JP5902807B2 - 太陽電池装置 - Google Patents

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Description

本発明は太陽電池装置に関する。
太陽電池装置は、太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールを固定するための架台と、太陽電池モジュールからの出力を取り出すためのインバーター等の電気設備等を有する。多数の太陽電池装置によって構成されて、出力が1メガワット程度以上の規模となる太陽光発電設備は、メガソーラーと呼ばれる。メガソーラーは、多数の太陽電池装置を低コスト、且つ高い品質で施工することを求められる。そこで、低コスト化を図った太陽電池装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−251001号公報
上述した太陽電池装置の施工では、レール部材を作業者が支えながら、レール部材に設けられた孔部に挿通したボルトに対してナットを締める作業が必要となる。しかしながら、この作業は施工性が悪く、作業時間が長くなる。特にメガソーラーの施工の場合に、施工の品質のばらつきによって修正作業が発生すると、工期が長くなり、コストアップの要因となりやすい。
本発明の一つの目的は、施工性に優れた太陽電池装置を提供することである。
本発明の一実施形態に係る太陽電池装置は、部材と、前記柱部材を支持する柱支持部材と、該柱支持部材に前記柱部材を固定する締結部材と、該柱部材の上端部に設けられる連結用支持部材と、該連結用支持部材に支持されるレール部材と、該レール部材に配置される太陽電池モジュールとを備えている。本実施形態において、前記柱支持部材は、底面部および該底面部に接続されて前記柱部材の端部における少なくとも一部の外周面を覆う壁部、前記柱部材の長手方向に沿って前記壁部に設けられた長穴、および前記柱部材の外周面と対向する前記壁部の面の裏面または前記長穴の内周面に設けられた嵌合部を有し、前記締結部材は、前記嵌合部と接する接触面を有し、該接触面において前記嵌合部に嵌合される被嵌合部を有するとともに、前記柱部材に設けられた孔部に挿入されて前記柱部材を前記柱支持部材に固定する。
上記構成によれば、簡便な作業によって太陽電池装置を施工できる。
図1は、本発明の参考例に係る太陽電池装置の一実施形態を示す斜視図である。 図2は、本発明の参考例に係る太陽電池装置の一実施形態の一部を分解して示す分解斜視図である。 図3は、本発明の参考例に係る太陽電池装置の一実施形態を構成する太陽電池モジュールの一例を示す図であり、図3(a)は太陽電池モジュールを受光面側から見た平面図、図3(b)は図3(a)のA−A’線における断面図を示す。 図4Aは、本発明の参考例に係る太陽電池装置の一実施形態の一部を示す図であり、図2のB部を拡大および分解して示す拡大分解斜視図である。 図4Bは、本発明の参考例に係る太陽電池装置の一実施形態の一部を示す図であり、図2のB部の拡大側面図である。 図5は、本発明の参考例に係る太陽電池装置の一実施形態の組み立ての様子を示す分解斜視図である。 図6は、本発明の参考例としての他の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、図2のB部における変形例を示す拡大分解斜視図である。 図7Aは、本発明の参考例としての他の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、図2のB部における変形例を示す拡大分解斜視図である。 図7Bは、本発明の参考例としての他の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、図2のB部における変形例を示す拡大側面図である。 図8(a)、(b)は、本発明の参考例としての他の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、連結用支持部材の孔部の変形例を示す側面図である。 図9は、本発明の参考例としての他の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、不同沈下が生じたときの高さ調整の様子を示す側面図である。 図10は、本発明の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、図2のC部における変形例を示す拡大分解斜視図である。 図11は、本発明の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、不同沈下が生じたときの高さ調整の様子を示す側面図である。 図12は、本発明の実施形態に係る太陽電池装置の架台を示す斜視図である。 図13は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、(a)は図12のD部を拡大して示す分解斜視図であり、(b)は図12のD部を拡大して示す斜視図である。 図14は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、図12のD部を用いて高さおよび角度を調整する様子を示す平面図である。 図15は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置を示す図であり、柱部材の他の実施形態を示す斜視図である。
