JP3181892U - 太陽電池発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】施工が簡単で、太陽電池パネルを強固に固定出来る基礎を有した太陽電池発電装置を提供する。
【解決手段】太陽電池パネル２と、地面４に設置する基礎１と、基礎１に連結してなるフレーム３とを備える。基礎１は、地面４に設置してなるコンクリート製で、上方開口の溝型とする側溝用ブロック１０と、側溝用ブロック１０の内部に充填してなるセメント充填材１２と、セメント充填材１２に埋設してなるアンカー１３とを備える。側溝用ブロック１０は、その底面に貫通孔を有し、該貫通孔から外部に漏れるセメント充填材１２で、側溝用ブロック１０の外部にアンカーセメント部１４を設けており、アンカーセメント部１４と側溝用ブロック１０内のセメント充填材１２とを連続させている。太陽電池発電装置は、基礎１のアンカー１３に、フレーム３を固定して、フレーム３を介して太陽電池パネル２を基礎１に固定している。
【選択図】図２

Description

本考案は、太陽電池パネルを地面に設置してなる太陽電池発電装置に関する。

太陽電池パネルは、建物の屋根や地面に設置されるが、地面に配置することで、取り付け構造を簡単に、またメンテナンスも簡便にできる特徴がある。地面に設置する太陽電池パネルとして、種々の構造の太陽電池発電装置が開発されている。（特許文献１〜４参照）

これ等の太陽電池発電装置は、台風などで移動しないように、地面にアンカーやブロック、あるいは基礎を設けて、これ等にフレームを固定して太陽電池パネルを地面に設置している。

特開２０１１−２０２４７９号公報 特開２０１１−７７１９４号公報 特開２００６−２１０６１３号公報 特開２００４−１４０２５６号公報

土地に基礎を構築してフレームを固定する構造は、強固に太陽電池パネルを固定できるが、施工に手間がかかる欠点がある。また、フレームを、地面に置いたブロックや、地面に打ち込んだアンカーに固定する構造は、施工を簡単にできるが、強風で移動しないように太陽電池パネルをしっかりと強固に固定するのが難しい。とくに、発電電力の大きい太陽電池パネルは、面積も相当に大きく、ブロックやアンカーでは確実に固定できない欠点がある。

本考案は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本考案の重要な目的は、簡単に施工しながら、大きな太陽電池パネルを強固に固定できる太陽電池発電装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び考案の効果

本考案の太陽電池発電装置は、太陽電池パネル２と、この太陽電池パネル２を地面４に設置する基礎１と、太陽電池パネル２を基礎１に連結してなるフレーム３とを備えている。基礎１は、地面４に設置してなるコンクリート製であって、上方を開口する溝型とする側溝用ブロック１０と、この側溝用ブロック１０の内部に充填してなるコンクリート又はモルタルからなるセメント充填材１２と、このセメント充填材１２に埋設してなるアンカー１３とを備えている。側溝用ブロック１０は、底面１０Ａに貫通孔１１を有しており、内部に充填してなるセメント充填材１２が貫通孔１１から外部に漏れて、側溝用ブロック１０の外部にアンカーセメント部１４を設けるようにしており、このアンカーセメント部１４と側溝用ブロック１０内のセメント充填材１２とを互いに連続させている。太陽電池発電装置は、基礎１のアンカー１３に、フレーム３を固定して、フレーム３を介して太陽電池パネル２を基礎１に固定している。

以上の太陽電池発電装置は、簡単に施工しながら、大きな太陽電池パネルを強固に固定できる特徴がある。それは、以上の太陽電池発電装置が、独特の構造の基礎にアンカーを固定して、このアンカーにフレームを介して太陽電池パネルを固定しているからである。基礎は、コンクリート製であって上方を開口する側溝用ブロックを地面に設置して、側溝用ブロックの内部にはセメント充填材を充填しており、さらに側溝用ブロックの底面には貫通孔を設けて、内部に充填しているセメント充填材を貫通孔から外部に漏れさせて、側溝用ブロックの外部にアンカーセメント部を設け、外部のアンカーセメント部と内部のセメント充填材とを互いに連続している。この構造の基礎は、側溝用ブロックに生コンクリートやモルタルを充填することで、簡単に施工でき、しかも、生コンクリートやモルタルを側溝用ブロックの底から外部に流出させてアンカーセメント部とし、このアンカーセメント部を地中に埋設している。地中に埋設されるアンカーセメント部は、そのアンカー効果によって、基礎をより強固に地中太陽電池パネルを基礎に連結してなるフレームに固定する。このため、以上の基礎は、側溝用ブロックとこれに充填しているセメント充填材との重量に加えて、アンカーセメント部が地中に埋設されるアンカー効果によって、極めて大きな太陽電池パネルをも、極めて強固に固定する。このため、施工を簡単にしながら、大きな太陽電池パネルが台風などで移動しないように、強固に固定できる特徴を実現する。

本考案の太陽電池発電装置は、側溝用ブロック１０の下に骨材１６を敷設してなる骨材層１５を設けて、この骨材層１５の隙間に、セメント充填材１２を侵入させてアンカーセメント部１４を設けることができる。
以上の太陽電池発電装置は、側溝用ブロックの貫通孔から外部に漏れる生コンクリートやモルタルからなるセメント充填材を骨材層の隙間に侵入させるので、これが骨材層を一体構造に硬化することにより、アンカーセメント部のアンカー効果がさらに大きくなって、より大きな太陽電池パネルをも極めて強固にできる。

本考案の太陽電池発電装置は、アンカー１３を、側溝用ブロック１０の底面１０Ａの貫通孔１１に貫通させて、骨材層１５に連結することができる。
以上の太陽電池発電装置は、アンカーを側溝用ブロックの底面に貫通させて骨材層に連結するので、アンカーをセメント充填材とアンカーセメント部の両方に連結して、より強固に基礎に固定できる。

