JP6895039B2 - 太陽光パネル付カーポート - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電機能を備えたカーポートに関する。

従来、太陽光発電は、主に建物の屋上や屋根に太陽光パネルを設置することでその普及が図られてきた。太陽光発電は、例えば、原子力発電などと比べてもその安全性は格段に高く、また、近年は太陽光パネル自体のコストも低下してきたことから、今後のエネルギー政策においては特に重要な役割を担うものである。

もっとも、太陽光発電は、その発電量が日照によって左右されるため、一定の電力量を確保するためには屋外に一定のスペースを確保する必要がある。

そこで、近年、カーポートの屋根部分に太陽光パネルを設けるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

このようなカーポートによれば、本来デッドスペースであった駐車場の上部空間を太陽光発電のために有効活用できるとともに、例えば、悪天候時の雨風や真夏の直射日光から車や駐車場利用者を守ることができる。

特開２０１４−２５２８８号公報 特開２０１６−１７３１５号公報

ところで、このようなカーポートでは、太陽光パネル面に強風を受けた場合、積雪により荷重が増加した場合、あるいは地震が発生した場合など種々の外的負荷がかかった場合であっても倒壊しない強度を確保することが必要である。例えば、一般的な木造建造物の屋根に５０ｃｍ以上の積雪があると１０００Ｐａ以上の荷重がかかることになる。

ここで、一定の強度を確保するため、例えば、カーポートの構成部材をより強度や耐久性の高い材料や部材を用いて構成することが考えられる。しかしながら、そのように構成すると製造コストが増大してしまうことから、このようなカーポートを導入することのメリットを十分に享受し得なくなるという問題がある。

また、一定の強度を確保するため、太陽光パネル面を支える支柱をより多くし、あるいはより太く構成することが考えられる。しかしながら、そのような支柱構成とすると駐車時の車の出し入れや回転がしづらくなってしまうことから、利用者の利便性が低下してしまうという問題がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、一定の強度を確保しながらも、コストを増大させず、利便性を低下させない太陽光パネル付カーポートを提供することを目的とする。

本発明に係る太陽光パネル付カーポートは、複数の縦レールと、駐車場後方に立設され、複数の前記縦レールのそれぞれを支持する一対の支柱と、複数の前記縦レール間に架設される保持部材と、前記保持部材により保持される複数の太陽光パネルと、を備え、前記一対の支柱のうち、一方の支柱は前記縦レール後方側面に結合され、他方の支柱は前記縦レール下部に結合され、それぞれの支柱を連結部材で連結し、前記縦レールは、上部部材と、前記上部部材よりも駐車場前方側の端部までの長さが短い下部部材と、を備え、前記上部部材と前記下部部材との間は、トラス構造に形成され、前記トラス構造において、駐車場後方側の接点間隔を、駐車場前方側の接点間隔よりも狭くし、前記上部部材において、前記下部部材と重畳しない位置に接点を設けたことを特徴とする。

本発明に係る太陽光パネル付カーポートによれば、縦レールと保持部材とで構成される太陽光パネル面を、駐車場後方に立設された一対の支柱で支持する。ここで、一対の支柱は、縦レール後方側面に結合される支柱と、縦レール下部に結合される支柱とで構成され、これらの支柱は連結部材で連結されている。

したがって、例えば、強風などによって上向きの外力がかかった場合、あるいは積雪などによって下向きの外力がかかった場合のいずれの場合にも、一方の支柱では圧縮力が吸収され、他方の支柱では引っ張り力が吸収され、しかも連結部材によってこれらの支柱の剛性が維持される。これにより、一定の強度を確保することができる。

また、上記の構成によって強度を確保しているので、コストの増大を抑制することができるとともに、特に、駐車場前方には支柱を設けないようにしているので、車の出し入れや回転時の障害物を少なくでき、利便性の低下を抑制することができる。

