JP6133237B2

JP6133237B2 - 太陽光発電装置

Info

Publication number: JP6133237B2
Application number: JP2014118225A
Authority: JP
Inventors: 相太都
Original assignee: Ｇテクノ株式会社
Priority date: 2014-06-07
Filing date: 2014-06-07
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2034-06-07
Also published as: JP2015231325A

Description

本発明は太陽光パネルを用いて発電する装置に関する。

従来、太陽光パネルの設置は、コンクリートを打設して基礎を作成し、その上に架台を設けて太陽光パネルを設置する等の方法がとられていた。また、特許文献に公開されているものとしても、特開第２０００−１０１１２３号公報、特開２０１０−９８２４１号公報および特開２０１０−２７９７９号公報のように、太陽光パネルの設置には、コンクリートによる基礎やコンクリート製の基礎ブロックを用いるものであった。

特開２０００−１０１１２３号公報特開２０１０−９８２４１号公報特開２０１０−２７９７９号公報

しかしながら、太陽光パネルの設置現場においてコンクリートを打設することは、養生期間の確保等による施工期間の長期化を招き、また、あらかじめ用意した基礎ブロックを用いる場合でもその重量により作業時間は長く、また重労働なものであった。そこで、運搬ないし設置が簡易な太陽光パネルの架台の開発が必要となっていた。

また、そのような運搬ないし設置の便宜を図りつつ、太陽光パネルの設置状態において土地の傾斜や季節等に応じて太陽光パネルの仰角を調節可能とするより汎用的な太陽光パネルの架台が求められていた。

また、現場での設置作業を簡易化するために太陽光パネルと架台をできるだけ組み立てた状態で運搬・保管を行いたいところ、架台を組み立てた状態は嵩張るものであり、太陽光パネルを架台に取り付けた状態ではより一層大きな空間を必要とするものであった。

また、太陽光パネルの受光時の単位面積はできる限り大きくした方が効率がよいが、その面積に従ってあらかじめ並列してから運搬しようとすると、トラックの荷台の大きさに収まらないといった問題も生じていた。

そこで、本発明は、太陽光パネルおよびその架台を組み立て状態のままで、よりコンパクトに収納可能とすること、簡易迅速に太陽光パネルを移動し設置すること、また、その設置状態において太陽光パネルの仰角を調節可能とする架台を備えた太陽光発電装置を提供することを課題とする。

上記課題に鑑み本発明は、太陽光パネルと、該太陽光パネルを取り付ける取付フレームと、前辺部と後辺部と側辺部とを有し、前記取付フレームに対して回動自在に軸支された台座フレームと、一端部が前記取付フレームに対して回動自在に軸支され、他端部が前記台座フレームに対して回動自在に軸支され、長さが伸縮自在である伸縮材と、を備え、前記取付フレームと台座フレームとがなす角度が０度を含む角度をとることができるように構成され、前記台座フレームの前辺部の両端部に水平面を有する少なくとも一対の第１台座、及び、前記台座フレームの後辺部の両端部に水平面を有する少なくとも一対の第２台座を備え、前記伸縮材が縮小することにより、前記太陽光パネルと前記台座フレームとが平行に配置され、前記太陽光パネルの上面が前記第１台座及び第２台座の上端部の水平面より下側領域に配置され、前記第１台座及び第２台座は、前記台座フレームの側辺と平行な縦板を備え、該縦板の上端部と下端部を折り曲げた水平面を有する係合片を備え、前記縦板に通し穴を備えた折曲げ板材の部材であり、前記取付フレームと前記台座フレームとを平行となして上下に積み重ねたときに、前記台座フレームの係合片が互いに係合するための係合部をそれぞれ上下に備え、前記太陽光パネルと、取付フレームと、台座フレームと、伸縮材と、第１台座及び第２台座とが、緊締部材で連結及び分解が可能であり、前記取付フレーム及び台座フレームの連結が第１台座を介してなされ、前記台座フレームの後辺部と側辺部との連結が第２台座を介してなされ、前記台座フレームと伸縮材の連結は第２台座を介してなされる構造を有する太陽光発電装置である。