本考案の太陽電池発電装置は、アンカー１３を金属プレート１３Ｘとし、下端部を折曲して支持部１３Ｃを設けると共に、この支持部１３Ｃを介してアンカー１３を所定の姿勢で側溝用ブロック１０の定位置に配置することができる。
以上の太陽電池発電装置は、支持部を介してアンカーを所定の姿勢で支持できるので、セメント充填材が注入される前の側溝用ブロックの定位置にアンカーを安定して配置できる。とくに、金属プレートの下端部を折曲加工して支持部を設ける構造は、簡単かつ低コストに支持部を設けることができる。

本考案の太陽電池発電装置は、アンカー１３が、セメント充填材１２から上面に突出する連結プレート１３Ａを有し、この連結プレート１３Ａにフレーム３を連結することができる。
以上の太陽電池発電装置は、アンカーの連結プレートを、ボルトなどで簡単にフレームに固定できる特徴がある。

本考案の太陽電池発電装置は、側溝用ブロック１０が、一部ないし全体を地中に埋設することができる。
以上の太陽電池発電装置は、側溝用ブロックを地中に埋設することで、基礎をより強固に、台風などの強風で移動しないようにしっかりと固定できる。

本考案の太陽電池発電装置は、側溝用ブロック１０が、底面１０Ａの両側に側壁１０Ｂを有すると共に、この側壁１０Ｂに貫通孔１９を備えて、内部に充填してなるセメント充填材１２を貫通孔１９から外部に流出させて、側溝用ブロック１０の両側にアンカーセメント部１４を設けることができる。
以上の太陽電池発電装置は、側溝用ブロックの両側に形成されるアンカーセメント部によって、基礎をより強固に地面に固定できる。さらに、側溝用ブロックの下側に骨材層を設ける構造においては、側壁の貫通孔から下方に漏れるセメント充填材を、下方に位置する骨材層の両側部に侵入させて、骨材層をより広い面積で一体的に連結させることができる。この構造は、側溝用ブロックの下側と両側に形成される一体構造のアンカーセメント部をより大きくしてアンカー効果をさらに大きくできる。

本考案の太陽電池発電装置は、太陽電池パネル２に接続してなる配線２８を、側溝用ブロック１０内に配置することができる。
以上の太陽電池発電装置は、配線を側溝用ブロックに配置するので、配線を側溝用ブロックで保護する位置に配置できる。

本考案の太陽電池発電装置は、太陽電池パネル２のトータル定格出力を、１０ＫＷ以上とすることができる。
以上の太陽電池発電装置は、１０ＫＷ以上と極めて大型の太陽電池パネルを強固に地面に固定できる特徴がある。

本考案の一実施例に係る太陽電池発電装置の概略斜視図である。 図１に示す太陽電池発電装置の垂直断面図である。 図１に示す太陽電池発電装置のフレームと基礎を示す斜視図である。 太陽電池パネルの一例を示す分解斜視図である。 本考案の他の実施例に係る太陽電池発電装置のフレームと基礎を示す斜視図である。 本考案の他の実施例に係る太陽電池発電装置のフレームと基礎を示す斜視図である。 本考案の他の実施例に係る太陽電池発電装置のフレームと基礎を示す斜視図である。 基礎の一例を示す横断面図である 基礎の一例を示す縦断面図である 側溝用ブロックの一例を示す平面図である。 側溝用ブロックの他の一例を示す平面図である。 アンカーの一例を示す斜視図である。 基礎の構築工程を示す工程図である。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本考案の技術思想を具体化するための太陽電池発電装置を例示するものであって、本考案は太陽電池発電装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、実用新案登録請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「実用新案登録請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、実用新案登録請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１ないし図３に示す太陽電池発電装置は、太陽電池パネル２と、この太陽電池パネル２を地面４に設置する基礎１と、太陽電池パネル２を基礎１に連結してなるフレーム３とを備えている。この太陽電池発電装置は、地面４に基礎１を設置して固定すると共に、地面４に設置された基礎１の上にフレーム３を固定して組み立て、さらに、このフレーム３に太陽電池パネル２を固定して製造される。

（太陽電池パネル２）
太陽電池パネル２は、複数の太陽電池セル２０を平面状に配置し、この面を太陽光の受光面として表出させた平板状のパネルである。太陽電池パネル２は、図４に示すように、複数の太陽電池セル２０を備える方形状のパネル本体２１と、このパネル本体２１の下面に積層されて、パネル本体２１を支持するベースプレート２２とを備えている。パネル本体２１は、複数の太陽電池セル２０を縦横に並べて配列すると共に、その表面の受光面側に透光性を有する強化ガラス２４を配置し、裏面側にはフィルム２５を積層して複数の太陽電池セル２０をその間に挟む状態で、内部の隙間に透明樹脂（図示せず）を充填している。ベースプレート２２は、パネル本体２１の外形に沿う方形状の金属製の平板で、上面にパネル本体２１を積層している。平板であるベースプレート２２は、パネル本体２１を搭載できる外形とすると共に、搭載されるパネル本体２１を支持できる強度となる厚さとしている。さらに、図に示すベースプレート２２は、太陽電池セル２０で発電された電力を外部に出力する出力ラインとなる配線２８を外部に引き出すための貫通穴２６を中央部に開口している。パネル本体２１から引き出された配線２８は、この貫通穴２６を通過して太陽電池パネル２の外部に引き出されている。以上のパネル本体２１とベースプレート２２との積層体の外周に金属製の外枠２３を取り付けて、全体の形状を板状とする太陽電池パネル２を製造している。

以上の太陽電池パネル２は、図２に示すように、外部からネジ止め等によりフレーム３の上面に固定される。複数の太陽電池パネル２は、図１に示すように、縦横に隙間なく並べた状態で、フレーム３の上面に所定の姿勢で固定されている。太陽電池発電装置は、多数の太陽電池パネル２を備えており、トータルの定格出力を大きくしている。太陽電池発電装置は、太陽電池パネル２全体の面積を、たとえば６０ｍ^２以上として、トータル定格出力を１０ＫＷ以上とする。この太陽電池発電装置は、たとえば、数十個〜数百個の太陽電池パネルを備えている。