本発明および参考例に係る太陽電池装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、いくつかの図において、太陽電池装置1における太陽電池モジュール2の受光面に平行で、この受光面が設置面に対して傾斜した傾斜方向に垂直な方向をX軸方向とし、この受光面に平行で傾斜方向に平行な方向をY軸方向とし、この受光面に垂直な方向をZ軸方向とする。また、以下の説明では、図1等において、太陽電池装置1の傾斜の下方を軒側とし、傾斜の上方を棟側と称する。
図1および図2に示すように、太陽電池装置1は、水平な設置面Pに立てられた柱部材22と、この柱部材22の上端部に設けられた連結用支持部材25と、この連結用支持部材25に支持されるレール部材23と、レール部材23に配置される太陽電池モジュール2とを備えている。そして、連結用支持部材25は、設置面Pに対して所定角度傾斜してレール部材23の下面に対面する上面を有する上部と、柱部材22の上端部における少なくとも一部の外周面を覆う下部とを有している。
ここで、太陽電池装置1は、柱部材22を支持する基礎21が設けられていてもよい。また、太陽電池装置1は、レール部材23に対して直交する方向に横レール部材24の複数を平行に配置して、隣り合う横レール部材24間に太陽電池モジュール2を固定するようにしてもよい。これにより、太陽電池モジュール2をより強く固定できる。
次に、太陽電池装置1を構成する各部材について詳細に説明する。
<太陽電池モジュール>
図3に示すように、太陽電池モジュール2は、複数の太陽電池素子12を互いに電気的に接続して成る。太陽電池モジュール2は、例えば、太陽電池素子12を配設した基板側から光が入射されるスーパーストレート構造、太陽電池素子がガラス基板で囲まれたダブルガラス構造、または上記基板の反対側から光が入射されるサブストレート構造など様々な構造を選択できる。とりわけ、図3に示されているようなスーパーストレート構造であれば、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン太陽電池に適用しやすい。
太陽電池モジュール2は、透光性基板11と、この透光性基板11に対して所定位置に配置された複数の太陽電池素子12と、これら太陽電池素子12の周囲を保護する充填材13と、裏面保護部材14とが積層されて構成された太陽電池パネル15を有している。ここで、太陽電池パネル15は、主として光が入射される受光面15aと、この受光面15aに対して裏側に位置する裏面とを有している。
透光性基板11は、太陽電池素子12等を受光面15a側から保護する機能を有している。このような透光性基板11としては、例えば、強化ガラスまたは白板ガラス等が挙げられる。
太陽電池素子12は、入射された光を電気に変換する機能を有している。このような太陽電池素子12は、例えば、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等からなる半導体基板と、この半導体基板の表面(上面)および裏面(下面)に設けられた電極とを有している。単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板を有する太陽電池素子12は、例えば、平面視で四角形状をしている。このとき、太陽電池素子12の一辺の大きさは、例えば、100〜200mmである。このような太陽電池素子12では、例えば、隣接する太陽電池素子12のうち、一方の太陽電池素子12の表面に位置する電極と、他方の太陽電池素子12の裏面に位置する電極とが配線材(インナーリード)で電気的に接続されている。これにより、複数の太陽電池素子12が直列接続されるように配列される。このような配線材としては、例えば、半田が被覆された銅箔などが挙げられる。