本発明において、前記取付フレームと前記台座フレームとがなす角度が０度を含む任意の角度（０度〜４０度が例示される）をとることができるように構成することが好ましい。

本発明の太陽光発電装置は、取付フレームを台座フレームに対して回動させ、同時に伸縮材を伸縮させながら台座フレームに対して回動させることによって、取付フレームと台座フレームとがなす角度が０度を含む任意の角度に調整することができ、取付フレームに取り付けられた太陽光パネルの仰角を簡単に調整することができる。この仰角を０度とすれば、前記取付フレームが前記台座フレームに重ね合わせられ、折り畳んだ状態とすることができ、太陽光パネルおよびその架台を組み立て状態のままで、よりコンパクトに収納可能とすることができ、簡易迅速に太陽光パネルを移動し設置することができるので、保管や運搬の作業性が格段に向上する。

前記太陽光パネルの上面が前記台座の上端部の水平面より下側領域に配置されるので、太陽光パネルを積層する場合、太陽光パネルが積層作業の邪魔にならず、また、容積も取らない。

前記台座フレームに、前記取付フレームが複数個並列して配置されるので、発電量の増加が可能である。

前記台座フレームが連結長尺部材により連結されるとともに、前記連結長尺材が前記台座の下部に配置されるので、連結長尺部材が邪魔にならず、コンパクトである。

前記太陽光パネルと前記台座フレームとを平行となして上下に積み重ねたときに、上下の台座フレームが互いに係合するための係合部をそれぞれ上下に備えるので、運搬や保管の際に太陽光発電装置の横ずれを防止できる。

本発明による実施形態１の太陽光発電装置１の設置状態における正面斜め上方からの斜視図である。同実施形態１の太陽光発電装置１の設置状態における背面方向からの斜視図である。同実施形態１の太陽光発電装置１の設置状態における右側面図である。同実施形態１の太陽光発電装置１の設置状態における正面図である。同実施形態１の太陽光発電装置１の設置状態における背面図である。同実施形態１の太陽光発電装置１の第１台座６を示す部分拡大斜視図である。同実施形態１の太陽光発電装置１の第２台座７を示す部分拡大斜視図である。同実施形態１の太陽光発電装置１の台座付近の斜視図である。同実施形態１の太陽光発電装置１の折畳み状態における右側面図である。（ａ）は同実施形態１の太陽光発電装置１（太陽光パネルを除外した骨組み）の折畳み状態における平面図、（ｂ）は同斜視図、（ｃ）は同左側面図である。（ａ）は図９のＡ-Ａ断面図、（ｂ）は図９のＢ-Ｂ断面図、（ｃ）は図９のＣ-Ｃ断面図、（ｄ）は（ｃ）のＤ-Ｄ断面図、（ｅ）はＢ-Ｂ断面図の部分拡大図、（ｆ）は図１１（ｇ）のＦ-Ｆ断面図、（ｇ）は台座付近の左側面図である。同実施形態１の太陽光発電装置１の太陽光パネル２の仰角の変更の様子を示す右側面図である。（ａ）は仰角３０度であり、（ｂ）は仰角２０度であり、（ｃ）は仰角１０度である。（ａ）は同実施形態１の太陽光発電装置１を折畳み状態にして複数重ねた状態の右側面図、（ｂ）は（ａ）のＧ部の部分拡大図、（ｃ）は同正面図である。（ａ）は変更形態による太陽光発電装置１０１の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＨ部の部分拡大図である。変更形態による太陽光発電装置１０１の斜視図である。別の変更形態による太陽光発電装置２０１の斜視図である。さらに異なる別の変更形態による太陽光発電装置３０１の斜視図である。

