JP3166958U - 太陽電池設置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】陸屋根面の防水性を低下させず、かつ、太陽電池パネルの陸屋根周囲への脱落を防止でき、また、架台の吹き上がりや定常的な荷重及び微振動等による脱落防止措置の長期耐久性低下を防止可能とする太陽電池架台の設置構造を提供する。【解決手段】複数の円筒型モジュールを並列に配設した太陽電池パネル４であって、該太陽電池パネルが架台を設置面に固定することなく自重により陸屋根に平置き設置されており、太陽電池パネルが脱落防止部材を介して陸屋根に配置されている電池架台設置構造。脱落防止部材がクランプ７を介して格子状に組み立てられたパイプ６，６’であって、前記架台に存する空隙を貫通して配置されている。あるいは、フレームまたは架台と陸屋根上または陸屋根外壁面に備わる固定冶具とを結束する弾性体またはワイヤーである。さらには、台座３に個別に配置された固定冶具である。【選択図】図５

Description

本考案は、陸屋根に設置する太陽電池設置構造に関するものである。

近年、地球環境問題に対する取り組みの一環として、ビルや一般家屋などの建築物に設置される太陽光発電システムが種々提案され実用化されている。通常、前記太陽光発電システムは、ビルの陸屋根や家屋の屋根上に設置される複数の太陽電池パネル、それを陸屋根等に固定するための太陽電池架台、及び太陽電池パネルに電気的に接続されるインバータにより構成されている。

太陽電池パネルは、太陽光を充分に受光するために大面積の平板状に形成され、また内部の光電変換素子に十分太陽光が到達するように、そして屋外に設置して充分な耐久性を有するように、通常透明なガラス板をその表面に有している。この大面積平板状ガラス板を含む太陽電池パネルを架台により支えている。この架台は太陽電池パネルの重量の大部分を占め、かつ、相当に重いものとなる。また、ガラスは破損すると、鋭利な刃物が多数存在するような状態になるので、取扱いに注意する必要がある。

一方、太陽電池架台が設置される陸屋根面等は、建物内部への雨水の侵入防止をその目的としており、例えば、ビル陸屋根全面はアスファルト防水やシート防水等の防水層を有する構造がとられており、また、当然ながら、その周囲下側を人が通行するような高所に存在する。

従って、このような陸屋根と太陽電池パネルとを仲介する太陽電池架台の設置構造に必要な機能として、陸屋根面の防水性を低下させないこと、及び、太陽電池パネルの陸屋根周囲への台風時や地震時における脱落を防止すること、の２点が挙げられる。

さて、これらの陸屋根に太陽電池架台を固定する方法としては、アンカーボルトを陸屋根面に打ち込む方法が一般に採用されている。しかしながら、この方法では、陸屋根面の防水層はアンカーボルトを打ち込むことによって損傷をうけるので、長期的な防水性の低下が懸念される。この問題を解決するために、アンカーボルトを打ち込んだ部分の防水処置をする方法もあるが、こうした防水処置にはコストや手間がかかるという問題がある。

かかる問題を解決するため、太陽電池パネル架台に存在する空隙にワイヤーを陸屋根に並行に通し、ワイヤーの両端を重量物（特許文献1では、屋上緑化システムの植栽ユニット）に固定する太陽電池架台設置構造が提案されている（特許文献１）。しかし、陸屋根に太陽電池架台をワイヤーで固定する場合、ワイヤー自体で太陽電池架台を固定することができないため、その両端を重量物に固定する必要があり、設置場所が限定され、かつ設置に手間がかかるという問題がある。

ところで、円筒型モジュールを並列に配置し、風による揚力を低減できる軽量で平置きできる太陽電池パネルがある（特許文献２）。かかる平置き設置型太陽光パネルは、陸屋根等に固定しないことを前提とするものである。しかしながら、太陽電池パネルの陸屋根周囲への台風時や地震時における脱落を完全に防止できるものではなく、何らかの脱落防止手段が必要である。

特開２００５−２００９４６号公報 米国特許７３９４０１６号

本考案は、これらの現状を鑑み、陸屋根面の防水性を低下させず、かつ、太陽電池パネルの陸屋根周囲への台風時や地震時における脱落を防止できる太陽電池架台の設置構造を提供することを目的とし、さらに、その場合に、コストや手間のかかる陸屋根面の局所的な防水処理を不要とし、また、架台の吹き上がりや定常的な荷重及び微振動等による脱落防止措置の長期耐久性低下を防止可能とする太陽電池架台の設置構造とすることを目的とする。

