WO2022168355A1 - 発電フェンス及びその施工方法 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- H02S20/10—Supporting structures directly fixed to the ground
Definitions
- the present invention relates to a power generation fence using vertically installed solar panels and a construction method thereof.
- the invention described in Patent Document 1 is to develop a construction method that enables the construction of solar panels that can shorten the construction period by improving productivity, not only on flat land but also on sloped land, undulating land, and land with soft ground.
- the grounding part has a R leader type pile driver with a screw
- the first step is to drive in the pile
- the second step is to assemble the solar unit frame and the mounting frame in advance at the factory or yard, fit the module into the frame and assemble the solar unit
- the third step is to lift the solar unit with a crane and move it onto the screw pile. It is achieved by the solar panel unit construction method, which consists of the fourth step of joining and installing the mounting frame of the solar unit on the screw pile with a flange.
- the invention described in Patent Document 2 is to provide a solar cell array for vertical installation of a bifacial solar cell module with little obstruction of solar radiation to the front and back light-receiving surfaces.
- a solar cell array installed so that the light receiving surface of the bifacial solar cell module is perpendicular to the ground surface, structural members in the bifacial solar cell array are arranged on the outer periphery of the bifacial solar cell module.
- the solar panel In Patent Document 1, the solar panel must be arranged at an angle, requiring a large installation area and limiting the location where the solar panel can be installed. Installation is complicated because the solar panel is arranged at an angle.
- Patent Document 2 the installation location is restricted because it is installed independently.
- the structural member that serves as a vertical support it is necessary to excavate a large area of the ground and fix it with concrete or the like.
- workability is poor, and installation locations are restricted, hindering ease of installation of the solar panel.
- the concave portion of the structural member is exposed, and wiring workability and appearance are inferior.
- a plurality of bifacial photovoltaic modules are individually surrounded and fixed with a frame-shaped structural member, so that when a large wind pressure is applied to the joints of individual photovoltaic modules, the photovoltaic module deforms. or may be damaged.
- the subject of the present invention is to expand the installation location, increase the degree of freedom of installation, improve workability, and improve wind pressure resistance.
- the present invention provides a bifacial solar cell panel and a bifacial solar cell panel which is installed so that the light receiving surface of the bifacial solar cell panel is perpendicular to the upper and lower sides of the bifacial solar cell panel. and a metal fixing structure fixing a pair of side sides, the fixing structure having a pile driven into the ground, a pair of tubular first members, and the bifacial solar cell panel. and a tubular second member for fixing the first fastening member, wherein the first member and the second member are detachable, and the second member comprises a pair of lateral frames and the lateral frames.
- each flange is abutted and can be fixed by a second fastening member, and the bifacial solar panels are connected in a straight line on both sides of the support tube.
- the bifacial solar cell panels There are a plurality of the bifacial solar cell panels, and vertical grooves are provided on both sides of the support tube, and the side ends of the bifacial solar cell panels are fitted from both sides of the grooves. , the bifacial solar panels are connected in a straight line.
- the bifacial solar panel is arranged along the partition or boundary of the parking lot or idle land.
- the long hole of the first member and the long hole of the second member are a plurality of pairs of linear long holes, and are provided at corresponding positions.
- the horizontal frame has a horizontal conduit, wiring is carried out in the hollow of the horizontal conduit, the concave grooves are a pair of continuous grooves, which are arranged to face each other, and the concave grooves of the support tube of the second member. It has a structure in which the pair of side edges are inserted into.
- a notch is provided in the horizontal frame.
- the notch has a diameter that decreases downward and has an opening on the bottom surface.
- the opening may be of any suitable shape.
- the pile driven into the ground is hollow and has a cutting edge at its tip. When driving the pile into the ground, it is possible to prevent the ground surface from rising.
- a reinforcing member is further provided in the hollow of the support tube.
- the wind pressure resistance of the power generation fence is improved.
- Another invention of the present invention uses a pile driver to drive into the ground a pair of tubular first members, which are piles having flanges with long holes at their upper ends, while maintaining the vertical direction, and drive the flanges to the surface of the ground.
- a pair of horizontal frames are placed above and below the bifacial solar cell panel, support tubes are placed on both sides of the bifacial solar cell panel, and the bifacial light receiving is secured by a first fastening member.
- the bifacial solar cell panel is mounted on the second member composed of the pair of lateral frames and the support tube such that the pair of side edges of the solar cell panel are positioned inside the upper region of the support tube.
- a first fixing step for fixing, a flange on the upper end of the first member and a flange with an elongated hole on the lower end of the second member are butted against each other and fixed with a second fastening member to achieve a bifacial solar panel;
- a pair of side edges of a bifacial solar cell panel different from the bifacial solar cell panel is formed between an upper region of one of the support tubes and an upper region of the support tube of the second member.
- a "pile” is a member that is driven into the ground to install the fixed structure, and a screw pile, a steel pipe pile, an H-shaped steel pile, or the like can be used.
- the present invention it is possible to improve workability, increase the degree of freedom in the installation location, improve wiring workability and appearance, and improve wind pressure resistance.
- FIG. 2 is a CC end view of FIG. 1;
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 1 and a partially enlarged view of upper and lower ends of a double-sided solar cell panel; 1.
- It is the BB end view of FIG. 1, and the partial enlarged view of an upper-lower end.
- It is a figure which shows the lower end part of the 1st member of the 1st Embodiment of this invention, and a 2nd member, (a) is a top view and a front view of a 1st member, (b) is a front view of the lower end part of a 2nd member.
- FIG. 4 is an end view of a modification of the strut tube of the first embodiment of the invention; It is a front view which shows the construction example of the electric power generation fence of 1st Embodiment of this invention. It is also a side view.