本発明の実施形態１による太陽光発電装置１について図１〜図１３を参照して説明する。
太陽光発電装置１は図１〜図５に示す通り、太陽光パネル２と、太陽光パネルを取り付ける取付フレーム３と、取付フレーム３の大きさに対応する大きさであって、取付フレーム３に対して回動自在に軸支された台座フレーム４と、一端部が取付フレーム３に対して回動自在に軸支され、他端部が台座フレーム４に対して回動自在に軸支され、長さが伸縮自在である伸縮材５と、を備えたものである。取付フレーム３と台座フレーム４とがなす角度が０度を含む角度（０〜４０度が例示される）を採択することができるように構成されている。

各部材はボルト締結により組立分解自在に構成され、ボルトの雌ねじ側はナット、ピン、スプリングワッシャ、平ワッシャ等を適宜に用いる。また、適宜の箇所に溶接等を用いてもよい。各部の連結部は適宜、金具等で補強するとよい。以下、各部について説明する。

太陽光パネル２は、図１乃至図４に示す通り、太陽光を受光して発電する矩形形状であり、本実施形態ではこれを２枚縦長に縦設して用いる。枚数は２枚に限らず適宜数で良い。台座フレーム４の前側の両端部に一対の第１台座６と、後側の両端部に一対の第２台座７を備え、伸縮材５が縮小することにより、太陽光パネル２と台座フレーム４とのなす角度が０度となって、相互に平行に配置され、この状態で、太陽光パネル２の上面を第１台座６及び第２台座７の上面の下側領域に配置できるように構成されている。第１台座６は、縦板の上部を外側に折り曲げて、水平面を有する係合片６１を設けたもので、第２台座７も、縦板の上部を外側に折り曲げて、水平面を有する係合片７１を設けたものである。係合片６１，７１の表面積は、縦板の表面積よりも小さく設定されている。

取付フレーム３は、図１〜図５に示す通り、例えばパイプ、板材、アングル材など長尺部材をコ字形に組んで固設した枠状の部材である。本実施形態では太陽光パネル２を２枚縦に並べた大きさに対応する大きさに組んでいるため、短辺部と長辺部とを有する。取付フレーム３は、コ字形の開放辺形状であり、後辺部３２が短辺に、後辺部３２の両端部から前方向の両側に延設される両側辺部３３，３４が長辺に位置している。後辺部３２、両側辺部３３，３４を構成する長尺部材は丸管材、角管材、Ｌ字鋼等を適宜に用いることができる。取付フレーム３は枠体に限られず、板体として構成してもよい。取付フレーム３は両側辺部３３，３４の前端部において台座フレーム４と回動自在にピンで軸支して連結される。太陽光パネル２は取付フレーム３に緊締部材で固定されている。図１３の太陽光発電装置１が積層状態において、台座フレーム４に設けたストッパで取付フレーム３と太陽光パネル２が水平位置になるように設定してある。

台座フレーム４は、図１〜図５に示す通り、長尺部材を長矩形に組んで固設した枠状の部材である。台座フレーム４は取付フレーム３とほぼ同じ大きさに組んでおり、短辺である前辺部４１および後辺部４２と、長辺である両側辺部４３，４４とを有するフレーム形状に構成されている。台座フレーム４は枠体に限られず、板体として構成してもよい。台座フレーム４は前辺部４１において取付フレーム３と回動自在にピンで軸支して連結される。

台座フレーム４の前辺部４１の両端部にはそれぞれ、図１、図３、図９に示す通り、上下方向に深さが設けられた係合穴４５を有する。これは後述する通り、太陽光発電装置１を図１３に示す通り、積み重ねた場合に、下側に隣接して配置される別の太陽光発電装置の第１台座６のピン６２と係合するためのものである。また、同様に、図８に示す通り、台座フレーム４の後辺部４２の両端部にはそれぞれ係合穴４６を有し、同様に、下側に隣接して配置される別の太陽光発電装置の第２台座７のピン７２と係合するように構成されている。

