JP6042822B2

JP6042822B2 - 太陽光発電システムおよび太陽光発電パネルの設置方法

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Publication number: JP6042822B2
Application number: JP2013548220A
Authority: JP
Inventors: 西岡　誠; 誠西岡
Original assignee: ITOGUMI CONSTRUCTION CO., LTD.
Current assignee: ITOGUMI CONSTRUCTION CO., LTD.
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2032-12-03
Also published as: AP2014007676A0; CN104106210B; US20140338732A1; EP2793272A4; CN104106210A; EA201491114A1; EA027605B1; JPWO2013084837A1; US9722128B2; WO2013084837A1; EP2793272A1

Description

本発明は、複数の太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムおよび太陽光発電パネルの設置方法に関するものである。

従来、太陽光発電システムにおける複数の太陽光発電パネルは、縦横方向に段差や隙間を設けずに整然と並べて設置されるようになっている。

例えば、特開２０１０−２０９５１５号公報では、建築物の屋根上に設けられる架台の上部に矩形状の太陽光発電パネルを段差や隙間を設けずに並べる太陽光発電パネル取付工法が提案されている（特許文献１）。屋根上のスペースは限られているため、段差や隙間をなくしてコンパクトにする必要があり、また、外観上、屋根の目立つ場所に設置されるため段差や隙間を設けずに整然と並べられた太陽光発電パネル群は見た目に美しいという特徴を有する。

特開２０１０−２０９５１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、見た目の美しさを確保するために、架台の設置から取り付け作業に至るまで高い施工精度を確保しなければならず、多大な費用と労力が必要とされる。特に、整然と並べられた複数の太陽光発電パネルでは、隣り合う太陽光発電パネル同士が縦方向にズレて段差が生じたり、太陽光発電パネル同士が前後方向にズレて傾斜面に段差が生じると、その段差が目立ち、不細工であるという印象をあたえてしまう。

また、近年ではクリーンエネルギーを使った発電のニーズが拡大しており、大規模な太陽光発電システムが計画されている。このため、太陽光発電システムの設置場所は屋根上のような比較的安定した場所に限られず、丘陵地や湿地帯等の遊休地が活用されると考えられている。

しかし、太陽光発電システムを丘陵地や湿地帯に設置する場合、従来のように架台を水平に施工するのは極めて難しい。つまり、従来のシステムを採用する場合には、丘陵地で太陽光パネルを水平に設置するために、まず丘陵地を平らに整地しなければならず、多大なコストと時間がかかる。また、湿地帯のような軟弱地盤に設置する場合、高い精度で施工しても、地盤の沈降等によって架台が傾いてしまうこともあろう。

さらに、太陽光発電パネル群を構成する複数の太陽光発電パネルの一部が故障や破損した場合、その一部のみを交換すれば足りるはずであるが、各メーカーで大きさの規格が統一されているわけではなく、大きさが若干異なっており、また、同じメーカーにおいても規格を変更してしまうことがある。このような場合に、太陽光パネル間の段差や隙間を生じさせないためには、すべての太陽光発電パネルを交換しなければならない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、複数の太陽光発電パネルの配置について太陽光の採光効率を維持しつつ縦方向の段差や傾斜面の段差、左右いずれかに傾斜させた場合における各太陽光発電パネルの傾斜角度の相違、および各太陽光発電パネルの間隔の相違が認識しづらい配置構成を採用することにより、太陽光発電パネルの設置を容易にし、大型化するソーラーシステムを丘陵地や湿地帯等に設置する際に好適な太陽光発電システムおよび太陽光発電パネルの設置方法を提供することを目的としている。

本発明に係る太陽光発電システムは、複数の縦長矩形状の太陽光発電パネルを所定の傾斜角度で左右いずれかの同一方向に傾斜させるとともに各々の前記太陽光発電パネルの採光面を同一面上に並置してなる太陽光発電パネル群を有する。

また、本発明の一態様として、前記太陽光発電パネル群を構成する各々の前記太陽光発電パネルの前記傾斜角度が１５度〜４５度であってもよい。

さらに、本発明の一態様として、前記太陽光発電パネル群を構成する各々の前記太陽光発電パネルの間には前記太陽光発電パネルの幅以下の間隔が設けられていてもよい。

本発明に係る太陽光発電パネルの設置方法は、複数の縦長矩形状の太陽光発電パネルを所定の傾斜角度で左右いずれかの同一方向に傾斜させるとともに、各々の前記太陽光発電パネルの採光面を同一面上に並べて配置する。