- FIG. 4 is a graph showing a comparison of solar radiation on a solar cell module from three different angles;
- FIG. 4 is a chart showing a comparison of the amount of solar radiation on a solar cell module from four different angles;
- FIG. 2 is a construction plan view showing an application example of the power generating fence according to the first embodiment of the present invention to a parking lot. It is a front view of the power generation fence of the 2nd Embodiment of this invention.
- FIG. 10 is a view showing an upper lateral frame and a lower lateral frame according to a second embodiment of the present invention, (a) is a perspective view, (b) is a front view, (c) is a left side view, and (d) is an upper lateral frame.
- FIG. 4E is a left side view showing a state in which the plate is fixed, and (e) is a left side view showing a state in which the plate is fixed to the lower horizontal frame.
- FIG. 1 is a front view showing a power generation fence of Example 1.
- the power generation fence 1 of the first embodiment of the present invention includes a double-sided solar panel 2 (hereinafter referred to as a panel 2) and a light receiving surface 21 of the panel 2 installed so that the light receiving surface 21 of the panel 2 is perpendicular to the ground surface G. and a metal U-shaped fixing structure 3 for fixing the upper side 22a, the lower side 22b, and the pair of side sides 23a, 23b.
- a space S is provided below the panel 2 (see FIG. 1). Since the light receiving surface 21 is perpendicular to the ground surface G, the installation location can be expanded.
- the fixing structure 3 comprises a pair of tubular first members 4 having screw piles 41 driven into the ground, and a tubular second member 6 for fixing the panel 2 with a first fastening member 5. , the first member 4 and the second member 6 are detachable.
- the second member 6 has a pair of upper and lower horizontal frames 61a and 61b arranged in parallel, and a pair of left and right strut tubes 62 fixed to both ends of the upper and lower horizontal frames 61a and 61b. is doing.
- the lower horizontal frame 61b and the upper horizontal frame 61a, and the column tube 62 are fastened with bolts and nuts 5a and 5b, respectively, via fixtures 69, such as angle-shaped brackets (see FIGS. 2 to 4).
- a horizontal conduit 63 is arranged above the upper horizontal frame 61a.
- the upper side 22a and the lower side 22b of the panel 2 are fixed to a pair of horizontal frames 61a and 61b, and the pair of side sides 23a and 23b are fixed inside the upper region of the support tube 62 of the second member 6.
- the lower end of the second member 6 is provided with a pipe 65 into which the lower end of the support pipe 62 is inserted, and the pipe 65 and the support pipe 62 are fastened with bolts and nuts 5c.
- the lower end of the tube 65 and the upper end of the first member 4 have flanges 7 and 8 with long holes, respectively. (See FIGS. 5(a)-(c)). Since it is fixed in this way, the degree of freedom of installation is high and workability is good.
- the first member 4 may employ a hollow pile 141 which is a hollow cylindrical body and a hole saw having a cutting edge 141a at the tip. Since the soil is stored inside the hollow pile 141 when the pile is driven into the ground, it is possible to prevent the ground surface from rising due to the driving, thereby further improving workability.
- the strut tube 62 has a substantially circular cross section, and has a pair of longitudinal grooves 66 on both sides of the strut tube 62 so as to face the back.
- the panels 2 are connected in a straight line (see FIG. 2).
- the number of connected panels 2 can be selected appropriately.
- a rod-shaped reinforcing member 64 may be provided in the hollow 62 a of the support tube 62 . By providing the reinforcing member 64, the wind pressure resistance of the power generation fence 1 can be improved.
- the reinforcing member 64 having a width in the vertical direction (the thickness direction of the panel 2) larger than the width in the horizontal direction (the length direction of the panel 2) is provided.
- a strut tube 162 with a hollow 162a formed in its center may be used. Thereby, the wind resistance of the power generation fence 1 is further improved.
- the cross-sectional shape of the support tube 62, 162 is not limited to a substantially circular shape, and may be rectangular, polygonal, elliptical, elliptical, or the like.
- the long hole 42 of the first member 4 and the long hole 67 of the second member 6 are a plurality of pairs of linear long holes, and are provided at corresponding positions.
- a wiring space H is provided in the hollow of the horizontal conduit 63 for wiring. It is a structure that is inserted and fixed.
- the groove 66 is tapered in two steps, with a wide step on the outside and a narrow step on the inside, to receive the edge of the panel 2 .
- the panel 2 has electrodes 24 and 25 (see FIG. 7) and a vertical wiring cover 26 in its central portion. are placed.
- the wiring cover 26 is fixed by screwing its upper end to the horizontal conduit 63 and screwing its lower end to a fixture 69 fixed to the lower horizontal frame 61b with bolts and nuts 5d.
- the upper horizontal frame 61a is provided with a vertical notch 68 at a position where the inside of the upper horizontal frame 61a, the horizontal conduit 63 and the inside of the wiring cover 26 communicate with each other. It is guided to the wiring space H of the horizontal conduit 63 through the portion 68 (see FIG. 4).
- the power generation fence 1 it is possible to improve the workability of wiring, etc., increase the degree of freedom in the installation location, improve the appearance, and improve the wind pressure resistance.
- the power generation fence 1 does not interfere with parking, and the parking lot 200 can be operated and used smoothly.
- a construction method for the power generation fence 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.
- a pile driving process in which a pair of tubular first members 4 having screw piles 41 are driven into the ground while maintaining the vertical direction using an auger type pile driver (not shown), and the flange 8 is arranged on the ground surface. to implement.
- the side edges 23a and 23b of the panel 2 are fitted into the grooves 66, the upper horizontal frame 61a is applied to the upper surface of the upper edge 22a of the panel 2, and the lower horizontal frame 61b is applied to the lower surface of the lower edge 22b.
