(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を多積雪地域、あるいは豪雪地帯等に設置する際の高位支持が必要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。一方、北陸、東北、北海道等の多積雪地域に例えばメガワット級の大規模太陽光発電装置を設置する場合、地上高で1.5メートル〜2メートル程度の高さで安定して太陽電池パネルを支持することができる架台装置が望まれる。したがって、多積雪地域向けでの太陽電池パネルの架台装置としては、低コストで高位支持が可能でしかもパネルの支持の安定性を有する装置であることが必要である。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】

【0012】
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支持される太陽電池パネルの架台装置であり、両側部と底部を一体成形により連結して形成した立体U字形のコンクリート製下架台と、両側部の天端を介して下架台の上に載置支持されるコンクリート製上架台であり、両側部の天端に接合連結され水平方向に広がる四角形状の上架台底部と、上架台底部の少なくとも一辺側から直角上方に伸びて上架台底部ととともに一体成形され太陽電池パネルの傾斜高位側を受ける高位受壁部と、を含む立体L字形のコンクリート製上架台と、高位受壁部の天端と、高位受壁部の基部と対向する辺となる上架台底部の端部と、に太陽電池パネルを斜めに渡設して傾斜支持する傾斜支持部と、を含む構成であるから、既成の型枠に少しの加工を施した程度で上下架台を安価に製造することができる上に、太陽電池パネルを傾斜支持するための特殊な金物や、器具等を用いることがなくすべてコンクリート成形工程で製造できるから低廉な材料、製造コストで製造することができる。また、立体U字形コンクリート製架台と立体L字形コンクリート製架台を組み立てるだけで簡単に太陽電池パネルの架台装置を構成でき、施工が簡単で設置時間も短時間で完了させ得る。また、部品数が少なく、管理も簡単であって工場から施工現場への搬送も簡易に行える。さらに、下架台は両側部と底部を有する立体U字形状であるから、側部の天端高さを1.5メートル、2メートルあるいはそれ以上の積雪地域でも太陽光を受光可能な高位支持に応じたU字形下架台を低コストで製造しうる。また、高位斜設の太陽電池パネルの支持安定性に優れ、さらに地面側への基礎の設置も不要である。
【0013】
また、下架台は、両側部の上端を同じ高さとする正立体U字形状とすることにより、前もって計画生産によりストックしておき、上架台は現場施工の際に適宜生産すれば量産コストによりさらにコスト低減を実現し得る。
【0014】
また、上架台の高位受壁部の天端と上架台底部の端部とに渡設され太陽電池パネルを受ける傾斜天端を有する傾斜天端壁を形成するように立体L字形のコンクリート製上架台全体が一体成形され、傾斜天端の天端面全体で太陽電池パネルを受ける傾斜支持部を構成することにより、高位支持によっても太陽電池パネルを上架台に密接させて安定的に傾斜状態で支持させることができる。
【0015】
また、下架台の両側部の下端側から外側横方向に下架台と一体で突設する突設台が連設された構成とすることにより、U字側壁の下端側がそれぞれ逆T字で形成されることとなり、それらを一体連結させるから各架台装置の地面設置側の安定性が向上するとともに、装置を密接して併設させる際にスペーサの機能を行って施工を簡単に行なうことができる。
【0016】
また、上下架台の側部、底部並びに壁体は表裏面の貫通を遮断する遮断壁体か、又は1個又は複数の適宜形状の開口を設けた枠状壁体のいずれかであることにより、必ずしもコンクリートによる重量化が必須でない肉厚部分を材料節減するとともに、架台自体、あるいは架台間の通風を良好にして異常高温化での電力生成機能への悪影響を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】太陽電池パネルを支持させた状態の本考案の第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の装置を複数併設して太陽電池パネルを密接支持させた使用状態斜視説明図である。
【図4】太陽電池パネルを支持させた状態の本考案の第2実施形態に係る太陽電池パネルの架台装置の側面図である。
【図5】図4の装置の分解斜視説明図である。
【図6】図4の装置を複数併設して太陽電池パネルを密接支持させた使用状態斜視説明図である。
