JP6074615B2

JP6074615B2 - 太陽光発電装置

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Publication number: JP6074615B2
Application number: JP2012176805A
Authority: JP
Inventors: 正孝舘林
Original assignee: Top Runner
Current assignee: Top Runner
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-08-09
Also published as: JP2014034816A

Description

本発明は、受光面を斜め上に向けて並べた複数枚の太陽電池モジュールで発電する太陽光発電装置に関する。

従来、屋上等の被設置面に固定的に取り付けられる基礎と、その基礎の上に取り付けられる鉄骨枠製の架台と、その架台の上部に形成された傾斜部と、その傾斜部に受光面を上に向けて並べられた太陽電池モジュールと、を備えた太陽光発電装置がある（特許文献１参照）。

特開２００４−１４０２５６号公報

従来の太陽光発電装置の架台は、上記のように鉄骨枠で形成されていたため、鉄の製造から加工に至るまで多くのエネルギーを消費し且つ環境に負荷を与えている。したがって、太陽光発電による発電メリット、すなわち環境負荷の低減や二酸化炭素の排出量の抑制、というメリットが、その穴埋めのために費やされる（相殺される）、という問題があった。
また、鉄骨枠で形成された架台は、海岸部に設置した場合に塩害により短期間で腐食するおそれがあり、さらには大型にした場合、むき出しの鉄骨が周囲の環境に馴染みにくい、という問題もある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、太陽光発電による発電メリットを当初から享受することができ、しかも塩害に強く且つ周囲の環境に馴染み易い太陽光発電装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため本発明は、
設置場所に固定的に取り付けられる基礎と、
その基礎の上に取り付けられる骨組み構造の架台と、
その架台の上部に形成されるモジュール台と、
そのモジュール台に受光面を上に向けて配設される複数枚の太陽電池モジュールと、を備えた太陽光発電装置において、
前記架台の少なくとも前記モジュール台より下側を木材で形成すると共に架台と前記基礎との間に土台パッキンを介在させて両者の間に高さ方向の隙間を形成し、さらに前記土台パッキンを平面視で前記架台より小さくして架台の底面と土台パッキンの側面でアンダーカットの段部が形成されるようになし、
前記架台上部のモジュール台は、簀の子状の傾斜部材で形成され、
その簀の子状の傾斜部材は、傾斜状に並べられた簀の子構成材の夫々に笠部材を装着したものであり、
さらに前記笠部材は、
前記簀の子構成材の上面を覆う上面板と、
その上面板の両側縁から下向きに垂下し且つ簀の子構成材の側面との間に通気用の空間を設けた側垂板と、を備えたものである太陽光発電装置を提供する。

また、請求項２に記載したように、前記土台パッキンは、前記基礎の上面に接合するか又は前記基礎の上面に凹部を設けてその凹部に下半部を嵌合させて固定したものである請求項１記載の太陽光発電装置を提供する。

また、請求項３に記載したように、前記架台を構成する木材は、間伐材である請求項１又は２に記載の太陽光発電装置を提供する。

第１に、基礎の上に取り付けられる骨組み構造の架台を木材で形成したことにより、製造から加工に至るまでの消費エネルギーが鉄骨枠との比較において僅かで済み且つ環境に殆ど負荷を掛けないため、太陽光発電による発電メリットが当初から最大限享受できる。ちなみに架台を鉄骨枠とした場合には、製造から加工に至るまでに要した消費エネルギーや環境負荷を、太陽光発電による発電メリットで相殺して考える必要がある。
第２に、骨組み構造の架台を木材で形成したことにより、塩害に強く且つ周囲の環境にも馴染み易いため大型にしても殆ど抵抗がない。
第３に、架台と基礎との間に土台パッキンを介在させて両者の間に隙間を設けたことにより、基礎側から架台側に水分が沁み込むおそれがなく、また、架台の底面と土台パッキンの側面でアンダーカットの段部が形成されるようにしたため、架台を伝って流れ落ちる雨水の水切れが良い。よって木製の架台であっても雨水等による影響を受けにくい。

また、架台上部のモジュール台を簀の子状の傾斜部材としたことにより、構成要素が少ないため短い工期で設置可能であり、また、簀の子構成材の夫々に笠部材を装着したことにより雨が降っても簀の子構成材が濡れにくく、しかも仮に雨に濡れても笠部材と簀の子構成材の側面との間に設けた通気用の空間によって素早く水が切れるため、長期間湿気に晒されるおそれも殆どない。

また、請求項２のように土台パッキンを基礎の上面に固定した場合には、温度や湿度の変化によって架台が伸縮したり或は地震等の強い揺れを受けても、基礎に対して土台パッキンの位置がずれにくい。

また、請求項３のように架台を構成する木材を、山の手入れで必然的に発生する間伐材とすることにより、山の健全化を通じて環境改善に貢献し、国産材の需要を喚起して林業の活性化にも貢献し得る。特に、原発事故以降の電力事情により太陽光発電装置の需要が飛躍的に高まっており、太陽光発電と林業とをリンクさせ得る本発明の効果は、極めて大きい。