- Assemble the conduit 63 perform wiring work in the wiring space H, use a fixing member such as a fixture 69, tighten the first fastening member 5 (bolts and nuts 5a to 5c), and assemble the wiring cover 26.
- the second member 6 composed of the upper horizontal frame 61a, the lower horizontal frame 61b, the support tube 62, etc. is arranged so that the pair of side edges 23a, 23b of the panel 2 are positioned inside the upper region of the support tube 62.
- a first fixing step for fixing the panel 2 is carried out.
- the first fixing step may be performed in advance at the factory or on site.
- a second fixing step is performed in which the flanges 7 and 8 are butted against each other and fixed with a second fastening member 9 so that the light receiving surface 21 of the panel 2 is installed perpendicular to the ground surface G.
- the other panel 2 and the other second member 6 are assembled in the same manner as in the first fixing step (the strut tube 62 on the side that joins the second member 6 assembled in the first step is not attached), and wiring is performed in the wiring space H.
- the side of the other panel 2 on the side where the support pipe 62 is not attached is attached to the support pipe 62 of the second member 6 assembled in the first fixing step, and only one side of the panel 2 is subjected to the second fixing step.
- FIG. 7 and 8 show an example in which two panels 2 are installed in a parking lot 200. They are installed on the boundary line of adjacent compartments in the parking lot 200, and the car 100 is parked in the parking compartment.
- Figures 9 and 10 show the relationship between the monthly average solar radiation amount, output, power generation amount, etc. of the panel 2, and it can be seen that sufficient power can be obtained.
- FIG. 11 shows an example in which a large number of power generation fences 1 are arranged in a straight line along the partition of the parking lot 200.
- the power generation fence 201 of the second embodiment of the present invention will be described.
- the same reference numerals are given to the parts that are common to the first embodiment, and the illustrations and explanations thereof are used to mainly explain the differences.
- the power generation fence 201 includes a second member 206 having an upper horizontal frame 261a, a lower horizontal frame 261b, and a support tube 262 instead of the second member 6 (see FIG. 12).
- the upper horizontal frame 261a, the lower horizontal frame 261b, and the strut tube 262 are hollow rod-shaped bodies each having a substantially rectangular cross section and having at least one groove 210 continuous in the length direction on each side surface (Fig. 12-14). A bolt head can be inserted into the groove 210 .
- the support tube 262 one having a larger cross-sectional dimension than the upper horizontal frame 261a and the lower horizontal frame 261b may be used. This improves the wind pressure resistance of the power generation fence 201 . Since general-purpose aluminum frames can be used for the upper horizontal frame 261a, the lower horizontal frame 261b, and the strut tube 262, manufacturing costs can be reduced.
- a reinforcing member 64 is provided in the hollow 262a of the strut tube 262 (see FIGS. 12 and 14). By providing the reinforcing member 64, the wind pressure resistance of the power generation fence 201 can be improved. If the power generating fence 201 has sufficient wind pressure resistance due to the support pipes 262, the reinforcing member 64 may not be provided.
- the panel 2 is fixed to the second member 206 by attaching the plate 211 to each of the upper horizontal frame 261a, the lower horizontal frame 261b, and the strut tube 262 with bolts and nuts 205 (Figs. (d)), by fixing the upper edge 22a, the lower edge 22b, and the side edges 23a and 23b of the panel 2 to the plate 211. As shown in FIG.
- Example 1 the power generation fence 301 of the second embodiment was produced by connecting two panels 2 in a straight line (see FIG. 15), and a wind pressure resistance test was performed.
- the power generation fence 301 only the portion located on the ground in the installed state was created.
- the power generation fence 301 had a length of 4482 mm and a height of 2120 mm.
- Astro Twins 450W (trade name, manufactured by A CHINT.CO) was adopted.
- the dimensions of panel 2 were 2094 mm in length, 1038 mm in height and 30 mm in width.
- NFS3030 manufactured by Nabesei Glory Co., Ltd.
- A6N01S-T5 aluminum alloy
- aluminum alloy aluminum alloy
- a support tube 262 an NFS6060 (model, manufactured by Nabesei Glory Co., Ltd.), which is an A6N01S-T5 aluminum frame with a length of 1870 mm and a cross section of 60 mm ⁇ 60 mm, was adopted.
- each strut tube 262 a reinforcing member 64 made of SS400, which is a square bar with a length of 1870 mm and a cross section of 38 mm ⁇ 19 mm, is provided.
- the wiring cover 26 and the horizontal conduit 63 were made by bending a plate made of A6N01S-T5 and having a thickness of 1.5 mm.
- As the tube 65 a square tube made of SS400 having a length of 300 mm, a cross section of 71 mm ⁇ 71 mm, and a thickness of 5 mm was adopted.
- a disk body made of SS400 having an outer diameter of 200 mm and a thickness of 10 mm was adopted for the flanges 7 and 8.
- the first member 4 is only the part that is positioned on the ground when installed, and the part other than the flange 8 adopts an SS400 cylindrical body with a length of 120 mm, an outer diameter of 76 mm, and a thickness of 5.5 mm. .
- the wind pressure resistance test was performed by applying wind pressure from the front to the back to the power generation fence 301 attached to the wind pressure resistance test device (not shown) with the lower end of the first member 4 fixed.
- the applied wind pressure corresponded to a wind speed of 40 m/s at the point of roughness class II to IV, and the time of applying the wind pressure was 10 seconds.
- the above wind pressure is calculated based on the Japanese Industrial Standards (JIS C 8955: 2017), Article 87 of the Enforcement Order of the Building Standards Law, and No. 1454 of the Ministry of Construction Notification. They were 39 kPa, 1.61 kPa and 1.39 kPa.
