JP6468575B1 - 多数の太陽光パネルを使用した発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】「角度調整」作業をより効率的に行えてシステム全体の構成をより簡略化ができるようにする太陽光発電システムを提供すること。
【解決手段】架台１０と、この架台１０に組み付けた多数の太陽光パネル２０と、架台１０を支持する１本の支柱３０と、各先端が架台１０に連結され、各内端が１つの第１連結点４３ａに連結される２本の第１展開索条４１ａと、内端が第１連結点４３ａに連結され、下端が支柱３０の下端近傍にある巻き取り部３２に巻き取られる１本の巻き取り索条４２ａとからなる第１索条群４０Ａと、各先端が架台１０に連結され、各内端が１つの第２連結点４３ｂに連結される２本の第２展開索条４１ｂと、内端が第２連結点４３ｂに連結され、複数の被係止部４４を有する１本の係止索条４２ｂとからなる第２索条群４０Ｂと、支柱３０またはその近傍に固定的に設けられて、第２索条群４０Ｂを構成している係止索条４２ｂが有した被係止部４４の内の少なくとも１つが係止される係止部３４と、を備えたこと。
【選択図】図２

Description

本発明は、多数の太陽光パネルを使用した発電システムに関し、特に、多数の太陽光パネルを支持した架台の季節に応じた角度調整が行えて、かつ、強風に対する強度の確保をも図った発電システムに関するものである。

多数の太陽光パネルを使用した発電システムとしては種々提案されてきているが、露地に設置されるものであることによる制限を回避したり、さらなるコストパフォーマンスの追求を行ったり、季節に応じた角度調整が行えるようにしたりと、様々な工夫がなされてきているものである。

これらの工夫をするに当たって、どの事項を重要視するかはそれぞれ検討を要するが、近年におけるように、遊休地を有効活用しようとする時代に入ると、この種の太陽光パネルを使用した発電システムは大型化（多数の発電システムを並列させたり、１つの発電システムを構成する架台を大きくしてパネル数を多くすることを含む）するようになってきた。そうすると、まず、必要最低限の設置条件を満たしながら、設置のコストを如何に低減させるかも重要になってくる。

また、各太陽光パネルに関してみても、太陽光が当該パネルに対して直交状態で入射するようにすることが、最適な電力変換が行えることもよく知られた事実であるが、そのようにしようとすると、太陽高度の日変化や季節変化を常に考慮しなければならなくなる。

さらに、この種の発電システムにおいては、平行光線である太陽光を太陽光パネルで効果的に受けるためには、多数の太陽光パネルを平面的なものとして、露地設置しなければならないことから、雨や雪にさらされやすいだけでなく、通常地面に対して斜めに設置されることから風圧を受けやすいものとならざるを得ない。

一方、近年大量生産されている太陽光パネルについて考察してみると、基本的には大量の「シリコン基板」や「ガラス」を使用しているものであるから、「堅いが脆い」という物理的性質を有しているものが多い。ここで、この様な太陽光パネルを支持している架台が不規則な風を受けて振動したり撓んだりを繰り返すと、パネルを構成してるシリコン基板やガラス板にマイクロクラックが入ったり、シリコン基板上の導体が断線したりして発電できなくなることがある。

そこで、架台を頑丈なものとしておいて、太陽光パネルの損傷を長期間防ごうとすれば、部材を多くして剛性を高めるか、架台そのものを鋼材やコンクリートを使用または併用して、風には影響を受けない剛性を確保しなければならないことになる。そのような材料や構成を採用すれば、当然のことながら、システム全体のコストアップは免れない。

以上のことを鑑みて、本発明者等は、特許文献１にて提案をして一定の成果を得たのであるが、この種の太陽光発電システムについて、さらなる検討を行った。

特許第６３５８６４１号掲載公報、図１及び図２ 実開昭５７−１２１１４９号のマイクロフィルム 特開２０１３−２１２８６号公報

出願人は、上記特許文献１にて、「発電システム」を提案しているが、この発電システムは、
「多数の太陽光パネルを使用した発電システムであって、
複数の縦桟材及び横桟材を格子状に組み合わせて、表面と裏面とを備えた架台と、
この架台の表面側に多数組み付けた前記太陽パネルと、
前記架台の裏面側中央にて、当該架台が上下方向に傾動可能となるように上端にて支持する１本の支柱と、
各先端が前記架台の上側２カ所に固定され、各内端が１つの第１連結点に結線される同一長さの２本の展開ワイヤと、内端が前記第１連結点に連結され、下端が前記支柱の下端近傍に取り付けた第１巻き取り部に巻き取られる１本の巻き取りワイヤとからなる第１ワイヤ群と、
各先端が前記架台の下側２カ所に固定され、各内端が１つの第２連結点に結線される同一長さの２本の展開ワイヤと、内端が前記第２連結点に連結され、下端が前記支柱の下端近傍に取り付けた第２巻き取り部に巻き取られる１本の巻き取りワイヤとからなる第２ワイヤ群とを備えて、
かつ、前記第１及び第２ワイヤ群を構成してる各展開ワイヤ及び巻き取りワイヤの、前記架台に対する各固定点、前記第１及び第２連結点に対する連結部、及び前記第１及び第２巻き取り部への巻き取り部分以外では、自由にしたことを特徴とする」
ものであるが、これにより、
（１）全体の構造を出来るだけ簡略化すること
（２）設置作業や、角度調整作業が簡単に行えること
（３）仮に、襲来してきた台風を安全にやり過ごせる形態に簡単にできること
（４）破損した部品の交換は、部分的に行えるようにすること
（５）材料ではなく構造上で、時々変化する風力による振動を抑制すること
を実現できるようにして、設置工事が低コストで行え、季節変化に応じた角度調整が行え、しかも風力にも十分耐え得る太陽光発電システムを提供することができたのである。

