JP2020014306A - 多数の太陽光パネルを使用した発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】設置工事が低コストで行え、季節変化に応じた角度調整が行え、しかも風力にも十分耐え得る太陽光発電システムを提供すること。【解決手段】縦桟材１１、横桟材１２、及び斜桟材１３からなる架台１０と、その表面側に組み付けた太陽光パネル２０と、架台１０の裏面側中央にて、当該架台１０が上下方向に傾動可能となるように上端にて支持する１本の支柱３０と、各先端が架台１０の上側２カ所に固定される同一長さの２本の展開ワイヤ４１ａ、及び内端が第１連結点４３ａに連結されて第１巻き取り部３２ａに巻き取られる１本の巻き取りワイヤ４２ａからなる第１ワイヤ群４０Ａと、各先端が架台１０の下側２カ所に固定される同一長さの２本の展開ワイヤ４１ｂ、及び内端が第２連結点４３ｂに連結されて第２巻き取り部３２ｂに巻き取られる１本の巻き取りワイヤ４２ｂとからなる第２ワイヤ群４０Ｂと、を備えたこと。【選択図】図１

Description

本発明は、多数の太陽光パネルを使用した発電システムに関し、特に、多数の太陽光パネルを支持した架台の季節に応じた角度調整が行えて、かつ、強風に対する強度の確保をも図った発電システムに関するものである。

多数の太陽光パネルを使用した発電システムとしては種々提案されてきているが、露地に設置されるものであることによる制限を回避したり、さらなるコストパフォーマンスの追求を行ったり、季節に応じた角度調整が行えるようにしたりと、様々な工夫がなされてきているものである。

これらの工夫をするに当たって、どの事項を重要視するかはそれぞれ検討を要するが、近年におけるように、遊休地を有効活用しようとする時代に入ると、この種の太陽光パネルを使用した発電システムは大型化するようになってきた。そうすると、まず、必要最低限の設置条件を満たしながら、設置のコストを如何に低減させるかも重要になってくる。

また、各太陽光パネルに関してみても、太陽光が当該パネルに対して直交状態で入射するようにすることが、最適な電力変換が行えることもよく知られた事実であるが、そのようにしようとすると、太陽高度の日変化や季節変化を常に考慮しなければならなくなる。

さらに、この種の発電システムにおいては、平行光線である太陽光を太陽光パネルで効果的に受けるためには、多数の太陽光パネルを平面的なものとして、露地設置しなければならないことから、雨や雪にさらされやすいだけでなく、通常地面に対して斜めに設置されることから風圧を受けやすいものとならざるを得ない。

以上のことから、数ある従来技術として、特許文献１にて提案されている「太陽光発電パネル架台」や、特許文献２にて提案されている「角度可変式太陽光発電パネル架台」を参照しながら、従来の太陽光発電システムについての、長所及び短所について、さらなる検討を行うこととする。

特開２０１６−１１６２６４号公報、要約、図１及び図２ 実用新案登録第３２０７５４７号公報、図１

上記特許文献１にて提案されている「太陽光発電パネル架台」は、当該特許文献１の段落０００６に記載されているように、「パネル構体を一本の支柱で支える構成の太陽光発電パネル架台として、パネル構体の支持強度及び架台全体の強度が大きく、受光面積の広い大型のパネル構体であっても、強風時の風圧や地震の揺れに充分に抗して優れた耐久性を発揮し得るものを提供すること」を主たる目的としているもので、本願の図９及び図１０に示すように、「前後傾斜方向に沿う複数本の縦桟材１１と左右水平方向に沿う複数本の横桟材１２とが各交叉位置で連結されて格子状のパネル受け枠１を形成し、該パネル受け枠１が中央部で角筒状の中空アルミ型材よりなる１本の支柱２によって支持されると共に、該支柱２の根元側とパネル受け枠１の前後各複数箇所との間に、前後各複数本の中空アルミ型材からなる支持ステイ３が上端連結金具４Ａ，４Ｂ及び下端連結金具５Ａ，５Ｂ
を介して架設され、パネル受け枠１上に複数枚の太陽光発電パネルＰが平面的に取り付けられてなる」構成としている。

