JP6839341B2 - ソーラパネル用のフロートを連結したフロート集合体 - Google Patents
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Description
これまでソーラパネルは、主に建築物の屋根や壁面、地面等に設置されてきたが、近年は、遊休化している池や湖等の水上への設置も行われるようになってきた。
なお、池や湖の底を這わせるように敷設するのは、海底ケーブルで行われているのと同様に、ケーブルの自重によってケーブルが永年劣化で破損することを避けるためである。
また、ケーブルが水中に敷設されているとケーブルの保守点検に手間がかかるという問題がある。
(1)本発明のフロート集合体は、ソーラパネル用のフロートを連結したフロート集合体であって、前記フロートを線状に連結した線状フロート部を有する桟橋と、前記フロートを連結して形成され、ソーラパネルを配置する集合フロート部と、を備え、前記桟橋は、基端部の前記フロートが、直接、前記集合フロート部の前記フロートに連結されている。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
また、ソーラパネル50等においても水面側となる側を下側と呼び、水面側と反対側となる側を上側と呼ぶ場合がある。
また、その通路は、ソーラパネル50からのケーブルを敷設するのにも利用されている。
このため、上述したようなソーラパネル50が設置されていない通路等として使用されているフロート10を利用してアンカーロープ等の係留部材が係留できるように、フロート10は、後述するように、アンカーロープ等の係留部材が係留できる構成も有している。
そして、更にフロート10としての一通りの説明が終わった後に、フロート集合体100(図14参照)の構成について、詳細に説明を行うこととする。
図1に示すように、フロート10は、ソーラパネル50の一対の長手側のうちの一端部51(一端部51側を一端側ともいう)を支持する支持部11と、ソーラパネル50のもう一方の長手側の他端部52(他端部52側を他端側ともいう)を受ける受け部12と、を備えている。
なお、支持部11の高さは、ソーラパネル50の発電効率を考慮してソーラパネル50が適切な傾斜状態に設置されるように設計される。
そして、ソーラパネル50は、この一端側の固定金具13と支持部11との間に挟まれて挟持されることで固定される。
ただし、フロート10に対する取り付けに際して、ソーラパネル50に台座53,54を設ける必要がない場合もある。
以下、図面を参照しながら、フロート10について詳細な説明を行う。
図3はフロート10の上側を見た図であり、図3(a)は斜視図であり、図3(b)は平面図であり、図4はフロート10の下側を見た図であり、図4(a)は斜視図であり、図4(b)は平面図である。
なお、図5では、支持部11に一端側の固定金具13を仮固定した状態も併せて示している。
図3(a)及び図4(a)に示すように、フロート10は、裏面壁17と表面壁16とを合わせて構成されたソーラパネル50を支持するための支持部11(ハッチング部分参照)が形成されている。
具体的には、この受けリブ22aの部分は、裏面壁17を表面壁16側に近づけて段差構造を設けるようにしており、ソーラパネル50のフロート10への設置に際して、ソーラパネル50の一端部51側が受けられるようになっており、ソーラパネル50の一端部51側が支持部11を超えて一端側にずれることがないようになっている。
図6では支持部11が見えていないが、支持部11が位置するところに矢印で支持部11の符号を示し、図1に示す支持部11に沿った方向(図1のZ軸参照)と、同じ方向をZ軸として示している。
そして、図6に示すように、この環状フロート部30内には、開口部26を挟んで支持部11と反対側の位置に周壁を有する凹部40が設けられている。
具体的には、凹部40は、裏面壁17を表面壁16側に向かって凹ますように成形することで形成されている。
なお、図7においても、図6と同様に、図1に示す支持部11に沿った方向(図1のZ軸参照)と、同じ方向をZ軸として示している。
このような凹部40を設けるようにすると、この凹部40の周壁が剛性を強化するリブとしての役割を果たし、フロート10に撓みが発生し難くなる。
しかしながら、本実施形態では、上述のように、凹部40を設けているため、環状フロート部30内に収容される気体(空気等)の総量が減少しているため、気体(空気等)の膨張収縮力が小さいものになっており、昼夜の温度差に起因するフロート10の撓み(変形)の発生も抑制できるようになっている。
また、図6を見るとわかるとおり、円錐台形状の凹み41,42,43の部分の底辺(開口側)の直径は、溝状の凹み44,45の幅よりも大きくされており、緩やかに傾斜して薄肉にならないようにしている。
なお、上記角度は一例であって、θ1は110±15度の範囲内に設定されるのが好適であり、θ2は145±15の範囲内に設定されるのが好適である。
しかしながら、凹部40自体は水面側に開口していることで水面が蓋となり、空気等の気体が閉じ込められているので、強い風等でフロート10が揺れたりしたタイミングで、その凹部40内の気体の一部が逃げることがあり得る。
