JP4785958B2 - Solar power plant - Google Patents
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Description
本発明は、簡易な構成で且つ迅速な施工ができると共に、水密性の優れた太陽光発電装置に関する。 The present invention relates to a photovoltaic power generation apparatus having a simple configuration and capable of rapid construction and having excellent water tightness.
従来より、太陽光発電モジュール体を使用して、構造物の屋根又は壁に設けた太陽光発電装置が存在している。例えば、傾斜した屋根又は壁とした場合に対応できるが、構造が複雑化して、価格的にも高価となる等の欠点があった。また、雨仕舞が良好にできない問題もあった。特に、特許文献1では、明細書の内容では、サッシを設けながら、構造が複雑化するものであった。特許文献2では、サッシに取り付ける構成であるが、具体的な構成としては、屋根の雨仕舞を良好にするための構成が複雑化して極端に問題があった。さらに、特許文献3においては、太陽光発電モジュール体をサッシに取付けながらも、雨仕舞を良好にできにくいと考えられる構成であった。
特許文献1乃至3では、何れも構造的には、特に雨仕舞い構造を複雑化しているが、該雨仕舞いが不完全である可能性が大である。特に、特許文献4は、構成がシンプルではあるが、良好なる雨仕舞が期待できない重大な欠点があった。特許文献5では、回転止めが良好に操作できないこともあった。このため、本発明が解決しようとする課題(技術的課題又は目的等)は、簡易で且つ迅速な施工ができると共に、水密性の良好な太陽光発電装置を実現することである。
In all of
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意,研究を重ねた結果、請求項1の発明を、構造材としての横梁と、両縦フレーム,横水下フレーム,横水上フレームにて方形枠を形成した枠体に平板状の太陽光発電セルを集合させた太陽光発電アレイが収納された太陽光発電ユニットと、平坦部と立上り部とからなる縦樋状部の略中央に取付突条部が形成された長手方向に長尺の縦樋材とを備え、前記縦フレームの大型L字形部には、縦フレーム樋状部が形成されると共に、前記横水下フレームには、中間より外側に水平部が形成された大型ト字形部が形成され、前記横水上フレームには大型L字形部の下部外側に横樋状部が屈曲形成されてなり、複数並設された前記横梁間に、所定間隔をおいて複数の縦樋材が傾斜方向を向いて固定され、該縦樋材に直交する方向に隣接する太陽光発電ユニットの縦フレーム相互が、前記縦樋材の縦樋状部内の取付突条部に載置固着されると共に、前記縦フレーム樋状部の長手方向端が前記縦樋状部内に配置され、前記縦樋材の長手方向と同方向には太陽光発電ユニットの横水下フレーム及び横水上フレーム相互が対向し、前記横水下フレームの水平部外端が、前記横水上フレームの大型L字形部中間に当接されると共に、前記横水上フレームの横樋状部内上に配置され、該横樋状部の長手方向両端は、前記縦樋状部内に配置されてなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。
Therefore, as a result of intensive researches to solve the above problems, the inventor has changed the invention of
請求項2の発明を、請求項1において、前記横水下フレームの大型ト字形部の上端に上部カバー部が形成され、前記横水上フレームの大型L字形部の上端に前記上部カバー部が重ね固定されてなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。また、請求項3の発明を、請求項1において、前記横水下フレームの大型ト字形部の水平部外端より下方に外端垂下縁が形成され、該外端垂下縁が、前記横水上フレームの大型L字形部に設けられた垂直状部に当接されてなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, an upper cover portion is formed at an upper end of the large toroidal portion of the horizontal water frame, and the upper cover portion is overlapped with an upper end of the large L-shaped portion of the horizontal water frame. The above-described problem has been solved by using a photovoltaic power generation device that is fixed. According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, an outer end drooping edge is formed below an outer end of a horizontal portion of the large toroidal portion of the horizontal water frame, and the outer end drooping edge is formed on the horizontal water surface. The solar power generation apparatus is characterized in that it is in contact with a vertical portion provided in a large L-shaped portion of the frame, thereby solving the above-mentioned problems.
