JPWO2015166855A1 - 太陽光発電プラント施工法 - Google Patents

Abstract

【課題】短期間の工期で、作業の安全性を確保でき、かつ低コストで設置を可能とした太陽光発電プラント施工法を提供する。【解決手段】アッセンブル工場に搬入した（Ｓ−１）ソーラーモジュールを支持フレームに配列固定して平板状のソーラーストリングとするストリング化工程と（Ｓ−２）、ソーラーストリングをストリング専用コンテナに積層し、これをコンテナトラックに積載して発電サイトに搬送する搬送工程（Ｓ−３）と、発電サイトに搬入したストリング専用コンテナをサイト構築専用重機に移載し、当該発電サイトに設けたソーラーアレイ載置用の架台配列群の所定の位置に駐機したサイト構築専用重機に具備するストリング専用クレーンと架台との間の距離と方向を測定し、サイト構築専用重機の前記ストリング専用クレーンでソーラーストリングを吊り上げて架台位置測定工程で測定されたそれぞれの架台位置に順次分配し、ソーラーアレイを形成して固定するソーラーストリング設置工程（Ｓ−４）を順次実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、多数の太陽光発電モジュールを直列に並べ一体化部品として組み立てたソーラーストリングを発電プラントのサイトに搬送し、サイトのフィ−ルドに配列された架台に載置してアレイ状に設置するための太陽光発電プラント施工法に関する。

エネルギー資源の多様化に伴い、太陽光を利用する太陽光発電が普及している。当初から、一般住宅の屋根に設置する程度の小規模発電が注目されているが、近年のエネルギー源不足やＣＯ_２の排出抑制を背景として、１０００ＫＷを超える大規模な太陽光発電プラント（所謂、メガソーラー）の建設が盛んになっている。以下では、太陽光発電プラントの設置場所を「発電サイト」、発電サイトの立地を「フィ−ルド」、太陽発電パネル単体を「ソーラーモジュール」、複数モジュールを数枚乃至十数枚を直列に一体化して長尺のパネル状としたものを「ソーラーストリング」、多数の「ソーラーストリング」の並列配列を「ソーラーアレイ」とも称する。

この種の太陽光発電プラントの建設は、複数枚のソーラーモジュールを平行ビームや枠状体のモジュール支持フレームで一体化してソーラーストリングとし、これを発電サイトに設けた架台にアレイ状に配列していた。このソーラーストリングの組立と設置作業は発電サイトで行なうのが一般的である（例えば、特許文献１）。また、工場でソーラーストリングの組立てを行い、これをコンテナに収容して発電サイトに輸送する方法をとる方法も知られている（特許文献２）。

特開平１１−８１６８０号公報 特開２０１４―３１１９８号公報

メガソーラーでは、多数のソーラーストリングを発電サイトでアレイ状に配列して設置するが、このような発電サイトには数万枚乃至数十万枚のソーラーモジュールが設置される。一般住宅の屋根が発電サイトである場合は、特許文献１に記載されたような当該発電サイトでのソーラーモジュールの組立と配置をする方法が適していると考えられる。しかしながら、特に、大量のソーラーモジュールを設置するメガソーラーでは、発電サイトでのソーラーモジュールの組立作業（アッセンブル）、ソーラーモジュール間配線作業、ソーラーモジュールを組み立てたソーラーストリングの所定配列と固定の設置作業を全て発電サイトで行なうことは、それらの作業時間、作業員の安全性、天候などに影響される工期の不安定性、コスト等の各観点からも効率的とはいえない。

また、一般的には工場でソーラーストリングを組み立てることはなく、モジュール工場から出火されたソーラーモジュールを発電サイトで１枚づつ設置していくため作業効率はよくない。すなわち、ソーラーモジュールをコンテナ等に収容して発電サイトに運んでそのフィ−ルドに設けた架台に取り付ける方法では、発電サイトに届いたコンテナからのソーラーストリングを搬出し、架台までの移動、取り付け作業、ケーブリング作業を全て人力で行なうことになる。そのため、多数の作業員と長期間の工期を要し、作業員の安全性の確保も大きな課題となる。結果として、太陽光発電プラント（ソーラー発電施設）の建設に多額の費用がかかることになる。

本発明の目的は、短期間の工期で、作業の安全性を確保でき、かつ低コストで設置を可能とした太陽光発電プラント施工法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、複数のソーラーモジュールを支持フレームに固定して一体部品（ユニット）としたソーラーストリングに組み立てると共に、ソーラーストリング内でのソーラーモジュール間配線などの作業を工場（プレアセンブルライン）で行なう。このプレアセンブルラインは組み立て方式で、コンテナ等で輸送可能なため、その設置場所は任意である。例えば、国内製造元からあるいは海外から輸入されたソーラーモジュールの集積場所に設けるのが望ましい。組み立てられたソーラーストリングはソーラーストリング専用コンテナで発電サイトに輸送する。発電サイトでは、ソーラーストリング専用コンテナを発電サイト構築専用重機に移載する。発電サイト構築専用重機には、コンテナ移載装置と、ソーラーストリング専用コンテナからソーラーストリングを取り出して所定の架台に配置する専用クレーンと、架台の位置を測定するレーザ測距手段を備える。