特許文献２及び特許文献３は、特許文献１の審査段階で引用されたものであり、特に、特許文献２に記載されている「太陽電池パネルの設置角度切換装置」では、当該文献２の第３頁の下から５行目から同４頁の３行目までに、
「上記ロープ５は、…上記導通管６の上部において正面略Ｖ字状となるように離間しており、この部分を緊張させることにより後述するストッパー装置を作動する…」
とあり、当該特許文献２の第４頁の８行目から同２０行目までに、
「又、上記柱１の上端部には、太陽電池パネル２を所定角度に保持する為のストッパー装置８が配装してあり、この装置８は太陽電池パネル２の設置角度αの切換え作動を行う際に操作される上記ロープ５の動きに連動される。
上記ストッパー装置８は、１本のストッパーピン９の下端と、２本のアーム１０の上端を支持ピン１１により正面略逆Ｙ字状に枢着して、両アーム１０は引張りバネ１２により閉成方向へ弾性付勢され、上記柱１上端部に固定したスライド用横板１３の横溝に料アーム１０下端が、スライダーを介在するなどしてスライド自在に係嵌支承して形成されている」
とあり、さらに、当該特許文献２の第５頁の６行目から同１９行目までに、
「そして、上記両アーム１０の下端、即ち上記横溝１４に係嵌したスライド端には、上記ロープ５が先端の環状部１６ａに挿通されている連結杆１６が枢着され、ロープ５を引張った際の緊張力により連結杆１６はそれぞれ外側へ移動し…」
とあるから、この特許文献２に記載された発明では、
「ロープ５は、連結杆１６先端の環状部１６ａに挿通されている」
「ロープ５を引張った際の緊張力により連結杆１６はそれぞれ外側へ移動する」
ということになる。

つまり、この特許文献２に記載された「ロープ５」は、連結杆１６先端の環状部１６ａに挿通されて、（導通管６側から）引張った際の緊張力により連結杆１６をそれぞれ外側へ移動させるものであるから、導通管６側から引張った際にも、太陽電池パネル２側から引張った際（太陽電池パネル２が強風を受けた際）にも、連結杆１６をそれぞれ外側へ移動させてストッパー装置８による固定を解除してしまうものとなっている。

なお、特許文献３は、
・ソーラー発電モジュールは架台であるフレームと複数のソーラーパネルを含むこと
・ソーラー発電装置の構造を更に安定させ、強風などの外部からの破壊を受けにくくするために、ソーラー発電モジュールが有する四つの角部をケーブルの端部と接続すること
といった、特許文献１の出願時における周知技術を示すものである。

そこで、当該産業分野における上記実情に鑑みて、本発明者等は、さらなる検討を進めて、設置工事が低コストで行え、季節変化に応じた角度調整が行え、しかも風力にも十分耐え得るものとするとともに、この種の発電システムが前述したような大型化がさらに進んだ場合の、「角度調整」作業をより効率的に行えてシステム全体の構成をより簡略化ができる太陽光発電システムとするにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。

すなわち、本発明の目的とするところは、
（１）全体の構造を出来るだけ簡略化すること
（２）設置作業や、角度調整作業が簡単に行えること
（３）仮に、襲来してきた台風を安全にやり過ごせる形態に簡単にできること
（４）破損した部品の交換は、部分的に行えるようにすること
（５）材料ではなく構造上で、時々変化する風力による振動を抑制すること
（６）設置工事が低コストで行えること
（７）季節変化に応じた角度調整が行えること
（８）風力にも十分耐え得るようにすること
を達成できることは勿論、さらに、
（９）「角度調整」作業をより効率的に行えてシステム全体の構成をより簡略化ができるようにすること
のできる太陽光発電システムを提供することにある。

以上の課題を解決するために、本発明の採った手段は、後述する実施形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
「 多数の太陽光パネル２０を使用した発電システムであって、
複数の桟材１１〜１３を組み合わせることにより構成されて、表面と裏面とを備えた架台１０と、
この架台１０の前記表面側に組み付けた多数の太陽光パネル２０と、
架台１０の裏面側中央に上端にて連結されて、当該架台１０を上下方向に傾動可能に支持する１本の支柱３０と、
各先端が架台１０に連結され、各内端が１つの第１連結点４３ａに連結される２本の第１展開索条４１ａと、内端が第１連結点４３ａに連結され、下端が支柱３０の下端近傍にある１つの巻き取り部３２に巻き取られる１本の巻き取り索条４２ａとからなる第１索条群４０Ａと、
各先端が架台１０に連結され、各内端が１つの第２連結点４３ｂに連結される２本の第２展開索条４１ｂと、内端が第２連結点４３ｂに連結され、複数の被係止部４４を有する１本の係止索条４２ｂとからなる第２索条群４０Ｂと、
支柱３０またはその近傍に固定的に設けられて、第２索条群４０Ｂを構成している係止索条４２ｂが有した被係止部４４の内の少なくとも１つが係止される係止部３４と、
を備えたことを特徴とする発電システム」
である。

