(54)【考案の名称】太陽電池パネルの架台装置

(73)【実用新案権者】不二高圧コンクリート株式会社

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図1

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、太陽電池パネルの支持用の架台装置に係り、特に、メガワット級の太陽電池電力生成装置用の太陽電池パネル支持に好適な太陽電池パネルの架台装置に関する。

【従来の技術】

【0002】
排出物による環境汚染がなく、石油資源などの燃料消費がない、さらに、無尽蔵の太陽光を直接電気に変える太陽電池はエネルギー変換効率さえ向上させることができれば、理想的な電力源であり、エネルギー変換効率向上のための研究、開発が現に絶えることなくなされている現状では、魅力的な電力エネルギー生成源としての選択肢の一つである。特に、先の東北大地震に伴う原子力エネルギー依存への警鐘を鳴らす事故を生じるに至っては、太陽光発電に寄せる期待はますます高いものとなっている。
【0003】
太陽光発電は、シリコンなどの半導体中に光が入射する際に光が半導体原子に衝突して生じる光量子効果などにより直接電気を発生させるものであり、半導体セルを集合させて太陽電池モジュールを構成し、複数の太陽電池モジュールを薄い平板状にパネル化した太陽電池パネルのパネル面を照射効率が良い傾斜角度に配置させて直接に太陽光を取り込むことで発電エネルギーを得るようにしたものである。太陽電池パネルは照射効率を考慮した所定の傾斜角度に安定して長期に保持することが必要であり、特に、風圧や地震等の地盤振動に対しても耐性を有する支持構造が求められる。さらに、太陽光による電力生成については、太陽電池受光面を大面積とした発電が必要であり、太陽電池パネルをアレー状に連設した状態で保持するという機能面から、大面積のパネル支持が可能な低コストの架台構造が求められる。従来、太陽電池パネルの支持用架台として例えば特許文献1のものが提案されている。
【0004】

【効果】

【0013】
本考案の太陽電池パネルの架台装置によれば、所要の地上高さにおいて所要の勾配で傾斜して配置される太陽電池パネルと、側面視L字縦部と同L字縦部から略直角で横方向に延設された側面視L字底部とを有し、太陽電池パネルの低位側を下から受けるコンクリート製の低位支持L字架台と、側面視L字縦部と同L字縦部から略直角で横方向に延設された側面視L字底部とを有し、太陽電池パネルの高位側を下から受けるコンクリート製の高位支持L字架台と、それぞれの架台がL字と逆L字の関係で配置されるように、それらの側面視L字底部は、互いに近接する方向に延設させ、L字底部どうしを着脱自在に重畳させて連結する連結機構と、を含み、低位支持L字架台と、高位支持L字架台と、を連結させた状態でU字状の無基礎一体化架台を形成する構成であるから、極めて簡単な構成で低コストであり、さらに容易かつ短時間に太陽電池パネルを安定支持状態で現場設置を完了できる上に、工場での見込み生産が可能で大幅なコスト低減を可能とするとともに、パネル面積に応じた架台のサイズ変更要請に対しても容易に変更調製することが可能である。また、低位支持L字架台の側面視L字底部を壁体の底版プレートすることにより、地面に載置するだけで支持基礎を形成でき、地中基礎等が不要で設置場所も任意に設定できる。高位支持L字架台は1個以上であればよい。また、高位支持L字架台の側面視L字底部の低位支持L字架台のL字縦部方向の延設長さは、低位側L字縦部の側壁面近傍まで長く設置しても、あるいは中途で終端させてもよい。