そして、発電サイト構築専用重機を発電サイトの立地（フィ−ルド）の所定位置に移動し、フィ−ルド上のソーラーストリングを配置すべき架台の位置を、レーザ測距手段を用いて測定して配置位置情報を取得した後、取得した配置位置情報にしたがって前記サイト構築専用重機を用いて架台への据付を行なう。一連の流れ作業で太陽光発電プラントを施工する。本発明の代表的構成を列挙すると次のとおりである。

（１）多数のソーラーストリングをアレイ状に配置して大規模な発電プラントとする太陽光発電プラント施工法であって、
ソーラーモジュールを発電サイトとは異なる場所に設けたプレアセンブル工場に搬入し、荷解きしたソーラーモジュールの所定数を支持フレームに配列してソーラーストリングとして固定すると共に、前記ソーラーストリング内で前記ソーラーモジュール間を電気ケーブルで接続するストリング内ケーブリング作業を施して平板状のソーラーストリングとするストリング化工程と、
前記ソーラーストリングの複数をストリング専用コンテナに積層して収容し、これをコンテナトラックに積載して前記発電サイトに搬送するストリング専用コンテナ搬送工程と、
前記発電サイトに搬入した前記ストリング専用コンテナをサイト構築専用重機に移載し、当該発電サイトのフィ−ルドに設けたソーラーアレイ載置用の架台配列群の所定の位置に前記サイト構築専用重機を駐機するストリング専用コンテナ配置工程と、
前記架台配列群の所定の位置に駐機した前記サイト構築専用重機に具備するストリング専用クレーンと前記架台との間の距離と方向（水平角）を測定する架台位置測定工程と、
前記サイト構築専用重機の前記ストリング専用クレーンを稼働させて、前記ストリング専用コンテナに積層して収容されているソーラーストリングを当該ストリング専用コンテナの上部から吊り上げて、前記架台位置測定工程で測定されたそれぞれの架台位置に順次分配してソーラーアレイを形成して固定すると共に、ソーラーアレイ内ストリング間配線接続を施すソーラーアレイ内ケーブリングとサイト内配線接続を施すサイト内ケーブリングを施すソーラーストリング設置工程と、を順次実行することを特徴とする。

（２）上記（１）における前記ストリング専用コンテナに、その内部に積載された前記ソーラーストリングの最上層の一枚を前記ストリング専用重機に具備した前記ストリング専用クレーンによって吊り上げられる毎に、次のソーラーストリングを順次最上層に移動させるストリング上昇機構を備えたことを特徴とする。

（３）上記（１）における前記サイト構築専用重機の前記ストリング専用クレーンにクレーンコントロール手段と、クレーンアーム移動制御手段と、前記クレーンアーム移動制御手段に前記架台位置測定工程で得られた前記アームの移動情報を与えるアーム移動情報処理手段を備え、
前記サイト構築専用重機の駐機位置を中心とした前記アームによる前記ソーラーストリングの配置作業がカバーする前記架台の範囲は有限であることを特徴とする。

（４）上記（１）における前記サイト構築専用重機に、配置すべきソーラーストリングの地上高さを見通す所定の高さで設けられ、前記太陽光発電サイト構築専用重機の駐機位置を中心とした前記ストリング専用クレーンのアームによる前記ソーラーストリングの配置作業がカバーする前記架台の距離と方向を測定するためのレーザ測距手段を備え、
前記アーム移動情報処理手段は、前記レーザ測距手段により測定された前記架台の位置情報を格納する記憶手段に格納された架台位置情報からの架台位置情報を用いて前記ストリング専用クレーンの移動を制御され、前記記憶手段に記憶された前記架台の位置情報を用いて前記ストリング専用アームにより前記ストリング専用コンテナから吊り出したソーラーストリングを前記架台に移載することを特徴とする。

（５）上記（３）における前記レーザ測距手段による前記架台の距離と方向の位置情報は、前記レーザ測距手段の地上高さに対応させて前記ソーラーストリングが載置される架台の中心近傍に所定高さで順次に配立した参照ポールにレーザ光を照射し、その反射光を基に算出すること特徴とする。

（６）上記（３）における前記レーザ測距手段は、前記サイト構築専用重機の左右のそれぞれの側に設けられ、該左右それぞれの側における前記ストリング専用クレーンの作業限界内での前記架台の距離と方向の位置情報を測定することを特徴とする。

（７）上記（１）乃至（５）における前記サイト構築専用重機は、前記有限な範囲の架台への前記ソーラーストリングの設置完了後に、前記範囲の外側の接続領域に順次移動して駐機し、前記架台位置測定工程とソーラーストリング設置工程を実行することを特徴とする。

（８）前記ソーラーストリングは、１０乃至１１枚のソーラーモジュールで構成したことを特徴とする。

本発明は、上記の構成、後述する発明の詳細な説明に記載された技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