（基礎１）
基礎１は、上面にフレーム３が固定されて、このフレーム３を介して太陽電池パネル２を定位置に配置する。図に示すフレーム３は、前後に複数の支柱３１を備えており、この支柱３１を基礎１に固定している。したがって、基礎１は、フレーム３の支柱３１の下端が固定されて、フレーム３を定位置に支持している。図１ないし図３に示す基礎１は、フレーム３の前後に沿って配置されて、左右方向に直線状に延びる凸条形状としている。これらの図に示す太陽電池発電装置は、２列の基礎１を、前後に所定の間隔を離して、互いに平行に設置している。図において前方に設置される基礎１は、フレーム３の前方部の支柱３１の下端を支持し、後方に設置される基礎１は、フレーム３の後方部の支柱３１の下端を支持している。ただ、太陽電池発電装置は、３列以上の基礎を設けて、すなわちフレームの前方と後方に加えて中央部にも支柱を設けて、これを支持することもできる。
なお、本明細書において、前後左右の方向は、図１において決定するものとする。すなわち、傾斜姿勢でフレーム３に固定される太陽電池パネル２の下端となる側を前方とし、太陽電池パネル２の上端となる側を後方とする。

さらに、基礎は、必ずしもフレームの前後に沿って設ける必要はなく、図５に示すように、フレーム３の左右の側縁と平行に設置して、前後方向に直線状に延びる構造とすることもできる。この図に示す太陽電池発電装置は、複数列の基礎１を、左右に所定の間隔を離して互いに平行に設置している。前後方向に設置される基礎１は、フレーム３の前後に離して配置される支柱３１の下端を支持している。

さらに、基礎１は、必ずしもフレーム３の前後または左右に沿う凸条とする必要はなく、図６に示すように、各支柱３１の下端を支持するブロック状とすることもできる。図に示すブロック状の基礎１は、フレーム３の前後に設けた複数の支柱３１に対向して設置している。図に示すブロック状の基礎１は、平面視においてその外形を長方形としており、長方形の長手方向が左右方向となるように設置している。ただ、ブロック状の基礎は、図示しないが、長方形の長手方向が前後方向となるように設置することもできる。さらに、ブロック状の基礎は、図７に示すように、左右に近接して設けられる支柱３１をひとつの基礎１で支持することもできる。この構造は、基礎１の数を少なくしながら多数の支柱３１を安定して支持できる。

以上の基礎１は、コンクリート製で、地面４に設置されている。コンクリート製の基礎１は、一部ないし全体を地中に埋設する状態で地面４に固定されている。この基礎１は、図８と図９に示すように、上方を開口する溝型とする側溝用ブロック１０と、この側溝用ブロック１０の内部に充填してなるセメント充填材１２と、このセメント充填材１２に埋設してなるアンカー１３とを備えている。

側溝用ブロック１０は、コンクリート製のブロックで、底面１０Ａの両側に側壁１０Ｂを有する形状であって、横断面形状をコ字状とする溝型としている。この側溝用ブロック１０として、一般に、道路脇等に側溝を施工する際に埋設されるＵ字溝型のブロックが使用できる。この側溝用ブロック１０は、コンクリートやモルタルを型枠で所定の形状に成形して製造される。

側溝用ブロック１０は、一部ないし全体を地中に埋設する状態で地面４に固定されると共に、溝内にセメント充填材１２が充填されて、地面４に基礎１を構築する。図８と図９に示す基礎１は、側溝用ブロック１０の下側の約半分を地中に埋設する状態で固定している。地中に埋設される側溝用ブロック１０の埋設深さは、側溝用ブロック１０の側壁１０Ｂの高さや要求される基礎１の強度によって変更される。図に示す側溝用ブロック１０は、側壁１０Ｂの高さを約４０ｃｍとし、底面１０Ａの幅を約４０ｃｍとしている。この側溝用ブロック１０は、たとえば、１５ｃｍ〜４０ｃｍを地中に埋設する状態で基礎１を構築して、地面４に強固に固定できる。ただ、側溝用ブロックは、側壁の高さと底面の幅を２０ｃｍ〜８０ｃｍとすることができ、また、側壁の高さの３０％〜１００％を地中に埋設することができる。このように、側溝用ブロック１０を地中に埋設する基礎１は、より強固に地面４に固定できる。地中に埋設される側溝用ブロック１０は、たとえば、地面４に側溝用ブロック１０を埋設するための溝穴５（図１２参照）を掘り、この溝穴５に側溝用ブロック１０を開口部が上向きとなる姿勢で配置して地中に埋設される。

基礎１を構築する側溝用ブロック１０は、設置する基礎１の全長に応じて、複数個を互いに連結する状態で地中に埋設される。図３、図５、及び図７に示すように、凸条の基礎１を構築する場合は、複数の側溝用ブロック１０を長手方向に連結する状態で地中に埋設して、直線状に延びる基礎１を構築する。また、図６に示すように、ブロック状の基礎１を構築する場合は、側溝用ブロック１０を連結することなく、独立して地中に埋設して基礎を構築する。互いに連結されて、あるいは単独で地中に埋設される側溝用ブロック１０は、両端となる端面が閉塞ブロック１７で閉塞されて、セメント充填材１２が両端から漏れないようにしている。

側溝用ブロック１０は、底面１０Ａに貫通孔１１を設けている。この貫通孔１１は、側溝用ブロック１０に充填されるセメント充填材１２を外部に流出させるためのもので、この貫通孔１１から外部に漏れるセメント充填材１２によって、側溝用ブロック１０の外部にアンカーセメント部１４を設けている。図１０に示す側溝用ブロック１０は、底面１０Ａの中央部であって、溝の延長方向に沿って３個の貫通孔１１を開口している。ただ、側溝用ブロックは、底面に１または２個の、あるいは４個以上の貫通孔を開口することもできる。複数の貫通孔は、一列に開口し、あるいは複数列に開口し、あるいはまたランダムに開口することができる。さらに、図１０に示す側溝用ブロック１０は、底面１０Ａに開口される貫通孔１１を丸穴としている。ただ、貫通孔は、丸穴以外の形状、たとえば、多角形状、楕円形状、長円形状、スリット状とすることもできる。スリット状の貫通孔１１は、たとえば、図１１に示すように、側溝用ブロック１０の溝の延長方向に沿って開口することができる。

