を紫外線から保護するので、高い耐久性が得られる。コーナーカバー２７などはフロート本体１６の外周を物理的な面でも保護するので、この点からも耐久性を高めることができる。そのうえ、フロート本体１６の浮きを発泡樹脂板２１で構成しているので、穴がいたら使用できないということもなく、軽量で取り扱いやすい。さらに、パネル架台１７に風よけ部材を取り付けると、風によって太陽電池パネル１５があおられたり、太陽電池パネル１５を備えた発電フロート１１ａが流されたりするようなことを抑制でき、水上での設置状態の安定化をはかることに貢献する。

＜連結装置＞
発電フロート１１ａは前述のように複数連結されて水上発電装置１１の本体部分が構成される。その連結のための構造、すなわち連結装置５１を次に説明する。

図１６は、縦横にマス目状に配置された４個の発電フロート１１ａの隙間部分の一部を示す平面図、図１７は１個の発電フロート１１ａの連結装置５１部分を示す平面図である。これらの図では太陽電池パネル１５等の図示を省略して連結装置５１に関する部分を中心に描いている。

これらの図に示すように連結装置５１は、発電フロート１１ａの各辺に２箇所ずつ設けられ、補助プレート２４または架台ベース３１に固定されている。

補助プレート２４に固定される連結装置５１（図１７のＡ部分）は、図１８、図１９に示したように、連結棒５２と固定金具５３で構成されている。

連結棒５２は、一定の長さで両端部に一方向に屈曲する回転端部５２ａを有するもので、棒本体５４と回転端部材５５を有する。棒本体５４は金属製で剛性を有し、一定の長さで両端部に枢着部５４ａを有する。枢着部５４ａは中心に貫通穴５４ｂを有する環状に形成されている。この棒本体５４は、貫通穴５４ｂの中心線の方向が棒本体５４の長手方向と直交するとともに、発電フロート１１ａの上面と平行となるようにして使用される。回転端部材５５は、金属製で平面視Ｕ字型に形成され、中間部に固定金具５３を通して、両端部が棒本体５４の枢着部５４ａに対して留め具５４ｃで枢着されている。

固定金具５３は、連結棒５２の回転端部５２ａの屈曲方向を発電フロート１１ａの厚さ方向にして回転端部５２ａを保持するとともに、発電フロート１１ａの上面に固定されるものである。固定金具５３は、例えばアングル材で構成され、発電フロート１１ａの上面の補助プレート２４に固定される固定片５３ａと、連結棒５２の回転端部５２ｂを回転可能に保持する立設片５３ｂを有する。固定片５３ａには複数の固定穴５３ｃが形成されており、補助プレート２４の長穴２４ｂを利用してボルトナットで固定される。立設片５３ｂには、縦に長い長穴５３ｄが形成され、この長穴５３ｄに回転端部５２ａが保持される。

このような連結装置５１で連結された発電フロート１１ａは、発電フロート１１ａ同士が離れようとしても連結棒５２が引っ張り力に抗して離間を阻止し、逆に発電フロート１１ａ同士が接近しようとしても連結棒５２が突っ張って、一定以上の接近を阻止する。連結棒５２の棒本体５４は剛体であるので、発電フロート１１ａ同士の間隔は略一定に保たれることになる。一方で、連結棒５２の両端の回転端部５２ａが回転することと、回転端部５２ａが固定金具５３の長穴５３ｄに保持されたことによって、図２０に仮想線で示したように、発電フロート１１ａ同士は連結されていても上下方向には比較的に自由に変位する。

架台ベース３１に固定される連結装置５１（図１７のＢ部分）は、図２０、図２１に示したように、連結棒５２と、固定金具としての架台ベース３１の端部で構成されている。

連結棒５２の構成は図１８、図１９を用いて説明した前述と同じであるので、詳しい説明は省略する。

固定金具については、図１８、図１９で示したように別途に設けずに、架台ベース３１の長手方向の端部に、図２１に示したように連結棒５２の回転端部５２ａを保持する長穴３１ｄを形成して、図８、図１９に示した固定金具５３に代える。

