JP2021007288A - 営農型太陽光発電構造物及びそれを含む営農型太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】農作物を耕作しながら太陽光発電を並行して行えるようにする営農型太陽光発電構造物及びそれを含む営農型太陽光発電システムを提供する。【解決手段】３辺以上の多辺により多角形構造を有し、左右一対に配置される横バー支持棒１１０と、横バー支持棒１１０に締結されて結合される分離型構成であり、支柱として機能するように連結して備えられるサポート部材１２０と、サポート部材１２０を直立状態にして基礎側に固定できるように、下端部に組み付けられる締結組立部材１４０と、サポート部材１２０が固定ボルトを軸に回転して起立し、基礎側に対して垂直を維持するように、締結組立部材１４０と直角をなすサポート部材１２０の面に形成される地面支持部材と、左右一対に配置される横バー支持棒１１０の上面で横方向に固定結合されて上下一対に間隔を置いて配置され、太陽光モジュール２００を固定するために設けられる横バー１３０とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、営農型太陽光発電構造物及びそれを含む営農型太陽光発電システムに関し、特に農作物を耕作する耕作地上において農作物を耕作しながら太陽エネルギーを利用した太陽光発電を並行して行えるようにする営農型太陽光発電構造物及びそれを含む営農型太陽光発電システムに関する。

一般に、太陽光発電システムにおいては、支柱が立てられ、前記支柱上に様々な構造のフレームが組み付けられ、前記フレーム上に太陽光モジュールが設置される。前記太陽光モジュールは、太陽エネルギーを利用して電気を生産するものであり、前記フレームは、電気生産量を最大化するために、太陽光モジュールが太陽光の照射される方向を向くように傾斜して設置される。

近年、このような太陽光発電システムが農地に設置されて利用されており、農作物を耕作しながら太陽エネルギーを利用した太陽光発電を並行して行うことにより、電気を生産、販売して収益が上げられるようになっている。また、このような営農型太陽光発電が拡大しつつある。

しかし、従来の営農型太陽光発電システムは、既存の陸上に設置される太陽光発電システムをそのまま用いて単に設置する方法であるので、次のような様々な問題が生じている。

すなわち、従来は、営農型太陽光発電システムを構築するための構成部品が多いため、組立工数が多く、組立にかかる時間が長く、設置費用が高くつくという問題があった。

従来は、太陽光発電システムを農地上に設置する場合に、農地の形態や構造に合わせて設置するのが困難であるという事情があり、全ての農地に適用できるわけではないという問題があった。

従来は、太陽光モジュールをフレーム上に並べて連続して設置する構成であったため、農地が日陰になり、影による永久影領域が生じるので、農作物の成長が阻害され、農業生産性が劣るという問題があった。

また、稲作ではなく畑作の農地は非定型の様々な形態であるという特徴に鑑みると、フレーム上に並べて連続して設置する構成を有する従来の設置構造では、それに対応することができないという問題があった。

さらに、従来は、太陽光モジュールを設置するために支柱やフレームの設置及び組立作業を専ら垂直組立形態で行わなければならないので、現場での太陽光モジュールの設置の際に空中で組立作業を行わなければならない煩雑さがあるだけでなく、施工時間が長くかかり、特に作業者の落下などの事故発生の恐れがあるという問題があった。

上記問題を部分的に解消することのできる特許文献１には、独立支柱方式の営農並行太陽光発電システムが開示されているが、これは１本の支柱に１つの太陽光モジュールのみ装着されるので、太陽光モジュールの設置効率が非常に低いだけでなく、設置の際に現場において太陽光モジュールを空中で組み立てなければならない煩雑さが依然として残るという問題がある。

韓国登録特許第１０−１８４２０６６号公報 韓国登録特許第１０−１８５９４１４号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、農作物を耕作する耕作地上において農作物を耕作しながら太陽エネルギーを利用した太陽光発電を並行して行えるようにする営農型太陽光発電構造物及びそれを含む営農型太陽光発電システムを提供することを目的とする。