【図7】太陽電池パネルを支持させた状態の本考案の第3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8】図7の装置の分解斜視説明図である。
【図9】図7の装置の分解斜視説明図である。

【0018】
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、上下の架台を組み立てて用いるものであり、特に、地上高1.5メートル以上程度の高さに太陽電池パネルの傾斜下端部分を位置させて太陽電池パネルを安定支持可能な高位支持形の太陽電池パネルの架台装置である。本装置は、メガソーラ発電用の大型の太陽電池パネル発電装置から工場、事務所、一般住居等での小規模ソーラ発電装置についても広く適用可能である。
【0019】
図1ないし図3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、例えば1.5メートルあるいは2メートル程度の太陽電池パネル下端高さ位置で太陽電池パネル2を支持するものである。なお、この支持高さは、限定的なものではなく、1.5メートルよりも低位で支持する構成であってもよい。
【0020】
本実施形態の太陽電池パネルの架台装置1は、コンクリート製下架台3と、コンクリート製上架台4と、傾斜支持部17と、を含む。図2,3に示すように、コンクリート製下架台3は、鉄筋コンクリートにより一体成形された立体U字形の受台であり、該コンクリート製下架台3はU字形の両側部3A,3Bを成す対向両側壁31,32と、底部3Cを成す底壁33を有し、これらを一体成形により構成している。立体U字形とは、正面視が所要の肉厚のU字形でその形状が奥行き方向に連続したいわゆるU字溝形の成形体である。本実施形態において、図3,4に示すように、両側壁31,32には縦方向に平行に大きな打ち抜き孔35,36が設けられている。この打ち抜き孔35,36は、太陽電池パネルの下面側の熱気滞留を防止して通風を確保し発電効率に悪影響を与えないようにすると共に、機能上問題を生じない範囲においてコンクリート材料の節減を行うためであり、したがって、打ち抜き孔35,36のサイズ、数、形状等は任意に設定することができる。また、下架台3のU字底壁33にも同様の打抜き孔を設けることができる。コンクリート成形体の立体U字形状のコンクリート型枠は、例えばU字溝に代表されるように多種類、多サイズの既成型枠があって、一般にはこれらはコンクリート成形工場などで保管されており、したがって、立体U字形のコンクリート製下架台3は、既成型枠についてわずかな加工を加えるだけで簡単に制作可能であり、したがって、低コスト製造が可能である。特に、本実施形態においては、この下架台3は、両側部3A、3Bの上端を同じ高さとする正立体U字形状であるから、低コストで製造が容易であるだけでなく、U字側部の所要高さで具体的に複数個を作り置きしてストックし、上架台を載置させて組み立て、使用することができ、需要の変動に応じた納期確保、量産化による低コスト化に資する。コンクリート製下架台3の天端37には図1に示すように上架台4の載置連結用のインサートナット38が複数個所に埋め込まれた連結部5が設けられている。連結部5はインサート部材に限らず、凹凸嵌合構成などにより種々の公知の連結部構成とするとよい。
【0021】
コンクリート製上架台4は、コンクリート製の下架台の上に載置連結されて太陽電池パネルを受ける部位を有する架台であり、特に、上架台の形状自体が傾斜した太陽電池パネルの高位と低位を支持するように成形されている。すなわち、コンクリート製上架台4は、上架台底部6と、一体成形により上架台底部6に直角状方に伸びて連結された高位受壁部7と、を含む。実施形態において、上架台底部6と高位受壁部7と、により、上架台4全体は側面視で立体L字形状で形成されている。
【0022】
上架台底部6は、両側部3A、3Bの天端37に同時に接合連結され水平方向に広がる四角形状の底盤であり、上架台4の基台を構成する。具体的には、下架台3のU字側壁の両天端37、37に沿って載置される第1対向枠部61と、架台3のU字側壁の両天端にまたがる方向であって第1対向枠部61と直角方向に接合された第2対向枠部62と、を有し、これら第1、第2対向枠部61,62は一体成形により上架台底部6を構成する。実施形態において、上架台底部6は、下架台と同様の目的の四角形中央部に打抜き孔63を有しているが、打抜き孔63を設けないようにしても良い。
【0023】
