JP6816999B2 - 太陽電池モジュールの固定構造及び太陽光発電システム - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールの固定構造及びこの固定構造を用いた太陽光発電システムに関する。

従来、産業用の太陽光発電システムにおいて、太陽光発電パネル（太陽電池モジュール）を架台上に設置固定するための固定構造が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のパネル保持構造（以下、パネル固定構造という。）は、設置面に設けられた基礎部材または支柱に、横方向に延びた設置高さの異なる複数のチャンネル材が固定され、複数のチャンネル材上に傾斜姿勢で梁材が載置され、この梁材の上に太陽光発電パネルが載置されて固定された構造となっている。また、チャンネル材は、鋼製の帯状板材を曲げ加工して横断面が台形をなすように形成されている。

特開２０１４−５６５４号公報

このようなパネル固定構造では、太陽光発電パネル及び梁材の荷重をチャンネル材の上面のみで受けることになる。また、設置された太陽光発電パネルの上面から吹き付ける風や、パネル上に積もった雪の重量などによって、パネル固定構造に大きな荷重がかかる。

しかし、特許文献１のパネル固定構造では、チャンネル材の上面の一端部側は鉛直面をなす台形の上底または下底から折り曲げられて形成されており、他の端部は開口部分となっているので、チャンネル材の上面は一端部側しか支持されていない。従って、大きな負荷がかかるとチャンネル材の上面が変形して、保持構造が破損する恐れがあるといった問題があった。

また、特許文献１に記載のパネル固定構造では、チャンネル材の開口部分に複数の四角板状のガセットプレートをネジ固定することで、チャンネル材の剛性を高めて、パネル固定構造の強度向上を図っている。しかし、この構造では、ガセットプレートを別途用意する必要があり、部材コストが上昇するといった問題があった。また、ガセットプレートをチャンネル材に固定する工程が増加するため、パネル固定構造の施工性が低下するといった問題もあった。

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、部材点数や施工時の工程数の増加を抑えつつ、固定構造の強度向上を図るとともに、高い施工性を実現した太陽電池モジュールの固定構造及びこの固定構造を用いた太陽光発電システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の太陽電池モジュールの固定構造は、太陽電池モジュールを架台上に固定する固定構造であって、前記架台は、設置面に立設された支柱と、前記支柱にそれぞれ締結固定される第１支持部材及び第２支持部材と、を備え、前記第１支持部材及び前記第２支持部材は互いに交差する方向に配置され、前記第１支持部材は、基部と、前記基部の上辺から斜め上方に延びた上板とを備え、前記支柱に、前記第２支持部材が添設されて締結固定されるとともに、前記支柱に、前記第１支持部材の基部が添設されて締結固定され、前記第１支持部材の前記上板上に前記第２支持部材が添設され、前記第２支持部材に太陽電池モジュールが固定されていることを特徴としている。

また、本発明の太陽電池モジュールの固定構造では、前記支柱は、支柱主板と、前記支柱主板の両側辺から同方向に延びた各支柱側板とを備え、前記第１支持部材の基部は、前記支柱主板に添設されて締結固定されることが好ましい。

また、本発明の太陽電池モジュールの固定構造では、前記支柱は、支柱主板と、前記支柱主板の両側辺から同方向に延びた各支柱側板と、前記各支柱側板の先端側から両外側に延びた各支持板とを備え、前記第１支持部材の基部は、前記支持板に添設されて締結固定されてもよい。

また、本発明の太陽電池モジュールの固定構造では、前記第２支持部材は、主板と、前記主板の両側辺から同方向に延びた各側板とを備え、前記支柱は、支柱主板と、前記支柱主板の両側辺から同方向に延びた各支柱側板とを備え、前記支柱の上端部に前記第２支持部材が被せられ、前記支柱の各支柱側板に、前記第２支持部材の各側板が添設されて締結固定されてもよい。

また、本発明の太陽電池モジュールの固定構造では、前記第２支持部材は、主板と、前記主板の両側辺から同方向に延びた各側板と、前記各側板の先端側から両外側に延びた各縁板とを備え、前記縁板が前記第１支持部材の前記上板上に添設されることが好ましい。

また、本発明の太陽光発電システムは、上記各構成の太陽電池モジュールの固定構造を用いて複数の太陽電池モジュールが固定されていることを特徴としている。

本発明の太陽電池モジュールの固定構造及び太陽光発電システムによれば、第２支持部材に載置される太陽電池モジュールの荷重が第１支持部材と支柱とに分散されるため、太陽電池モジュールの固定構造の強度を向上させることかできる。

