JP4637231B2 - 太陽電池モジュールの設置架台 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールを地面や陸屋根上に設置するための太陽電池モジュールの設置架台に関する。

この種の従来の架台では、太陽電池モジュールを太陽に向けて支持するために、複数の脚部を地面や陸屋根等の基礎面に突設し、これらの脚部の上に太陽電池モジュールを傾斜させて支持していた。

例えば、特許文献１では、４本の脚部を地面や陸屋根上に立設し、前列の２つの脚部を後列の２つの脚部よりも低くして、これらの脚部の上に矩形状の枠体を傾斜させて固定支持し、この枠体上に太陽電池モジュールを傾斜させて支持し、太陽電池モジュールの受光面を太陽光の入射方向に略向けるようにしていた。

また、特許文献２でも、前列の各支持部材（脚部）の高さと後列の各支持部材（脚部）の高さを異ならせ、これらの支持部材上に太陽電池モジュールを載置して、太陽電池モジュールを傾斜させて支持していた。
特開２００６−２１０６１３号公報 特開２００７−１７３３８２号公報

しかしながら、特許文献１、２のように少なくとも４本の脚部を立設し、これらの脚部の上に太陽電池モジュールを支持する構造では、構造物の重さや風圧から生じる荷重が作用すると、それぞれの脚部に垂直方向及び水平方向の力が作用するので、これらの脚部が倒れないようにするための補強が必要となり、この補強のためのボルトや金具の個数が増大した。このため、脚部を組み立てるのに要する作業工数や作業時間が増大し、脚部や補強部材の部品管理や運搬にも手間がかかっていた。

また、脚部を別々に立設するので、脚部毎に、組立て作業を行う必要があり、太陽電池モジュールが多数になると、その個数に比例して作業工数や作業時間が大きく膨れ上がった。

更に、多数の太陽電池モジュールを配列して設置する場合は、多数の脚部の位置決めを正確に行う必要があり、このための作業工数や作業時間も膨大になった。

特に、近年は、発電所や工場等における大規模な太陽光発電システムの需要が拡大して来ているため、多数の太陽電池モジュールを強固かつ容易に設置するための技術が望まれている。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールを強固に支持しながらも、部品点数が少なく、多数の太陽電池を設置する場合であっても、その作業工数や作業時間が少なくて済み、多数の太陽電池モジュールを容易に配列して設置することが可能な太陽電池モジュールの設置架台を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の太陽電池モジュール設置架台では、底板、底板の一辺で屈曲され立設された立設板、及び立設板の上辺で屈曲され片持ちされた天板からなるほぼＺ字型又はほぼコの字型の断面形状を有する桟部材を配置し、桟部材の底板を基礎面に固定し、太陽電池モジュールを固定金具を介して桟部材の天板上に固定しており、前記固定金具は、前記桟部材の天板上に載せられて、太陽電池モジュールの荷重を受ける荷重受板と、裏受板と、荷重受板及び裏受板を接続するジョイント部とを有し、前記桟部材の立設板に該立設板と天板間の屈曲部から離間した孔を形成し、前記固定金具の裏受板を前記桟部材の立設板の孔に差し込んで桟部材の天板の裏面側に配置し、前記固定金具のジョイント部を屈曲させて、前記固定金具の荷重受板及び裏受板を前記桟部材の天板を介して対向させ、前記固定金具を前記桟部材に係止し、前記固定金具の荷重受板の一部が前記桟部材の立設板の部位を介して前記天板からはみ出すように該荷重受板を配置している。

本発明の設置架台では、底板、底板の一辺で屈曲され立設された立設板、及び立設板の上辺で屈曲され片持ちされた天板からなるほぼＺ字型又はほぼコの字型の断面形状を有する桟部材を配置し、桟部材の底板を基礎面に固定し、太陽電池モジュールを固定金具を介して桟部材の天板上に固定している。そして、固定金具は、桟部材の天板上に載せられて、太陽電池モジュールの荷重を受ける荷重受板を有し、この荷重受板の一部が桟部材の立設板の部位を介して天板からはみ出すように該荷重受板を配置している。

先に述べたように桟部材の立設板の角度が垂直近くになると、天板に荷重が作用したときに、立設板を倒すようなモーメントが発生して、桟部材が倒れる。

ところが、本発明のように太陽電池モジュールの荷重を受ける荷重受板の一部が桟部材の立設板の部位を介して天板からはみ出して配置されると、太陽電池モジュールの荷重が立設板の部位もしくは立設板近くの部位に作用するので、立設板を倒すようなモーメントが０もしくは小さくなり、桟部材が倒れ難くなり、太陽電池モジュールを強固に支持することができる。

このような荷重受板の配置による効果については、桟部材のＺ型の断面形状に限らず、ほぼコの字型の断面形状であっても達成されるので、この効果だけを達成することを目的とする限りは、桟部材の断面形状がＺ型又はほぼコの字型であるとする。

また、２本の桟部材の天板上に太陽電池モジュールを支持しているので、部品点数を少なくすることができる。更に、各桟部材として長いものを適用すれば、これらの桟部材上に複数の太陽電池モジュールを並設することができる。また、太陽電池モジュールを各桟部材の天板上に架け渡して固定するので、２本の桟部材を位置決めしておけば、複数の太陽電池モジュールを各桟部材上に配列するだけで、各太陽電池モジュールの位置決めを行うことができる。

更に、断面形状がほぼＺ字型の桟部材では、桟部材の底板を基礎面に置いたときに、底板の上方スペースが空くので、ボルトを底板の孔を通じて基礎面にねじ込む等の作業を行い易くなる。