高位受壁部7は、一体成形により上架台底部6の四角形一辺側から直角上方に伸びて傾斜配置される太陽電池パネルの高位側を受けて支持する壁体であり、実施形態において、U字側壁のいずれかの天端に沿う辺側から直角上方向に立設されている。上架台底部6と
高位受壁部7は鉄筋コンクリートの一体成形により上架台4全体が一体に構成されている。
コンクリート製上架台4全体は立体L字形の架台で構成されており、したがって、立体U字形の下架台3の上に立体L字形の上架台4が載置されるように組みつけられて連結部5において連結ボルトをインサートナットに螺着させることにより上下連結される。
【0024】
実施形態において、高位受壁部7の天端71は、図に示すように斜めに切り取られて傾斜面として斜設天端を形成している。この高位受壁部7の天端71には太陽電池パネル2の取付部73としてのインサートナットが2箇所に埋め込まれている。高位受壁部7の天端71は太陽電池パネルを傾斜させた高位側を取り付ける高位取付部であり、天端71の傾斜勾配に合わせて太陽電池パネル2を傾斜配置させ無理なく、確実に取り付け支持ができるようにしている。また、高位受壁部7の基部7aと対向する辺となる上架台底部6の端部7bも高位受壁部7の天端71と略同じ角度で同じ方向に斜めに切り取られて傾斜面77として形成されている。さらに、この対向辺端部7bにも太陽電池パネル2の取付部75としてのインサートナットが2箇所に埋め込まれている。これによって、太陽電池パネルの傾斜上位並びに下位をそれぞれ高位受壁部7の天端71並びに、上架台底部6の対向辺端部7bに受けさせて連結固定させることにより、例えば斜め切り取り角度を高効率の太陽光照射角度に応じた角度に設定して、太陽電池パネルを傾斜支持させることができる。
【0025】
ここで、本実施形態において、斜設天端として形成された高位受壁部7と、高位受壁部7の基部対向辺端部7bと、により、傾斜支持部17が形成され、それぞれ太陽電池パネルを受けて固定部により固定連結させる。この実施形態では、図1,3に示すように高位受壁部7の天端71と対向辺端部7bに渡して2個の平行な取付バー8を連結し、この取付バー8に対して複数の太陽電池パネル2を架設させている。そして、太陽電池パネルどうしは直並列接続して図示しない電力変換回路側に接続される。
【0026】
このように、本実施形態の太陽電池パネルの架台装置1では、立体U字形と立体L字形コンクリート成形体の上下連結で組み立てられ、それぞれ既成の型枠に少しの加工を施した程度でこれらの上下架台を製造することができる上に、太陽電池パネルを傾斜支持するための特殊な金物や、器具等を用いることがなくすべてコンクリート成形工程で製造できるから低廉な材料、製造コストで製造することができる。また、下架台を正立体U字形状で構成することにより、前もって計画生産によりストックしておき、上架台は現場施工の際に適宜生産すれば量産コストによりさらにコスト低減を実現し得る。さらに、下架台は両側部と底部を有する立体U字形状であるから、側部の天端高さを1.5メートル、2メートルあるいはそれ以上にして容易に成形することができるとともに、安定性に優れ、さらに地面側への基礎の設置も不要で簡単な構造で堅牢かつ安定性に優れた架台装置を構成することができる。
【0027】
なお、上記のように、上下架台3,4の側部3A、3B、底部3C並びに壁体6,7は表裏面の貫通を遮断する遮断壁体か、又は1個又は複数の適宜形状の開口、すなわち打抜き孔35,36,63を設けた枠状壁体のいずれとすることもできる。
【0028】
次に、図4、図5により本考案の第2実施形態について説明するが、第1実施形態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。第2実施形態の太陽電池パネルの架台装置11は、コンクリート製上架台4がコンクリート製下架台3に対して縦方向を軸として軸周りに90度回転した位置で載置固定されている点が第1実施形態と異なる。すなわち、高位受壁部7の基部7aと、これと対向する辺となる上架台底部6の端部7bとは、両U字側部の天端を渡す側の辺に設定されている。また、この対向辺となる上架台底部6の端部7bは端部から上方にわずかに立ち上がる起立壁に斜め切り落とし状の斜面が形成されているが、機能的には、この第2実施形態の太陽電池パネルの架台装置11は第1実施形態と変わるところはなく、この第2実施形態のような上下架台の組み立て構成とすることもできる。
【0029】