伸縮材５は、図１〜図５に示す通り、上端部が取付フレーム３に対してピンで回動自在に軸支され、下端部が台座フレーム４に対してピンで回動自在に軸支され、その長さが伸縮自在である部材である。伸縮材５は複数本（ここでは２本）用いられ、それぞれ、台座フレーム４の後辺部４２の両端部から取付フレーム３の両側辺部３３，３４にかけて懸架するようにして設けられる。伸縮材５は管材５１と、これが挿通される、管材５１よりも大径の管材５２を有し、管材５１が管材５２の内部で摺動することにより伸縮自在となっている。断面は丸形、角形等の適宜の断面が採用可能である。管材５１と管材５２には、伸縮材５の長さ調整と、固定のため、複数の孔が設けられており、適宜の長さでボルト・ナット等の緊締具で固定できるようになっている。

取付フレーム３および台座フレーム４の連結は第１台座６を介してなされる。第１台座６は、図６に示す通り、各部の連結のための通し穴を適宜備えた折曲げ板片の部材であり、上部と下部の折り曲げ片が縦材に対して反対方向に延び出している。第１台座６は、その下部が台座フレーム４の前辺部４１の両端部において、それぞれ、一つずつ固設され、それぞれ、取付フレーム３の両側辺部３３，３４の前端部を軸支部６５（図２、図６、図１１（ａ）参照）で回動自在に軸支している。この軸支部６５は第１台座６の上端面と下端面の間、すなわち、縦材に設置され、水平状態（仰角０度）では、太陽光パネル２の受光面（上端面）が第１台座６の上端にある水平面より下部領域に位置するように設定される。

第１台座６は、図６に示す通り、上端部に係合片６１と、係合片６１から上方に突設されたピン６２が設けられている。ここではピン６２は垂直であり、係合片６１の水平面と直交する。ピン６２は、図１３に示す通り、複数の太陽光発電装置１を横板状で縦方向に積み重ねたときに、台座フレーム４の前辺部４１に設けられた係合穴４５に挿通されることにより係合する。図３に示す通り、第１台座６の下端部外側には切欠部６ａ（図３等参照）が設けられている。ピン６２は固定ピンでも、スプリングピンでもよい。

第２台座７は、図７、図８に示す通り、上端部に係合片７１と、係合片７１から上方に突設されたピン７２が設けられている。ここではピン６２は垂直であり、係合片６１の水平面と直交する。ピン７２は、複数の太陽光発電装置１を横板状で縦方向に積み重ねたときに、台座フレーム４の後辺部４２に設けられた係合穴４６に挿通されることにより係合する。第２台座７の下端部外側には切欠部７ａ（図３等参照）が設けられている。なお、第２台座７は第１台座６と同様の形状にすることで、部品の共通化を図ることができる。ピン７２は固定ピンでも、スプリングピンでもよい。

伸縮材５および取付フレーム３の連結は、図２、図３、図５、図１１等に示す通り、第１軸支部８を介してなされる。図３、５等に示す通り、第１軸支部８は取付フレーム３の両側辺３３，３４の中間部の所定位置に固設され、伸縮材５の上端部をピンで回動自在に軸支している。第１軸支部８は、図１１（ｃ）に示す通り、断面がコ字形状で下方に開口する板材と、管材５１に直交して貫設した軸と、軸の留め具と、を備えたものである。

台座フレーム４と伸縮材５の連結は、第２台座７を介して、第２軸支部９によりなされる。第２台座７は、図７に示す通り、各部の連結のための通し穴を適宜備えた折曲げ板片の部材であり、上部と下部の折り曲げ片が反対方向に延び出している。第２台座７は、その下部が台座フレーム４の後辺部４２の両端において一つずつ固設され、それぞれ、両側辺部４３，４４の後端部とも連結し固定されている。第２軸支部９は、それぞれ、図７、図１１（ｆ）に示す通り、折り曲げ板と、管材５２と第２台座７に直交して貫設した軸と、軸の留め具と、を備えたものである。