本発明の太陽電池モジュールの支持構造を用いて、複数の太陽電池モジュールを支持してなる本発明の太陽光発電システムを示す斜視図である。 本発明の太陽電池モジュールの支持構造を用いて、複数の太陽電池モジュールを支持してなる本発明の太陽光発電システムを示す側面図である。 太陽電池モジュール２を受光面側から見た斜視図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 支柱を示す斜視図である。 横桟を示す斜視図である。 縦桟を示す斜視図である。 前後ブレースの形状を示す斜視図である。 左右ブレースの形状を示す斜視図である。 支柱に対する縦桟の固定構造を分解して示す斜視図である。 支柱に縦桟を固定した状態の側面図である。 支柱に縦桟を固定した状態の断面図である。 他の実施形態の支柱に縦桟を固定した状態の断面図である。 支柱に対する横桟の固定構造を分解して示す斜視図である。 支柱に横桟を固定した状態の正面図である。 支柱に横桟を固定した状態の断面図である。 支柱に縦桟を締結固定し、さらに横桟の高さ位置を調整した後、締結固定した状態を示す断面図である。 支柱に縦桟を仮固定して横桟の高さ位置を調整する様子を示す断面図である。 支柱に縦桟を仮固定して横桟の高さ位置を調整する様子を示す断面図である。 他の縦桟と横桟との固定構造を示す断面図である。 隣接する横桟の端部同士を連結する横桟連結具を用いた連結構造を分解して示す斜視図である。 前後ブレースの固定構造を示す斜視図である。 縦桟に対する前後ブレースの端部の固定構造を分解して示す斜視図である。 左右ブレースの固定構造を示す正面図である。 支柱に対する左右ブレースの端部の固定構造を示す斜視図である。 隣接する縦桟上に太陽電池モジュールを横置き状態に載置して連結固定するモジュール連結具の斜視図である。 モジュール連結具を用いて太陽電池モジュールを縦桟上に載置固定した状態の固定部分を一部拡大して示す断面図である。 実施形態２に係る支柱の構造を示す斜視図である。 実施形態３に係る横桟の形状を一部拡大して示す斜視図である。 実施形態３に係る横桟と支柱と縦桟との固定構造を示す断面図である。 実施形態４に係る支柱の形状を示す斜視図である。 実施形態５に係る支柱の形状を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

＜実施形態１＞
図１及び図２は、本発明の太陽電池モジュールの支持構造を用いて、複数の太陽電池モジュールを支持固定してなる本発明の太陽光発電システムを示す斜視図及び側面図である。

本発明の太陽光発電システム１は、複数の太陽電池モジュール２が架台３上に載置固定されており、架台３は、設置面（若しくは設置基台）１０に立設された複数の支柱１１と、これら支柱１１の上端部にそれぞれ支持固定される横桟（第１支持部材）１２及び縦桟（第２支持部材）１３とを備えて構成されている。さらに、実施形態１では、架台３全体の強度を向上させるために、前後ブレース１４及び左右ブレース１５を備えている。

横桟１２と縦桟１３とは、縦桟１３が横桟１２の上に載る形で互いに交差する方向（実施形態１では直交する方向）に配置されており、縦桟１３上に太陽電池モジュール２が載置固定された構造となっている。実施形態１では、太陽電池モジュール２の設置は、長手方向を横にして、すなわち横向き状態で設置する構成としているが、この設置方向は長手方向を縦にした縦向き状態であってもよい。

具体的に説明すると、実施形態１では、支柱１１は、設置面１０上において、横方向（図１中、Ｘ方向）に沿って前後２列に並べて立設固定されており、前側である１列目の各支柱１１の高さを、後側である２列目の各支柱１１の高さよりも低く設定している。そして、前側の１列目の各支柱１１間を横方向に跨ぐように架け渡して前側の横桟１２が配置固定され、後側の２列目の各支柱１１間を横方向に跨ぐように架け渡して後側の横桟１２が配置固定されている。これにより、後側の横桟１２が前側の横桟１２より高くなるように配置されている。

そして、このように配置された前側の横桟１２と後側の横桟１２とを縦方向（図１中、Ｙ方向）に跨ぐように架け渡して複数の縦桟１３が傾斜状態で配置固定されている。縦桟１３の横方向（Ｘ方向）の配置間隔は、太陽電池モジュール２の長辺の長さより短い長さであり、隣接する２本の縦桟１３によって各太陽電池モジュール２を傾斜状態で支持する構成とされている。実施形態１では、一対の縦桟１３，１３上に、縦方向（Ｙ方向）に沿って４個の太陽電池モジュール２が隣接配置されており、この４個を一組として横方向に複数組が順次隣接配置されている。ただし、一対の縦桟１３，１３上に配置する太陽電池モジュール２の数は４個に限定されるものではなく、横方向への配置組数についても、特に限定されるものではない。

また、横方向（Ｘ方向）に隣接する支柱１１の間隔は、横方向（Ｘ方向）に隣接する縦桟１３の間隔より十分広い間隔に設定されている。これにより、実施形態１では、横方向の支柱１１間にも複数本の縦桟１３が配置されており、支柱１１間に配置された縦桟１３については、横桟１２上に載置固定されているのみで、支柱１１には直接固定されていない。しかし、実施形態１では、支柱１１の位置には、必ず縦桟１３が配置されるようにその間隔が設定されており、支柱１１の位置に配置される縦桟１３については、上記したように、支柱１１と横桟１２の両方に縦桟１３が固定される構造とされている。

また、２列目の支柱１１の設置面１０に近い基端部と、その支柱１１に配置固定されている縦桟１３の１列目の支柱１１に近い部位との間を斜めに架け渡して前後ブレース１４が連結固定されている。また、１列目及び２列目の支柱１１の設置面１０に近い基端部と、その支柱１１に支持固定されている横桟１２との間を斜めに架け渡して２本の前後ブレース１４がそれぞれ連結固定されている。

次に、上記の太陽光発電システム１を構成する太陽電池モジュール２及び架台３の各構成部材について順次説明する。

（太陽電池モジュール２の説明）
図３は、太陽電池モジュール２を受光面側から見た斜視図、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。

太陽電池モジュール２は、太陽電池モジュール本体２０と、太陽電池モジュール本体２０の周縁部を保持する枠部材２１とを備えている。枠部材２１は、保持部２２と、保持部２２から下方に垂設された壁部２３と、太陽電池モジュール本体２０と平行であって、壁部２３の下端から水平に延在する底部片２４とを有している。また、底部片２４には、後述する縦桟１３上に載置される位置に、締結部材であるネジ部材を挿通するための挿通孔２４ａが形成されている。