なお、太陽電池素子12の種類は、特に制限されない。上記の他に例えば、太陽電池素子における光電変換部分がアモルファスシリコン系、CIGS等のカルコパイライト系またはCdTe系などの材料から成る薄膜型の太陽電池素子が採用されてもよい。上述した薄膜型の太陽電池素子は、例えば、ガラス基板上に、アモルファスシリコン系、CIGS系またはCdTe系などからなる光電変換層および透明電極などを適宜積層させたものが利用できる。このような薄膜型の太陽電池素子は、ガラス基板上で光電変換層および透明電極にパターニングを施して集積化することによって得られる。そのため、薄膜型の太陽電池素子では、複数の光電変換層同士を接続する配線材を不要にできる。さらに、太陽電池素子12は、単結晶または多結晶シリコン基板上にアモルファスシリコンの薄膜を形成したタイプであってもよい。
太陽電池素子12の両主面側に設けられる充填材13は、太陽電池素子12を封止する機能を有している。このような充填材13としては、例えば、エチレンビニルアセチレートの共重合体などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
裏面保護部材14は、太陽電池素子12等を裏面側から保護する機能を有している。このような裏面保護部材14は、太陽電池パネル15の裏面側に位置する充填材13と接着している。このような裏面保護部材14としては、例えば、PVF(ポリビニルフルオライド)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、またはこれらを適宜選択して積層したものを用いることができる。
太陽電池パネル15の周縁部には、フレーム16を設けることができる。このフレーム16は、太陽電池パネル15の外周を保護するように設けられ、太陽電池モジュール2の耐荷重を向上させて、衝撃から保護する機能を有している。このようなフレーム16は、例えば、アルミニウム合金等の金属を押出成形したものを用いることができる。
<架台>
架台3は、太陽電池モジュール2を支持する構造物である。架台3を構成する部材をその下部側から説明する。図1または図2に示すように、架台3は、地面などの設置面Pに配置された基礎21に支持される。ここで、棟側を支持する基礎を第1基礎21aと称し、最も軒側を支持する基礎を第2基礎21bと称する。第1基礎21aの上に柱部材22が設けられている。さらに、柱部材22上に連結用支持部材25が固定されている。また、第2基礎21bの上に、例えば、アルミニウム合金からなる固定部材26が固定されている。さらに、連結用支持部材25上および固定部材26上の間に、レール部材23が架設されている。そして並設されたレール部材23間に、複数の横レール部材24が渡設されている。横レール部材24の長手方向は、レール部材23の長手方向と直交する。また、横レール部材24は、太陽電池モジュール2の幅と略同じ間隔で複数本が並設されている。なお、基礎21は最も軒側を支持する第2基礎21bから棟側において、さらに1以上の基礎および柱部材等を配置してもよい。
<基礎>
基礎21は、太陽電池装置1の土台としての機能を有している。このような基礎21としては、例えば、土中に埋め込んだ布基礎を用いることができる。このとき、地盤が軟弱である場合は、布基礎の底部の幅を広げて接地圧を低減させてもよい。このような布基礎を用いると、布基礎の底部の広い面積で地盤に支持されることから、基礎21の不同沈下に伴う太陽電池装置1の歪みを低減できて、太陽電池モジュール2の破損等も低減できる。
なお、基礎21としては、材質が例えばステンレスの、摩擦杭の一種であるスクリュー杭を用いてもよい。スクリュー杭は、円形断面の杭体の外周に螺旋状の翼を設けたものであり、周面摩擦および引抜抵抗を向上させたものである。このような摩擦杭を基礎21に用いることによって、太陽電池装置1に吹き上げ方向の風圧力が加わった時の引抜抵抗が高まるので、太陽電池装置1の強度を高めることができる。
<柱部材>
柱部材22は、長手方向が設置面Pに対して垂直方向となるように、第1基礎21a上に柱支持部材29を介して配置された柱体である。柱部材22は、図1および図2に示すように、太陽電池装置1の棟側を支持している。柱部材22は、第1基礎21aに固定される下端部22aと、連結用支持部材25を介してレール部材23を支持する上端部22bとを有する。
図4Aに示すように、柱部材22は、その長手方向に直交する断面における断面形状がI型、T型もしくはH型であればよい。また、柱部材22は、長手方向に沿うような管状部を有していてもよい。これにより、柱部材22の強度が高まる。このような柱部材22は、例えば、角パイプの対向する2つの辺から張り出した4つのフランジ部(第1フランジ部22c)を有する。このような柱部材22は、例えば、アルミニウム合金等の金属を押出成形したものを用いることができる。
柱部材22の上部には、第1フランジ部22cに連結用支持部材25を締結部材(第1締結部材27)で固定するための第1孔部22cが設けられている。締結部材27は、対向する第1フランジ部22cに設けられた孔部(第1孔部22c)および連結用支持部材25に設けられた孔部25bに挿入されることによって、連結用支持部材25を柱部材22に固定する。