【0014】
また、低位支持L字架台の側面視L字底部は、先端が高位支持L字架台の側面視L字底部の基端部まで延設されている構成であるから、低位支持L字架台のL字底部の上面に高位支持L字架台のL字底部を載置させた状態で両者を締結させることにより、位置決め後のボルト締結作業等の簡単な作業と短時間の施工で作業を完了させることができる。また、低位支持L字架台のL字底部の上面に高位支持L字架台のL字底部を載置させた状態での両者の連結固定を具体的に実現させることができる。
【0015】
また、高位支持L字架台の側面視L字底部が低位支持L字架台の側面視L字底部の上面に載置して重畳する状態で連結される構成であるから、極めて簡単な構成で容易かつ短時間に太陽電池パネルを安定支持状態で現場設置を完了でき、低コストであり、しかも、工場での見込み生産が可能で大幅なコスト低減を可能とするとともに、パネル面積に応じた架台のサイズ変更要請に対しても容易に変更調製することが可能である。
【0016】
また、高位支持L字架台の正面幅サイズは、低位支持L字架台の正面幅サイズよりも小さく形成されて脚状架台を形成しており、1つの低位支持L字架台に対して、複数の高位支持L字架台が締結固定される構成であるから、主要の構成要素をL字の架台のみとしつつ、高位支持L字架台を低位支持L字架台に比して幅狭のL字架台とし、1つの低位支持L字架台に対して複数の高位支持L字架台を配置させて固定させることで、太陽電池パネル面積に応じた架台のサイズ変更を具体的に実現し得る。さらに、高位支持L字架台を幅狭のL字架台としているから、装置全体の軽量化を達成しつつ太陽電池パネルの安定支持を行なえるとともに、高位支持L字架台間の開放部位を確保して架台内の熱滞留を防止し太陽電池パネルによる電力生成効率維持に寄与させることができる。
【0017】
また、低位支持L字架台の側面視L字底部には、高位支持L字架台の側面視L字底部を重畳した状態で着脱連結するための複数の締結用穴が穿穴されている構成であるから、低位支持L字架台のL字底部の上面に高位支持L字架台のL字底部を載置させた状態で両者を締結させる構成を具体的に実現することができる。
【0018】
また、低位支持L字架台の側面視L字縦部の壁体に1個又は複数の大貫通孔が設けられている構成であるから、架台内の熱放散、架台全体の軽量化、メンテナンス作業のしやすさに資する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本考案の第1実施形態に係る太陽電池パネルの架台装置の側面図である。
【図2】図1の装置の分解斜視説明図である。
【図3】図1の装置の太陽電池パネルを省略して高位支持L字架台を低位支持L字架台から分離させて示した状態の側面図である。
【図4】図1の装置の高位支持L字架台の正面図である。
【図5】それぞれのL字架台のL字縦部の上端壁部分に設置された太陽電池パネルの傾斜支持装置の一部省略拡大正面図である。
【図6】図5の太陽電池パネルの傾斜支持装置部分の分解斜視説明図である。
【図7】低位支持L字架台の隣接の密着架台との連結機構の拡大斜視説明図である。
【図8】図1の装置を複数密接並置させて太陽電池パネルを傾斜支持させる状態を示す全体斜視説明図である。
【図9】本考案の第2実施形態に係る太陽電池パネルの架台装置の分解斜視説明図である。
【図10】図9の装置について、太陽電池パネルを傾斜支持させる状態を示す全体斜視説明図である。

