JP3190589U - 太陽光発電装置および太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】大規模な造成を行うことなく、山地等に簡単に設置することのできる太陽光発電装置および太陽光発電システムを提供する。
【解決手段】太陽光発電装置１０は、地表面１２から所定の埋設深さＤで圧入され、上方に立設部２４を形成可能な独立の支柱部２０と、立設部に、支持手段４０を介して、傾斜状態で支持される太陽電池パネル３０と、を備える。支柱部２０には、土中用ガードレールパイプが用いられる。支持手段４０は、リング状の締着部材４１と、締着部材に係合される平面視略Ｖ字状のブラケット本体４５及び太陽電池パネルの側面を挟持する一対の挟持部４６を有する支持ブラケット４４と、立設部の上端付近に設けられ、太陽電池パネルの裏面を斜め下方から受ける受け部材４８と、を備える。
【選択図】図３

Description

本考案は、太陽光発電装置および太陽光発電システムに関する。

近年、温室効果ガスの排出量削減に向け、再生可能なクリーンエネルギーとして太陽光を利用した太陽光発電の重要性が益々高まっている。
太陽光発電は一般に、太陽電池素子をモジュール化した所定の太陽電池パネルを介して行われる。太陽電池パネルを地表面等に設置する場合、従来の太陽光発電装置では、比較的大掛かりな太陽電池パネル用架台が用いられることが多い（例えば、特許文献１乃至２）。

図５は、従来の太陽光発電装置１００を示す図である。図５に示すように、太陽光発電装置１００は、コンクリート等の基礎１２０と、基礎１２０の上に構築される支持体１３０と、から構成される太陽電池パネル用架台１１０を備え、太陽電池パネル用架台１１０の上に、多数の太陽電池パネル１４０が載置される。太陽電池パネル用架台１１０の支持体１３０は、Ｈ形鋼、山形鋼、溝形鋼等の鋼材や木材等からなる多数の柱梁等を用いたフレーム構造により形成されている。

特開２０１３−２０４３３３号公報 実用新案登録第３１８０７９１号公報

従来の太陽光発電装置１００では、基礎１２０を埋め込むための地盤の掘削、基礎１２０の構築、基礎１２０廻りの埋め戻し・締め固め等の基礎工事を行い、基礎工事の後さらに、多数の柱梁等の部材を組み上げて支持体１３０を構築する必要があるため、工程が複雑化し、設置の手間がかかっていた。

また、我が国では、国土の約四分の三を山地が占めていることから、山地で林業以外の生産活動を行うことは国土の有効活用に資すると考えられるところ、従来の太陽光発電装置１００を山地に設置するためには、大規模な造成を行って、広大かつ水平な設置面を準備する必要がある。したがって、多額のコストがかかる上に、却って自然環境に負荷をかけるおそれがあった。

そこで本考案は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主な目的とするところは、大規模な造成を行うことなく、山地等に簡単に設置することのできる太陽光発電装置および太陽光発電システムを提供することにある。

本考案の太陽光発電装置は、地表面から所定の埋設深さで圧入され、上方に立設部を形成可能な独立の支柱部と、該立設部に、支持手段を介して、傾斜状態で支持される太陽電池パネルと、を備えて構成され、該支柱部として土中用ガードレールパイプが用いられてなる。

また、本考案の太陽光発電装置は、該支持手段が、該立設部の足元付近に締着される締着部材と、該締着部材に係合される平面視略Ｖ字形状のブラケット本体と、該ブラケット本体の先端に延設され、該太陽電池パネルの側面を挟持する一対の挟持部と、を有する支持ブラケットと、該立設部の上端付近に設けられ、該太陽電池パネルの裏面を受ける受け部材と、を備えて構成される。

また、本考案の太陽光発電システムは、細道状の設置エリアと、該設置エリアの道なりに、適宜の間隔を空けて多数設置される上記の太陽光発電装置と、該太陽光発電装置に添って配設される排水設備と、該太陽光発電装置の廻りの地表面に施される被覆体と、を備えて構成される。

本考案の太陽光発電装置および太陽光発電システムによれば、大規模な造成を行うことなく、山地等に簡単に設置することができる。

実施形態に係る太陽光発電システムを示す概略平面図である。 実施形態に係る太陽光発電装置を示す平面一部断面図である。 実施形態に係る太陽光発電装置を示す側面一部断面図である。 他の実施形態を示す図である。 従来の太陽光発電装置を示す図である。