また、断面形状がほぼＺ字型の桟部材の場合は、複数の桟部材の表裏を順次重ね合わせて、各桟部材を積み重ねることができるので、保管並びに運搬が容易である。

例えば、固定金具は、荷重受板と、裏受板と、荷重受板及び裏受板を接続するジョイント部を有し、桟部材の立設板に該立設板と天板間の屈曲部から離間した孔を形成し、固定金具の裏受板を桟部材の立設板の孔に差し込んで桟部材の天板の裏面側に配置し、固定金具のジョイント部を屈曲させて、荷重受板及び裏受板を桟部材の天板を介して対向させ、固定金具を桟部材に係止している。このような固定金具を用いると、太陽電池モジュールの取付け作業が容易になる。また、桟部材の立設板の孔を該立設板と天板間の屈曲部から離間して設けているので、この孔により立設板と天板間の屈曲部の強度が低下することはなく、桟部材の強度低下を抑えることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の太陽電池モジュールの設置架台の一実施形態を適用した太陽光発電システムを示す斜視図である。また、図２は、本実施形態の設置架台を示す斜視図である。更に、図３は、本実施形態の設置架台を示す側面図である。

図１の太陽光発電システム１では、本実施形態の設置架台１０を用いて、複数の太陽電池モジュール２を配列し傾斜させて支持している。太陽電池モジュール２は、太陽電池パネル２０の周縁を枠部材２１により保持したものである。

本実施形態の設置架台１０では、図２及び図３に示すように２本の桟部材１１、１２を基礎面上に平行に敷設し、各桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａ間に連結部材１３を架け渡し、連結部材１３の一端１３ａの近傍を一方の桟部材１１の天板１１ａに交差させて固定し、この連結部材１３の一端１３ａを該桟部材１１より突出させている。

各桟部材１１、１２の高さは相互に異なり、一方の桟部材１１が低く、他方の桟部材１２が高くされている。このような相互に異なる高さの各桟部材１１、１２上に太陽電池モジュール２を搭載して、太陽電池モジュール２を太陽光の入射方向に向くように傾斜させている。従って、各桟部材１１、１２の高低差が大きくなるほど、太陽電池モジュール２の傾斜角が大きくなる。ただし、高い方の桟部材１２のサイズを考慮すると、太陽電池モジュール２の傾斜角に限度を設定するのが好ましい。このため、本実施形態の設置架台１０は、低緯度の地域に適しているといえる。

各桟部材１１、１２は、図１の太陽光発電システム１における各太陽電池モジュール２の配列方向の長さと同一であるか、この配列方向の長さよりも長く、複数の短いものを継ぐことにより図１のような長さにされている。

各桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａ上には、太陽電池モジュール２の枠部材２１の両側を固定支持するための各固定金具ユニット２６又は２７が取付けられている。各固定金具ユニット２６は、太陽光発電システム１における相互に隣り合う２枚の太陽電池モジュール２の枠部材２１を同時に固定するためのものであり、また各固定金具ユニット２７は、太陽光発電システム１における両側端に位置する太陽電池モジュール２の枠部材２１を固定するためのものである。これらの固定金具ユニット２６、２７については後で詳述する。

図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、桟部材１１を示す平面図、背面図、及び側面図である。この桟部材１１は、基礎面に載置される底板１１ｂ、底板１１ｂの一辺で屈曲され立設された立設板１１ｃ、及び立設板１１ｃの上辺で屈曲され片持ちされた天板１１ａからなるほぼＺ字型の断面形状を有している。底板１１ｂには、該底板１１ｂを基礎面に固定するために用いられる複数の長孔１１ｄが桟部材１１の長手方向に沿って形成されている。また、立設板１１ｃ及び天板１１ａには、各固定金具ユニット２６又は２７の取付け位置毎に、これらの固定金具ユニットを取付けるためのＴ字型孔１１ｅ、位置決めスリット１１ｆ、及び長円孔１１ｇが形成されている。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、桟部材１２を示す平面図、背面図、及び側面図である。この桟部材１２も、桟部材１１と同様に、基礎面に載置される底板１２ｂ、底板１２ｂの一辺で屈曲され立設された立設板１２ｃ、及び立設板１２ｃの上辺で屈曲され片持ちされた天板１２ａからなるほぼＺ字型の断面形状を有している。底板１２ｂには、複数の長孔１２ｄが桟部材１２の長手方向に沿って形成され、また立設板１２ｃ及び天板１２ａには、各固定金具ユニット２６又は２７を取付けるためのＴ字型孔１２ｅ、位置決めスリット１２ｆ、及び長円孔１２ｇが形成されている。

各桟部材１１、１２は、基礎面に突設された複数のボルト（図示せず）を該各桟部材１１、１２の底板１１ｂ、１２ｂの各長孔１１ｄ、１２ｄに通し、これらのボルトにナットをねじ込むことにより固定される。

図４（ｃ）及び図５（ｃ）から明らかなように各桟部材１１、１２の立設板１１ｃ、１２ｃは、それぞれの底板１１ｂ、１２ｂに対して垂直に立設されている。従って、各底板１１ｂ、１２ｂを基礎面に載置したときには、各立設板１１ｃ、１２ｃが基礎面に対して垂直に立つ。このため、各桟部材１１、１２は、それらの底板１１ｂ、１２ｂが基礎面に載置された状態で、垂直上方向からの耐荷重性に優れ、それぞれの天板１１ａ、１２ａ上にかかる荷重を強固に支持することができる。仮に、立設板と底板間の屈曲角度を小さくして、立設板を底板に近づくように傾斜させると、荷重が立設板と底板間の屈曲部をより折り曲げるように作用するので、桟部材の耐荷重性が低下する。

各桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａは、それぞれの立設板１１ｃ、１２ｃに対する角度が同一鋭角となるように屈曲されている。また、一方の桟部材１１が低く、他方の桟部材１２が高くされている。このため、各桟部材１１、１２の底板１１ｂ、１２ｂが基礎面に載置され、各桟部材１１、１２が一定間隔を開けて平行に配置された状態では、それぞれの天板１１ａ、１２ａがほぼ同一傾斜平面上に位置決めされ、これらの天板１１ａ、１２ａに載置された太陽電池モジュール２がその傾斜平面に沿って配置されて傾斜する。

図６に示すように各桟部材１１、１２の立設板１１ｃ、１２ｃのＴ字型孔１１ｅ、１２ｅは、各立設板１１ｃ、１２ｃと各天板１１ａ、１２ａ間の屈曲部（角）から離間して形成されている。このため、各Ｔ字型孔１１ｅ、１２ｅにより各立設板１１ｃ、１２ｃと各天板１１ａ、１２ａ間の屈曲部の強度が低下することはなく、各桟部材１１、１２の強度を維持することができる。

連結部材１３は、図１の太陽光発電システムにおいて各太陽電池モジュール２と同数設けられ、太陽電池モジュール２毎に、各桟部材１１、１２間に架け渡されて固定され、各桟部材１１、１２の間隔を一定にする。

連結部材１３は、図２に示すように天板１３ｂ、及び天板１３ｂ両側の側板１３ｃからなるほぼコの字型の断面形状を有している。連結部材１３は、図７に示すように桟部材１１との交差部位近傍で、その両側の側板１３ｃを桟部材１１の天板１１ａの幅よりも僅かに広く切り欠かれており、この切り欠かれた切欠部１３ｅで連結部材１３の天板１３ｂが桟部材１１の天板１１ａに重ねられている。

また、連結部材１３は、図８に示すように桟部材１２との交差部位近傍で、その両側の側板１３ｃを広く切り欠かれており、この切り欠かれ部分で連結部材１３の天板１３ｂが桟部材１２の天板１２ａに重ねられている。

そして、図２に示すように連結部材１３が桟部材１１と交差する部位で、連結部材１３の天板１３ｂの各孔及び桟部材１１の天板１１ａの各孔にそれぞれのボルト５を下方から挿入し、これらのボルト５にそれぞれのナット６をねじ込んで締め付けて、連結部材１３を桟部材１１に固定している。同様に、連結部材１３が桟部材１２と交差する部位で、連結部材１３の天板１３ｂの各孔及び桟部材１２の天板１２ａの各孔にそれぞれのボルト５を下方から挿入し、これらのボルト５にそれぞれのナット６をねじ込んで締め付けて、連結部材１３を桟部材１２に固定している。

また、連結部材１３の天板１３ｂの厚みは、各固定金具ユニット２６、２７の下部固定金具４の荷重受板４０の厚みに等しくされており、連結部材１３の天板１３ｂ及び下部固定金具４の荷重受板４０が各桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａ上に重ねて載せられていることから、連結部材１３の天板１３ｂと荷重受板４０がほぼ同一傾斜平面に位置決めされる。このため、太陽電池モジュール２の枠部材２１は、連結部材１３の天板１３ｂと各固定金具ユニット２６、２７の下部固定金具４の荷重受板４０の上に載置されることになる。

連結部材１３の一端１３ａは、桟部材１１より突出しており、この一端１３ａに上方向に屈曲したストッパー１３ｇが設けられている。このストッパー１３ｇは、各桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａ上に載せられた太陽電池モジュール２の傾斜下方の端部に当接する。

さて、このような太陽電池モジュールの設置架台１０においては、先に述べたように各底板１１ｂ、１２ｂを基礎面に載置したときには、各立設板１１ｃ、１２ｃが基礎面に対して垂直に立つため、各桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａ上にかかる荷重を強固に支持することができる。

ただし、各立設板１１ｃ、１２ｃを基礎面に対して垂直に立てた場合は、各桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａ上にかかる荷重を強固に支持することができても、図９に示すように天板１１ａ（又は１２ａ）に荷重Ｇが作用すると、立設板１１ｃ（又は１２ｃ）を倒すようなモーメントＭが発生して、桟部材１１（又は１２）が倒れようとする。これは、桟部材１１、１２の断面形状がほぼＺ字型であるためである。

そこで、本実施形態では、太陽電池モジュール２を各桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａ上に架け渡して固定し、一方の桟部材が倒れようとしても、太陽電池モジュール２と他方の桟部材によって一方の桟部材が支えられて倒れることがないようにしている。すなわち、各桟部材１１、１２は、太陽電池モジュール２を介して双方で支え合って倒れることがない。このため、断面形状がほぼＺ字型の桟部材１１、１２を用いながらも、太陽電池モジュール２を強固に支持することができる。

更に、各桟部材１１、１２間に連結部材１３が架け渡され固定されているので、各桟部材１１、１２が連結部材１３を介しても双方で支え合い、各桟部材１１、１２がより倒れ難くなっている。

また、本実施形態の設置架台１０においては、次のような他の多くの効果がある。例えば、２本の桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａ上に太陽電池モジュール２を支持していることから、従来のように少なくとも４本の脚部を立設する構成と比較すると、部品点数を少なくすることができる。

