JP5922920B2

JP5922920B2 - 支柱直立型太陽電池立設設備

Info

Publication number: JP5922920B2
Application number: JP2011271753A
Authority: JP
Inventors: 英吾都
Original assignee: Daito Giken KK
Current assignee: Daito Giken KK
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2016-05-24
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: JP2013122158A

Description

本発明は１本の支柱で支持される支柱直立型太陽電池立設設備に関する。

太陽電池パネルは、例えば特開第２０００−１０１１２３号公報にあるように複数の脚部を持つ組上げ式の架台を用意しその上に固定したり、前記脚部を地面に埋め込むか例のようにコンクリートで製作された置き基礎に複数の脚部を固定したり、また、例えば、特開第昭５９−８３０５５号公報にあるように独立した支柱上部に設置したり、また、例えば特開第２００２−５７３６２号公報のように、支柱の脇に金具を用い取付け、太陽電池パネルを固定し設置することが一般的な構成方法として知られている。

特開第２０００−１０１１２３号公報実開昭５９−８３０５５号公報特開第２００２−５７３６２号公報

太陽電池の面積でおおよその発電力が決まるため、多くの発電力が要求される場合には当然のことながらできるだけ多くの太陽電池パネルを立設できることが望ましい。然しながら、特に強風に対する対策を考慮すると、立設設備全体の十分な構造強度、脚部埋め込みタイプにおいては埋め込み部の十分な引き抜き強度、据え置きタイプにおいては立設設備全体が持つ十分な垂直荷重が求められ、大規模な土木工事や設備工事が必要となり間接コストを増大するという問題点が存在する。また、太陽電池設備専用の土地が求められ、コストの負担が大きくなる。また、永久構造物化により、例えば現場仮設事務所等による利用など、一時的な仮設設備としての利用が制限され、人々の環境意識の高まりに対し、太陽電池パネルの設置環境が追従せず利用が制限されている。

よって、構造上の安全性能を考慮しつつ、利用が制限された環境において、制限を除去し、設置場所の自由度を拡大させて太陽電池パネルの設置を可能とする装置を提供することによって、太陽電池パネルによる発電力供給能力を増やし、簡易、安価に設置作業が実施可能な装置が必要である。

上記課題を鑑み、本発明は、１本の支柱で構成される支柱直立型太陽電池立設設備を構成し、立設設備の構成方法を工夫することにより従来太陽電池パネルの設置が困難とされる場所に太陽光発電パネルを立設する技術である。この前記支柱直立型太陽電池立設設備はいくつかの構成により立設されることを特徴としている。

本発明は、一本の直立する支柱の根元を設置場所に固定設置する支柱直立型太陽電池立設設備１であり、直立する１本の支柱と、前記支柱の上端部に設けられる剛性の支持部材と、前記支持部材に取り付けられる骨組みと、前記骨組みに固定される太陽電池パネルと、から構成され、
前記支持部材が横材と縦材を備え、前記骨組み及び太陽電池パネルを水平方向へ回転角度調整可能とするよう前記縦材を前記支柱の上端部に取り付け、前記骨組み及び太陽電池パネルを傾斜角度調整可能にするよう前記横材を前記骨組みの中央部に取り付け、
前記骨組み及び太陽電池パネルを前記支柱の上端部より上部の空間に配置することができることを特徴とする支柱直立型太陽電池立設設備である。

本発明により、今まで設置が困難であった場所、例えば、建築物の隙間、樹木が林立する場所、駐車場、港湾等での設置や撤去が簡易になる。また、工事期間が短くなり作業性が向上し、移動も簡単であることによるコスト削減効果は極めて大きい。また、利用形態の自由度が拡大し、付加価値が高まる。特に、効果が高いものは、仮設による発電設備導入が容易になることで、例えば、工事現場に設置される仮設事務所に導入し易くなることや、ガードレール支柱を簡便に利用できることにより、道路、南向き斜面に敷設された道路崖面、港湾等、日射が十分確保できる場所において、付加価値を高めて、中小規模の太陽光発電設備導入が容易とする。