このような溝部35を設けるようにして、表面壁16が凹凸構造を有するものとすると、この凹凸構造が剛性を高める補強リブとしての役割を果たし、撓み(変形)の発生を抑制することができる。
上記で図1を参照しながら説明したように、ソーラパネル50は、ソーラパネル50の一端部51側が、一端側の固定金具13によって支持部11に対して固定されるようにしてフロート10に固定される。
また、その固定作業も、一端側の固定金具13が支持部11に対して仮止めされた状態で行えるため、作業性がよい。
上記で図2を参照しながら説明したように、ソーラパネル50は、ソーラパネル50の他端部52側(他端側)が、他端側の固定金具14によってフロート10に固定される。
図8は、図3及び図4において、矢印Cで指し示す1つの取付部19の周辺を拡大した図であり、図8(a)は表面壁16側を見た拡大斜視図であり、図8(b)は裏面壁17側を見た拡大平面図である。
なお、図9において、上側が表面壁16側であり、下側が裏面壁17側であり、左側がフロート10の中央側であり、右側がフロート10の端側である。
また、下側金具14aと上側金具14bをフロート10に固定するときにもネジ19acを取り付けるだけでよい。
なお、他の図においては、この段差部の図示を省略している場合がある。
この凹部19fは、第1凹部19cよりも少し浅めに、裏面壁17を表面壁16側に凹ますようにして形成されており、フロート10を運搬するとき等に作業者がフロート10を把持するときの取っ手として利用することができる。
このため、作業者はフロート10を安定して把持することができるので、フロート10を水面上に運ぶ等の運搬作業が行いやすくなっている。
このような一体化を実現するための製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ブロー成型を行う金型の形状によって実現することができる。
具体的には、受け部12は、図3に示すように、傾斜部18の他端側の端部から表面壁16が裏面壁17から離れる方向に立ち上がるように形成されている。
つまり、受け部12は立壁部として形成されており、図9に示すように、第1凹部19cの周壁部19bは、その受け部12としての立壁部側に位置する部分が立壁部と一体化している。
したがって、本実施形態によれば、安定したソーラパネル50の固定状態を保つことができる。
さらに、フロート10は、図10に示すように、フロート10の第2端部10b側の一部と第1端部10a側の一部を重ねるようにしたときに、フロート10の第1端部10a側にも、第2端部10b側のボルト孔62aに対応したボルト孔62b(図1参照)が設けられている。
そして、図10に示すように、通路ジョイント60は、そのボルト孔62a及びボルト孔62bに対応したボルト孔63を備えている。
また、一対設けられた他方の通路ジョイント60(60B参照)の他端60bは上述した一方と他方のフロート10に連結されるが、他方の通路ジョイント60(60B参照)の一端60aは別のフロート10の一方と他方のフロート10の連結部分に連結される。
このようにして、通路ジョイント60を介して次々にフロート10が連結され、後述する集合フロート部120(図14参照)が構成されるようになっている。
上記では、ソーラパネル50に設けられた台座54(図2参照)に対して他端側の固定金具14の下側金具14a(図2参照)をネジ固定する態様について示した。
しかしながら、下側金具14aを台座54にネジ固定する作業が必要であり、水面上に置かれたフロート10上での作業となる場合、ソーラパネル50の下側に位置する台座54の面に対して下側金具14aをネジ固定する作業は作業性がよくないという問題がある。
そこで、以下で説明するようにすることで、より作業性を向上させることが可能である。
より具体的には、他端側の固定金具14が取り付けられる取付部19の鬼目ナット19abを収容する一対のナット収容部19a(図3(b)参照)の一方のナット収容部19aを横断するように切断したときの取付部19周辺の一部断面図であり、ソーラパネル50が他端側の固定金具14によってフロート10に固定されている状態を示した図になっている。
したがって、下側金具14aは、ソーラパネル50に設けられるフック部14aaが係合できる係合部55bに、フック部14aaが係合することでソーラパネル50に係合されるようになっている。
このように下側金具14aがソーラパネル50に係合していると、風等の影響でソーラパネル50が上側に動こうとしても、下側金具14aが外れることがないようにできる。
なお、本変形例では、フック部14aaに対応するソーラパネル50側の構造(係合部55b)をソーラパネル50に設けられるフレーム55に持たせるようにしているが、上述した台座54に、このような構造(係合部55b)を形成するようにしてもよい。
例えば、上記では、凹部40が、支持部11に沿った方向の両端及び中央に表面壁16側に先細りする円錐台形状の凹み41,42,43と、支持部11に沿った方向に円錐台形状の凹み41,42,43を繋ぐ表面壁16側に向かって幅が狭くなる溝状の凹み44,45と、を備えたものとした場合を示したが、これは、好適な凹部40の一例であって、これに限定されるものではなく、例えば、凹部40の一部の形状を変更するようにしてもよい。