また、本発明は、太陽光モジュールの設置により永久影領域が発生する構造を改善し、日光による農作物の成長をサポートできるように独立支柱方式を採用するが、１本の支柱に少なくとも２つの太陽光モジュールを設置できるようにしながらも、その構成を単純化して作製及び施工時間を短縮すると共に、設置費用を削減できるようにした営農型太陽光発電構造物及びそれを含む営農型太陽光発電システムを提供することを目的とする。

さらに、本発明は、太陽光モジュールを農地で組み立て、その後支柱となるサポート部材を立てて固定設置するなどの設置作業により、施工の容易性及び安全性を実現できるようにした営農型太陽光発電構造物及びそれを含む営農型太陽光発電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による営農型太陽光発電構造物は、３辺以上の多辺により多角形構造を有し、左右一対に配置される横バー支持棒と、前記左右一対に配置される横バー支持棒に締結されるか、又は一体に連結結合される構成であり、支柱として機能するように連結して備えられる角形のサポート部材と、前記サポート部材が固定ボルトを軸に回転して起立するように、サポート部材に組み付けられる締結組立部材と、前記サポート部材が固定ボルトを軸に回転して起立し、基礎側に対して垂直を維持するように、締結組立部材と直角をなすサポート部材の面に形成される地面支持部材と、前記左右一対に配置される横バー支持棒の上面で横方向に固定結合されて上下一対に間隔を置いて配置され、太陽光モジュールを固定するために設けられる横バーとを含み、前記締結組立部材は、前記サポート部材に固定ボルトが挿入される支柱締結孔を有する支柱締結部と、前記支柱締結部から延設されて基礎側に締結固定される基礎締結部とを含み、前記地面支持部材は、前記サポート部材に連結される連結部と、前記連結部から垂直に延設されて基礎側を支持する基礎支持部とを含むことを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明による営農型太陽光発電構造物は、上部に横バー支持棒が形成され、前記横バー支持棒の下側に一体に連結され、支柱として機能するように備えられるサポート部材を有する一体型支持構造物と、前記サポート部材を直立状態にして基礎側に固定できるように、下端部に組み付けられる締結組立部材と、前記左右一対に配置される横バー支持棒の上面で横方向に固定結合されて上下一対に間隔を置いて配置され、太陽光モジュールを固定するために設けられる横バーとを含み、前記横バー支持棒は、３辺以上の多辺により多角形構造を有し、左右一対に配置されることを特徴とする。

ここで、前記横バー支持棒は、円形管又は角管のパイプを曲げ加工して多角形構造に作製し、横バーの固定結合のために設けられる部分となる上面から下方に傾斜するように傾斜を形成してもよい。

ここで、前記横バーは、Ｃ形管、角管、円形管、組立式アングルから選択されるいずれか１種で構成してもよい。

ここで、前記左右一対に配置される横バー支持棒とそれを支持して支柱として機能するサポート部材は、Ｙ字状の連結構造で設置されてもよい。

一方、上記目的を達成するために、本発明による営農型太陽光発電システムは、上記構成を有する営農型太陽光発電構造物と、前記営農型太陽光発電構造物の横バー上に固定設置され、永久影領域の発生を防止するように左右に間隔を置いて配置される一対の太陽光モジュールとを含み、前記一対の太陽光モジュールは、太陽光モジュールの横幅の長さの０．５〜１．５倍の距離の間隔を置いて配置されることを特徴とする。

ここで、営農型太陽光発電システムは、ユニット（unit）単位で横又は縦に少なくとも２つ連結する構成で設置してもよい。

ここで、前記サポート部材又は支持棒間にフレームを連結固定して相互支持力を持たせることにより、風による揺れを防止するように構成してもよい。

ここで、前記横バーが長手方向に長く延設されることにより、太陽光モジュールの設置時に共有して使用できるようにし、太陽光モジュールの重量による揺れを防止するように構成してもよい。

本発明によれば、農作物栽培のために農業を営みながら太陽エネルギーを利用した太陽光発電を並行して行うことができ、設置の容易性及び営農の収益性を高めると共に、効用性を高めることのできる営農型太陽光発電構造物及びそれを含む営農型太陽光発電システムを提供することができる。