更に、各桟部材１１、１２として長いものを適用し、各桟部材１１、１２上に複数の太陽電池モジュール２を並設する構成であるため、設置架台の部品点数の増大を抑えることができる。例えば、図１の太陽光発電システム１における各桟部材１１、１２が複数の短いものを継いで構成されていても、その短い２本の桟部材１１、１２上に３枚の太陽電池モジュール２を並設することができるのであれば、３枚の太陽電池モジュール２により２本の桟部材１１、１２を共用することになり、設置架台の部品点数の低減を果たすことができる。

また、太陽電池モジュール２を各桟部材１１、１２の天板１１ａ，１２ａ上に搭載するので、２本の桟部材１１、１２を位置決めしておけば、各太陽電池モジュール２を各桟部材１１、１２上に等間隔で配列するだけで、各太陽電池モジュール２の位置決めを行うことができる。

更に、各桟部材１１、１２の断面形状がほぼＺ字型であるため、桟部材１１（又は１２）の底板１１ｂ（又は１２ｂ）を基礎面に置いたときに、底板１１ｂ（又は１２ｂ）の上方スペースが空くことになり、底板１１ｂを基礎面に固定するための作業等を行い易くなる。

また、桟部材１１（又は１２）の断面形状がほぼＺ字型であるため、図１０に示すように複数の桟部材１１（又は１２）の表裏を順次重ね合わせて、各桟部材１１（又は１２）を積み重ねることができ、各桟部材１１（又は１２）の占有スペースが最小限に抑えられ、保管並びに運搬が容易である。

更に、連結部材１３の一端１３ａにストッパー１３ｇが設けられているので、各桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａ上に載せられた太陽電池モジュール２の傾斜下方で、太陽電池モジュール２の枠部材２１がストッパー１３ｇに当接して、各天板１１ａ、１２ａ上で太陽電池モジュール２が位置決めされ、かつ太陽電池モジュール２の滑落が防止される。

また、連結部材１３のストッパー１３ｇが桟部材１１より突出しているので、太陽電池モジュール２の傾斜下方の端部も桟部材１１より突出している。このため、雨水が太陽電池モジュール２の傾斜下方の端部へと流れて、この端部から滴り落ちたとしても、雨水が桟部材１１に降りかかることがなく、桟部材１１の腐食を防止することができる。

尚、連結部材１３のストッパー１３ｇによる太陽電池モジュール２の位置決め、滑落防止、桟部材１１の腐食防止という効果については、桟部材の断面形状にかかわらず達成されるので、この効果だけを達成することを目的とする限りは、桟部材の断面形状をＺ型にする必要がなく、桟部材の断面形状をほぼコの字型やＩ型等にしてもよい。

次に、設置架台１０の各桟部材１１、１２に対する太陽電池モジュール２の枠部材２１の取付け構造を説明する。

図１及び図２において、先に述べたように各固定金具ユニット２６は、太陽光発電システム１における相互に隣り合う２枚の太陽電池モジュール２の枠部材２１を同時に固定するためのものであり、また各固定金具ユニット２７は、太陽光発電システム１における両側端に位置する太陽電池モジュール２の枠部材２１を固定するためのものである。従って、固定金具ユニット２６と固定金具ユニット２７とでは若干構造が異なる。このため、固定金具ユニット２６と固定金具ユニット２７によるそれぞれの取付け構造を別々に説明する。

まず、太陽光発電システム１における相互に隣り合う２枚の太陽電池モジュール２の枠部材２１を同時に固定するための固定金具ユニット２６を説明する。

図１１に示すように太陽電池モジュール２の枠部材２１は、保持部２２と、保持部２２から下方に垂設された壁部２３と、太陽電池パネル２０と平行であって、壁部２３の下端から水平に延在する底部片２４とを有している。

保持部２２は、同一横方向に延在する一対の保持片２２ｂ、２２ｃを有しており、これらの保持片２２ｂ、２２ｃの内側に太陽電池パネル２０の端部が挟持されている。

図１２及び図１３は、桟部材１１（又は１２）に取付けられた固定金具ユニット２６により相互に隣り合う太陽電池モジュール２の端部が固定された状態を上方向から見て示す斜視図である。また、図１４は、同状態を下方から見て示す斜視図である。また、図１５は、同状態を示す断面図である。

図１２乃至１５に示すように固定金具ユニット２６は、上部固定金具３ａ、下部固定金具４、及び各固定金具３ａ、４を相互に締結するボルト８を備えている。下部固定金具４は、桟部材１１（又は１２）に取付けられて、左右の太陽電池モジュール２の枠部材２１の裏側に当接している。また、上部固定金具３ａは、左右の太陽電池モジュール２の枠部材２１の表側に当接している。更に、ボルト８は、上部固定金具３ａから桟部材１１（又は１２）の天板１１ａ（又は１２ａ）へと貫通して、天板１１ａ（又は１２ａ）の裏面側で下部固定金具４にねじ込まれて締結されている。これにより、各固定金具３ａ、４間に左右の太陽電池モジュール２の枠部材２１が挟み込まれて支持されている。

図１６は、上部固定金具３ａを示す斜視図である。図１６に示すように上部固定金具３ａは、平板状の押圧板３１の前後の両端部に下方へと突出する突起片３２を形成し、押圧板３１の中央部に孔３３を形成したものである。

押圧板３１は、桟部材１１（又は１２）の天板１１ａ（又は１２ａ）上に隣り合って配置された２枚の太陽電池モジュール２の枠部材２１を上から押圧するのに用いられる。又、押圧板３１の孔３３は、ボルト８が挿入される孔である。上部固定金具３ａの突起片３２は、左右の太陽電池モジュール２間に挿入され、左右の太陽電池モジュール２間の配置間隔を設定する。

