JP6744088B2 - 太陽光発電システム及び支持部材 - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池パネルを用いて太陽光発電を行う太陽光発電システム、及び、そのような太陽光発電システムで使用される支持部材に関する。
地球環境問題に対する関心の高まりを受けて、温室効果ガスの削減等に効果が期待される太陽光発電システムが注目されている。近年では、太陽光発電システムの利用が一般家庭にまで及んでおり、例えば住宅等の建築物の屋根に太陽電池パネルを設置する等といったことが広く行われるようになっている。
ここで、太陽電池パネルは、積雪時の荷重(積雪荷重)により非受光面側が凸に撓む変形が生じることがある。そこで、太陽電池パネルの非受光面と設置個所との間に、圧縮状態の弾性部材を支持部材として設置し、太陽電池パネルを非受光面側から支持する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に記載の技術によれば、非受光面側からの支持により積雪荷重による変形が抑えられる。これにより、太陽光発電システムにおける積雪荷重に対する耐性が増強されている。
特開2003−105940号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、太陽電池パネルが、圧縮状態の弾性部材である支持部材から押し上げる向きの力を常に受けることとなる。つまり、太陽電池パネルは、非積雪時にも非受光面側から力を受ける状態となる。積雪時に非受光面側から受ける力は、積雪荷重に抗して太陽電池パネルを支える役割を果たすが、非積雪時に受ける力は、その力が大き過ぎると太陽電池パネルにとって単なる荷重負荷となる。
ここで、一般的な太陽電池パネルは、押出加工成形で略C字状断面に形成されたアルミニウムフレームを有し、このアルミニウムフレームの厚みは、モデルによって様々である。また、ガラスモジュールを代表とするフレームレスという形態も存在する。そして、太陽電池パネルの非受光面と設置個所との間隔は、多くの場合、その太陽電池パネルがどのような構造を有しているかによって様々に変化する。特許文献1に記載の技術では、太陽電池パネルの非受光面と設置個所との間隔の如何によっては、両者間に過度に圧縮された状態で弾性部材が設置され、非積雪時に非受光面側から太陽電池パネルの受ける力が大きくなり過ぎて上記のような荷重負荷となる恐れがある。
従って、本発明は、上記のような課題に着目し、非積雪時における太陽電池パネルの荷重負荷を発生させず、積雪荷重に対する耐性が増強された太陽光発電システム、及びそのような太陽光発電システムで使用される支持部材を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の太陽光発電システムは、太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルを保持する架台と、前記太陽電池パネルにおける受光面に対する裏面である非受光面側の設置個所に設置される少なくとも1つの支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記非受光面に対する当接部を有するとともに、前記非受光面と交差する調節方向について、前記設置個所から前記当接部までの距離が調節可能に設けられており、前記支持部材は、前記設置個所に固定される第1部材と、前記当接部を有して前記第1部材に保持される第2部材と、を備え、前記第2部材が、前記調節方向について、前記設置個所から前記当接部までの距離が調節可能に前記第1部材に保持され、前記第1部材は、前記設置個所に固定される固定部を有し、前記調節方向について前記固定部からの距離が互いに異なる、予め離散的に定められた複数の保持位置それぞれに前記第2部材を保持可能であり、前記第2部材は、前記複数の保持位置の中から選択された1つの保持位置に保持され、前記第1部材が、前記調節方向に各々が延在するとともに相互間に所定の第1間隔を開けて平行に設けられた一対の第1壁を有し、前記第2部材は、前記調節方向に各々が延在するとともに相互間に所定の第2間隔を開けて平行に設けられた一対の第2壁を有して、当該一対の第2壁における前記調節方向の少なくとも一部が、前記一対の第1壁の相互間に、該一対の第1壁に沿うとともに前記調節方向と交差するスライド方向にスライド挿入されるものであり、前記一対の第1壁それぞれの対向面には、前記スライド方向に延びる第1レールが設けられ、前記一対の第2壁それぞれにおいて前記対向面と向き合う外面には、前記スライド方向に延びて前記第1レールと嵌合する第2レールが設けられ、前記第1部材における前記複数の保持位置それぞれに前記第2部材が保持可能となるように、前記第1レール及び前記第2レールのうち少なくとも一方のレールが、互いに平行に複数設けられており、前記第1部材の前記一対の第1壁における外面には、前記第2部材の保持位置を示す目盛りラインが複数設けられていることを特徴とする。
本発明の太陽光発電システムによれば、上述したように太陽電池パネルの構造によって変化する、設置個所から非受光面までの距離に制限を受けることなく、設置個所から支持部材の当接部までの距離の調節が可能である。即ち、本発明の太陽光発電システムによれば、設置個所から非受光面までの距離に応じて、設置個所から当接部までの距離を、適切な距離に調節することができる。これにより、非積雪時で変形がないときに支持部材が太陽電池パネルに過度な力を掛けることによる荷重負荷を発生させないようにすることができる。他方、太陽電池パネルに積雪荷重が掛かるときには支持部材の当接部が太陽電池パネルを非受光面側から支持する。このように、本発明の太陽光発電システムによれば、非積雪時における太陽電池パネルの荷重負荷を発生させず、積雪荷重に対する耐性を増強することができる。
また、本発明の太陽光発電システムにおいて、前記非受光面に当接した状態で設けられるとともに、前記非受光面側が凸となる前記太陽電池パネルの変形により圧縮変形する緩衝部を、前記支持部材が有し、前記当接部が、前記緩衝部において前記非受光面に当接した部分であることは好適である。
この好適な太陽光発電システムによれば、緩衝部における当接部が太陽電池パネルの非受光面に当接した状態で設けられるので、例えば風等で異物が両者間に運ばれて来て挟まれる等といった事態が回避される。また、支持部材が、上記のように調節可能に設けられているので、緩衝部の圧縮状態を適度なものに調節することで、非積雪時における荷重負荷発生の回避と、積雪荷重に対する耐性の増強と、のバランスを良好なものとすることができる。
