JP5868471B1 - 太陽光発電装置の施工方法、太陽光発電装置、太陽光発電パネル載置架台の施工方法、太陽光発電パネル載置架台 - Google Patents

Abstract

【課題】 施工が容易で、必要とされる強度に応じた太陽光発電装置の提供【解決手段】 パネル載置架台１０３は、足場パイプである単管を組み合わせて形成されている。接続部材１０３ａ１及び固定部材１０３ａ２は基礎部材１０３を形成し、基礎部材１０３は地中に形成されている。これにより、接続部材１０３ａ１と柱部材１０３ｂと接続部材１０３ａ１とを強固に固定でき、ひいては、高い強度を有するパネル載置架台１０３を容易に形成できる。固定部材１０３ａ２を形成する固定領域Ｒ１０５の大きさを調整することによって、パネル載置架台１０３に必要とされる強度、風荷重に対する強度等の性能を調整できる。さらに、固定部材１０３ａ２を形成するための固定領域Ｒ１０５の大きさを調整することによって、一続きの基礎部材を形成することが法令等によって規制されている農地等、土地に応じたパネル載置架台１０３を形成することができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽光発電装置に関し、特に、基礎部材を有するものに関する。

従来の太陽光発電パネル載置装置の一つである太陽電池パネル架台ユニット１０について図７を用いて説明する。太陽電池パネル架台ユニット１０は、図１の通り地盤上に配置された基礎ブロック１と、基礎ブロック上に配置された支柱２と、支柱の上端に接続されたフレーム材３とから主に構成される。

基礎ブロック１は地盤上に三つ配置され、フレーム材３はそれぞれの基礎ブロック１を頂点とする三角形を形成して太陽電池パネル５を支持する。

基礎ブロック１の大きさは、太陽電池パネル架台ユニット１０が風荷重等で転倒しないように一定の大きさ（重量）を確保する必要がある。基礎ブロック１の材質は特に限定されないが、一定の重量のブロックを安価に施工できる点から鉄筋コンクリート製が好適に用いられる。

支柱２は、基礎ブロック上に鉛直方向に配置され、フレーム材３に傾斜を与える。 支柱２の材質は特に限定されないが、高強度かつ軽量であることから、鋼管やアルミパイプが好適に用いられる。図２（ｂ）の通り、基礎ブロック１と支柱２とは、基礎ブロック１と支柱２の下端部２ａとを貫通するアンカー８で固定されるのが一般的である。

フレーム材３にはＨ形鋼や角形鋼など、平坦な面がある鋼材が好適に用いられる。その平坦な面が上向きになるように支柱２の上端に固定される。フレーム材３と支柱２とは、図２（ｂ）の通りネジやピン等の固定具９により剛結される。その他、溶接により固定してもよい。（特許文献１）

特開２０１１−７７１９４号公報

前述の太陽電池パネル架台ユニット１０には、以下に示すような改善すべき点がある。基礎ブロック１は、支柱２に対して個別に形成される。また、基礎ブロック１と支柱２とは、アンカー８で固定される。アンカー８によって基礎ブロック１と支柱２とを固定しただけでは、場合によっては、太陽電池パネル架台ユニット１０に取り付けられた太陽電池パネル５が受ける風荷重に耐えられない、という改善すべき点がある。

また、基礎ブロック１が支柱２に対して個別に形成されるため、太陽電池パネル架台ユニット１０の施工が煩雑になる、という改善すべき点がある。

そこで、本発明は、施工が容易で、必要とされる強度に応じた太陽光発電装置を提供することを目的とする。また、本発明は、どのような条件の土地にも適応できる太陽光発電装置を提供することを目的とする。