- the evaluation of the wind pressure resistance test is to measure the maximum amount of deflection of the panel 2 and the support tube 262 and observe the state of the power generation fence 301 when the set wind pressure is applied (when loaded) and after it is removed (after unloaded). It was done by The maximum deflection was measured by installing displacement gauges (not shown) with a resolution of 0.01 mm and 0.05 mm on the power generation fence 301, and using the position before the wind pressure test as a reference, the pillars located at the center and right side in front view. This was done for tube 262 and panel 2 on the right (see Figure 15). The maximum deflection amount was calculated with the displacement from the front surface to the back surface being the displacement on the + side. Table 1 shows the results of the wind pressure resistance test.
- the central strut tube 262 under conditions of roughness class II showed the largest maximum deflection during loading and after unloading, with values of 236.7 mm and 73.0 mm, respectively. No breakage was observed during loading and after unloading of any wind pressure, and the power generation fence 301 had high wind pressure resistance.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications and the like can be made without departing from the technical idea of the present invention. included in the technical scope of
- the shape and structure of the fixing structure 3 are not limited to the embodiment, and can be changed or added as appropriate.
- the upper horizontal frame 61a and the horizontal conduit 63 are set in a shape corresponding to one panel 2, respectively, but may be set in a shape corresponding to a plurality of panels 2, respectively.
- the present invention utilizes a parking lot, a land border, etc., by providing a power generation panel with an upright fence, increasing the installation location of the solar panel, and increasing the amount of solar power generation. Needs can be met precisely, and its industrial utility value is great.
- Reference Signs List 1 201, 301 Power generation fence 2 Double-sided photovoltaic panel 21 Light-receiving surface 22a Upper side 22b Lower side 23a, 23b Sides 24, 25 Electrode 26 Wiring cover 3 Fixed structure 4 First member 41 Screw pile 42 Long hole 5 First fastening member 5a, 5b, 5c, 5d, 205 Bolt/nut 6, 206 Second member 61a, 261a Upper horizontal frame 61b, 261b Lower horizontal frame 62, Reference numerals 162, 262 Strut tubes 62a, 162a, 262a Hollow 63 Lateral conduit 64 Reinforcement member 65 Tube 66 Groove 67 Long hole 68 Notch 69 Fixtures 7, 8 Flange 9 Second fastening Member 100 Car 141 Hollow pile 141a Cutting blade 200 Parking lot 210 Groove 211 Plate G Ground surface H Wiring space S Space
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Fencing (AREA)