本発明によれば、一定の強度を確保しながらも、コストを増大させず、利便性を低下させない太陽光パネル付カーポートを提供することができる。

本発明の太陽光パネル付カーポートを示すアイソメ図である。 図１のレール２周辺の点線部分の拡大図である。 本発明の太陽光パネル付カーポートを示す俯瞰図である。 太陽光パネル付カーポートに下向きの外力が掛かった図である。 太陽光パネル付カーポートに上向きの外力が掛かった図である。 本発明の変形例を示す図である。 本発明の変形例を示す図である。 本発明の変形例を示す図である。

以下、本実施形態の太陽光パネル付カーポートについて、図１〜図３を用いて説明する。なお、本実施形態では、２台の車を横並びで収容し得る太陽光パネル付カーポートを例示しているが、収容可能台数は１台であってもよいし、３台以上であってもよい。

図１〜図３に示すように、本実施形態の太陽光パネル付カーポート１は、複数の縦レール２と、駐車場Ｐ後方に立設され、複数の縦レール２のそれぞれを支持する一対の支柱３，４と、複数の縦レール２間に架設される複数の横レール５と、横レール５により保持される複数の太陽光パネル６と、を備える。また、本実施形態の太陽光パネル付カーポート１は、一対の支柱３，４をＨ字状に連結する連結部材７を備える。

なお、本実施形態では、複数の太陽光パネル６は、複数の横レール５によって保持される構成としているが、例えば平板上の保持部材によって複数の太陽光パネル６が保持される構成とすることもできる。すなわち、本実施形態における保持部材は、複数の太陽光パネル６を保持可能とする限り、種々の部材を採用することができる。

縦レール２は、中空角型のアルミ材からなる上部部材２ａと、同じく中空角型のアルミ材からなる下部部材２ｂとを備える。また、下部部材２ｂは、上部部材２ａよりも駐車場Ｐ前方側の端部までの長さが短く構成される。なお、駐車場Ｐ後方側の端部では、後述の支柱３によって上部部材２ａと下部部材２ｃとが平行（あるいは一定角度）となるように結合される。また、下部部材の２ｂの上面と、上部部材２ａの下面であって下部部材２ａと重畳する位置には、それぞれ異なる位置かつ等間隔で複数の結合部（符号省略）が設けられ、この結合部に平板上のアルミ材である複数のサポート部材１２が斜めかつジグザグ状に取り付けられることで、上部部材２ａと下部部材２ｂとの間がトラス構造に形成される。

なお、本実施形態において「結合」あるいは「取り付け」とは、複数の部材のそれぞれに設けられた一又は複数のボルト孔にボルトを挿通し、このボルトをナットで固定することによってなされるが、これと同様に組み立てや解体を容易とする手法であればその他の種々の手法を採用することもできる。あるいは、強度を増加させるなど適宜必要な場合には溶接などの手法を採用してもよい。

支柱３，４は、中空角型のアルミ材からなり、一端部側が、コンクリートあるいはアスファルトで覆われた駐車場Ｐの地面に穿設された穿孔を介して地下約２ｍ程度打ち込まれることで駐車場Ｐ後方の所定位置に立設される。なお、支柱３，４は、それぞれ一部材として構成されてもよいし、打ち込み側と縦レール２との結合側とを別部材で構成し、これらがそれぞれの結合部分に設けられたフランジ部において結合されることで支柱となるように構成されてもよい。

また、支柱３は、駐車場Ｐ前方側の所定位置に設けられた断面が横向きコ字状に形成された結合部（符号省略）において、縦レール２後方側面（より具体的には、上部部材２ａ及び下部部材２ｂ）に結合される。また、支柱４は、打ち込み側と反対側の他端部において、縦レール２下部（より具体的には、下部部材２ｂ）に設けられた断面が下向きコ字状に形成された結合部４ａによって挟持されながら結合される。そして、縦レール２は、駐車場Ｐ前方から後方に向かって下り傾斜となるように支柱３，４によって支持される。