そうすると、上記特許文献１にて提案されている「太陽光発電パネル架台」では、当該特許文献１の段落００１５に記載されているように、
・格子状のパネル受け枠１が中央部で１本の支柱２によって支持されているから、能率よく低コストで施工できる上、施工後の地盤沈下による影響が少なく、不等沈下に起因した架台の歪みや破損、傾き、ガタツキ等を生じる懸念もない
・パネル受け枠１は支柱２の根元側との間に架設された前後各複数本の支持ステイ３によって前後各複数箇所でも支承されていることから、パネル構体１０の支持強度が大きく、架台全体の強度も大きく、強風時の風圧や地震の揺れに充分に抗して優れた耐久性を発揮できる
ものとなっている。

しかしながら、この特許文献１にて提案されている「太陽光発電パネル架台」では、パネル受け枠１は支柱２の根元側との間に架設された前後各複数本の支持ステイ３によって前後各複数箇所でも支承されていることから、パネル受け枠１自体の角度は変えられない。

「太陽光発電パネル架台」の角度が変えられるようにするには、特許文献２にて提案されているように、「角度可変式太陽光発電パネル架台１について、傾斜角度可変部４を、パネル載置部３が軸支されている位置から支柱部２に沿って垂下されてパネル載置部３と一体的に回動可能に取り付けられている角度調整板４１と、この角度調整板４１においてパネル載置部３の回動軸を中心とする円弧に沿って形成されている複数個の角度調整孔４２と、これらの角度調整孔４２のいずれかの孔と支柱部２とを連結して固定するもの」（要約、本願の図１１参照）とすればよいと考えられる。

しかしながら、この特許文献２の角度調整技術は、特許文献１の「パネル受け枠１は、支柱２の根元側との間に架設された前後各複数本の支持ステイ３によって前後各複数箇所でも支承する」技術には、当然適用することはできない。特許文献１の技術は、パネル受け枠１を傾斜させるのはなく、固定しようとしているからである。

一方、近年大量生産されている太陽光パネルについて考察してみると、基本的には大量の「シリコン基板」や「ガラス」を使用しているものであるから、「堅いが脆い」という物理的性質を有しているものが多い。ここで、この様な太陽光パネルを支持している架台が不規則な風を受けて振動したり撓んだりを繰り返すと、パネルを構成してるシリコン基板やガラス板にマイクロクラックが入ったり、シリコン基板上の導体が断線したりして発電できなくなることがある。

そこで、架台が頑丈なものとしておいて、太陽光パネルの損傷を長期間防ごうとすれば、特許文献１でも提案されているような、部材を多くして剛性を高めるか、架台そのものを鋼材やコンクリートを使用または併用して、風には影響を受けない剛性を確保しなければならないことになる。そのような材料や構成を採用すれば、当然のことながら、システム全体のコストアップは免れない。

そこで、本発明者等は、設置工事が低コストで行え、季節変化に応じた角度調整が行え、しかも風力にも十分耐え得る太陽光発電システムとするにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。

すなわち、本発明の目的とするところは、
（１）全体の構造を出来るだけ簡略化すること
（２）設置作業や、角度調整作業が簡単に行えること
（３）仮に、襲来してきた台風を安全にやり過ごせる形態に簡単にできること
（４）破損した部品の交換は、部分的に行えるようにすること
（５）材料ではなく構造上で、時々変化する風力による振動を抑制すること
を実現できるようにして、設置工事が低コストで行え、季節変化に応じた角度調整が行え、しかも風力にも十分耐え得る太陽光発電システムを提供することにある。