さらに、図８に示す側溝用ブロック１０は、両側の側壁１０Ｂにも貫通孔１９を設けている。この貫通孔１９は、側溝用ブロック１０に充填されるセメント充填材１２を側壁１０Ｂの外部に流出させるためのもので、この貫通孔１９から外部に漏れるセメント充填材１２によって、側溝用ブロック１０の両側にもアンカーセメント部１４を設けている。図１０と図１１に示す側溝用ブロック１０は、一対の側壁１０Ｂの対向する位置であって、溝の延長方向に沿って複数の貫通孔１１を開口している。図１０の側壁１０Ｂは２個の貫通孔１９を、図１１の側壁１０Ｂは３個の貫通孔１９をそれぞれ開口して設けている。ただ、側溝用ブロックは、各側壁に１個の貫通孔を開口し、あるいは４個以上の貫通孔を開口することもできる。複数の貫通孔は、等間隔に並べて開口することができる。さらに、図８の側溝用ブロック１０は、側壁１０Ｂの下部に貫通孔１９を開口している。側壁１０Ｂの下部に貫通孔１９を設ける構造は、側溝用ブロック１０の上部を地表に表出させる状態で、地中に埋設される側溝用ブロック１０の外部にアンカーセメント部１４を設けることができる。また、側壁１０Ｂの下部に貫通孔１９を設けることによって、側壁１０Ｂの外部に漏れるセメント充填材１２の量を少なくしながら、側壁１０Ｂの外部に形成されるアンカーセメント部１４を、側溝用ブロック１０の底面側に形成されるアンカーセメント部１４に一体的に連結できる。ただ、側溝用ブロックは、地中に埋設される深さに応じて、側壁に設ける貫通孔の位置や数を種々に変更することもできる。さらに、図８に示す側壁１０Ｂの貫通孔１９は、側溝用ブロック１０の内側から外側に向かって下り勾配となるように開口している。このように、外側に向かって下向きに傾斜する貫通孔１９は、側溝用ブロック１０に充填されるセメント充填材１２を、側壁１０Ｂの外部にスムーズに流出できる。ただ、側壁の貫通孔は、水平方向に開口することもできる。

アンカーセメント部１４は、側溝用ブロック１０の底面１０Ａに設けた貫通孔１１や側壁１０Ｂに設けた貫通孔１９から漏れ出したセメント充填材１２を側溝用ブロック１０の外部において硬化させたものである。図８と図９に示す基礎１は、側溝用ブロック１０の外部に形成されるアンカーセメント部１４と側溝用ブロック１０内のセメント充填材１２とを互いに連続させる状態として、アンカーセメント部１４を地中に埋設している。地中に埋設されるアンカーセメント部１４は、そのアンカー効果によって、基礎１をより強固に地面４に固定できる。

図８に示すように、側溝用ブロック１０の側壁１０Ｂに貫通孔１９を設ける構造は、側溝用ブロック１０の両側にもアンカーセメント部１４を設けて、基礎１をより強固に地面４に固定できる。ただ、側溝用ブロックは、必ずしも側壁に貫通孔を設ける必要はなく、底面にのみ貫通孔を設けることもできる。この基礎は、側溝用ブロックの底面側に形成されるアンカーセメント部によって地面に固定される。

図８と図９に示す基礎１は、側溝用ブロック１０の下側に骨材１６を敷設してなる骨材層１５を設けている。このように、側溝用ブロック１０の下面に沿って骨材層１５を設ける構造は、側溝用ブロック１０の底面１０Ａの貫通孔１１から下方に漏れるセメント充填材１２を骨材層１５の隙間に侵入させて、硬化するセメント充填材１２によって骨材層１５を一体構造に連結させる。この構造は、貫通孔１１から漏れるセメント充填材１２を骨材層１５に侵入させた状態で硬化させることにより、アンカーセメント部１４のアンカー効果をより大きくできる。さらに、図８に示す基礎１は、側溝用ブロック１０の側壁１０Ｂの貫通孔１９から下方に漏れるセメント充填材１２を、下方に位置する骨材層１５の両側部に侵入させて、骨材層１５をより広い面積で一体的に連結させている。この構造は、側溝用ブロック１０の下側と両側に一体構造のアンカーセメント部１４を形成することにより、アンカーセメント部１４をより大きくしてアンカー効果をさらに大きくできる。

骨材層１５の骨材１６には、たとえば、粒径を１ｃｍ〜１０ｃｍ、好ましくは２ｃｍ〜５ｃｍとする石材が使用される。石材である骨材１６は、所定の大きさの天然石や、岩石を砕いて所定の大きさとしたものが使用できる。とくに、石材である骨材１６は、密度を大きくできるので、セメント充填材１２によって形成されるアンカーセメント部１４の重量を大きくしてより安定した基礎１を実現できる。

骨材層を形成する骨材は、その粒径を大きくすると隙間が広くなって、この隙間にセメント充填材が侵入しやすくなり、多くの骨材を連結して大きなアンカーセメント部を形成できる。ただ、骨材の粒径が大きすぎると、骨材のコストが高くなると共に、セメント充填材との連結強度が弱くなってしまう。反対に、骨材の粒径を小さくすると、骨材のコストを安くできるが、骨材の間にできる隙間が狭くなり、セメント充填材が侵入し難くなる。したがって、骨材は、以上のことを考慮して、その粒径を前述の範囲とする。

