WO2018124064A1

WO2018124064A1 - ソーラパネル用のフロート

Info

Publication number: WO2018124064A1
Application number: PCT/JP2017/046620
Authority: WO
Inventors: 大野　誠治
Original assignee: キョーラク株式会社
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2018-07-05
Also published as: JP2018103900A; TW201831849A; CN110087986B; TWI732983B; CN110087986A; JP6933795B2

Abstract

変形や破損の起きにくいソーラパネル用のフロートを提供する。　本発明のフロート１０は、ソーラパネル１を配置するソーラパネル用のフロート１０であって、表面部１１と表面部１１から離間して設けられた裏面部１２と表面部１１及び裏面部１２の外周を繋ぐ側面部１３と内側に形成された表面部１１から裏面部１２まで貫通する開口部２０とを有する環状フロート部Ｆと、開口部２０の内壁面２１の周方向の少なくとも一部に開口部２０の周方向に沿って複数形成された表裏方向に延びる凹条部２２と、を備えている。

Description

ソーラパネル用のフロート

　　本発明はソーラパネル用のフロートに関する。

　　太陽光を電力に変換する太陽光発電では、ソーラパネル（太陽電池パネル、太陽電池モジュールとも称される）が用いられている。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。

　　水上にソーラパネルを設置する場合、ソーラパネルを水上に浮かせるためのフロートが用いられ、そのフロート上にソーラパネルが設置される。ソーラパネルを水上に設置するためのフロートとしては、例えば、特許文献１に記載されるようなものが知られている。

特開２０１５－２１７７７１号公報

　　ところで、水上に設置されるフロートは、例えば、軽量性及び耐久性に優れる合成樹脂を用いて内部に浮力となる気体（空気）を溜めるように中空状に形成されている。そして、例えば、風等の影響でソーラパネルがフロート側に押し付けられるような状況が起こると、その押し付け力によってフロートの一部に変形や破損が起きるおそれがある。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、変形や破損の起きにくいソーラパネル用のフロートを提供することを目的とする。

　　本発明は、以下の構成によって把握される。
　（１）本発明のフロートは、ソーラパネルを配置するソーラパネル用のフロートであって、表面部と前記表面部から離間して設けられた裏面部と前記表面部及び前記裏面部の外周を繋ぐ側面部と内側に形成された前記表面部から前記裏面部まで貫通する開口部とを有する環状フロート部と、前記開口部の内壁面の周方向の少なくとも一部に前記開口部の周方向に沿って複数形成された表裏方向に延びる凹条部と、を備えている。

　（２）上記（１）の構成において、前記ソーラパネルの一端側を支持する支持部を備え、前記支持部は、一端側の第１側部の前記裏面部側に位置する第１側辺が前記支持部を前記表面部側に立ち上げ可能に前記内壁面の表裏方向の中間部に繋がっており、前記開口部の一端側には、前記支持部を表面部側に立ち上げたときに、前記支持部の前記第１側部を受ける受部が形成されており、前記凹条部は、前記内壁面の前記第１側辺より裏面部側となる位置に形成されている。

　（３）上記（２）の構成において、前記凹条部は、深さが裏面部側から前記第１側辺に向かって浅くなるように形成されている。

　（４）上記（２）又は（３）の構成において、前記支持部は、表面部側に立ち上げたときに一端側となる面から一端側に突出するように形成され、前記第１側部の延在方向とほぼ同方向に延びる凸条部を備え、前記凸条部は、前記支持部を表面部側に立ち上げたときに前記環状フロート部の表面部に面接触する当接面を有している。

　　本発明によれば、変形や破損の起きにくいソーラパネル用のフロートを提供することができる。

本発明に係る実施形態のフロートにソーラパネルが設置された状態を主にフロートの他端側を見るようにした斜視図である。本発明に係る実施形態のフロートにソーラパネルが設置された状態を主にフロートの一端側を見るようにした斜視図である。本発明に係る実施形態のフロートを図１と同じ方向から見た斜視図である。本発明に係る実施形態のフロートの裏面部側を見た斜視図である。本発明に係る実施形態のフロートを横から見た側面図である。本発明に係る実施形態のフロートの一部断面図である。比較例のフロートを示す斜視図である。比較例のフロートの支持部及び実施形態のフロートの支持部に押圧力を加えたときの荷重の変化を示すグラフである。