（ａ）は本発明第一実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１の正面図である。（ａ）は支持部材の平面図、（ｂ）は支持部材の取付け状態を示す正面図である。（ａ）は支持部材の斜視図、（ｂ）は支持部材の右側面図である。（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）のＢ−Ｂ矢視図である。支柱直立型太陽電池立設設備１の背面図である。（ａ）は図１（ｂ）のＥ−Ｅ断面図、（ｂ）は図１（ｂ）のＦ−Ｆ断面図、（ｃ）は図１（ｆ）のＤ−Ｄ断面図である。（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢ部位の拡大図、（ｃ）は図７（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。（ａ）は本発明第二実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１０１の平面図、（ｂ）は同正面図である。（ａ）は同支柱直立型太陽電池立設設備１０１の斜視図、（ｂ）は反対側から見た斜視図である。（ａ）は同支柱直立型太陽電池立設設備１０１の右側面、（ｂ）は背面図である。（ａ）は金属製独立基礎に支柱が挿入された状態を示す斜視図、（ｂ）は同内部を示す部分断面図である。本発明第三実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備２０１の正面図である。同平面図である。（ａ）は図１３のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１３のＢ−Ｂ断面図である。（ａ）は本発明第四実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備３０１の支柱の取付け状態を示す縦断面図、（ｂ）は同平面断面図である。（ａ）は本発明第五実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備４０１の平面図、（ｂ）は同正面図である。（ａ）は同支柱直立型太陽電池立設設備４０１の斜視図、（ｂ）は同反対側から見た斜視図である。（ａ）は図１７（ｂ）のＥ部分拡大図、（ｂ）は図１７（ｂ）のＦ部分拡大図である。同支柱直立型太陽電池立設設備４０１の右側面図である。（ａ）は図１９（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１９のＣ部分拡大図、（ｃ）は図１９のＤ−Ｄ断面図である。（ａ）は本発明第六実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備５０１の平面図、（ｂ）は同正面図である。（ａ）は同支柱直立型太陽電池立設設備５０１の斜視図、（ｂ）は同反対側から見た斜視図、（ｃ）は同平面図である。同支柱直立型太陽電池立設設備５０１の右側面図である。

本発明の第一実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１は、直立する１本の支柱２と、支柱２の上部に直交して角度調整可能に設けられる支持部材３と、支持部材３に角度調整可能に取り付けられる骨組み４と、骨組み４に固定される太陽電池パネル５と、から構成される。以下、各部を詳細に説明する。

支柱２は円筒鋼管である。１本の鋼管から構成されてもよいし、複数の鋼管を連結したものでもよい。支柱２は複数本がボルト２０とナット２１で連結されてものである（図６（ｂ）参照）。

支持部材３は、図１〜図６に示す通り、直立する縦材３０と、縦材３０の上部に固定される基台３１と、基台３１に水平に固定される横材３２と、横材３２の両端部に連結されて中心に対して内側に湾曲する弧状の孔３３が複数（ここで一対）形成される板材３４と、から構成されている。孔３３は全体として、円周状に配置されている。支柱２の位置は中央部であるが、任意に設置可能である。たとえば、駐車場の日除け・雨除け兼太陽光発電装置として用いる場合には、支柱２を太陽電池パネル５の端部に設置することが好ましい。駐車場の日よけとして用いる場合には、複数の太陽電池パネル５を連結する連結部材（図示略）を緊締具で固定してもよいし、太陽電池パネル５の複数枚にわたって延び出す支持部材３及び／又は骨組み４を用いてもよい。

縦材３０は２つの部材が向き合って支柱２の両側を挟んで配置されたものである。縦材３０の貫通孔にボルト３０ａが挿通されて、ナット３０ｂで支柱２に固定されている。縦材３０は横断面が台形に形成されている。また、縦材３０の上部には円板３０ｃが形成され、この円板３０ｃの中心に対して内側に湾曲する弧状の孔３０ｄが複数（ここで二対）形成され、孔３０ｄが全体として円周状に配置されている。

基台３１は、円板３０ｃの上に配設され、中心に対して内側に湾曲する弧状の孔３１ａが複数（ここで二対）形成され、孔３１ａが全体として円周状に配置されている。この孔３１ａは孔３０ｄと合致するように対応して個々に形成されている。孔３０ｄと孔３１ａにボルト３１ｂが挿通され、ナット３１ｃで固定される。これにより、円板３０ｃに対して基台３１の水平方向への回転角度位置が相対的に調整可能である。縦材３０と円板３０ｃに対して基台３１と横材３２が角度調整可能な他の構造でも構成できる。基台３１の側板３１ｄには切り欠きが形成され、そこに横材３２が固定されている。