骨材１６は、地中に埋設される側溝用ブロック１０の下面に所定の厚さに敷設されて、骨材層１５が形成される。骨材１６を敷設して形成される骨材層１５は、厚く形成することにより、側溝用ブロックから流出するセメント充填材を深く侵入させて大きなアンカーセメント部を形成できる。ただ、骨材を厚く積層する骨材層は、敷設に手間がかかると共に、使用する骨材の量が多くなるので製造コストが高くなる。したがって、これらのことを考慮して、骨材層の厚さは、敷設される骨材の粒径の２倍〜５倍程度とする。たとえば、粒径を２ｃｍ〜５ｃｍとする石材からなる骨材１６は、５ｃｍ〜１２ｃｍの厚さとなるように敷設して骨材層１５を形成する。

ただ、側溝用ブロックの下には、必ずしも骨材層を設ける必要はない。側溝用ブロックの下面に骨材層を敷設しない基礎は、側溝用ブロックの底面の貫通孔から漏れるセメント充填材を地面に浸透させ、あるいは側溝用ブロックと地面の間にできる空隙に侵入させて硬化させてアンカーセメント部を形成する。

以上のように、側溝用ブロック１０は、底面１０Ａに設けた貫通孔１１や側壁１０Ｂに設けた貫通孔１９からセメント充填材１２を外部に流出させてアンカーセメント部１４を形成する。このような側溝用ブロック１０として、一般に側溝用として使用されるＵ字溝型のブロックの底面に、所定の形状と大きさの貫通孔を開口したものが使用でき、あるいは、専用の型枠にコンクリートを流し込んで所定の形状に成形したものが使用できる。

側溝用ブロック１０の底面１０Ａに開口される貫通孔１１や側壁１０Ｂに開口される貫通孔１９は、開口面積を大きくすることで、ここから漏れるセメント充填材１２の量を多くして、アンカーセメント部１４を大きくできるが、側溝用ブロック１０の底面１０Ａや側面１０Ｂの強度が弱くなる。反対に貫通孔１１の開口面積を小さくすると、底面１０Ａや側面１０Ｂの強度を強くできるが、ここから流出するセメント充填材１２の量が少なくなって、骨材層１５の広い範囲に侵入できず、大きなアンカーセメント部１４を形成できなくなってアンカー効果が低減する。したがって、側溝用ブロック１０は、以上のことを考慮して底面１０Ａに開口する貫通孔１１や側壁１０Ｂに開口される貫通孔１９の形状や個数、配置、開口面積等を決定する。

側溝用ブロック１０に充填されるセメント充填材１２は、コンクリート又はモルタルである。側溝用ブロック１０に充填されるセメント充填材１２は、前述のように、底面１０Ａに開口された貫通孔１１や側壁１０Ｂに開口される貫通孔１９から流出して、側溝用ブロック１０の外部にアンカーセメント部１４を形成する。

アンカー１３は、側溝用ブロック１０に充填されるセメント充填材１２に埋設されると共に、部分的にセメント充填材１２から上面側に表出されて、フレーム３を連結する連結部となる。図８、図９、及び図１２に示すアンカー１３は、セメント充填材１２から上面に突出する連結プレート１３Ａを有している。このアンカー１３は金属プレート１３Ｘで構成されており、図に示すように、セメント充填材１２に埋設される埋設部１３Ｂを設けることにより、硬化するセメント充填材１２に、より強固に固定できるようにしている。

図８と図９に示すアンカー１３は、側溝用ブロック１０の底面１０Ａの貫通孔１１に貫通させて、下端部を骨材層１５に連結している。このアンカー１３は、図９と図１２に示すように、埋設部１３Ｂの下端に支持部１３Ｃを設けており、セメント充填材１２が注入される前の側溝用ブロック１０の定位置に配置される状態で、アンカー１３を所定の姿勢で支持できるようにしている。図１２に示すアンカー１３は、細長い金属プレート１３Ｘの下端部を中央線で２分割し、各々の分割片を反対方向に折曲して、互いに逆方向に延びる水平姿勢の一対の折曲片１３ｂを設けて支持部１３Ｃとしている。この形状の支持部１３Ｃは、一対の折曲片１３ｂでアンカー１３を安定して起立姿勢に支持できる。ただ、支持部は、分割することなく一方向に折曲された折曲片とすることもできる。図８と図９に示すアンカー１３は、下端に設けた支持部１３Ｃを、側溝用ブロック１０の外部に配置して、骨材層１５に埋設する状態で固定している。以上のように、アンカー１３の下端部を側溝用ブロック１０の外側に配置して骨材層１５に固定する構造は、アンカー１３をより安定して定位置に配置しながらアンカー１３をセメント充填材１２とアンカーセメント部１４の両方に連結できる。ただ、アンカーの支持部は、必ずしも骨材層に固定する必要はなく、側溝用ブロックの内部、たとえば底面の上に配置してセメント充填材に埋設することもできる。

以上のアンカー１３は、１枚の金属プレート１３Ｘを加工することにより、上端部に連結プレート１３Ａを設けると共に、下端に支持部１３Ｃを設けて埋設部１３Ｂとしている。ただ、アンカーは、埋設部の構造を以上の構造に特定しない。埋設部は、アンカーを確実にセメント充填材に固定できる種々の形状、たとえば湾曲部とすることもできる。このアンカーは、図示しないが、金属プレートを所定の形状に湾曲加工し、この湾曲部をセメント充填材にインサートする。

以上のアンカー１３は、セメント充填材１２の上面から突出する連結プレート１３Ａに直接にフレーム３の支柱３１を固定することで、簡単にフレーム３を基礎１に固定できる。図に示す連結プレート１３Ａは、フレーム３に連結するための連結ボルト３６を挿入する貫通孔１３ａを開口している。この構造は、連結ボルト３６とナット３７を介して、簡単かつ確実に連結プレート１３Ａをフレーム３に固定できる。