　　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する。）について詳細に説明する。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。

　　図１は、ソーラパネル１が設置されたフロート１０を主にフロート１０の他端側を見るようにした斜視図であり、図２は、ソーラパネル１が設置されたフロート１０を主にフロート１０の一端側を見るようにした斜視図である。また、図３は図１と同じ方向から見たフロート１０の斜視図であり、図４はフロート１０の裏面部１２側を見るようにした斜視図であり、図５はフロート１０を横から見た側面図であり、図６はフロート１０の一部断面図である。

　　本発明に係る実施形態のフロート１０は、図１及び図２に示すように、ソーラパネル１を配置するソーラパネル用のフロート１０であって、例えば、ダム、池、湖等の水面上にソーラパネル１を設置するのに好適に用いることができるものである。

　　なお、本実施形態のフロート１０を説明する図では、図示を省略しているが、例えば、フロート１０の一端側及び他端側等に他のフロート１０と接続するための接続部が設けられ、ダム、池、湖等の水面上にフロート１０が設置されるときには、多数のフロート１０が接続された状態で設置されることになる。

　　以下で説明するフロート１０は、例えば、溶融状態の筒状のパリソンを複数の分割金型で挟んで膨らますブロー成形によって製造され、成形材料には、各種の熱可塑性樹脂を使用することができるが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィン系樹脂を好適に用いることができる。

　　フロート１０は、図３及び図４に示すように、表面部１１と、表面部１１から離間して設けられた裏面部１２と、表面部１１及び裏面部１２の外周を繋ぐ側面部１３と、内側に形成された表面部１１から裏面部１２まで貫通する開口部２０と、を有する環状フロート部Ｆを備えている。なお、本実施形態の環状フロート部Ｆは、全体形状が矩形状をしているが、必ずしも、矩形状に限定される必要はない。また、フロート１０は、図２に示すように、ソーラパネル１の一端側（図２の左側）を支持する支持部１４を備えている。

　　具体的には、支持部１４は、開口部２０（図３及び図４参照）を塞ぐように形成されていた部分で構成されており、図３に示すように、図３の右側となる一端側の第１側部１４ａの裏面部１２側に位置する第１側辺１４ａａを残すように残る側部（第２側部１４ｂ、第３側部１４ｃ及び第４側部１４ｄ）の各側辺を切り離し、第１側辺１４ａａをヒンジとして開口部２０を塞ぐように形成されていた部分を表面部１１側に立ち上げ可能としたものである。なお、このヒンジとなる第１側辺１４ａａは、図３に示すように、開口部２０の内壁面２１の表裏方向の中間部（本例では、ほぼ中央位置）に繋がっている。

　　図６はフロート１０の一部断面図であり、より詳しくは図３における奥側の第４側部１４ｄ周辺の拡大図（点線領域Ｘ参照）になっており、図３のＸ１－Ｘ１線に沿って支持部１４を一端側から他端側に向かって横断するように切断した断面斜視図になっている。図６に示すように、開口部２０の一端側には、支持部１４を表面部１１側に立ち上げたときに、支持部１４の第１側部１４ａを受ける受部１７が形成されている。

　　したがって、ヒンジとなる第１側辺１４ａａを曲げるようにして、支持部１４が表面部１１側に立ち上げられた状態のときには、環状フロート部Ｆの開口部２０の一端側の位置に形成された受部１７上に支持部１４の第１側部１４ａが乗り上がった状態となる。つまり、環状フロート部Ｆの受部１７は、ソーラパネル１が設置されるときに支持部１４を支える部分になっている。

　　また、支持部１４の第３側部１４ｃは、図３に示すように、他端側（図３の左側）が支持部１４を表面部１１側に立ち上げたときに、ソーラパネル１の一端側の下面を受ける受面１４ｃａと、受面１４ｃａの一端側に設けられ、ソーラパネル１の一端側の側壁１ａ（図１及び図２参照）を受ける第１受壁面１４ｃｂを有する略Ｌ字状の形状にされており、安定してソーラパネル１の一端側が受けられるようになっている。

