JP6194055B1 - 太陽光発電装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】急峻な傾斜地に太陽光発電装置を低コストにかつ短い工期で導入する。【解決手段】本発明の太陽光発電装置の製造方法は、傾斜地の高地と低地を結ぶようにケーブルクレーンを懸架するステップと、前記傾斜地の傾斜方向と直交する方向に、平行する複数の運搬路を形成するステップと、前記運搬路間に荷揚げ装置を配置するステップと、前記ケーブルクレーンおよび前記荷揚げ装置により、太陽光発電用のパネル、杭および架台設置用の材料を含む資材を前記運搬路に搬送するステップと、前記運搬路に移動させた運搬車により、前記資材を前記運搬路上の設置位置に運搬し、杭打機により前記運搬路間の傾斜地に前記杭を打ち込むステップと、杭打ち箇所に前記資材を組み立てて前記架台を設置するステップと、前記架台に前記太陽光発電用のパネルを設置するステップとを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば山地などのような急峻な傾斜地に太陽光発電装置などの電力設備を導入するための太陽光発電装置の製造方法に関する。

近年、例えば太陽光発電や風力発電などといった再生可能エネルギーの事業は、著しく発展、拡大している一方で、平坦な用地の確保が難しく、丘陵や山地を施設の設置場所として利用できるようにすることが急務になっている。

太陽光発電に用いる太陽光パネルを設置する場合、通常、平地か傾斜のなだらかな場所を選定し、その場所に、おおむね平坦または凹凸の少なくなる造成を行った上で、大量の資材、パワーコンディショナー（ＰＣＳ）、変圧器などの重量物を搬入するための大型トラック（大型運搬車両）や大型パワーショベルなどの大型重機を入れるための道幅の広い道路を作る必要がある。

例えばメガソーラーなどの施設を設置する上では広大な用地が必要であるものの、近年は、広大な平地やなだらかな斜面の丘地の確保が難しく、急峻な丘陵や山地をメガソーラー施設の設置場所として利用したいと望む声が多い。

しかしながら、急峻な丘陵や山地の場合、大型重機や大型トラックを通すための道幅の広い道路が作れず、大量の資材や重量物の搬入ができない。広い道路が作れたとしても急勾配では大型重機が登れず、また大型重機を傾斜地に持ち込めたとしても大型重機の動線や工事スペースが確保できないという問題がある。

特開２００２−０５４１４５号公報 特開２０１４−１６９５３０号公報

従来の技術は、大型のパワーショベルが登れる程度の、比較的傾斜がゆるい斜面を造成する技術であったり、既にある法面に太陽光パネルを設置する技術であったりと、部分的な技術であり、傾斜地の山林の伐採から傾斜地での工事スペースの造成、機材搬入の仕方、パネル設置などといった、全ての問題を解決する技術は未だ構築されてはいない。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、急峻な傾斜地に電力設備を、低コストにかつ自然環境に与える影響を少なくして導入することのできるパッケージ化された太陽光発電装置の製造方法を提供することにある。

本発明の太陽光発電装置の製造方法は、斜度１５°以上の傾斜地の高地と低地を結ぶようにケーブルクレーンを懸架するステップと、前記傾斜地の傾斜方向と直交する方向に、傾斜方向に数メートル間隔でほぼ平行する複数の運搬路を２メートル以下の道幅に形成するステップと、上下の前記運搬路間に、はしごに昇降自在な荷台を備える荷揚げ装置を運搬毎に水平方向に位置をずらして配置するステップと、前記ケーブルクレーンおよび前記荷揚げ装置により、太陽光発電用のパネル、杭および架台設置用の材料を含む資材を各運搬路に搬送するステップと、前記各運搬路に移動させた運搬車により、前記運搬路に荷揚げした前記資材を前記運搬路上の設置位置に運搬するステップと、予め前記運搬路に移動させた、アーム部に打撃装置を取り付けた小型パワーショベルにより、前記運搬路間の傾斜地に架台設置のための前記杭を打ち込むステップと、杭打ち箇所に前記資材を組み立てて前記架台を設置するステップと、前記架台に前記太陽光発電用のパネルを設置するステップとを有する。