この発電システムでは、表面側に複数の太陽光パネル２０を載置した１つの架台１０の裏面中心に、施工場所に立てた１本の支柱３０の上端を傾動可能に連結したものである。この架台１０と支柱３０上端との傾動可能な連結は、例えば図１〜図４に示すように、水平ピン３１によって行えば十分であり、傾動方向は、上下方向であって左右方向ではない。

架台１０の、換言すれば太陽光パネル２０の傾動方向を、上下方向としたのは、各太陽光パネル２０が最も効率よく発電するのは、太陽が天中に位置する前後の２〜３時間の間であり、朝夕と正午との照射方向の違いよりも、季節的変化の方が大きく影響するからである。また、朝日から夕日へと角度変更すること、つまり左右方向に傾動させるにはそれなりの大きな設備を必要とし、そうしたとしても、投下した設備費の割には、効率的または効果的な発電が出来ないからである。

また、架台１０の傾動方向を、１本の水平ピン３１により上下方向のみとすることによって、架台１０の支持を１本の支柱３０によって行うことが容易となり、例えば複数の支柱を使用する必要が無いから、設置コストの低減に大きく役立つことにもなる。

この請求項１に係る発電システムでは、例えば図１及び図２に示すように、その架台１０の裏面下側が第１索条群４０Ａを介して支柱３０側に連結してあり、裏面上側については第２索条群４０Ｂを介して支柱３０側に連結してある。これらの第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂを構成している「索条」の具体例としては、ワイヤーあるいは金属製のチェーン等の、可撓性はあるが伸長性が殆どない材料が採用されるものであり、後述する実施例におけるように、これらのワイヤーあるいはチェーンは、混在（例えば図７〜図９に示すように、第２索条群４０Ｂの第２展開索条４１ｂはワイヤーであるが、第２索条群４０Ｂの係止索条４２ｂはチェーンにする等）させて採用することも可能である。

第１索条群４０Ａは、各先端が架台１０に連結され、各内端が１つの第１連結点４３ａに連結される２本の第１展開索条４１ａと、内端が第１連結点４３ａに連結され、下端が支柱３０の下端近傍にある１つの巻き取り部３２に巻き取られる１本の巻き取り索条４２ａとからなる。つまり、図２から理解できるように、この第１索条群４０Ａを当該発電システムの表面側から見た場合、「アルファベットのＹ字」形状になっているものであり、２本の第１展開索条４１ａは「Ｙ字」の上部を構成し、１本の巻き取り索条４２ａは「Ｙ字」の縦棒を構成することになるものである。

一方、第２索条群４０Ｂは、図１に示すように、各先端が架台１０に連結され、各内端が１つの第２連結点４３ｂに連結される２本の第２展開索条４１ｂと、内端が第２連結点４３ｂに連結される１本の係止索条４２ｂとからなる。この係止索条４２ｂには、図７〜図１２に示すように、複数の被係止部４４が設けてあるが、これらの被係止部４４の内の少なくとも１つは、例えば図８に示すように、支柱３０またはその近傍に固定的に設けた係止部３４に係止されるものである。

この第２索条群４０Ｂの基本構成は、上述した第１索条群４０Ａのように、当該発電システムの裏面側から見た場合、「アルファベットのＹ字」形状になっているものであり、「Ｙ字」の縦棒に該当するものが、複数の被係止部４４を有する係止索条４２ｂである。つまり、第１索条群４０Ａにおける巻き取り索条４２ａが巻き取り部３２に巻き取られるものであるのに対し、この第２索条群４０Ｂにおける係止索条４２ｂは、その各被係止部４４の内の少なくとも１つが、支柱３０またはその近傍に固定的に設けた係止部３４に係止されるものであり、巻き取られるものではないのである。

さて、ここで、架台１０の角度を時期または季節に応じたものにするためには、まず、巻き取り部３２の固定状態を解いて、第１索条群４０Ａ側の巻き取り索条４２ａが自由になるようにしてから、図７及び図８に示した係止部３４に係止してあった被係止部４４を外して、別の被係止部４４の係止を行う。これにより、架台１０と係止部３４間にある係止索条４２ｂの長さ変更が完了するから、今度は、巻き取り部３２を操作して巻き取り索条４２ａを「ピン」と張るのである。以上の操作が完了すれば、架台１０は変更された角度で、両第１索条群４０Ａと第２索条群４０Ｂによって固定支持されるのである。

以上の架台１０の角度変更作業で重要なことは、図９に示すように、第１索条群４０Ａ側の巻き取り索条４２ａを巻き取るあるいは巻き戻しする巻き取り部３２と、第２索条群４０Ｂ側の係止索条４２ｂにおける特定の被係止部４４が係止されるべき係止部３４とのそれぞれが、支柱３０の反対側に位置しているから、作業員が一人であっても、これらの巻き取り部３２及び係止部３４の近傍での角度変更作業が行えることである。