横材３２は、角形の溝型鋼であり、水平に配置されている。また、弧状の孔３３を設けた板材３４は小判形状であり、一対が対向して垂直方向に配置される。これにより、太陽電池パネル５の傾斜角度が調整可能である。

骨組み４は、図５〜図７に示す通り、板材３４に角度調整可能に取り付けられる一対の傾斜材４０と、これらの傾斜材４０の上側に直交して固定される複数（ここでは一対）の横材４１と、これらの横材４１の上側に直交して固定される複数本（ここでは４本）の縦材４２と、を備えている。太陽電池パネル５は縦材４２の上にボルト４３とナット４４の緊締具で複数枚（ここでは４枚）固定されている（図６（ｃ）参照）。縦材４０と横材４１はボルト４５とナット４６の緊締具で固定されている。横材４１と縦材４２はボルト４７とナット４８の緊締具で固定されている。横材３２と傾斜材４０は、ボルト４９とナット５０の緊締具で固定されている。太陽電池パネル５を十分に固定可能であれば、骨組み４は他の構成としてもよい。

第一実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１の固定は、１本の支柱２の根元を地面に打ち込んで設置する。また、１本の鋼管である支柱２を埋設するに十分な孔を掘り、この孔に１本の支柱２の根元を入れ、孔をコンクリート等で埋設する構成でもよい。あるいは、地面に固定部材を埋設し、この固定部材に支柱直立型太陽電池立設設備１をボルトとナット等の緊締具で脱着自在に取り付けても良い。また、太陽電池パネル５の傾斜角度が固定のもの、或いは、支柱２に対して太陽電池パネル５の回転角度が固定のものでもよい。

第一実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１によれば、設置や撤去が容易であり、移動も簡単であり、家庭、駐車場、工事現場、道路、運動場、遊技場、建築物の隙間、樹木が林立する場所等、そして、電気のない場所にも設置できる。また、単に発電するにとどまらず、日除け、雨除け等としても活用でき、土地の有効利用を図ることができる。したがって、利用形態の自由度が拡大し、付加価値が高まる。普及効果を高めて、売電を促進できる。さらに鋼材を利用しているので、リサイクルも容易であり、自然環境に優しい。さらに複数の支柱直立型太陽電池立設設備１を設ける場合には、それらの間にフェンス等の設備が設置できる。

第二実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１０１は、図８〜図１３に示す通り、第一実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１を短柱としたものであり、この支柱直立型太陽電池立設設備１０１を、複数個（ここでは３個）所定方向又は一方向に並設し、それぞれの支柱１０２の根元を箱状の金属製独立基礎１０６の上面から形成された縦孔１０７に上方から装入立設し、ボルト１０８を横孔１０９に挿通し、ナット１１０で固定してある。また、金属製独立基礎１０６の側面両側の下部に一対の横材１１１（例えば、アングル形状の鋼材）が平行に固定され、この横材１１１がレール１１２にボルト１１３とナット１１４の緊締具で固定されて、金属製独立基礎１０６が連結されている。横材１１１の方向はまたレール１１２はこれの上部に配置されて直交するレール１１５でボルト１１６とナット１１７の緊締具により連結されている。レール１１２、１１５はH型鋼材、又は溝型鋼材が好ましい。

鋼製独立基礎１０６は箱型でもよいし円柱型でも錐型でも良い。中実構造または中空構造のいずれでもよい。その大きさは、支柱直立型太陽電池立設設備１０１の高さと重量から勘案し耐風速等に対し十分な能力を持つ大きさであればよく、また鋼製独立基礎１０６の重量は、設置場所における荷重耐力を越さない十分な重さであればよい。そのため、大きさだけでなく鋼製独立基礎１０６の内部に空洞を形成し必要な重量に調整できるよう鋼材やコンクリート塊等を必要量、挿入し重量を調整できる仕組みであればなおよい。風荷重については、太陽電池パネル１０５の面と垂直方向からの風の影響が大きく、太陽電池パネル１０５の面の方向からの風の影響は低い。本実施形態では、太陽電池パネル１０５の面の延長方向と垂直方向にレール１１５の長手方向が設置されるので、風の影響を低減できる。しかも、レール１１２がレール１１５で直交方向に連結され一体化されるので、支柱１０２の保持強度が高くなり、風からの影響を更に一層低減できる。

第二実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１０１によれば、レール１１２を置き、鋼製独立基礎１０６をレール１１２に取り付け、鋼製独立基礎１０６に支柱直立型太陽電池立設設備１０１を取り付けるだけであるので、設置や撤去の作業が簡単であり、移動も容易である。たとえば、電気のない現地工事事務所での現場組み立てや利用に好適である。また、屋上への設置も容易である。