また、本発明の太陽光発電システムにおいて、前記非受光面側が凸となる前記太陽電池パネルの変形により前記非受光面と当接可能な間隔が前記非受光面と前記当接部との間に開くように、前記設置個所から前記当接部までの距離が調節されていることも好適である。
この好適な太陽光発電システムによれば、非積雪時には、太陽電池パネルの非受光面と支持部材の当接部との間に上記間隔が開くので、非積雪時における荷重負荷発生を一層回避することができる。また、支持部材が、上記のように調節可能に設けられているので、この間隔を必要最小限に留めて、非受光面と当接部との間への異物の進入を抑制することもできる。
また、本発明の太陽光発電システムによれば、支持部材が、設置個所に固定される第1部材と、当接部を有して第1部材に保持される第2部材とに分かれている。これにより、支持部材の、設置個所への安定した設置と、その設置個所から当接部までの距離の適切な調節とを、両立させることができる。
また、本発明の太陽光発電システムによれば、第1部材が、予め離散的に定められた複数の保持位置それぞれに第2部材を保持可能となっている。一般的に、太陽電池パネルは、規格化された複数の設置高さの中から設置場所の状況に応じて選択された高さで設置されることが多い。本発明の太陽光発電システムによれば、第1部材における複数の保持位置を、予め想定される複数の設置高さに応じた位置としておく、といった運用が可能である。そして、当接部までの距離を、実際の太陽電池パネルの設置高さに応じた距離に、余計な微調節等を必要とせずに容易に調節することができる。
また、本発明の太陽光発電システムによれば、第1部材及び第2部材のうち一方の部材が一対の壁を有し、他方の部材が、一対の壁の相互間にスライド挿入される構造となっている。また、一方の部材における一対の壁それぞれの対向面にスライド方向に延びる第1レールが設けられている。また、他方の部材の外面には、スライド方向に延びて第1レールと嵌合する第2レールが設けられている。そして、少なくとも一方のレールが、互いに平行に複数設けられている。このような形状の一方の部材及び他方の部材、即ち第1部材及び第2部材は、いずれもアルミニウムの押出し成形等といった、比較的安価な工法により作製することができる。つまり、本発明の太陽光発電システムによれば、支持部材について、その加工コストを抑えることができる。
また、前記目盛りラインは、前記第1部材に保持されたときの前記第2部材の前記一対の第2壁における先端縁に対応する位置に設けられていることが好適である。
また、前記目盛りラインは、前記第1レール及び前記第2レールのうち少なくとも一方のレールの配列間隔の複数分に相当する間隔を開けて設けられていることが好適である。
また、前記目盛りラインは、前記一対の第1壁それぞれの外面に、前記スライド方向に沿って互いに平行に延在するように複数設けられていることが好適である。
また、前記第1部材に前記第2部材が保持された状態で前記一対の第1壁及び前記一対の第2壁を貫通するボルト、及び当該ボルトに螺合するナットで、前記第2部材を前記第1部材に固定する固定部材、を備えたことが好適である。
また、前記一対の第1壁それぞれには、前記ボルトが通される貫通孔が設けられており、前記一対の第2壁それぞれには、前記複数の保持位置による調節可能範囲に応じた長さで、前記調節方向に延びた長孔が設けられていることが好適である。
また、上記課題を解決するために、本発明の支持部材は、太陽電池パネルにおける受光面に対する裏面である非受光面側の設置個所に設置される支持部材であって、前記非受光面に対する当接部を有するとともに、前記非受光面と交差する調節方向について、前記設置個所から前記当接部までの距離が調節可能に設けられており、前記設置個所に固定される第1部材と、前記当接部を有して前記第1部材に保持される第2部材と、を備え、前記第2部材が、前記調節方向について、前記設置個所から前記当接部までの距離が調節可能に前記第1部材に保持され、前記第1部材は、前記設置個所に固定される固定部を有し、前記調節方向について前記固定部からの距離が互いに異なる、予め離散的に定められた複数の保持位置それぞれに前記第2部材を保持可能であり、前記第2部材は、前記複数の保持位置の中から選択された1つの保持位置に保持され、前記第1部材が、前記調節方向に各々が延在するとともに相互間に所定の第1間隔を開けて平行に設けられた一対の第1壁を有し、前記第2部材は、前記調節方向に各々が延在するとともに相互間に所定の第2間隔を開けて平行に設けられた一対の第2壁を有して、当該一対の第2壁における前記調節方向の少なくとも一部が、前記一対の第1壁の相互間に、該一対の第1壁に沿うとともに前記調節方向と交差するスライド方向にスライド挿入されるものであり、前記一対の第1壁それぞれの対向面には、前記スライド方向に延びる第1レールが設けられ、前記一対の第2壁それぞれにおいて前記対向面と向き合う外面には、前記スライド方向に延びて前記第1レールと嵌合する第2レールが設けられ、前記第1部材における前記複数の保持位置それぞれに前記第2部材が保持可能となるように、前記第1レール及び前記第2レールのうち少なくとも一方のレールが、互いに平行に複数設けられており、前記第1部材の前記一対の第1壁における外面には、前記第2部材の保持位置を示す目盛りラインが複数設けられていることを特徴とする。
本発明の支持部材によれば、屋根面等の設置個所から太陽電池パネルの非受光面までの距離に制限を受けることなく、設置個所から支持部材の当接部までの距離の調節が可能である。これにより、上記距離に依らず、設置個所から当接部までの距離を、適切な距離に調節して、非積雪時における太陽電池パネルの荷重負荷を発生させず、積雪荷重に対する耐性を増強させた太陽光発電システムを構築することができる。
尚、本発明の支持部材については、基本形態のみを記載し、その好適な形態については割愛したが、上述した本発明の太陽光発電システムについて記載した種々の好適な形態のそれぞれが、本発明の支持部材にも対応していることは言うまでもない。
本発明の太陽光発電システム及び本発明の支持部材によれば、非積雪時における太陽電池パネルの荷重負荷を発生させず、積雪荷重に対する耐性を増強することができる。
本発明の第1実施形態の太陽光発電システム及び支持部材を示す図である。 第1実施形態の支持部材が太陽電池パネルを支持する様子を、図1(A)中のV1矢視で示した図である。 図1や図2に示されている支持部材の斜視図である。 図3に示されている支持部材の分解斜視図である。 図3及び図4に示されている支持部材において、屋根面から当接部までの距離についての調節可能な距離範囲を示す図である。 本発明の第2実施形態の支持部材が太陽電池パネルを支持する様子を、図2と同様の矢視で示した図である。