複数のソーラーストリングを支持フレームに固定し、ソーラーセル間配線などの付帯工事を施し、出荷検査まで行うソーラーストリング組立作業を集中して実行する専用工場を発電サイトとは異なる場所に設置したことで、発電サイトごとに要求されるソーラーモジュールの選択、ソーラーストリングのサイズと数量に対して柔軟な対応が可能となる。ソーラーストリング内のケーブリングは、各ソーラーモジュールの回路端子をワンタッチコネクタ方式とすることで、短時間でのケーブリングが可能となる。ソーラー発電サイトでのソーラーストリング間ケーブリングも同様の方式とする。

発電サイトでのストリングの設置（架台への据え付け）に用いる専用の重機（発電サイト構築専用重機）には、伸縮アームを有するストリング専用クレーンと架台との距離と方向を測定するレーザ測距手段が設けられている。発電サイト構築専用重機を発電サイトの初期位置に駐機する。レーザ測距手段はストリング専用クレーンのアームのサービス可能範囲にある架台との間の距離と方向（ストリング専用クレーンからの水平方向角度）を架台の位置情報としてシステムの記憶手段に格納する。発電サイト構築専用重機に設けたストリング専用クレーンはストリング専用コンテナに収納されているソーラーモストリングを真空吸着装置（バキュームグラッパー）で吊り上げ、記憶手段に格納されている架台の位置情報にしたがって順次に架台の上に配置する。

レーザ測距手段による測定を発電サイト構築専用重機の両側で行うようにすることで、発電サイト構築専用重機の両側に設けた架台にソーラーストリングを配置することができる。架台の位置測定の基準は、発電サイト構築専用重機の駐機位置におけるレーザヘッドの初期の向きの状態（デフォルト位置）とすることができる。

上記初期位置でのストリング専用クレーンのストリング専用アームがサービスできる範囲（アームの最大旋回範囲）にある架台へのソーラーストリングの配置と固定を行った後、発電サイト構築専用重機を発電サイトの次の作業位置に移動して駐機する。次の作業位置は初期位置でのストリング専用クレーンのアームサービス範囲に隣接する位置とする。
次の作業位置において上記した初期位置での作業と同じ架台位置測定とソーラーストリングの配置の手順を繰り返す。この作業を発電サイトの全架台について実行し、フィ−ルドにおけるソーラーストリングの全数を設置する。

作業時間についての現場シミュレーションによれば、例えば、横寸法と縦のサイズがそれぞれ約１ｍ×２ｍのソーラーモジュールを１１枚用いて約２ｍ×１１ｍのソーラーストリングとした場合の上記発電サイトで作業する人的資源としては、専用のクレーンオペレータ１人（重機のドライバーを兼任）、架台への固定作業に４人配置した場合、一枚のソーラーストリングを架台に固定する時間は約２．５分となる。

したがって、メガソーラーの構築では、発電サイト構築専用重機のクレーンを構成するアームのサービス範囲に含まれるソーラーストリングの数と発電サイト構築専用重機の移動および架台との距離測定に要する時間を含めても、大幅な作業時間の短縮が可能となる。その結果として、メガソーラーの建設コストを大きく低減することができる。

本発明に係る太陽光発電プラント施工法の作業手順の概要を説明する流れ図である。 本発明に係る太陽光発電プラント施工に用いるソーラーストリング化工程の説明図である。 本発明に係る太陽光発電プラント施工に用いる組み立てたソーラーストリングの構造例の説明図である。 本発明に係るプレアセブル工場において組み立てた多数のソーラーストリングを専用コンテナに収納する態様の説明図である。 本発明に係る太陽光発電プラント施工に用いるコンテナトラックの説明図である。 本発明に係る太陽光発電プラント施工に用いる発電サイトに待機する発電サイト構築専用重機の説明図である。 本発明に係る発電サイト構築専用重機を図６の矢印Ａ方向から見た専用コンテナの正面の概略図である。 本発明に係る発電サイト構築専用重機を図６の矢印Ｂ方向から見た専用コンテナの後面の概略図である。 発電サイト構築専用重機に設置したレーザ測距手段を用いた架台位置の測定方法の説明図である。 参照ポールを用いた架台位置の測定方法の一例を説明する模式図である。 本発明の発電サイト構築専用重機における架台位置測定とソーラーストリングの設置制御システムの一例を説明する機能ブロック図である。 ソーラーストリング専用コンテナからソーラーストリングを吊り上げて架台に配置する手順の説明図である。 図１２の手順に続くソーラーストリング配置手順の説明図である。 発電サイト構築専用重機の一側面（右側）に設置された架台の３列目にソーラーストリングを配置している状態の説明図である。 架台にソーラーストリングを設置した発電サイトのフィ−ルドの一部を横から見た模式図である。 図１５に示した発電サイトのフィ−ルドの一部を上から見た模式図である。