以上の中で、本発明の重要な構成である第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂについての考察を行うと、次の諸点が浮かび上がる。
・各第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂにおいては、巻き取り索条４２ａ及び係止索条４２ｂが、同じ長さで２本の展開索条４１ａ及び４１ｂの下端の第１連結点４３ａ及び第２連結点４３ｂに連結されており、巻き取り索条４２ａが支柱３０の直近に設置してある巻き取り部３２に巻き取られ、かつ係止索条４２ｂに設けた被係止部４４の少なくとも一つが係止部３４に係止られるようにしてあるから、これらの巻き取り索条４２ａ及び係止索条４２ｂは、支柱３０と略同一位置で上下方向にのみ移動する。
・このことは、各第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂが架台１０から受ける力（押圧力や煽り力）を支柱３０の下端直近に集中させることを意味し、架台１０を揺らせる原因となる力の発生を確実に抑える。
・架台１０を揺らせる原因となる力の発生を確実に抑えることができれば、時々変化する風力による架台１０の振動を抑えられるから、当然のことながら、各太陽光パネル２０を構成材料であるシリコン基板、その上の導体、あるいはガラスにクラックを発生させることもない。
・また、各第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂは、それぞれ３本の索条を第１連結点４３ａまたは第２連結点４３ｂにて連結して構成したものであるから、仮に索条の一部分が損傷したとしても、その部分だけを交換すれば十分なものとなるから、システム全体のコスト低減に役立つ。
・各第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂは、材料が「索条」という可撓性のものであるから、取扱も、その設置（連結）も、巻き取り部３２に対する巻き取りも、さらには係止部３４に対する第２索条群４０Ｂ側の被係止部４４の係止も難なく行え、例えば剛性の支柱を複数使用する場合に比較すれば、施工性に非常に優れている。

そして、請求項１に係る発電システムでは、上述したようにして、架台１０の季節に応じた角度変更が簡単に行えるのであるから、夏場の状態から冬場の状態への変更やその間の調整が容易に行えるだけでなく、台風の遣り過ごし状態への変更も簡単に行える。この台風の遣り過ごす場合、架台１０を略水平となるように角度調整すればよく、このような状態にしておけば、強力な台風による風雨は、当該発電システムを構成している各太陽光パネル２０の表面を流れ去るだけとなるから、各部分に風力による力の作用がなく、損傷や変形が発生することがない。

なお、特許文献１の技術では、第１及び第２ワイヤ群の各巻き取りワイヤについて、それぞれ巻き取り部にての巻き取り、あるいは巻き戻しを行うようにしており、各巻き取りワイヤのそれぞれについて巻き取り部が必要になっていた。つまり、特許文献１の技術では、本発明で採用している係止部３４と比較すれば操作方法や構造が複雑な巻き取り部が「２つ」必要になっているのであり、巻き取り部が「１つ」で済む本発明では、特許文献１の場合より構造が簡単になっており、操作もし安くなっている。

従って、この請求項１に係る発電システムでは、上述したように、
（１）全体の構造が簡略化できたこと
（２）設置作業や、角度調整作業が簡単に行えること
（３）襲来してきた台風を安全に遣り過ごせる
（４）破損した部品の交換は、部分的に行える
（５）時々変化する風力による振動が抑制される
（６）設置工事が低コストで行えること
（７）季節変化に応じた角度調整が行えること
（８）風力にも十分耐え得るようにすること
を達成できることは勿論、さらに、
（９）「角度調整」作業をより効率的に行えてシステム全体の構成をより簡略化ができるようにすること
ができる太陽光発電システムを提供することができたのである。

上記課題を解決するために、請求項２に係る発明の採った手段は、上記請求項１に記載の発電システムについて、
「各被係止部４４またはその係止部３４の近傍に、これら各被係止部４４が係止部３４に係止されるべき時期を表示する表示部４５を設けたこと」
である。

この請求項２に係る発電システムでは、係止索条４２ｂを構成している各被係止部４４またはその係止部３４の近傍に、これら各被係止部４４が係止部３４に係止されるべき時期を表示する表示部４５を設けておくことによって、角度調整作業をより一層簡単に行えるようにしたものである。

表示部４５は、図８に示す実施例の場合、係止部３４とテンション滑車３５との間にある支柱３０上に固定した一覧表であるが、この一覧表には、角度調整時期（当該実施例の場合は、１月〜１２月の各月名としてある）と、その時期に係止部３４に係止すべき被係止部４４に着色してある「色」とが表示してある。つまり、作業者は、この一覧表から「今月」（例えば９月）に対応する色（例えばダイダイ色）を読み出して、各被係止部４４の内のダイダイ色をしたものを係止部３４に係止する。その後は、第１索条群４０Ａ側の巻き取り索条４２ａを巻き取り部３２に巻き取って、第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂに十分なテンションが係ったことを確認して、角度調整作業を完了する。