本発明の第1実施形態の太陽光発電システム及び支持部材について、図1〜図5を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態の太陽光発電システム及び支持部材を示す図である。この図1に示されている太陽光発電システム1は、住宅の傾斜した屋根Rに設置されるものであり、太陽電池パネル11と、架台12と、支持部材100と、を備えている。
太陽電池パネル11は、長方形板状を成すとともに、太陽電池パネル11の外周を囲うフレーム部分11a有し、一方の面が受光面で、その裏面が非受光面となっている。太陽光発電システム1は、この太陽電池パネル11を3枚備えている。
尚、本実施形態では、本発明にいう太陽電池パネルの一例として、長方形板状の太陽電池パネル11が例示されている。しかしながら、本発明にいう太陽電池パネルはこれに限るものではなく、例えば正方形や五角形や六角形等、長方形以外の多角形の板状のものであってもよく、その具体的な形状を問うものではない。
架台12は、屋根Rに、その傾斜方向に沿って延びるように取り付けられる梁部分12a、を備えている。太陽光発電システム1は、住宅が建てられている地域で想定される凡その積雪量に応じて2本又は3本の梁部分12aが屋根Rに取り付けられる。屋根Rに取り付けられた梁部分12aに、太陽電池パネル11における外周を囲うフレーム部分11aが3つ固定されて太陽光発電システム1が構成される。太陽光発電システム1では、太陽電池パネル11の短辺が屋根Rの傾斜方向に沿う姿勢で太陽電池パネル11が保持されるように、架台12が構成されている。
支持部材100は、各太陽電池パネル11における非受光面側で、屋根Rの屋根面R1に設置されて、各太陽電池パネル11を、後述するように非受光面側から支持する。太陽光発電システム1は、上記のように想定される積雪量に応じて、各太陽電池パネル11について、1個〜4個の支持部材100が設置される。
図1では、想定される地域の積雪量に応じた、支持部材100の設置例を示す。比較的積雪量の少ない地域の太陽光発電システム1が図1(A)に示され、通常積雪が想定される地域の太陽光発電システム1が図1(B)に示されている。また、多くの積雪量が想定される地域の太陽光発電システム1が図1(C)に示されている。
図1(A)の太陽光発電システム1では、架台12における梁部分12aの本数が2本で、各太陽電池パネル11について設置される支持部材100の個数が1個となっている。支持部材100は、2本の梁部分12aの間で、太陽電池パネル11の中央に相当する位置に設置されている。
図1(B)の太陽光発電システム1では、架台12における梁部分12aの本数が3本で、各太陽電池パネル11について設置される支持部材100の個数が2個となっている。支持部材100は、太陽電池パネル11の中央の下方を通る1本の梁部分12aと、その両側に位置する梁部分12aそれぞれとの間に1つずつ設置されている。また、各支持部材100は、太陽電池パネル11の短辺方向についてはその中央に相当する位置に設置されている。
図1(C)の太陽光発電システム1では、架台12における梁部分12aの本数が3本で、各太陽電池パネル11について設置される支持部材100の個数が4個となっている。支持部材100は、太陽電池パネル11の中央の下方を通る1本の梁部分12aと、その両側に位置する梁部分12aそれぞれとの間に2つずつ設置されている。また、2本の梁部分12aの間に位置する2つの支持部材100は、太陽電池パネル11の短辺方向についてはその中央を挟むように設置されている。
尚、本発明にいう太陽光発電システムは、図1に示されている実施形態に限るものではなく、太陽電池パネルの枚数、架台の構成、支持部材の個数については、それぞれ具体的な枚数、構成、個数を問うものではない。
以上に説明した太陽光発電システム1では、太陽電池パネル11における非受光面側に設置される支持部材100が、太陽電池パネル11を次のように支持する。
図2は、第1実施形態の支持部材が太陽電池パネルを支持する様子を、図1(A)中のV1矢視で示した図である。
太陽電池パネル11は、受光面11b上の積雪の荷重(積雪荷重F1)により非受光面11c側が凸となるように変形することがある。図2(A)には、非積雪時で太陽電池パネル11が変形していない状態が示され、図2(B)には、積雪時に太陽電池パネル11が変形した状態が示されている。
支持部材100は、非受光面11cに対して接触する面としての当接部120aを有している。本実施形態では、図2(A)に示されているように非積雪時で太陽電池パネル11が変形していない状態でも、図2(B)に示されているように、積雪時の積雪荷重F1で太陽電池パネル11が、非受光面11c側が凸となるように撓んで変形した状態でも、当接部120aと太陽電池パネル11の非受光面11cとが常時接した状態となっている。
ここで、支持部材100は、屋根面R1への設置時に、太陽電池パネル11の非受光面11cと交差する調節方向D1について、設置個所としての屋根面R1から当接部120aまでの距離L1が調節可能となっている。
図3は、図1や図2に示されている支持部材の斜視図であり、図4は、図3に示されている支持部材の分解斜視図である。
支持部材100は、屋根面R1に固定される第1部材110と、当接部120aを有して第1部材110に保持される第2部材120と、を備えている。そして、第2部材120は、上記の調節方向D1について、屋根面R1から当接部120aまでの距離L1(図2)が調節可能に第1部材110に保持される。
第1部材110は、アルミニウムの押出し成形で形成された、その断面が略C字状の部材である。第1部材110は、長方形板状の固定部111と、この固定部111に、相互間に所定間隔を開けて平行に立設された一対の第1壁112と、を有している。一対の第1壁112は、各々が、当接部120aの調節方向D1に延在する壁となっている。第1部材110では、長方形板状の固定部111における長辺方向が、押出し成形における押出し方向となっている。
固定部111において、一対の第1壁112と交差する方向の両端縁部111aには、固定部111を、即ち第1部材110を、屋根面R1にネジ止め固定するためのネジS1が挿通される孔111bが4箇所に設けられている。固定部111は、これら4箇所の孔111bに通された4本のネジS1によって屋根面R1に固定される。また、固定部111と屋根面R1との間には、ブチルゴムで固定部111よりも若干広く形成されたゴムシートGS1が挟まれる。ネジS1は、このゴムシートGS1を貫通して屋根面R1に捩じ込まれる。このゴムシートGS1は、屋根面R1の表面保護と、ネジS1が捩じ込まれる箇所についての防水と、の役割を担う。