図１７は、下部固定金具４を示す斜視図である。図１７に示すように下部固定金具４は、荷重受板４０、裏受板５０、及び荷重受板４０と裏受板５０を結合するジョイント部６０を有している。ジョイント部６０の途中には、容易に屈曲可能なように括部６１が設けられている。

裏受板５０には、その後端縁から垂直に屈曲した後壁５０ｂが形成され、またその前端縁から垂直に屈曲した前壁５０ａが形成されている。更に、前壁５０ａの端縁から垂直に屈曲した係合片５０ｃが形成されている。

荷重受板４０の両端縁には、上方に屈曲した爪片４１、４１が形成されている。また、荷重受板４０の後端縁には、下方に屈曲した位置決め片４３が形成されている。更に、位置決め片４３には、係合溝４３ａが形成されている。

また、荷重受板４０の中央部に孔４２が貫通形成され、裏受板５０には締結孔５１が形成されている。荷重受板４０の孔４２は、ボルト８が挿入される孔であり、裏受板５０の締結孔５１は、締結部材であるボルト８がねじ込まれるネジ孔である。

図１８乃至図２０に示すように下部固定金具４のジョイント部６０が括部６１で折り曲げられて、荷重受板４０と裏受板５０が相互に間隙を開けて対向配置され、裏受板５０の係合片５０ｃの長孔５０ｄに荷重受板４０の位置決め片４３が嵌入され、位置決め片４３の長孔４３ａに係合片５０ｃの凸部５０ｅが嵌入されて、荷重受板４０と裏受板５０が相互に係止される。

一方、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）〜（ｃ）に示したように桟部材１１（又は１２）の立設板１１ｃ（又は１２ｃ）には、固定金具ユニット２６（又は２７）を取付けるためのＴ字型孔１１ｅ（又は１２ｅ）が形成され、また天板１１ａ（１２ａ）には、固定金具ユニット２６（又は２７）を取付けるための位置決めスリット１１ｆ（又は１２ｆ）、及び長円孔１１ｇ（又は１２ｇ）が形成されている。

天板１１ａ（１２ａ）の長円孔１１ｇ（又は１２ｇ）は、ボルト８を挿入するためのものであり、このボルト８の挿入位置を微調整するために細長い長孔となっている。又、位置決めスリット１１ｆ（又は１２ｆ）は、下部固定金具４の位置決め片４３を挿入するためのものであり、この下部固定金具４の位置決め片４３の挿入位置を微調整するために細長い長孔となっている。

このような桟部材１１（又は１２）に下部固定金具４を取付けるには、まず図１７に示すような折り曲げられる前の下部固定金具４の裏受板５０を桟部材１１（又は１２）の立設板１１ｃ（又は１２ｃ）のＴ字型孔１１ｅ（又は１２ｅ）に通して、下部固定金具４のジョイント部６０までをＴ字型孔１１ｅ（又は１２ｅ）に挿入する。

そして、裏受板５０を桟部材１１（又は１２）の天板１１ａ（又は１２ａ）に対向させ、下部固定金具４の位置決め片４３を天板１１ａ（又は１２ａ）の位置決めスリット１１ｆ（又は１２ｆ）に挿入して、下部固定金具４の位置決めを行う。

更に、下部固定金具４のジョイント部６０の括部６１を９０度折り曲げて、裏受板５０と荷重受板４０を天板１１ａ（又は１２ａ）を介して相互に対向配置し、裏受板５０と荷重受板４０間に天板１１ａ（又は１２ａ）を挟持し、下部固定金具４を天板１１ａ（又は１２ａ）に取付ける。このとき、裏受板５０の係合片５０ｃの長孔５０ｄに荷重受板４０の位置決め片４３を嵌入し、位置決め片４３の長孔４３ａに係合片５０ｃの凸部５０ｅを嵌入して、荷重受板４０と裏受板５０を相互に係止させる。

こうして下部固定金具４を天板１１ａ（又は１２ａ）に取付けた状態で、図１５に示すように下部固定金具４の荷重受板４０の中央付近から左側の爪片４１までのスペースに左側太陽電池モジュール２の枠部材２１の底部片２４を差し入れて配置し、また荷重受板４０の中央付近から右側の爪片４１までのスペースに右側太陽電池モジュール２の枠部材２１の底部片２４を差し入れて配置し、各太陽電池モジュール２の枠部材２１の保持部２２上に上部固定金具３ａを載せて、上部固定金具３ａの突起片３２を左右の太陽電池モジュール２間に挿入し、ボルト８を上部固定金具３ａの孔３３及び荷重受板４０の孔４２に挿入して、ボルト８を天板１１ａ（又は１２ａ）の長円孔１１ｇ（又は１２ｇ）を通じて裏受板５０の締結孔５１へとネジ込み、ボルト８を締め付ける。これにより、下部固定金具４と上部固定金具３ａ間に左右の太陽電池モジュール２の枠部材２１が挟み込まれて固定支持される。

次に、太陽光発電システム１における両側端に位置する太陽電池モジュール２の枠部材２１を固定するための固定金具ユニット２７を説明する。

図２１及び図２２は、桟部材１１（又は１２）に取付けられた固定金具ユニット２７により左右の太陽電池モジュール２の端部が固定された状態を上方向から見て示す斜視図である。また、図２３は、同状態を示す断面図である。