請求項4の発明を、請求項3において、前記横水下フレームの大型ト字形部の垂直状部と、前記横水上フレームの横樋状部端の端部立上り片との間隔を所定間隔としてなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項5の発明を、請求項1において、前記横水下フレームの下部には、前記水平部の突出方向とは反対側に内側L形部が形成され、前記横水上フレームの前記横樋状部の突出方向とは反対側に内側L形部が形成されてなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the distance between the vertical portion of the large toroidal portion of the horizontal water frame and the end rising piece at the end of the horizontal flange portion of the horizontal frame is a predetermined interval. By solving the above problem, the above-described problem has been solved. According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, an inner L-shaped portion is formed on the lower side of the horizontal water frame on the side opposite to the projecting direction of the horizontal portion, and the horizontal hook-shaped portion of the horizontal water frame The solar power generation apparatus is characterized in that an inner L-shaped part is formed on the side opposite to the protruding direction of the above, thereby solving the problem.
請求項6の発明を、請求項1,2,3,4又は5のいずれか1項において、前記縦樋材の取付突条部は、断面門形状をなすと共に、頂部中央には溝部が形成され、且つ適宜の空隙を有して支持板部が形成されてなり、螺子部の下端に回転片が固着され、ナット及び押え片を有した固定具の回転片が前記溝部を介して支持板部上に挿入して回転固定されて、前記隣接する太陽光発電ユニットの縦フレーム相互が、前記縦樋材の縦樋状部内の取付突条部に載置固着されてなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項7の発明を、請求項1,2,3,4,5又は6において、前記太陽光発電セルを透明又は半透明状に構成してなることを特徴とする太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項8の発明を、請求項2,3,4,5,6又は7において、前記太陽光発電パネルの下側であって、隣接する前記縦樋材のL形側部の立上り部間に、透明又は半透明状で平板状の下部側採光板が水密的に取り付けられてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決したものである。
The invention according to
請求項1の発明においては、簡易な構成で且つ迅速な施工ができると共に、水密性の優れた太陽光発電装置を提供できる。特に、本発明では、構造材と太陽光発電ユニットと縦樋材との3部材にて極めて簡易な構造にできる。さらに、太陽光発電ユニットを前記縦樋材上に敷き並べることで極めて簡易且つ迅速に施工できる最大の利点がある。請求項2の発明では、上部カバー部の存在にて雨仕舞いを良好にできる。請求項3の発明では、より一層雨仕舞いを良好にできる。請求項4の発明では、正確なる施工を確実にできる。請求項5の発明においては、さらに確実なる雨仕舞構造にできる。
In invention of
請求項6の発明では、取付施工が一層迅速且つ確実にできる利点がある。請求項7の発明においては、下部側採光板を設けて二重構造にでき、断熱性能を上昇させうる。特に、上側が太陽光発電ユニットであるため、発電効率をも向上させることができる。請求項7の発明では、太陽光発電パネルが透明又は半透明状であるため、スカイライトとしての機能をも奏する。請求項8の発明においては、発電効率には支障を与えない二重構造にでき、断熱性能を上昇させうる。さらには、請求項7の発明と同様な効果も発揮しうる。
In the invention of