<柱支持部材>
柱支持部材29は、第1基礎21a上に配置された底面部29dと、該底面部29dに接続されて、柱部材22の下端部における少なくとも一部の外周面を覆う壁部29aとを有している。
<連結用支持部材>
図4Bに示すように、連結用支持部材25は、柱部材22上にレール部材23を固定するための部材である。連結用支持部材25は、例えば、X軸方向において柱部材22と略同じ長さを有する。さらに、連結用支持部材25は、柱部材22のX軸方向に対して直交する方向における長さよりも少し(連結用支持部材25の厚み分程度)だけ長い形状である。連結用支持部材25の下部は、柱部材22をその長手方向に対して垂直な方向から見た断面と略同じ間隔で対向した板状部25aを有する。
板状部25aは、連結用支持部材25を、柱部材22の上端部22bの上に被せたときに、柱部材22の外周面22fと内接する。また、板状部25aは、柱部材22の上部に設けられた複数の第1孔部22dのそれぞれと対向する位置に孔部25bを複数有している。さらに、2つの板状部25aのうち少なくとも一方は、その内側に突出部25cを有している。この突出部25cは、柱部材22の上端部22bに接して、柱部材22への連結用支持部材25の嵌合距離を決定することができる。
また、連結用支持部材25の上部は、レール部材23の下面23aに接して、レール部材23を支持する上面25dを有している。この上面25dは、連結用支持部材25を柱部材21上に設置したときに設置面(地面)Pに対して傾斜している。上面25dは、レール部材23の下面23aと接している。また、上面25dに複数の孔部25eが設けられており、この孔部25e、レール部材23の凹部23bおよび第4締結部材28を用いて、連結用支持部材25にレール部材23を固定する。なお、第4締結部材28は、例えば、ボルトおよびナットで構成される。連結用支持部材25は、例えば、アルミニウム合金等の金属を押出成形したものを用いることができる。
<固定部材>
図1、図2および図5に示すように、固定部材26は第2基礎21bの上にレール部材23を固定するための部材である。固定部材26の上部は、連結用支持部材25の上部とほぼ同じ形状としてよい。また、固定部材26の下部は、例えば平坦な板状としており、第2基礎21bに埋め込むにようにして設けたアンカーボルト34と締結するための複数の孔部26aを有する。固定部材26は、例えば、アルミニウム合金等の金属を押出成形したものを用いることができる。
<レール部材>
図1、図2、図4A、図4Bおよび図5に示すように、レール部材23は、連結用支持部材25と固定部材26との上に跨って渡設されており、設置面Pに対して傾斜するように固定される部材である。また、並設されたレール部材23の上に、レール部材23の長手方向と直交するように、横レール部材24が配置されて固定される。レール部材23の断面形状は、図4Aに示すように、角パイプ状にすることができる。さらに、レール部材23は、下面23aに、その長手方向に沿って、第4締結部材28の一部が入り込み複数の凹部23bを有している。この凹部23bは、レール部材23を固定部材26および連結用支持部材25に固定するために利用できる。レール部材23は、例えば、アルミニウム合金等の金属を押出成形したものを用いることができる。
<横レール部材>
図1、図2および図4Aに示すように、横レール部材24は、レール部材23の上にその長手方向がX軸方向になるように配置されている。図4Aに示すように、横レール部材24は、太陽電池モジュール2の一端を固定する固定部24aを有し、太陽電池モジュール2を固定できる。横レール部材24は、例えば、アルミニウム合金等の金属を押出成形したものを用いることができる。
図4Aおよび図4Bに示すように、連結用支持部材25は、柱部材22の上端部22bの外周面22fを覆う板状部25aを有している。この一対の板状部25aは、柱部材22の上端部22bの外周面22fを挟みこむように配置される。これにより、連結用支持部材25を柱部材22上に載置することで、柱部材22の一部に連結用支持部材25を嵌め込むことができる。その結果、柱部材22に対するレール部材23の位置ずれが生じにくくなる。そのため、作業者は、部材を手で支えてボルト孔を合わせつつ、ボルトおよびナットで締める等の作業をしなくてもよくなる。これにより、施工性が向上する。
さらに、連結用支持部材25の対向する板状部25aと直交する側が開放されていることによって、柱部材22が長い場合であっても、側方から連結用支持部材25を差し込んだ後に、第1締結部材27を締めることができる。これにより、作業性が向上する。