以下、本発明を実施するための形態を、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係る太陽光発電プラント施工法の作業手順の概要を説明する流れ図である。図２は、本発明に係る太陽光発電プラント施工に用いるソーラーストリング化工程の説明図、また図３は、本発明に係る太陽光発電プラント施工に用いる組み立てたソーラーストリングの構造例の説明図である。そして、図４は、プレアセブル工場において組み立てた多数のソーラーストリングを専用コンテナに収納する態様の説明図、図５は、コンテナトラックの説明図、図６は発電サイトに待機する発電サイト構築専用重機の説明図、図７は、図６の矢印Ａ方向から見た発電サイト構築専用重機と専用コンテナの正面の概略図、図８は、図６の矢印Ｂ方向から見た発電サイト構築専用重機と専用コンテナの後面の概略図である。

図１に示した作業手順の流れを、図２乃至図８を参照して説明する。本発明の作業手順は、ソーラーストリングを組み立てるプレアセンブル工場での作業と、プレアセンブル工場から輸送したソーラーストリングを架台に配置して設置する発電サイトでの作業とからなる。プレアセンブル工場は特定のソーラー発電プラントの設置場所（ソーラー発電サイト、単に発電サイトとも称する）のフィ−ルドとは無関係の場所に設置されるもので、ソーラーモジュールを組み立ててストリングとし、発電サイトではそのフィールドにおける配置を簡単化するものである。発電サイトには、国内あるいは国外からソーラーモジュールが陸路あるいは海路を通って集荷され、荷揚げされて荷解きされ、組み立てラインに搬入される（ステップＳ−１、以下単にＳ−１のように表記する）。

搬入されたソーラーモジュール１１０はストリング化工程に渡される（Ｓ−２）。ストリング化作業では、図２乃至図３に示したように、先ず複数本の支持フレーム（本実施例では、並行な２本のクロスビーム）１２０（１２０ａ，１２０ｂ）に配列され、ボルト等で固定される（Ｓ−２１）。この固定では、図２に示したように、ソーラーモジュール１１０を、所定枚数（ここでは、１１枚）を上記一対の支持フレーム１２０（１２０ａ，１２０ｂ）の長手方向に整列させてボルトナット１１１（ボルト１１１ａとナット１１１ｂ）で固定され、ソーラーストリング１００に組み立てる。なお、この固定手段は単純なボルトナットを用いた固定に限らず、補助的な固定金具を介在させてもよい。図２、図３は、ボルトナットのみを用いた固定を示す。

図３の（ａ）に示されたように、支持フレーム１２０（１２０ａ，１２０ｂ）はチタンを好適とする断面がコ字状の長尺フレームであるが、防錆処理した鉄材、ステンレス材、アルミニウムなどの適宜の金属材、あるいは強化樹脂材を用いることもできる。また、支持フレームは上記のコ字断面にかぎるものではなく、Ｈ字断面、Ｌ字断面、円形あるいは楕円形断面、その他の撓みに強い構造、耐候性の材料を採用できる。

複数のソーラーモジュール１１０を支持フレーム１２０に固定した後、各ソーラーモジュール間の電気配線を接続するストリング内ケーブリングを行う（Ｓ−２２）。各セルの出力配線には、図示しないが、ワンタッチ接続可能なコンセントとプラグが設けてあり隣接するソーラーモジュール１１０間のケーブリング作業を単純化している。接続部には、予め防水手段を施しておくのが好ましい。このようにして組み立てしたソーラーストリング１００は、図４に示したストリング専用コンテナ４に積み込み収容する。この積み込みには、プレアセンブル工場に固定設置した場内クレーン５を用いるが、移動式クレーン等、他の荷役施設を用いてもよい。

場内クレーン５は、基台５ａに植立した支柱５ｂに、第１アーム５ｃと第２アーム５ｄが取り付けられ、第２アーム５ｄの先端に真空吸着手段（バキュームグリッパー）６を備えている。真空吸着手段６は、多数の真空吸着パッド６Ａを備え、これをソーラーストリング１００の表面に吸着させ、平面撓みを最小にして吊り上げ、かつ吊り下げてストリング専用コンテナ４に収容するようになっている。真空吸着パッドを、ソーラーストリングを構成する各ソーラーモジュール対応で配置するのが好ましい。プレアッセンブル工程の最終段で出荷検査を通過したソーラーストリング１００は、工場出荷時にストリング毎にバーコード等でナンバリングされる。このナンバリングを用いて工場出荷から発電サイトでの設置、設置後の運用、モニタリングを一貫して管理する。モニタリングされたソーラーストリング１００は、場内クレーン５の真空吸着手段６でストリング専用コンテナ４内に順次に積み込まれる。なお、ソーラーモジュールの生産工場でもソーラーモジュール１枚毎に識別コード（モジュール識別コード）が付与される。

予定数のソーラーストリング１００を積み込んだストリング専用コンテナ４は発電サイトへの輸送ステップ（サイト輸送ステップＳ−３）に渡される。サイト輸送ステップでは、ストリング専用コンテナ４を通常のコンテナトラック（トレーラトラック）７に載置する（Ｓ−３１）。ストリング専用コンテナを積み込んだコンテナトラック７は、指定された発電サイトに向けて発進する（搬送Ｓ−３２）。なお、交通の利便性を考慮して、途中まで鉄道輸送が可能で、遠隔地に発電サイトがある場合などの輸送コスト的に有利であれば、ストリング専用コンテナ４をコンテナ貨車（コキ車）での中間輸送を行なってもよい。また、発電サイトにソーラーストリングの組立工場を設置している場合には、後述する発電サイト構築専用重機で直接輸送することもできる。