　　なお、図１及び図２では、図示を省略しているが、ソーラパネル１は、支持部１４の受面１４ｃａにソーラパネル１の下面側が受けられるとともに、ソーラパネル１が一端側に動かないように、ソーラパネル１の一端側の側壁１ａが第１受壁面１４ｃｂに受けられた状態で、第１取付金具等を用いて支持部１４に固定される。

　　一方、環状フロート部Ｆの他端側には、図３に示すように、表面部１１が他端側に向かって、裏面部１２側に近づくように傾斜する傾斜部１１ａと、その傾斜部１１ａの他端側の端部１１ａａから立ち上がり、ソーラパネル１の他端側の側壁１ｂ（図１及び図２参照）を受ける第２受壁面１１ｂと、が形成された他端側受部１１Ａが設けられている。

　　この環状フロート部Ｆの他端側に設けられた傾斜部１１ａは、ソーラパネル１を図１に示すように傾斜させて配置するときに、ソーラパネル１の他端側の下面が環状フロート部Ｆと干渉せずに良好に配置できるようにするための構造である。

　　そして、図１に示すように、ソーラパネル１は、ソーラパネル１の他端側の側壁１ｂが第２受壁面１１ｂ（図３参照）に当接するように配置され、図示しない第２取付金具等を用いて他端側受部１１Ａ（図３参照）に固定される。

　　なお、ソーラパネル１を設置する環境に応じて、適切な傾斜状態にソーラパネル１が設置できるように、その設置環境に応じて、先に説明した支持部１４の高さ（表面部１１側に立ち上げたときの高さ）が設計されている。

　　ところで、図１及び図２において下側に強く押圧するような風等がソーラパネル１に対して吹きつけると、その力によって支持部１４も下側（図３～図５の裏面部１２側）に強く押圧されることになる。

　　そうすると、支持部１４を表面部１１側に立ち上げたときに、支持部１４の第１側部１４ａを受ける受部１７（図６参照）も下側（裏面部１２側）に強く押圧され、図３に示す点線丸囲みＡの部分（なお、反対側の隅も同様である）に応力が集中する等して、この開口部２０の角部に亀裂等が生じたり、支持部１４の下側を支えている部分に座屈が発生し、支持部１４を十分に支えることができなくなるおそれがある。

　　そして、亀裂が生じると、その亀裂から環状フロート部Ｆ内に水が浸入して浮力が低下したり、正しい姿勢でソーラパネル１を設置することができなくなるおそれがある。なお、支持部１４の下側を支えている部分に座屈が発生した場合でも、正しい姿勢でソーラパネル１を設置することができなくなる。

　　そこで、本実施形態では、図３及び図４に示すように、開口部２０の内壁面２１の支持部１４の第１側辺１４ａａが繋がっている位置よりも裏面部１２側となる位置に開口部２０の周方向に沿って、開口部２０の内壁面２１に複数形成された表裏方向に延びる補強リブとして機能する凹条部２２を設けるようにしている。

　　本実施形態では、図３、図４及び図６に示すように、この凹条部２２は、ヒンジとしての役目をする支持部１４の第１側辺１４ａａをストレート状に保つために、凹条部２２の深さが裏面部１２側から第１側辺１４ａａに向かって浅くなるように形成されている。

　　また、凹条部２２は、裏面部１２側の幅が最も広く、裏面部１２側から第１側辺１４ａａに向かって幅が小さくなるように形成されている。なお、本実施形態では、凹条部２２は、円錐台の一部の外形に沿った形状になっているが、必ずしも、円錐台の一部の外形に沿った形状である必要はない。

　　そして、このような凹条部２２を設けるようにすると、上述したように、この凹条部２２が補強リブとして機能することから、内壁面２１が平面状である場合に比べ、内壁面２１の剛性を高めることができる。

　　したがって、支持部１４が裏面部１２側に強く押圧されても、支持部１４の下側（裏面部１２側）の内壁面２１が変形することが抑制されるとともに、変形が抑制されることから部分的に応力が集中する箇所の発生もなくなり、全体に応力が分散され、上述したような開口部２０の隅に発生する亀裂も効果的に抑制することができる。