横レール５は、中空台形状のアルミ材からなり、所定の間隔ごとに縦レール２に架設され、所定位置にて太陽光パネルを固定可能に構成されることで、複数の太陽光パネル６を保持する。そして、少なくとも一部の横レール５は、複数の太陽光パネル６のそれぞれを、縦方向（すなわち、駐車場Ｐの前後方向の長辺側）にあっては隙間なく、横方向（すなわち、駐車場Ｐの左右方向の短辺側）にあっては横レール５に沿って隙間が空くように保持する。

また、少なくとも一部の横レール５には、横レール５に沿って流れる雨水を縦レール２に案内する案内部８が設けられる。案内部８は、横レール５の上部に設けられる樋部（符号省略）と、横レール５の端部側底面に設けられた開口１０と対向する位置に設けられる開口部（符号省略）とを有し、樋部に流れた雨水を開口部及び開口１０を介して後述の雨樋部９に案内する。なお、案内部８によって雨水を雨樋部９に案内する手法はこれに限られない。例えば、案内部８の開口部と開口１０との間を樋部として形成してもよい。また、案内部の開口部を漏斗状に形成してもよい。

また、縦レール２（より具体的には、上部部材２ａ）には、案内部８によって案内された雨水を駐車場Ｐ後方に排水する雨樋部９が設けられる。

ここで、図２を用いて、本実施形態における雨水の排水までの流れを説明する。まず、複数の太陽光パネル６に降った雨水は、傾斜に沿ってパネル面を流れ、太陽光パネル６間の隙間に流入する。次に、太陽光パネル６間の隙間に流入した雨水は、案内部８によって開口１０に案内され、開口１０を介して雨樋部９に流入する。そして、雨樋部９に流入した雨水は、傾斜に沿って駐車場Ｐ後方に流れていき、最終的には駐車場Ｐ後方において排水される。

次に、図３を用いて、本実施形態における支柱３，４と連結部材７との関係について説明する。本実施形態では、太陽光パネル６は、例えば、１枚あたり、縦１９５２ｍｍ程度、横９９２ｍｍ程度、重量２０ｋｇ程度のものが採用され、太陽光パネル面には、１５枚の太陽光パネル６が上述した態様で敷設される。したがって、太陽光パネル面は、縦５８５６ｍｍ程度、横４９６０ｍｍ程度、重量３００ｋｇ程度となる。

このような太陽光パネル面に、例えば、図３（ａ）に示すように、地面と水平に吹く強風の上向き成分の外力がかかった場合、支柱３は圧縮力を吸収し、支柱４は引っ張り力を吸収する。また、このとき、連結部材７は、支柱３側及び支柱４と連結することで交互に加わる力を補助的に緩和する。具体的には、支柱３と連結部材７の接合部１１ａ或いは支柱４と連結部材７との接合部１１ｂで起こる相対的な力による歪を抑制する。

また、例えば、図３（ｂ）に示すように、積雪などによって下向きの外力がかかった場合、支柱４は圧縮力を吸収し、支柱３は引っ張り力を吸収する。また、この場合も、連結部材７は、支柱３側及び支柱４と連結することで交互に加わる力を補助的に緩和する。具体的には、支柱３と連結部材７の接合部１１ａ或いは支柱４と連結部材７との接合部１１ｂで起こる相対的な力による歪を抑制する。

なお、このような観点からすると、支柱３の地上高は１７００〜２０００ｍｍ程度、支柱４の地上高は２１００〜２５００ｍｍ程度、支柱３から支柱４までの距離は５００〜１０００ｍｍ程度とすることが望ましく、また、支柱３と支柱４は、地上高は８００〜１３００ｍｍ程度の位置において連結部材７により連結されることは望ましい。もっとも、これらの数値はあくまでも例示であって、一定の強度が担保される限り任意の数値を採用することができる。