本発明における課題を解決するための手段及び発明の効果を以下に示す。

本発明に係る太陽光発電装置の施工方法は、太陽光発電パネル及び前記太陽光発電パネルを載置する太陽光発電パネル載置架台であって、足場パイプにより形成される柱部材及び足場パイプにより形成される接続部材を有する太陽光発電パネル載置架台を有する太陽光発電装置を施工する太陽光発電装置の施工方法であって、前記基礎部材を形成するために地面に形成された基礎形成用溝に沿って前記柱部材を配置し、前記基礎形成用溝の内部において、隣接する前記柱部材を前記接続部材で接続し、前記基礎形成用溝において、固定領域形成部材を用いて、前記柱部材と前記接続部材との接続部を包含する固定領域を形成し、前記固定領域に所定のコンクリートを流し込んで、前記固定部材及び前記接続部材からなる基礎部材を形成し、前記基礎部材上に前記太陽光発電パネル載置架台を生成し、生成した前記太陽光発電パネル載置架台に前記太陽光発電パネルを載置すること、によって前記太陽光発電装置を施工する。

これにより、固定部材を形成することによって、接続部材と柱部材とを強固に固定でき、ひいては、高い強度を有するパネル載置架台を有する太陽光発電装置を容易に形成できる。また、固定部材と接続部材とが一体となった基礎部材を地中に形成できる。さらに、固定部材を形成する固定領域の大きさを調整することによって、パネル載置架台に必要とされる強度、風荷重に対する強度等の性能を調整できる。さらに、固定部材を形成するための固定領域の大きさを調整することによって、一続きの基礎部材を形成することが法令等によって規制されている農地等、土地に応じたパネル載置架台を有する太陽光発電装置を形成することができる。

本発明に係る太陽光発電装置の施工方法では、前記接続部材を挿入するための接続部材挿入凹部を有する前記固定領域形成部材を用いて、前記固定領域を形成すること、を特徴とする。

これにより、接続部材と柱部材とを接続した後であっても、容易に固定領域を形成できる。また、固定領域の大きさを容易に調整できる。

本発明に係る太陽光発電パネル載置架台の施工方法は、太陽光発電パネルを載置する太陽光発電パネル載置架台であって、足場パイプにより形成される柱部材及び足場パイプにより形成される接続部材を有する太陽光発電パネル載置架台を施工する太陽光発電パネル載置架台の施工方法であって、前記基礎部材を形成するために地面に形成された基礎形成用溝に沿って前記柱部材を配置し、前記基礎形成用溝の内部において、隣接する前記柱部材を前記接続部材で接続し、前記基礎形成用溝において、固定領域形成部材を用いて、前記柱部材と前記接続部材との接続部を包含する固定領域を形成し、前記固定領域に所定のコンクリートを流し込んで、前記固定部材及び前記接続部材からなる基礎部材を形成し、前記基礎部材上に前記太陽光発電パネル載置架台を生成し、生成した前記太陽光発電パネル載置架台に前記太陽光発電パネルを載置すること、によって前記太陽光発電パネル載置架台を施工する。

これにより、固定部材を形成することによって、接続部材と柱部材とを強固に固定でき、ひいては、高い強度を有するパネル載置架台を容易に形成できる。また、固定部材と接続部材とが一体となった基礎部材を地中に形成できる。さらに、固定部材を形成する固定領域の大きさを調整することによって、パネル載置架台に必要とされる強度、風荷重に対する強度等の性能を調整できる。さらに、固定部材を形成するための固定領域の大きさを調整することによって、一続きの基礎部材を形成することが法令等によって規制されている農地等、土地に応じたパネル載置架台を形成することができる。

本発明に係る太陽光発電パネル載置架台の施工方法では、前記接続部材を挿入するための接続部材挿入凹部を有する前記固定領域形成部材を用いて、前記固定領域を形成すること、を特徴とする。

これにより、接続部材と柱部材とを接続した後であっても、容易に固定領域を形成できる。また、固定領域の大きさを容易に調整できる。

本発明に係る太陽光発電装置の一実施例である太陽光発電装置１００の構造を示す斜視図である。 太陽光発電装置１００の製造方法を示す図である。 太陽光発電装置１００の製造方法を示す図である。 太陽光発電装置１００の製造方法を示す図である。 固定領域形成部材１０５を示す図である。 太陽光発電装置１００の製造方法を示す図である。 従来の太陽光発電装置を示す図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明していく。