以上の課題を解決するために、本発明の採った手段は、後述する最良形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
「多数の太陽光パネル２０を使用した発電システムであって、
複数の縦桟材１１及び横桟材１２を格子状に組み合わせて、表面と裏面とを備えた架台１０と、
この架台の表面側に多数組み付けた太陽光パネル２０と、
この架台１０の裏面側中央にて、当該架台１０が上下方向に傾動可能となるように上端にて支持する１本の支柱３０と、
各先端が架台１０の上側２カ所に固定され、各内端が１つの第１連結点４３ａに結線される同一長さの２本の展開ワイヤ４１ａと、内端が第１連結点４３ａに連結され、下端が支柱３０の下端近傍に取り付けた第１巻き取り部３２ａに巻き取られる１本の巻き取りワイヤ４２ａとからなる第１ワイヤ群４０Ａと、
各先端が架台１０の下側２カ所に固定され、各内端が１つの第２連結点４３ｂに結線される同一長さの２本の展開ワイヤ４１ｂと、内端が第２連結点４３ｂに連結され、下端が支柱３０の下端近傍に取り付けた第２巻き取り部３２ｂに巻き取られる１本の巻き取りワイヤ４２ｂとからなる第２ワイヤ群４０Ｂとを備え、
第１及び第２ワイヤ群４０Ａ・４０Ｂを構成してる各展開ワイヤ４１ａ・４１ｂ及び巻き取りワイヤ４２ａ・４２ｂの、架台１０に対する各固定点、第１及び第２連結点４３ａ・４３ｂに対する連結部、及び第１及び第２巻き取り部３２ａ・３２ｂへの巻き取り部分以外では、自由にするとともに、
架台１０について、格子状に組み合わせた縦桟材１１および／または横桟材１２に対して、さらに複数の斜桟材１３を固定したえたことを特徴とする発電システム」
である。

この発電システムでは、表面側に複数の太陽光パネル２０を載置した１つの架台１０の裏面中心に、施工場所に立てた１本の支柱３０の上端を傾動可能に連結したものである。この架台１０と支柱３０上端との傾動可能な連結は、例えば図１に示すように、水平ピン３１によって行えば十分であり、傾動方向は、上下方向であって左右方向ではない。

架台１０の、換言すれば太陽光パネル２０の傾動方向を、上下方向としたのは、各太陽光パネル２０が最も効率よく発電するのは、太陽が天中に位置する前後の２〜３時間の間であり、朝夕と正午との照射方向の違いよりも、季節的変化の方が大きく影響するからである。また、朝日から夕日へと角度変更すること、つまり左右方向に傾動させるにはそれなりの大きな設備を必要とし、そうしたとしても、投下した設備費の割には、効率的または効果的な発電が出来ないからである。

また、架台１０の傾動方向を、上下方向のみとすることによって、架台１０の支持を１本の支柱３０によって行うことが容易となって、例えば、特許文献１にて提案されている技術のように、複数の支柱を使用する必要が無いから、設置コストの低減に大きく役立つことにもなる。

架台１０が支柱３０の上端に対して傾動可能であれば、その傾動を阻止して架台１０の傾斜位置を固定しなければならないが、これを担うのが第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂである。これらの第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂで架台１０の傾斜角度を固定するには、まず、それまでの傾斜位置で固定していた各第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂの第１巻き取り部３２ａ及び第２巻き取り部３２ｂでの各固定状態を解除して、架台１０の傾斜角度調整を行う。第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂの構成や機能は略同じであるので、以下では、第１ワイヤ群４０Ａ側での操作及び機能を中心にした説明を行うこととする。

例えば、架台１０の傾斜角度が図７に示す状態にあったのを図８に示す状態にする場合、図示右側の第２巻き取り部３２ｂを操作してその巻き取りワイヤ４２ｂの巻き取り量を増加させれば、第１ワイヤ群４０Ａ側の第１巻き取り部３２ａからは巻き取りワイヤ４２ａが巻き戻され、架台１０の傾斜角度が変更される。この場合、架台１０側に連結してある同じ長さの２本の展開ワイヤ４１ａは１本の巻き取りワイヤ４２ａの上端の第１連結点４３ａに連結されているから、この巻き取りワイヤ４２ａは、図１及び図２に示すように、第１巻き取り部３２ａから上方向に巻き戻されることになる。これに対して、架台１０の反対側については、第２ワイヤ群４０Ｂの巻き取りワイヤ４２ｂが第２巻き取り部３２ｂにより下方向に巻き取られて、当該架台１０の下方部分が下動する。架台１０が所定の角度になれば、各第１巻き取り部３２ａ及び第２巻き取り部３２ｂでの巻き取り及び戻しの固定を行えば、架台１０の裏面は「５点支持」されることになる。