Abstract
施工性を改善し、設置場所の自由度が大きく、配線施工性や外観を向上させ、耐風圧性を改善することを目的とする。発電フェンス1は、両面受光型太陽電池パネル2と、パネル2の受光面21が地表面Gと垂直となるように設置され、パネル2の上辺22a、下辺22b及び一対の側辺23a,23bを固定する金属製の固定構造3と、を備え、パネル2の下側にスペースSを有し、この固定構造3が、地中に打設されるスクリュー杭41を有する、管状の一対の第1部材4と、パネル2を第1締結部材5により固定する管状の第2部材6とが脱着可能な構造である。
Description
本発明は、垂直に設置された太陽電池パネルを用いる発電フェンス及びその施工方法に関する。
特許文献1に記載の発明は、生産性の向上により工期短縮が可能なソーラーパネルを、平坦な土地だけでなく傾斜地、起伏のある土地、軟弱な地盤の土地にも建設できる工法を開発することを目的とし、破砕性能に優れたスクリュー杭の打ち込み方法、当該スクリュー杭を基礎部材として使用するソーラーパネル用ユニット工法を開発することを目的とし、接地部がRを有するリーダー式杭打ち機でスクリュー抗を打ち込む第1工程、工場又はヤードにおいて予めソーラーユニット用枠と架台を組み立て、モジュールを当該枠にはめ込みソーラーユニットを組み立てる第2工程、ソーラーユニットをクレーンでつり上げてスクリュー杭上へ移動する第3工程、スクリュー杭にソーラーユニットの架台をフランジで接合設置する第4工程からなるソーラーパネル用ユニット工法により達成される。
特許文献2に記載の発明は、表裏の受光面への日射の妨げが少ない両面受光型太陽電池モジュール垂直設置用太陽電池アレイを提供するため、複数個の両面受光型太陽電池モジュールを太陽電池モジュールの受光面が地表面と垂直となるように設置した両面受光型太陽電池アレイにおいて、両面受光型太陽電池アレイ内の構造部材が前記両面受光型太陽電池モジュールの外周部に配置される。
特許文献1では、太陽電池パネルを傾斜して配置しなければならず、広大な設置面積が必要となり、太陽電池パネルの設置できる場所が制約される。太陽電池パネルを傾斜して配置するので、施工が複雑化する。
特許文献2では、単独での設置であるため、設置場所が制約される。また、垂直支柱としての役割を果たす構造部材を固定するためには、地面を大きく掘削して、コンクリート等で固定しなければならない。そのため、施工性が悪く、設置場所が制約されて、太陽電池パネルの容易設置性が阻害される。構造部材の凹部が露出しており、配線施工性や外観が劣る。複数の両面受光型の太陽電池モジュールの個々に対して、枠状の構造部材で囲って固定してあるので、個々の太陽電池モジュールの接合部分に大きな風圧が加わった場合、太陽電池モジュールが変形したり、破損するおそれがある。
太陽電池パネルは、建築物、構造物等に設置することが多いが、耐震工事等の補強工事を必要になるという問題がある。
二酸化炭素ガスの排出量削減を目的として、太陽電池パネルの大規模小売店舗の敷地内への設置の需要があるが、大規模小売店舗立地法により求められる駐車場の収容台数を確保する必要があるため、太陽電池パネルの設置に多くの敷地を割り当てることができず、太陽電池パネルの設置場所の拡大が求められている。
本発明の課題は、設置場所を拡大し、設置の自由度を高め、施工性を改善し、耐風圧性を改善することである。
上記課題を解決するために、本発明は、両面受光型太陽電池パネルと、該両面受光型太陽電池パネルの受光面が垂直となるように設置され、前記両面受光型太陽電池パネルの上辺、下辺及び一対の側辺を固定する金属製の固定構造と、を備え、前記固定構造が、地中に打設される杭を有する、管状の一対の第1部材と、前記両面受光型太陽電池パネルを第1締結部材により固定する管状の第2部材と、を備え、前記第1部材と前記第2部材とが脱着可能な構造であり、前記第2部材が、一対の横フレームと、該横フレームの両端に固定される一対の支柱管と、から構成され、前記横フレームに横導管を有し、前記両面受光型太陽電池パネルの上辺と下辺が、前記一対の横フレームに固定され、前記一対の側辺が前記第2部材の支柱管の上部領域の内側に固定され、前記第1部材の上端と、前記第2部材の下端とが、それぞれ、長孔付きのフランジを有し、前記それぞれのフランジが突合わされて、第2締結部材で固定が可能であり、前記支柱管の両側に前記両面受光型太陽電池パネルを直線上に接続することを特徴とする発電フェンスである。
前記両面受光型太陽電池パネルが複数であり、前記支柱管の両側に縦方向の凹溝を有し、該凹溝の両側から前記両面受光型太陽電池パネルの側端部を嵌合することにより、前記両面受光型太陽電池パネルが直線上に連結される。
前記両面受光型太陽電池パネルが駐車場又は遊休地の区画又は境界に沿って配置される。
前記第1部材の長孔と、前記第2部材の長孔とが直線上の複数対の長孔であり、対応する位置に設けられる。
前記横フレームに横導管を有し、該横導管の中空に配線がなされ、前記凹溝が一対の連続溝であり、背向するように配置され、前記第2部材の支柱管の前記凹溝に前記一対の側辺を差し込む構造を有する。
前記横フレームに切欠部を設ける。前記切欠部は、下方に向かって縮径しており、下面に開口を有する。開口は適宜の形状でよい。
前記地中に打設される杭が、中空であり、先端に切削刃を有する。前記杭を地中に打設する際に、地表面が盛り上がることを防止することができる。
前記支柱管の中空に補強部材をさらに備える。前記発電フェンスの耐風圧性が向上する。
本発明の別の発明は、杭打ち機を使用して垂直方向を維持しながら長孔付きのフランジを上端に有する杭である管状の一対の第1部材を地中に打ち込み、前記フランジを地表に配置する杭打工程と、両面受光型太陽電池パネルの上下に一対の横フレームを配置し、前記両面受光型太陽電池パネルの両側に支柱管を配置し、第1締結部材により、前記両面受光型太陽電池パネルの一対の側辺が前記支柱管の上部領域の内側に位置するように、前記一対の横フレームと前記支柱管とから構成される第2部材に前記両面受光型太陽電池パネルを固定する第1固定工程と、前記第1部材の上端のフランジと、前記第2部材の下端にある長孔付きのフランジを突合わせて、第2締結部材で固定することにより、両面受光型太陽電池パネルと、該両面受光型太陽電池パネルの受光面が垂直となるように設置される第2固定工程と、前記第2部材とは別の第2部材を用いて、第1締結部材により、前記両面受光型太陽電池パネルとは別の両面受光型太陽電池パネルの一対の側辺が前記支柱管のうちの一つの上部領域と、前記別の第2部材の支柱管の上部領域と、の内側に位置するように、前記第2部材及び前記別の第2部材に前記両面受光型太陽電池パネルを固定することにより、2以上の両面受光型太陽電池パネルを直線上に垂直に配置する連結工程と、を備える発電フェンスの施工方法である。