また、本発明の一態様として、各々の前記太陽光発電パネルの前記傾斜角度を１５度〜４５度に設定してもよい。

さらに、本発明の一態様として、各々の前記太陽光発電パネルの間に当該太陽光発電パネルの幅以下の間隔を設けて並置してもよい。

本発明によれば、複数の太陽光発電パネルの配置について太陽光の採光効率を維持しつつ縦方向の段差や傾斜面の段差、左右いずれかに傾斜させた場合における各太陽光発電パネルの傾斜角度の相違、および各太陽光発電パネルの間隔の相違が認識しづらい配置構成を採用することにより、太陽光発電パネルの設置を容易にし、丘陵地や湿地帯等に大型化するソーラーシステムを設置することができる。

本発明に係る太陽光発電システムの一実施形態を示すブロック図である。本実施形態における太陽光発電パネル群を示す全体斜視図である。本実施形態における太陽光発電パネル群を示す一部拡大斜視図である。（ａ）本実施形態において、太陽光発電パネルを正面に対し正対した場合および採光面に対し正対した場合における太陽光発電パネルと垂線との角度の相違を示す図と、（ｂ）その側面図である。他の実施形態における太陽光発電パネル群を示す全体斜視図である。本実施例１における太陽光発電パネル群の段差と傾斜角度との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を０度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を５度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を１０度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電ユニットの傾斜角度を１５度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を２０度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を２５度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を３０度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を３５度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を４０度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を４５度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を５０度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例２における太陽光発電パネル群の傾斜角度を５５度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例３における太陽光発電パネル群の傾斜方向を左とするとともに傾斜角度を３０度とした場合の段差と隙間との視覚的な関係について示す図である。本実施例４における太陽光発電パネル群の縦方向に１段の場合と２段の場合との傾斜角度と隙間との関係について示す図である。本実施例４における太陽光発電パネル群の縦方向に２段の場合と３段の場合との傾斜角度と隙間との関係について示す図である。本実施例４における太陽光発電パネル群の縦方向に３段の場合と４段の場合との傾斜角度と隙間との関係について示す図である。本実施例５における設計上の太陽光発電パネルおよび架台を示す正面図である。本実施例５における施工された太陽光発電パネルの四隅の座標値および傾斜角度を示す正面図である。本実施例５における施工された太陽光発電パネルを左手前から撮影したデジタル写真画像である。本実施例５における施工された太陽光発電パネルを右手前から撮影したデジタル写真画像である。

以下、本発明に係る太陽光発電システムおよび太陽光発電パネルの設置方法の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態の太陽光発電システム１の各構成を示すブロック図である。また、図２は、本実施形態の太陽光発電パネル群２Ａを示す全体斜視図であり、図３は、その一部拡大斜視図である。

太陽光発電システム１は、図１ないし図３に示すように、主として、複数の太陽光発電パネル２１，２１，・・・と、各太陽光発電パネル２１，２１，・・・を設置する架台３と、各太陽光発電パネル２１，２１，・・・により発電された直流電流を集電して電気網５等に送電する集電装置４とを有する。以下、各構成について詳細に説明する。

太陽光発電パネル２１は、一般的に市販されている太陽光発電パネルである。この太陽光発電パネル２１は、図２および図３に示すように、おもて面が太陽光を受けるための採光面２２となっており、この採光面２２で太陽光を受けることにより直流電流が発生するようになっている。

本実施形態における太陽光発電パネル２１は縦長矩形状に形成されており、その縦横比は約１．５：１である。また、この太陽光発電パネル２１は、縦方向に３枚連続的に並べてユニット化されており、縦横比が約４．５：１の縦長矩形状に形成されている。本実施形態では、図２および図３に示すように、縦長矩形状に形成された多数の前記太陽光発電パネル２１，２１・・・を横方向に並べて設置することにより太陽光発電パネル群２Ａが構成されている。このように、太陽光発電パネル２１を縦方向に並べてユニット化することにより、太陽光発電パネル群２Ａの横方向の広がりを抑えて十分な発電量を確保するようになっている。

なお、太陽光発電パネル２１の大きさおよび縦横比は、特に限定されるものではなく、適宜選択されるものである。また、太陽光発電パネル群２Ａは、３枚の太陽光発電パネル２１により構成されるものに限られず、十分な発電量を確保できるのであれば、１枚の縦長矩形状の太陽光発電パネル２１を横方向に並置することで構成してもよい。さらに、縦方向に並べられる太陽光発電パネル２１の枚数は、所望する発電量や太陽光発電パネル２１が受ける風力、太陽光発電パネル２１に積もる積雪量等を考慮して適宜決定されるものであり、２枚でもよく、４枚以上でもよい。

次に、太陽光発電パネル群２Ａを構成する各太陽光発電パネル２１，２１・・・は、並置された太陽光発電パネル２１同士に生じる縦方向の段差や傾斜面の段差、左右いずれかに傾斜させた場合における各太陽光発電パネルの傾斜角度θの相違、および各太陽光発電パネルの間隔Ｏの相違を目立たなくすることで、視覚的に認識しづらくするため、架台３に対して以下のような設置方法で設置される。