第１ 構成
本発明の一実施例に係る太陽光発電装置１００の構成について図１を用いて説明する。太陽光発電装置１００は、太陽光発電パネル１０１及びパネル載置架台１０３を有している。太陽光発電パネル１０１は、複数の太陽電池を並べて相互接続し、パネル状にしたものである。太陽光発電パネル１０１に用いられる太陽電池としては、シリコンを用いるもの（シリコン系）であっても、化合物を用いるもの（化合物系）であってもよい。また、シリコン系の太陽電池としては、結晶シリコンを用いるもの（結晶系）であっても、アモルファスシリコンを用いるもの（アモルファス系）であってもよい。さらに、結晶系の太陽電池としては、単結晶シリコンを用いるものであっても、多結晶シリコンを用いるものであってもよい。さらに、化合物系の太陽電池としては、ＧａＡＳ等の単結晶を用いるもの（単結晶系）であっても、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＣｕｌｎＧａＳｅ２等を用いるもの（多結晶系）であってもよい。

パネル載置架台１０３は、足場パイプである単管を組み合わせて形成されている。パネル載置架台１０３は、単管の組合せにより形成される太陽光発電パネル載置面Ｐ１０３に沿って、太陽光発電パネル１０１を載置する。なお、図１においては、太陽光発電パネル載置面Ｐ１０３の一部に太陽光発電パネル１０１が載置されている状態を示している。

また、パネル載置架台１０３は、基礎部材１０３ａ、及び、柱部材１０３ｂを有している。基礎部材１０３ａは、接続部材１０３ａ１及び固定部材１０３ａ２を有している。なお、基礎部材１０３ａは、地中に位置する。

接続部材１０３ａ１は、断面環状の単管により形成されている。接続部材１０３ａ１は、基礎形成用溝Ｄの内部において、隣接する柱部材１０３ｂを接続している。

固定部材１０３ａ２は、コンクリートにより形成されている。基礎部材１０３ａは、接続部材１０３ａ１と柱部材１０３ｂとの接続部に形成される固定領域Ｒ１０５（後述）にコンクリートを流し込むことによって形成される。

このように、固定部材１０３ａ２を形成することによって、接続部材１０３ａ１と柱部材１０３ｂとを強固に固定でき、ひいては、高い強度を有するパネル載置架台１０３を容易に形成できる。また、固定部材１０３ａ２と接続部材１０３ａ１とが一体となった基礎部材を地中に形成できる。さらに、固定部材１０３ａ２を形成する固定領域Ｒ１０５の大きさを調整することによって、パネル載置架台１０３に必要とされる強度、風荷重に対する強度等の性能を調整できる。さらに、固定部材１０３ａ２を形成するための固定領域Ｒ１０５の大きさを調整することによって、一続きの基礎部材を形成することが法令等によって規制されている農地等、土地に応じたパネル載置架台１０３を形成することができる。

柱部材１０３ｂは、断面環状の単管により形成されている。柱部材１０３ｂは、基礎部材１０３ａに固定されている。柱部材１０３ｂは、所定間隔で、複数、配置される。隣接する柱部材１０３ｂは、接続部材１０３ａ１によって接続され、さらに、固定部材１０３ａ２によって、接続部材１０３ａ１と固定される。これにより、柱部材１０３ｂを精度よく直線状に配置できる。さらに、隣接する柱部材１０３ｂを、精度よく予め定めた所定の間隔で配置できる。これにより、柱部材１０３ｂの上部に単管を組み合わせてパネル載置面Ｐ１０３を形成する際に発生する調整作業を少なくできるので、太陽光発電装置１００の設置作業を簡単にできるとともに、設置時間を短縮することができる。

さらに、パネル載置架台１０３を足場パイプである単管により形成しているため、低コストで太陽光発電装置１００を設置できる。また、足場パイプ及び足場パイプにより形成される構造物には予め必要とされる強度が規定されているため、足場パイプにより形成されるパネル載置架台１０３は、十分な強度を有している。