以下、本考案の一実施形態について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。図１は実施形態に係る太陽光発電システムを示す概略平面図である。図２〜図３は実施形態に係る太陽光発電装置を示しており、図２は平面一部断面図、図３は側面一部断面図である。

図１に示すように、実施形態の太陽光発電システム１は、設置エリア３に、太陽光発電装置１０、１０、・・・を多数設置して構成される。設置エリア３は、例えば山地の斜面を横切るように設けられ、上下にそれぞれ斜面５、６を臨んで構成される。設置エリア３は、一方から他方に延びる直線又は曲線の細道状をなす。実施形態の設置エリア３は幅約２ｍ〜３ｍで、小型のバックホー８が走行できるだけの幅を有する。太陽光発電装置１０、１０、・・・は、設置エリア３の道なりに、適宜の間隔を空けて一列に設置される。

図２〜図３に示すように、各太陽光発電装置１０は主として、独立の支柱部２０と、太陽電池パネル３０と、支持手段４０と、を備える。支持手段４０を介して、支柱部２０に太陽電池パネル３０が傾斜状態で支持される。

支柱部２０は、略真っ直ぐな１本の棒状体からなる。支柱部２０は、略垂直に設置されるが、下方に埋設部２２を備えており、設置エリア３の地表面１２から埋設深さＤで圧入して埋設される。これにより支柱部２０の上方に、地表面１２から立設高さＨで立設される立設部２４が形成されるようになっている。

支柱部２０としては、土中用ガードレールパイプが用いられる。土中用ガードレールパイプは、道路工事用の建設資材であるが、本考案では、これを支柱部２０として用いている。土中用ガードレールパイプは、上端が凸状に閉塞された中空の鋼管であり、所定の構造強度を有する。土中用ガードレールパイプとしては、通常入手できる既成品を使用することができる。
実施形態の支柱部２０は、いわゆるＧｒ‐Ｃ‐４Ｅの型式（防護柵設置基準）に分類される土中用ガードレールパイプであり、ＳＴＫ４００の材質にて、おおむね厚み４.５ｍｍ、外径１１５ｍｍ、全長２１００ｍｍの寸法に構成されている。支柱部２０は防錆処理され、埋設部２２には黒ワニス塗料が塗布されている。

支柱部２０の好ましい材質や寸法構成は、太陽電池パネル３０の大きさ・重量の他、必要な耐風性能や引き抜き強度等に応じて適宜設定され得る。通常は、支柱部２０における立設部２４の立設高さＨは、６００ｍｍ〜９００ｍｍ程度が好ましい。また、埋設部２２の埋設深さＤは、立設部２４の立設高さＨの１.８倍程度以上が好ましく、２倍程度以上がより好ましい。実施形態の支柱部２０は、立設高さＨ＝７００ｍｍ、埋設深さＤ＝１４００ｍｍとなるように構成されている。

太陽電池パネル３０は、公知の構造を有するものである。即ち、太陽電池パネル３０は、扁平矩形状のパネルフレーム３２と、パネルフレーム３２内に縦横に配置され、電気的に相互接続された複数の太陽電池モジュール３５を備える。
実施形態の太陽電池パネル３０は、畳一枚分（約１８００ｍｍ×９００ｍｍ）の大きさに構成されている。

実施形態の支持手段４０は、締着部材４１と、支持ブラケット４４と、受け部材４８と、を備える。支持手段４０は、金属や樹脂等の素材によって構成される。

締着部材４１はリング状に形成され、適宜の締め付け手段により、支柱部２０の立設部２４に締着される。締着部材４１は、立設部２４の足元付近に締着され、地表面１２から所定の高さ位置に固定される。

支持ブラケット４４は、略一定の高さと厚みを有する帯状をなす。支持ブラケット４４は、締着部材４１に係合される平面視略Ｖ字形状のブラケット本体４５と、ブラケット本体４５の先端に延設され、太陽電池パネル３０の側面を挟持する一対の挟持部４６、４６と、から構成される。
支持ブラケット４４は、締着部材４１により、支柱部２０の立設部２４に対して略直角に設けられる。締着部材４１の胴体には、凹部が周設され、凹部にブラケット本体４５の屈曲部４５ａを嵌合することで、支持ブラケット４４が所望の方角に向けて固定されるようになっている。締着部材４１とブラケット本体４５とを、ギア等を介して歯合させ、支持ブラケット４４の向きを適宜調整できるようにしてもよい。
支持ブラケット４４の挟持部４６、４６は、太陽電池パネル３０の横幅に略相当する間隔を隔てて平行に配設されており、支軸Ｐを介して、挟持部４６、４６の間に太陽電池パネル３０が軸支されている。