まず、各太陽光発電パネル２１，２１・・・は、所定の傾斜角度θで左右いずれかの同一方向に傾斜させて設置する。なお、太陽光発電パネル２１は、図２および図３に示すように、後述する架台３の傾斜部３４に設けられる。そのため、太陽光発電パネル２１の見かけ上の角度は見る角度によって異なる。例えば、図４に示すように、縦横比が約５：１の太陽光発電パネル２１が３０度の傾斜部３４に設けられているとき、太陽光発電パネル２１の正面に対して正対した場合、太陽光発電パネル２１と垂線との角度が約１９．４度であるのに対し、太陽光発電パネル２１の採光面２２に対して正対した場合、前記角度が約１０度である。そこで、本発明では、太陽光発電パネル群２が実際に見られる状況を考慮し、傾斜角度θを、太陽光発電パネル群２の正面に対して正対した場合の太陽光発電パネル２１と垂線とにより形成される角度とした。本実施形態における各太陽光発電パネル２１，２１・・・は、図２および図３に示すように、右方向に傾斜されて設置されている。

各太陽光発電パネル２１，２１・・・の傾斜角度θは、傾斜の角度が大きいほど太陽光発電パネル２１同士に生じる縦方向の段差や傾斜面の段差、傾斜角度θの相違および間隔Ｏの相違が視覚的に認識しづらくなる。一方、傾斜の角度が大きくなると太陽光発電パネル２１は縦長矩形状に形成されているため、太陽光発電パネル群２Ａの幅が拡がって、大きな設置場所が必要となる。よって、段差が認識しづらくなる視覚的な効果と設置場所とのバランスを考慮し、前記傾斜角度θは１５度〜４５度であることが好ましく、２０度〜４０度であることがより好ましく、約３０度であることがさらに好ましい。

また、太陽光発電パネル群２Ａの各々の太陽光発電パネル２１は、隣り合う太陽光発電パネル２１が重なり合って一方の太陽光発電パネル２１の影とならないように、採光面２２を同一面上に並べて配置されている。各太陽光発電パネル２１，２１・・・における採光効率を維持するためである。なお、各太陽光発電パネル２１，２１・・・が並べられる同一面というのは本実施形態のように直線的な平面状であってもよいし、図５に示すように曲線的な平面状であってもよい。

さらに、各太陽光発電パネル２１，２１・・・は、それぞれの間に前記太陽光発電パネル２１の幅Ｗ以下の間隔Ｏを設けて並置される。この隙間Ｏが大きいほど太陽光発電パネル２１同士に生じる縦方向の段差や傾斜面の段差、傾斜角度θの相違および間隔Ｏの相違が視覚的に認識しづらくなる。よって、本実施形態における隙間Ｏは、太陽光発電パネル２１を傾斜させたことによる段差や傾斜角度θ等の相違が認識しづらくなる視覚的効果を高めるものである。一方、隙間Ｏの幅を広くすると太陽光発電パネル群２Ａの幅が拡がってしまい大きい設置場所が必要となる。よって、段差や傾斜角度θ等の相違が認識しづらくなる視覚効果と設置場所とのバランスを考慮し、前記隙間Ｏは太陽光発電パネル２１の幅Ｗ以下であることが好ましい。

次に、本実施形態における架台３について説明する。

架台３は、複数の太陽光発電パネル２１，２１・・・を上述の設置方法にて所定の傾斜角度θに傾斜させるとともに、各太陽光発電パネル２１，２１・・・の採光面２２を同一面に並べ、かつ隙間Ｏを設けて配置するための台である。本実施形態における架台３は、図２および図３に示すように、設置場所に埋設される基礎部３１と、この基礎部３１の上に設置される架台本体３２と、この架台本体３２に同一面を形成して各太陽光発電パネル２１，２１・・・を設置するパネル設置レール３３とを有する。

基礎部３１は、設置場所に埋設されて架台本体３２等を支えるものである。なお、基礎部３１の工法や構造は設置場所の地盤の状態等を考慮して適宜選択されるものであり、コンクリート基礎や軟弱地盤に設置可能である球状基礎等の簡易基礎工法等を用いることができる。

架台本体３２は、太陽光発電パネル２１を支持するためのものであり、太陽光発電パネル２１を支持する強度を確保しつつ風から受ける力や積もる雪の重さを軽減させるため、フレーム構造により形成されている。また、架台本体３２は、太陽光発電パネル２１による採光率を高めるため、設置場所の緯度等に応じた角度で、太陽光発電パネル２１の上方を後ろ側に傾斜させて傾斜面を形成する傾斜部３４を有している。