さらに、加えて、上記では、凹部40を形成する裏面壁17の凹部40の底面の一部が表面壁16に一体化されていたが、全部が一体化されているものであってもよい。
次に、ソーラパネル50を設置せず、通路等の一部として使用され、アンカーロープ等の係留部材に係留されるときのための構成について説明する。
具体的には、上記でも説明したとおり、開口部26は、開口部26に対応する表面壁16と裏面壁17とを合わせて構成され、開口部26の一端側の内壁面に繋がる辺24をヒンジとして開口部26を開口させるように表面壁16側にソーラパネル50の一端部51側(一端側)を支持する支持部11が立ち上げられることで形成されている。
このような重心位置にアンカーロープ等の係留部材を固定するようにすれば、強い風等によって、フロート10が移動しようとしたときに、係留部材の引っ張るような引き留め力は、フロート10が傾いたりすることがない姿勢安定性が高い重心位置に加わることになるため、フロート10の姿勢が悪くなることが回避できる。
なお、このような水中への落下を考慮してフロート10の周囲の縁部近くに船等で近づいて作業することもできるが、この場合であっても船からの作業となるため、決して作業性はよくない。
図5に示すように、係留部70は、開口部26の近傍(他端側近傍)、より具体的には開口部26を挟んで立ち上げられた支持部11と対向する開口部26の縁部26aに隣接して設けられている。
つまり、係留部70は、表面壁16と裏面壁17とを合わせ剛性を高めるように構成されている。
このため、本実施形態では、図12(b)に示すように、係留部70の表面壁16側に厚みのある第1固定板82を設け、アイボルト80の本体部80bが第1固定板82を貫通するように配置した後、第1固定板82を貫通したアイボルト80の本体部80bの先端にナット81を螺合させることで、第1固定板82を係留部70の表面壁16上に固定し、その引っ張る力が第1固定板82を介して係留部70全体に分散されるようにしている。
ただし、第1固定板82は必要に応じて設ければよく、必ずしも設けなければならないものではない。
このように、アンカーロープ等の係留部材をフロートの連結構造を利用して行っている場合、その連結構造が使用されている部分には、アンカーロープ等の係留部材を係留することができない。
したがって、集合フロート部120(図14参照)の高い係留安定性を得ることができる。
このため、アンカー(錨)の重量を減らしておくことで、ソーラパネル50の使用が終了して、集合フロート部等を撤去しなければいけない場合に、アンカー(錨)の引き上げ作業等が容易に行えるようになる。
なお、以下で説明するように、簡単に開口部26を開け閉めできる構成にしておくと、平常時は開口部26を閉じて通路としての利便性を高めつつ、アンカーロープ等の係留部材を点検するときには、簡単に開口部26を開口させることができるため、点検作業が簡単に行えるという利点もある。
具体的には、図10のE−E線に沿ったE−E線断面図であり、図10では、一端側の固定金具13が支持部11に取り付けられていない図になっているが、図13では、支持部11に一端側の固定金具13を取り付けた状態を示している。
このため、この支持部11で開口部26を閉じるようにしても、支持部11を裏面壁17側に押す力がかかると、簡単に、支持部11は、裏面壁17側に移動してしまう。
次に、上記で説明したフロート10及び通路ジョイント60を用いて形成されるフロート集合体100について説明する。
図14は、本実施形態のフロート10を連結したフロート集合体100を示す図である。
したがって、桟橋110や連結フロート部130用に別の構造のフロートを作成する必要はないため、桟橋110や連結フロート部130を構成するためのフロートの製造コストを抑えることができる。
また、ソーラパネル50を配置する集合フロート部120と異なり、桟橋110や連結フロート部130には、ソーラパネル50が配置されないため、支持部11のヒンジとなる辺24(図3及び図4参照)を残して残る3辺21,22,23を切断する作業は不要であり、そのような切断作業を行わなければ、支持部11が裏面壁17側に落ち込むのを防止するために、図13を参照して説明したような、固定金具13の取り付け等も不要であり、支持部11が傾斜することがないため歩行しやすくできるとともに、切断や固定金具13の取り付けといった手間を省くことができる。
集合フロート部120は、フロート集合体100におけるソーラパネル50を設置する部分であるが、図14に示すように、一部のフロート10には、ソーラパネル50を設置しないようにして、例えば、集合フロート部120の周囲や中央を横断するように通路が形成されている。
一方、そのようなケーブルを陸上に向けて敷設できるようにするために、本実施形態のフロート集合体100では、フロート10を線状に連結した線状フロート部を有する桟橋110を設けるようにしている。