上記表示部４５の他の例としては、図１１及び図１２に示すように、係止索条４２ｂとして、複数の被係止部４４を連結したチェーンを採用しており、特定の被係止部４４には、調整作業時（例えば月名）を表示する表示部４５とが直接形成してある。従って、作業者は、作業を行う「今月」が表示してある被係止部４４を選択し、これを係止部３４に係止させるのである。

勿論、この表示部４５に記載された変更時期や、各被係止部４４の形成位置は、架台１０や太陽光パネル２０群の大きさ、及び支柱３０の高さによって適宜最適なものが設定されるのであり、実施例の具体的数値や位置は、適宜変更し得るものである。

図１４及び図１５に示す表示部４５の例では、係止索条４２ｂとして、所定長さのワイヤーの間に複数の被係止部４４を連結したものを採用しており、各被係止部４４には、調整作業時（例えば月名）を表示する表示部４５と、当該被係止部４４を係止部３４に係止するための被係止穴４４aとが直接形成してある。従って、作業者は、作業を行う「今月」が表示してある被係止部４４を選択し、これに形成してある被係止穴４４aを係止部３４に係止させるのである。

以上の調整作業後は、第１索条群４０Ａ側の巻き取り索条４２ａを巻き取り部３２に巻き取って、第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂに十分なテンションが係ったことを確認して角度調整作業を完了することは、各実施例において共通する。

なお、以上の説明では、「１ヶ月単位」での角度調整を行う場合を想定しているが、その間隔は自由に設定できることは言うまでも無い。また、太陽高度は、夏至（６月頃）で一番高く、冬至（１２月頃）で一番低いのであるから、図８中の表示部４５で示すように、架台１０と支柱３０とのなす角が、夏至に一番大きく、冬至に一番小さくなるようにすれば良い。

以上の架台１０の角度変更作業で重要なことは、図９に例示するように、第１索条群４０Ａ側の巻き取り索条４２ａを巻き取るあるいは巻き戻しする巻き取り部３２と、第２索条群４０Ｂ側の係止索条４２ｂにおける特定の被係止部４４が係止されるべき係止部３４とのそれぞれが、支柱３０の反対側に位置しているから、作業員が一人であっても、これらの巻き取り部３２及び係止部３４の近傍での角度変更作業が行えることである。そして、各被係止部４４またはその係止部３４の近傍に、これら各被係止部４４が係止部３４に係止されるべき時期を表示する表示部４５を設けたので、これを利用すれば、架台１０と支柱３０との角度を測定する必要は全くなく、一人の作業者であっても、短時間内に角度調整作業が行えるのである。

以上の結果、この請求項２に係る発電システムでは、上記請求項１と同様な機能を発揮する他、表示部４５を利用することによって、架台１０と支柱３０との角度測定は不要で、一人の作業者であっても、短時間内に角度調整作業が行えるものとなっているのである。

換言すると、この請求項２に係る発電システムは、請求項１のそれに比較すれば、
（９）「角度調整」作業をより短時間内に行えてシステム全体の構成をより簡略 化ができるようにすること
ができるものとなっているのである。

以上説明したとおり、本発明においては、
「多数の太陽光パネル２０を使用した発電システムであって、
複数の桟材１１〜１３を組み合わせることにより構成されて、表面と裏面とを備えた架台１０と、
この架台１０の前記表面側に組み付けた多数の太陽光パネル２０と、
架台１０の裏面側中央に上端にて連結されて、当該架台１０を上下方向に傾動可能に支持する１本の支柱３０と、
各先端が架台１０に連結され、各内端が１つの第１連結点４３ａに連結される２本の第１展開索条４１ａと、内端が第１連結点４３ａに連結され、下端が支柱３０の下端近傍にある１つの巻き取り部３２に巻き取られる１本の巻き取り索条４２ａとからなる第１索条群４０Ａと、
各先端が架台１０に連結され、各内端が１つの第２連結点４３ｂに連結される２本の第２展開索条４１ｂと、内端が第２連結点４３ｂに連結され、複数の被係止部４４を有する１本の係止索条４２ｂとからなる第２索条群４０Ｂと、
支柱３０またはその近傍に固定的に設けられて、第２索条群４０Ｂを構成している係止索条４２ｂが有した被係止部４４の内の少なくとも１つが係止される係止部３４と、
を備えたこと」
にその構成上の主たる特徴があり、これにより、設置工事が低コストで行え、季節変化に応じた角度調整が行え、しかも風力にも十分耐え得る太陽光発電システムを提供することができたのである。

さらに詳述すれば、本発明に係る発電システムによれば、
（１）全体の構造を出来るだけ簡略化すること
（２）設置作業や、角度調整作業が簡単に行えること
（３）仮に、襲来してきた台風を安全にやり過ごせる形態に簡単にできること
（４）破損した部品の交換は、部分的に行えるようにすること
（５）材料ではなく構造上で、時々変化する風力による振動を抑制すること
（６）設置工事が低コストで行えること
（７）季節変化に応じた角度調整が行えること
（８）風力にも十分耐え得るようにすること
を達成できることは勿論、さらに、
（９）「角度調整」作業をより効率的に行えてシステム全体の構成をより簡略化ができるようにすること
のできる発電システムを提供することができたのである。