本考案の課題は、本考案を特定する下記の事項およびその好ましい態様により達成できる。

（１） 本考案の太陽電池架台設置構造は、複数の円筒型モジュールを並列に配設した太陽電池パネルであって、前記太陽電池パネルが架台を設置面に固定することなく自重により陸屋根に平置き設置されており、前記太陽電池パネルが脱落防止部材を介して陸屋根に配置されていることを特徴としている。アンカーボルトを陸屋根面に打ち込むことがないため、陸屋根面の防水層がアンカーボルトを打ち込むことによって損傷をうけることがないので陸屋根面の防水性を低下させず、かつ、太陽電池パネルの陸屋根周囲への台風時や地震時における脱落を防止できる。

（２） 本考案の太陽電池架台設置構造は、前記（１）に記載した太陽電池架台設置構造であって、前記脱落防止部材がクランプを介して格子状に組み立てられたパイプであって、前記パイプが台座に存する空隙を貫通して配置されていることを特徴とする。クランプを介して格子状にパイプを組み立てできることより、太陽電池パネルを設置する陸屋根設置面の形状または広さに合わせて脱落防止部材を柔軟に組み立てられ、また、設置環境合わせて脱落防止部材の密度を自由に設計でき、柔軟な太陽電池設置構造が実現できる。また、パイプを台座に存する空隙を貫通させることで脱落防止効果が高くなる。クランプとしては、２本のパイプを平行に繋ぐ自在クランプと２本のパイプを直交させて繋ぐ直交クランプがある。

（３） 本考案の太陽電池架台設置構造は、前記（１）または（２）のいずれかに記載した太陽電池架台設置構造であって、前記脱落防止部材の両端が前記陸屋根上の壁面に固着されていることを特徴とする。ここで、固着とは、脱落防止部材をアンカーボルト等で固定することなく、脱落防止部材の両端面を物理的に接触させて保持することをいう。固着手段を採用することで、固定用のアンカーボルト等の固定金具が防水層を貫通しないので防水性に優れ、さらに、経済的な太陽電池設置構造が実現できる。脱落防止部材の両端を陸屋根上の壁面に固着させる方法としては、例えば、脱落防止部材が自在クランプを介して格子状に組み立てられたパイプである場合には、２本のパイプそれぞれの一方の端を陸屋根上の壁面に固着させた後、２本のパイプのもう一方の端を自在クランプで結束する方法がある。このようにすることで、脱落防止部材の長さを自由に調整することができる。

（４） 本考案の太陽電池架台設置構造は、前記（１）に記載した太陽電池架台設置構造であって、前記脱落防止部材がワイヤーであって、前記複数の円筒型モジュールを並列に配設した太陽電池パネルのフレームまたは台座と、前記陸屋根上または陸屋根外壁面に備わる固定冶具とを結束するものであることを特徴とする。ワイヤーを介して太陽電池パネルのフレームまたは台座と、前記陸屋根上または陸屋根外壁面に備わる固定冶具とを結束することで、台風時や地震時において太陽電池パネルに生じる振動などに柔軟に対応できる。結束するワイヤーは、緊張させてもよいが、弛ませることがより望ましい。外圧による太陽電池パネルの変形を緩和するためである。

（５） 本考案の太陽電池架台設置構造は、前記（１）に記載した太陽電池架台設置構造であって、前記脱落防止部材が弾性構造体であって、前記複数の円筒型モジュールを並列に配設した太陽電池パネルのフレームまたは台座と、前記陸屋根上または陸屋根外壁面に備わる固定冶具とを結束するものであることを特徴とする。弾性構造体を介して太陽電池パネルのフレームまたは台座と、前記陸屋根上または陸屋根外壁面に備わる固定冶具とを結束することで、台風時や地震時において太陽電池パネルに生じる振動などに柔軟に対応できる。結束する弾性構造体の伸縮作用によって、外圧による太陽電池パネルの変形を緩和するためである。

（６） 本考案の太陽電池架台設置構造は、前記（１）に記載した太陽電池架台設置構造であって、前記脱落防止部材が台座の両側面に配置した固定冶具であることを特徴とする。台座に個別に脱落防止部材を配置することで、台風時や地震時において太陽電池パネルに生じる振動などに柔軟に対応できる。

（７） 本考案の太陽電池架台設置構造は、前記（１）に記載した太陽電池架台設置構造であって、前記脱落防止部材が台座を凹部に配置する凹字型冶具であることを特徴とする。台座を樋状の凹字型冶具の凹部に設置することで、台座位置を陸屋根面の表面形状に関わらず容易に配置できるからである。