保持部２２は、同一横方向に延在する一対の保持片２２ｂ、２２ｃを有しており、これらの保持片２２ｂ、２２ｃの内側に太陽電池モジュール本体２０の端部が挟持されている。

太陽電池モジュール本体２０は、図示は省略しているが受光面側から透光性基材、封止樹脂、太陽電池セル、封止樹脂、裏面側保護材が順次積層された構成とされている。透光性基材として例えばガラス基板が用いられ、封止樹脂として例えばＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）が用いられている。また、太陽電池セルとして例えば多結晶シリコンウエハを用いた太陽電池セルが用いられ、裏面側保護材として例えばＰＥＴシートを積層した多層シートが用いられている。

（支柱１１の説明）
図５は、支柱１１を示す斜視図である。

図５に示すように、支柱１１は、縦長に形成された長矩形の主板（支柱主板）１１ａと、主板１１ａの両側辺から同方向に延びた各側板（支柱側板）１１ｂとを有し、その横断面形状が略溝型の構造となっている。

主板１１ａの上部には、縦長に形成された複数（この例では左右２箇所）の第１挿通孔１１ｅが形成されている。この第１挿通孔１１ｅは、後述する横桟１２を支持固定するためのボルトやねじ等の締結部材を挿通するための孔である。また、側板１１ｂの上部には、円筒状の第２挿通孔１１ｆが形成されている。この第２挿通孔１１ｆは、後述する縦桟１３を支持固定するためのボルトやねじ等の締結部材を挿通するための孔である。

また、側板１１ｂの下部（基端部）側には、円筒状の第３挿通孔１１ｉが形成されている。この第３挿通孔１１ｉは、後述する前後ブレース１４の一端部を支持固定するためのボルトやねじ等の締結部材を挿通するための孔である。さらに、主板１１ａの下部（基端部）側には、円筒状の第４挿通孔１１ｊが形成されている。この第４挿通孔１１ｊは、後述する連結プレート４５を支持固定するためのボルトやねじ等の締結部材を挿通するための孔である。

このような支柱１１は、例えば鋼板を打ち抜いて折り曲げ、その表面に耐食性を向上させるためのメッキを施したものである。また、アルミ合金を押出し成形し、表面を腐食防止のためにアルマイト処理したものを用いてもよいし、ステンレス合金やプラスチック樹脂等の材料を用いてもよい。

（横桟１２の説明）
図６は、横桟１２を示す斜視図である。

図６に示すように、横桟１２は、横長に形成された長矩形の主板（基部）１２ａと、主板１２ａの長手方向の上辺側から斜め上方の一方向に傾斜して延びた上板１２ｂとを有し、その断面形状が概ね平坦な山形形状となっている。横桟１２の主板１２ａには、支柱１１の配置間隔に合わせて複数の第１挿通孔１２ｅが形成されている。

また、主板１２ａ及び上板１２ｂの両端部には、横桟１２が隣接配置された場合の隣接する互いの端部を後述する横桟連結具４０で連結固定するための第２挿通孔１２ｆが形成されている。すなわち、横桟１２の配置領域は図１に示すようにＸ方向に極めて長く、横桟１２を単一の部材として作製するのは困難であるため、複数の横桟１２を後述する横桟連結具４０で連結して構成している。

また、上板１２ｂには、縦桟１３の配置間隔に合わせて縦桟１３を連結固定するための第３挿通孔１２ｇが形成されている。さらに、横桟１２の主板１２ａには、後述する左右ブレース１５の一端部が連結される位置に第４挿通孔１２ｈが形成されている。

このような横桟１２は、例えば鋼板を打ち抜いて折り曲げ、その表面にメッキを施したものが用いられるが、支柱１１と同様に適宜材料を選択することが可能である。

（縦桟１３の説明）
図７は、縦桟１３を示す斜視図である。

図７に示すように、縦桟１３は、縦長に形成された長矩形の主板１３ａと、主板１３ａの両側辺から同方向に延びた各側板１３ｂと、各側板１３ｂの先端側から両外側に延びた各縁板１３ｃとを有し、その断面形状が略ハット型の構造となっている。縦桟１３の両側板１３ｂには、支柱１１の配置位置に対応する前後２箇所の位置に第１挿通孔１３ｅが形成されている。また、縁板１３ｃには、横桟１２の配置位置に対応する位置に第２挿通孔１３ｆが形成されている。ただし、図７では、手前側の縁板１３ｃの第２挿通孔１３ｆのみが図示されている。

また、縦桟１３の主板１３ａには、並べて隣接配置された太陽電池モジュール２の端部同士を後述するモジュール連結具５０で連結固定するための第３挿通孔１３ｇが形成されている。さらに、縦桟１３の両側板１３ｂには、後述する前後ブレース１４の一端部が連結される位置に第４挿通孔１３ｈが形成されている。

このような縦桟１３は、例えば鋼板を打ち抜いて折り曲げ、その表面にメッキを施したものが用いられるが、支柱１１と同様に適宜材料を選択することが可能である。

（前後ブレース１４の説明）
図８Ａは、前後ブレース１４の形状を示す斜視図である。

前後ブレース１４は、縦長に形成された長矩形の主板１４ａと、主板１４ａの両側辺から同方向に延びた各側板１４ｂとを有し、その断面形状が溝型構造となっている。各側板１４ｂの長手方向の両端部は、主板１４ａの端部から突出するように延設されて、支柱１１及び縦桟１３と連結する連結片１４ｃとなっている。連結片１４ｃには、前後ブレース１４を支柱１１と縦桟１３とに連結するためのボルト挿通孔１４ｉが形成されている。