パネル設置レール３３は、架台本体３２の傾斜部３４に架設され、各太陽光発電パネル２１，２１・・・を同一面上に設置できるようになっている。本実施形態では、図２および図３に示すように、各太陽光発電パネル２１，２１・・・を安定的に設置するために上下方向に併設された３本のレールによって構成されている。

なお、架台３は、上記構成に限定されるものではなく、太陽光発電パネル２１毎に設置するものでもよい。

集電装置４は、各太陽光発電パネル２１，２１・・・により発電された直流電流を集めて電気網５等に送電するためのものである。本実施形態では、図１に示すように、発電された直流電流を集電する接続箱４１と、この接続箱４１により集電された直流電流を交流電流に変換して商用配電系統等の電気網に系統連係するパワーコンディショナ４２とを有している。

なお、各太陽光発電パネル２１，２１・・・により発電された直流電流は、蓄電池に蓄電させたり直接的に電化製品に供給させてもよい。また、図示しないが、分電盤を設けることにより、複数の系統や電化製品等に並列して、またはそれぞれに切り替えて送電するようにしてもよい。

次に、本実施形態の太陽光発電システム１における太陽光発電パネル群２Ａの傾斜角度θおよび隙間Ｏによる作用について詳しく説明する。

太陽光発電パネル群２Ａを傾斜角度θで設置したことによる主な作用は、上述のとおり、各太陽光発電パネル２１，２１・・・に生じる縦方向の段差や傾斜面の段差、傾斜角度θの相違、および間隔Ｏの相違が視覚的に目立たず、認識しづらくすることである。よって、太陽光発電パネル２１を架台３に設置する際における縦方向や傾斜面および傾斜角度θ等の施工精度がそれ程高い精度を要しないため、施工が容易になる。また、若干大きさの異なる太陽光発電パネル２１を使用しても、太陽光発電パネル２１の大きさの違いが目立たない。

太陽光発電パネル２１の間に隙間Ｏを設けて設置したことによる主な作用は、傾斜角度θを設けたのと同様、太陽光発電パネル２１同士に生じる縦方向の段差や傾斜面の段差、傾斜角度θの相違、および間隔Ｏの相違が視覚的に認識しづらくなるものである。よって、本実施形態における隙間Ｏは、傾斜角度θを設けたことによって縦方向の段差や傾斜面の段差、傾斜角度θの相違、および間隔Ｏの相違が認識しづらくなる視覚的効果をより高めることができる。また、各太陽光発電パネル２１，２１・・・の間に隙間Ｏを設けることによって、その隙間Ｏに風を逃がすことができるため、風力による破損や倒壊の危険を抑制することができる。さらに、太陽光発電パネル２１の採光面２２に雪が積もりにくくなる。

また、太陽光発電パネル２１は、同一面上に並べることで、図２および図５に示すように、景観にも合致し、視覚的にも美しく見える。

次に、本実施形態の太陽光発電システム１における発電時における各構成の作用について説明する。

本実施形態における太陽光発電パネル群２Ａは、採光面２２で太陽光を受けることで直流電流を発生する。各太陽光発電パネル２１，２１・・・で発生した直流電流は、集電装置４の接続箱４１によって集められ、パワーコンディショナ４２へ送電される。そして、パワーコンディショナ４２では、各太陽光発電パネル２１，２１・・・により発電された直流電流を交流電流に変換し電気網５へ送電する。

ここで、本実施形態における太陽光発電パネル２１は、同一面上に並べて配置されているため、太陽光発電パネル２１同士が重なり合って影になることがなく、太陽光の採光効率を維持することができる。

また、本実施形態では、太陽光発電パネル２１を縦長矩形状に構成したことにより、所定の幅で多くの採光面積を確保することができるため、隙間Ｏを設けたことによる設置場所の横方向の拡大を抑えつつ十分な発電量を確保することができる。

以上のような本実施形態の太陽光発電システム１および太陽光発電パネル２１の設置方法によれば、以下の効果を得ることができる。
１．隣り合う太陽光発電パネル２１の縦方向の段差や傾斜面の段差、傾斜角度θの相違、および間隔Ｏの相違を目立たせないため、各々の太陽光発電パネル２１同士の位置が多少ずれていても機能上および外観上も問題が生じることがなく、基礎部３１や架台本体３２の位置合わせが容易となる。つまり、施工精度に余裕があるため、簡単かつ迅速に施工することができる。
２．地盤沈下等で施工後に生じる段差や傾斜角度θ等の相違が生じたとしても外観上目立たないため、景観にもよく合致し、視覚的な美しさを維持することができる。
３．太陽光発電パネル群２Ａの一部を交換する際、若干大きさのことなる太陽光発電パネル２１に交換しても目立たず、段差があっても認識しづらい。
４．各々の太陽光発電パネル２１，２１・・・が同一面上に並べて配置されているため、太陽光の採光効率を維持することができる。
５．太陽光発電パネル２１を縦長矩形状にすることにより、縦方向への位置ズレを目立たせることなく発電量を確保することができる。