ストリング専用コンテナ４を積み込んだコンテナトラック７が発電サイトに到着し、発電サイトでのストリング設置ステップに入る（Ｓ−４）。発電サイトには発電サイト構築専用重機（特殊重機）８が待機している。発電サイト構築専用重機８には、コンテナ移載装置８０と、伸縮アーム９０と真空吸着手段６０を具備したストリング専用クレーン９とレーザ測距手段のレーザヘッド１３が設備されている。レーザ測距手段のレーザヘッド１３は発電サイト構築専用重機８の両側に設けてあり、発電サイト構築専用重機８の両側面に沿って上下に昇降可能に設置するのが好ましい。ストリング専用コンテナ４はコンテナ移載装置８０で発電サイト構築専用重機８に吊り上げ移載する。

専用クレーン９には、図４で説明したものと同様のソーラーストリングの表面を吸着して吊り上げ、吊り下げるための真空吸着装置（バキュームグラッパー）６０が設けられている。図６では、この真空吸着装置６０を折畳んだ状態で示す。設置ステップ（Ｓ−４）では、発電サイトに設置してあるクレーン、あるいは発電サイト構築専用重機８に備えたコンテナ移載装置８０でコンテナトラックに積んであったストリング専用コンテナ４を発電サイト構築専用重機８の荷台に吊り下げ移載する（特殊重機に移載Ｓ−４１）。図７はコンテナ移載装置８０でコンテナトラックに積んであったストリング専用コンテナ４を吊り上げた様子を示している。複数のストリング専用コンテナ４を一旦コンテナ置き場に集積してから作業する場合は、その集積場所でストリング専用コンテナ４を発電サイト構築専用重機８の荷台に搭載することもできる。

コンテナトラックからストリング専用コンテナ４を移載した発電サイト構築専用重機８は、発電サイトのフィールド（ソーラーストリングを載置する多数の架台を配列した立地）の初期作業位置に移動する。初期作業位置は、フィールドに配列して設置された架台列の端縁でもいいし、架台列の中ほどでもよい。架台列の端縁よりも架台列の中ほどで、発電サイト構築専用重機８によるソーラーストリング１００を載置する架台列へのソーラーストリングの配置を両側で行なうようにするのが効率的である。

次に、発電サイトのフィ−ルドに設置した多数の架台の位置測定について説明する。図９は、発電サイト構築専用重機８に設置したレーザ測距手段を用いた架台位置の測定方法の説明図、図１０は、参照ポールを用いた架台位置の測定方法の一例を説明する模式図である。そして、図１１は、本発明の発電サイト構築専用重機における架台位置測定とソーラーストリングの設置制御システムの一例を説明する機能ブロック図である。

初期作業位置では、先ず、発電サイト構築専用重機８に設置されているレーザ測距手段のレーザヘッド１３を用いて、現在地（初期作業位置）から専用クレーン９のアーム９０でソーラーストリング１００を設置できる範囲（専用クレーンのアーム９０のサービス範囲）にある架台１０の位置と水平方向の位置情報を、参照ポール１５を用いた参照ポール位置算出手段２１で得る。レーザヘッド１３は、地面から所定の高さＨ、例えばＨ＝２．５ｍより若干高い位置で水平方向１８０度の範囲にレーザ光を出射するように設置する。参照ポール１５はレーザヘッド１３から出射されるレーザ光Ｌを遮る高さで、ソーラーストリングの中心１００Ｃが配置されるべき架台１０の近傍に作業員の手で順次植立保持される。

レーザヘッド１３の地上高さＨは、架台１０の最頂部の高さＤより若干高く、且つ架台にソーラーストリングを据付けたときの当該ソーラーストリングの最頂部の高さよりも若干高い値に設定される。レーザヘッド１３はレーザコントローラ２０で制御され、参照ポール１５からの反射光を受光し、受光信号を参照ポール距離算出手段２１と参照ポール水平角算出手段２２に与えてその距離と角度を算出する。算出した参照ポールの位置情報は架台位置情報として記憶手段２４に格納される（架台位置測定Ｓ−４２）。この架台位置情報にはソーラーストリングを配置する架台の順序スケジュールも含まれる。発電サイト構築専用重機８の直近にある架台からソーラーストリングの配置を開始するのが望ましいが、フィ−ルドの状態（傾斜地、架台配列状態など）によっては、適宜の場所の架台からソーラーストリングの配置を開始してもよい。