（左右ブレース１５の説明）
図８Ｂは、左右ブレース１５の形状を示す斜視図である。

左右ブレース１５は、横長に形成された長矩形の主板１５ａと、主板１５ａの長手方向の上辺側から略９０度の角度で一方向に延びた上板１５ｂと、上板１５ｂの先端側から下方に延びた上リブ片１５ｃと、主板１５ａの下辺側から上板１５ｂと同方向に延びた下リブ片１５ｄとを有している。主板１５ａの両端部は斜めにカットされており、その両端部近傍には、左右ブレース１５を支柱１１と横桟１２とに連結するためのボルト挿通孔１５ｊが形成されている。

次に、支柱１１に対する縦桟１３の固定構造について説明し、その次に、支柱１１に対する横桟１２の固定構造について説明し、最後に、前後ブレース１４及び左右ブレース１５の固定構造について説明する。

まず、支柱１１に対する縦桟１３の固定構造について説明する。

図９Ａは、支柱１１に対する縦桟１３の固定構造を分解して示す斜視図、図９Ｂは、支柱１１に縦桟１３を固定した状態の側面図、図９Ｃは支柱１１に縦桟１３を固定した状態の断面図である。

図９Ａ〜図９Ｃに示すように、支柱１１の上端部に縦桟１３を被せるようにして嵌め合せ、支柱１１の各側板１１ｂに形成された第２挿通孔１１ｆに、縦桟１３の各側板１３ｂに形成された第１挿通孔１３ｅをそれぞれ位置合せして、縦桟１３の一方の側板１３ｂ側から、締結部材であるボルト３１を挿通し、支柱１１の各側板１１ｂに形成された第２挿通孔１１ｆ、及び縦桟１３の他方の側板１３ｂに形成された第１挿通孔１３ｅを順次挿通させ、第１挿通孔１３ｅから突出したボルト３１の先端部（螺子山部）に締結部材であるナット３２をねじ込んで、縦桟１３を支柱１１の上端部に締結固定する。なお、図中の符号３３はワッシャである。この際、締結部分であるボルト３１とナット３２を仮締めした状態では、縦桟１３は支柱１１に対して回動可能（すなわち、傾斜角度を調整可能）となっている。そのため、この状態では、縦桟１３の主板１３ａの下面と、支柱１１の主板１１ａ及び両側板１１ｂの上端とは接触せず、回動のための多少の隙間を有している。

ただし、図９Ｄに示すように、支柱１１の側板１１ｂの上端を、第２挿通孔１１ｆを中心とする半円弧状に形成し、縦桟１３の主板１３ａの下面が側板１１ｂの上端に当接するようにしてもよい。これにより、縦桟１３が支柱１１の側板１３ｂに直接受け止められた状態で回動可能に支持されることになる。

次に、支柱１１に対する横桟１２の固定構造について説明する。

図１０Ａは、支柱１１に対する横桟１２の固定構造を分解して示す斜視図、図１０Ｂは、支柱１１に横桟１２を固定した状態の正面図、図１０Ｃは支柱１１に横桟１２を固定した状態の断面図である。

図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、支柱１１の主板１１ａに横桟１２の主板１２ａを添設し、支柱１１の主板１１ａに形成された２つの第１挿通孔１１ｅに、横桟１２の主板１２ａに形成された一対の第１挿通孔１２ｅをそれぞれ位置合せして、それぞれ締結部材であるボルト３１とナット３２とによって両側から締め付け固定する。なお、図中の符号３３はワッシャである。この際、支柱１１側の第１挿通孔１１ｅは縦長に形成されているので、ボルト３１とナット３２を仮締めした状態で、横桟１２の上下方向の高さ位置を調整してから最終的に締結固定することができる。すなわち、横桟１２の上板１２ｂを縦桟１３の縁板１３ｃに添設させて、横桟１２で縦桟１３を受け止めるように位置調整してから、最終的に締結固定することができる。図１１は、支柱１１に縦桟１３を締結固定し、さらに横桟１２の高さ位置を調整した後、締結固定した状態を示す断面図である。この固定構造によれば、縦桟１３は支柱１１と横桟１２の両方で支持固定された状態となっており、縦桟１３にかかる荷重を、各支持固定部を介して支柱１１と横桟１２の両方に分散できるので、架台３としての固定構造全体の強度が向上する。

また、支柱１１に対して、縦桟１３は回動調整可能に設けられており、横桟１２は上下方向に位置調整可能に設けられている。そのため、例えば図１２Ａに示すように、主板１１ａに対して上板１２ｂの傾斜角度が異なる横桟１２（図１２Ａでは、図１１等に図示している横桟１２と比べて傾斜角度が急な横桟を例示している。）を用いた場合でも、横桟１２の高さ位置を調整する（この場合には、上方にずらせる）ことで縦桟１３を回動させ、図１２Ｂに示すように、最終的に縦桟１３の傾斜角度を横桟１２の上板１２ｂの傾斜角度に一致させてから、縦桟１３と横桟１２を支柱１１にそれぞれ締結固定することができる。従って、傾斜角度が異なる複数種類の横桟１２が用意されている場合であっても、支柱１１に取り付けるときの高さ位置をそれぞれの横桟１２に応じて調整することで、いずれの横桟１２についても、縦桟１３との傾斜角度を一致させてから、縦桟１３と横桟１２とを支柱１１に締結固定することが可能である。

なお、実施形態１では、縦桟１３の縁板１３ｃを横桟１２の上板１２ｂに単に載置して支持する構造としているが、上記したように、上板１２ｂには縦桟１３の配置間隔に合せて縦桟１３を連結固定するための第３挿通孔１２ｇが形成されているので、縦桟１３の縁板１３ｃと横桟１２の上板１２ｂもボルトやナット、ねじ等の締結部材によって締結固定してもよい。これにより、縦桟１３が支柱１１と横桟１２とによってさらに強固に固定されることになる。