本発明に係る発電システムの、架台１０を最大限立てたときの背面図である。 同システムの、架台１０を支柱３０に対して３０°傾斜したときの側面図である。 同システムの架台１０を略水平にしたときの水平ピン３１を中心にしてみた部分拡大背面図である。 同システムの架台１０を傾斜させたときの水平ピン３１を中心にしてみた部分拡大背面図である。 本発明における第１索条群４０Ａの巻き取り索条４２a及びその巻き取り部３２を中心にみた部分拡大正面図である。 図５の一部を更に拡大して示した部分拡大正面図である。 本発明における第２索条群４０Ｂの係止索条４２ｂ及びその係止部３４を中心にみた部分拡大正面図である。 図７の一部を更に拡大して示した部分拡大正面図である。 本発明における第１索条群４０Ａの巻き取り索条４２ａ及びその巻き取り部３２、さらに第２索条群４０Ｂの係止索条４２ｂ及びその係止部３４を中心にみた部分拡大側面図である。 図９の一部を更に拡大して示した部分拡大側面図である。 他の実施例に係る第２索条群４０Ｂを示すもので、（a)はその係止索条４２ｂ及びその係止部３４を中心にみた部分拡大正面図、（b)は係止索条４２ｂの側面図である。 図１１に示した第２索条群４０Ｂの係止索条４２ｂ、及びその被係止部４４と、これに付した表示部４５を示す部分拡大側面図である。 図２に示した発電システムについて、第１索条群４０Ａのテンション滑車３５を省略した場合の例を示す側面図である。 さらに他の実施例に係る第２索条群４０Ｂを示し、その係止索条４２ｂ及びその係止部３４を中心にみた部分拡大正面図である。 図１４に示した第２索条群４０Ｂの係止索条４２ｂ、及びその被係止部４４と、これに付した表示部４５を示す部分拡大側面図である。 特許文献２に示されたシステムの側面図である。 特許文献３に示されたシステムの側面図である。

次に、上記のように構成した各請求項に係る発明を、図面に示した実施の形態である発電システムについて説明すると、図１には、本実施形態に係る発電システムの略全構成が示してある。この図１には、複数の太陽光パネル２０（仮想線で示す）を支持している架台１０を最大傾斜状態に立てたときの背面図が示してあり、支柱３０や第１索条群４０Ａ、第２索条群４０Ｂ、及び固定ブロック５０の全てが、それらの関係を含めて示してある。

架台１０は、複数の縦桟材１１及び横桟材１２を格子状に組み合わせて、複数の太陽光パネル２０が搭載される表側面（図２では図示右側面）と、支柱３０、第１索条群４０Ａ、及び第２索条群４０Ｂが連結される裏側面（図２では図示左側面）とを備えたものである。そして、本実施形態の架台１０では、図１にも示したように、各縦桟材１１や横桟材１２に固定した複数の斜桟材１３を採用している。これらの、縦桟材１１、横桟材１２、及び斜桟材１３は、剛性を確保しながら軽量化を図るために所謂Ｃチャンネル形状のものが採用され、鉄やアルミニウムのような金属材料を使用したものであって、例えば縦横の交点部分で互いに連結されるものである。

各縦桟材１１については、長さが６ｍ程度のものが採用され、図１に例示したように、左右両側部分に１本づつと、中央部分に一対２本採用され、左右両側部分の縦桟材１１については、後述する第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂの連結箇所を確保し、中央部分の一対については、水平ピン３１を支持ためのブラケット１４を固定する箇所を確保するものである。勿論、これらの縦桟材１１に対しては、表面側から各横桟材１２が固定及び支持される。

各横桟材１２は、主として各太陽光パネル２０の上下両辺を支持するために使用されるものであり、８ｍ程度の長さを有するものである。また、各横桟材１２の、各太陽光パネル２０を支持していない部分間は、所定間隔（本実施形態では約２６ｃｍ）離されて隙間を形成するようにしてあり、各太陽光パネル２０が受けた強風の一部が通り抜けできるようにしてある。これらの各横桟材１２間に風が通り抜けできるように形成した隙間は、当該架台１０の風に対する十分な強度を補償するものでもある。

これらの縦桟材１１、横桟材１２、及び必要な斜桟材１３によって構成された架台１０の裏面には、図３及び図４にも示したように、その裏面側に後述する水平ピン３１を保持するためのブラケット１４が設けてあり、このブラケット１４に水平ピン３１を介して連結される支柱３０側のブラケット３３が嵌合される。つまり、当該架台１０の裏面中央と、支柱３０の上端部とは、水平ピン３１を介して傾動可能に連結されるものであり、その傾動方向は、図３及び図４から分かるように、「上下方向」としてある。

この実施形態の発電システムでは、水平ピン３１を採用することによって、支柱３０に対する架台１０の上下方向のみの傾動を可能にしており、目的とした傾動位置での固定は、上記第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂ側で行えば十分となるようにしてある。

ところで、支柱３０に対する架台１０の上下方向のみの傾動を可能にして水平ピン３１については、図３及び図４に示したように、「１本もの」としたり、また、図示はしないが、軸心が同一位置となるのであれば、「２本もの」を採用するようにしてもよいものである。