図２１及び図２３に示すように固定金具ユニット２７は、上部固定金具３ｂ、下部固定金具４、及び各固定金具３ｂ、４を相互に締結するボルト８を備えている。下部固定金具４は、固定金具ユニット２６の下部固定金具４と同様の構成であり、桟部材１１（又は１２）への取付け構造もしく手順も同様である。また、上部固定金具３ｂは、１枚の太陽電池モジュール２の枠部材２１の表側に当接している。更に、ボルト８は、上部固定金具３ｂから桟部材１１（又は１２）の天板１１ａ（又は１２ａ）へと貫通して、天板１１ａ（又は１２ａ）の裏面側で下部固定金具４にねじ込まれて締結されている。これにより、各固定金具３ｂ、４間に１枚の太陽電池モジュール２の枠部材２１が挟み込まれて支持されている。

図２４は、上部固定金具３ｂを示す斜視図である。図２４に示すように上部固定金具３ｂは、平板状の押圧板３１の前後の両端部に下方へと突出する突起片３２を形成し、押圧板３１の中央部に孔３３を貫通形成し、押圧板３１の一端縁から垂直に屈曲した立壁３４を形成し、立壁３４の下端縁から横向きに屈曲した底部片３５を形成したものである。

図２３に示すように下部固定金具４の荷重受板４０の中央付近から内側の爪片４１までのスペースに左側又は右側の太陽電池モジュール２の枠部材２１の底部片２４を差し入れて配置し、また荷重受板４０の中央付近から外側の爪片４１までのスペースに上部固定金具３ｂの底部片３５を配置し、太陽電池モジュール２の枠部材２１の保持部２２上に上部固定金具３ｂの押圧板３１を載せて、上部固定金具３ｂの突起片３２を太陽電池モジュール２の保持部２２に押し当てて、太陽電池モジュール２を位置決めし、ボルト８を上部固定金具３ｂの孔３３及び下部固定金具４の荷重受板４０の孔４２に挿入して、ボルト８を天板１２の長円孔１３を通じて裏受板５０の締結孔５１へとネジ込み、ボルト８を締め付ける。これにより、下部固定金具４と上部固定金具３ｂ間に太陽電池モジュール２の枠部材２１が挟み込まれて固定支持される。

ここで、先に述べたように桟部材１１（又は１２）の立設板１１ｃ（１２ｃ）が基礎面に対して垂直に立った状態では、天板１１ａ（又は１２ａ）に荷重が作用すると、立設板１１ｃ（１２ｃ）を倒すようなモーメントが発生して、桟部材１１（又は１２）が倒れる。

そこで、本実施形態では、図２５に示すように太陽電池モジュール２の荷重を受ける下部固定金具４の荷重受板４０の一部４０ａが桟部材１１（又は１２）の立設板１１ｃ（１２ｃ）の部位を介して天板１１ａ（又は１２ａ）からはみ出すように荷重受板４０を配置している。

下部固定金具４の荷重受板４０は、その全体で太陽電池モジュール２の荷重を受けており、天板１１ａ（又は１２ａ）上の荷重受板４０の位置により、天板１１ａ（又は１２ａ）に対する荷重の作用点が決まる。この荷重受板４０を天板１１ａ（又は１２ａ）からはみ出すように配置すると、天板１１ａ（又は１２ａ）に対する荷重の作用点Ｓが立設板１１ｃ（１２ｃ）の部位に近づくか重なり、立設板１１ｃ（１２ｃ）を倒すようなモーメントＭが小さくなるか「０」となり、桟部材１１（又は１２）が倒れ難くなる。

従って、先に述べたように断面形状がほぼＺ字型の桟部材１１、１２を用いながらも、各桟部材１１、１２が太陽電池モジュール２を介して双方で支え合って倒れ難くされている上に、桟部材１１（又は１２）の天板１１ａ（又は１２ａ）からはみ出した荷重受板４０の配置位置により桟部材がより倒れ難くされている。

尚、下部固定金具４の荷重受板４０の配置位置による立設板１１ｃ（１２ｃ）を倒すようなモーメントの低減効果については、断面形状がほぼＺ字型の桟部材に限らず、断面形状がほぼコの字型の桟部材にも有効であるので、この効果だけを達成することを目的とする限りは、桟部材の断面形状がほぼコの字型であってもよい。

次に、図１の太陽光発電システム１の施工手順を説明する。図２６Ａ乃至図２６Ｄを参照しつつ説明する。

まず、図２６Ａ（ａ）に示すように地表で一定間隔を開けた相互に平行な２列の直線ラインＬ１、Ｌ２を求め、これらのＬ１、Ｌ２上で各アンカー６５を規定間隔で埋設して、各アンカー６５の頂部のみを地表に露出させる。これらのアンカー６５の頂部には、それぞれのボルト６６が突設されている、
図２６Ａ（ｂ）に示すように直線ラインＬ１に沿って低い方の各桟部材１１を配置する。このとき、桟部材１１毎に、桟部材１１を２個のアンカー６５の頂部に載置する。また、各桟部材１１の継ぎ目を各アンカー６５の中間に位置決めする。

同様に直線ラインＬ２に沿って高い方の各桟部材１２を配置し、桟部材１２毎に、桟部材１２を２個のアンカー６５の頂部に載置し、各桟部材１２の継ぎ目を各アンカー６５の中間に位置決めする。

そして、図２６Ｂ（ｃ）に示すようにアンカー６５毎に、アンカー６５のボルト６６を桟部材１１（又は１２）の底板１１ｂ（又は１２ｂ）の長孔１１ｄ（又は１２ｄ）に差し入れ、アンカー６５のボルト６６にナット６７をねじ込んで、桟部材１１（又は１２）をアンカー６５に固定する。