なお、足場パイプで組み上げられた構造物は一時的な構造物として施工される一方、基礎部材１０３ａは恒久的に構造物として施工される。このため、足場パイプで組み上げられた一時的な構造物と、恒久的な構造物である基礎部材１０３ａとを一体とするとの発想は生まれてこなかった。太陽光発電装置１００では、一時的な構造物と恒久的な構造物とを一体とすることによって、施工コストの低減を実現するとともに、施工の簡略化を実現している。

第２ 太陽光発電装置１００の設置方法
次に、太陽光発電装置１００の設置方法について図２〜図６を用いて説明する。なお、図６Ａ、Ｂは、接続部材１０３ａ１に沿った断面を示している。図２Ａに示すように、太陽光発電装置１００を設置する施工者は、地面に基礎部材１０３ａを形成するための基礎形成用溝Ｄを形成する。ここで、施工者は、一の太陽光発電装置１００に対して基礎形成用溝Ｄを、２本、平行に形成する。なお、基礎形成用溝Ｄの形状については、特に限定されないが、一般的には、断面がほぼ矩形状である。

次に、図２Ｂに示すように、施工者は、形成した基礎形成用溝Ｄに、所定の厚さで砕石を敷き砕石層Ｓを形成する。さらに、施工者は、砕石層Ｓに転圧する。なお、図２Ｂは、図２Ａに示す基礎形成用溝Ｄの側面に沿って基礎形成用溝Ｄの内部を見た断面の一部を示している。

図３Ａに示すように、施工者は、基礎形成用溝に沿って柱部材１０３ｂを配置し、パネル載置架台１０３を形成する。図３Ａで形成するパネル載置架台１０３を図３Ｂに示す。

また、図４Ａに示すように、施工の際、施工者は、柱部材１０３ｂ一端面ＰＥが基礎形成用溝Ｄの砕石層Ｃの上面ＰＵに頭接するように配置する。また、施工者は、基礎形成用溝Ｄの内部に接続部材１０３ａ１が位置するように、接続部材１０３ａ１を用いて隣接する柱部材を接続する。パネル載置架台１０３では、一本の接続部材１０３ａ１に、三本以上の柱部材１０３ｂが接続されている。

そして、施工者は、柱部材１０３ｂの上部に、太陽光発電パネル１０１を取り付けるために単管を組合せてパネル載置面Ｐ１０３を形成する。

次に、図５に示すように、基礎形成用溝Ｄの内部において、柱部材１０３ｂと接続部材１０３ａ１との接続部の周囲の所定の領域を、固定領域形成部材１０５で取り囲み、固定領域Ｒ１０５を形成する。固定領域形成部材１０５は、第１形成部材１０５ａ、及び、第２形成部材１０５ｂを有している。第１形成部材１０５ａ、第２形成部材１０５ｂは、板形状を有している。第１形成部材１０５ａは、接続部材１０３ａ１と交差する方向に配置される。第２形成部材１０５ｂは、接続部材１０３ａ１とは交差せず、接続部材１０３ａ１に沿う方向に配置される。

１組の第１形成部材１０５ａが対向して配置され、また、１組の第２形成部材１０５ｂが対向して配置される。これにより、固定領域Ｒ１０５が形成される。

図６Ａに示すように、第１形成部材１０５ａ、及び、第２形成部材１０５ｂは、基礎形成用溝Ｄの上部開から、矢印ａ１方向に沿って、基礎形成用溝Ｄの内部に挿入される。さらに、第１形成部材１０５ａ、及び、第２形成部材１０５ｂは、それぞれの下端部が基礎形成用溝Ｄの底面に接するように、配置される。

ここで、図５に示すように、第１形成部材１０５ａは、接続部材１０３ａ１を配置するための接続部材配置凹部１０５ａ１を有している。接続部材配置凹部１０５ａ１は、第１形成部材１０５ａの所定の端部から内部に向かう開口として形成される。これにより、接続部材１０３ａ１が存在しても、容易に第１形成部材１０５ａを基礎形成用溝Ｄの所定の位置に配置でき、ひいては、容易に固定領域Ｒ１０５を形成できる。