太陽光発電装置の斜視図である。太陽光発電装置の側面図である。基礎を示す斜視図である。基礎の上に架台の一部を組み上げた状態を示す斜視図である。基礎の上に架台を組み上げた状態を示す斜視図である。架台の上部にモジュール台を設置した状態を示す斜視図である。（ａ）（ｂ）は、基礎の縦断面図である。実施形態２を示すもので、架台の上部に簀の子状の傾斜部材のモジュール台を設置した状態を示す斜視図である。架台の要部を拡大して示す斜視図である。

［実施形態１］
以下に本発明の実施形態１を図面を参照しつつ説明する。
実施形態１の太陽光発電装置１は、設置場所となる地面Ｇに固定的に取り付けられる基礎２，２…と、その基礎２の上に取り付けられる骨組み構造の架台３と、その架台３の上部に形成されるモジュール台４と、そのモジュール台４に受光面５ａを上に向けて配設される複数枚（実施形態１では４０枚）の太陽電池モジュール５，５…と、から概略構成される。なお、太陽光発電装置１は、説明の便宜上、モジュール台４の傾斜下端側を前、反対側を後とする。

［基礎］
基礎２，２…は、図３に示したように複数列（実施形態１では前列と後列の間に２列で合計４列）に並べられており、強度上の要所に断面逆さＴ字状のものが配置され、それ以外の場所に断面台形状のものが配置されている。実施形態１の太陽光発電装置１は、海岸部の強風に耐え得るように設計されたものであり、風の弱い山間部では全ての基礎２，２…を断面台形状にしてもよい。基礎２，２…はコンクリート製であり、高さの半分程度が地中に埋められている。なお、基礎２，２…の上面には後述する土台パッキン６，６…が予め（工場生産する場合には工場内で）装着されている。

［架台］
架台３は、図４に示したように、基礎２，２…の前列と後列に横設される角材状の下横材３ａ，３ａと、後列の下横材３ａと断面台形状の基礎２，２…の上に立設される複数本の支柱材３ｂ，３ｂ…と、その支柱材３ｂの頂部に横設される角材状の３本の上横材３ｃ，３ｃ，３ｃと、前後に並ぶ支柱材３ｂ同士を連結する補強斜材３ｄと、後列の上横材３ｃから前列の下横材３ａに傾斜状に掛け渡した角材状の台受け材３ｅと、から構成される骨組み構造である。
なお、傾斜状の台受け材３ｅは、図５に示したように複数本が横方向に等間隔に並べられていて全体として簀の子状になっている。
また、架台３を構成する下横材３ａと、支柱材３ｂと、上横材３ｃと、補強斜材３ｄと、台受け材３ｅの全部又は一部を防腐剤を加圧注入した木材（具体的には間伐材）で形成してもよい。

架台３を構成する下横材３ａと地面に固定された基礎２とは、前記土台パッキン６を介して基礎２に植設したアンカーボルト（図示せず））で連結され、また、支柱材３ｂと断面台形の基礎２とは、図７（ａ），（ｂ）に示したように土台パッキン６を介して基礎２に植設した羽子板状のボルト７で連結され、また、下横材３ａと支柱材３ｂとは、図示しないが支柱材３ｂに突設したホゾと下横材３ａに穿ったホゾ孔との嵌め合い並びに適宜な連結金具により連結される。

土台パッキン６は、プラスチック、セラミック、金属、ゴムなどで形成された板状物であり、基礎２の上面に予め固定されている。この土台パッキン６を基礎２の上面に固定する手段は、接着剤で接着するか或は図７（ａ），（ｂ）に示したように基礎２の上面に凹部２ａを設けてその凹部２ａに土台パッキン６の下半部を嵌合させればよい。なお、基礎２の凹部２ａに嵌合させた土台パッキン６は接着を要しないが、接着してももちろんよい。
土台パッキン６は、対応する下横材３ａや支柱材３ｂより平面視で小さくしてそれらの底面と土台パッキン６の側面でアンダーカットの段部８（図７（ａ），（ｂ）参照）が形成されるようになっている。

［モジュール台］
モジュール台４は、架台３の台受け材３ｅ，３ｅ…の上面全体に張設した面状の木製傾斜部材４ａで形成されており、その木製傾斜部材４ａの上面に薄い鋼板４ｂを張設して防水性を高めたものである。

［太陽電池モジュール］
太陽電池モジュール５は、周知のように受光面５ａで太陽光を受けて発電するものであり、規格化された直方体形状のものが市販されており、裏側を伝う配線で各太陽電池モジュール５同士が電気的に接続されるようになっている。この太陽電池モジュール５は、図１に示したように前記モジュール台４の上面全域に縦横に並べられ、図２の拡大図に示したように鉤部９ａを有する取付金具９で４箇所程度が止められている。太陽電池モジュール５とモジュール台４の間には、図２の拡大図に示したようにゴムやプラスチック製のスペーサー１０が介装されており、そのスペーサー１０によって両者の間に適宜な隙間が設けられている。