第2部材120は、アルミニウムの押出し成形で形成された、その断面が略C字状となった本体部121と、金属円盤部122と、この金属円盤部122よりも若干大径に形成された緩衝円盤部123と、を有している。図4に示されているように、本体部121の一部が、第1部材110における一対の第1壁112の相互間に、これら一対の第1壁112に沿うとともに上記の調節方向D1と交差する第1スライド方向D2にスライド挿入される。この第1スライド方向D2は、屋根面R1の傾斜方向D3に沿った方向ともなっている。第1スライド方向D2が、本発明にいう「スライド方向」の一例に相当する。
本実施形態では、上記の一対の第1壁112が、本発明にいう「一対の壁」の一例に相当し、それら一対の第1壁112を有する第1部材110が、本発明にいう「一方の部材」の一例に相当する。そして、第1部材110の一対の第1壁112の相互間にその一部がスライド挿入される第2部材120が、本発明にいう「他方の部材」の一例に相当する。
尚、図4では、第1スライド方向D2が、傾斜方向D3において下方から上方へと向かう方向D3−1と同方向に描かれている。しかしながら、第1部材120のスライド方向は、この図4の第1スライド方向D2とは逆向き、即ち傾斜方向D3において上方から下方へと向かう方向D3−2と同方向であってもよい。
本体部121は、第1部材110における固定部111と平行に配置される長方形板状の天板部121aと、この天板部121aに、相互間に所定間隔を開けて平行に立設された一対の第2壁121bと、を有している。一対の第2壁121bは、第1部材110における一対の第1壁112と平行に各々が延在する。一対の第2壁121bの一部が、一対の第1壁112の相互間に、第1スライド方向D2にスライド挿入される。本体部121では、長方形板状の天板部121aにおける長辺方向が、押出し成形における押出し方向となっている。
金属円盤部122には、皿ネジ124が挿通される座繰り孔122aが2箇所に設けられている。金属円盤部122は、これら2箇所の座繰り孔122aに通された2本の皿ネジ124によって天板部121aに固定される。緩衝円盤部123は、金属円盤部122に両面テープで貼付される。
本実施形態では、図2に示されているように、緩衝円盤部123が、太陽電池パネル11の非受光面11cに当接した状態で設けられるとともに、非受光面11c側が凸となる太陽電池パネル11の変形により圧縮変形する。第2部材120が有する当接部120aは、緩衝円盤部123において非受光面11cに当接した部分である。この緩衝円盤部123が、本発明にいう緩衝部の一例に相当する。
尚、ここでは特定しないが、緩衝円盤部123は、必要な厚みを有する樹脂等からなる単層の部材であってもよく、あるいは、非受光面11cの温度上昇防止等を目的とした伝熱材等を含む複数の部材が積層されたもの等であってもよい。
ここで、第1部材110における一対の第1壁112のそれぞれの対向面112aには、上記の第1スライド方向D2に延びる突条からなる第1レール112bが設けられている。この第1レール112bは、互いに平行に複数設けられている。第1壁112の対向面112aにおける、第1レール112bと直交する断面形状は、第1レール112bが調節方向D1に複数並んだ鋸歯形状となる。
また、第2部材120における一対の第2壁121bそれぞれにおいて上記の対向面112aと向き合う外面121b−1には、突条としての第1レール112bと嵌合する溝からなる第2レール121b−2が設けられている。この第2レール121b−2は、互いに平行に複数設けられている。第2壁121bの外面121b−1における、第2レール121b−2と直交する断面形状は、第2レール121b−2が調節方向D1に複数並んだ鋸歯形状となる。
第2部材120における一対の第2壁121bは、溝としての第2レール121b−2が複数並んだ鋸歯形状が、第1部材110の一対の第1壁112における突条としての第1レール112bが複数並んだ鋸歯形状と噛み合うようにスライド挿入される。このとき、第2部材120における一対の第2壁121bの鋸歯形状と、第1部材110における一対の第1壁112の鋸歯形状との、調節方向D1についての噛み合い位置が調節可能となっている。そして、両者の噛み合い位置を調節することで、第1部材110における固定部111から、第2部材120における当接部120aまでの距離、即ち、図2に示されている屋根面R1から当接部120aまでの距離L1が調節可能となっている。
図5は、図3及び図4に示されている支持部材において、屋根面から当接部までの距離についての調節可能な距離範囲を示す図である。図5(A)には、第1部材110の固定部111から第2部材120の当接部120aまでの距離L1’、つまり屋根Rの屋根面R1から当接部120aまでの距離L1についての調節可能な距離範囲における最少距離L1minが示されている。また、図5(B)には、調節可能な距離範囲における最大距離L1maxが示されている。
そして、この図5に示されている最少距離L1minから最大距離L1maxまでの距離範囲に、次のような調節目標距離が含まれる。即ち、調節目標距離は、図2に示されているように、緩衝円盤部123が、太陽電池パネル11の非受光面11cに当接した状態で設けられるとともに、非受光面11c側が凸となる太陽電池パネル11の変形により圧縮変形するような屋根面R1から当接部120aまでの距離である。図2の例では、屋根面R1から当接部120aまでの距離L1についての調節目標距離が、図5(A)に示されている最少距離L1minと一致している。このとき、緩衝円盤部123の圧縮変形は、太陽電池パネル11が、変形の許容範囲を超えて撓まないように、ある程度撓んだ段階で非受光面11cを押し返す反発力を生じさせる圧縮変形となる。上記の調節目標距離は、このような圧縮変形を起こさせる距離となっている。
ここで、上記の距離L1は、次のような調節間隔で離散的に調節可能となっている。即ち、距離L1の調節間隔は、第1部材110の一対の第1壁112の鋸歯形状における第1レール112bの配列間隔、及び、第2部材120の一対の第2壁121bの鋸歯形状における第2レール121b−2の配列間隔、に応じた間隔となっている。
このように、支持部材100では、第1部材110は、当接部120aの調節方向D1について、固定部111からの距離L1’が互いに異なる、予め離散的に定められた複数の保持位置それぞれに第2部材120を保持可能となっている。第2部材120は、支持部材100の設置時に、それら複数の保持位置の中から選択された1つの保持位置に保持される。