図６Ｂに示すように、施工者は、固定領域Ｒ１０５の内部にコンクリートを流し込む。コンクリートに対する所定の養生期間が経過すると、固定部材１０３ａ２が形成される。その後、接続部材１０３ａ１及び固定部材１０３ａ２によって形成される基礎部材１０３ａを所定の土で覆う。以上によって、パネル載置架台１０３が形成される。

その後、施工者は、パネル載置架台１０３に、太陽光発電パネル１０１を取り付ける。合わせて、所定位置への変圧装置等、他の必要な装置（図示せず）の配置、必要な配線（図示せず）を行う。

以上によって、太陽光発電装置１００を形成する。なお、太陽光発電装置１００の形成にあたって、柱部材１０３ｂ、接続部材１０３ａ１の接続や、パネル載置架台１０３への太陽光発電パネル１０１の取り付けは、一般的に用いられている接続ジョイント、接続ボルト等の接続器具を用いる。

このように、固定部材１０３ａ２を形成することによって、接続部材１０３ａ１と柱部材１０３ｂと接続部材１０３ａ１とを強固に固定でき、ひいては、高い強度を有するパネル載置架台１０３を容易に形成できる。また、固定部材１０３ａ２と接続部材１０３ａ１とが一体となった基礎部材を形成できる。なお、固定部材１０３ａ２を形成する固定領域Ｒ１０５の大きさを調整することによって、パネル載置架台１０３に必要とされる強度、風荷重に対する強度等の性能を調整できる。さらに、固定部材１０３ａ２を形成するための固定領域Ｒ１０５の大きさを調整することによって、一続きの基礎部材を形成することが法令等によって規制されている農地等、土地に応じたパネル載置架台１０３を形成することができる。

［その他の実施例］
（１）柱部材１０３ｂ、接続部材１０３ａ１：前述の実施例１においては、柱部材１０３ｂ、接続部材１０３ａ１は断面環状の足場パイプである単管を用いるとしたが、柱部材、接続部材として機能するものであれば例示のものに限定されない。例えば、断面矩形の環状部材を用いるようにしてもよい。

（２）パネル載置架台１０３：前述の実施例１においては、パネル載置架台１０３は足場パイプである単管を用いて形成されるとしたが、さらに、単管以外の部材を補助的に用いるようにしてもよい。例えば、山形鋼、溝型鋼、Ｈ形鋼、Ｉ型鋼や、特別に設計された部材等を用いるようにしてもよい。

（３）パネル載置面Ｐ１０３の形成：前述の実施例１においては、固定部材１０３ａ２を形成する前に、太陽光発電パネル１０１を取り付けるために単管を組合せてパネル載置面Ｐ１０３を形成することとしたが、固定部材１０３ａ２を形成した後に、太陽光発電パネル１０１を取り付けるために単管を組合せてパネル載置面Ｐ１０３を形成するようにしてもよい。

（４）接続部材１０３ａ１による柱部材１０３ｂとの接続：前述の実施例１においては、接続部材１０３ａ１と柱部材１０３ｂとを、パネル載置架台１０３の長手方向でのみ接続したが、長手方向と交差する幅方向にも接続するようにしてもよい。この場合に使用する固定領域形成部材１０５は、第１形成部材１０５ａと直交して配置される第２形成部材１０５ｂについても、第１形成部材１０５ａと同様に、接続部材配置凹部１０５ａ１が形成されたものを使用すればよい。

さらに、一つの柱部材１０３ｂに対して、交差する２つの接続部材１０３ａ１を接続する際には、使用する固定領域形成部材１０５の第１形成部材１０５ａ、第２形成部材１０５ｂの全てに接続部材配置凹部１０５ａ１が形成されたものを使用すればよい。

本発明は、例えば、野外に設置する太陽光発電装置として利用できる。

１００ 太陽光発電装置
１０１ 太陽光発電パネル
１０３ パネル載置架台
１０３ａ 基礎部材
１０３ａ１ 接続部材
１０３ａ２ 固定部材
１０３ｂ 柱部材
Ｐ１０３ パネル載置面
１０５ 固定領域形成部材
１０５ａ 第１形成部材
１０５ａ１ 接続部材配置凹部
１０５ｂ 第２形成部材
Ｒ１０５ 固定領域
Ｄ 基礎形成用溝
Ｃ 砕石層