また、実施形態１では、上記したように支柱１１上に位置しない他の縦桟１３については、横桟１２のみによって支持固定されている。図１３は、他の縦桟１３と横桟１２との固定構造を示す断面図である。

図１３に示すように、他の縦桟１３は、横桟１２の主板１２ａ上に縁板１３ｃが直接載置されており、縁板１３ｃに形成された第２挿通孔１３ｆを、横桟１２の主板１２ａに形成された第３挿通孔１２ｇに位置合せして、締結部材であるボルト３１とナット３２とによって上下両側から締め付け固定している。

また、実施形態１では、隣接する横桟１２同士は、横桟連結具４０によって連結されている。

図１４は、隣接する横桟１２の端部同士を連結する横桟連結具４０を用いた連結構造を分解して示す斜視図である。

横桟連結具４０は、隣接する横桟１２の主板１２ａの端部を跨いで添設される主板４０ａと、隣接する横桟１２の上板１２ｂの端部を跨いで添設される上板４０ｂと、隣接する横桟１２の主板１２ａの下端部を跨いで係止される下板４０ｃとを備えている。

横桟連結具４０の主板４０ａには、隣接する横桟１２の主板１２ａに形成された第２挿通孔１２ｆにそれぞれ対応する位置に挿通孔４０ｆが形成され、上板４０ｂには、隣接する横桟１２の上板１２ｂに形成された第２挿通孔１２ｆにそれぞれ対応する位置に挿通孔４０ｆが形成されている。

そして、横桟連結具４０の主板４０ａを隣接する横桟１２の主板１２ａを跨ぐようにして添設し、上板４０ｂを隣接する横桟１２の上板１２ｂを跨ぐようにして添設し、下板４０ｃを隣接する横桟１２の主板１２ａの下端部を跨ぐように受け止めて係止する。そして、この状態で、対峙している各横桟１２の第２挿通孔１２ｆと横桟連結具４０の挿通孔４０ｆとを、締結部材であるボルト３１とナット３２とによってそれぞれ前後両側から締め付け固定する。これにより、隣接する横桟１２の端部同士が横桟連結具４０によって強固に連結固定される。

次に、前後ブレース１４の固定構造について説明する。

図１５Ａは、前後ブレース１４の固定構造を示す斜視図、図１５Ｂは、縦桟１３に対する前後ブレース１４の端部の固定構造（図１５Ａ中、符号Ａで示す部分）を分解して示す斜視図である。

図１５Ｂに示すように、前後ブレース１４の縦桟１３側の端部は、両側板１４ｂの連結片１４ｃを縦桟１３の両側板１３ｂ間に嵌め込んで添設させた状態で、縦桟１３の各側板１３ｂに形成された第４挿通孔１３ｈに、前後ブレース１４の各側板１４ｂに形成されたボルト挿通孔１４ｉをそれぞれ位置合わせし、縦桟１３の一方の側板１３ｂに形成された第４挿通孔１３ｈから、締結部材であるボルト３１を挿通し、前後ブレース１４の各側板１４ｂに形成されたボルト挿通孔１４ｉ、及び縦桟１３の他方の側板１３ｂに形成された第４挿通孔１３ｈを順次挿通させ、第４挿通孔１３ｈから突出したボルト３１の先端部（螺子山部）に締結部材であるナット３２をねじ込むことで、前後ブレース１４の縦桟１３側の端部が縦桟１３に締結固定されている。

一方、前後ブレース１４の支柱１１側の端部は、図１５Ａに示すように、両側板１４ｂの連結片１４ｃを支柱１１の両側板１１ｂに外側から嵌め合わせて添設させた状態で、前後ブレース１４のボルト挿通孔１４ｉ（図８Ａ参照）及び支柱１１の第３挿通孔１１ｉ（図５参照）に締結部材であるボルト３１を順次挿通し、ナット締めして締結固定されている。すなわち、前後ブレース１４の支柱１１側の端部は、前後ブレース１４の連結片１４ｃが支柱１１の側板１１ｂに外嵌めされている以外は、前後ブレース１４の縦桟１３側の端部の締結構造（図１５Ｂに示す締結構造）と同じである。

上記したように、前後ブレース１４は、断面形状が溝型構造となっており、支柱１１及び縦桟１３に対しては、両側板１４ｂが支柱１１の両側板１１ｂ及び縦桟１３の両側板１３ｂに密着して連結される構造となっている。この構造によれば、架台３に斜め方向や横方向等から荷重がかかった場合でも、前後ブレース１４が捩れにくい構造で支柱１１及び縦桟１３に締結固定されているので、架台３としての強度を向上させることができる。

次に、左右ブレース１５の固定構造について説明する。

図１６Ａは、左右ブレース１５の固定構造を示す正面図、図１６Ｂは、支柱１１に対する左右ブレース１５の端部の固定構造を示す斜視図である。

左右ブレース１５は、支柱１１の基端部に取り付けられた連結プレート４５に一端部が添設され、他端部が横桟１２の主板１２ａに添設された状態で、それぞれボルト挿通孔１５ｊ（図８Ｂ参照）に締結部材であるボルト３１を挿通し、ナット３２にて締結固定されている。

具体的に説明すると、連結プレート４５は、図１６Ｂに示すように、支柱１１の主板１２ａに添設される支持板４５ａと、支持板４５ａの左右両側から延設された連結板４５ｂとで形成されている。支持板４５ａには、円筒状のボルト挿通孔４５ｃが形成されており、連結板４５ｂには、円筒状のボルト挿通孔４５ｄが形成されている。