本発明によれば、急峻な傾斜地に電力設備を低コストにかつ自然環境に与える影響を少なくして設置することができる。

本発明の太陽光発電装置の製造方法を適用する傾斜地（山林）を示す図である。 樹木を伐採した傾斜地にケーブルクレーンを架ける様子を示す図である。 小型重機にて傾斜地に道幅の狭い通路を複数作る様子を示す図である。 上下の側道間に荷揚げ装置を架ける様子を示す図である。 ケーブルクレーンおよび荷揚げ装置にて各側道に荷揚げした資材を小型運搬車で運搬する様子を示す図である。 側道において小型杭打機で斜面に杭を打ち込む様子を示す図である。 杭打ち以降、太陽光発電用のパネルを設置する作業全体の様子を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一つの実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用可能な急峻な傾斜地を含む山地を示す図である。

この実施形態では、太陽光発電設備の設置場所を、例えば斜度１５°以上の急峻な傾斜地を想定し、図１に示すように、例えば２０ヘクタール程度の広大な傾斜地１を含む山地を一例として説明する。

この実施形態の太陽光発電装置の製造方法の場合、事前準備として、傾斜地１のふもと（低地）にある工事作業区域に接続する道路（工事使用部分）について車両による土砂の引き出し防止・出入口部分の清掃を兼ね、乾式のスパッツ１９（敷鉄板）を設置する（図７参照）。

工事作業区域では、周辺に仮立ち入り禁止柵２０を設置し、その仮立ち入り禁止柵２０の内部に工事要員の詰め所、滞在施設を兼ねた仮ハウス２１などを設置する。

このような事前準備作業をした後、図１に示すように、傾斜地１に自生する樹木、例えば木や竹などを伐採する。伐採作業は人手で行うものとする。

続いて、図２に示すように、樹木を伐採した傾斜地１の高地と低地を結ぶようにケーブルクレーン２を懸架する。ケーブルクレーン２は、運搬容量が例えば２ｔ程度のものを用いるものとする。ケーブルクレーン２は、例えば単線往復式のものであり、施設線下であれば、どこでも荷下ろしが可能である。

また、傾斜地１の中でも傾斜が緩やかな場所を選定して小型のパワーショベル１１を自走させて斜面を登り、傾斜方向の仮設道路（パワーショベル１１の車幅程度の坂道）を造成しつつある程度の高さまで進んだ後、図３に示すように、傾斜地１の傾斜方向と直交する方向に、道幅の狭い通路３（横方向の幅の狭い資材運搬路）を形成する。

造成に用いるパワーショベル１１は、例えば全幅１５０ｃｍ程度、０．１ｍ３クラスの小旋回可能な油圧ショベルなどである。造成する通路３は、例えば２．０ｍ幅程度の道であり、後述する小型運搬車が通行できる程度の道幅である。

この通路３の造成を、高さを変えて傾斜方向に５ｍ程度の間隔で行い、ほぼ平行する複数の通路３を作る。すなわち小型運搬車１３（図５参照）が通行できる程度の道幅２．０ｍ以下の通路３を傾斜地１の傾斜方向に例えば５ｍ程度の間隔で複数設け、通路３以外の傾斜地１（斜面）は基本的に造成しないものとする。

その後、図４に示すように、上下の通路３の間に荷揚げ装置１２を、水平方向に位置をずらして配置する。荷揚げ装置１２は、はしごに昇降自在に設置された荷台とこの荷台に接続されたワイヤーを巻き上げるモータとを備えるものである。