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、平板状の太陽光発電ユニットAは、図1及び図9等に示すように、太陽光発電パネル1と枠体2との結合されたものである。前記太陽光発電パネル1は、太陽光発電セル11a,11a,・・・が多数集合されて太陽光発電アレイ11が構成され、該太陽光発電アレイ11が複数集合されて構成されている。具体的には、例えば、太陽光発電セル11aが数cm平方であり、太陽光発電アレイ11が約30cm平方である。太陽光発電パネル1が約1m内外の平方又は長方形(約1m×約1.5m)である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A flat-plate photovoltaic power generation unit A is combined with a photovoltaic
前記枠体2は、図7(A)に示すように、両縦フレーム21,22と、両横フレーム23,24とで方形枠を形成するものである。また、図8(A),(B)及び図9(A),(B)に示すように、両縦フレーム21,22と、両横水下・水上フレーム23,24は、それぞれ内フレームと外フレームとで構成されている。縦フレーム21と縦フレーム22とは勝手反対に形成され、それぞれが縦内フレーム21a,縦外フレーム21bと、縦内フレーム22a,縦外フレーム22bにて構成されている。また、前記横水下フレーム23と横水上フレーム24は非対称に形成され、それぞれが横内フレーム23a,横外フレーム23bと、横内フレーム24a,横外フレーム24bにて構成されている。前記横水下フレーム23と横水上フレーム24とを総称して、単に「横フレーム」ということもある。
As shown in FIG. 7 (A), the
前記縦フレーム21と縦フレーム22とは左右勝手反対であるため、前記縦フレーム21のみを図8(A),(B)に基づいて説明する。該縦内フレーム21aはL字形部211の垂直片の上側に、前記太陽光発電パネル1の一辺を挿入支持するコ字状部212が設けられて構成されている。また、前記縦外フレーム21bは、大型L字形部213の内側に前記縦内フレーム21aを抱きかかえるL形突出片214が設けられ、前記大型L字形部213の下部側に断面U字形の縦フレーム樋状部213aが形成されている。
Since the
特に、前記縦内フレーム21a,縦外フレーム21bとはビスなどにて固着されている。縦外フレーム21bの上端には、後述の縦ジョイナー材が載置固定される部位として、前記縦内フレーム21aの上端よりは僅かに低い頂部215が形成されている。前記縦フレーム22は、前記縦フレーム21と勝手反対のみであるため、縦内フレーム21aは、L字形部211とコ字状部212とで構成されている。前記縦外フレーム21bは、縦フレーム樋状部213aを有する大型L字形部213とL形突出片214と頂部215とから形成されている。
In particular, the longitudinal
また、図9(A),(B)に示すように、前記横水下フレーム23と横水上フレーム24とは左右非対称である。まず、前記横水下フレーム23を説明する。該横水下フレーム23の横内フレーム23aはL字形部231の垂直片の上側内方に、前記太陽光発電パネル1の一辺を挿入支持するコ字状部232が設けられている。また、前記横水下フレーム23の横外フレーム23bは、大型ト字形部233が形成されている。
Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
該大型ト字形部233の垂直状部233aの中間より外側に水平部233bが形成され、該水平部233b外端より下方に外端垂下縁233cが設けられている。前記垂直状部233aの下端より外方に水平端縁233dが形成されている。前記大型ト字形部233の上端にキャップの役割をなす上部カバー部234が形成されている。前記横外フレーム23bの内側底部箇所には、前記横内フレーム23aを支える方形部235が設けられ、該方形部235の内側下部に内側L形部236が形成されている。
A
次に、前記横水上フレーム24を説明する。該横水上フレーム24の横内フレーム24aはL字形部241の垂直片の上側内方に、前記太陽光発電パネル1の一辺を挿入支持するコ字状部242が設けられている。前記横水上フレーム24の横外フレーム24bは、前記上部カバー部234の端部膨大部234aを支持する前記大型L字形部243の上側の二重垂直状部243aが形成されている。特に、大型L字形部243の下側の垂直状部243bの下端外側には、略U字状の横樋状部243cが屈曲形成され、さらに該横樋状部243cの外端には端部立上り片243dが形成されている。前記横外フレーム24bの内側底部箇所には、前記横内フレーム24aを支える方形部245が設けられ、該方形部245の内側下部に内側L形部246が形成されている。このようにして太陽光発電ユニットAは構成されている。電線等は適宜突出するように構成されているがここでは省略する。
Next, the
3は横梁などの構造材である。該構造材3は、リップ溝形鋼,H形鋼或いはI形鋼等からなっており、必要に応じて断熱板等の下地材等が設けられている。4は、図1及び図2、図8(D)等に示すように、長手方向に長尺又は適宜の長さを有する金属製の縦樋材であって、平坦部411と立上り部412,412とからなる縦樋状部41の略中央に取付突条部42が形成され、さらに、前記縦樋状部41の両外側にL型側部43,43が一体形成されている。前記立上り部412の先端より内方に上縁片412aが屈曲形成されている。前記取付突条部42は断面門形状をなし、上辺の中央に適宜の幅の開口した溝部421が全長に亘って形成されている。また、前記溝部421の下には、適宜な空隙422を有してこの下に支持板部423が設けられている。前記縦樋材4は実施形態では、アルミニウム製で押出形成されているが、金属製板材が折り曲げ形成される場合もある。