【0020】
以下、添付図面を参照しつつ本考案の太陽電池パネルの架台装置の実施の形態について説明する。本実施形態の太陽電池パネルの架台装置は、複数の半導体セルを集合させて太陽電池モジュールを構成し、複数の太陽電池モジュールを薄い平板状にパネル化した太陽電池パネルの架台装置であるが、本発明の太陽電池パネルの架台装置は、複数の太陽電池パネルを相互接続してアレイ状に並列させて大型パネル化したもの全体の傾斜支持から、一方では、小型の太陽電池パネルの独立架設支持まで、幅広く適用することができる。
【0021】
図1ないし図8は、本考案の第1実施形態の太陽電池パネルの架台装置を示しており、図において、太陽電池パネルの架台装置1は、側面視でL字状のコンクリート製壁構造体のみを主構成要素としてこれらの複数個を組付けてU字状の一体化架台を形成して成るものであり、実施形態の太陽電池パネルの架台装置1は太陽電池パネル2と、低位支持L字架台3と、高位支持L字架台4と、連結機構5と、無基礎一体化架台6と、を含む。
【0022】
実施形態において、太陽電池パネル2は、例えば、8枚の単位太陽電池パネルをマトリクス状に配置して、例えば縦方向の長さが約3m程度、横方向の長さが約1.5m程度の縦長矩形状としそれぞれ外部から保護された状態で電気配線して矩形支持フレームに取り付けた状態で支持されている。図示しないが、太陽電池パネルどうしは電気的に直列接続され、並列接続で電力を取り出し、交流変換してパワーコンディショナや電力制御装置で外部に供給される。太陽電池パネル2はパネル面への太陽光の照射効率向上のために、所要の地上高さにおいて、所要の勾配で傾斜して配置される。
【0023】
図2は、本実施形態の太陽電池パネルの架台装置の架台部分の分解斜視図であり、図2中で、矢視X方向を正面視、Y方向を側面視とする。図において、低位支持L字架台3は、太陽電池パネルの低位側を下から受ける鉄筋コンクリート製の架台手段であり、図1にも示すように、略鉛直方向に沿って配置される側面視L字縦部30と同L字縦部から略直角で横方向に延設された側面視L字底部300とを有する。低位支持L字架台3は、側面視L字縦部30と、側面視L字底部300とをコンクリート一体成形により側面視L字状に一体化して構成しており、図に示すように、L字縦部30の高さより充分に長い長さで側面視L字底部300が一方向に延設されている。側面視L字縦部30と側面視L字底部300とは基本的には、厚さが同じ壁体であり、これらが一体化された低位支持L字架台3は、地面側に接地される底部300が台盤状に広く設定されたコンクリート製底壁であり、その端部から略直角状に短くL字縦部30の壁体を立ち上げた構成となって、極めて安定した構造となっている。すなわち、低位支持L字架台3は、矩形の底壁プレートの一片側から略直角に縦壁プレートを立ち上げて側面視L字架台とした一体成形体で構成されている。本実施形態では、低位支持L字架台3の側面視L字縦部30の壁体に2個の大貫通孔31が設けられており、架台内側の熱放出による太陽電池パネルの電力生成機能保持、メンテナンス作業の利便、軽量化確保を行ないやすくしている。
【0024】
低位支持L字架台3の側面視L字縦部30の壁体は正面視(X)で、横長矩形枠で形成されており、その上端平面部には、太陽電池パネルの傾斜低位側支持装置の取付用インサート穴32が複数個、間隔をあけて一列に設置されている。太陽電池パネルの傾斜低位側支持装置の構成は任意の構成とすることができる。太陽電池パネルのフレームとL字縦部30との連結を行う構成としてもよいし、また、L字縦部30にフレーム部材の嵌合を受ける部位を設けて太陽電池パネルのフレームを直接に嵌合させる構成とすることもできる。本実施形態では、図5,6のように、長手方向に2つ割れ可能な一側面が傾斜した角パイプ部材33,33と補強枠34と複数の締結部材35とにより太陽電池パネルのフレームを傾斜状態で固定支持している。また、側面視L字縦部30の壁体の幅方向両端の上部寄りには低位支持L字架台3を密着並列させて設置する際の位置合わせ兼位置決め用の切欠き36が設けられている。切欠き36部分には連結用固定ボルトのインサート穴が設けられており、固定用プレートなどを両架台の端部に跨らせて連結固定させることができる。
【0025】
前述したように、低位支持L字架台3のL字縦部30の高さより充分に長い長さでL字縦部30の下端部から略直角に側面視L字底部300が一方向に延設されており、その先端側は、高位支持L字架台4の側面視L字底部400の基端部400aまで延設されている。図2、3において、低位支持L字架台3の側面視L字底部300は矩形の壁プレート状に形成されており、その延長先端側はL字縦部30の正面側の壁面と平行となる端壁面37を形成している。そして、L字底部300の延長先端側には、間隔をあけて直線列状に複数の締結用穴38が上下を深さ方向としてメクラ穴で設けられている。実施形態において、締結用穴38は、ボルト締め込み用の埋め込みインサート穴で形成されている。締結用穴38の設置間隔や個数は任意に設定することができる。この締結用穴38は、高位支持L字架台4の側面視L字底部400を重畳した状態で着脱連結するためのものであり、特に本実施形態では図1に示すように、低位支持L字架台3の側面視L字底部300の延長先端側の上面に端面を合わせた状態で高位支持L字架台4の側面視L字底部400を載置させるだけの状態でL字底部300,400どうしを締結固定する。