次に、本発明に係る太陽光発電システム１および太陽光発電パネル２１の設置方法における太陽光発電パネル２１の段差を目立たせない効果について検討を行ったので、以下の各実施例で説明する。

実施例１では、太陽光発電パネル群２に生じた段差と、傾斜角度θとの視覚的な関係について検討を行った。本実施例１では、幅が１Ｗに対して高さが１．５Ｗの太陽光発電パネル２１を縦方向に３枚並べた太陽光発電パネル２１を横方向に隙間なく並べて太陽光発電パネル群２を形成した。また、横方向の略中央における太陽光発電パネル２１には、前記幅Ｗに対して０．２Ｗの高さを有する段差を設けた。さらに、各太陽光発電パネル２１，２１・・・を右方向に傾斜させ、傾斜角度θを５度刻みで０〜５５度まで傾斜させた。

図６は、本実施例１における結果を示す各太陽光発電パネル群２を並べたものである。図中の（ａ）が傾斜角度θ＝０度の場合、（ｂ）が傾斜角度θ＝５度の場合、（ｃ）が傾斜角度θ＝１０度の場合、（ｄ）が傾斜角度θ＝１５度の場合、（ｅ）が傾斜角度θ＝２０度の場合、（ｆ）が傾斜角度θ＝２５度の場合、（ｇ）が傾斜角度θ＝３０度の場合、（ｈ）が傾斜角度θ＝３５度の場合、（ｉ）が傾斜角度θ＝４０度の場合、（ｊ）が傾斜角度θ＝４５度の場合、（ｋ）が傾斜角度θ＝５０度の場合および（ｌ）が傾斜角度θ＝５５度の場合を示している。

図６に示すように、傾斜角度θが大きくなるにつれて、視覚的に段差が目立たず、認識しづらくなる。特に、図中の（ｄ）〜（ｌ）に示すように、傾斜角度θが１５度以上になると、意識的に段差を見つけようとしないと段差を認識しづらく、図中の（ｇ）〜（ｌ）に示すように、３０度以上では意識的に見てもほぼ認識できなくなる。

以上より、太陽光発電パネル群２を構成する太陽光発電パネル２１の傾斜角度θが１５度以上になると段差が認識しづらくなり、３０度以上ではほぼ認識できなくなることがわかった。

実施例２では、太陽光発電パネル群２に生じた段差と、太陽光発電パネル２１の間の隙間Ｏの大きさとの視覚的な関係について検討を行った。本実施例２の太陽光発電パネル２１は上記実施例１の太陽光発電パネル２１と同じであり、縦横比が４．５対１の太陽光発電パネル２１を横方向に並べて太陽光発電パネル群２を構成している。また、太陽光発電パネル群２の横方向の略中央には、太陽光発電パネル２１の幅Ｗに対して０．２Ｗの高さを有する段差が設けられている。そして、太陽光発電パネル群２を構成する各太陽光発電パネル２１，２１・・・の間に、前記幅Ｗに対して０．１Ｗ刻みで、０〜０．７Ｗの隙間Ｏを設けた。

図７〜図１８は、本実施例２における結果を示す各太陽光発電パネル群２を並べたものである。図７は、傾斜角度θが０度の場合であり、上から順に（ａ）が隙間Ｏ＝０Ｗの場合、（ｂ）が隙間Ｏ＝０．１Ｗの場合、（ｃ）が隙間Ｏ＝０．２Ｗの場合、（ｄ）が隙間Ｏ＝０．３Ｗの場合、（ｅ）が隙間Ｏ＝０．４Ｗの場合、（ｆ）が隙間Ｏ＝０．５の場合、（ｇ）が隙間Ｏ＝０．６Ｗの場合および（ｈ）が隙間Ｏ＝０．７Ｗの場合をそれぞれ示している。

図７に示すように、傾斜角度θが０度の場合においても、各太陽光発電パネル２１，２１・・・の間の隙間Ｏが大きくなると、段差が認識しづらくなるのがわかる。

また、図８〜図１８は、傾斜角度θが右方向に５〜５５度傾斜した場合であり、図７と同様に、（ａ）〜（ｈ）は、太陽光発電パネル２１の間の隙間Ｏが０〜０．７Ｗの場合をそれぞれ示している。

図８〜図１８に示すように、傾斜角度θが右方向に５〜５５度の場合もまた、隙間Ｏが大きくなるにつれて段差が目立たず、認識しづらくなることがわかる。例えば、図１２に示すように、傾斜角度θが２５度の場合において、隙間Ｏが０Ｗの場合は、意識的に見ることにより段差を認識することができるが、隙間Ｏが０．７Ｗの場合は、意識的に見ても段差をほぼ認識できなくなる。