3 is a structural material such as a cross beam. The
また、前記太陽光発電ユニットAの縦フレーム21,22には、それぞれ縦フレーム樋状部213a,223aが設けられ、該縦フレーム樋状部213a,223aは、前記太陽光発電パネル1の外形の縦方向長さと同等長さに形成されている。さらに、縦フレーム樋状部213a,223aの断面の一部は、前記縦樋材4の縦樋状部41内に位置するように配置されている。5は固定具であって、螺子部5aの下端に回転片5bの中央が固着され、前記螺子部5aの中間にはナット5c螺合されると共に、この下に断面門形状の押え片5dの上片が貫通されている。前記螺子部5aの上端にはツマミ部5eが固着されている。前記固定具5にて前記太陽光発電ユニットAの縦フレーム21,22が前記縦樋材4に固定される。図6に示すように、前記横水下フレーム23の大型ト字形部233の水平部233b外端の外端垂下縁233cが前記横水上フレーム24の大型L字形部243の垂直状部243bに当接されている。また、図9(C)に示すように、前記横水下フレーム23の大型ト字形部233の垂直状部233aと、前記横水上フレーム24の横樋状部243c端の端部立上り片243dとの間隔を所定間隔Sとして構成されている。
Further, the
このように構成されると、図4に示すように、傾斜角θとなった縦フレーム樋状部213a,223a内に流下した雨水、すなわち、図3(B)のX方向に隣接する隙間内に入り込む雨水は、前記縦樋状部41内に流下するように構成されている。図3(B)のY方向に隣接する隙間内に入り込む雨水は、太陽光発電ユニットAの横樋状部243cを介して前記縦樋材4の縦樋状部41に流下して雨仕舞を良好にできる。
If comprised in this way, as shown in FIG. 4, the rain water which flowed down in the vertical frame hook-shaped
6はジョイナー材であって、それぞれ隣接する前記太陽光発電ユニットAのX方向に隣接する隙間を塞ぐように設けられ、その間隔個所の雨仕舞を図る。図1,図4,図6及び図9(D)等に示すように、前記縦ジョイナー材6は、長手方向に長尺又は適宜の長さを有する合成樹脂製又は金属製であって、平坦状の主板6aの両側寄りの下側に垂下片6b,6bが形成され、幅中央箇所は、表面は同一面であるが裏側が薄材部6cとして形成され、裏面に伝わるような雨水が垂下片6b下端より落下しやすいように構成されている。
その施工順序及び施工された太陽光発電装置について説明する。該太陽光発電装置は、図3(A)に示すように、構造物の屋根として施工された例である。Y方向を屋根の傾斜方向とし、X方向を屋根の棟方向とする。その傾斜角度をθとする。まず、構造材3のみから構成される場合であって、母屋などの構造材3が棟方向に平行に所定間隔をおいて併設される。そして、前記縦樋材4,4,…が、所定間隔(前記太陽光発電ユニットAの横幅に相当間隔)をおいて並列状態にして縦樋用吊子81及びボルト等の固着具82を介して固着される。また、場合によっては、溶接手段にて固着されることもある。
The construction order and the constructed photovoltaic power generation apparatus will be described. This solar power generation device is an example constructed as a roof of a structure as shown in FIG. The Y direction is the roof inclination direction, and the X direction is the roof ridge direction. The inclination angle is θ. First, in the case of only the
次いで、太陽光発電ユニットAが、図1及び図6(A)に示すように、前記縦樋材4の水下側(図1において手前側)から水上側(図1において向こう側)に向かって順次取付られる。そのとき、太陽光発電ユニットAの横水下フレーム23と、隣接の太陽光発電ユニットAの横水上フレーム24とが図6(A)に示す構成になるように取付施工される。さらに、図4に示すような隣接する太陽光発電ユニットA,Aは、図5に示すように、固定具5を介して縦樋状材4の取付突条部42に固定される。このようにして太陽光発電ユニットA多数が、図3(A)及び(B)に示すY方向及びX方向に整然と取り付けられる。最後に、棟方向(棟方向:X方向)の太陽光発電ユニットA,A間それぞれには、長尺のジョイナー材6が挿入されて固着される(図1及び図4参照)。また、必要に応じて、前記ジョイナー材6の周縁、前記上部カバー部234箇所には、水密性向上のために、何らかの充填剤を介在することもある。