ただ、セメント充填材に埋設されるアンカーは、必ずしも、金属プレートとする必要はなく、金属ロッドやネジ棒とすることもできる。これらのアンカーは、上端部をセメント充填材の上面から突出する状態でセメント充填材にインサートし、セメント充填材の上面から突出する突出部を連結部としてフレームに連結することができる。金属ロッドやネジ棒からなるアンカーは、たとえば、連結具を介してフレームの支柱に連結することができる。このような連結具として、Ｌ金具等が使用できる。

さらに、図１と図３に示すように、左右方向に直線状に延びる凸条とする基礎１は、複数の太陽電池パネル２から引き出された配線２８を、側溝用ブロック１０内に配置することができる。図９に示す基礎１は、太陽電池パネル２から引き出された配線２８を側溝用ブロック１０の内部に配置できるように、配線２８を挿通する配管２９をセメント充填材１２に埋設している。このような配管２９として、合成樹脂製の可撓性電線管、たとえば、ＰＦ管（plastic flexible conduit）やＣＤ管（combined duct）が使用できる。ただ、セメント充填材に埋設する配管には、金属や硬質プラスチック製のパイプを使用することもできる。このように、太陽電池パネル２の配線２８を側溝用ブロック１０に配置する構造は、これらの配線２８を側溝用ブロック１０で保護できる特徴がある。

（フレーム３）
フレーム３は、前後または左右に離して設置された基礎１の上面に固定されている。フレーム３は、多数の鋼材を組み合わせて形成されており、上面に配置される多数の太陽電池パネル２を所定に傾斜姿勢で配置できる構造としている。図に示すフレーム３は、基礎１の上面に垂直な姿勢で固定される複数の支柱３１と、前後に配置される支柱３１を傾斜姿勢で連結する傾斜フレーム３２と、左右に離れて配置される傾斜フレーム３２同士を連結してなる複数の連結フレーム３３とを備えている。フレーム３を構成する鋼材には、Ｈ型鋼、Ｉ形鋼、溝型鋼（Ｃ型鋼）、Ｌ型鋼、鋼管（角筒）等が使用できる。互いに連結される鋼材同士は、接合部分を貫通する連結ボルト３６とこの連結ボルトにねじ込まれるナット３７を介して強固に固定される。ただ、フレームは、互いに連結される鋼材同士を溶接して固定することもできる。

支柱３１は、基礎１の上面に垂直姿勢で固定される。支柱３１は、図８と図９に示すように、セメント充填材１２に埋設されたアンカー１３を介して基礎１の上面に固定される。図に示す支柱３１は、アンカー１３の連結プレート１３Ａを貫通する連結ボルト３６を貫通させると共に、この連結ボルト３６にナット３７をねじ込んで、支柱３１を基礎１に固定している。図１ないし図３のフレーム３は、太陽電池パネル２を傾斜姿勢で配置するために、高さの異なる支柱３１を前後に離して配置している。図に示す支柱３１は、高さが低い第１の支柱３１Ａを前方に配置し、高さが高い第２の支柱３１Ｂを後方に配置して、フレーム３全体を後方に向かって上り勾配となるようにしている。フレーム３は、第１の支柱３１Ａと第２の支柱３１Ｂの高低差と、前後の支柱３１の間隔によって傾斜フレーム３２の傾斜角αが特定される。フレーム３は、後述する太陽電池パネル２を設置する際の設置角度となる傾斜角αが所定の角度となるように第１の支柱３１Ａ及び第２の支柱３１Ｂの高さと間隔を特定する。

傾斜フレーム３２は、前後に配置される第１の支柱３１Ａと第２の支柱３１Ｂの上端に連結されており、全体を傾斜する姿勢としている。図に示す傾斜フレーム３２は、前後の端部を連結ボルト３６とナット３７を介して支柱３１の上端部に固定している。前後に配置される第１の支柱３１Ａと第２の支柱３１Ｂは、上端に連結される傾斜フレーム３２を介して所定の姿勢に保持される。さらに、図に示すフレーム３は、前後に配置される第１の支柱３１Ａと第２の支柱３１Ｂの下端部を補強フレーム３４で連結して補強している。さらに、フレーム３２は、図２の鎖線で示すように、傾斜フレーム３２の中間と補強フレーム３４の中間とを補強アーム３９で連結して補強することができる。また、傾斜フレーム３２の中間と、第２の支柱３１Ｂの下端部とを補強アーム３９で連結して補強することもできる。このように、傾斜フレーム３２の中間を補強フレーム３４や支柱３１に連結する構造は、傾斜フレーム３２を安定して支持できる特徴がある。さらに、フレームは、図示しないが、左右に隣接する支柱同士を筋交いで連結して補強することもできる。

連結フレーム３３は、傾斜フレーム３２の上面に固定されて、互いに隣接する傾斜フレーム３２同士を連結している。図に示すフレーム３は、複数の連結フレーム３２を互いに平行な姿勢として所定の間隔で傾斜フレーム３２の上面に固定している。連結フレーム３３と傾斜フレーム３２は、これらを貫通する連結ボルト３６とこの連結ボルト３６に先端にねじ込まれるナット３７を介して固定されている。互いに平行に配置される連結フレーム３３は、上面に太陽電池パネル２が固定される。図２に示すフレーム３は、１枚の太陽電池パネル２を、下面に配設される２本の連結フレーム３３で所定の傾斜姿勢に支持している。太陽電池パネル２は、たとえば、連結フレーム３３を貫通する固定ボルト３８が下面のベースプレート２２にねじ込まれて、連結フレーム３３の定位置に固定される。

図に示すフレーム３は、上下に４段、左右に６列の太陽電池パネル２を固定するので、連結フレーム３３を上下に８列に配置すると共に、左右方向においては、これらの連結フレーム３３を複数の傾斜フレーム３２で支持している。ただ、フレームは、上面に固定される太陽電池パネルの枚数によって、傾斜フレーム及び連結フレームの数や間隔、全長等を種々に変更することができる。