受け部材４８は、立設部２４の上端付近に設けられ、太陽電池パネル３０の裏面を斜め下方から受けるように構成される。
実施形態の受け部材４８は、立設部２４に固着される固着部４８ａと、太陽電池パネル３０を直接受ける当接部４８ｂと、固着部４８ａと当接部４８ｂを連繋する連繋部４８ｃと、からなる。固着部４８ａは、立設部２４の周面に対応する形状の湾曲面を備え、固着ボルト２４ａによって固着される。固着ボルト２４ａは、支柱部２０たる土中用ガードレールパイプの既設開孔に貫通されている。太陽電池パネル３０は、適宜の連結手段により、受け部材４８の当接部４８ｂに連結される。
なお、図２〜図３に示すような補助杭５１や補助ワイヤー５３を付設し、太陽電池パネル３０をより強固に固定するようにしてもよい。挟持部４６には、支持ブラケット４４を補助杭５１に固定するための突出片４６ａが突設されている。

支持手段４０を介して、太陽電池パネル３０は、地表面１２から浮かせた状態で支持される。実施形態では、太陽電池パネル３０が、おおむね南、南東又は南西の方角に向けられるとともに、水平面に対して３０度前後の傾斜角度をなすように支持されている。受け部材４８の連繋部４８ｃを起伏、回動又は伸縮可能な構成とすること等により、太陽電池パネル３０の傾斜角度を適宜調整できるようにしてもよい。
また、支持手段４０に、太陽電池パネル３０の向きや傾斜角度を太陽の位置に応じて自動又は手動で変化させる適宜の可動機構又は太陽光追尾機構を付設してもよい。

図１および図３に示すように、実施形態の太陽光発電システム１には、太陽光発電装置１０、１０、・・・に添って、Ｕ字溝からなる排水設備５５が配設される。排水設備５５は、設置エリア３において太陽光発電装置１０よりも山側に設けられ、上方の斜面５から流れ来る雨水等の排水を行う。排水設備５５を設けることで、支柱部２０が圧入された地盤が、雨水等で脆弱になるのを防ぐことができる。
また、太陽光発電装置１０、１０、・・・の廻りの地表面１２には、地表面１２を覆う被覆体５７が施される。実施形態の被覆体５７は、コンクリート又はアスファルト舗装によって構成されている。被覆体５７は、ブロック、パネル、板材又は合成樹脂製のシート等であってもよい。被覆体５７を設けることで、雑草や雑木が繁茂して、太陽電池パネル３０が日陰に入ったり、下から押し上げられたりする等の不具合を防ぐことができる。

太陽光発電装置１０および太陽光発電システム１の設置に際しては、まず設置エリア３がなるべく平らになるように整地を行う。設置エリア３の地表面１２は、必ずしも水平である必要は無い。整地には、バックホー８等の重機が用いられる。排水設備５５は、整地の作業に併せて又は適時のタイミングで配設される。
次いで、支柱部２０を所定位置に打ち込み、埋設部２２を地表面１２から圧入して支柱部２０を固定する。支柱部２０の打ち込みは、支柱部２０に衝撃、振動、又は回転力を付与することで行われる。打ち込みには、土中用ガードレールパイプの施工に通常用いられている油圧式の打ち込み機等を使用することができる。実施形態では、バックホー８に所定のアタッチメントを装着して、支柱部２０の打ち込みを行うようにしている。バックホー８を用いることで、設置エリア３の整地および支柱部２０の打ち込みの作業を効率良く進めることができる。埋設部２２の下端に、円錐形状のガイド部材を嵌着して、埋設部２２の圧入がよりスムーズに行われるようにしてもよい。

支柱部２０の打ち込み後は、立設部２４に、支持手段４０の締着部材４１、支持ブラケット４４、受け部材４８を順次取り付け、これに太陽電池パネル３０を取り付けて支持させる。複数の支柱部２０を先行して打ち込み、後からまとめて支持手段４０や太陽電池パネル３０を取り付けるようにしてもよいし、一の支柱部２０を打ち込むたびに、対応する支持手段４０や太陽電池パネル３０を取り付けることもできる。好ましくは支持手段４０や太陽電池パネル３０を取り付ける前に、被覆体５７を地表面１２の所定箇所に施しておく。