レーザヘッド１３から出射したレーザ光１４は、図１０に示したように、設置すべきソーラーストリング１００の中心部分１００Ｃに近接した位置に植立した参照ポール１５で反射光１４Ａとなってレーザヘッド１３に戻ってくる。出射したレーザ光１４と反射光１４Ａとの時間軸上の差、或いは両者のレーザ波の位相差からレーザヘッド１３と参照ポール１５との距離を参照ポール距離算出手段２１で算出する。参照ポール水平角度算出手段２２は、レーザヘッドの基準位置の向き（測定前のデフォルト位置）からの現在測定している架台方向との位置（レーザ光の反射光位置）との間の角度で算出する。

測定した架台位置へのソーラーストリングの配置は、上記レーザ光による測定値に基づく専用クレーンの移動による。架台上でのソーラーストリングの正確な位置合わせと固定は熟練した少人数の作業員が行なう。参照ポール１５による架台の位置測定は、架台毎にするのが精度の上から好ましいが、個々のソーラーストリングの最終的な設置位置は熟練した作業員の手によることを考慮すれば、架台列の要所要所で参照ポールを用いた測定を行ない、測定点の間の架台位置は予測値で設定することもできる。

架台の位置を測定後、発電サイト構築専用重機８は専用コンテナ４の上蓋を開放し、図６に示した専用クレーン９のアーム９０に取り付けた真空吸着手段６０を展開して当該専用コンテナ４に収容されている最上部のソーラーストリングを真空吸着手段６０に備えた複数の真空パッド６Ａで吸着して吊り上げる。ストリング専用クレーン９のアーム９０はクレーンアーム移動制御手段２７とアーム移動情報処理手段２８により、記憶手段２４に格納されている架台位置情報と順序スケジュールに基づいて、ストリング専用クレーン９のアーム９０を専用コンテナ４と所定の架台１０との間を順次往復移動させる。クレーンコントローラ２９は、ストリング専用クレーン９の基幹動作と真空吸着手段６Ａの動作を制御する機能を分担する。

この制御システムには、キーボードやマウス、画面タッチ入力などのオペレータインターフェース２６からの各種指示入力、その他のシステム全体の制御を行なうＣＰＵ２３、作業の進捗状況、入出力データ表示、等を表示するための表示手段２４、必要なデータの印刷を行なうためのプリンター３０、通信制御手段３１などが設けられている。通信制御手段３１は、本システムを携帯端末（タブレットやスマートホンなど）で実行する際のリモートインターフェースである。上記で説明した本発明における制御システムは一例に過ぎず、本発明の作業を実行する目的の範囲内で種々の構成を採用できる。

以上のように、ストリング専用コンテナを移載した発電サイト構築専用重機は、発電サイトのフィールド（ソーラーストリングを載置する多数の架台を配列した立地）の初期作業位置に移動する。初期作業位置では、先ず、発電サイト構築専用重機に設置されているレーザ側距手段を用いて、現在地（初期作業位置）から専用クレーンでソーラーストリングを設置できる範囲（クレーンのサービス範囲）にある架台の位置と方向を参照ポール位置算出手段で得た参照ポールの位置情報に基づいて設定する。この参照ポールの位置情報に基づく架台の位置情報を用いて、アーム移動情報処理手段がソーラーストリングを配置するためのアーム移動情報をアーム移動情報処理手段で演算し、これを記憶装置に格納する。

図１２は、ソーラーストリング専用コンテナからソーラーストリングを吊り上げて架台に配置する手順の説明図、図１３は図１２の手順に続くソーラーストリング配置手順の説明図である。先ず、図１２の手順[１]に示したように、ストリング専用コンテナ４に収容されている最上部のソーラーストリング１００をストリング専用クレーンのアーム９０に取り付けた真空吸着手段６０で吊り上げる。吊り上げたソーラーストリング１００を移動させて先の工程で設定された所定の架台１０に当該ソーラーストリング１００の中心１００Ｃを合わせて載置し（図１２の手順[２]−[３]）、作業員の手で位置調整して固定する（図１２の[４]）。その後、ストリング内と先に設置した隣接するストリング間とのケーブリングを行なう。この手順［１］に示した位置がスタートポジション（０ポジション）と呼ばれ、ソーラーストリング１００を所定の架台１０に設置後の作業、すなわち手順［４］→［６］の繰り返しでは作業員の操作パネルのボタン一つで自動的にスタートポジシ
ョンに戻るように動作する。

ソーラーストリング１００の中心１００Ｃへの位置合わせは、最終的には作業員が容易に作業できる誤差の範囲でよい。例えば、数十センチの範囲であれば、作業員にとって中心合わせは容易である。ＧＰＳを用いて架台の位置を設定するという考えもあるが、民間利用のＧＰＳの精度は１０ｍ程度で、ＤＧＰＳでも数ｍ程度である。したがって、現時点では本発明のような架台の位置を測定するのにＧＰＳ測位を用いるのは難しい。しかしながら、将来的にＧＰＳの制度が向上すれば、上記したレーザを用いた測距に替えてＧＰＳを利用した架台位置の測定も採用できる。