以上の中で、本発明の重要な構成である第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂについての考察を行うと、次の諸点が浮かび上がる。
・各第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂにおいては、巻き取りワイヤ４２ａ及び４２ｂが、同じ長さで２本の展開ワイヤ４１ａ及び４１ｂの下端の第１連結点４３ａ及び第２連結点４３ｂに連結されており、支柱３０の直近に設置してある第１巻き取り部３２ａ及び第２巻き取り部３２ｂに巻き取られるようにしてあるから、これらの巻き取りワイヤ４２ａ及び４２ｂは、支柱３０と略同一位置で上下方向にのみ移動する。
・このことは、各第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂが架台１０から受ける力（押圧力や煽り力）を支柱３０の下端直近に集中させることを意味し、架台１０を揺らせる原因となる力の発生を確実に抑える。
・架台１０を揺らせる原因となる力の発生を確実に抑えることができれば、時々変化する風力による架台１０の振動を抑えられるから、当然のことながら、各太陽光パネル２０を構成材料であるシリコン基板、その上の導体、あるいはガラスにクラックを発生させることもない。
・また、各第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂは、それぞれ３本のワイヤを第１連結点４３ａまたは第２連結点４３ｂにて連結して構成したものであるから、仮にワイヤの一部分が損傷したとしても、その部分だけを交換すれば十分なものとなるから、システム全体のコスト低減に役立つ。
・各第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂは、材料が「ワイヤ」という可撓性のものであるから、取扱も、その設置（連結）も、第１巻き取り部３２ａ及び第２巻き取り部３２ｂに対する巻き取りも、難なく行え、特許文献１等にて提案されているような剛性の支柱に比較すれば、施工性に非常に優れている。

本発明に係る発電システムでは、上述したようにして、架台１０の季節に応じた角度変更が簡単に行えるのであるから、図７に示した夏場の状態から、図８に示した冬場の状態への変更やその間の調整が容易に行えるだけでなく、図２及び図３に示した台風の遣り過ごし状態への変更も簡単に行える。この図２及び図３に示した台風の遣り過ごし状態では、架台１０を略水平となるように角度調整したものであるが、このような状態にしておけば、強力な台風による風雨は、当該発電システムを構成している各太陽光パネル２０の表
面を流れ去るだけとなるから、各部分に風力による力の作用がなく、損傷や変形が発生することがない。

従って、この請求項１に係る発電システムでは、上述したように、
（１）全体の構造が簡略化できたこと
（２）設置作業や、角度調整作業が簡単に行えること
（３）襲来してきた台風を安全に遣り過ごせる
（４）破損した部品の交換は、部分的に行える
（５）時々変化する風力による振動が抑制される
が実現できるのであり、設置工事が低コストで行え、季節変化に応じた角度調整が行え、しかも風力にも十分耐え得るものとなっているのである。

また、本発明の発電システムでは、その架台１０が１本の支柱３０の上端にて上下方向に傾動可能となるように支持するのは、水平ピン３１である。

本発明者等は、太陽光線を各太陽光パネル２０表面に対して直交状態で受けるようにすることが発電効率を上げる上で有効であることは十分理解しているが、そのためには、「太陽を常時追尾するシステム」を用意しなければならない。この追尾システムは、当然非常に高価なものとなるから、発明者等は、「時間変化」は全く無視して「季節変化」にのみ着目して本発明をなすのに至ったのであるが、この季節変化に対応するためには、特許文献２にて提案されているような技術が既に存在していることは前述した。

この発電システムでは、水平ピン３１に関しては、支柱３０に対する架台１０の上下方向のみの傾動を可能にすることだけが必要であって、目的とした傾動位置での固定は、上記第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂ側で行えば十分となるようにしてある。換言すれば、例えば特許文献２の技術では、架台１０の支柱３０上端で両者の固定を行うことになるが、それだと、当該架台１０が風を受けたときの力が支柱３０上端に集中することになって傾動固定が困難になるが、この請求項２の発電システムでは、そのような問題は全く生じない。