太陽光発電装置１の動作について効果とともに説明する。太陽光発電装置１は、取付フレーム３を台座フレーム４に対して回動させ、同時に伸縮材５を伸縮させながら台座フレーム４に対して回動させることによって、取付フレーム３と台座フレーム４とがなす角度が０度を含む任意の角度に調整することができる。伸縮材５の管材５１と管材５２の緊締部材の緊締を解除し、長さを調整してから、この緊締部材で再度、緊締し固定すれば良い。これによって、太陽光パネル２の仰角を任意に調節することができる。図１〜図５，図１２（ａ）は仰角３０度とした状態を示すものである。図１２（ｂ）は仰角２０度とした状態を示すものであり、図１２（ｃ）は仰角１０度とした状態を示すものである。これらの仰角は例示であり、その他の角度を段階的又は無段階的にとることができる。

図１２に示す太陽光発電装置１の受光状態から、図９に示す折り畳み状態への変更作業について説明する。まず、伸縮材５の管材５１と管材５２の緊締部材を解除し、管材５１を摺動させて、管材５２に挿入すると、伸縮材５の短縮され、太陽光パネル２と取付フレーム３が水平位置になり停止する。このとき、太陽光パネル２と取付フレーム３は第１台座６及び第２台座７で規定される領域の内側領域に位置する。また、太陽光パネル２の上面が第１台座６及び第２台座７の係合片６１，６７の水平面の下側領域で、かつ、第１台座６及び第２台座７の上部位置に配置される。太陽光発電装置１の折り畳み状態から受光状態へは逆の作業を行えばよい。

このようにして折り畳まれて太陽光パネル２の受光面の仰角が０度の水平状態となった太陽光発電装置１に関し、図１３に示す積層状態の作業は、太陽光発電装置１の上に別の太陽光発電装置１を積み重ねてゆけば良いだけである。

複数の太陽光発電装置１を積み重ねたとき、下側の太陽光発電装置１のピン６２，７２を、上側の太陽光発電装置１の係合穴４５，４６に係合させることができる。すなわち、ピン６２，７２および係合穴４５，４６は、太陽光パネル２と台座フレーム４とを平行となして太陽光発電装置１を上下に積み重ねたときに（図１３等参照）、上下に配置される台座フレーム４が互いに係合するための係合部をそれぞれ上下に備えることになるため、複数の太陽光発電装置１を互いに係合することができるので、積み重ねられた太陽光発電装置１の横方向の位置ずれを防止することができる。

この係合がスプリングピンを用いてなされる場合、太陽光発電装置１の全体を持ち上げながら係止片等を挿し込むために位置を定めるといった必要がなく、上側の太陽光発電装置１を水平に少しずらすだけで容易に行うことができる。

図９は太陽光パネル２の仰角を０度とした状態を示すものである。仰角０度においては、太陽光発電装置１は、平面視で太陽光パネル２とほぼ同じ大きさとなり、厚みも２〜４倍程度の抑えられるため、非常にコンパクトなものとなる。また、このとき、図９に示す通り、略板状に折り畳まれた状態となるため、図１３に示すように複数の太陽光発電装置１を重ねて保管ないし運搬をすることができる。この仰角を０度とすれば、取付フレーム３が台座フレーム４に重ね合わせられ、折り畳んだ状態とすることができ、太陽光パネル２およびその骨組みを組み立て状態のままで、よりコンパクトに収納可能とすることができ、簡易迅速に太陽光発電装置１を移動し設置することができるので、保管や運搬の作業性が格段に向上する。

以下、上記の太陽光発電装置１の変更形態について説明するが、太陽光発電装置１と同一の部材については説明を援用して異なる点のみ述べる。図１４、図１５に示す太陽光発電装置１０１は、２つの上記の太陽光発電装置１を横方向に並設し、台座フレーム１０４に、取付フレーム１０３が複数個並列して配置される。これらの台座フレーム４の前辺部４１および後辺部４２を２倍の長さの連結長尺部材１９１，１９２によって、それぞれ連結したものである。第１台座１０６および第２台座１０７の下端部外側には連結長尺部材１９１，１９２と係合するための切欠部１０６ａ、１０７ａがそれぞれ設けられている。このため、連結長尺部材１９１，１９２が目立たない箇所に収容されることで、コンパクト性を維持できる効果がある。