上記手順[３]―[４]の実行中にソーラーストリング専用コンテナに積層されているソーラーストリングの最上位置にあるソーラーストリングがコンテナの最上部に矢印で示したように上昇する。真空吸着手段６０は、上記固定されたソーラーストリング１００から離脱し（手順[５]）、最上部に上昇した次のソーラーストリング１００をストリング専用クレーン９のアーム９０に取り付けた真空吸着手段６０で吊り上げて先に設置された架台の上のソーラーストリングの隣に配置する（図１２の手順[６]―[７] ―[８]）。

以下、同様にして、ストリング専用クレーン９のアーム９０はクレーンアーム移動制御手段２７とアーム移動情報処理手段２８により、記憶手段２４に格納されている架台位置情報と順序スケジュールに基づいて、ストリング専用クレーン９のアーム９０を専用コンテナ４と所定の架台１０との間を順次往復移動させる。

図１４は、発電サイト構築専用重機の一側面（右側）に設置された架台の３列目にソーラーストリングを配置している状態の説明図である。ここでは、発電サイト構築専用重機に備えた専用クレーンのサービス範囲が当該発電サイト構築専用重機の横方向で３列目までとした場合を示す。発電サイト構築専用重機の車長方向でのサービス範囲は、ソーラーストリングの長さにもよるが、本実施例では最長で６枚の長さ（ソーラーストリング１２枚分）で、横方向に１列離れる方向で４枚の長さ（ソーラーストリング８枚分）、同２列離れる方向で２枚の長さ（ソーラーストリング４枚分）とされている。従って、本実施例においては、発電サイト構築専用重機が一つの場所で設置するソーラーストリングの数は最大で４８枚となる。

このサービス範囲は、発電サイト構築専用重機に備える専用クレーンのアームの旋回範囲に依存する。本実施例で必要とされる作業員の数は、クレーンオペレータ１１が１名、調整と固定及びケーブリング作業に４名、計５名で足りる。この作業を繰り返して、ソーラー発電サイトのフィ−ルドにある全ての架台にソーラーストリングを設置する。

図１５は、架台にソーラーストリングを設置した発電サイトのフィ−ルドの一部を横から見た模式図である。また、図１６は、図１５に示した発電サイトのフィ−ルドの一部を上から見た模式図である。本実施例では、ソーラーストリング１００は架台の傾斜方向に２枚（二段）ずつ設置される。ここでは、架台１０の高さを、傾斜角が低い側で２ｍとしている。高い側の地上高さは設置フィ−ルドの立地条件（緯度、フィ−ルドの起伏、等）による。図１５、図１６では、架台列の影が後ろ側の架台列に掛らないように、架台の低い側での傾斜角が２ｍに対し、列間を２ｍとし、この部分を管理通路１６としている。

なお、管理通路１６には背丈が低い植物帯１６０を設けて管理作業員の通行に邪魔にならないようにし、架台１０の下側には架台に達しない程度の適宜の背丈となる植物帯１７０を設けて保水力を高める。これらの植物帯１６０や１７０は、道路の法面の表面処理に用いられる植物誘導吹き付けで行なうのが望ましい。

なお、太陽に対するソーラーストリング１００の設置角について、当該ストリングの設置方位を真南にした場合、設置角はほぼ緯度と一致する。周囲に影となる障害物がなければ、真南とすることでもっとも多くの日射量を受けることができる。ソーラーストリングの設置角については、新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）が公開している「日射量データベース」を参考にすることができる。しかし、フィ−ルドの立地条件によっては、設置方位を真南に出来ない場合があるので、発電サイトのフィ−ルドの立地条件で最も効率のよい設置角を設定することになる。

本実施例により、少人数の作業員で工期の短縮と作業の安全性を確保でき、かつ低コストで設置を可能とした太陽光発電プラント施工法を得ることができる。

上記実施例では、本発明をソーラーストリングの施工法として説明したが、ソーラーストリングと同様の平板形状の組み立てと、施行サイトへの運搬、および設置のために本発明を応用することができる。

４・・・ストリング専用コンテナ
５・・・場内クレーン
６，６０・・・真空吸着手段（バキュームグリッパー）
７・・・コンテナトラック（トレーラトラック）
８・・・発電サイト構築専用重機（特殊重機）
８０・・・コンテナ移載装置
９・・・ストリング専用クレーン
９０・・・アーム
１０・・・架台
１１・・・クレーンオペレータ
１２・・・作業員
１３・・・レーザヘッド
１４・・・レーザ光
１４Ａ・・・反射光
１５・・・参照ポール
２０・・・レーザコントローラ
２１・・・参照ポール距離算出手段
２２・・・参照ポール水平角算出手段
２３・・・ＣＰＵ
２４・・・記憶手段
２５・・・表示手段
２６・・・オペレータインターフェース
２７・・・クレーンアーム移動制御手段
２８・・・アーム移動情報処理手段
２９・・・クレーンコントローラ
３０・・・プリンター
３１・・・通信制御手段
３２・・・携帯端末
１００・・・ソーラーストリング
１００Ｃ・・・ソーラーストリングの中心部分
１１０・・・ソーラーモジュール
１１１・・・ボルトナット
１２０（１２０ａ，１２０ｂ）・・・支持フレーム
１６０・・・背丈が低い植物帯
１７０・・・架台に達しない程度の適宜の背丈となる植物帯