なお、この水平ピン３１については、図４に示すように、「１本もの」とすることも可能であり、また、図５に示すように、軸心が同一位置となるのであれば、「２本もの」を採用するようにしてもよいものである。

従って、この発電システムでは、上記と同様な機能を発揮することは勿論、架台１０の支柱３０上端に対する傾動固定が非常に簡単になっているのである。

上記課題を解決するために、請求項３に係る発明の採った手段は、上記請求項１または請求項２に記載の
そして、この発電システムについては、支柱３０の下部を固定的に支持する固定ブロック５０をさらに備えるものである。

この発電システムでは、支柱３０の下部を固定的に支持する固定ブロック５０をさらに備えたことを条件としたものである。

本発明に係る発電システムでは、表面側に多数組み付けた斜桟材１３を支持するための架台１０は、１本の支柱３０の上端にて上下方向に傾動可能に支持するのであるが、設置箇所が支柱３０をしっかりと固定できる程度の硬質な状態であれば問題はないが、例えば遊休農地のような軟弱な部分であれば、支柱３０の固定は何らかの手段を講じなければならない。

設置箇所がこのような軟弱地盤である場合に使用されるのが、当該発電システムで述べている固定ブロック５０なのである。本発明に係る発電システムでは、そもそも１本の支柱３０の上端に架台１０を傾動可能に連結するものであるから、当該支柱３０が設置されるべき箇所が硬質であれば十分で、架台１０の下面全体が硬質である必要はない。この必要最小限の硬質設置箇所を確保するのが固定ブロック５０なのである。

固定ブロック５０は、必要最小限のものであるから、それ以外の土地が軟弱であっても、支柱３０の固定には何ら影響がない。逆に言えば、遊休農地の全表面を硬質化する必要性がなくなるから、工費の節約と、工事期間の短縮が行える。

従って、この発電システムは、上記と同様な機能を発揮する他、軟弱地盤に設置するにあたって、必要最小限の硬質化手当を固定ブロック５０のみで完了できるものとなっているのである。

以上説明したとおり、本発明においては、
「多数の太陽光パネル２０を使用した発電システムであって、
複数の縦桟材１１及び横桟材１２を格子状に組み合わせて、表面と裏面とを備えた架台１０と、
この架台の表面側に多数組み付けた前記太陽光パネル２０と、
架台１０の裏面側中央にて、当該架台１０が上下方向に傾動可能となるように上端にて支持する１本の支柱３０と、
各先端が架台１０の上側２カ所に固定され、各内端が１つの第１連結点４３ａに結線される同一長さの２本の展開ワイヤ４１ａと、内端が第１連結点４３ａに連結され、下端が支柱３０の下端近傍に取り付けた第１巻き取り部３２ａに巻き取られる１本の巻き取りワイヤ４２ａとからなる第１ワイヤ群４０Ａと、
各先端が架台１０の下側２カ所に固定され、各内端が１つの第２連結点４３ｂに結線される同一長さの２本の展開ワイヤ４１ｂと、内端が第２連結点４３ｂに連結され、下端が支柱３０の下端近傍に取り付けた第２巻き取り部３２ｂに巻き取られる１本の巻き取りワイヤ４２ｂとからなる第２ワイヤ群４０Ｂと、
を備え、
第１及び第２ワイヤ群４０Ａ・４０Ｂを構成してる各展開ワイヤ４１ａ・４１ｂ及び巻き取りワイヤ４２ａ・４２ｂの、架台１０に対する各固定点、第１及び第２連結点４３ａ・４３ｂに対する連結部、及び第１及び第２巻き取り部３２ａ・３２ｂへの巻き取り部分以外では、自由にするとともに、
架台１０について、格子状に組み合わせた縦桟材１１および／または横桟材１２に対して、さらに複数の斜桟材１３を固定したえたこと」
にその構成上の主たる特徴があり、これにより、設置工事が低コストで行え、季節変化に応じた角度調整が行え、しかも風力にも十分耐え得る太陽光発電システムを提供することができるのである。