以上より、太陽光発電パネル２１の間の隙間Ｏを大きくすることによって、段差は目立たなくなり、傾斜角度θを設けたことによって縦方向の段差を認識しづらくなる視覚的効果を高めることができることがわかった。

実施例３では、太陽光発電パネル２１の傾斜方向についての視覚的な関係について検討を行った。図１９に示すように、本実施例３の太陽光発電パネル２１は上記実施例１および上記実施例２の太陽光発電パネル２１と同じであり、縦横比が４．５対１の太陽光発電パネル２１を横方向に並べ太陽光発電パネル群２を構成している。また、太陽光発電パネル群２の横方向の略中央には、太陽光発電パネル２１の幅Ｗに対して０．２Ｗの高さを有する段差が設けられている。また、各太陽光発電パネル２１，２１・・・の間には、太陽光発電パネル２１の幅Ｗに対して０．１Ｗ刻みで、０〜０．７Ｗの隙間Ｏを有している。ただし、傾斜方向は、上述の実施例１および実施例２とは異なり、左方向とした。この傾斜角度θは３０度である。

傾斜角度θが３０度であって傾斜方向が左右異なる図１９と図１３とを比較すると、傾斜方向が異なっていても、視覚的な効果には、ほとんど変化はなく、左右いずれの傾斜方向であっても段差が目立たないことがわかる。また、隙間Ｏを設けることにより段差がより目立たなくなるのも同様であった。

以上より、本実施例３において、太陽光発電パネル２１の傾斜方向が左右いずれでも、段差が目立たなくなることがわかった。

実施例４では、太陽光発電パネル群２の傾斜角度θおよび隙間Ｏの関係が発電量および横方向の設置幅に与える影響を検討した。図２０の（ａ）が太陽光発電パネル２１を縦方向に１段で横方向に３０枚隙間なく並べた場合、（ｂ）〜（ｉ）が太陽光発電パネル２１を縦方向に２段で横方向に１５組並べた場合である。よって、（ａ）〜（ｉ）における太陽光発電パネル２１の数は同数であり、理論的な発電量は同一である。

また、本実施例４では、（ａ）〜（ｉ）では、最も左の太陽光発電パネル２１の左下角部から最も右の太陽光発電パネル２１の右下角部までの距離Ｌはすべて同一にした。（ｂ）〜（ｉ）では、太陽光発電パネル２１の傾斜角度θを５度刻みで１０〜４５度傾斜させている。

すなわち、本実施例４における（ａ）〜（ｉ）の太陽光発電パネル群２は、発電量と設置幅を一定にしたものである。

図２０（ｃ）に示すように、傾斜角度θが１５度の場合における太陽光発電パネル２１の間の隙間Ｏは、太陽光発電パネル２１の幅Ｗに対して１．０Ｗであった。よって、各太陽光発電パネル２１，２１・・・同士に間隔Ｏを設けたとしても、太陽光発電パネル２１の縦方向の段数を１段増やして隙間Ｏの幅を１．０Ｗ以下にすることによって、同数の太陽光発電パネル２１を配置することができることがわかった。また、図中の（ｂ）〜（ｉ）に示すように、各太陽光発電パネル２１，２１・・・の傾斜角度θが大きくなると隙間Ｏが狭くなることがわかる。

図２１は、（ａ）が縦方向に２段の太陽光発電パネル２１を横方向に３０組隙間なく並べた場合、（ｂ）〜（ｉ）が縦方向に３段の太陽光発電パネル２１を均等な幅の隙間Ｏを設けつつ横方向に２０組並べた場合である。

図中の（ｂ）における傾斜角度θが１０度の場合の太陽光発電パネル２１の間の隙間Ｏは、太陽光発電パネル２１の幅Ｗに対して０．５Ｗであった。１段を２段にするよりも、２段を３段にする方が、所定の設置場所の幅に対して、同数の太陽光発電パネル２１を設置するには、隙間Ｏを狭くすればよいことがわかる。

また、図中の（ｂ）〜（ｉ）に示すように、各太陽光発電パネル２１，２１・・・の傾斜角度θが大きくなるにつれて隙間Ｏが狭くなる。特に、図中の（ｉ）における傾斜角度θが４５度の場合の太陽光発電パネル２１の間の隙間Ｏは、太陽光発電パネル２１の幅Ｗに対して０．０６Ｗとなり、５０度以上では、太陽光発電パネル２１同士が重なってしまう。

図２２は、（ａ）が縦方向に３段の太陽光発電パネル２１を横方向に３０組隙間なく並べた場合、（ｂ）〜（ｇ）が縦方向に４段の太陽光発電パネル２１を均等な隙間Ｏを設けつつ横方向に２３組並べた場合である。