以上、説明したように、本実施形態の太陽光パネル付カーポート１は、複数の縦レール２と、駐車場Ｐ後方に立設され、複数の縦レール２のそれぞれを支持する一対の支柱３，４と、複数の縦レール２間に架設される保持部材である横レール５と、保持部材により保持される複数の太陽光パネル６と、を備え、一対の支柱３，４のうち、一方の支柱は縦レール２後方側面に結合され、他方の支柱は縦レール２下部に結合され、それぞれの支柱を連結部材７で連結したことを特徴とする。

本実施形態の太陽光パネル付カーポート１によれば、一定の強度を確保しながらも、コストを増大させず、利便性を低下させないことが可能となる。

また、特に、ショッピングモールやスーパーなどの商業施設、あるいはパチンコ店などの遊技施設は、大型の駐車場をもち、また、日中に多くの電気を使用する場合が多いことから、このような施設に導入されればより多くの利点を生じさせることができる。第一に、太陽光の一部が電気に変換されて、同時にカーポート下のアスファルト地面に直射日光が当たり難くなることで、結果的に駐車場全体の温度低下が起きやすい。これによりヒートアイランド現象を軽減出来る。少なくとも、日除けや暴風雨除けにもなるので、駐車場利用者には喜ばれる。第二に、過剰な設備投資をすることなく営業上のランニングコスト削減可能に加えてＣＯ２削減によるＣＳＲ戦略および世界的な再生可能エネルギー促進に沿った動きとなるので企業としても導入メリットは少なくない。第三に、これらの大型施設で使用する電気のほとんどが火力発電や原子力発電から生み出した電気であるが、これをもしもショッピングモール大型駐車場１つ分１ＭＷ分で太陽光発電に切り替えた場合、日中使用の電気が１／５から１／２がＣＯ２の発生しない再生可能エネルギーに切り替わる。これがもしも日本全国レベル或いは海外にも普及が進むなら地球温暖化の抑制にも大きく貢献する。

また、本実施形態の太陽光パネル付カーポート１は、連結部材７で、それぞれの支柱をＨ字状に連結することを特徴とする。

本実施形態の太陽光パネル付カーポート１によれば、支柱３と連結部材７の接合部１１ａ或いは支柱４と連結部材７との接合部１１ｂで起こる相対的な力による歪を抑制することができるため、コストを増大させることなく一対の支柱３，４の強度をより高めることが可能となる。

また、本実施形態の太陽光パネル付カーポート１は、縦レール２は、上部部材２ａと、上部部材よりも駐車場Ｐ前方側の端部までの長さが短い下部部材２ｂと、上部部材２ａと下部部材２ｂとの間は、トラス構造に形成される特徴とする。

本実施形態の太陽光パネル付カーポート１によれば、上部部材２ａと下部部材２ｂとの間においてその一部にトラス構造を形成し、先端は上部部材２ａのみの部分が存在することで重量バランスを維持することができるため、コストを増大させることなく縦レール２の強度をより高めることが可能となる。

また、本実施形態の太陽光パネル付カーポート１は、縦レール２は、駐車場Ｐ前方から後方に向かって下り傾斜となるように一対の支柱３，４によって支持され、保持部材は、複数の横レール５であり、複数の太陽光パネル６のそれぞれを、縦方向にあっては隙間なく、横方向にあっては横レール５に沿って隙間が空くように保持し、横レール５には、横レール５に沿って流れる雨水を縦レール２に案内する案内部８が設けられ、縦レール２には、案内部８によって案内された雨水を駐車場Ｐ後方に排水する雨樋部９が設けられることを特徴とする。

本実施形態の太陽光パネル付カーポート１によれば、太陽光パネル面に落ちた雨水が縦方向の隙間の無い溝を伝って落ちずに流れて横方向の隙間から落ちるという水の性質を利用して、複数の太陽光パネル下面に雨漏りを防ぐことを目的とした屋根や防水シートなどを設置することなく、簡易な構成で排水性能を高め、利便性をより高めることが可能となる。