ここで、第1部材110の一対の第1壁112における外面には、図3及び図4に示されているように、第2部材120の保持位置を示す目盛りライン112cが複数設けられている。各目盛りライン112cは、保持された第2部材120の一対の第2壁121bにおける先端縁に対応する位置に設けられている。ここで、本実施形態では、第1部材110の第1レール112bの配列間隔の2つ分、及び、第2部材120の第2レール121b−2の配列間隔の2つ分に相当する間隔を開けて、複数の目盛りライン112cが設けられている。
作業者は、基本的には、第2部材120の一対の第2壁121bにおける先端縁を、何れかの目盛りライン112cに一致させるようにして、第2部材120の保持位置の調節を行う。ただし、本実施形態では、目盛りライン112cの間隔の半分の調節間隔での調節が可能である。このため、作業者は、太陽電池パネル11の設置状況に応じては、一対の第2壁121bにおける先端縁を、何れか2本の目盛りライン112cの中間に位置するようにして第2部材120の保持位置の調節を行うこともできる。
このようにして保持位置が調節された第2部材120は、図4に示されているボルト131及びナット132からなる固定部材130によって第1部材110に固定される。ボルト131は、第1部材110の一対の第1壁112、及び、第2部材120の一対の第2壁121bを、上記の調節方向D1及び第1スライド方向D2と交差する方向に貫通する。ナット132は、このボルト131に一対の第1壁112の外側から締結される。
第1部材110の一対の第1壁112それぞれには、ボルト131が通される貫通孔112dが設けられている。一方、第2部材120の一対の第2壁121bそれぞれには、第2部材120が、どのような保持位置に保持されてもボルト131が一対の第2壁121bを貫通できるように、調節方向D1に延びた長孔121b−3が設けられている。
このとき、この固定部材130による固定に際しては、相互間に空間が開く一対の第2壁121bを互いに近づける方向に外力が加わる。支持部材100は、このような外力に抗して一対の第2壁121bの相互間隔を維持する間隔維持部材140を備えている。
間隔維持部材140は、長方形板状の板部材であり、その短辺長が、維持すべき一対の第2壁121bの相互間隔に応じた長さとなっている。間隔維持部材140は、第2部材120の一対の第2壁121bの相互間に、それら一対の第2壁121bに沿うとともに調節方向D1と交差する第2スライド方向D4にスライド挿入される。
第2部材120の一対の第2壁121bの対向面121b−4には、間隔維持部材140のスライド挿入を案内するとともに、挿入された間隔維持部材140を保持するスライド溝121b−5が設けられている。スライド溝121b−5は、間隔維持部材140の一対の長辺側端縁が嵌入されるように対をなして、各第2壁121bの対向面121b−4に設けられている。
また、本実施形態では、それら一対のスライド溝121b−5が、調節方向D1について2段設けられている。これら2段一対のスライド溝121b−5は、次のように使い分けられる。即ち、上記の固定部材130から第2部材120の一対の第2壁121bに加わる外力は、固定部材130に近い箇所程大きくなる。一方で、一対の第2壁121bのどの箇所に大きな外力が加わるかは、第2部材120が、第1部材110におけるどの保持位置に保持されるかによって異なる。
本実施形態では、2段一対のスライド溝121b−5のうち、保持後の第2部材120において固定部材130に近い方の一対のスライド溝121b−5に間隔維持部材140が1枚、スライド挿入される。図5(A)の例では、図中上段側の一対のスライド溝121b−5が、固定部材130に近いので、この上段側の一対のスライド溝121b−5に、間隔維持部材140がスライド挿入される。また、図5(B)の例では、図中下段側の一対のスライド溝121b−5が、固定部材130に近いので、この下段側の一対のスライド溝121b−5に、間隔維持部材140がスライド挿入される。
尚、本実施形態では、間隔維持部材140の使用枚数を1枚とし、2段一対に設けられたスライド溝121b−5の何れかに間隔維持部材140がスライド挿入される形態が例示されている。しかしながら、2段一対に設けられたスライド溝121b−5の各段に1枚ずつ、合計で2枚の間隔維持部材140をスライド挿入してもよい。また、一対のスライド溝121b−5の段数を、2段より多く設け、いずれか1段、又は複数段、若しくは全段のスライド溝121b−5に間隔維持部材140をスライド挿入するように構成してもよい。
間隔維持部材140のスライド挿入により、固定部材130から外力が加わっても一対の第2壁121bが内側から支持されて、その相互間隔が維持される。また、同時に、一対の第2壁121bの外側に位置し鋸歯形状の噛み合わせ部で第2壁121bに接している第1部材110の一対の第1壁112も、内側から支持されて、その相互間隔が維持される。その結果、支持部材100全体の変形が抑制される。
ここで、間隔維持部材140のスライド挿入の際の第2スライド方向D4は、屋根Rの屋根面R1の傾斜方向D3において上方から下方へと向かう方向D3−2と一致している。そして、間隔維持部材140は、第2スライド方向D4の後方側の短辺に、係止突起141が設けられている。間隔維持部材140が一対のスライド溝121b−5にスライド挿入されると、各スライド溝121b−5の第2スライド方向D4の後方側の端部に係止突起141が係止して、それ以上挿入されないようになっている。
以上に説明した第1実施形態の太陽光発電システム1及び支持部材100によれば、太陽電池パネル11の構造によって変化する、屋根面R1から非受光面11cまでの距離に制限を受けることなく、屋根面R1から支持部材100の当接部120aまでの距離L1の調節が可能である。即ち、本実施形態によれば、屋根面R1から非受光面11cまでの距離に応じて、屋根面R1から当接部120aまでの距離L1を、適切な距離に調節することができる。これにより、非積雪時で変形がないときに支持部材100が太陽電池パネル11に過度な力を掛けることによる荷重負荷を発生させないようにすることができる。他方、太陽電池パネル11に積雪荷重F1が掛かるときには支持部材100の当接部120aが太陽電池パネル11を非受光面11c側から支持する。このように、本実施形態によれば、非積雪時における太陽電池パネル11の荷重負荷を発生させず、積雪荷重F1に対する耐性を増強することができる。
また、本実施形態では、支持部材100が緩衝円盤部123を有している。この緩衝円盤部123は、太陽電池パネル11の非受光面11cに当接した状態で設けられるとともに、非受光面11c側が凸となる太陽電池パネル11の変形により圧縮変形する。