この場合、図中の（ｇ）に示すように、傾斜角度θが３５度の場合に、太陽光発電パネル２１の間の隙間Ｏは、太陽光発電パネル２１の幅Ｗに対して０．０７Ｗとなり、傾斜角度θが４０度以上では、太陽光発電パネル２１同士が重なってしまう。

以上より、各太陽光発電パネル２１の間の隙間Ｏは、太陽光発電パネル２１の幅Ｗに対して１．０Ｗ以下とすることにより、発電量を維持したまま隙間Ｏを形成することができることがわかった。よって、隙間Ｏを１．０Ｗ以下とすることにより、設置場所を必要以上に拡大しなくてもよいといえる。また、傾斜角度θを４５度以下とすることにより、所定の設置場所において、各太陽光発電パネル２１の間に隙間Ｏを形成できることがわかった。

実施例５では、実際に太陽光発電パネル２１を簡易基礎工法を用いて設置された架台の上に配置し、施工精度に対する縦方向の段差や傾斜面の段差、傾斜角度θの相違、および間隔Ｏの相違がどの程度認識されるかについて検討を行った。

まず、本実施例５で用いた架台３および太陽光発電パネル２１の設計上の寸法等について説明する。

本実施例５における基礎部３１は、図２３に示すように、金属等により形成された球状基礎を用いた簡易基礎工法に基づく基礎であり、水平に整地された地面の上に設置され、複数のパイプ状の杭によって固定されるようになっている。

架台本体３２は、複数のパイプによるフレーム構造によって形成されている。パイプ同士は、溶接またはボルト止めにより連結されている。

パネル設置レール３３は、上下方向に併設された２本のレールによって構成されている。このパネル設置レール３３により形成される傾斜部３４の傾斜角度は３５度である。

本実施例５における太陽光発電パネル２１は、図２３に示すように、縦方向に３枚連続的に並べられ、背面側を角柱からなる軸により固定され、ユニット化されたものである。ユニット化された太陽光発電パネル２１の寸法は、高さ４４９６ｍｍ、幅Ｗ９９２ｍｍであり、縦横比は約４．５：１である。

この太陽光発電パネル２１は、パネル設置レール３３により形成された面に対して、高さが等しくなるように横方向に８枚並べて設置される。各太陽光発電パネル２１同士の間隔Ｏは１５１ｍｍであり、前記太陽光発電パネル２１の幅Ｗ以下である。また、各太陽光発電パネル２１は、左方向に傾斜されており、その傾斜角度θは４３．４度である。

次に、上記のように設計された架台３および太陽光発電パネル２１を整地された土盛りの上に施工された際の段差や傾斜角度θの相違について説明する。

本実施例５では、図２４に示すように、最も左に設置された太陽光発電パネル２１の下端の左隅を基準として、各太陽光発電パネル２１の四隅が設計上の位置から何ｍｍズレたかを測定した。

まず、最も左側に設置された太陽光発電パネル２１について説明する。図２４に示すように、当該太陽光発電パネル２１において、下端の左右の隅におけるＸ座標はともに０ｍｍであり、設計上の位置に対してずれていない。一方、上端の左右の隅におけるＸ座標はともに−４ｍｍであり、設計上の位置に対して左方向に４ｍｍずれていた。

また、下端の右隅におけるＺ座標は１４ｍｍであり、設計上の位置に対して上方向に１４ｍｍずれていた。また、上端の右隅におけるＺ座標は２１ｍｍであり、設計上の位置に対して上方に２１ｍｍずれていた。一方、上端の左隅におけるＺ座標は−７ｍｍであり、設計上の位置に対して下方に７ｍｍていた。

つまり、最も左側に設置された太陽光発電パネル２１は、設計上の位置に対して、下端の左隅を基準としてＹ軸を中心として左方向に回転するように傾斜している。

また、下端の右隅におけるＹ座標は−１２ｍｍであり、設計上の位置に対して手前側に１２ｍｍずれていた。また、上端の右隅におけるＹ座標は−２０ｍｍであり、設計上の位置に対して手前側に２０ｍｍずれていた。一方、上端の左隅におけるＹ座標は４ｍｍであり、設計上の位置に対して奥側に４ｍｍずれていた。

つまり、当該太陽光発電パネル２１は、設計上の位置に対して、下端の左隅を基準としてＺ軸を中心として左方向に回転し、かつＸ軸を中心に右方向に回転するように傾斜していた。

また、太陽光発電パネル２１の四隅の各座標に基づいて傾斜角度θの算出を行った。図２４に示すように、下端の右隅と上端の右隅とからなる傾斜角度θは４３．３度であり、設計上の傾斜角度θの４３．４度より０．１度小さかった。