また、図4および図5に示すように、予め連結用支持部材25をレール部材23の所定位置に第4締結部材28で固定して、レール部材23を柱部材22の上に載置することによって、板状部25aを柱部材22の上端部22bに固定できる。これにより、第1締結部材27を取り付ける前の段階で、レール部材23が柱部材22上から滑り落ちにくくなる。これにより、作業者は、一人でも安全に作業をすることができる。
また、予め工場等で連結用支持部材25およびレール部材23を、第4締結部材28で固定したものを設置現場に搬入することによって、工期を短縮できるとともに、組み立て精度を高めることができる。
さらに、柱部材22の第1孔部22dは、第1フランジ部22cに設けられている。これにより、第1締結部材27を締め付けても、内壁22eが圧縮力を支持することから、柱部材22の中空断面を第1締結部材27が潰しにくくなる。
また、外側から第1締結部材27が、対向する孔部22d間を挿通する様子を視認できることから、施工性がよく、完成後の検査も容易で短時間で行なうことができる。
参考例の実施形態>
本実施形態では、前述の連結用支持部材25の上面25dに例えば複数の凸部25fを有したものであって、これらの凸部25fがレール部材23の下面23aに設けられた複数の凹部23b内に配置されている。
具体的には、図6に示すように、連結用支持部材25は、レール部材23の凹部23bと相対する位置に、Z軸方向へ突出した凸部25fを有している。この凸部25fは、例えば直方体状を成している。この凸部25fのX軸方向の幅は、レール部材23の凹部23bのX軸方向の幅と略同じとしてよい。なお、凸部25fは、直方体状の他に鉤状でもよい。このような形状であれば、負圧に対する強度が向上する。
このように、凸部25fを設けることによって、レール部材23が連結用支持部材25上で回動する方向の変形に対する強度を高めることができる。
また、凸部25fが、レール部材23と連結用支持部材25とを組み立てる際の案内部として機能させることができる。これにより、施工性がより向上する。
また、連結用支持部材25の上面に凹部または凹凸部を有している形態であってもよい。このような形態では、レール部材23の下面に連結用支持部材25の凹部または凹凸部に対応する凸部または凸凹部を設ければよい。
他の参考例の実施形態>
次に、実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明で用いる図7から図12においては、太陽電池装置1の軒側に平行で設置面に対して平行な方向をX’軸方向とし、太陽電池装置1の軒側に垂直で設置面に対して平行な方向をY’軸方向とし、設置面に対して垂直な方向をZ’軸方向とする。
本実施形態では、連結用支持部材25の板状部25aにおいて、柱部材22の外周面と対向する面の裏面に第1嵌合部としての第1セレーション部25gを有している。さらに、本実施形態において、第1締結部材27は、第1セレーション部25gに接する接触面に第1セレーション部25gに嵌合する第2嵌合部として第2セレーション部27bを有している。この第2セレーション部27bは、第1セレーション部25gに対して柱部材の長手方向(Z’方向)において複数の位置で嵌合可能な構成となっている。
具体的に、本実施形態では、図7Aに示すように、連結用支持部材25の板状部25aのZ’方向に凹部および凸部が交互に配置された第1セレーション部25gを有する。また、板状部25aは、図7Bに示すように、柱部材22の長手方向(Z’方向)に細長い長穴(第1長穴25i)が設けられている。
また、第1長穴25iに配置される第1締結部材27は、第1座金部27aを有している。第1座金部27aには、連結用支持部材25の第1セレーション部25gに接する面に、第1セレーション部25gに嵌合可能な第2セレーション部27bが設けられている。このように、連結用支持部材25の第1セレーション部25gと第1座金部27aの第2セレーション部27bとを嵌合させれば、通常のボルトおよびナットによる固定方法と比較して、第1締結部材27の緩みによる位置ずれが低減される。また、本実施形態では、ボルト27cおよびナット27dを軽く手で締めるだけで角度を固定できることから施工性に優れている。
また、本実施形態では、板状部25aの棟側に第1長穴25iを設けているため、第1締結部材27の第1座金部材27aをボルト27cおよびナット27dで第1長穴25iの任意の位置で、連結用支持部材25を柱部材22に固定することができる。これにより、連結用支持部材25の上面25dの傾斜角を任意の角度に設定した上で固定できる。また、本実施形態では、孔部25hおよび第1長穴25iの2箇所で第1締結部材27により固定されていることから、回転支点(ピン、ヒンジ)ではなく固定支点となっている。これにより、温度変化または荷重による撓み等でボルト27cとナット27dとの間に緩みが生じにくく、施工後の信頼性が高まる。なお、孔部25hおよび第1長穴25iは、図7Aおよび図7Bに示された形状に限られるものではない。例えば、図8に示すように、丸孔と長穴の配置を入れ替えた形状(図8(a))であってもよい。また、孔部25hも長穴状にしてもよい。