第三実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備２０１は、図１２〜図１４に示す通り、第二実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１０１と基本的には同様であるが、レール２１２に対して、これと直交するレール２１５を連結させることで、碁盤目状の下地材に構成したものである。つまり、鋼製独立基礎２０６を鋼材等により縦横に枠組み構成されたものである。レール２０６の上部にレール２１５が配置されてボルト２１６とナット２１７の緊締具で固定されている。

第四実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備３０１は、図１５（ａ）（ｂ）に示す通り、ガードレール３５０を利用して第一実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１を取り付けるものであり、貫通孔３０２ａを有する支柱３０２を、側面に貫通孔３０５が形成されたガードレール支柱管３０６の上部から同軸状に挿入し、貫通孔３０５と貫通孔３０２ａとを合致させ、ボルト３０７を貫通孔３０５と貫通孔３０２ａに挿通させ、ナット３０８で支柱３０２とガードレール板３５７とをガードレール支柱管３０６に固定するものである。ガードレール板３５７はガードレール支柱管３０６とボルト３０７の間に取り付けられた取付具３０９にボルト３５８とナット３５９で固定される。また、道路側と反対側へ位置するように太陽電池パネル３０５を設け、車との衝突を防止する。支柱３０２の間隔は余裕を持って設定し、衝突の損害を回避する。ガードレール支柱管３０６の高さは既設ものであれば、そのまま利用できるし、キャップの切断も容易であり、また、新設であれば、通常の高さよりも高くすることが好ましい。支柱３０２から上部は第一実施形態と同様であるので、図示及び説明は援用する。

本実施形態により、ガードレール３５０の上部に太陽電池パネル３０５を取り付けることができ、ガードレール支柱管３０６近辺の路肩、法面のスペースの有効利用を図るとともに、ガードレール３５０の基礎の力を利用して、路肩或いは道路向きに太陽電池パネルを設置できる。支柱３０２とガードレール支柱管３０６を同軸状に取り付けるので、取付強度が高くなる効果がある。また、支柱３０２を固定するに際し、ガードレール板３５７を取り付けるボルト３０７とナット３０８を支柱３０２の固定に兼用することで、取付コストを安価にでき、作業時間も短縮できる。利用形態としては、道路の照明灯、道路関連施設への給電に利用できる。なお、太陽電池パネルの角度調整ができるタイプであれば、設置場所の状況に応じて実施できるので、適用範囲が格段に向上する。

図１６〜図２０に示す通り、第五実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備４０１は、ガードレール４５０のガードレール支柱管を兼用する支柱４０２を利用したものであり、道路側から太陽がガードレールに当たる場所に太陽電池パネル４０５が傾斜して設置されたタイプである。第一実施形態と共通する部分の部品番号は４００番台とし、相違する点を説明する。また、第四実施形態が支柱３０２とガードレール支柱管３０６戸が別体で同軸状に挿入するのに対して、本実施形態では、支柱４０２がガードレール支柱管そのもので両者を兼用したものであり、その支柱４０２の外部に支持部材４０３を取り付けたものである。

この支柱直立型太陽電池立設設備４０１は、第一実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備１の支柱２、支持部材３、骨組み４、太陽電池パネル５とは形状が相違している。支柱４０２に支持部材４０３の下端部が取付具４６０で取り付けられている。この支持部材４０３の上端部に複数枚の板材４７０が溶接され、この板材４７０により複数の骨組み４０４がボルト４０７とナット４０８で支持部材４０３に対して直交して固定されている。この骨組み４０４の上に太陽電池パネル４０５が連設されている。太陽電池パネル４０５は水平面よりも上方で傾斜して位置する。

支持部材４０３は、図１８に示す通り、傾斜材４０３ａと、傾斜材４０３ａを固定する架台４０３ｂと、を備えている。架台４０３ｂには孔４０３ｃが形成されている。

支持部材４６０の架台４０３ｂは、その横断面が、図２０（ａ）に示す通り、Ｕ字形状であり、先端が左右に拡開し、拡開部に孔４０３ｃが形成されている。取付具４６０は、図２０（ａ）等に示す通り、支柱４０２に水平方向から嵌合することができ、両端に雄ネジが形成された複数のＵ字形金具４６０ａと、Ｕ字形状金具４６０ａの両端をそれぞれ架台４０３ｂの孔４０３ｃに挿通した状態で雄ネジに螺合するナット４６０ｂと、を備えたものである。