従って、連結プレート４５は、支持板４５ａに形成されたボルト挿通孔４５ｃを支柱１１の主板１１ａに形成された第４挿通孔１１ｊ（図５参照）に位置合わせして添設し、締結部材であるボルト３１を各挿通孔４５ｃ，１１ｊに挿通して、ナット３２で締め付け固定することで、支柱１１に締結固定されている。なお、図１６Ｂでは、連結プレート４５を１箇所で支柱１１に固定しているが、複数箇所で固定するようにしてもよい。また、ボルト・ナットでの締結固定ではなく、溶接等によって溶着固定してもよい。

左右ブレース１５の一端部は、支柱１１に締結固定された連結プレート４５の連結板４５ｂに添設された状態で、左右ブレース１５のボルト挿通孔１５ｊ（図８Ｂ参照）と連結板４５ｂのボルト挿通孔４５ｄとに締結部材であるボルト３１を挿通し、ナット３２で締め付け固定することで、連結プレート４５に締結固定されている。

また、左右ブレース１５の他端部は、図１６Ａに示すように、横桟１２の主板１２ａに添設された状態で、左右ブレース１５のボルト挿通孔１５ｊ（図８Ｂ参照）、及び横桟１２の主板１２ａに形成された第４挿通孔１２ｈ（図６参照）に締結部材であるボルト３１を挿通し、ナット３２で締め付け固定することで、横桟１２に締結固定されている。

このように前後ブレース１４及び左右ブレース１５を連結することで、前後ブレース１４及び左右ブレース１５が筋交いとしての機能を果たすため、架台３としての固定構造全体の強度がさらに向上する。

実施形態１では、このようにして構築された図１に示す架台３の縦桟１３上に、太陽電池モジュール２が載置固定される。この固定構造では、縦桟１３に太陽電池モジュール２を固定するのにモジュール連結具５０を用いている。

図１７は、隣接する縦桟１３上に太陽電池モジュール２を横置き状態に載置して連結固定するモジュール連結具５０の斜視図である。

モジュール連結具５０は、太陽電池モジュール本体２０の周縁部を保持する枠部材２１の底部片２４を縦桟１３に連結する連結具であり、枠部材２１の底部片２４を上方から押さえる主板５０ａと、主板５０ａの両端部からそれぞれ下方に屈曲形成された一対の挟持片５０ｂとを備えている。主板５０ａには、枠部材２１の底部片２４に形成された挿通孔２４ａ（図４参照）に対向する位置に雌ねじ孔５１が形成されている。主板５０ａの幅は、縦桟１３の主板１３ａの幅より若干幅広に形成されており、下方に折り返された一対の挟持片５０ｂの対向面間の幅は、縦桟１３の両側板１３ｂの両外面間の幅（すなわち、主板１３ａの幅）より若干広く（ほぼ同じ幅に）形成されている。

図１８は、このモジュール連結具５０を用いて太陽電池モジュール２を縦桟１３上に載置固定した状態の固定部分を一部拡大して示す断面図である。

縦桟１３の主板１３ａ上に、太陽電池モジュール２の枠部材２１の底部片２４を載置し、縦桟１３の第３挿通孔１３ｇと底部片２４の挿通孔２４ａとを位置合わせする。次に、底部片２４の上方からモジュール連結具５０の主板５０ａを添設し、主板５０ａの雌ねじ孔５１を底部片２４の挿通孔２４ａに位置合わせする。このとき、モジュール連結具５０の挟持片５０ｂは、縦桟１３の両側板１３ｂ，１３ｂを両外側から挟持するように配置される。この後、締結部材であるボルト３１を、縦桟１３の主板１３ａの下面側から主板１３ａの第３挿通孔１３ｇ及び枠部材２１の底部片２４の挿通孔２４ａに挿通し、モジュール連結具５９の雌ねじ孔５１に対してねじ込むことにより、太陽電池モジュール２が縦桟１３上に載置固定される。

なお、ここで例示した、モジュール連結具５０を用いた太陽電池モジュール２の固定構造は単なる一例であり、このようなモジュール連結具５０による固定構造に限定されるものではない。太陽電池モジュール２を架台３上に設置固定する固定構造については、従来から種々の固定構造が開示されており、本発明においてもこれらの固定構造を適宜用いることが可能である。

＜実施形態２＞
図１９は、実施形態２に係る支柱１１の構造を示す斜視図である。

実施形態１では、支柱１１は、主板１１ａと、主板１１ａの両側辺から同方向に延びた各側板１１ｂとからなる横断面形状が溝型の構造としているが、実施形態２では、横断面形状が略ハット型の構造となっている。

すなわち、実施形態２に係る支柱１１は、縦長に形成された長矩形の主板１１ａと、主板１１ａの両側辺から同方向に延びた各側板１１ｂと、各側板１１ｂの先端側から両外側に延びた支持板１１ｃとを有している。支柱１１の両支持板１１ｃの上部には、縦長の第１挿通孔１１ｅが形成されている。この第１挿通孔１１ｅは、横桟１２を支持固定するためのボルトやねじ等の締結部材を挿通するための孔である。また、側板１１ｂの上部には、円筒状の第２挿通孔１１ｆが形成されている。この第２挿通孔１１ｆは、縦桟１３を支持固定するためのボルトやねじ等の締結部材を挿通するための孔である。このような支柱１１は、鋼板を打ち抜いて折り曲げ、その表面にメッキを施したものである。