以上説明した太陽光発電装置１０および太陽光発電システム１によれば、設置にあたって基礎工事を行ったり、多数の柱梁等の部材を組み上げて支持体を構築する必要が無いため、工程が簡略化され、設置の手間が著しく軽減される。また、太陽光発電装置１０を山地等に設置するために、大規模な造成を行って、広大かつ水平な設置面を準備する必要が無いため、低コストで太陽光発電を導入することができ、自然環境へ過大な負荷をかけるおそれも低い。

また、太陽光発電装置１０の支柱部２０として、所定の土中用ガードレールパイプが用いられる構成であるため、必要な構造強度を有する部材の入手を容易に行える。支柱部２０の施工においては、既存の土木工事技術を適用可能であり、従来の太陽電池パネル用架台を用いる場合のような型枠、鉄筋、コンクリート、鉄骨組み立て等に係る高度な専門技能が不要となる。これにより太陽光発電の分野への土木工事業者の参入も容易になる。

また、太陽光発電装置１０の支持手段４０が、所定の締着部材４１、支持ブラケット４４、受け部材４８を備えた構成であるため、太陽電池パネル３０を支柱部２０に簡単に取り付け、かつ安定して支持させることができる。

太陽光発電装置１０および太陽光発電システム１を設置するための設置エリア３は、山地に限定されず、田畑・休耕田等の農地、耕作放棄地、畦道、農林道、道路や水田わきの斜面、鉄道の廃線敷又はその他の遊休地等に適宜設けることができる。太陽光発電装置１０であれば、狭小のわずかな空き地があれば設置できるため、いわゆるメガソーラー等に比べて設置エリア３が容易に見つけられる。
また、一又は複数の太陽光発電装置１０を、例えば山中の家屋の横に蓄電設備とともに設置して使用することもできる。

図４は、他の実施形態を例示したものである。図４に示す実施形態では、太陽光発電装置１０ａが、林道４に沿って設置される。林道４は、上下にそれぞれ斜面５ａ、６ａを臨んで構成される。太陽光発電装置１０ａの支柱部２０は、斜面６ａ上方の林道４との境界付近に配設され、斜面６ａの地表面１２ａから所定の埋設深さで圧入されている。
林道４は、林産物の運搬や森林の整備・保全を目的に設けられ、農山村地域の生活道路等としても用いられるが、太陽光発電装置１０ａを林道４の付帯設備とすることで、経済効果の向上を見込むことができ、林道４を計画し易くなる。また、太陽光発電装置１０ａの支柱部２０により、斜面６ａや林道４の地すべり・崩壊を抑止できる。

以上、本考案に係る太陽光発電装置および太陽光発電システムの実施形態について説明したが、本考案は上記実施形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲での変更は本考案に含まれる。

１ 太陽光発電システム
３ 設置エリア
１０ 太陽光発電装置
１２ 地表面
２０ 支柱部
２２ 埋設部
２４ 立設部
３０ 太陽電池パネル
４０ 支持手段
４１ 締着部材
４４ 支持ブラケット
４５ ブラケット本体
４６ 挟持部
４８ 受け部材
５５ 排水設備
５７ 被覆体
Ｄ 埋設深さ
Ｈ 立設高さ
Ｐ 支軸

Claims (3)

1. 地表面から所定の埋設深さで圧入され、上方に立設部を形成可能な独立の支柱部と、
   該立設部に、支持手段を介して、傾斜状態で支持される太陽電池パネルと、を備え、
   該支柱部として土中用ガードレールパイプが用いられてなる太陽光発電装置。
2. 該支持手段が、
   該立設部の足元付近に締着される締着部材と、
   該締着部材に係合される平面視略Ｖ字形状のブラケット本体と、該ブラケット本体の先端に延設され、該太陽電池パネルの側面を挟持する一対の挟持部と、を有する支持ブラケットと、
   該立設部の上端付近に設けられ、該太陽電池パネルの裏面を受ける受け部材と、を備えた請求項１に記載の太陽光発電装置。
3. 細道状の設置エリアと、
   該設置エリアの道なりに、適宜の間隔を空けて多数設置される請求項１又は２に記載の太陽光発電装置と、
   該太陽光発電装置に添って配設される排水設備と、
   該太陽光発電装置の廻りの地表面に施される被覆体と、を備えた太陽光発電システム。
   
   
   
   
   

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