本実施形態は、例えば、メガソーラーが設置される地域において利用するとよい。このような地域は、埋立地など不同沈下が生じやすい土地が多い。不同沈下とは、場所によって沈下量が異なる現象のことである。このような不同沈下によって施工中に基礎が大きく傾くと、ネジ孔の位置が合いにくくなる。このような場合には、基礎21の設置からのやり直しが生じるおそれがある。
本実施形態では、前述したように、連結用支持部材25の上面25dの傾斜角を任意の角度で強固に固定できるため、例えば、図9に示すように、レール部材23を固定する前に基礎21が同図中の矢印方向に倒れるように不同沈下が生じた場合であっても、第1長穴25iを介して第1座金部材27aを任意の位置に固定して、連結用支持部材25の角度を適宜調整することができる。これにより、連結用支持部材25とレール部材23の角度やネジ孔が合わなくて施工が中断するなどの不具合を低減し、施工性を向上させることができる。さらに、太陽電池モジュールの角度調整が可能となる。
<第実施形態>
本実施形態では、図10に示すように、設置面に設けられた基礎21と柱部材22との間に柱支持部材29を設けている。また、本実施形態では、柱支持部材29に柱部材22を固定するための第2締結部材30が設けられている。
柱支持部材29は、図10に示すように、第1基礎21a上に配置された底面部29dを有している。また、柱支持部材29は、柱部材22の下端部における少なくとも一部の外周面を覆う壁部29aを有している。この壁部29aは、底面部29dに接続されている。壁部29aは、X’方向の両端に柱部材22の長手方向(Z’方向)に設けられた細長い長穴(第2長穴29c)を有している。この第2長穴29cは、少なくとも2箇所に設けられ、その長手方向が平行になるように配置される。また、柱部材22の下部側の位置に、第2締結部材が挿入される第2孔部22hが設けられている。
本実施形態では、例えば、図11に示すように、第1基礎21aが、設置面Pに対して斜めに不同沈下した場合であっても、第2締結部材30の固定位置を調整することで、柱部材22の傾きを補正できる。これにより、柱部材22を垂直に立てることができるため、複数の柱部材22を立てたときに柱部材22ごとに高さや傾斜が異なるため施工が中断するなどの不具合を低減し、施工性を向上させることができる。さらに、柱支持部材29は、太陽電池モジュールの高さや角度の調整に用いることもできる。
また、本実施形態において、柱支持部材29は、柱部材22の外周面と対向する面の裏面に第3嵌合部としての第3セレーション部29bを有している。一方、第2固定部材30は、図10に示すように、第2座金部30aを有している。第2座金部30aは、第3セレーション部29bに接する接触面に第3セレーション部29bに嵌合する第4嵌合部として第4セレーション部30bを有している。この第4セレーション部30bは、第3セレーション部29bに対して柱部材の長手方向(Z’方向)において複数の位置で嵌合可能な構成となっている。
このように、柱支持部材29の第3セレーション部29bと第2座金部30aの第4セレーション部30bとを嵌合させれば、通常のボルトおよびナットによる固定方法と比較して、第2締結部材30の緩みによる位置ずれが低減される。また、このような嵌合構造であれば、ボルト30cおよびナット30dを軽く手で締めるだけで角度を固定できることから施工性に優れている。
また、本実施形態では、2箇所の第2長穴29cにおいて第2締結部材30によって固定されていることから、回転支点(ピン、ヒンジ)ではなく固定支点となっている。これにより、温度変化または荷重による撓み等でボルト30cとナット30dとの間に緩みが生じにくく、施工後の信頼性が高まる。
なお、本実施形態は、柱支持部材29が基礎21上に接して配置されたものに限られない。例えば、柱支持部材29と基礎21との間に、柱支持部材29の位置をさらに高くするために、別の部材を設けてもよい。
<第実施形態>
本実施形態では、図12乃至図14に示すように、柱部材が太陽電池モジュール2側に位置する第1柱部材22と、設置面P側に位置する第2柱部材31とを有している。本実施形態では、図12に示すように、設置面Pに設けられた第1基礎21aと柱支持部材29との間に第2柱部材31および柱連結部材32が配置されている。そのため、本実施形態において、柱支持部材29は、第1柱部材22の下側を支持している。また、本実施形態では、第2柱部材31に柱連結部材32を固定するための第3締結部材33が設けられている。