本発明によれば、農地の形態に関係なく設置して使用できるので、あらゆる農地に設置することができ、簡単な構成で施工時間を短縮できるだけでなく、設置費用を削減できるという有用な効果を発揮する。

本発明によれば、構造を改善することにより、従来の太陽光モジュールを設置すると永久影領域が発生するという問題を解消することができ、日光の照射により農作物の成長をサポートする形態に設置することができるので、農業生産性を最大化できるという有用な効果を発揮する。

本発明によれば、１本の支柱に複数の太陽光モジュールを設置することにより設置効率が向上し、また独立支柱を横バーで互いに連結することにより農耕地の形状に対応できるだけでなく、それにより太陽光モジュールの重量による揺れを防止できると共に、強固な設置を確保できるという効果がある。

本発明によれば、太陽光モジュールを農地で組み立て、その後支柱となるサポート部材を立てて固定設置するなどの設置作業により、施工の容易性及び安全性を実現できるという有用な効果を発揮する。

本発明の実施形態による分離型構造を有する営農型太陽光発電構造物を含む営農型太陽光発電システムを示す構成図である。 図１の締結部位を示す詳細構成図である。 本発明の実施形態による一体型構造を有する営農型太陽光発電構造物を含む営農型太陽光発電システムを示す構成図である。 本発明の実施形態による一体型構造を有する営農型太陽光発電構造物を含む営農型太陽光発電システムの一態様を示す設置状態図である。 本発明の実施形態による一体型構造を有する営農型太陽光発電構造物を含む営農型太陽光発電システムの他の態様を示す設置状態図である。 本発明の実施形態による一体型構造を有する営農型太陽光発電構造物を含む営農型太陽光発電システムにおいて締結組立部材を用いた設置状態の例を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

本発明において用いられる用語は本発明における機能を考慮して定義されるものであり、使用者、運用者の意図又は慣例により変更されることがあるので、前記用語の定義は本発明の技術思想に合致する意味及び概念として解釈されるべきである。

図１〜図６は本発明による営農型太陽光発電構造物及びそれを含む営農型太陽光発電システムについて説明する図である。

本発明の実施形態による営農型太陽光発電構造物を含む営農型太陽光発電システムは、図１〜図６に示すように、営農型太陽光発電構造物１００と、太陽光モジュール２００とを含む。

営農型太陽光発電構造物１００は、分離型構造で備えてもよく、一体型構造で備えてもよい。

営農型太陽光発電構造物１００の分離型構造について説明すると、図１に示すように、横バー支持棒１１０と、サポート部材１２０と、横バー１３０と、締結組立部材１４０とを含む。

横バー支持棒１１０は、３辺以上の多辺により多角形構造を有し、左右一対に配置される。

ここで、横バー支持棒１１０は、所定の長さを有する円形管又は角管のパイプを備え、前記パイプを曲げ加工して多角形フレーム構造に作製する。

ここで、横バー支持棒１１０は、横バー１３０の固定結合のために設けられる部分となる多角形フレーム構造の上面から下方に傾斜するように傾斜を形成することが好ましい。

ここで、横バー支持棒１１０は、パイプの曲げ加工により作製する多角形構造として三角形状の構造のみ示しているが、台形などの四角形状に構成するなど、構造的な修正又は変形が行われてもよい。

ここで、横バー支持棒１１０は、サポート部材１２０との結合のために、下端部を延長して一文字状に短く備えることが好ましい。

サポート部材１２０は、左右一対に配置される横バー支持棒１１０との締結により結合される分離型構成であり、支柱として機能するように連結して備えられる一文字状部材である。

ここで、サポート部材１２０は、円形管又は角管のパイプで構成することができる。

ここで、横バー支持棒１１０とサポート部材１２０の結合関係について説明すると、図２に示すように、円形管又は角管のパイプの上端部に、左右に配置される一対の横バー支持棒１１０の下端部を挿入して配置した状態で、貫通ボルト１０１を締結することにより互いに固定結合する。

ここで、左右一対に配置される横バー支持棒１１０とそれを支持して支柱として機能するサポート部材１２０は、正面から見ると、同図に示すように、Ｙ字状の連結構造で設置される。