さらに詳述すれば、本発明に係る発電システムによれば、
（１）全体の構造を出来るだけ簡略化すること
（２）設置作業や、角度調整作業が簡単に行えること
（３）仮に、襲来してきた台風を安全にやり過ごせる形態に簡単にできること
（４）破損した部品の交換は、部分的に行えるようにすること
（５）材料ではなく構造上で、時々変化する風力による振動を抑制すること
を同時に実現できるのである。

本発明に係る発電システムの、架台１０を略垂直に立てたときの背面図である。 同システムの、架台１０を略水平にしたときの背面図である。 同システムの、架台１０を略水平にしたときの右側面図である。 図１中の、水平ピン３１を中心にしてみた部分拡大背面図である。 図１中の、水平ピン３１を同軸で２本に分割した場合の部分拡大背面図である。 同システムにおいて使用される固定ブロック５０の平面図である。 同システムの、架台１０を支柱３０に対して４５°で傾斜させたときの右側面図である。 同システムの、架台１０を支柱３０に対して３０°で傾斜させたときの右側面図である。 特許文献１に示されたシステムの側面図である。 特許文献１に示されたシステムの背面図である。 特許文献２に示されたシステムの斜視図である。

次に、上記のように構成した各請求項に係る発明を、図面に示した実施の形態である発電システムについて説明すると、図１には、本実施形態に係る発電システムの略全構成が示してある。この図１には、複数の太陽光パネル２０（仮想線で示す）を支持している架台１０を略垂直に立てたときの背面図が示してあり、支柱３０や第１ワイヤ群４０Ａ、第２ワイヤ群４０Ｂ、及び固定ブロック５０の全てが、それらの関係を含めて示してある。

架台１０は、複数の縦桟材１１及び横桟材１２を格子状に組み合わせて、複数の太陽光パネル２０が搭載される表側面（図２では図示上側面）と、支柱３０、第１ワイヤ群４０Ａ、及び第２ワイヤ群４０Ｂが連結される裏側面（図１では図示側面）とを備えたものである。そして、本実施形態の架台１０では、図１にも示したように、各縦桟材１１や横桟材１２に固定した複数の斜桟材１３を採用している。これらの、縦桟材１１、横桟材１２、及び斜桟材１３は、剛性を確保しながら軽量化を図るために所謂Ｃチャンネル形状のものが採用され、鉄やアルミニウムのような金属材料を使用したものであって、例えば縦横の交点部分で互いに連結されるものである。

各縦桟材１１については、長さが６ｍ程度のものが採用され、図１に例示したように、左右両側部分に１本づつと、中央部分に一対２本採用され、左右両側部分の縦桟材１１については、後述する第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂの連結箇所を確保し、中央部分の一対については、水平ピン３１を支持ためのブラケット部材を固定する箇所を確保するものである。勿論、これらの縦桟材１１に対しては、表面側から各横桟材１２が固定及び支持される。

各横桟材１２は、主として各太陽光パネル２０の上下両辺を支持するために使用されるものであり、８ｍ程度の長さを有するものである。また、各横桟材１２の、各太陽光パネル２０を支持していない部分間は、所定間隔（本実施形態では約２６ｃｍ）離されて隙間を形成するようにしてあり、各太陽光パネル２０が受けた強風の一部が通り抜けできるようにしてある。これらの各横桟材１２間に風が通り抜けできるように形成した隙間は、当該架台１０の風に対する十分な強度を補償するものでもある。

これらの縦桟材１１、横桟材１２、及び必要な斜桟材１３によって構成された架台１０の裏面には、図４にも示したように、その裏面側に後述する水平ピン３１を保持するためのブラケット１４が設けてあり、このブラケット１４に水平ピン３１を介して連結される
支柱３０側のブラケット３３が嵌合される。つまり、当該架台１０の裏面中央と、支柱３０の上端部とは、水平ピン３１を介して傾動可能に連結されるものであり、その傾動方向は、図３、図７、及び図８の比較から分かるように、「上下方向」としてある。