第五実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備４０１は、基本的には、第四実施形態と同様の効果を奏する。本実施形態では、支柱への負荷の荷重の掛かり方を相違させることができる。

図２１〜図２３に示す通り、第六実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備５０１は、ガードレール５５０のガードレール支柱管を兼用する支柱５０２を利用したものであり、路肩側から太陽がガードレールに当たる場所に太陽電池パネル５０５が傾斜して設置されたタイプである。傾斜材５０３ａと架台５０３ｂとは交差して概ね９０度で連結されている。太陽電池パネル４０５は水平面よりも下方で傾斜して位置する。第五実施形態と共通する部分の部品番号は５００番台とし、一部の図示と説明は援用する。

第六実施形態の支柱直立型太陽電池立設設備５０１は、基本的には、第五実施形態と同様の効果を奏する。本実施形態では、法面への太陽光を一層遮断することで、法面への太陽光の照射量を低減できる。

第五、六実施形態のガードレール４５０，５５０を利用するに際し、支柱直立型太陽電池立設設備に取り付けられた太陽電池パネルに日射が十分あたる方向に向けることが必要とされるため、それぞれの実施形態において、太陽電池パネルの傾斜角度を適宜変更したものである。また、太陽電池パネルの傾斜角度、回転角度の調整が現場で可能なように第一実施形態のような調整機構を設けてもよい。

本発明は、建造物、道路、港湾、工事現場、駐車場、運動場等において広範囲に設置利用が可能な太陽光発電設備として利用される。

１・・・支柱直立型太陽電池立設設備
２・・・支柱
３・・・支持部材
４・・・骨組み
５・・・太陽電池パネル
２０・・・ボルト
２１・・・ナット
３０・・・縦材
３１・・・基台
３２・・・横材
３３・・・孔
３４・・・板材
３０ａ，３１ｂ・・・ボルト
３０ｂ，３１ｃ・・・ナット
３０ｃ・・・円板
３０ｄ・・・孔
３１ａ・・・孔
４０・・・傾斜材
４１・・・横材
４２・・・縦材
４３，４５，４７，４９・・・ボルト
４４，４６，４８，５０・・・ナット
１０１・・・支柱直立型太陽電池立設設備
１０２・・・支柱
１０６・・・金属製独立基礎
１０７・・・縦孔
１０８，１１３，１１６・・・ボルト
１０９・・・横孔
１１０，１１４，１１７・・・ナット
１１１・・・横材
１１２・・・レール
１１５・・・レール
２０１・・・支柱直立型太陽電池立設設備
２１２，２１５・・・レール
２１６・・・ボルト
２１７・・・ナット
３５０・・・ガードレール
３０２ａ・・・貫通孔
３０２・・・支柱
３０５・・・貫通孔
３０６・・・ガードレール支柱管
３０５・・・貫通孔
３０２ａ・・・貫通孔
３０７，３５８・・・ボルト
３０８，３５９・・・ナット
３５７・・・ガードレール板
３０９・・・取付具
４０１・・・支柱直立型太陽電池立設設備
４５０・・・ガードレール
４０２・・・支柱
４０３・・・支持部材
４６０・・・取付具
４７０・・・板材
４０４・・・骨組み
４０７・・・ボルト
４０８・・・ナット
４０５・・・太陽電池パネル
４０３ａ・・・傾斜材
４０３ｂ・・・架台
４０３ｃ・・・孔
４６０ａ・・・Ｕ字形金具
４０３ｃ・・・孔
４６０ｂ・・・ナット
５５０・・・ガードレール
５０２・・・支柱

Claims

直立する１本の支柱と、前記支柱の上端部に設けられる剛性の支持部材と、前記支持部材に取り付けられる骨組みと、前記骨組みに固定される太陽電池パネルと、から構成され、
前記支持部材が横材と縦材を備え、前記骨組み及び太陽電池パネルを水平方向へ回転角度調整可能とするよう前記縦材を前記支柱の上端部に取り付け、前記骨組み及び太陽電池パネルを傾斜角度調整可能にするよう前記横材を前記骨組みの中央部に取り付け、
前記骨組み及び太陽電池パネルを前記支柱の上端部より上部の空間に配置することができることを特徴とする支柱直立型太陽電池立設設備。