本発明の太陽光発電装置１は以上のとおりであり、架台３が木材で形成されている。したがって、製造から加工に至るまでの消費エネルギーが鉄骨枠との比較においてごく僅かで済み且つ環境に殆ど負荷を掛けないため、太陽光発電による発電メリットが発電当初から最大限に享受できる。もちろん木材が間伐材であれば、製造に殆どエネルギーを要しないからそのメリットは最大になる。
また、木材で形成された架台３は塩害に強いため、海岸部において長期間の使用が可能である。
また、架台３が木製であることにより周囲の環境に馴染み易く大型にしても違和感がない。
さらに架台３と基礎２との間に土台パッキン６を介在させて隙間を設けたことにより基礎２側から架台３側に水分が沁み込むおそれがなく、また、架台３の底面と土台パッキン６の側面でアンダーカットの段部８が形成されるようにしたため、架台３側から流れ落ちる雨水の水切れが良く、しかもその段部８で支柱材３ｂの底面（小口）が外気に触れるため乾燥しやすい。

［実施形態２］
実施形態１では架台３上部のモジュール台４を面状の傾斜部材４ａとしたが、実施形態２はモジュール台４を簀の子状の傾斜部材にしたものである。具体的には、図８に示したように、図５の台受け材３ｅを簀の子構成材４ｃ，４ｃ…としてその簀の子構成材４ｃ，４ｃ…に太陽電池モジュール５を前記と同様の取付金具９で取り付けるのである。
なお、好ましくは図８に示したように簀の子構成材４ｃの夫々に笠部材４ｄを装着するとよい。この笠部材４ｄは、薄い鋼板製であって、簀の子構成材４ｃの上面全体を覆う上面板４０ｄと、その上面板４０ｄの両側縁から下向きの裾広がりの状態に垂下させて簀の子構成材４ｃの側面との間に通気用の空間４１ｄを設けた側垂板４２ｄと、を備えたものであり、簀の子構成材４ｃが雨水に濡れないように防護すると共に仮に濡れても通気用の空間４１ｄで素早く乾き得るようになっている。
この笠部材４ｄは、簀の子構成材４ｃの他、架台３の上横材３ｃ，３ｃ，３ｃにも被せるとさらによい。

実施形態２のモジュール台４は以上のような構成であり、実施形態１の木製傾斜部材４ａがないため、工期の短縮とコストの削減が可能である。

以上、本発明を実施形態１，２について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態１，２に限定されるものではない。
例えば、実施形態１，２では上横材３ｃや下横材３ａの横向きの小口が外部に露出しているが、これらの各小口毎に図９に示したように小口覆い板１１を装着するようにしてもよい。そうすることにより、小口からの雨水のしみ込みを防止することができる。また、小口覆い板１１を各小口単位に分けて装着することにより、小口覆い板１１が劣化又は損傷した場合の交換が無駄なく低コストに行える。なお、図９において符合１１ａは、小口覆い板１１の下辺から下向きに突設した下垂凸部であり、この下垂凸部１１ａに雨水を集中させて水切れを良くするものである。
また、実施形態２では簀の子構成材４ｃを木材で形成したが、この簀の子構成材４ｃをメッキ加工を施したＣ型鋼で形成するようにしてもよい。
また、太陽電池モジュール５の枚数は自由に選定可能であり、さらに架台３の骨組み構造も同様である。

１ …太陽光発電装置
２ …基礎
２ａ…凹部
３ …架台
４ …モジュール台
４ａ…傾斜部材
４ｃ…簀の子構成材
４ｄ…笠部材
４０ｄ…上面板
４１ｄ…空間
４２ｄ…側垂板
５ …太陽電池モジュール
５ａ…受光面
６ …土台パッキン
８ …段部

Claims

設置場所に固定的に取り付けられる基礎と、
その基礎の上に取り付けられる骨組み構造の架台と、
その架台の上部に形成されるモジュール台と、
そのモジュール台に受光面を上に向けて配設される複数枚の太陽電池モジュールと、を備えた太陽光発電装置において、
前記架台の少なくとも前記モジュール台より下側を木材で形成すると共に架台と前記基礎との間に土台パッキンを介在させて両者の間に高さ方向の隙間を形成し、さらに前記土台パッキンを平面視で前記架台より小さくして架台の底面と土台パッキンの側面でアンダーカットの段部が形成されるようになし、
前記架台上部のモジュール台は、簀の子状の傾斜部材で形成され、
その簀の子状の傾斜部材は、傾斜状に並べられた簀の子構成材の夫々に笠部材を装着したものであり、
さらに前記笠部材は、
前記簀の子構成材の上面を覆う上面板と、
その上面板の両側縁から下向きに垂下し且つ簀の子構成材の側面との間に通気用の空間を設けた側垂板と、を備えたものであることを特徴とする太陽光発電装置。
前記土台パッキンは、前記基礎の上面に接合するか又は前記基礎の上面に凹部を設けてその凹部に下半部を嵌合させて固定したものであることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
前記架台を構成する木材は、間伐材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光発電装置。