　　また、本実施形態では、図５に示すように、支持部１４は、支持部１４を表面部１１側に立ち上げたときに、支持部１４の一端側（図５の右側）となる面から一端側に突出するように形成され、第１側部１４ａ（図３及び図４参照）の延在方向とほぼ同方向に延びる凸条部１５を備えるものとしており、その凸条部１５が、支持部１４を表面部１１側に立ち上げたときに、環状フロート部Ｆの表面部１１に面接触する当接面を有するようにしている。

　　したがって、支持部１４が裏面部１２側に強く押圧されたときに、この凸条部１５によってもその押圧力が分散されるようになっており、より一層、押圧力を全体に分散する構成になっている。

　　さらに、支持部１４には、支持部１４の剛性を高めるために、補強リブとして機能する表裏方向に延在する縦溝１６が、支持部１４の幅方向に複数形成されており、支持部１４自体の変形も併せて抑制できるものとしているが、図６に示すように、この縦溝１６を凹条部２２に対応する位置に位置させる設計とすることで、剛性を高めた凹条部２２に支持部１４が押圧されたときの荷重が伝達され、より一層、支持部１４の下側（裏面部１２側）の内壁面２１が変形することが抑制できるようにしている。

　　次に、上記のような構成とした場合の効果についてより具体的に以下で示す。図７は、凹条部２２と凸条部１５を設けていないことを除いて、本実施形態のフロート１０と同様の形状を有する比較例のフロート１００を示す図である。また、図８は、比較例のフロート１００の支持部１４０及び実施形態のフロート１０の支持部１４に押圧力を加えたときの荷重の変化を示すグラフである。図８では、横軸に支持部１４０及び支持部１４の押圧量（圧縮変位[ｍｍ]）を取り、縦軸にそのときに計測された荷重[ｋＮ]、つまり、反発力に相当する力を取っている。

　　図８を見るとわかるように、比較例のフロート１００では、押圧量（圧縮変位[ｍｍ]）が７ｍｍを超えたところから荷重[ｋＮ]が低下する状態となり、これは支持部１４０を支えている部分が座屈し始めた状態を示している。

　　一方で、実施形態のフロート１０では、荷重[ｋＮ]の上下動が、多少、見られていることから、部分的な座屈が発生している可能性はあるものの、依然として反発力に相当する力である荷重[ｋＮ]の安定した上昇が見られていることから、押圧量（圧縮変位[ｍｍ]）が２５ｍｍに至った状態でも、依然として、十分に支持部１４を支えられる状態が保たれていることがわかる。

　　なお、本実施形態のように、開口部２０（図３及び図４参照）を塞ぐように形成されていた部分を立ち上げるようにして支持部１４を形成した場合は、凹条部２２を開口部２０の内壁面２１のうち、開口部２０の周方向で見て、支持部１４の下側（つまり、支持部１４より裏面部１２側）だけに設けるようにした場合が、支持部１４を裏面部１２側に押圧したときに、最も変形等を少なくできる結果が得られている。

　　したがって、開口部２０（図３及び図４参照）を塞ぐように形成されていた部分を立ち上げるようにして支持部１４を形成している場合には、開口部２０の内壁面２１のうち、開口部２０の周方向で見て、支持部１４の下側（つまり、支持部１４より裏面部１２側）だけに凹条部２２を設けることが好ましい。

　　一方、環状フロート部Ｆ内には気体（例えば、空気等）が閉じ込められた状態になっているため、昼夜の寒暖差等によって、気体が膨張収縮するのに伴い、環状フロート部Ｆ自体が膨張収縮を繰り返すことになるが、気体の膨張時よりも収縮時のほうが環状フロート部Ｆの追従性は悪い。

　　このため、長期的に環状フロート部Ｆが変形するおそれがあり、このような変形を抑制することを優先する場合、開口部２０の内壁面２１の周方向の全域に凹条部２２を設けるようにしてもよい。この場合でも、比較例のフロート１００のように凹条部２２自体が設けられていないものと比較すれば、支持部１４が押圧される力に対する耐性は大幅に改善したものになる。

　　以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態では、支持部１４が、開口部２０（図３及び図４参照）を塞ぐように形成されていた部分で構成されている場合について示したが、必ずしも、開口部２０（図３及び図４参照）を塞ぐように形成されていた部分を利用して支持部１４を構成する必要はない。