Claims (6)

1. 太陽光発電パネルを載置する太陽光発電パネル載置面を有する太陽光発電パネル載置架台であって、足場パイプにより形成される柱部材及び足場パイプにより形成される接続部材を有する太陽光発電パネル載置架台、及び、前記太陽光発電パネルを有する太陽光発電装置を施工する太陽光発電装置の施工方法であって、
   基礎部材を形成するために地面に形成された基礎形成用溝に沿って前記柱部材を配置し、
   前記基礎形成用溝の内部において、隣接する前記柱部材を前記接続部材で接続し、
   前記基礎形成用溝において、固定領域形成部材を用いて、前記柱部材と前記接続部材との接続部を包含する固定領域を、前記接続部毎に、形成し、
   前記固定領域毎に所定のコンクリートを流し込んで、前記固定領域毎に固定部材を形成して、前記固定部材及び前記接続部材からなる前記基礎部材を形成することによって、前記太陽光発電パネル載置架台を生成し、
   生成した前記太陽光発電パネル載置架台の前記太陽光発電パネル載置面に前記太陽光発電パネルを載置すること、
   によって前記太陽光発電装置を施工する太陽光発電装置の施工方法。
2. 請求項１に係る太陽光発電装置の施工方法において、
   前記接続部材を挿入するための接続部材挿入凹部であって、所定の端部から内部に向かう開口として形成されるものを有する前記固定領域形成部材を用いて、前記固定領域を形成すること、
   を特徴とする太陽光発電装置の施工方法。
3. 太陽光発電パネルを載置する太陽光発電パネル載置面を有する太陽光発電パネル載置架台、及び、前記太陽光発電パネルを有する太陽光発電装置であって、
   前記太陽光発電パネル載置架台は、
   足場パイプにより形成される柱部材、
   足場パイプにより形成される接続部材であって、隣接する前記柱部材を接続する接続部材と、前記柱部材と前記接続部材との接続部を包含する固定領域であって前記接続部毎に形成される前記固定領域のそれぞれに所定のコンクリートにより形成される固定部材と、からなる基礎部材、
   を有する太陽光発電装置。
4. 太陽光発電パネルを載置する太陽光発電パネル載置架台であって、足場パイプにより形成される柱部材及び足場パイプにより形成される接続部材を有する太陽光発電パネル載置架台を施工する太陽光発電パネル載置架台の施工方法であって、
   基礎部材を形成するために地面に形成された基礎形成用溝に沿って前記柱部材を配置し、
   前記基礎形成用溝の内部において、隣接する前記柱部材を前記接続部材で接続し、
   前記基礎形成用溝において、固定領域形成部材を用いて、前記柱部材と前記接続部材との接続部を包含する固定領域を、前記接続部毎に、形成し、
   前記固定領域毎に所定のコンクリートを流し込んで、前記固定領域毎に固定部材を形成して、前記固定部材及び前記接続部材からなる前記基礎部材を形成すること、
   によって前記太陽光発電パネル載置架台を施工する太陽光発電パネル載置架台の施工方法。
5. 請求項４に係る太陽光発電パネル載置架台の施工方法において、
   前記接続部材を挿入するための接続部材挿入凹部であって、所定の端部から内部に向かう開口として形成されるものを有する前記固定領域形成部材を用いて、前記固定領域を形成すること、
   を特徴とする太陽光発電パネル載置架台の施工方法。
6. 太陽光発電パネルを載置する太陽光発電パネル載置面を有する太陽光発電パネル載置架台であって、
   足場パイプにより形成される柱部材、
   足場パイプにより形成される接続部材であって、隣接する前記柱部材を接続する接続部材と、前記柱部材と前記接続部材との接続部を包含する固定領域であって前記接続部毎に形成される前記固定領域のそれぞれに所定のコンクリートにより形成される固定部材と、からなる基礎部材、
   を有する太陽光発電パネル載置架台。

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