このような構成の連結装置５１による連結によって、複数の発電フロート１１ａは、互いの間隔がほとんど変化することない一方、波に対しては柔軟に上下方向に変位する。このため、水上発電装置の本体部は、波によってかかる負荷を柔軟に吸収できるうえに、複数の発電フロート１１ａは一体性の高い状態となる。

複数の発電フロート１１ａは、設置場所の形状等に応じて連結される。連結は発電フロート１１ａを縦横に並べて行うが、図１に示したように、設置水面の形や日当たり状況、所望の発電量等に応じて、方形状に限らない適宜の形状に配置する。連結装置５１は前述のように複数の発電フロート１１ａを一体性の高い状態で連結するので、どのような配置形状であっても堅固な連結状態が得られる。

＜係留装置＞
つぎに、水上発電装置１１の本体部を係留する係留装置１２について説明する。

係留装置６１は、図１、図２、図３に示したように、水上発電装置１１の本体部からのびる索条６２と、この索条６２が接続されて水底１３に設置されるアンカー６３で構成される。

索条６２には強度と対向性のあるステンレスからなるワイヤが用いられる。

アンカー６３は、図２２に示したように、索条６２が接続され水底１３に載置される移動体６４と、この移動体６４をその移動を許容しつつ水底１３に保持する保持体６５を備えている。そして移動体６４には、その底面よりも斜め下に向けて延びる食い込み部６６が形成され、この食い込み部６６が移動体６４の移動方向の前方に向けられる。

具体的には、移動体６４は棒状であり、長手方向に移動可能である。移動体６４は姿勢が変わらずに移動する形状のものがよく、底面は平らであるのがよい。このような移動体は、たとえばＨ鋼を用いて形成することができる。移動体６４の長手方向の一端側部分の上方には索条６２が接続される接続部６７が形成される。接続部６７は、移動体６４の上面にＨ鋼などを立設して形成するとよい。図２２中、６８は接続部６７を補強する斜材である。接続部６７の適宜位置には、索条６２を通す貫通穴６７ａが形成されている。

移動体６４の長手方向における接続部６７を形成した側の端部、すなわち長手方向の一端部には前述の食い込み部６６が形成される。食い込み部６６は移動体６４の長手方向と直交する方向に長く、長手方向の中間が移動体６４に接合されている。このため食い込み部６６を備えた移動体６４は全体として平面視Ｔ字形となる。食い込み部６６は移動体６４の端部に形成され食い込み部６６と同じ長さの長方形板状の立設板６９の下端から、移動体６４の長手方向の一端方向斜め下に向けて延びている。立設板６９と食い込み部６６の間には、食い込み部６６を保持するため複数のリブ７０を備えている。また立設板６９の長手方向の両端部は、移動体６４から斜めに延びる斜材７１で支持されている。

食い込み部６６の傾斜角度については水底１３の状況等に応じて適宜設定されるが、例えば移動体６４の長手方向に対して１０度から４０度程度、好ましくは３０度から２０度、２５度程度の傾きに設定するとよい。

移動体６４を保持する保持体６５は、移動体６４の長手方向の中間部の一部を上から押さえ込むように保持するもので、図３に示したように水底１３に固定される２本のスクリューアンカー７２と、これらのスクリューアンカー７２の上に保持される２個の連結部材７３と、これら連結部材７３の上に掛け渡すように支持される長尺の保持架台７４と、この保持架台７４の長手方向の中間部の下面で移動体６４の上端部を移動可能に保持するスライド金具７５を有する。