このように、本実施例５における太陽光発電パネル２１は、設計上の寸法等に比べて、左右方向、高さ方向の段差および傾斜面の段差、および傾斜角度θの相違が生じているとが分かった。また、それらの段差や相違は、各々の太陽光発電パネル２１毎に異なっており、各太陽光発電パネル２１が歪んだ状態で設置されていた。

また、各太陽光発電パネル２１の中で、相対的な段差や傾斜角度θの相違が最も大きかったのは左から４番目の太陽光発電パネル２１と５番目の太陽光発電パネル２１である。

具体的には、図２４に示すように、左から４番目の太陽光発電パネル２１における上端の右隅のＺ座標は２７ｍｍであり、上方向に２７ｍｍずれているのに対して、左から５番目の太陽光発電パネル２１における上端の右隅のＺ座標は−１ｍｍであり、下方向に１ｍｍずれている。つまり、左から４番目の太陽光発電パネル２１と５番目の太陽光発電パネル２１との段差は２８ｍｍである。

また、左から４番目の太陽光発電パネル２１の傾斜角度θは４３度であるのに対して、左から５番目の太陽光発電パネル２１では４３．６度である。よって、各太陽光発電パネル２１の傾斜角度θの相違は０．６度である。

次に、本実施例５において実際に施工された太陽光発電パネル２１のデジタル写真画像の検討を行った。その結果、図２５および図２６に示すように、縦方向の段差や傾斜面の段差、傾斜角度θの相違は目視では殆ど認識できなかった。特に、相対的に最も段差や傾斜角度θが相違していた、左から４番目と５番目の太陽光発電パネル２１であっても、整然と並べられているように視認できる。さらに、各太陽光発電パネル２１の傾斜角度θの相違や太陽光発電パネル２１同士の間隔Ｏも一定ではないが、それらの相違をほとんど視認することはできない。

以上より、本実施例５における太陽光発電パネル２１は、実際には、縦方向や傾斜面の段差のみならず、太陽光発電パネル２１同士の傾斜角度θの相違や間隔Ｏの相違が生じていてもほとんど視認することはできない。むしろ、図２５および図２６に示すように、各太陽光発電パネル２１は、規則正しく配置されているように見え、これまでにない機能美を有しており、見た目に美しい配置であるといえる。

なお、本発明に係る太陽光発電システム１および太陽光発電パネル２１の設置方法は、前述した一実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

例えば、太陽光発電システム１は、図示しないが、複数の太陽光発電パネル群２を左右および／または前後方向に並べてメガソーラーを構成してもよい。また、複数の太陽光発電パネル群２，２・・・を設置する場合、各太陽光発電パネル群２，２・・・の傾斜角度θおよび／または傾斜方向が異なっていてもよい。

さらに、図５に示すように、丘陵地等の起伏を有する場所に設置する場合、太陽光発電パネル群２Ｂでは、各太陽光発電パネル２１，２１・・・を地形に沿って曲線を描くように上下方向の段差を有するように設置してもよい。

１太陽光発電システム
２太陽光発電パネル群
３架台
４集電装置
２１太陽光発電パネル
２２採光面
３１基礎部
３２架台本体
３３パネル設置レール
３４傾斜部
４１接続箱
４２パワーコンディショナ
θ 傾斜角度
Ｏ隙間
Ｗ太陽光発電パネルの幅

Claims

地上に設置されたフレーム構造の架台に対して、複数の縦長矩形状の太陽光発電パネルが、前記太陽光発電パネルの幅以下の隙間を設けつつ各採光面が同一面上に配置されるように横方向に並べられているとともに、前記各採光面が同一面上に配置される状態を維持しつつ後ろ側に傾斜されており、かつ太陽光発電システムの正面に正対して前記太陽光発電パネルを水平視した場合に所定の傾斜角度で左または右のいずれかの同一方向に傾斜された太陽光発電パネル群として構成されている太陽光発電システム。
前記太陽光発電パネル群を構成する各々の前記太陽光発電パネルの左右いずれか同一方向への前記傾斜角度が、１５度〜４５度である請求項１に記載の太陽光発電システム。
地上に設置されたフレーム構造の架台に対して、複数の縦長矩形状の太陽光発電パネルを、前記太陽光発電パネルの幅以下の隙間を設けつつ各採光面が同一面上に配置されるように横方向に並べるとともに、前記各採光面が同一面上に配置される状態を維持しつつ後ろ側に傾斜させ、かつ太陽光発電システムの正面に正対して前記太陽光発電パネルを水平視した場合に所定の傾斜角度で左または右のいずれかの同一方向に傾斜させて設置する太陽光発電パネルの設置方法。
各々の前記太陽光発電パネルを、左右いずれか同一方向への前記傾斜角度が１５度〜４５度となるように設置する請求項４に記載の太陽光発電パネルの設置方法。