以上のように、当該架台１０の裏面中央と、支柱３０の上端部とは、傾動可能に連結してあるから、架台１０の表面に設置した各太陽光パネル２０が、一定の傾斜角度で太陽に対向するには、両者間を固定しなければならない。この架台１０の支柱３０上端に対する傾動を阻止するものが、第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂである。そして、架台１０が所定角度となったときに、その傾動を阻止するために使用される第１巻き取り部３２ａ及び第２巻き取り部３２ｂが支柱３０の下部に固定的に設けてあるが、これらの第１巻き取り部３２ａ及び第２巻き取り部３２ｂは手動で操作されるものである。勿論、これらの第１巻き取り部３２ａ及び第２巻き取り部３２ｂは、その回動を阻止するためのストッパを有していることは、言うまでもない。

まず、第１ワイヤ群４０Ａは、図３、図７及び図８の図示左側に便宜的に示したように、支柱３０の後ろ側に配線されるものであり、図１及び図２に示したように、各先端が架台１０の上側２カ所に固定され、各内端が１つの第１連結点４３ａに結線される同一長さの２本の展開ワイヤ４１ａと、内端が第１連結点４３ａに連結され、下端が支柱３０の下端近傍に取り付けた第１巻き取り部３２ａに巻き取られる１本の巻き取りワイヤ４２ａとからなるものである。換言すれば、この第１ワイヤ群４０Ａは、完全に配線されたときには、図１及び図２に示したように、「Ｙ字状」となるものである。

また、第２ワイヤ群４０Ｂは、図３、図７及び図８の図示右側に便宜的に示したように、支柱３０の前側に配線されるものであり、図１及び図２に示したように、各先端が架台１０の下側２カ所に固定され、各内端が１つの第２連結点４３ｂに結線される同一長さの２本の展開ワイヤ４１ｂと、内端が第２連結点４３ｂに連結され、下端が支柱３０の下端近傍に取り付けた第２巻き取り部３２ｂに巻き取られる１本の巻き取りワイヤ４２ｂとからなるものである。換言すれば、この第２ワイヤ群４０Ｂも、完全に配線されたときには、図１及び図２に示したように、「Ｙ字状」となるものである。

この実施形態の発電システムでは、水平ピン３１を採用することによって、支柱３０に対する架台１０の上下方向のみの傾動を可能にしており、目的とした傾動位置での固定は、上記第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂ側で行えば十分となるようにしてある。換言すれば、例えば特許文献２の技術では、架台１０の支柱３０上端で両者の固定を行うことになるが、それだと、当該架台１０が風を受けたときの力が支柱３０上端に集中することになって傾動固定が困難になるが、この発電システムでは、そのような問題は全く生じない。

ところで、支柱３０に対する架台１０の上下方向のみの傾動を可能にして水平ピン３１については、図４に示したように、「１本もの」としたり、また、図５に示したように、軸心が同一位置となるのであれば、「２本もの」を採用するようにしてもよいものである。

上述した第１ワイヤ群４０Ａについてもう少し詳述すると、２本の同じ長さの展開ワイヤ４１ａの各先端は、架台１０の裏面の上端部に連結されるのであり、各下端は１個の第１連結点４３ａに連結されるから、これらの展開ワイヤ４１ａは各先端と第１連結点４３ａとを結ぶ「逆二等辺三角形」の等しい二辺を構成することになる。また、第１連結点４３ａから下方に延びる巻き取りワイヤ４２ａは、上述した「Ｙ字状」の「縦棒」に該当するものであり、図１にも示したように、当該発電システムを前方または後方から見た場合、支柱３０と重なるものである。

従って、この発電システムにおいて、第１ワイヤ群４０Ａを構成している巻き取りワイヤ４２ａの下端を第１巻き取り部３２ａにて巻き取ると、その巻き取り力は、各展開ワイヤ４１ａを介して架台１０の裏面の左右対称位置となる部分を均等に引き下げる力となり、架台１０は左右に揺れること無く下方へ引き下げられる。以上のことは、第２ワイヤ群４０Ｂについても同様に発揮される。