すなわち保持体６５は、水底１３から離れた上方に架設される保持架台７４の下に、移動体６４を移動可能に保持する構成である。

スクリューアンカー７２は公知のものを使用でき、長さや太さは、必要とする固定強度や水底の状態に応じて適宜設定される。連結部材７３は、例えば角型鋼材で形成され、下面と上面にそれぞれ接合する相手方に合わせたボルト穴などの構造を形成する。保持架台７４は、少なくとも下面、特にその長手方向の中間部に平面を有し、例えば図示例のようなチャンネル鋼や図示しないアングル鋼を使用できる。連結部材７３に対してボルトナット等で固定される。スライド金具７５は、保持架台７４の下面に固定され、移動体６４を構成するＨ鋼の上側のフランジ６４ａを抱えるように隙間をあけて保持するもので、ボルトナット等で固定される。

移動体６４に対する保持体６５の位置は、移動体６４が食い込み部６６を有する側に移動しても保持体６５から外れない位置である。またこのことが可能なように移動体６４の長さが設定されている。

このようなアンカー６３は、水底１３に泥がある場合には泥を取り除いて移動体６４を長手方向に移動可能なある程度の平らな状態にしてから設置される。設置は、発電フロート１１ａの配置に応じて必要な位置に行われ、発電フロート１ａに接続された索条６２を移動体６４の接続部６７に接続する。また設置に際して移動体６４は、前述のように食い込み部６６が移動体６４の移動方向の前方、つまり索条６２がのびる方向に向けて水底１３に載置される。

発電フロート１１ａは前述のように複数連結され水上発電装置１１の本体部が構成されるが、図１に示したように、そのうちの一部の発電フロート１１ａ、より具体的には端に位置する発電フロート１１ａのうちの一部の発電フロート１１ａに、アンカー６３に接続される索条６２が連結されれば足りる。

発電フロート１１ａに対する索条６２の固定は、図２に示したように発電フロート１１ａにおける端部側の両角部に対して行い、角部の上面に位置する補助プレート２４を利用して適宜の金具で固定するとよい。

係留に際しては、図１、図２に示したように発電フロート１１ａを複数列同じように並べた場合には、これらをまとめて１個のアンカー６３に係留するのが好ましい。必要なアンカー６３の数を低減できる上に、発電フロート１１ａの配列状態を維持しやすくできるからである。

複数列の発電フロート１１ａをまとめて係留するには、各発電フロート１１ａの両角部に固定した索条６２（６２ａ）を、図２に示したように１本にまとめて、これらの索条６２（６２ｂ）を、索条緊張重錘７７を介してアンカー６３に連結する。索条緊張重錘７７は、索条６２に張力を与える役割を果たすとともに、複数列に並ぶ発電フロート１１ａ同士の間隔を保持する役割を果たすものである。

索条緊張重錘７７は、まとめて係留する発電フロート１１ａの配列長さに近い長尺の重量体で構成される。これには例えばＨ鋼が好適に使用できる。Ｈ鋼の一方のフランジに、発電フロート１１ａの両角部から延びる索条６２をまとめた先の索条６２ｂの間隔に対応して複数の連結穴（図示せず）を設け、これらの連結穴に対して、まとめた先の索条６２ｂを連結する。Ｈ鋼の他方のフランジの長手方向の中間にはアンカー６３に延びる索条６３ｃを連結し、この索条６３ｃの先端をアンカー６３の接続部６７に連結する。

このようにして係留装置１２を用いた係留を行うと、図２３に示したように、水上発電装置１１の本体部の設置によって索条６２が引っ張られる。すると、移動体６４は保持体６５によって水底１３に保持されたまま食い込み部６６を有する方向に移動し、この移動にともなって、移動方向前方に向く食い込み部６６が水底１３に食い込む。この食い込みによって移動体６４は水底１３に対して強固に位置固定されることになる。

このような移動体６４を保持する保持体６５は移動体６４を移動可能に保持するものであるうえに、移動体６４自体が自然に生じるけん引力によって水底１３に食い込んで固定がなされるので、引っ張り力を直接受ける部材を水底１３に強固に固定する場合と比較して、前述のような公知のスクリューアンカー７２などのように簡素な固定手段で必要な保持力が得られる。