本明細書において、字句の解釈は次の通りである。「杭」は、前記固定構造を設置するために地中に打設される部材であり、スクリュー杭、鋼管杭、H形鋼杭等が採用できる。
本発明によれば、施工性を改善し、設置場所の自由度が大きく、配線施工性や外観を向上させ、耐風圧性を改善することができる。
本発明第1実施形態の発電フェンス1は、両面受光型太陽電池パネル2(以下、パネル2という。)と、パネル2の受光面21が地表面Gと垂直となるように設置され、パネル2の上辺22a、下辺22b及び一対の側辺23a,23bを固定する金属製のコ字形の固定構造3と、を備えている。パネル2の下側にスペースSを有している(図1参照)。受光面21が地表面Gと垂直であるため、設置場所を拡大することができる。
この固定構造3が、地中に打設されるスクリュー杭41を有する、管状の一対の第1部材4と、パネル2を第1締結部材5により固定する管状の第2部材6と、を備え、第1部材4と前記第2部材6とが脱着可能な構造である。
第2部材6が、上下一対の平行に配置される上横フレーム61a、下横フレーム61bと、上横フレーム61a、下横フレーム61bの両端に固定される左右一対の支柱管62と、を有している。下横フレーム61b及び上横フレーム61aと、支柱管62とは、固定具69、例えばアングル形状のブラケットを介してそれぞれボルト・ナット5a,5bで締結されている(図2~4参照)。上横フレーム61aの上側に横導管63が配置されている。パネル2の上辺22aと下辺22bが、一対の横フレーム61a、61bに固定され、一対の側辺23a,23bが第2部材6の支柱管62の上部領域の内側に固定されている。第2部材6の下端には、支柱管62の下端を挿入する管65を設けており、管65と支柱管62とはボルト・ナット5cで締結されている。
管65の下端と、第1部材4の上端に、それぞれ、長孔付きのフランジ7,8を有し、それぞれのフランジ7,8が突合わされて、第2締結部材9で固定が可能である(図5(a)~(c)参照)。このように固定されるため、設置の自由度が高く、施工性がよい。
図5(d)示すように、第1部材4は、スクリュー杭41に換えて、中空の円筒体であり、先端に切削刃141aを有するホールソーである中空杭141を採用してもよい。地中に打設される際に、中空杭141の内部に土が収容されるため、打設による地表面の盛り上がりを防止することができ、施工性がより向上する。
支柱管62は断面略円形であり、支柱管62の両側に一対の縦方向に設けられた凹溝66を背向するように有し、この凹溝66の両側からパネル2の側辺23a,23bを差し込むことにより、パネル2が直線上に連結される(図2参照)。パネル2の連結数は適宜に選択できる。支柱管62の中空62aに、棒状の補強部材64を設けてもよい。補強部材64を設けることにより、発電フェンス1の耐風圧性を向上させることができる。補強部材64を設ける場合には、図6に示すように、縦方向(パネル2の厚さ方向)の幅が、横方向(パネル2の長さ方向)の幅よりも大きい補強部材64を設けるための中空162aを中心に形成した支柱管162を使用してもよい。これにより、発電フェンス1の耐風性がより向上する。支柱管62,162の断面形状は、略円形に限定されず、矩形、多角形、楕円形、長円形等であってもよい。
第1部材4の長孔42と、第2部材6の長孔67とが、直線上の複数対の長孔であり、対応する位置に設けられる。
横導管63の中空に配線スペースHが設けられて配線がなされ、支柱管62の凹溝66が一対の連続溝で背向するように配置され、凹溝66に一対の側辺23a,23bを差し込んで固定する構造である。凹溝66は2段に縮径されていて、外側に広い段部、内側に狭い段部を備え、パネル2の端部を受容するようになっている。パネル2は、その中央部に電極24,25(図7参照)と縦方向の配線カバー26とを有しており、電極24,25に接続された配線(図示略)は配線カバー26内に配置されている。配線カバー26は、その上端部が横導管63にビス止めされ、その下端部が、ボルト・ナット5dで下横フレーム61bに固定された固定具69にビス止めされることによって固定されている。
上横フレーム61aに、上横フレーム61aと横導管63の内部と配線カバー26の内部を連通する位置に縦方向の切欠部68が設けられており、電極24,25に接続された配線は切欠部68を通じて横導管63の配線スペースHに誘導されるようになっている(図4参照)。
発電フェンス1によれば、配線等の施工性を改善し、設置場所の自由度が大きくなり、外観を向上でき、耐風圧性を改善することができる。例えば、駐車場200であれば、発電フェンス1が駐車の邪魔にならず、駐車場200を円滑に運営や利用ができる。
本発明第1実施形態の発電フェンス1の施工方法について説明する。オーガ式杭打ち機(図示略)を使用して垂直方向を維持しながら、スクリュー杭41を有する、管状の一対の第1部材4を地中に打ち込み、フランジ8を地表に配置する杭打工程を実施する。
パネル2の側辺23a,23bを凹溝66に嵌合させ、パネル2の上辺22aの上面に上横フレーム61a、下辺22bの下面に下横フレーム61bを当て、上横フレーム61aの上側に横導管63を組み付け、配線スペースHに配線工事を行い、固定具69等の固定用の部材を用いて、第1締結部材5(ボルト・ナット5a~5c)で緊締し、配線カバー26を組み付けることにより、パネル2の一対の側辺23a,23bが支柱管62の上部領域の内側に位置するように、上横フレーム61a、下横フレーム61b、及び支柱管62等で構成される第2部材6にパネル2を固定する第1固定工程を実施する。第1固定工程は、予め、工場で行っても、現場で行ってよい。
フランジ7,8が突合わされて、第2締結部材9で固定することにより、パネル2の受光面21が地表面Gと垂直となるように設置される第2固定工程を実施する。
第1固定工程と同様に他のパネル2と他の第2部材6とを組み立て(第1工程において組み立てた第2部材6と接合する側の支柱管62は取り付けない)、配線スペースHに配線工事を行い、支柱管62を取り付けていない側の他のパネル2の側辺を第1固定工程で組み立てた第2部材6の支柱管62に取り付け、パネル2の片側のみに第2固定工程を行う連結工程を実施する。この工程により、複数のパネルをそれらの受光面21が垂直となるように直線上に連結して配置することができる。