また、これらの第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂは、延びることが殆ど無い３本のワイヤによって構成してあるし、支柱３０の前後に配線されるものであるから、各第１巻き取り部３２ａ及び第２巻き取り部３２ｂによる巻き取りをしっかりと行えば、支柱３０側の水平ピン３１とも合わせた５点で架台１０の固定を行うことになる。換言すれば、これらの第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂは、架台１０の風による煽りや動き、あるいは揺動を阻止することになる。

勿論、これらの第１ワイヤ群４０Ａ及び第２ワイヤ群４０Ｂは、その各第１巻き取り部３２ａ及び第２巻き取り部３２ｂにおける巻き取り量を調整することによって、図２及び図３に示した台風対応状態、図７に示した冬期対応状態、そして図８に示した夏期対応状態に容易に角度調整を行えるようにするものである。

ところで、支柱３０の設置箇所への固定は、設置箇所の地盤がある程度硬質であれば、セメントを混ぜた地盤改良土で固定箇所を確保しておき、この地盤改良土に対して、支柱３０の下端に一体化した固定フランジを、グランドスクリューあるいは鋼管パイプを使用して固定することがなされる。

以上の地盤改良土だけでは固定強度が不足し勝ちな、例えば耕作遊休地や耕作放棄地のような軟弱地盤である場合には、図６に示したような固定ブロック５０を採用するとよい。この固定ブロック５０は、上述した地盤改良土と略同じ形状・大きさを有するコンクリートブロックであるが、この固定ブロック５０に対して、支柱３０の下端に一体化した固定フランジを、グランドスクリューあるいは鋼管パイプを使用して固定すればよい。逆に、このような固定ブロック５０を採用することによって、どのような条件の設置箇所においても、支柱３０の立設・固定を容易に行うことができる。

なお、図６に示した固定ブロック５０は、平面外形が２ｍ程度の正方形であるが、厚さは適宜設定できるものとしてある。

１０ 架台
１１ 縦桟材
１２ 横桟材
１３ 斜桟材
１４ ブラケット
２０ 太陽光パネル
３０ 支柱
３１ 水平ピン
３２ａ 第１巻き取り部
３２ｂ 第２巻き取り部
３３ ブラケット
４０Ａ 第１ワイヤ群
４１ａ 展開ワイヤ
４２ａ 巻き取りワイヤ
４３ａ 第１連結点
４０Ｂ 第２ワイヤ群
４１ｂ 展開ワイヤ
４２ｂ 巻き取りワイヤ
４３ｂ 第２連結点
５０ 固定ブロック

Claims (1)

1. 多数の太陽光パネルを使用した発電システムであって、
   複数の縦桟材及び横桟材を格子状に組み合わせて、表面と裏面とを備えた架台と、
   この架台の表面側に多数組み付けた前記太陽光パネルと、
   前記架台の裏面側中央にて、当該架台が上下方向に傾動可能となるように上端にて支持する１本の支柱と、
   各先端が前記架台の上側２カ所に固定され、各内端が１つの第１連結点に結線される同一長さの２本の展開ワイヤと、内端が前記第１連結点に連結され、下端が前記支柱の下端近傍に取り付けた第１巻き取り部に巻き取られる１本の巻き取りワイヤとからなる第１ワイヤ群と、
   各先端が前記架台の下側２カ所に固定され、各内端が１つの第２連結点に結線される同一長さの２本の展開ワイヤと、内端が前記第２連結点に連結され、下端が前記支柱の下端近傍に取り付けた第２巻き取り部に巻き取られる１本の巻き取りワイヤとからなる第２ワイヤ群とを備え、
   前記第１及び第２ワイヤ群を構成してる各展開ワイヤ及び巻き取りワイヤの、前記架台に対する各固定点、前記第１及び第２連結点に対する連結部、及び前記第１及び第２巻き取り部への巻き取り部分以外では、自由にするとともに、
   前記架台について、格子状に組み合わせた前記縦桟材および／または横桟材に対して、さらに複数の斜桟材を固定したことを特徴とする発電システム。

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