この本実施形態によれば、緩衝円盤部123における当接部120aが太陽電池パネル11の非受光面11cに当接した状態で設けられるので、例えば風等で異物が両者間に運ばれて来て挟まれる等といった事態が回避される。また、支持部材100が、上記のように調節可能に設けられているので、緩衝円盤部123の圧縮状態を適度なものに調節することで、非積雪時における荷重負荷発生の回避と、積雪荷重F1に対する耐性の増強と、のバランスを良好なものとすることができる。
また、本実施形態では、支持部材100が、屋根面R1に固定される第1部材110と、当接部120aを有して第1部材110に保持される第2部材120とに分かれている。これにより、支持部材100の、屋根面R1への安定した設置と、屋根面R1から当接部120aまでの距離L1の適切な調節とを、両立させることができる。
また、本実施形態では、第1部材110が、予め離散的に定められた複数の保持位置それぞれに第2部材120を保持可能となっている。一般的に、太陽電池パネルは、規格化された複数の設置高さの中から設置場所の状況に応じて選択された高さで設置されることが多い。
本実施形態では、第1部材110における複数の保持位置のうち、目盛りライン112cに対応する保持位置が、今回の設置場所としての屋根R上で想定される複数の設置高さに対応している。そして、第2部材120の一対の第2壁121bにおける先端縁を各目盛りライン112cに合せたときの、屋根面R1から当接部120aまでの距離L1それぞれが、上述した調節目標距離に相当する。即ち、本実施形態では、図5に示されている最少距離L1minから最大距離L1maxまでの距離範囲に、各目盛りライン112cに対応する複数の調節目標距離が含まれている。
作業者は、支持部材100を屋根面R1に設置するに当たり、まず、実際の太陽電池パネル11の設置高さに応じた調節目標距離を求める。そして、その求めた調節目標距離に対応した目盛りライン112cに一対の第2壁121bにおける先端縁が合致するように第2部材120を第1部材110に取り付ける。これにより、屋根面R1から当接部120aまでの距離L1が、実際の太陽電池パネル11の設置高さに応じた調節目標距離に調節される。
このように、本実施形態によれば、作業者が、屋根面R1から当接部120aまでの距離L1を、実際の太陽電池パネル11の設置高さに応じた調節目標距離に、余計な微調節等を必要とせずに容易に調節することができる。
また、本実施形態では、第1部材110(一方の部材)が一対の第1壁112を有し、第2部材120(他方の部材)が、一対の第1壁112の相互間にスライド挿入される構造となっている。また、第1部材110(一方の部材)における一対の第1壁112それぞれの対向面112aに第1スライド方向D2に延びる突条としての第1レール112bが設けられている。また、第2部材120(他方の部材)の外面121b−1には、第1スライド方向D2に延びて第1レール112bと嵌合する溝としての第2レール121b−2が設けられている。そして、第1部材110における複数の保持位置それぞれに第2部材120が保持可能となるように、双方のレール112b,121b−2とも複数設けられて、各々鋸歯形状を形成している。このような形状の第1部材110(一方の部材)及び第2部材120(他方の部材)は、いずれもアルミニウムの押出し成形等といった、比較的安価な工法により作製することができる形状である。本実施形態では、このような工法の採用により、支持部材100について、その加工コストが抑えられている。
また、本実施形態では、上記の第1部材110(一方の部材)だけでなく第2部材120(他方の部材)についても一対の第2壁121bを有する形状となっている。これにより、一対の第2壁121bの相互間が空間となる分、第2部材120(他方の部材)について、つまりは支持部材100について軽量化が図られている。また、一対の第2壁121bの相互間が空間となるので、ボルト131とナット132からなる固定部材130による固定に際して一対の第2壁121bを互いに近づける方向に外力が加わる。本実施形態によれば、一対の第2壁121bの相互間にスライド挿入される間隔維持部材140によって、このような外力に抗して一対の第2壁121bの相互間隔を維持することができる。このように、本実施形態では、組立て時の支持部材100の変形を抑えつつ、支持部材100の軽量化が図られている。
そして、本実施形態では、間隔維持部材140は、屋根面R1の傾斜方向D3において上方から下方へと向かう第2スライド方向D4に挿入され、各スライド溝121b−5の第2スライド方向D4の後方側の端部に係止突起141が係止して、それ以上挿入されないようになる。これにより、間隔維持部材140には、一対の第2壁121bの相互間への挿入方向に重力が掛かるが、係止突起141が各スライド溝121b−5の後方側の端部に係止されることにより、重力による間隔維持部材140の脱落が抑えられることとなっている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態は、その支持部材における当接部が、上述した第1実施形態の支持部材100における当接部120aと異なっている。他方、太陽光発電システムの構造や、当接部を除いた支持部材の構造は、第1実施形態と同一である。以下では、第2実施形態について、第1実施形態との相違点に注目して説明し、同一点については説明を省略する。
図6は、本発明の第2実施形態の支持部材が太陽電池パネルを支持する様子を、図2と同様の矢視で示した図である。図6(A)には、非積雪時で太陽電池パネル11が変形していない状態が示され、図6(B)には、積雪時に太陽電池パネル11が変形した状態が示されている。尚、図6では、図2に示されている要素と同等な要素については、図2と同じ符号が付されて示されており、以下では、それら同等な要素の重複説明を割愛する。
第2実施形態の支持部材200における当接部200aは、緩衝円盤部211を有しているが、この緩衝円盤部211は、第1実施形態における緩衝円盤部123よりも薄く形成されている。尚、この第2実施形態における緩衝円盤部211も、樹脂等からなる単層の部材であってもよく、あるいは、複数の部材が積層されたもの等であってもよい。