また、連結長尺部材１９１，１９２が第１台座１０６及び第２台座１０７の下部にある切欠部１０６ａ，１０７ａに配置されることで、占有容積が縮減される。また、この変更形態において、台座フレーム４をあらかじめ左右に２倍の大きさのものとして構成し、これに対して、２つの取付フレーム３および太陽光パネル２を並設してもよい。

別の変更形態による太陽光発電装置２０１について図１６を用いて説明する。上記の太陽光発電装置１では、２枚の太陽光パネル２を、これらの短辺を隣接して並設していたが、ここでは３枚の太陽光パネル２０２を、これらの長辺を上下に隣接して並設している。また、太陽光パネル２０２が取付フレーム２３３からハミ出しているので、発電量を高めることができる。

別の変更形態による太陽光発電装置３０１について図１７を用いて説明する。これは、太陽光発電装置２０１をさらに上記の太陽光発電装置１０１のように横方向に並設したものである。このときは、さらに長尺の連結長尺部材３９１，３９２を用いる。これにより大容量の発電に対応することができる。

これらの変更形態は最初に説明した太陽光発電装置１と同一の部材をそのまま流用して用いることもできるものであり、太陽光パネル２の仰角の調整とともに設置条件に合わせて多様に利用することができるものである。

なお、本発明の実施形態は、上記のものに何ら限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることができるものである。また、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれ、該技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得る。例えば、第１台座６、第２台座７は、台座フレーム４の両端部に設けたが、これに限定されず、例えば、台座フレーム４の中間部の適宜の位置に設けても良い。台座フレーム４に水平面を有する第１台座６及び第２台座７を備え、伸縮材５が縮小することにより、太陽光パネル２と台座フレーム４とが平行に配置される場合、太陽光パネル２の上面が台座６，７の上端部の水平面より下側領域に配置されることとしたが、これに限らず、水平面より上部領域に配置してもよい。第１台座６は、取付フレーム３と台座フレーム４の連結、第２台座７は台座フレーム４と伸縮材５を連結するとともに、積層を可能とするといった２つの機能をともに備えたが、これを２つの部材として機能を分けても良い。

１・・・太陽光発電装置
２・・・太陽光パネル
３・・・取付フレーム
４・・・台座フレーム
５・・・伸縮材
６・・・第１台座
７・・・第２台座
８・・・第１軸支部
９・・・第２軸支部

Claims

太陽光パネルと、
該太陽光パネルを取り付ける取付フレームと、
前辺部と後辺部と側辺部とを有し、前記取付フレームに対して回動自在に軸支された台座フレームと、
一端部が前記取付フレームに対して回動自在に軸支され、他端部が前記台座フレームに対して回動自在に軸支され、長さが伸縮自在である伸縮材と、を備え、
前記取付フレームと台座フレームとがなす角度が０度を含む角度をとることができるように構成され、
前記台座フレームの前辺部の両端部に水平面を有する少なくとも一対の第１台座、及び、前記台座フレームの後辺部の両端部に水平面を有する少なくとも一対の第２台座を備え、
前記伸縮材が縮小することにより、前記太陽光パネルと前記台座フレームとが平行に配置され、前記太陽光パネルの上面が前記第１台座及び第２台座の上端部の水平面より下側領域に配置され、
前記第１台座及び第２台座は、前記台座フレームの側辺と平行な縦板を備え、該縦板の上端部と下端部を折り曲げた水平面を有する係合片を備え、前記縦板に通し穴を備えた折曲げ板材の部材であり、
前記取付フレームと前記台座フレームとを平行となして上下に積み重ねたときに、前記台座フレームの係合片が互いに係合するための係合部をそれぞれ上下に備え、
前記太陽光パネルと、取付フレームと、台座フレームと、伸縮材と、第１台座及び第２台座とが、緊締部材で連結及び分解が可能であり、前記取付フレーム及び台座フレームの連結が第１台座を介してなされ、前記台座フレームの後辺部と側辺部との連結が第２台座を介してなされ、前記台座フレームと伸縮材の連結は第２台座を介してなされる構造を有する太陽光発電装置。