このようして位置固定されたアンカー６３が、索条緊張重錘７７や連結装置５１と協働して、水上発電装置１１の本体部の設置状態を維持する。

前述のようにアンカー６３の固定はスクリューアンカー７２のような小規模で簡素な装置で行え、水上発電装置１１の簡易な設置が可能である。そのうえ水底１３を大規模に改変する必要がないので、設置も撤去も簡単に行える。撤去後の原状回復も容易である。

＜揺動抵抗体＞
以上のような係留装置１２で水上発電装置１１の本体部を係留すると、アンカー６３の強固な固定と、棒状の索条緊張重錘７７による索条の緊張および間隔保持と、パネル架台１７の風よけ部材４１による風よけと、連結装置５１による柔軟でありながらも一体性の高い連結によって、設置状態を安定性良く維持できるが、強風が吹く時季や地域などではより高い安定性を得るために、必要に応じて図２４に示したような揺動抵抗体８１を一部の発電フロート１１ａに備えるとよい。

この揺動抵抗体８１は、上端に開口８２ａを有し、この開口８２ａの開口状態が保持される有底袋状の袋体８２で構成される。この袋体８２には、発電フロート１１ａを浮かべる水が充填される。

袋体８２は、容易には水を通さない適宜の材料で形成され、上端の開口８２ａを形成する開口縁には、開口状態を維持する環状の保形ワイヤ８３が保持されている。また開口８２ａには、吊り下げのための吊り下げワイヤ８４が設けられ、この吊り下げワイヤ８４の上端が発電フロート１１ａの下面などに取り付けられる。取り付けは、適宜の金具を用いて行うも、前述のターンバックル２２を固定した固定金具２３（図５参照）を用いて行うもよい。

このような揺動抵抗体８１を備えると、揺動抵抗体８１が水中で抵抗を発生させるため発電フロート１１ａは水面を移動しにくくなる。この結果、発電フロート１１ａの設置状態の安定性を向上できるとともに、アンカー６３にかかる負荷を低減できる。換言すればアンカー６３の移動体６４の固定に要する固定強度を軽減できる。

＜ラックフロート＞
つぎに、図１に示したように水上発電装置１１の本体部とともに設置されるラックフロート９１について説明する。

水上発電装置１１の本体部は、前述のように複数の発電フロート１１ａを自由な形に配置でき、その数も必要に応じて増やすことができる。このため配線の数が多くなる。その配線のまとめや発電フロート１１ａに対するメンテナンスの効率化をラックフロート９１で図る。

ラックフロート９１は図１に示したように、設置場所の岸から水上発電装置１１の本体部に向けてのび、水上発電装置１１の本体部の中にも設置されている。ラックフロート９１の設置個所は必要に応じて詩適宜設定される。

ラックフロート９１は、配線を伸ばす部分であるとともに人が歩く通路である。図２５はラックフロート９１の斜視図であり、図２６は分解斜視図である。

図２６に示したようにラックフロート９１は、平面視長方形をなすラック架台９２と、このラック架台９２の上の幅方向中間に設けられるケーブルラック９３と、ケーブルラック９３の両側に配設される歩廊９４を有する。

ラック架台９２は、鋼材をはしご状に組んだ架台枠９２ａの下に浮部材９２ｂを備えて構成される。浮部材９２ｂは、厚い方形板状であり、発電フロートと同様に発泡樹脂板を使用するとよい。ラック架台９２は適宜長さに形成されており、図２５に示したように、適宜の隙間をあけて配設される。ラック架台９２同士の間隔は、上に設けるケーブルラック９３や歩廊９４の固定で保持するとよい。

ケーブルラック９３は、公知のケーブルラックを使用するとよく、屋根９３ａ付きのものを用いる。歩廊９４についても公知のものを使用できる。ケーブルラック９３も歩廊９４も、ボルトナットなど適宜の固定手段で固定される。