以上、本発明について、本実施形態を用いて説明したが、本実施形態は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。またこのような変形を行ったものも発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、本実施形態では、駐車場Ｐの屋根部分が太陽光発電機能を備えるものとしているが、太陽光発電機能を備えず、通常の屋根として構成されたカーポートにも適用可能である。

また、例えば、本実施形態では、縦レール２を支持する支柱を２本の支柱３，４として構成しているが、豪雪地帯に設置するなど強度をより高めたい場合には、３本以上の支柱によって縦レール２を支持してもよい。この場合、支柱３に対する支柱４と同様に、支柱４に対してさらに駐車場Ｐ前方に支柱を立設し、この支柱と支柱４を連結部材によって連結すればよい。

また、例えば、本実施形態では、連結部材７が支柱３，４をＨ字状に連結するように構成しているが、図４に示すように、縦レール２と同様のトラス構造が形成される複数の連結部材１３によって支柱３，４を連結してもよい。

また、例えば、本実施形態では、縦レール２が上部部材２ａと下部部材２ｂの間でトラス構造に形成されるように構成しているが、図５に示すように、中空平板状の一体型の部材である縦レール２０で構成してもよい。

また、例えば、本実施形態では、下部部材の２ｂの上面と、上部部材２ａの下面であって下部部材２ａと重畳する位置において、それぞれ異なる位置かつ等間隔で複数の結合部（符号省略）が設けられ、これらの結合部に等しい長さのサポート部材１２が取り付けられることでトラス構造が形成されるものとしていたが、複数の結合部が設けられる間隔を異ならせるとともに、これに対応させるようにサポート部材１２の長さが設定されるようにしてもよい。すなわち、トラス構造における接点間隔を異ならせてもよい。

具体的には、図６に示すように、複数の結合部が設けられる間隔を駐車場Ｐ後方側から前方に向かって順次間隔が広くなるようにしていき、これにしたがってサポート部材の長さを設定する。例えば、駐車場Ｐ後方側（縦レール２の後端側）では、複数の結合部の間隔にしたがって短いサポート部材１２ａを取り付け、駐車場Ｐ前方側（縦レール２の先端側）では、複数の結合部の間隔にしたがって長いサポート部材１２ｂを取り付ける。すなわち、縦レール２のトラス構造において、後端側の接点間隔を、先端側の接点間隔よりも狭くする。また、この際、上部部材２ａの先端側の結合部は、必ずしも下部部材２ｂと重畳する位置にある必要はない。すなわち、上部部材２ａにおいて、下部部材２ｂと重畳しない位置に接点を設けてもよい。このようにすれば、縦レール２の先端側では、重量を抑えつつ低コストで強度を維持することができ、後端側では、その強度を向上させることができる。

１…太陽光パネル付カーポート ２…縦レール ２ａ…上部部材
２ｂ…下部部材 ３…支柱 ４…支柱 ４ａ…結合部 ５…横レール
６…太陽光パネル ７…連結部材 ８…案内部 ９…雨樋部
１０…開口 １１ａ，１１ｂ：接合部
１２，１２ａ，１２ｂ…サポート部材 １３…連結部材
２０…縦レール Ｐ…駐車場

Claims (1)

1. 複数の縦レールと、駐車場後方に立設され、複数の前記縦レールのそれぞれを支持する一対の支柱と、複数の前記縦レール間に架設される保持部材と、前記保持部材により保持される複数の太陽光パネルと、を備え、
   前記一対の支柱のうち、一方の支柱は前記縦レール後方側面に結合され、他方の支柱は前記縦レール下部に結合され、それぞれの支柱を連結部材で連結し、
   前記縦レールは、上部部材と、前記上部部材よりも駐車場前方側の端部までの長さが短い下部部材と、を備え、
   前記上部部材と前記下部部材との間は、トラス構造に形成され、
   前記トラス構造において、駐車場後方側の接点間隔を、駐車場前方側の接点間隔よりも狭くし、
   前記上部部材において、前記下部部材と重畳しない位置に接点を設けたことを特徴とする太陽光パネル付カーポート。

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