実施形態２の支柱１１では、横桟１２は、支柱１１の主板１１ａではなく支持板１１ｃに添設されて締結固定される。これにより、支柱１１と横桟１２との連結構造は、上から見たときの横断面形状が箱型形状となるので、固定強度がより向上することになる。

また、実施形態２の支柱１１では、支持板１１ｃを有することで、図１６Ａ，図１６Ｂに示す連結プレート４５を省略することができる。すなわち、実施形態２の支柱１１では、支持板１１ｃを連結プレート４５の連結板４５ｂとして用いることができる。つまり、左右ブレース１５の一端部を、支柱１１の支持板１１ｃに添設させた状態で、ボルト挿通孔１５ｊに締結部材であるボルト３１を挿通し、ナット締めして締結固定してもよい。なお、この場合も、支柱１１の支持板１１ｃには、左右ブレース１５の一端部のボルト挿通孔１５ｊに対向してボルト挿通孔が形成されている。

＜実施形態３＞
図２０は、実施形態３に係る横桟１２の形状を一部拡大して示す斜視図、図２１は、実施形態３に係る横桟１２と支柱１１と縦桟１３との固定構造を示す断面図である。

実施形態１では、横桟１２は、主板１２ａと、主板１２ａの長手方向の上辺側から斜め上方の一方向に傾斜して延びた上板１２ｂとで構成されているが、実施形態３では、その断面形状がリップ付き略Ｃチャンネル構造となっている。

すなわち、実施形態３に係る横桟１２は、横長に形成された長矩形の主板１２ａと、主板１２ａの長手方向の上辺側から斜め上方の一方向に傾斜して延びた上板１２ｂと、主板１２ａの長手方向の下辺側から上板１２ｂと同方向かつ横方向に延びた下板１２ｃと、上板１２ｂの先端側から下方に延びた上リブ片１２ｄと、下板１２ｃの先端側から上方に延びた下リブ片１２ｉとを有している。なお、その他の構成については、実施形態１の横桟１２と同様であるので、ここでは同じ構成部に同符号を付すこととし、詳細な説明を省略する。

このような形状の横桟１２を用いた場合には、横桟１２自体の強度が向上しているため、縦桟１３の支持強度も向上することになる。

因みに、実施形態３に係る横桟１２を連結する横桟連結具は、図１４に示した横桟連結具４０において、下板４０ｃを、横桟１２の下板１２ｃに合わせてさらに延設した構造とすればよい。

＜実施形態４＞
図２２は、実施形態４に係る支柱１１の形状を示す斜視図である。ただし、実施形態４では、実施形態１に係る支柱１１の形状（横断面が溝型の形状）に適用した場合を例示しているが、実施形態２に係る支柱の形状（横断面が略ハット型の形状）にも同様に適用することができる。

実施形態１に係る支柱１１では、主板１１ａに形成した第１挿通孔１１ｅを縦長の単純な長形孔に形成し、その中をボルト３１の円筒軸部が上下動することで、横桟１２の高さ位置を調整可能としている。

これに対し、実施形態４では、第１挿通孔１１ｅは、複数の第１円形孔１１ｅ１を、該第１円形孔１１ｅ１の直径よりも若干狭い間隔で支柱１１の長手方向に連続形成して連通させたものである。例えば、各第１円形孔１１ｅ１の直径を１１ｍｍとし、間隔を８ｍｍとして、各第１円形孔１１ｅ１を連続形成して連通させて第１挿通孔１１ｅを形成している。このため、隣り合う各第１円形孔１１ｅ１の中間位置では第１挿通孔１１ｅがくびれて、その中間位置のくびれ箇所における第１挿通孔１１ｅの開口幅が第１円形孔１１ｅ１の直径よりも狭くなっている。このような支柱１１は、厚さ５ｍｍ程度の鋼板に折り曲げ加工及び穴あけ加工を施して作製され、その表面にメッキが施されたものである。

この構成によれば、横桟１２を支柱１１に取り付け固定する場合に、横桟１２の主板１２ａに形成された第１挿通孔１２ｅを、支柱１１の主板１１ａに形成された第１挿通孔１１ｅの任意の第１円形孔１１ｅ１に重ね合わせ、互いに重なり合った第１円形孔１１ｅ１と第１挿通孔１２ｅとにボルト３１を挿通することで、横桟１２を支柱１１に仮固定することができる。そのため、重ね合わせる第１円形孔１１ｅ１の位置を順次変更していくことで、横桟１２の高さ調整を行うことができる。つまり、実施形態４に係る支柱１１を用いることにより、第１円形孔１１ｅ１の配置間隔で横桟１２の高さ調整を行うことが可能となる。

＜実施形態５＞
図２３は、実施形態５に係る支柱１１の形状を示す斜視図である。ただし、実施形態５では、実施形態１に係る支柱１１の形状（横断面が溝型の形状）に適用した場合を例示しているが、実施形態２に係る支柱の形状（横断面が略ハット型の形状）にも同様に適用することができる。

実施形態１に係る支柱１１では、主板１１ａに形成した第１挿通孔１１ｅを縦長の単純な長形孔に形成し、その中をボルト３１の円筒軸部が上下動することで、横桟１２の高さ位置を調整可能としている。

これに対し、実施形態５では、第１挿通孔１１ｅは、複数の第１円形孔１１ｅ１を所定の間隔を存して（独立して）、支柱１１の長手方向に連続形成したものである。このような支柱１１は、厚さ５ｍｍ程度の鋼板に折り曲げ加工及び穴あけ加工を施して作製され、その表面にメッキが施されたものである。