このような構成のラックフロート９１は、水上の所望位置に浮かべられ、前述のように発電フロート１１ａの間にも配設される。発電フロート１１ａの間への配設に際しては、必要に応じて前述の連結装置５１を用いて発電フロート１１ａに連結するとよい。一体性の高い設置状態が得られる。

ラックフロート９１を備えると、水上発電装置１１の設置に際して電線の取り扱いが容易になり、パネル架台１７の傾斜角調節や各種メンテナンスの作業性も向上する。

以上、この発明を実施するための一形態を説明した。

この発明の構成と前述の一形態の構成との対応において、
この発明の固定金具は、前述の固定金具５３、架台ベース３１の端部に対応するも、
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。

たとえば、連結装置は前述のように発電フロートの一辺に２個ずつつけるほか、３個以上とすることもできる。

またアンカーの移動体は直線方向に移動するものに限らず、その他の方向にも移動するものであってもよく、食い込み部は同一方向に向くものを複数備えたり異方向に向くものを複数備えたりすることもできる。

係留装置で係留する浮体には、太陽光発電の装置のほか様々なものが考えられる。たとえばエネルギーを生成するものとしては風力や水流を利用して発電する浮遊型プラントがある。

１１…水上設置太陽光発電装置
１１ａ…発電フロート
１２…係留装置
１３…水底
１５…太陽電池パネル
５１…連結装置
５２…連結棒
５２ａ…回転端部
５３…固定金具
６２…索条
６３…アンカー
６４…移動体
６５…保持体
６６…食い込み部
６７…接続部
８１…揺動抵抗体
８２…袋体
８２ａ…開口

Claims (6)

1. 太陽電池パネルを有し水面に浮く発電フロートを備えた水上設置太陽光発電装置であって、
   当該水上設置太陽光発電装置からのびる索条が接続され水底に載置される移動体と、
   該移動体をその移動を許容しつつ前記水底に保持する保持体を備えるとともに、
   前記移動体にその底面よりも斜め下に向けて延びる食い込み部が形成され、
   該食い込み部が前記移動体の移動方向の前方に向けられたアンカーで係留される
   水上設置太陽光発電装置。
2. 前記移動体が棒状であり、前記保持体によって長手方向に移動可能に保持されるとともに、
   前記移動体の長手方向の一端側部分の上方に前記索条が接続される接続部が形成され、
   前記移動体の長手方向の一端部に前記移動体の長手方向と直交する方向に長く、前記移動体の長手方向の一端方向斜め下に向けて延びる前記食い込み部が形成された
   請求項１に記載の水上設置太陽光発電装置。
3. 前記発電フロートが複数連結されて前記水上設置太陽光発電装置が形成され、該水上設置太陽光発電装置を構成する一部の前記発電フロートに前記アンカーに接続される前記索条が連結された
   請求項１または請求項２に記載の水上設置太陽光発電装置。
4. 前記発電フロート同士を連結する連結装置が、一定の長さで両端部に一方向に屈曲する回転端部を有する連結棒と、前記回転端部の屈曲方向を前記発電フロートの厚さ方向にして前記回転端部を保持するとともに前記発電フロートの上面に固定される固定金具で構成された
   請求項３に記載の水上設置太陽光発電装置。
5. 上端が開口し、前記発電フロートを浮かべる水が充填され、前記開口の開口状態が保持される有底袋状の袋体を備えた
   請求項１から請求項４のうちいずれ一項に記載の水上設置太陽光発電装置。
6. 水面に浮く浮体からのびる索条と、該索条が接続されて水底に設置されるアンカーを備えた浮体係留装置であって、
   前記アンカーが、前記索条が接続され前記水底に載置される移動体と、該移動体をその移動を許容しつつ前記水底に保持する保持体を備え、
   前記移動体にはその底面よりも斜め下に向けて延びる食い込み部が形成され、
   該食い込み部が前記移動体の移動方向の前方に向けられる
   浮体係留装置。

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