　　例えば、別に支持部１４となる部材を作製しておいて、環状フロート部Ｆにその支持部１４とする部材を取り付けるようにしてもよく、環状フロート部Ｆの開口部２０よりも更に一端側となる位置に支持部１４となる構造を一体に形成するようにしてもよい。

　　しかしながら、本実施形態のように、開口部２０（図３及び図４参照）を塞ぐように形成されていた部分を利用して支持部１４を形成するようにするほうが、材料の利用効率が高い等、利点が多くあるため、支持部１４は、開口部２０（図３及び図４参照）を塞ぐように形成されていた部分を利用して構成されていることが好ましい。

　　なお、開口部２０（図３及び図４参照）を塞ぐように形成されていた部分を支持部１４に利用しない場合でも開口部２０を設けるようにすることが好ましい。そのように開口部２０を設けることで環状フロート部Ｆ内に存在する気体（例えば、空気等）の量を減らすことができ、その分、昼夜の寒暖差等による気体の膨張収縮力を低減することができるからである。

　　ただし、環状フロート部Ｆ内に存在する気体は、フロート１０が水面に浮かぶための浮力を発生させるものであるため、開口部２０を設けることで減少させる気体の量は、当然、ソーラパネル１の重量を考慮して水面に浮かぶことが可能な浮力が得られる程度にされることは言うまでもない。

　　また、本実施形態のフロート１０は、上述したように、ブロー成形によって好適に作製することが可能であるが、ブロー成形以外の製造方法で製造されてもよい。

　　このように、本発明のフロート１０は、具体的な上記実施形態に限定されるものではなく、多様な変更又は改良を加えることが可能であり、そのような変更又は改良を加えたものも本発明の技術的範囲に含まれることは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

　１：ソーラパネル、１ａ：側壁、１ｂ：側壁、１０：フロート、１１：表面部、１１ａ：傾斜部、１１ａａ：端部、１１ｂ：第２受壁面、１１Ａ：他端側受部、１２：裏面部、１３：側面部、１４：支持部、１４ａ：第１側部、１４ａａ：第１側辺、１４ｂ：第２側部、１４ｃ：第３側部、１４ｃａ：受面、１４ｃｂ：第１受壁面、１４ｄ：第４側部、１５：凸条部、１６：縦溝、１７：受部、２０：開口部、２１：内壁面、２２：凹条部、１００：フロート、１４０：支持部、Ｆ：環状フロート部

Claims

　ソーラパネルを配置するソーラパネル用のフロートであって、
　　表面部と前記表面部から離間して設けられた裏面部と前記表面部及び前記裏面部の外周を繋ぐ側面部と内側に形成された前記表面部から前記裏面部まで貫通する開口部とを有する環状フロート部と、
　　前記開口部の内壁面の周方向の少なくとも一部に前記開口部の周方向に沿って複数形成された表裏方向に延びる凹条部と、を備えていることを特徴とする、
　フロート。
　請求項１に記載のフロートにおいて、
　　前記ソーラパネルの一端側を支持する支持部を備え、
　　前記支持部は、一端側の第１側部の前記裏面部側に位置する第１側辺が前記支持部を前記表面部側に立ち上げ可能に前記内壁面の表裏方向の中間部に繋がっており、
　　前記開口部の一端側には、前記支持部を表面部側に立ち上げたときに、前記支持部の前記第１側部を受ける受部が形成されており、
　　前記凹条部は、前記内壁面の前記第１側辺より裏面部側となる位置に形成されていることを特徴とする、
　フロート。
　請求項２に記載のフロートにおいて、
　　前記凹条部は、深さが裏面部側から前記第１側辺に向かって浅くなるように形成されていることを特徴とする、
　フロート。
　請求項２又は請求項３に記載のフロートにおいて、
　　前記支持部は、表面部側に立ち上げたときに一端側となる面から一端側に突出するように形成され、前記第１側部の延在方向とほぼ同方向に延びる凸条部を備え、
　　前記凸条部は、前記支持部を表面部側に立ち上げたときに前記環状フロート部の表面部に面接触する当接面を有していることを特徴とする、
　フロート。