（８） 本考案の太陽電池架台設置構造は、前記（１）に記載した太陽電池架台設置構造であって、前記脱落防止部材が台座底面を覆うように配置する逆凹字型冶具であることを特徴とする。台座底面を覆う脱落防止部材を配置することで、台風時や地震時において太陽電池パネルに生じる振動などに柔軟に対応できる。

平置き可能な太陽電池パネルを陸屋根設置面に設置する構造において、陸屋根面の防水性を低下させず、かつ、太陽電池パネルの陸屋根周囲への台風時や地震時における脱落を防止できる。

本考案の太陽電池架台設置構造の一例を示す斜視図 本考案の太陽電池架台設置構造におけるプレームと台座との配置の一例を示す斜視図 本考案の太陽電池架台設置構造のパイプ結束一例を示す断面図 本考案の太陽電池架台設置構造のパイプ結束の一例を示す斜視図 本考案の太陽電池架台設置構造（パネルの外側でパイプを結束）の一例を示す正面図 本考案の太陽電池架台設置構造（パネルの内側でパイプを結束）の一例を示す正面図 本考案の太陽電池架台設置構造（パイプの両端を壁面に固着）の一例を示す正面図 本考案の太陽電池架台設置構造（ワイヤーを用いて壁面に固定）の一例を示す断面図 本考案の太陽電池架台設置構造（ワイヤーを用いて壁面に固定）の一例を示す断面図 本考案の太陽電池架台設置構造（弾性構造体を用いて壁面に固定）の一例を示す断面図 本考案の太陽電池架台設置構造（弾性構造体を用いて壁面に固定）の一例を示す断面図 外側壁面のない陸屋根の模式的斜視図 外側壁面がある陸屋根の模式的斜視図 外側壁面のない陸屋根に設けた固定冶具の一例を示す斜視図 外側壁面のない陸屋根に設けた固定冶具の一例（貫通穴付き）を示す斜視図 外側壁面のない陸屋根に設けた固定冶具の一例（ネット付き）を示す斜視図 脱落防止部材を座台の両側面に配置した配置の一例を示す断面図 樋状の凹字型冶具の内部に座台を配置した配置の一例を示す斜視図 脱落防止部材を座台底面を覆うように配置した配置の一例を示す斜視図

本考案の太陽電池架台設置構造につき、図１〜図１９を用いて説明する。

本考案の太陽電池架台設置構造は、陸屋根設置面に太陽電池パネル４を設置するための太陽電池架台及びそれを固定するための脱落防止部材からなる構造をいう。

図１、図２に示すように、太陽電池架台は、架台レール２および台座３を含み、この太陽電池架台に複数の円筒型モジュール１からなる太陽電池パネル（以下、「太陽電池パネル」という。）４が並置される構成をなす。
台座３の上に架台レール２がボルトにて固定され、その架台レール２の上に太陽電池パネル４が積載される。

図３、図４にしめすように、前記台座３に設けられた空隙３１にパイプ６，６’を通し、パイプ６，６’を格子状に配置したのち、クランプ７により結節する。

図５、図６に示すように、結節位置は、太陽電池パネルの内側、外側のいずれでもよい。また、図７に示すように、パイプ６の両端を陸屋根接地面１１の外周部側面１２に固着することもできる。
パイプ本数は架台レール４の長さあたりその長さ方向及び直交する方向に複数本張り設けることができるが、１本でもよい。

図８〜図１１に示すように、ワイヤーまたは弾性構造体を介して、陸屋根外壁に設けた固定冶具と結束することができる。ここで、ワイヤーとしては、金属、繊維からなる索状体から設置状況に合わせて任意に選択できる。弾性構造体としては、高分子からなるゴム状の索状体、金属、セラミックスからなるバネなどから任意に選択することができる。

図１２、図１４〜図１６に示すように、陸屋根に外壁面がない場合には、Ｌ字状固定具、またはネットを設けて脱落防止をすることができる。

また、図１７〜図１９に示すように、台座３を個別にＬ字型冶具（図１７）やブロック（Δ形状、□形状）冶具を台座の両側面に配置したり、樋状凹字型冶具（図１８）、台座底部を覆う固定冶具（図１９）を用いて脱落防止することができる。

なお、太陽電池パネル４の設置角度は、風荷重の軽減のため水平面に対して１０度以下の低角度が望ましい。
また、太陽電池パネル４表面は絶えず埃等の堆積の影響を受けるので、降雨により自然にそれらが流れさり掃除等のメンテナンスを不要とするために、１度以上の設置角度とすることが好ましい。
従って、低角度による風荷重の低減と、降雨による自然の洗浄効果とが共に達成できる、２度〜８度の設置角度が、最も好ましい。