そして、傾斜方向には、ケーブルクレーン２および荷揚げ装置１２により、太陽光発電用のパネル１７、架台１６（図７参照）設置用の材料（フレーム材、ボルトナットなど）および架台１６の基礎となる杭１５を含む資材、小定格容量の電力機器（接続箱、集電箱、小型ＰＣＳ（定格容量２５ｋｗ、重量５０ｋｇ）など）を搬送する。通路３の方向には、小型運搬車１３（車両重量１６０ｋｇ＋荷車）により資材や機材を運搬する。架台１６、杭１５、パネル１７および電力機器を含めたものが太陽光発電装置である。

ＰＣＳは、パワーコンディショナー（Power Conditioning System）の略称であり、最も基本的な役割は太陽光発電用のパネル１７で発電した直流電流を、家庭で一般的に使われる交流電流に変換する。接続箱は複数のパネル１７からのケーブルを接続する。集電箱は複数の接続箱からのケーブルを集約する。

小型運搬車１３については、パワーショベル１１が初めに作った仮設道路（坂道）を自走させて通路３に移動できる。

ケーブルクレーン２は、工事の規模および進行度合いに応じて複数本設置することで運搬効率が向上する。ケーブルクレーン２以外に例えばモノレールなどを設けてもよい。

２０ヘクタール程度の設置面に対して太陽光発電用のパネルを設置する場合、通常、定格容量７５０ｋｗ、重量３．５ｔの大型ＰＣＳ（大容量定格の電力機器）を１６台用意する必要があるが、本方法では、容量２５ｋｗ、重量５０ｋｇの小型ＰＣＳ（小容量定格の電力機器）を４８０台用意し、ケーブルクレーン２および小型運搬機１３で搬送するものとする。

このように一定の電力量が確保できるように小型ＰＣＳ（小容量定格の複数の電力機器）を小分けにしてケーブルクレーン２および小型運搬機１３により通路３へ搬送することで、従来の大型ＰＣＳのコンクリート基礎工事が不要になり、コスト低減および自然環境に与える影響を減少することが可能である。

小型運搬車１３はジープ型の小型駆動車とこれに牽引されるコンバイントレーラー（荷車）で構成される。ジープ型の小型駆動車は、総排気量４８ｃｃ、全長１８５ｃｍ、全幅９５ｃｍ、車両重量１６０ｋｇの原動機付自転車に属する車両である。コンバイントレーラー（荷車）についても全幅１００ｃｍ以下のものを用いるものとする。

小型駆動車は、総排気量５０ｃｃ以下または定格出力０．６ｋｗ以下の原動機を有する普通自動車として定義される。この他、小型運搬車１３としては、小型のトラクターとコンバイントレーラーを組み合わせたものやリアカー付きのテイラーなどであってもよい。

次に、図５に示すように、各通路３において小型運搬車１３により資材を所定位置に運搬し、図６に示すように、予め通路３まで移動させた小型杭打機１４により、通路３間の斜面（傾斜地）に対して架台１６（図７参照）設置のための杭１５を打ち込む。
小型杭打機１４は、小型パワーショベルのアーム部に打撃装置を取り付けることで、傾斜地での杭打ち性能を向上させたものである。

そして、図７に示すように、杭打ち箇所に、資材を組み立てて架台１６を設置し、設置した架台１６にパネル１７を設置する。これとほぼ同時に、通路３に荷揚げした小型ＰＣＳや接続箱、集電箱の設置を行い、設置後、電気系統のケーブル配線作業を行う。

このようにしてパネル１７、小型ＰＣＳ、接続箱、集電箱、ケーブル配線などを含む電気設備を設置した後、余分な機材や工事車両を上記の作業手順と逆の順序で搬出および撤収し、最後にケーブルクレーン２を解体および撤去する。

なお、このような作業手順（ステップ）の例は一例であり、各作業手順（ステップ）を入れ替え、また新たな作業手順（ステップ）を追加したり、一部の作業手順（ステップ）を削除することで、太陽光発電装置の製造方法をさまざまに変えることも可能である。