これにより、各桟部材１１、１２が一定間隔を開けて平行に配置され、それぞれの天板１１ａ、１２ａがほぼ同一傾斜平面上に位置決めされる。

次に、図２６Ｂ（ｄ）に示すように複数の連結部材１３を各桟部材１１、１２に架け渡して固定する。これらの連結部材１３の個数は、太陽光発電システム１に用いられる各太陽電池モジュール２と同数であり、後で搭載される太陽電池モジュール２の中心に重なるように位置決めされる。

また、図２６Ｂ（ｅ）に示すように連結部材１３が桟部材１１（又は１２）と交差する部位で、連結部材１３の天板１３ｂの各孔及び桟部材１１（又は１２）の天板１１ａ（又は１２ａ）の各孔にそれぞれのボルト５を下方から挿入し、これらのボルト５にそれぞれのナット６をねじ込んで締め付けて、連結部材１３を桟部材１１（又は１２）に固定する。

更に、図２６Ｂ（ｄ）に示すように相互に隣り合う各桟部材１１の継ぎ目と相互に隣り合う各桟部材１２の継ぎ目に連結部材１３が架け渡され、この連結部材１３が、相互に隣り合う各桟部材１１の両方に跨って固定接続され、かつ相互に隣り合う各桟部材１２の両方に跨って固定接続されている。従って、この連結部材１３は、相互に隣り合う各桟部材を接続する役目を果たす。

次に、図２６Ｃ（ｆ）、（ｇ）に示すように下部固定金具４の裏受板５０を桟部材１１（又は１２）のＴ字型孔１１ｅ（又は１２ｅ）に通して、下部固定金具４のジョイント部６０までをＴ字型孔１１ｅ（又は１２ｅ）に挿入し、下部固定金具４の位置決め片４３を天板１１ａ（又は１２ａ）の位置決めスリット１１ｆ（又は１２ｆ）に挿入して、下部固定金具４の位置決めを行う。そして、下部固定金具４のジョイント部６０の括部６１を９０度折り曲げて、裏受板５０と荷重受板４０を天板１１ａ（又は１２ａ）を介して相互に対向配置し、下部固定金具４を天板１１ａ（又は１２ａ）に取付ける。

この下部固定金具４は、太陽電池モジュール２毎に、太陽電池モジュール２の枠部材２１の両側４箇所を固定するべく、各桟部材１１、１２のそれぞれの箇所に取付けられる。

次に、図２６Ｄ（ｈ）に示すように太陽電池モジュール２を各桟部材１１、１２上に配置し、太陽電池モジュール２の枠部材２１の両側４箇所を各桟部材１１、１２上の４個の下部固定金具４に載せ、太陽電池モジュール２の傾斜下方の端部を連結部材１３のストッパー１３ｇに当接させて、太陽電池モジュール２を位置決めする。これにより、太陽電池モジュール２が各桟部材１１、１２の天板１１ａ、１２ａに沿って傾斜して支持される。

そして、太陽光発電システム１における両側端に位置する太陽電池モジュール２の枠部材２１にいては、図２６Ｄ（ｉ）に示すように上部固定金具３ｂの押圧板３１を太陽電池モジュール２の枠部材２１上に載せて、ボルト８を挿入しネジ込んで締め付け、下部固定金具４と上部固定金具３ｂ間に太陽電池モジュール２の枠部材２１を挟み込んで固定支持する。

また、相互に隣り合う２枚の太陽電池モジュール２の枠部材２１については、図２６Ｄ（ｊ）に示すように上部固定金具３ａを各太陽電池モジュール２の枠部材２１上に載せて、ボルト８を挿入しネジ込んで締め付け、下部固定金具４と上部固定金具３ａ間に左右の太陽電池モジュール２の枠部材２１を挟み込んで固定支持する。

図２６Ｄ（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）については、太陽光発電システム１における一端側の太陽電池モジュール２から順次行って、全ての太陽電池モジュール２を順次配列して取付ける。

このような施工手順により、複数の太陽電池モジュール２を効率的に配列して設置することができ、作業工数や作業時間を節減することができる。

次に、上記実施形態の変形について説明する。図２７は、図１の太陽光発電システム１の変形例を示している。尚、図２７において、図１と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付して説明を簡略化する。ここでは、太陽電池モジュール２を２列で設け、各列の太陽電池モジュール２の傾きを相互に逆にして、各列の太陽電池モジュール２を山型に配置している。この山型の配置のために、高い方の各桟部材１２を相互に近づけて２列で配置し、この２列の外側に低い方のそれぞれの桟部材１１を配置し、各桟部材１１、１２上に複数の太陽電池モジュール２を２列で搭載している。

このような太陽電池モジュール２の配置により、多数の太陽電池モジュール２を近接配置しても、太陽電池モジュール２の影に他の太陽電池モジュール２が入ることが無く、発電効率を高くすることができる。

図２８は、図２の設置架台１０を屋根に設置した例を示している。尚、図２８において、図２と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付して説明を簡略化する。ここでは、波型の屋根７１の各頂部７１ａに固定されたそれぞれのハゼ７２を利用しており、２本のハゼ７２に２個の雪止め金具７３をそれぞれ固定し、前方の２個の雪止め金具７３上に桟部材１１を固定し、後方の２個の雪止め金具７３上に桟部材１２を固定し、各桟部材１１、１２間に連結部材１３を架け渡して固定し、各桟部材１１、１２上に、太陽電池モジュール２の幅と略同一の間隔を開けて各固定金具ユニット２７を取付けている。