本実施形態では、非受光面11c側が凸となる太陽電池パネル11の変形により非受光面11cと当接可能な間隔L2が、緩衝円盤部211(即ち、当接部200a)と太陽電池パネル11の非受光面11cとの間に開くように、屋根面R1から当接部200aまでの距離L1が調節されている。非積雪時には、図6(A)に示されているように、当接部200aと太陽電池パネル11の非受光面11cとが、上記の間隔L2だけ離れている。そして、図6(B)に示されているように、積雪時の積雪荷重F1で太陽電池パネル11が、非受光面11c側が凸となるように撓んで変形すると、非受光面11cが当接部200aに当接する。当接した後は、太陽電池パネル11が、非受光面11c側から支持部材200によって支持されることとなる。このとき、上記の間隔L2は、太陽電池パネル11が、変形の許容範囲内で所定程度に撓んだときに非受光面11cが当接部200aに当接する間隔となっている。この支持部材200により、太陽電池パネル11における上記の所定程度を超える撓み変形が抑えられる。上記の間隔L2は、一般的な太陽電池パネルに対して10mm以下であることが好ましい。
本実施形態では、支持部材200において、屋根面R1から当接部200aまでの距離L1について調節可能な距離範囲に、次のような調節目標距離が含まれる。即ち、本実施形態における調節目標距離は、図6に示されているように、太陽電池パネル11の変形により非受光面11cと当接可能な間隔L2が非受光面11cと当接部200aとの間に開いた状態における屋根面R1から当接部200aまでの距離である。図6の例では、屋根面R1から当接部200aまでの距離L1についての調節目標距離が、図5(A)の最少距離L1minに対応した距離と一致している。
以上に説明した第2実施形態によっても、第1実施形態と同様に、非積雪時における太陽電池パネル11の荷重負荷を発生させず、積雪荷重F1に対する耐性を増強することができることはいうまでもない。
また、本実施形態によれば、非積雪時には、太陽電池パネル11の非受光面11cと支持部材200の当接部200aとの間に上記間隔L2が開くので、非積雪時における荷重負荷発生を一層回避することができる。また、支持部材200が、上記のように調節可能に設けられているので、この間隔L2を必要最小限に留めて、非受光面11cと当接部200aとの間への異物の進入を抑制することもできる。
尚、以上に説明した第1及び第2実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の太陽光発電システムや支持部材の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
例えば、上述した第1及び第2実施形態では、いずれも、本発明にいう支持部材の一例として、一対の第1壁112を有する第1部材110と、一対の第1壁112の相互間に一部がスライド挿入される第2部材120と、を有する支持部材100,200が例示されている。第1部材110による第2部材120の保持位置の調節は、第1部材110側の鋸歯形状と、第2部材120側の鋸歯形状と、の噛み合い位置の調節により行われる。しかしながら、本発明にいう支持部材は、この形態に限るものではない。本発明にいう支持部材は、例えば、円筒状の第1部材と、円筒内に一部が挿入される円柱状の第2部材と、を有するもの等であってもよい。このような形態の場合、円筒状の第1部材の内面に雌ネジが切られ、円柱状の第2部材の外面に雄ネジが切られる等といった構造により、第1部材による第2部材の保持位置を調節することが可能となる。
また、上述した第1及び第2実施形態では、いずれも、本発明にいう「一方の部材」が、設置個所に固定される第1部材110で、本発明にいう「他方の部材」が、第1部材110に保持される第2部材120となった形態が例示されている。しかしながら、本発明はこのような形態に限るものではない。例えば、本実施形態とは逆に、本発明にいう「一方の部材」が、第1部材に保持される第2部材で、本発明にいう「他方の部材」が、設置個所に固定される第1部材となった形態であってもよい。この場合、第2部材が有する一対の壁の相互間に、設置個所に固定される第1部材の少なくとも一部がスライド挿入されることとなる。つまり、第2部材の一対の壁が、第1部材の外側に被せられた形態となる。
また、上述した第1及び第2実施形態では、いずれも、本発明にいう「他方の部材」の一例として、一対の第2壁121bを有して両者間が空間となった第2部材120が例示されている。しかしながら、本発明にいう「他方の部材」はこれに限るものではなく、例えば中実の矩形ブロック状の部材等であってもよい。ただし、上記形状の「他方の部材」とすることにより、支持部材を軽量化できる点は上述したとおりである。
また、上述した第1及び第2実施形態では、いずれも、本発明にいう「第1レール」の一例として、鋸歯形状をなすように複数設けられた突条としての第1レール112bが例示されている。また、本発明にいう「第2レール」の一例として、鋸歯形状をなすように複数設けられた溝としての第2レール121b−2が例示されている。しかしながら、本発明にいう「第1レール」及び「第2レール」はこれらに限るものではない。まず、本発明にいう「第1レール」及び「第2レール」は、互いに嵌合できる組合せであれば何れが突条で何れが溝であってもよい。「第1レール」や「第2レール」が複数設けられる場合も、必ずしも鋸歯形状をなすように設けられる必要はなく、嵌合が可能なのであれば、複数のレールが、互いに平行に単純に配列された形態等であってもよい。さらに、本発明にいう「第1レール」及び「第2レール」は、第1部材における複数の保持位置それぞれに第2部材が保持可能となるのであればよい。本発明にいう「第1レール」及び「第2レール」は、例えば、一方のレールは1本で、他方のレールが、複数の保持位置に一対一に対応するように複数設けられる形態等であってもよい。
また、上述した第1及び第2実施形態では、いずれも、本発明にいう支持部材の「設置個所」の一例として、傾斜した屋根Rの屋根面R1が例示されている。本発明にいう支持部材の「設置個所」はこれに限るものではない。本発明にいう支持部材の「設置個所」は、例えば水平な陸屋根の表面であってもよく、あるいは屋根に限らず地面に設けられた傾斜面や水平面等であってもよい。若しくは、本発明にいう支持部材の「設置個所」は、例えば太陽電池パネルの架台に、太陽電池パネルの非受光面側を通るように設けられた横梁や縦梁あるいは斜め梁の、非受光面側を向いた上面等であってもよい。
1 太陽光発電装置
11 太陽電池パネル
11b 受光面
11c 非受光面
12 架台
100,200 支持部材
110 第1部材(一方の部材の一例)
111 固定部
112 一対の第1壁(一対の壁の一例)
112a 対向面
112b 第1レール
120 第2部材(他方の部材の一例)
120a,200a 当接部
121 本体部
121a 天板部
121b 一対の第2壁
121b−1 外面
121b−2 第2レール
122 金属円盤部
123 緩衝円盤部(緩衝部の一例)
130 固定部材
131 ボルト
132 ナット