柱連結部材32は、図13(a)に示すように、上板部32aと、上板部32aから下方に向けて配置された2つの側板部32bとを有する。この一対の側板部32bは、第2柱部材31の一部を覆うように設けられている。また、この一対の側板部32bは、第2柱部材31を挟むように並設されても良い。また、側板部32bには、第2柱部材31の長手方向に細長い長穴32c(第3長穴)が設けられている。この長穴32cの直線部の内周面に、例えば、鋸歯状の凹凸部からなる第5嵌合部32c1(第5セレーション部)が設けられている。
また、第3締結部材33は、第3座金部材33a、ボルト33b、ナット33cおよび角座金33dを有している。第3座金部材33aは、主面部33a1および側面側に鋸歯状の凹凸部からなる第6嵌合部33a2(第6セレーション部)を有している。また、第3座金部材33aは、主面33a1の両端に設けられたストッパー部33a3および主面33a1に設けられた丸穴33a4を有する。ストッパー部33a3は、柱連結部材32の長穴32cの幅よりも大きくなるように形成されている。
ここで、柱連結部材32の第5嵌合部32c1は、第3締結部材33の第3座金部材33aの第6嵌合部33a2と嵌合する。本実施形態では、第5嵌合部32c1および第6嵌合部33a2に設けられた複数の凹凸からなる鋸歯状の部分(セレーション)で嵌合する。このとき、第3締結部材33の丸穴33a4の位置で第3座金部材33aを第2柱部材31に対して固定すればよい。そして、この丸穴33a4を介して、ボルト33bおよびナット33cで第2柱部材31と固定することよって、柱連結部材32を任意の傾きおよび高さで第2柱部材31上に固定することができる。
また、上述した嵌合による固定方法であれば、通常のボルトおよびナットによる摩擦力を利用した締結による固定方法よりも、ボルト33bの緩みによる位置ずれが低減される。また、このような嵌合構造であれば、ボルト33bおよびナット33cを軽く手で締めるだけで位置を固定できる。これにより、施工性が向上する。
本実施形態では、例えば、図14に示すように、第1基礎21aが、設置面Pに対して斜めに不同沈下した場合であっても、第3締結部材33の固定位置を調整することで、柱部材22の傾きを補正できる。また、第1基礎21aが、設置面Pに対して垂直に沈下した場合であっても、柱部材22の高さを調整することができる。これにより、柱部材22を略垂直方向に維持しやすくなるため、複数の柱部材22を設けた際に、柱部材22ごとに高さまたは傾斜角度が異なることによる施工時の不都合が発生しにくくなる。その結果、施工性が向上する。
また、本実施形態では、柱連結部材32を第2柱部材31に固定できるようにしているが、第1柱部材22に固定できるようにしてもよい。このとき、柱連結部材32は、第1柱部材22の一部を覆うように側板部32bが設けられている。上述したように、側板部32bに設けられた長穴32c(第3長穴)、この長穴32cの直線部の内周面に設けられた第5嵌合部32c1および第3締結部材33等を用いて、第1柱部材22の高さ調整が可能となる。このような形態の場合には、柱連結部材32が柱支持部材29としての機能も担う。なお、柱連結部材32は、第1柱部材22および第2柱部材31の両方の一部を覆うような側板部32bを設けることによって、第1柱部材22および第2柱部材31のそれぞれで高さ調整ができるような機構としてもよい。
なお、本発明は前述した実施形態に限定されない。前述した第1乃至第6嵌合部は、凹
凸状のセレーション構造の形態で示されているが、例えば、孔部と突起部のような嵌合構造であってもよい。
また、柱部材22は、図15に示すように、第1フランジ部22cおよび第2フランジ部22gを有する略格子状の断面形状としてもよい。このとき、柱部材の下端部22aにおいて、第1フランジ部22cの一部が切欠かれている。また、柱部材の上端部22bにおいて、第2フランジ部22gの一部を切り欠くような構造とすればよい。これにより、柱部材22の剛性が高まる。なお、このような形状は、上述した第1柱部材22および第2柱部材31に適用してもよい。
また、本発明の他の参考例の実施形態に示したようなY’−Z’平面方向への傾斜を調整できる連結用支持部材25と、第4実施形態に示したようなX’−Z’平面方向への傾斜を調整できる柱支持部材29を組み合わせてもよい。これにより、第1基礎21aが様々な角度で不同沈下した場合であっても、柱部材22の角度または高さを調整しやすい。これにより、施工性がさらに向上する。
1:太陽電池装置
2:太陽電池モジュール
3:架台
11:透光性基板
12:太陽電池素子
13:充填材
14:裏面保護部材
15:太陽電池パネル
15a:受光面
15b:非受光面
16:フレーム
21:基礎
21a:第1基礎
21b:第2基礎