横バー１３０は、太陽光発電のために設けられる太陽光モジュール２００の固定設置に用いるための構成要素であり、左右一対に配置される横バー支持棒１１０の上面で横方向に固定結合されて上下一対に間隔を置いて配置される。

横バー１３０は、一文字状の直線部材であり、Ｃ形管、角管、円形管、組立式アングルから選択されるいずれか１種で構成される。

締結組立部材１４０は、サポート部材１２０を直立状態にして農地の基礎側に固定できるように、下端部に組み付けられる構成である。ここで、基礎側とは、地面、又は地面に設置されて営農型太陽光発電構造物を地面に固定するための構造物を意味する。

ここで、締結組立部材１４０は、図２及び図６に示すように、前記サポート部材が固定ボルトを軸に回転して起立するように、サポート部材に組み付けられるものであり、支柱締結孔を有するプレート型支柱締結部１４１と、支柱締結部１４１から延設及び折曲されて水平に配置され、農地の基礎側に締結固定されるように基礎締結孔を有するプレート型基礎締結部１４２とから構成される。

ここで、サポート部材１２０と締結組立部材１４０の結合関係について説明すると、図２に示すように、支柱締結部１４１をサポート部材１２０の一側面に密着して配置した状態で、支柱締結孔に固定ボルト１０２を締結して固定結合し、基礎締結部１４２の基礎締結孔に締結ボルト１０３を締結して固定結合する。

ここで、締結組立部材１４０は、支柱締結部１４１とフランジ型基礎締結部１４２とを含む構成であるが、サポート部材１２０の周囲をカバーする形態の円形又は角形構造で構成してもよい。

一方、図６に示すように、サポート部材１２０に締結される締結組立部材１４０の支柱締結部１４１には支柱締結孔が複数形成されており、前記支柱締結孔に固定ボルト１０２がそれぞれ順次結合されるので、サポート部材１２０に締結される先行の固定ボルトを中心に回動させて垂直に起立させ、その後後行の固定ボルトで基礎側に固定することにより、横バー１３０により太陽光モジュール２００を地面に結合できるという効果を有する。

ここで、前記サポート部材１２０が固定ボルト１０２を軸に回転して起立する過程において、過度な回転によりサポート部材１２０が垂直範囲を越えると大事故が発生する恐れがあるだけでなく、起立時に垂直状態のタイミングを合わせることも困難であるので、それを解決するために、前記サポート部材１２０が固定ボルト１０２を軸に回転して起立し、基礎側に対して垂直を維持するように、締結組立部材１４０と直角をなすサポート部材１２０の面に形成される地面支持部材１５０をさらに備えることが好ましい。

地面支持部材１５０は、図６に示すように、前記サポート部材１２０に連結される連結部１５１と、前記連結部１５１から垂直に延設されて基礎側を支持する基礎支持部１５２とを含む。

ここで、サポート部材１２０の起立時に基礎支持部１５２が基礎側を支持するようにするために、地面支持部材１５０は、締結組立部材と直角をなすサポート部材１２０の面に形成されるようにする。

また、営農型太陽光発電構造物１００の一体型構造について説明すると、図３に示すように、一対の横バー支持棒１１０とサポート部材１２０が一体に連結形成される一体型支持構造物と、横バー１３０と、締結組立部材１４０とを含む。

前記一体型支持構造物は、上部に横バー支持棒１１０が形成され、横バー支持棒１１０の下側に一体に連結され、支柱として機能するように備えられるサポート部材１２０を有する一体型に構成される。

前記一体型支持構造物は、所定の長さを有する円形管又は角管のパイプを備え、前記パイプを曲げ加工して多角形フレーム構造の横バー支持棒１１０を形成し、それに連結してその下側に一文字状の垂直構造を有するサポート部材１２０を形成するように作製する。