この構成によれば、横桟１２を支柱１１に取り付け固定するに際し、横桟１２の主板１２ａに形成された第１挿通孔１２ｅを、支柱１１の主板１１ａに形成された任意の第１円形孔１１ｅ１に重ね合わせ、互いに重なり合った第１円形孔１１ｅ１と第１挿通孔１２ｅとにボルト３１を挿通することで、横桟１２を支柱１１に仮固定することができる。そのため、重ね合わせる第１円形孔１１ｅ１の位置を順次変更していくことで、横桟１２の高さ調整を行うことができる。つまり、実施形態４に係る支柱１１を用いることにより、高さ調整のピッチは少し大きいものの、第１円形孔１１ｅ１の配置間隔で横桟１２の高さ調整を行うことが可能となる。

なお、上記各実施形態では、全ての固定部分をボルトとナットによる締結構造としているが、必ずしも締結構造に限定されるものではない。例えば、一方の部材に係止部を形成し、他方の部材に被係止部を形成して、それぞれの係止構造で架台３全体の強度を確保するように構成することも可能である。また、一方の部材に嵌合部を形成し、他方の部材に被嵌合部を形成して、それぞれの嵌合構造で架台３全体の強度を確保するように構成することも可能である。さらに、これら係止構造や嵌合構造と、ボルトやナット等による締結構造とを適宜組み合わせて架台３としての強度を確保するように構成することも可能である。

また、上記各実施形態では、全ての固定部分をボルトとナットによる締結構造としているが、ボルトが挿通される挿通先端側の最後の孔を、内周部に雌ねじが形成された雌ねじ孔にすることで、ナットを省略することができる。また、固定部分の両側からボルトとナットを保持して締結作業を行う場合に比べて、締結作業の作業性も向上する。

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 太陽光発電システム
２ 太陽電池モジュール
３ 架台
１０ 設置面
１１ 支柱
１１ａ 主板（支柱主板）
１１ｂ 側板（支柱側板）
１１ｅ 第１挿通孔
１１ｆ 第２挿通孔
１１ｉ 第３挿通孔
１１ｊ 第４挿通孔
１２ 横桟（第１支持部材）
１２ａ 主板（基部）
１２ｂ 上板
１２ｅ 第１挿通孔
１２ｆ 第２挿通孔
１２ｇ 第３挿通孔
１２ｈ 第４挿通孔
１３ 縦桟（第２支持部材）
１３ａ 主板
１３ｂ 側板
１３ｃ 縁板
１３ｅ 第１挿通孔
１３ｆ 第２挿通孔
１３ｇ 第３挿通孔
１３ｈ 第４挿通孔
１４ 前後ブレース
１４ａ 主板
１４ｂ 側板
１４ｃ 連結板
１４ｅ ボルト挿通孔
１５ 左右ブレース
１５ａ 主板
１５ｂ 上板
１５ｃ 上リブ片
１５ｄ 下リブ片
１５ｊ ボルト挿通孔
２０ 太陽電池モジュール本体（太陽電池パネル）
２１ 枠部材
２２ 保持部
２２ｂ，２２ｃ 保持片
２３ 壁部
２４ 底部片
２４ａ 挿通孔
３１ ボルト
３２ ナット
３３ ワッシャ
４０ 横桟連結具
４５ 連結プレート
４５ａ 支持板
４５ｂ 連結板
４５ｃ ボルト挿通孔
４５ｄ ボルト挿通孔
５０ モジュール連結具

Claims (6)

1. 太陽電池モジュールを架台上に固定する固定構造であって、
   前記架台は、設置面に立設された支柱と、前記支柱にそれぞれ締結固定される第１支持部材及び第２支持部材と、を備え、
   前記第１支持部材及び前記第２支持部材は互いに交差する方向に配置され、
   前記第１支持部材は、基部と、前記基部の上辺から斜め上方に延びた上板とを備え、
   前記支柱に、前記第２支持部材が添設されて締結固定されるとともに、前記支柱に、前記第１支持部材の基部が添設されて締結固定され、
   前記第１支持部材の前記上板上に前記第２支持部材が添設され、
   前記第２支持部材に太陽電池モジュールが固定されていることを特徴とする太陽電池モジュールの固定構造。
2. 請求項１に記載の太陽電池モジュールの固定構造において、
   前記支柱は、支柱主板と、前記支柱主板の両側辺から同方向に延びた各支柱側板とを備え、
   前記第１支持部材の基部は、前記支柱主板に添設されて締結固定されていることを特徴とする太陽電池モジュールの固定構造。
3. 請求項１に記載の太陽電池モジュールの固定構造において、
   前記支柱は、支柱主板と、前記支柱主板の両側辺から同方向に延びた各支柱側板と、前記各支柱側板の先端側から両外側に延びた各支持板とを備え、
   前記第１支持部材の基部は、前記支持板に添設されて締結固定されていることを特徴とする太陽電池モジュールの固定構造。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールの固定構造において、
   前記第２支持部材は、主板と、前記主板の両側辺から同方向に延びた各側板とを備え、
   前記支柱は、支柱主板と、前記支柱主板の両側辺から同方向に延びた各支柱側板とを備え、
   前記支柱の上端部に前記第２支持部材が被せられ、前記支柱の各支柱側板に、前記第２支持部材の各側板が添設されて締結固定されていることを特徴とする太陽電池モジュールの固定構造。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールの固定構造において、
   前記第２支持部材は、主板と、前記主板の両側辺から同方向に延びた各側板と、前記各側板の先端側から両外側に延びた各縁板とを備え、
   前記縁板が前記第１支持部材の前記上板上に添設されていることを特徴とする太陽電池モジュールの固定構造。
6. 請求項１から５までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールの固定構造を用いて複数の太陽電池モジュールが固定されていることを特徴とする太陽光発電システム。

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