以上のフレーム３は、上面に固定される太陽電池パネル２の設置角度を、傾斜フレーム３２の傾斜角αによって決定している。ここで、太陽電池パネル２の設置角度は、設置される場所の緯度に応じて特定される。それは、太陽の南中角度が、緯度と季節によって変化するからである。北半球における太陽の南中高度は、以下のようになる。
春分・秋分…………９０度−北緯
夏至…………………９０度−北緯＋２３．４度
冬至…………………９０度−北緯−２３．４度
また、太陽の高度は一日の間においても時間により変化し、正午近くで最も高くなる。一般に、年間の最大発電量が得られる最適な設置角度は知られている。したがって、フレーム３は、傾斜フレーム３２の傾斜角αが、このような既知の最適角度となるように設計する。

以上のように、フレーム３は、少なくとも前後の下端が基礎１に固定されて支持されると共に、上面には所定の設置角度で多数の太陽電池パネル２が固定されて定位置に配置される。なお、本考案は、フレームの構造を以上の構造には特定しない。フレームは、少なくとも前後の下端が基礎に固定されて支持されると共に、上面には多数の太陽電池を所定の姿勢で定位置に配置できる他のすべての構造が使用できる。

図１ないし図３に示す太陽電池発電装置は、以下のようにして施工する
［基礎１の構築］
（１）図１３の（ａ）に示すように、地面４に、基礎１を構築するための溝穴５を掘る。この溝穴５は、構築される基礎１の延長方向に沿って掘られる。図１ないし図３に示す太陽電池発電装置は、前後に２列の基礎１を備えるので、設置スペースの前後に位置して２列の溝穴５を設ける。
溝穴５の深さは、ここに埋設される側溝用ブロック１０を地中に埋設する深さによって特定する。たとえば、高さを４０ｃｍとする側溝用ブロック１０を配置して、側溝用ブロック１０の下側半分である２０ｃｍを埋設する場合においては、溝穴５の深さを２５ｃｍ〜３０ｃｍとする。さらに、側溝用ブロックをより深く地中に埋設する構造においては、さらに溝穴の深さを深くする。
溝穴５の横幅は、側溝用ブロック１０の横幅よりもやや広くして、側溝用ブロック１０を無理なく配置できる幅とする。
さらに、溝穴５の全長は、構築する基礎１の長さに応じて変更する。図３及び図５に示すように、基礎１を凸条に延びる形状に形成する場合は、複数の側溝用ブロック１０を連結して埋設できる全長となるように溝穴５を掘る。また、図６に示すように、独立して配置されるブロック状の基礎１を構築する場合には、ひとつの側溝用ブロック１０を埋設できる全長となるように溝穴５を掘る。

（２）図１３の（ｂ）〜（ｄ）に示すように、溝穴５の底に沿って骨材１６を敷設して骨材層１５を設ける。骨材層１５は、所定の大きさの石材である骨材１６を、所定の厚さに敷設して形成される。骨材層１５は、ここに配置される側溝用ブロック１０の底面１０Ａと対向する領域全体、もしくは、底面１０Ａと対向する領域よりもやや広い領域にわたって敷設する。さらに、これらの工程において、以下のようにして、アンカー１３を溝穴５内の仮止めして定位置に配置する。
図１３の（ｂ）で示すように、溝穴５の底面に沿って骨材１６を所定の厚さに敷設した後、図１３の（ｃ）で示すように、敷設された骨材１６の上面にアンカー１３を配置する。アンカー１３は、図９に示すように、下端に設けた支持部１３Ｃが骨材１６の上面に配置されると共に、支持部１３Ｃの上面に網材１８であるワイヤーメッシュが敷設される。さらに、図１３の（ｄ）で示すように、網材１８であるワイヤーメッシュの上に骨材１６が敷設されて、所定の厚さの骨材層１５が形成される。この状態で、アンカー１３は、支持部１３Ｃが骨材層１５に埋設されて、骨材層１５の定位置に起立姿勢で固定される。
（３）図１３の（ｅ）に示すように、溝穴５の底に敷設された骨材層１５の上に側溝用ブロック１０を配置する。このとき、骨材層１５に固定されたアンカー１３の上部を底面１０Ａの貫通孔１１に通過させて、連結プレート１３Ａを側溝用ブロック１０の上方に突出させる。したがって、前述の（２）の工程において、アンカー１３は、側溝用ブロック１０の底面１０Ａに設けた貫通孔１１と対向する位置に固定される。側溝用ブロック１０は、図に示すように、底面１０Ａを骨材層１５の上面に水平な姿勢で設置される。
（４）図９に示すように、側溝用ブロック１０の開口された端面を閉塞ブロック１７で閉塞する。

（５）図１３の（ｆ）に示すように、側溝用ブロック１０の溝内に、セメントまたはモルタルからなるセメント充填材１２を充填する。側溝用ブロック１０に注入されるセメント充填材１２は、側溝用ブロック１０の底面１０Ａに設けた貫通孔１１から外部に流出し、側溝用ブロック１０の下面に敷設された骨材層１５に浸透する。さらに、側溝用ブロック１０に注入されるセメント充填材１２は、側溝用ブロック１０の側壁１０Ｂに設けた貫通孔１９からも外部に流出し、側溝用ブロック１０の両側において、骨材層１５に浸透すると共に、骨材層１５の上方にも充填される。セメント充填材１２は、図８と図９に示すように、側溝用ブロック１０の上面まで注入される。この状態で、アンカー１３は、連結プレート１３Ａをセメント充填材１２の上面に突出させた状態で、セメント充填材１２にインサートされる。
（６）その後、セメント充填材１２を硬化させる。骨材層１５に浸透したセメント充填材１２は、図８と図９に示すように、多数の骨材１６を連結する状態に硬化して、側溝用ブロック１０内のセメント充填材１２と連続するアンカーセメント部１４が形成される。さらに、セメント充填材１２にインサートされたアンカー１３は、上端部の連結プレート１３Ａが硬化したセメント充填材１２の上面から突出する状態で固定される。
（７）図１３の（ｇ）に示すように、溝穴５に配置された側溝用ブロック１０の両側と閉塞プレート１７の外側に土を入れて、図１３の（ｈ）に示すように、上面を地面と水平にする。以上のようにして側溝用ブロック１０の下部が地中に埋設された基礎１が構築される。