Next, as shown in FIG. 1 and FIG. 6 (A), the photovoltaic power generation unit A is directed from the underwater side (the front side in FIG. 1) to the upper side (the other side in FIG. 1) of the
さらに、図4に示すように、隣接する前記縦樋材4,4間のL形側部43,43間に、前記太陽光発電パネル1と同等大きさの透明又は半透明状の下部側採光板71が板状枠72を介して水密的に嵌合施工されることもある。また、前述した縦フレーム21,22、横水下・水上フレーム23,24の適所には、必要に応じて適宜水抜き孔pを形成することがある。さらに、前記太陽光発電ユニットAの太陽光発電パネル1を透明又は半透明に構成すれば、屋根などの採光部として提供できる利点がある。
Further, as shown in FIG. 4, a transparent or translucent lower side lighting having the same size as that of the photovoltaic
図10は、前記太陽光発電パネル1,1相互及び該太陽光発電パネル1の取付構造の第2実施形態である。この場合の前記縦樋材4の取付突条部42の頂部裏面には、ナット5fが固着され、門型状の押え片5gを介してボルト5hにて固定される構成をなしている。さらに、図10(A)に示すように、前記ジョイナー材6の構成を換えることもある。ジョイナー材本体6dの幅方向片側に前記縦フレーム21,22の頂部215,225の何れか一方が入る挿入片6eが形成され、その間にクッション材6fが介在されて修められることがある。これらは取付のバリエーションとして存在する。
FIG. 10 shows a second embodiment of the solar
また、図11は、前記太陽光発電パネル1,1相互及び該太陽光発電パネル1の取付構造の第3実施形態である。この場合の前記縦樋材4の取付突条部42の頂部裏面には、ボルト頭を挿入しつつ回転不能にするボルト頭溝424が設けられ、該ボルト頭溝424にボルト5kのボルト頭5k1が挿入され、そのボルト軸に、門型状の押え片5mを介してナット5nにて固定される構成をなしている。
FIG. 11 shows a third embodiment of the photovoltaic
図12(A)及び(B)は、図6(A)とは別の実施形態であり、前記横水上フレーム24の大型L字形部243の二重垂直状部243aの上端箇所に、中央箇所のみとして厚みを薄くした薄肉部243a1として、ここにシール材9が門形状に被せられ、この上辺を押圧するようにして、前記上部カバー部234の膨大部234aが取付けられることもある。また、前記図12(C)は、さらに別の実施形態であり、前記大型L字形部243の二重垂直状部243aの幅を少し厚みを薄くした厚肉垂直状部243eとして、前記シール材9が入るようにな切欠き243e2が形成され、前記シール材9と同じ部材が挿入固定されることもある。
12 (A) and 12 (B) are different embodiments from FIG. 6 (A), and a central location is provided at the upper end location of the double
A…太陽光発電ユニット、11…太陽光発電アレイ、11a…太陽光発電セル、
2…枠体、21,22…縦フレーム、23…横水下フレーム、
233…大型ト字形部、233b…水平部、24…横水上フレーム、
243…大型L字形部、243c…横樋状部、3…構造材、4…縦樋材、
41…縦樋状部、411…平坦部、412…立上り部、42…取付突条部。
A ... solar power generation unit, 11 ... solar power generation array, 11a ... solar power generation cell,
2 ... Frame body, 21, 22 ... Vertical frame, 23 ... Horizontal water frame,
233 ... Large-shaped part, 233b ... Horizontal part, 24 ... Horizontal water frame,
243 ... Large L-shaped portion, 243c ... Bridge-shaped portion, 3 ... Structural material, 4 ... Vertical rod material,
41 ... Vertical hook-shaped part, 411 ... Flat part, 412 ... Rising part, 42 ... Mounting protrusion part.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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