この場合には、連結フロート部130は、幅方向のフロート10の数が桟橋110側から集合フロート部120側に向かって増加するように各段を構成するのが応力分散の観点から好ましい。
しかも、水中に敷設するのと異なり、水底までケーブルを垂らす必要もないので必要なケーブルの長さを短くすることもできる。
図15に示すフロート集合体100では、連結フロート部130を省略し、桟橋110が、集合フロート部120側となる基端部のフロート10で、直接、集合フロート部120のフロート10に連結されているようにしている。
一方、図16に示す点線145のように、ケーブルCA(図17参照)を敷設したい場合等もあるが、この場合、如何にして、ソーラパネル50の他端部52(図1及び図2参照)側を通過させるのかが課題となる。
図17は、図16に示す点線145のようにケーブルCA(図17参照)を敷設するときのケーブルCA(図17参照)の敷設形態に合わせた構成を有するフロート10の変形例を説明するための図である。
なお、図17では、左側のフロート10上には、ソーラパネル50を設置する前の状態を示しているが、ソーラパネル50が設置されると、二点鎖線で示すようになる。
また、確実にフロート10上を通ることになるため、ケーブルCAが水中に落下するようなことも回避できる。
例えば、集合フロート部120には、ソーラパネル50以外のもの、例えば、ソーラパネル50からのケーブルCAが接続されるパワーコンディショナーのような機器類を併せて設置するようにしてもよく、このパワーコンディショナーから陸上へのケーブルが敷設されるようになっていてもよい。
このようにしておけば、集合フロート部120が動こうとしたときに、同じように動こうとすることができるため、桟橋110の損傷を抑制することができる。
したがって、上述のように、桟橋100のフロート10にアンカーロープ等の係留部材を係留させる場合には、桟橋110に用いられるフロート10のうち、アンカーロープ等の係留部材を係留させるフロート10についてだけ、3辺21,22,23を切断する工程を行うようにすればよい。
したがって、このアンカーロープ等の係留部材を係留させる桟橋100のフロート10についても、平常時には、図13を参照して説明したように、支持部11に固定金具13を設け、支持部11が裏面壁17側に脱落しないようにして、開口部26を閉じるようにすればよい。
10a 第1端部
10b 第2端部
11 支持部
11a 面
12 受け部
13 一端側の固定金具
13a 狭持部
13b 固定部
13c ネジ
14 他端側の固定金具
14a 下側金具
14aa フック部
14b 上側金具
15 側壁部
16 表面壁
17 裏面壁
18 傾斜部
19 取付部
19a ナット収容部
19aa 底部
19ab 鬼目ナット
19ac ネジ
19b 周壁部
19c 第1凹部
19d 底部
19e 第2凹部
19ea 底部
19f 凹部
21,22,23,24 辺
22a 受けリブ
25 内壁面
26 開口部
26a 縁部
30 環状フロート部
35 溝部
40 凹部
41,42,43 円錐台形状の凹み
44,45 溝状の凹み
50 ソーラパネル
50a ガラス部分
50b 外周
51 一端部
52 他端部
53 台座
54 台座
55 フレーム
55a パネル受け部
55b 係合部
60 通路ジョイント
60a 一端
60b 他端
61 係合突起部
62 連結ボルト
62a ボルト孔
62b ボルト孔
63 ボルト孔
70 係留部
71 第1貫通孔
71a テーパ部
72 第2貫通孔
80 アイボルト
80a リング
80b 本体部
81 ナット
82 第1固定板
82a 貫通孔
83 第1ボルト
84 第1ナット
85 第2固定板
90 ストッパ部
91 指挿入凹部
100 フロート集合体
110 桟橋
120 集合フロート部
121 辺
130 連結フロート部
CA ケーブル
F 領域
PL パーティングライン
Claims (4)
- ソーラパネル用のフロートを連結したフロート集合体であって、
前記フロートを線状に連結した線状フロート部を有する桟橋と、
前記フロートを連結して形成され、ソーラパネルを配置する集合フロート部と、
を備え、
前記桟橋を構成する前記フロートは、前記集合フロート部を構成する前記フロートと同じ構造であり、
前記フロートには、前記ソーラパネルを前記フロートに取り付けるための構造が形成されており、
前記桟橋は、基端部の前記フロートが、直接、前記集合フロート部の前記フロートに連結されていることを特徴とするフロート集合体。 - 請求項1に記載のフロート集合体であって、
前記桟橋及び前記集合フロート部において、連結した前記フロート同士は、各前記フロートの一部が重なるように連結されている、フロート集合体。 - 前記桟橋は、並置された複数の前記線状フロート部を有し、
隣接する前記線状フロート部が通路ジョイントで連結されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフロート集合体。 - 前記桟橋は、3つ以上の前記線状フロート部を有していることを特徴とする請求項3に記載のフロート集合体。
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