【0026】
図1ないし図4において、高位支持L字架台4は、太陽電池パネル傾斜支持させる状態の高位側を下から受ける鉄筋コンクリート製の架台手段であり、略鉛直方向に沿って配置される側面視L字縦部40と同L字縦部から略直角で横方向に延設された側面視L字底部400とを有する。本実施形態では、高位支持L字架台4は、1つの低位支持L字架台3Aに対して2個の高位支持L字架台4Aと、隣接する低位支持L字架台との間に跨って配置された他の1つの高位支持L字架台4B(図8参照)とを含み、それらの底部400を低位支持L字架台の底部300上に2枚板状に密着して載置して、連結固定されている。なお、高位支持L字架台4は、低位支持L字架台の底部300の幅内に収まるように2個又は3個以上設ける場合だけでなく、1個のみを設けるようにしても良い。高位支持L字架台4の個数は任意に設定できる。また、隣接する低位支持L字架台との間に跨って配置する高位支持L字架台を設ける必要はなく、高位側の架台の間隔幅、架台の幅サイズも任意である。高位支持L字架台4の底部の低位支持L字架台側に向けた延設長さは低位支持L字架台の側面視L字縦部に届く程度の長さに設定しても良いし、実施形態の図のように、中途で終端させて構成してもよい。高位支持L字架台4は、側面視L字縦部40と、側面視L字底部400とをコンクリート一体成形により側面視L字状に一体化して構成しており、図に示すように、L字縦部40の高さより短い長さで側面視L字底部400が一方向に延設されている。L字縦部40は正面視縦長四角形状で形成されており、その上端面には載置させる太陽電池パネルのフレーム支持用の傾斜高位側支持装置の取付用インサート穴41が複数個、間隔をあけて一列に設置されている。なお、図6では、高位支持L字架台4のL字縦部40側に取り付ける傾斜支持装置の例を示しているが、実施例において、低位支持L字架台3のL字縦部30上端に設置する傾斜支持装置についても同様の構成の装置が配設されている。側面視L字縦部40と側面視L字底部400とは基本的には、厚さが同じ壁体であり、これらが一体化されて高位支持L字架台4が形成されている。すなわち、高位支持L字架台4は、矩形の底壁プレートの一片側から略直角に縦壁プレートを立ち上げて側面視L字架台とした一体成形体で構成されている。L字底部400にはボルト等の締結部材挿入孔39が上下方向に貫通して設けられている。図2、3に示すように、L字底部400の平面視面積はL字縦部40の正面視面積の2分の1以下程度の壁体でL字架台4は形成されている。そして、高位支持L字架台4の正面幅サイズW2は、低位支持L字架台の正面幅サイズW1よりも小さく形成されて脚状架台を形成している。それぞれの架台3,4は、L字と逆L字の関係で配置されるように、それらの側面視L字底部300、400は、互いに近接する方向に延設されて、L字底部どうしが連結固定される。すなわち、高位支持L字架台4のL字底部400が低位支持L字架台3のL字底部300上に重畳載置されて高低位支持L字架台3,4が一体化される。すなわち、低位支持L字架台3のL字縦部30の壁体に対して、高位支持L字架台4のL字縦部40は低位支持L字架台3の正面幅長さ間に配置される複数の脚状架台(図4参照9の壁体)で形成され、1つの低位支持L字架台3に対して、複数の高位支持L字架台4が締結固定されるようになっている。実施形態では、図8に示すように、例えば1つの低位支持L字架台3に2個プラス半分幅の高位支持L字架台4が互いに間隔をあけて直線列状に設置固定されている。したがって、架台装置内への熱の滞留を防止するとともに、施工性を良好にさせ、軽量化、低コスト化を図れる。
【0027】
連結機構5は、低位支持L字架台3のL字底部300と、高位支持L字架台4のL字底部400とを着脱可能に連結して両架台を固定し一体化させる着脱連結手段であり、実施形態では、低位支持L字架台3のL字底部300上に高位支持L字架台4のL字底部400を端部位置を合わせた状態で載置して固定させる。具体的には、前述した高位支持L字架台4のL字底部400の挿入孔39と低位支持L字架台3のL字底部300の締結用穴38とを位置合わせし、締結ボルトにより締結固定することにより、高低位支持L字架台を一体化させる。設計変更等により太陽電池パネルサイズに対応した架台とする場合には、締結ボルトを抜脱して低位支持L字架台のL字底部300に設けた締結用穴38を異なる位置に設定することで自在に調整設定することができる。そして、低位支持L字架台と、高位支持L字架台と、を連結させることで、側面視U字状の一体化架台50(図1参照)を形成する。この一体化架台50は、低位支持L字架台3のL字底部300がコンクリート製の厚板壁体プレートで形成されているので、地面に載置するだけで各L字縦部およびその上の太陽電池パネルを確実に支持することができる。すなわち、低位支持L字架台と、高位支持L字架台と、を連結させた状態でU字状の無基礎一体化架台を形成するものである。