ここで、前記一体型支持構造物は、左右一対に配置されて備えられる。

ここで、横バー支持棒１１０は、３辺以上の多辺により多角形構造を有し、左右一対に配置される。

ここで、横バー支持棒１１０は、横バー１３０の固定結合のために設けられる部分となる多角形フレーム構造の上面から下方に傾斜するように傾斜を形成することが好ましい。

ここで、サポート部材１２０は、一対であるので、長手方向の必要位置に結束部材１０４で結束される。

ここで、前記一体型支持構造物は、正面から見ると、同図に示すように、Ｙ字状の連結構造で設置される。

横バー１３０と締結組立部材１４０は、上記説明と同じ構成及び作用を有するので、それらを準用する。

太陽光モジュール２００は、営農型太陽光発電構造物１００の横バー１３０上に固定設置される構成であり、永久影領域の発生を防止するように左右に間隔を置いて配置される一対で設置される。

ここで、太陽光モジュール２００は、同一規格で備えられる１つの太陽光モジュールが有する横幅の長さと同じかそれより小さい距離の間隔を置いて配置することにより、太陽エネルギーが農地に到達するようにする。横幅の長さの０．５〜１．５倍の距離の間隔を置いて配置することにより、農地における永久影領域の発生を排除することが好ましい。

一方、前述したような分離型又は一体型構造を有する営農型太陽光発電構造物１００と、それに固定設置される一対の太陽光モジュール２００とを含む営農型太陽光発電システムは、図４及び図５に示すように、ユニット（unit）単位で横又は縦方向に少なくとも２つ連結する構成で設置される。

すなわち、設置する農地の形態や面積に応じてユニット単位の設置個数を変更することができ、例えば２つ１組、４つ１組、８つ１組などを１ユニット（unit）として構成することができる。

ここで、営農型太陽光発電システムをユニット（unit）単位で少なくとも２つ連結する構成で設置すると、営農型太陽光発電構造物１００の横方向の連結は、横バー１３０を長く延設することにより太陽光モジュール２００を設置して使用できるようにし、互いに連結固定することにより相互支持力を持たせることができるので、風による揺れを防止するように構成することができる。

ここで、営農型太陽光発電システムをユニット（unit）単位で少なくとも２つ連結する構成で設置すると、営農型太陽光発電構造物１００の横バー１３０間が長手方向に互いに連結されて長く延設されるので、太陽光モジュール２００の設置時に共有して使用でき、設置される太陽光モジュール２００の重量による揺れを防止するように構成することができる。

一方、上記構成を有する本発明による営農型太陽光発電構造物１００を含む営農型太陽光発電システムは、従来の構成に比べて非常に簡単な構成であるため、締結組立による現場での作業が多くない形態であり、主に図６を参照して、その設置方法の概略を説明する。

まず、分離型構造を有する営農型太陽光発電構造物を含む構成においては、サポート部材１２０を農地に横にした状態で、サポート部材１２０の下端部を締結組立部材１４０により基礎側に一部連結して仮設する。

サポート部材１２０に一対の横バー支持棒１１０を組み付けて連結する。

横バー支持棒１１０に横バー１３０を組み付けて連結する。

横バー１３０上に太陽光モジュール２００を固定設置し、影領域が発生しないように間隔を置いて配置する。

このように、農地で横バー支持棒１１０、サポート部材１２０、横バー１３０及び太陽光モジュール２００を全て組み立てて設置した状態で、サポート部材１２０を立て、締結組立部材１４０により基礎側に完全に締結して固定することにより組立設置を完了する。

次に、一体型構造を有する営農型太陽光発電構造物を含む構成においては、横バー支持棒１１０とサポート部材１２０が一体に形成された一体型支持構造物を農地に横にした状態で、サポート部材１２０の下端部を締結組立部材１４０により基礎側に一部連結して仮設する。

横バー支持棒１１０に横バー１３０を組み付けて連結する。

横バー１３０上に太陽光モジュール２００を固定設置し、影領域が発生しないように間隔を置いて配置する。

このように、農地で横バー１３０及び太陽光モジュール２００を組み立てて設置した状態で、サポート部材１２０を立て、締結組立部材１４０により基礎側に完全に締結して固定することにより組立設置を完了する。