次に、図6により本考案の第3実施形態について説明するが、第1実施形態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。第3実施形態の太陽電池パネルの架台装置12は、図4,5の第2実施形態の太陽電池パネルの架台装置のコンクリート製下架台3の構成が異なる点以外は、第2実施形態と同じである。第3実施形態の太陽電池パネルの架台装置12においては、その下架台3の両側部3A、3Bの下端側から矢視外側d,dの横方向に下架台3と一体で突設する突設台81が連設されている。突設台81を一体に設けることにより、U字側壁の下端側がそれぞれ逆T字で形成されることとなり、それらを一体連結させるから各架台装置の地面設置側の安定性が向上するとともに、装置を密接して併設させる際にスペーサの機能を行って施工を簡単に行なうことができる。
【0030】
次に、図7,8により、本考案の第4実施形態について説明するが、第1実施形態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。第4実施形態の太陽電池パネルの架台装置13は、一体成形により上架台底部6と、高位受壁部7と、高位受壁部7の天端と上架台底部6の端部に渡設した傾斜天端壁16と、を形成し全体として立体L字形のコンクリート製上架台4を形成している。傾斜天端壁16は、その傾斜天端15に沿って太陽電池パネル2を傾斜配置し、天端15の傾斜方向長さ全体で太陽電池パネルを受ける。傾斜天端壁16は、立体L字形のコンクリート製上架台4全体が一体成形され傾斜天端の天端面全体で太陽電池パネルを受ける傾斜支持部17を構成する。この実施形態では高位受壁部7の天端から対向辺端部7bに渡る傾斜天端壁16の天端長さは、さらに両端側に直線状に延長されてそれらの高位受壁部7の天端、対向辺端部7bからそれぞれ突設部19を形成している。この第3実施形態の太陽電池パネルの架台装置13では、上架台4と太陽電池パネル2との取付位置を数多く設けることができ、上架台4と太陽電池パネル2との連結強度を向上させることができると共に、そのぶん、縦横に密な配置で複数の太陽電池パネルを設置支持することができる。なお、この第4実施形態の太陽電池パネルの架台装置13においても、その下架台3の両側部3A、3Bの下端側から矢視外側d,dの横方向に下架台3と一体で突設する突設台83が連設されて各架台装置の地面設置側の安定性向上、スペーサ機能による施工の簡単さを得ることができる。
【0031】
なお、図9は、図7,8の傾斜天端壁の傾斜天端15への太陽電池パネルの取付状態を示しており、例えばコ字形チャンネル部材20をパネル2と傾斜天端15上面との間に配置し、傾斜天端壁16側に締結ボルト等により連結固定するようになっている。架台と太陽電池パネルモジュール、あるいは架台に対する太陽電池パネルの具体的な固定構造は、何ら限定されるものではない。
【0032】
以上説明した本考案の太陽電池パネルの架台装置は上記した実施の形態にのみ限定されるものではなく、本考案の本質を逸脱しない範囲の変更も本発明に含まれる。
【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、例えば豪雪地域等の太陽電池を高位で支持する必要があり、しかも、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であるが、本装置はこれに限らず、通常の太陽電池パネルの支持装置としても適用可能である。
【0034】
1,11,13 太陽電池パネルの架台装置
2 太陽電池パネル
3 コンクリート製下架台
3A U字側部
3B U字側部
3C 底部
4 コンクリート製上架台
6 上課題底部
7 高位受壁部
7a 高位受壁部の基部
7b 上架台底部の端部
15 傾斜天端
16 傾斜天端壁
61 第1対向枠部
62 第2対向枠部


(57)【要約】

【課題】極めて簡単かつ低コストにより太陽電池パネルを安定支持させることができる上に、多積雪地域でも太陽光を受光可能とし、さらに、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太陽電池パネルの架台装置を提供する。【解決手段】太陽電池パネルの架台装置1は、両側部と底部を一体成形により連結して形成した立体U字形のコンクリート製下架台3と、両側部の天端を介して下架台の上に載置支持されるコンクリート製上架台4であり、立体L字形のコンクリート製上架台4と、高位受壁部の天端と、高位受壁部の基部と対向する辺となる上架台底部の端部と、に太陽電池パネル2を渡設して傾斜支持する傾斜支持部と、を含む。立体U字形のコンクリート製下架台3と、コンクリート製上架台4との組み立てで装置を構成する。


【パテントレビュー】

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