Claims (8)

1. 多数のソーラーストリングをアレイ状に配置して大規模な発電プラントとする太陽光発電プラント施工法であって、
   ソーラーモジュールを発電サイトとは異なる場所に設けたプレアセンブル工場に搬入し、荷解きしたソーラーモジュールの所定数を支持フレームに配列してソーラーストリングとして固定すると共に、前記ソーラーストリング内で前記ソーラーモジュール間を電気ケーブルで接続するストリング内ケーブリング作業を施して平板状のソーラーストリングとするストリング化工程と、
   前記ソーラーストリングの複数をストリング専用コンテナに積層して収容し、これをコンテナトラックに積載して前記発電サイトに搬送するストリング専用コンテナ搬送工程と、
   前記発電サイトに搬入した前記ストリング専用コンテナをサイト構築専用重機に移載し、当該発電サイトのフィ−ルドに設けたソーラーアレイ載置用の架台配列群の所定の位置に前記サイト構築専用重機を駐機するストリング専用コンテナ配置工程と、
   前記架台配列群の所定の位置に駐機した前記サイト構築専用重機に具備するストリング専用クレーンと前記架台との間の距離と方向（水平角）を測定する架台位置測定工程と、
   前記サイト構築専用重機の前記ストリング専用クレーンを稼働させて、前記ストリング専用コンテナに積層して収容されているソーラーストリングを当該ストリング専用コンテナの上部から吊り上げて、前記架台位置測定工程で測定されたそれぞれの架台位置に順次分配してソーラーアレイを形成して固定すると共に、ソーラーアレイ内ストリング間配線接続を施すソーラーアレイ内ケーブリングとサイト内配線接続を施すサイト内ケーブリングを施すソーラーストリング設置工程と、を順次実行することを特徴とする太陽光発電プラント施工法。
2. 請求項１に記載の太陽光発電プラント施工法において、
   前記ストリング専用コンテナに、その内部に積載された前記ソーラーストリングの最上層の一枚を前記ストリング専用重機に具備した前記ストリング専用クレーンによって吊り上げられる毎に、次のソーラーストリングを順次最上層に移動させるストリング上昇機構を備えたことを特徴とする太陽光発電プラント施工法。
3. 請求項１に記載の太陽光発電プラント施工法において、
   前記サイト構築専用重機の前記ストリング専用クレーンにクレーンコントロール手段と、クレーンアーム移動制御手段と、前記クレーンアーム移動制御手段に前記架台位置測定工程で得られた前記アームの移動情報を与えるアーム移動情報処理手段を備え、
   前記サイト構築専用重機の駐機位置を中心とした前記アームによる前記ソーラーストリングの配置作業がカバーする前記架台の範囲は有限であることを特徴とする太陽光発電プラント施工法。
4. 請求項１に記載の太陽光発電プラント施工法において、
   前記サイト構築専用重機に、配置すべきソーラーストリングの地上高さを見通す所定の高さで設けられ、前記太陽光発電サイト構築専用重機の駐機位置を中心とした前記ストリング専用クレーンのアームによる前記ソーラーストリングの配置作業がカバーする前記架台の距離と方向を測定するためのレーザ測距手段を備え、
   前記アーム移動情報処理手段は、前記レーザ測距手段により測定された前記架台の位置情報を格納する記憶手段に格納された架台位置情報からの架台位置情報を用いて前記ストリング専用クレーンの移動を制御され、前記記憶手段に記憶された前記架台の位置情報を用いて前記ストリング専用アームにより前記ストリング専用コンテナから吊り出したソーラーストリングを前記架台に移載することを特徴とする太陽光発電プラント施工法。
5. 請求項３に記載の太陽光発電プラント施工法において、
   前記レーザ測距手段による前記架台の距離と方向の位置情報は、前記レーザ測距手段の地上高さに対応させて前記ソーラーストリングが載置される架台の中心近傍に所定高さで順次に配立した参照ポールにレーザ光を照射し、その反射光を基に算出することを特徴とする太陽光発電プラント施工法。
6. 請求項３に記載の太陽光発電プラント施工法において、
   前記レーザ測距手段は、前記サイト構築専用重機の左右のそれぞれの側に設けられ、該左右それぞれの側における前記ストリング専用クレーンの作業限界内での前記架台の距離と方向の位置情報を測定することを特徴とする太陽光発電プラント施工法。
7. 請求項１乃至５の何れかに記載の太陽光発電プラント施工法において、
   前記サイト構築専用重機は、前記有限な範囲の架台への前記ソーラーストリングの設置完了後に、前記範囲の外側の接続領域に順次移動して駐機し、前記架台位置測定工程とソーラーストリング設置工程を実行することを特徴とする太陽光発電プラント施工法。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の太陽光発電プラント施工法において、
   前記ソーラーストリングは、１０乃至１１枚のソーラーモジュールで構成したことを特徴とする太陽光発電プラント施工法。

Images