すなわち、上記構成を有し、上記設置方式を用いる、本発明による営農型太陽光発電構造物１００を含む営農型太陽光発電システムは、農地で非常に簡単な組立を行い、その後支柱となるサポート部材を立てて固定設置すればよいので、従来の空中での太陽光モジュールの組立作業などを行わなくてもよく、太陽光発電システムの現場での設置作業における施工の容易性及び安全性を実現できるという利点が得られる。

また、上記構成を有し、上記設置方式を用いる、本発明による営農型太陽光発電構造物１００を含む営農型太陽光発電システムは、簡単な構成で作製されるので、施工時間を短縮できるだけでなく、設置費用を削減することができ、農地の形態に関係なく設置して使用できるので、あらゆる農地に設置することができ、従来の太陽光モジュールを設置すると永久影領域が発生する構造を改善することができ、日光により農作物の成長をサポートする形態に設置できるので、農業生産性を最大化することができるという利点が得られる。

以上の説明は本発明を例示的に説明したものであり、本明細書に示す実施形態は本発明の技術思想を説明するものであって本発明を限定するものではないので、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で様々な変更及び変形が可能であろう。よって、本発明の保護範囲は特許請求の範囲に記載された事項により解釈すべきであり、それと均等な範囲内にある技術思想も本発明の権利範囲に含まれるものと解釈すべきである。

１００ 営農型太陽光発電構造物
１０１ 貫通ボルト
１０２ 固定ボルト
１０３ 締結ボルト
１０４ 結束部材
１１０ 横バー支持棒
１２０ サポート部材
１３０ 横バー
１４０ 締結組立部材
１４１ 支柱締結部
１４２ 基礎締結部
１５０ 地面支持部材
１５１ 連結部
１５２ 基礎支持部
２００ 太陽光モジュール
２１０ 連結部材

Claims (6)

1. ３辺以上の多辺により多角形構造を有し、左右一対に配置される横バー支持棒と、
   前記左右一対に配置される横バー支持棒に締結されるか、又は一体に連結結合される構成であり、支柱として機能するように連結して備えられる角形のサポート部材と、
   前記サポート部材が固定ボルトを軸に回転して起立するように、サポート部材に組み付けられる締結組立部材と、
   前記サポート部材が固定ボルトを軸に回転して起立し、基礎側に対して垂直を維持するように、締結組立部材と直角をなすサポート部材の面に形成される地面支持部材と、
   前記左右一対に配置される横バー支持棒の上面で横方向に固定結合されて上下一対に間隔を置いて配置され、太陽光モジュールを固定するために設けられる横バーとを含み、
   前記締結組立部材は、前記サポート部材に固定ボルトが挿入される支柱締結孔を有する支柱締結部と、前記支柱締結部から延設されて基礎側に締結固定される基礎締結部とを含み、
   前記地面支持部材は、前記サポート部材に連結される連結部と、前記連結部から垂直に延設されて基礎側を支持する基礎支持部とを含むことを特徴とする営農型太陽光発電構造物。
2. 前記左右一対に配置される横バー支持棒とそれを支持して支柱として機能するサポート部材は、Ｙ字状の連結構造で設置されることを特徴とする請求項１に記載の営農型太陽光発電構造物。
3. 請求項１又は２のいずれかによる営農型太陽光発電構造物と、
   前記営農型太陽光発電構造物の横バー上に固定設置され、永久影領域の発生を防止するように左右に間隔を置いて配置される一対の太陽光モジュールとを含み、
   前記一対の太陽光モジュールは、太陽光モジュールの横幅の長さと同じかそれより小さい距離の間隔を置いて配置されることを特徴とする営農型太陽光発電システム。
4. 前記営農型太陽光発電システムは、ユニット（unit）単位で横又は縦に少なくとも２つ連結する構成で設置することを特徴とする請求項３に記載の営農型太陽光発電システム。
5. 前記サポート部材間にワイヤ又はフレームを連結固定して相互支持力を持たせることにより、風による揺れを防止するように構成することを特徴とする請求項１に記載の営農型太陽光発電システム。
6. 前記横バー間が長手方向に互いに連結されて長く延設されることにより、太陽光モジュールの設置時に共有して使用できるようにし、太陽光モジュールの重量による揺れを防止するように構成することを特徴とする請求項１に記載の営農型太陽光発電システム。