以上のように、当該架台１０の裏面中央と、支柱３０の上端部とは、傾動可能に連結してあるから、架台１０の表面に設置した各太陽光パネル２０が、一定の傾斜角度で太陽に対向するには、両者間を固定しなければならない。この架台１０の支柱３０上端に対する傾動を阻止するものが、第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂである。

そして、架台１０が所定角度となったときに、その傾動を阻止するために使用される巻き取り部３２及び係止部３４が支柱３０の下部に固定的に設けてあるが、
巻き取り部３２は手動で操作されるものであり、係止部３４には第２索条群４０Ｂの係止索条４２ｂが手で係止される。勿論、巻き取り部３２は、回動を阻止するためのストッパ、及び爪の戻りを保証するためのスプリングを有していることは、言うまでもない。

まず、第１索条群４０Ａは、図２の右側、図５及び図６に便宜的に示したように、支柱３０の前側に配線されるものであり、図２に示したように、各先端が架台１０の下側２カ所に固定され、各内端が１つの第１連結点４３ａに結線される同一長さの２本の展開索条４１ａと、内端が第１連結点４３ａに連結され、下端が支柱３０の下端近傍に取り付けた巻き取り部３２に巻き取られる１本の巻き取り索条４２ａとからなるものである。換言すれば、この第１索条群４０Ａは、完全に配線されたときには、図１及び図２に示したように、「Ｙ字状」となるものである。

また、第２索条群４０Ｂは、図１、図２の図示左側、図７及び図８に示したように、支柱３０の後側に配線されるものであり、図２に示したように、各先端が架台１０の上側２カ所に固定され、各内端が１つの第２連結点４３ｂに結線される同一長さの２本の展開索条４１ｂと、内端が第２連結点４３ｂに連結され、下端が支柱３０の下端近傍に取り付けた係止部３４に係止される１本の係止索条４２ｂとからなるものである。換言すれば、この第２索条群４０Ｂも、完全に配線されたときには、図１及び図２に示したように、「Ｙ字状」となるものである。

この実施形態における発電システムで採用した、第１索条群４０Ａ、及び第２索条群４０Ｂを構成している「索条」の具体例としては、ワイヤーあるいは金属製のチェーン等の、可撓性はあるが伸長性が殆どない材料で形成したものであり、これらのワイヤーあるいはチェーンは、混在（例えば図７〜図９に示すように、第２索条群４０Ｂの第２展開索条４１ｂはワイヤーであるが、第２索条群４０Ｂの係止索条４２ｂはチェーンにする等）させて採用することも可能である。

特に、第２索条群４０Ｂについては、図１に示したように、その係止索条４２ｂには、図７〜図１２に示すように、複数の被係止部４４が設けてあるが、これらの被係止部４４の内の少なくとも１つは、例えば図８に示したように、支柱３０またはその近傍に固定的に設けた係止部３４に係止されるものである。つまり、上述した第１索条群４０Ａにおける巻き取り索条４２ａが巻き取り部３２に巻き取られるものであるのに対し、この第２索条群４０Ｂにおける係止索条４２ｂは、その各被係止部４４の内の少なくとも１つが、支柱３０またはその近傍に固定的に設けた係止部３４に係止されるものであり、巻き取られるものではないのである。

そして、第２索条群４０Ｂの係止索条４２ｂとしては、図７〜図１０に示したように、複数の「金属輪」を連続的に連結した「チェーン」が採用される。この係止索条４２ｂでは、その「金属輪」の全部または一部を被係止部４４とするとともに、角度調整を行うべき時期に使用されるべき被係止部４４には、その時期特有の着色が付されることになる。

また、第２索条群４０Ｂの他の係止索条４２ｂの例としては、図１２に示したように、複数の「金属輪」を連続的に連結して「チェーン」とし、これらの「金属輪」の最下端のものに、ワイヤからなる補助係止索条４２ｃを連結し、この補助係止索条４２ｃの下端を係止部３４に係止するようにしたものがある。この例の係止索条４２ｂでは、適宜な「金属輪」に表示部４５を設けるものであり、この表示部４５の存在によって、選択した被係止部４４を係止部３４に直接係止することができない場合があるのに対応するものである。つまり、この例では、ワイヤからなる補助係止索条４２ｃを採用することによって、その下端をテンション滑車３５を介してから係止部３４に係止できるようにするとともに、図１２の図示上端側に設けた補助係止部３４ａによって係止索条４２ｂに連結できるようにし、当該係止索条４２ｂの所定位置での固定が行えるようにしたものである。

なお、テンション滑車３５は必ずしも必要なものではなく、例えば図１３に示したように、第２索条群４０Ｂについて省略して実施してもよい。このテンション滑車３５は、係止索条４２ｂがチェーンで構成されている等して伸張性が殆ど無く、しかも重量があって案内し辛いものである場合、省略した方が却って有効な場合に省略される。

さらに、第２索条群４０Ｂの他の係止索条４２ｂの例としては、図１４〜図１５に示したように、複数の被係止部４４を、所定長さのワイヤで連結したものも考えられる。この実施例の各被係止部４４は、小判状の板材としたものであり、その中央には被係止穴４４ａが形成してある。この被係止穴４４ａは、上述してきた係止部３４に係止されるものであり、上記ワイヤの連結部として利用されることがある。