このようにこの実施の形態の太陽光発電装置の製造方法によれば、以下のような効果がある。

傾斜地１に初めにケーブルクレーン２を懸架して資材を運搬することで、大型搬送車を用いることなく、急勾配の傾斜地１でも資材の運搬が可能になり、急峻な傾斜地１にも太陽光発電装置を導入することができる。

また、傾斜地１における資材の運搬路として、道幅２．０ｍ程度の通路３を、傾斜方向と直交する方向（横方向）にほぼ一定の間隔（傾斜方向に５ｍ程度の間隔）で複数設けることで、作業効率を低下させることなく工事を行え、通路３以外は造成しないことで造成量を縮小することができ、低コスト化および自然環境に与える影響を少なくすることができる。

さらに、造成量の縮小によって、工事全般に小型な重機や小型運搬車（軽車両）にて工事を行うことが可能になる。

すなわち、メガソーラーなどの大規模事業を行う上で、電力設備の設置用地として確保した、例えば斜度が１５°以上の急峻な傾斜地（山地）に、太陽光発電用のパネル１７を含む電力設備の設置工事を、低コストでかつ自然環境に与える影響を少なくして行うことができる。斜度の上限は、人力による架台１６の組み立て、パネル１７の設置、小型ＰＣＳの設置などを考慮して、例えば３０°程度を限界とする。

この結果、急峻な傾斜地に太陽光発電装置などの電力設備を、低コストにかつ自然環境に与える影響を少なく導入できるパッケージ化された太陽光発電装置の製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態を説明したが、実施の形態は、例として示したものであり、この他の様々な形態で実施が可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１…傾斜地
２…ケーブルクレーン
３…通路
１１…パワーショベル
１２…仮設リフト
１３…小型運搬車
１４…小型杭打機
１５…杭
１６…架台
１７…太陽光発電用のパネル
１９…スパッツ
２０…立ち入り禁止柵
２１…仮ハウス

Claims (4)

1. 斜度１５°以上の傾斜地の高地と低地を結ぶようにケーブルクレーンを懸架するステップと、
   前記傾斜地の傾斜方向と直交する方向に、傾斜方向に数メートル間隔でほぼ平行する複数の運搬路を２メートル以下の道幅に形成するステップと、
   上下の前記運搬路間に、はしごに昇降自在な荷台を備える荷揚げ装置を運搬路毎に水平方向に位置をずらして配置するステップと、
   前記ケーブルクレーンおよび前記荷揚げ装置により、太陽光発電用のパネル、杭および架台設置用の材料を含む資材を各運搬路に搬送するステップと、
   前記各運搬路に移動させた運搬車により、前記運搬路に荷揚げした前記資材を前記運搬路上の設置位置に運搬するステップと、
   予め前記運搬路に移動させた、アーム部に打撃装置を取り付けた小型パワーショベルにより、前記運搬路間の傾斜地に架台設置のための前記杭を打ち込むステップと、
   杭打ち箇所に前記資材を組み立てて前記架台を設置するステップと、
   前記架台に前記太陽光発電用のパネルを設置するステップと
   を有することを特徴とする太陽光発電装置の製造方法。
2. 前記運搬車として、車幅が１ｍ以下の小型駆動車とこの小型駆動車に牽引される荷車を利用する請求項１記載の太陽光発電装置の製造方法。
3. 所定の電力量が確保できるように小容量定格の複数の電力機器を小分けにして前記ケーブルクレーンおよび前記運搬車により前記運搬路へ搬送するステップをさらに有する請求項１記載の太陽光発電装置の製造方法。
4. 前記パネルを含む電気設備を設置した後、余分な機材を搬出および撤収し、最後に前記ケーブルクレーンを解体および撤去するステップをさらに有する請求項１記載の太陽光発電装置の製造方法。

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