各ハゼ７２は、その両側面が凹んでいる。各雪止め金具７３は、それぞれのハゼ７２の両側面の凹みを挟み込むことにより固定されており、これらの雪止め金具７３の平坦な頂部に各桟部材１１、１２の底板１１ｂ、１２ｂが載せられてビス止めされている。従って、ここでは各雪止め金具７３の平坦な頂部が基礎面となっている。

図２９は、図２の設置架台１０の変形例を示している。尚、図２９において、図２と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付して説明を簡略化する。ここでは、図２の各ベールレール１１、１２及び連結部材１３の代わりに、各桟部材１１Ａ、１２Ａ及び連結部材１３Ａを用いている。各桟部材１１Ａ、１２Ａは、それらの天板１１ａ、１２ａの前縁１１ｈ、１２ｈを下方に折り曲げたものである。

連結部材１３Ａは、桟部材１１Ａの交差部位で、その両側の側板１３ｃを桟部材１１Ａの幅の分だけ切り欠かれており、この切り欠かれた切欠部１３ｈに桟部材１１Ａが嵌合されている。

また、連結部材１３Ａは、桟部材１２Ａの交差部位で、その両側の側板１３ｃを広く切り欠かれており、この切り欠かれた切欠部１３ｉの内側角に桟部材１１Ａが嵌合している。

このように連結部材１３Ａが桟部材１１Ａの切欠部１３ｈに嵌合しかつ桟部材１２Ａの切欠部１３ｉの内側角に嵌合した状態では、連結部材１３Ａが各桟部材１１Ａ、１２Ａに強固に固定されるので、各桟部材１１Ａ、１２Ａが倒れようとしても、各桟部材１１Ａ、１２Ａが連結部材１３Ａを介して双方で支え合い、各桟部材１１Ａ、１２Ａがより倒れ難くなる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態及び変形例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

本発明の太陽電池モジュールの設置架台の一実施形態を適用した太陽光発電システムを示す斜視図である。 本実施形態の設置架台を示す斜視図である。 本実施形態の設置架台を示す側面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図２における低い方の桟部材を示す平面図、背面図、及び側面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図２における高い方の桟部材を示す平面図、背面図、及び側面図である。 図２における各桟部材の立設板に形成されたＴ字型孔周辺を示す平面図である。 図２における連結部材と低い方の桟部材と交差部位近傍を示す側面図である。 図２における連結部材と高い方の桟部材と交差部位近傍を示す側面図である。 図２における桟部材に作用するモーメントを説明するために用いた図である。 図２における複数の桟部材を重ねた状態を示す側面図である。 図１の太陽電池モジュールの枠部材を拡大して示す断面図である。 図２における桟部材に取付けられた固定金具ユニットにより相互に隣り合う太陽電池モジュールの端部が固定された状態を前方斜め上から見て示す斜視図である。 図１２の状態を後方斜め上から見て示す斜視図である。 図１２の状態を後方斜め下から見て示す斜視図である。 図１２の状態を示す断面図である。 図１２における上部固定金具を示す斜視図である。 図１２における下部固定金具を示す斜視図である。 図１７の下部固定金具の折り曲げた状態を示す平面図である。 図１７の下部固定金具の折り曲げた状態を表側から見て示す斜視図である。 図１７の下部固定金具の折り曲げた状態を裏側から見て示す斜視図である。 図２における桟部材に取付けられた固定金具ユニットにより１枚の太陽電池モジュールの端部が固定された状態を前方斜め上から見て示す斜視図である。 図２１の状態を後方斜め上から見て示す斜視図である。 図２１の状態を示す断面図である。 図２１における上部固定金具を示す斜視図である。 図２における下部固定金具の荷重受板の作用効果を説明するために用いた図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１の太陽光発電システムを構築するための施工手順を示す図である。 （ｃ）〜（ｅ）は、図２６Ａに引き続く手順を示す図である。 （ｆ）、（ｇ）は、図２６Ｂに引き続く手順を示す図である。 （ｈ）〜（ｊ）は、図２６Ｃに引き続く手順を示す図である。 図１の太陽光発電システムの変形例を示す斜視図である。 図２の設置架台を屋根に設置した例を示す斜視図である。 図２の設置架台の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 太陽光発電システム
２ 太陽電池モジュール
３ａ、３ｂ 固定金具
４ 下部固定金具
１０ 設置架台
１１、１２ 桟部材
１３ 連結部材
２６、２７ 固定金具ユニット
２０ 太陽電池パネル
２１ 枠部材
６５ アンカー
７１ 波型の屋根
７２ ハゼ
７３ 雪止め金具

Claims (1)

1. 底板、底板の一辺で屈曲され立設された立設板、及び立設板の上辺で屈曲され片持ちされた天板からなるほぼＺ字型又はほぼコの字型の断面形状を有する桟部材を配置し、桟部材の底板を基礎面に固定し、太陽電池モジュールを固定金具を介して桟部材の天板上に固定しており、
   前記固定金具は、前記桟部材の天板上に載せられて、太陽電池モジュールの荷重を受ける荷重受板と、裏受板と、荷重受板及び裏受板を接続するジョイント部とを有し、
   前記桟部材の立設板に該立設板と天板間の屈曲部から離間した孔を形成し、前記固定金具の裏受板を前記桟部材の立設板の孔に差し込んで桟部材の天板の裏面側に配置し、前記固定金具のジョイント部を屈曲させて、前記固定金具の荷重受板及び裏受板を前記桟部材の天板を介して対向させ、前記固定金具を前記桟部材に係止し、前記固定金具の荷重受板の一部が前記桟部材の立設板の部位を介して前記天板からはみ出すように該荷重受板を配置したことを特徴とする太陽電池モジュールの設置架台。

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