140 間隔維持部材
D1 調節方向
D2 第1スライド方向(スライド方向)
D3 傾斜方向
D4 第2スライド方向
L1 距離
L2 間隔

Claims (9)

  1. 太陽電池パネルと、
    前記太陽電池パネルを保持する架台と、
    前記太陽電池パネルにおける受光面に対する裏面である非受光面側の設置個所に設置される少なくとも1つの支持部材と、を備え、
    前記支持部材は、前記非受光面に対する当接部を有するとともに、前記非受光面と交差する調節方向について、前記設置個所から前記当接部までの距離が調節可能に設けられており、
    前記支持部材は、前記設置個所に固定される第1部材と、前記当接部を有して前記第1部材に保持される第2部材と、を備え、
    前記第2部材が、前記調節方向について、前記設置個所から前記当接部までの距離が調節可能に前記第1部材に保持され、
    前記第1部材は、前記設置個所に固定される固定部を有し、前記調節方向について前記固定部からの距離が互いに異なる、予め離散的に定められた複数の保持位置それぞれに前記第2部材を保持可能であり、
    前記第2部材は、前記複数の保持位置の中から選択された1つの保持位置に保持され、
    前記第1部材が、前記調節方向に各々が延在するとともに相互間に所定の第1間隔を開けて平行に設けられた一対の第1壁を有し、
    前記第2部材は、前記調節方向に各々が延在するとともに相互間に所定の第2間隔を開けて平行に設けられた一対の第2壁を有して、当該一対の第2壁における前記調節方向の少なくとも一部が、前記一対の第1壁の相互間に、該一対の第1壁に沿うとともに前記調節方向と交差するスライド方向にスライド挿入されるものであり、
    前記一対の第1壁それぞれの対向面には、前記スライド方向に延びる第1レールが設けられ、前記一対の第2壁それぞれにおいて前記対向面と向き合う外面には、前記スライド方向に延びて前記第1レールと嵌合する第2レールが設けられ、
    前記第1部材における前記複数の保持位置それぞれに前記第2部材が保持可能となるように、前記第1レール及び前記第2レールのうち少なくとも一方のレールが、互いに平行に複数設けられており、
    前記第1部材の前記一対の第1壁における外面には、前記第2部材の保持位置を示す目盛りラインが複数設けられていることを特徴とする太陽光発電システム。
  2. 前記非受光面に当接した状態で設けられるとともに、前記非受光面側が凸となる前記太陽電池パネルの変形により圧縮変形する緩衝部を、前記支持部材が有し、
    前記当接部が、前記緩衝部において前記非受光面に当接した部分であることを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電システム。
  3. 前記非受光面側が凸となる前記太陽電池パネルの変形により前記非受光面と当接可能な間隔が前記非受光面と前記当接部との間に開くように、前記設置個所から前記当接部までの距離が調節されていることを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電システム。
  4. 前記目盛りラインは、前記第1部材に保持されたときの前記第2部材の前記一対の第2壁における先端縁に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のうち何れか一項に記載の太陽光発電システム。
  5. 前記目盛りラインは、前記第1レール及び前記第2レールのうち少なくとも一方のレールの配列間隔の複数分に相当する間隔を開けて設けられていることを特徴とする請求項1〜4のうち何れか一項に記載の太陽光発電システム。
  6. 前記目盛りラインは、前記一対の第1壁それぞれの外面に、前記スライド方向に沿って互いに平行に延在するように複数設けられていることを特徴とする請求項1〜5のうち何れか一項に記載の太陽光発電システム。
  7. 前記第1部材に前記第2部材が保持された状態で前記一対の第1壁及び前記一対の第2壁を貫通するボルト、及び当該ボルトに螺合するナットで、前記第2部材を前記第1部材に固定する固定部材、を備えたことを特徴とする請求項1〜5のうち何れか一項に記載の太陽光発電システム。
  8. 前記一対の第1壁それぞれには、前記ボルトが通される貫通孔が設けられており、
    前記一対の第2壁それぞれには、前記複数の保持位置による調節可能範囲に応じた長さで、前記調節方向に延びた長孔が設けられていることを特徴とする請求項に記載の太陽光発電システム。
  9. 太陽電池パネルにおける受光面に対する裏面である非受光面側の設置個所に設置される支持部材であって、
    前記非受光面に対する当接部を有するとともに、前記非受光面と交差する調節方向について、前記設置個所から前記当接部までの距離が調節可能に設けられており、
    前記設置個所に固定される第1部材と、前記当接部を有して前記第1部材に保持される第2部材と、を備え、
    前記第2部材が、前記調節方向について、前記設置個所から前記当接部までの距離が調節可能に前記第1部材に保持され、
    前記第1部材は、前記設置個所に固定される固定部を有し、前記調節方向について前記固定部からの距離が互いに異なる、予め離散的に定められた複数の保持位置それぞれに前記第2部材を保持可能であり、
    前記第2部材は、前記複数の保持位置の中から選択された1つの保持位置に保持され、
    前記第1部材が、前記調節方向に各々が延在するとともに相互間に所定の第1間隔を開けて平行に設けられた一対の第1壁を有し、
    前記第2部材は、前記調節方向に各々が延在するとともに相互間に所定の第2間隔を開けて平行に設けられた一対の第2壁を有して、当該一対の第2壁における前記調節方向の少なくとも一部が、前記一対の第1壁の相互間に、該一対の第1壁に沿うとともに前記調節方向と交差するスライド方向にスライド挿入されるものであり、
    前記一対の第1壁それぞれの対向面には、前記スライド方向に延びる第1レールが設けられ、前記一対の第2壁それぞれにおいて前記対向面と向き合う外面には、前記スライド方向に延びて前記第1レールと嵌合する第2レールが設けられ、
    前記第1部材における前記複数の保持位置それぞれに前記第2部材が保持可能となるように、前記第1レール及び前記第2レールのうち少なくとも一方のレールが、互いに平行に複数設けられており、
    前記第1部材の前記一対の第1壁における外面には、前記第2部材の保持位置を示す目盛りラインが複数設けられていることを特徴とする支持部材。
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