［フレーム３の構築］
以上の工程で構築された基礎１に、以下のようにしてフレーム３を設置する。
（１）基礎１の上面に突出するアンカー１３の連結プレート１３Ａに支柱３１を固定する。フレーム３の前方部に設置された基礎１には低い第１の支柱３１Ａを固定し、フレーム３の後方部に設置された基礎１には高い第２の支柱３１Ｂを固定する。
（２）前後に配置された第１の支柱３１Ａと第２の支柱３１Ｂの上端に傾斜フレーム３２を固定して、第１の支柱３１Ａの上端と第２の支柱３１Ｂの上端を傾斜フレーム３２で連結する。また、前後に配置された第１の支柱３１Ａと第２の支柱３１Ｂの下端部を補強フレーム３４で連結して補強する。
（３）傾斜フレーム３２の上面に複数の連結フレーム３３を固定する。複数の連結フレーム３３は、互いに平行に配置されて、隣接する傾斜フレーム３２同士を連結する。
以上のようにしてフレームが組み立てられる。

［太陽電池パネル２の固定］
傾斜フレーム３２に固定された連結フレーム３３の上面に太陽電池パネル２を固定する。多数の太陽電池パネル２は、縦横に隙間なく並べた状態で連結フレーム３３の上面に固定される。この状態で、多数の太陽電池パネル２が所定の設置角度でフレーム３に固定されて太陽電池発電装置が完成する。

本考案は、多数の太陽電池パネルを地面に設置して、太陽光によって発電する太陽電池発電装置であって、とくに、大きな太陽電池パネルを強固に固定できる太陽電池発電装置として最適である。

１…基礎
２…太陽電池パネル
３…フレーム
４…地面
５…溝穴
１０…側溝用ブロック １０Ａ…底面
１０Ｂ…側壁
１１…貫通孔
１２…セメント充填材
１３…アンカー １３Ｘ…金属プレート
１３Ａ…連結プレート
１３ａ…挿通孔
１３Ｂ…埋設部
１３ｂ…折曲片
１３Ｃ…支持部
１４…アンカーセメント部
１５…骨材層
１６…骨材
１７…閉塞ブロック
１８…網材
１９…貫通孔
２０…太陽電池セル
２１…パネル本体
２２…ベースプレート
２３…外枠
２４…強化ガラス
２５…フィルム
２６…貫通穴
２８…配線
２９…配管
３１…支柱 ３１Ａ…第１の支柱
３１Ｂ…第２の支柱
３２…傾斜フレーム
３３…連結フレーム
３４…補強フレーム
３６…連結ボルト
３７…ナット
３８…固定ボルト
３９…補強アーム

Claims (9)

1. 太陽電池パネル(2)と、この太陽電池パネル(2)を地面(4)に設置する基礎(1)と、前記太陽電池パネル(2)を前記基礎(1)に連結してなるフレーム(3)とを備える太陽電池発電装置であって、
   前記基礎(1)が、地面(4)に設置してなるコンクリート製であって上方を開口する溝型とする側溝用ブロック(10)と、この側溝用ブロック(10)の内部に充填してなるコンクリート又はモルタルからなるセメント充填材(12)と、このセメント充填材(12)に埋設してなるアンカー(13)とを備え、
   前記側溝用ブロック(10)は、底面(10A)に貫通孔(11)を有し、内部に充填してなるセメント充填材(12)が貫通孔(11)から外部に漏れて、前記側溝用ブロック(10)の外部にアンカーセメント部(14)を設けて、このアンカーセメント部(14)と前記側溝用ブロック(10)内のセメント充填材(12)とが互いに連続され、
   前記基礎(1)のアンカー(13)に、前記フレーム(3)が固定されて、フレーム(3)を介して前記太陽電池パネル(2)を基礎(1)に固定してなる太陽電池発電装置。
2. 前記側溝用ブロック(10)の下に骨材(16)を敷設してなる骨材層(15)を設けており、この骨材層(15)の隙間に前記セメント充填材(12)を侵入させて前記アンカーセメント部(14)を設けてなる請求項１に記載される太陽電池発電装置。
3. 前記アンカー(13)が、前記側溝用ブロック(10)の底面(10A)の貫通孔(11)を貫通して、前記骨材層(15)に連結されてなる請求項２に記載される太陽電池発電装置。
4. 前記アンカー(13)が金属プレート(13X)で、下端部を折曲して支持部(13C)を設けると共に、該支持部(13C)を介して前記アンカー(13)を所定の姿勢で前記側溝用ブロック(10)の定位置に配置してなる請求項１ないし３のいずれかに記載される太陽電池発電装置。
5. 前記アンカー(13)が、セメント充填材(12)から上面に突出する連結プレート(13A)を有し、この連結プレート(13A)に前記フレーム(3)を連結してなる請求項１ないし４のいずれかに記載される太陽電池発電装置。
6. 前記側溝用ブロック(10)が、一部ないし全体を地中に埋設してなる請求項１ないし５のいずれかに記載される太陽電池発電装置。
7. 前記側溝用ブロック(10)が、底面(10A)の両側に側壁(10B)を有すると共に、該側壁(10B)に貫通孔(19)を備えており、内部に充填してなるセメント充填材(12)が前記貫通孔(19)から外部に漏れて、前記側溝用ブロック(10)の両側にアンカーセメント部(14)を設けてなる請求項１ないし６のいずれかに記載される太陽電池発電装置。
8. 前記太陽電池パネル(2)に接続してなる配線(28)を、前記側溝用ブロック(10)内に配置してなる請求項１ないし７のいずれかに記載される太陽電池発電装置。
9. 太陽電池パネル(2)のトータル定格出力が、１０ＫＷ以上である請求項１ないし８のいずれかに記載される太陽電池発電装置。

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