22:柱部材
22a:下端部
22b:上端部
22c:第1フランジ部
22d:第1孔部
22e:内壁

22f:外周面
22g:第2フランジ部
22h:第2孔部
23:レール部材
23a:下面
23b:凹部
24:横レール部材
24a:固定部
25:連結用支持部材
25a:板状部
25b:孔部
25c:突出部
25d:上面
25e:孔部
25f:凸部
25g:第1セレーション部
25h:孔部
25i:長穴(第1長穴)
26:固定部材
26a:孔部
27:第1締結部材
27a:第1座金部材
27b:第2セレーション部
27c:ボルト
27d:ナット
28:第4締結部材
29:柱支持部材
29a:壁部
29b:第3セレーション部
29c:長穴(第2長穴)
29d:底面部
30:第2締結部材
30a:第2座金部材
30b:第4セレーション部
30c:ボルト
30d:ナット
31:第2柱部材
32:柱連結部材
32a:上板部
32b:側板部
32c:長穴(第3長穴)
32c1:第5嵌合部(第5セレーション部)
33:第3締結部材
33a:第3座金部材
33a1:主面部
33a2:第6嵌合部(第6セレーション部)
33a3:ストッパー部
33a4:丸穴
33b:ボルト
33c:ナット
33d:角座金
34:アンカーボルト
P :設置面
Q :不同沈下

Claims (10)

  1. 柱部材と、
    前記柱部材に連結される柱支持部材と、
    該柱支持部材に前記柱部材を固定する締結部材と、
    該柱部材の上端部に設けられる連結用支持部材と、
    該連結用支持部材に支持されるレール部材と、
    該レール部材に配置される太陽電池モジュールとを備えた太陽電池装置であって、
    前記柱支持部材は、底面部および該底面部に接続されて前記柱部材の少なくとも一部の外周面を覆う壁部、前記柱部材の長手方向に沿って前記壁部に設けられた長穴、および前記柱部材の外周面と対向する前記壁部の面の裏面または前記長穴の内周面に設けられた嵌合部を有し、
    前記締結部材は、前記嵌合部と接する接触面を有し、該接触面において前記嵌合部に嵌合される被嵌合部を有するとともに、前記柱部材に設けられた孔部に挿入されて前記柱部材を前記柱支持部材に固定する、太陽電池装置。
  2. 前記連結用支持部材は、前記柱部材の前記上端部における少なくとも一部の外周面を覆う下部を有し、
    前記連結用支持部材の前記下部は対向する2つの板状部を有しており、これら板状部のそれぞれが対向している内側に、前記柱部材の前記上端部における少なくとも一部の外周面が位置している、請求項1に記載の太陽電池装置。
  3. 2つの前記板状部は、少なくとも一方の内側面から張り出した突出部を有しており、これら突出部の下面が前記柱部材の前記上端面に接触している、請求項2に記載の太陽電池装置。
  4. 前記柱部材は、長手方向に角パイプ状の管状部と、該管状部の対向する2つの辺から張り出したフランジ部とを有しており、前記連結用支持部材が前記フランジ部に固定される、請求項1乃至3のいずれかに記載の太陽電池装置。
  5. 前記柱部材は、長手方向に直交する断面における断面形状がI型、T型またはH型である、請求項1乃至3のいずれかに記載の太陽電池装置。
  6. 前記連結用支持部材は、上面部および該上面部に設けられた凸部または凹部を有しており、
    前記レール部材は、下面部および該下面部に前記連結用支持部材の前記凸部に対応する凹部または前記凹部に対応する凸部を有している、請求項1乃至5のいずれかに記載の太陽電池装置。
  7. 前記連結用支持部材を前記柱部材に固定する他の締結部材をさらに備え、
    該他の締結部材は、2つの前記板状部の少なくとも一方において前記柱部材の長手方向に沿って設けられた他の長穴および前記柱部材の上端部に設けられた他の孔部に挿入されて前記連結用支持部材を前記柱部材に固定する、請求項2または3に記載の太陽電池装置。
  8. 前記板状部は、前記柱部材の外周面に対向する面の裏面に第1嵌合部を有し、
    前記他の締結部材は、前記第1嵌合部に接する接触面を有し、該接触面に前記第1嵌合部と嵌合する第2嵌合部を有している、請求項7に記載の太陽電池装置。
  9. 前記第1嵌合部は、第1セレーション部であり、
    前記第2嵌合部は、前記第1セレーション部に対して前記柱部材の長手方向において複数の位置で嵌合可能な第2セレーション部である、請求項8記載の太陽電池装置。
  10. 前記嵌合部は、セレーション部であり、
    前記被嵌合部は、前記セレーション部に対して前記柱部材の長手方向において複数の位置で嵌合可能な他のセレーション部である、請求項1に記載の太陽電池装置。
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