台座３の下面１０は陸屋根設置面１１に固定される必要はないが、粘着テープまたは接着テープで固定され、または、凹凸状のテープを貼って陸屋根設置面１１と適度の摩擦力を持たせることも可能である。
つまり、台座３は、架台レール２を陸屋根接地面１１に固定する機能を有している。また、台座３の表面処理としてＪＩＳに準拠した塗膜構成となっていることが好ましい。
台座３の粘着テープが粘着される表面は、その粘着強度およびその粘着強度の長期耐候性に大きく影響するので、クリアコート処理したものであることが望ましい。
前記台座３は、建築基準法に基づく太陽電池パネル５及び太陽電池架台１を含む太陽電池システム全体の吹き上げ荷重を担保する粘着強度を確保するための陸屋根設置面１１との粘着面積がその個数に台座３の下面面積とを乗じた面積で確保されている必要がある。
なお、台座３の材料としては、構造強度と長期耐候性を確保できるものとして、アルミニウム、ステンレススティール、溶融亜鉛メッキ鋼材、高強度プラスティックがあるが、アルミニウムが加工性や経済的に最も好ましい。
本考案に使用する台座３は、脱落防止部材により脱落防止機能を発揮されるために、空隙３１を有する構造となっているが、この空隙の断面としては作業のし易さ、脱落防止部材を格子状に結束する観点から、台形形状を組み合わせた形状とすることが好ましい。

陸屋根接地面１１は、ビル屋上のほぼ水平な屋根をいい、通常防水処理がなされている。防水処理方法としてはアスファルト防水層があり、この防水層は本考案において強固に陸屋根表面に形成されることが必要である。

陸屋根設置面１１は、前記アスファルト防水層の上面に、ＰＥＴからなるシート層をブチル系接着剤を用いて一面に強固に接着し、さらに、プライマー処理して形成されることが好ましい。
このプライマー処理は、前記粘着テープ等の陸屋根接地面１１への粘着強度を確保するために好ましく施される。また、粘着強度を確保する観点からは、その他の処理が施されていても、または異なりまたは更なる最表層層が形成されていてもかまわない。

平置き可能な太陽電池パネルを陸屋根設置面に設置する構造において、陸屋根面の防水性を低下させず、かつ、太陽電池パネルの陸屋根周囲への台風時や地震時における脱落を防止できる用途にも適用できる。

１ 円筒型太陽電池モジュール
２ 架台レール
３ 台座
３１ 台座３に設けられた空隙
４ 太陽電池パネル
６ ，６’ パイプ
７ クランプ
７１ 直交クランプ
７２ 自在クランプ
７３ ベース
８ 台座留め金
９ 台座フレーム
１０ 台座支持金具
１１ 陸屋根設置面
１２ 陸屋根設置面外周部
１３ ワイヤー
１４ 弾性構造体
１５ ，１５’ 固定冶具
１６ 網
１７ Ｌ字型脱落防止部材
１８ 樋状凹字型脱落防止部材
１９ 逆凹字型脱落防止部材

Claims (8)

1. 複数の円筒型モジュールを並列に配設した太陽電池パネルであって、前記太陽電池パネルが架台を設置面に固定することなく自重により陸屋根に平置き設置されており、前記太陽電池パネルが脱落防止部材を介して陸屋根に配置されていることを特徴とする太陽電池架台設置構造。
2. 前記脱落防止部材がクランプを介して格子状に組み立てられたパイプであって、前記パイプが台座に存する空隙を貫通して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池架台設置構造。
3. 前記脱落防止部材の両端が前記陸屋根上の壁面に固着されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の太陽電池架台設置構造。
4. 前記脱落防止部材がワイヤーであって、前記複数の円筒型モジュールを並列に配設した太陽電池パネルのフレームまたは台座と、前記陸屋根上または陸屋根外壁面に備わる固定冶具とを結束するものであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池架台設置構造。
5. 前記脱落防止部材が弾性構造体であって、前記複数の円筒型モジュールを並列に配設した太陽電池パネルのフレームまたは台座と、前記陸屋根上または陸屋根外壁面に備わる固定冶具とを結束するものであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池架台設置構造。
6. 前記脱落防止部材が台座の両側面に配置した固定冶具であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池架台設置構造。
7. 前記脱落防止部材が台座を凹部に配置する凹字型冶具であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池架台設置構造。
8. 前記脱落防止部材が台座底面を覆うように配置する逆凹字型冶具であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池架台設置構造。