【0028】
なお、図2,3中45は、低位支持L字架台の端壁に設けられた隣接の密着架台との位置決めピン穴、46は、同じく低位支持L字架台の端壁に設けられた隣接の密着架台(低位支持L字架台)との連結機構であり、切欠き47と埋め込みプレート48と締め付けボルト49により隣接の架台とを密着連結し固定することができる。なお、これら位置決めピン穴45、連結機構はL字縦部の上端の太陽電池パネルフレームの支持装置やL字縦部の壁体の貫通孔31と同様に、設置するか否か、あるいは具体的な構成や構造は限定的なものではなく、任意である。また、図1,5、8中、60は、太陽電池パネル支持用フレーム部材のを示したものである。
【0029】
上記のように高位支持及び低位支持のL字架台の着脱組立固定により実現する太陽電池パネルの架台装置は、L字型のプレキャストコンクリート製品製造並びに施工性の点で極めて優れた特性を有する。すなわちコンクリート型成形時における型内へのコンクリート原料の打設、鉄筋の配筋設定、固化後の脱型の点で例えば側面視U字形一体製品や矩形枠の四隅位置から一体に脚を垂下させた製品に比較して容易、簡単であり、低コスト製造が可能な点から有利である。例えばL字形とU字形ではL字形が底面打ち込みと5個取りの背面打ちで成形可能であるのに対し、U字形では側壁が両端から立ち上がるので、L字型よりはるかに複雑な型枠構成となり、コスト高となる。また、脱型を円滑に行なえるようにするために、立ち上がりの側壁対応部分に可動式の型枠部品を配設する必要があり、コスト並びに脱型作業に時間と慎重さが要求される。また、成形後のストックヤードでの収容時に段積みができ、比較的に小さな収容スペースに収容できる上に、小型リフトによる移動、輸送時の積み込みも小スペースで効率よく積載させることができる。さらに、高位支持及び低位支持のL字架台の着脱組立固定により高位支持L字架台の低位支持L字架台への取り付け位置を変更することにより太陽電池パネルのサイズの変更に際しても容易に対応できる結果、プレキャストコンクリート製品として見込み生産が可能である。さらに、これによって、よりコスト低減を促進させる。加えて、装置の設置現場では、低位支持L字架台へ高位支持L字架台を任意の位置に取り付けるだけであるから、施工が容易で短時間の施工により設置を完了させることができる。その他、装置全体としての軽量化、成形製造時の製品の反転のしやすさなどにおいて、他の公知の構造の架台に比して優れるものである。
【0030】
図9,10は、本考案の第2実施形態の太陽電池パネルの架台装置を示しており、図において、第1実施形態の太陽電池パネルの架台装置と同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0031】
この実施形態においては、高位支持L字架台4が低位支持L字架台3と同じ正面幅サイズで、1個のみ設けられ、低位支持L字架台3と高位支持L字架台4がそれぞれ各1個、計2個のL字架台のみで構成されている。この実施形態では、コンクリート型枠構造が極めて安価となり、コンクリート成形製品コストの低減に資する。
【0032】
以上説明した本考案の太陽電池パネルの架台装置は架台の基本的な構成要素がコンクリート製のL字壁体のみで構成されており、製造、保管、運搬が容易で低コストであり、その上、太陽電池パネルの充分な支持機能を保持することができる。
【産業上の利用可能性】
【0033】
本考案の太陽電池パネルの架台装置は、メガワット級の太陽電池電力生成装置用の太陽電池パネル支持ばかりでなく、小型の太陽電池パネルの独立架設支持まで、幅広く適用することができる。
【0034】
1 太陽電池パネルの架台装置
2 太陽電池パネル
3 低位支持L字架台
4 高位支持L字架台
5 連結機構
6 無基礎一体化架台
30 側面視L字縦部(低位)
31 大貫通孔
38 締結用穴
40 側面視L字縦部(高位)
50 一体化架台
300 側面視L字底部(低位)
400 側面視L字底部(高位)


(57)【要約】

【課題】極めて簡単な構成で、低コストであり、パネル面積に応じた架台のサイズ変更要請に対しても容易に変更調製することができる太陽電池パネルの架台装置を提供する。【解決手段】装置は、側面視L字縦部30、40と側面視L字底部300、400とを有し、太陽電池パネルの低位側を下から受けるコンクリート製の低位支持L字架台3と、側面視L字縦部と側面視L字底部とを有する。さらに、太陽電池パネル2の高位側を下から受けるコンクリート製の高位支持L字架台4と、それぞれの架台がL字と逆L字の関係で配置されるように、それらの側面視L字底部は、互いに近接する方向に延設させ、L字底部どうしを着脱自在に重畳させて連結する連結機構5と、を含む。低位支持L字架台3と、高位支持L字架台4と、を連結させた状態でU字状の無基礎一体化架台6を形成する。


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