この図１４〜図１５に示した係止索条４２ｂでは、その小判状の板材である各被係止部４４の、上記被係止穴４４ａ以外の部分に、特に図１５に示したように、表示部４５が付してあり、この表示部４５に記された「月名」によって、その被係止部４４を係止部３４に係止すべき時期が容易に判別できるようにしてある。

上述した第１索条群４０Ａについてもう少し詳述すると、２本の同じ長さの展開索条４１ａの各先端は、架台１０の裏面の下端部に連結されるのであり、その各下端は、図６に示したように、１個の第１連結点４３ａに連結されるから、これらの展開索条４１ａは各先端と第１連結点４３ａとを結ぶ「逆二等辺三角形」の等しい二辺を構成することになる。また、第１連結点４３ａから下方に延びる巻き取り索条４２ａは、上述した「Ｙ字状」の「縦棒」に該当するものであり、図１にも示したように、当該発電システムを前方または後方から見た場合、支柱３０と重なるものである。

従って、この発電システムにおいて、第１索条群４０Ａを構成している巻き取り索条４２ａの下端を巻き取り部３２にて巻き取ると、その巻き取り力は、各展開索条４１ａを介して架台１０の裏面の左右対称位置となる部分を均等に引き下げる力となり、架台１０は左右に揺れること無く下方へ引き下げられる。以上のことは、第２索条群４０Ｂの係止索条４２ｂについても同様に発揮される。

また、これらの第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂは、延びることが殆ど無い３本の索条によって構成してあるし、支柱３０の前後に配線されるものであるから、各巻き取り部３２及び係止部３４による巻き取りや係止をしっかりと行えば、支柱３０側の水平ピン３１とも合わせた５点で架台１０の固定を行うことになる。換言すれば、これらの第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂは、架台１０の風による煽りや動き、あるいは揺動を阻止することになる。

勿論、これらの第１索条群４０Ａ及び第２索条群４０Ｂは、その各巻き取り部３２における巻き取り量調整、及び係止部３４にて係止される被係止部４４の選択によって、台風対応のための水平状態、冬期対応状態、そして夏期対応状態に容易に角度調整を行えるようにするものである。

ところで、支柱３０の設置箇所への固定は、設置箇所の地盤がある程度硬質であれば、セメントを混ぜた地盤改良土で固定箇所を確保しておき、この地盤改良土に対して、支柱３０の下端に一体化した固定フランジを、グランドスクリューあるいは鋼管パイプを使用して固定することがなされる。

以上の地盤改良土だけでは固定強度が不足し勝ちな、例えば耕作遊休地や耕作放棄地のような軟弱地盤である場合には、図６に示したような固定ブロック５０を採用するとよい。この固定ブロック５０は、上述した地盤改良土と略同じ形状・大きさを有するコンクリートブロックであるが、この固定ブロック５０に対して、支柱３０の下端に一体化した固定フランジを、グランドスクリューあるいは鋼管パイプを使用して固定すればよい。逆に、このような固定ブロック５０を採用することによって、どのような条件の設置箇所においても、支柱３０の立設・固定を容易に行うことができる。

なお、図１等に示した固定ブロック５０は、平面外形が２ｍ程度の正方形であるが、厚さは適宜設定できるものとしてある。

１０ 架台
１１ 縦桟材
１２ 横桟材
１３ 斜桟材
１４ ブラケット
２０ 太陽光パネル
３０ 支柱
３１ 水平ピン
３２ 巻き取り部
３３ ブラケット
３４ 係止部
３４ａ 補助係止部
３５ テンション滑車
４０Ａ 第１索条群
４１ａ 第１展開索条
４２ａ 巻き取り索条
４３ａ 第１連結点
４０Ｂ 第２索条群
４１ｂ 第２展開索条
４２ｂ 係止索条
４２ｃ 補助係止索条
４３ｂ 第２連結点
４４ 被係止部
４４ａ 被係止穴
４５ 表示部
５０ 固定ブロック

Claims (2)

1. 多数の太陽光パネルを使用した発電システムであって、
   複数の桟材を組み合わせることにより構成されて、表面と裏面とを備えた架台と、
   この架台の前記表面側に組み付けた多数の前記太陽光パネルと、
   前記架台の裏面側中央に上端にて連結されて、当該架台を上下方向に傾動可能に支持する１本の支柱と、
   各先端が前記架台に連結され、各内端が１つの第１連結点に連結される２本の第１展開索条と、内端が前記第１連結点に連結され、下端が前記支柱の下端近傍にある１つの巻き取り部に巻き取られる１本の巻き取り索条とからなる第１索条群と、
   各先端が前記架台に連結され、各内端が１つの第２連結点に連結される２本の第２展開索条と、内端が前記第２連結点に連結され、複数の被係止部を有する１本の係止索条とからなる第２索条群と、
   前記支柱またはその近傍に固定的に設けられて、前記第２索条群を構成している前記係止索条が有した前記被係止部の内の少なくとも１つが係止される係止部と、
   を備えたことを特徴とする発電システム。
2. 前記各被係止部またはその前記係止部の近傍に、これら各被係止部が前記係止部に係止されるべき時期を表示する表示部を設けたことを特徴とする請求項１に係る発電システム。

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