図7、図8は駐車場200にパネル2を2個、設置した例であり、駐車場200の隣接する区画の境界ライン上に設置し、駐車区画に自動車100を駐車するものである。
このような発電フェンスの施工方法を実施することにより、発電フェンス1と同様の効果を奏する。架台が不要で、パネル2をその架台下部を水平に維持しかつ任意の傾斜によりつり上げ移動する工程がなく、パネル2をつり上げるワイヤー調整型吊具も不要となるので、効率的な構築ができる利点がある。
図9、図10は、パネル2の月平均日射量、出力、発電量等の関係を示すものであり、十分な電力が得られることがわかる。
図11に、駐車場200の区画に沿って、多数の発電フェンス1が直線上に配置された例を示す。
本発明の第2実施形態の発電フェンス201を説明する。第1実施形態と共通するものについては、同一の符号を付して、その図示及び説明を援用し、主に相違点を説明する。発電フェンス201は、第2部材6に換えて、上横フレーム261a、下横フレーム261b、及び支柱管262を有する第2部材206を備える(図12参照)。上横フレーム261a、下横フレーム261b、及び支柱管262は、断面略矩形であり、各側面には、長さ方向に連続する溝210が少なくとも1つ設けられた中空の棒状体である(図12~14参照)。溝210にボルトの頭部を挿入可能である。支柱管262としては、上横フレーム261a及び下横フレーム261bよりも断面の寸法が大きいものを使用してもよい。これにより、発電フェンス201の耐風圧性が向上する。上横フレーム261a、下横フレーム261b、及び支柱管262は、汎用のアルミフレームを使用することができるため、製造コストを削減することができる。
支柱管262の中空262aには、補強部材64が設けられている(図12、14参照)。補強部材64を設けることにより、発電フェンス201の耐風圧性を向上させることができる。支柱管262により発電フェンス201が十分な耐風圧性を有する場合には、補強部材64を設けなくてもよい。パネル2の第2部材206への固定は、上横フレーム261a、下横フレーム261b、及び支柱管262のそれぞれに、ボルト・ナット205により板体211を取り付け(図12、13(d)、14(d)参照)、この板体211にパネル2の上辺22a、下辺22b、及び側辺23a、23bを固定することにより行う。
[実施例1]
実施例1では、パネル2を直線上に2枚連結した第2実施形態の発電フェンス301を作成し(図15参照)、耐風圧試験を行った。発電フェンス301は、設置した状態において地上に位置する部分のみを作成した。発電フェンス301の寸法は、長さ4482mm、高さ2120mmであった。パネル2には、Astro Twins 450W(商品名、A CHINT.CO製)を採用した。パネル2の寸法は、長さが2094mm、高さが1038mm、幅が30mmであった。上横フレーム261a及び下横フレーム261bは、長さが2131mm、断面が30mm×30mmのA6N01S-T5(アルミニウム合金)製のアルミフレームであるNFS3030(型式、鍋清グローリー株式会社製)を採用した。支柱管262は、長さが1870mm、断面が60mm×60mmのA6N01S-T5製のアルミフレームであるNFS6060(型式、鍋清グローリー株式会社製)を採用した。各支柱管262の中空262aには、長さが1870mmであり、断面が38mm×19mmの角棒体であるSS400製の補強部材64を設けた。配線カバー26及び横導管63は、A6N01S-T5製の厚さ1.5mmの板を曲げて作成した。管65は、長さ300mm、断面が71mm×71mm、厚みが5mmのSS400製の角管体を採用した。フランジ7、8は、外径が200mm、厚みが10mmのSS400製の円盤体を採用した。第1部材4は、設置時に地上に位置する部分のみであり、フランジ8を除いた部分は、長さが120mm、外径が76mm、厚みが5.5mmのSS400製の円管体を採用した。
実施例1では、パネル2を直線上に2枚連結した第2実施形態の発電フェンス301を作成し(図15参照)、耐風圧試験を行った。発電フェンス301は、設置した状態において地上に位置する部分のみを作成した。発電フェンス301の寸法は、長さ4482mm、高さ2120mmであった。パネル2には、Astro Twins 450W(商品名、A CHINT.CO製)を採用した。パネル2の寸法は、長さが2094mm、高さが1038mm、幅が30mmであった。上横フレーム261a及び下横フレーム261bは、長さが2131mm、断面が30mm×30mmのA6N01S-T5(アルミニウム合金)製のアルミフレームであるNFS3030(型式、鍋清グローリー株式会社製)を採用した。支柱管262は、長さが1870mm、断面が60mm×60mmのA6N01S-T5製のアルミフレームであるNFS6060(型式、鍋清グローリー株式会社製)を採用した。各支柱管262の中空262aには、長さが1870mmであり、断面が38mm×19mmの角棒体であるSS400製の補強部材64を設けた。配線カバー26及び横導管63は、A6N01S-T5製の厚さ1.5mmの板を曲げて作成した。管65は、長さ300mm、断面が71mm×71mm、厚みが5mmのSS400製の角管体を採用した。フランジ7、8は、外径が200mm、厚みが10mmのSS400製の円盤体を採用した。第1部材4は、設置時に地上に位置する部分のみであり、フランジ8を除いた部分は、長さが120mm、外径が76mm、厚みが5.5mmのSS400製の円管体を採用した。
耐風圧試験は、第1部材4の下端部を固定した状態で耐風圧試験装置(図示略)に取り付けた発電フェンス301に対して、正面から背面に向かって風圧力を加えることにより行った。加えた風圧力は、粗度区分II~IVの地点における風速40m/sに対応するものとし、風圧力を加える時間を10秒間とした。上記風圧力は、日本工業規格(JIS C 8955:2017)、建築基準法施行令第87条、及び建設省告示第1454号に基づいて算出し、粗度区分II~IVにおいて、それぞれ、2.39kPa、1.61kPa、1.39kPaであった。耐風圧試験の評価は、設定した風圧力を加えた時(載荷時)及び除去した後(除荷後)における、パネル2及び支柱管262の最大たわみ量の測定と発電フェンス301の状態の観察により行った。最大たわみ量の測定は、発電フェンス301に分解能0.01mm及び0.05mmの変位計(図示略)を設置し、耐風圧試験前の位置を基準として、正面視で中央及び右側に位置する支柱管262と右側のパネル2に対して行った(図15参照)。正面から背面への変位を+側の変位として最大たわみ量を算出した。耐風圧試験の結果を表1に示す。
粗度区分IIの条件時の中央の支柱管262が、載荷時及び除荷後において最も大きい最大たわみ量を示し、その値はそれぞれ、236.7mm及び73.0mmであった。いずれの風圧力の載荷時及び除荷後においても、破損が確認されず、発電フェンス301は、高い耐風圧性を有していた。
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれる。固定構造3の形状、構造は、実施形態に限定されず、適宜、変更や追加が可能である。上横フレーム61aと横導管63は、パネル2の1個に各々対応する形状に設定されているが、パネル2の複数個に各々対応する形状に設定してもよい。
本発明は、フェンスが直立した発電パネルを備えることで、駐車場、土地境界部分等を活用して、太陽光パネルの設置場所を増大させて、太陽光発電の量を増大させることにより、発電ニーズに的確に応えることができ、その工業的利用価値は大である。
1,201,301…発電フェンス
2…両面受光型太陽電池パネル
21…受光面
22a…上辺
22b…下辺
23a,23b…側辺
24,25…電極
26…配線カバー
3…固定構造
4…第1部材
41…スクリュー杭
42…長孔
5…第1締結部材
5a,5b,5c,5d,205…ボルト・ナット
6,206…第2部材
61a,261a…上横フレーム
61b,261b…下横フレーム
62,162,262…支柱管
62a,162a,262a…中空
63…横導管
64…補強部材
65…管
66…凹溝
67…長孔
68…切欠部
69…固定具
7,8…フランジ
9…第2締結部材
100…自動車
141…中空杭
141a…切削刃
200…駐車場
210…溝
211…板体
G…地表面
H…配線スペース
S…スペース
2…両面受光型太陽電池パネル
21…受光面
22a…上辺
22b…下辺
23a,23b…側辺
24,25…電極
26…配線カバー
3…固定構造
4…第1部材
41…スクリュー杭
42…長孔
5…第1締結部材
5a,5b,5c,5d,205…ボルト・ナット
6,206…第2部材
61a,261a…上横フレーム
61b,261b…下横フレーム
62,162,262…支柱管
62a,162a,262a…中空
63…横導管
64…補強部材
65…管
66…凹溝
67…長孔
68…切欠部
69…固定具
7,8…フランジ
9…第2締結部材
100…自動車
141…中空杭
141a…切削刃
200…駐車場
210…溝
211…板体
G…地表面
H…配線スペース
S…スペース
Claims (9)
- 両面受光型太陽電池パネルと、該両面受光型太陽電池パネルの受光面が垂直となるように設置され、前記両面受光型太陽電池パネルの上辺、下辺及び一対の側辺を固定する金属製の固定構造と、を備え、
前記固定構造が、地中に打設される杭を有する、管状の一対の第1部材と、前記両面受光型太陽電池パネルを第1締結部材により固定する管状の第2部材と、を備え、
前記第1部材と前記第2部材とが脱着可能な構造であり、
前記第2部材が、一対の横フレームと、該横フレームの両端に固定される一対の支柱管と、から構成され、
前記両面受光型太陽電池パネルの上辺と下辺が、前記一対の横フレームに固定され、前記一対の側辺が前記第2部材の支柱管の上部領域の内側に固定され、
前記第1部材の上端と、前記第2部材の下端とが、それぞれ、長孔付きのフランジを有し、前記それぞれのフランジが突合わされて、第2締結部材で固定が可能であり、
前記支柱管の両側に前記両面受光型太陽電池パネルを直線上に接続することを特徴とする、
発電フェンス。 - 前記両面受光型太陽電池パネルが複数であり、前記支柱管の両側に縦方向の凹溝を有し、該凹溝の両側から前記両面受光型太陽電池パネルの側端部を嵌合することにより、前記両面受光型太陽電池パネルが直線上に連結される請求項1に記載の発電フェンス。
- 前記両面受光型太陽電池パネルが駐車場又は遊休地の区画又は境界に沿って配置される請求項1又は2に記載の発電フェンス。
- 前記第1部材の長孔と、前記第2部材の長孔とが直線上の複数対の長孔であり、対応する位置に設けられる請求項1~3のいずれか1項に記載の発電フェンス。
- 前記横フレームに横導管を有し、該横導管の中空に配線がなされ、前記凹溝が一対の連続溝であり、背向するように配置され、前記第2部材の支柱管の前記凹溝に前記一対の側辺を差し込む構造を有する請求項2に記載の発電フェンス。
- 前記横フレームに切欠部を設ける請求項1~5のいずれか1項に記載の発電フェンス。
- 前記地中に打設される杭が、中空であり、先端に切削刃を有する請求項1~6のいずれか1項に記載の発電フェンス。
- 前記支柱管の中空に補強部材を備える請求項1~7のいずれか1項に記載の発電フェンス。
- 杭打ち機を使用して垂直方向を維持しながら長孔付きのフランジを上端に有する杭である管状の一対の第1部材を地中に打ち込み、前記フランジを地表に配置する杭打工程と、
両面受光型太陽電池パネルの上下に一対の横フレームを配置し、前記両面受光型太陽電池パネルの両側に支柱管を配置し、第1締結部材により、前記両面受光型太陽電池パネルの一対の側辺が前記支柱管の上部領域の内側に位置するように、前記一対の横フレームと前記支柱管とから構成される第2部材に前記両面受光型太陽電池パネルを固定する第1固定工程と、
前記第1部材の上端のフランジと、前記第2部材の下端にある長孔付きのフランジを突合わせて、第2締結部材で固定することにより、両面受光型太陽電池パネルと、該両面受光型太陽電池パネルの受光面が垂直となるように設置される第2固定工程と、
前記第2部材とは別の第2部材を用いて、前記第1締結部材により、前記両面受光型太陽電池パネルとは別の両面受光型太陽電池パネルの一対の側辺が前記支柱管のうちの一つの上部領域と、前記別の第2部材の支柱管の上部領域と、の内側に位置するように、前記第2部材及び前記別の第2部材に前記両面受光型太陽電池パネルを固定することにより、2以上の両面受光型太陽電池パネルを直線上に垂直に配置する連結工程と、
を備える発電フェンスの施工方法。
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