(54)【考案の名称】太陽電池モジュール用の架台

(73)【実用新案権者】株式会社かねこ

(73)【実用新案権者】株式会社アドヴァンス

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図1

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、太陽電池モジュールを支持するための架台に関し、特に、施工が容易であり、メンテナンス性に優れた太陽電池モジュール用の架台に関する。

【従来の技術】

【0002】
近年、クリーンエネルギーといわれる太陽光発電システムが注目されている。再生可能エネルギー固定買取制度の開始を受けて、大規模な太陽光発電設備、いわゆるメガソーラーやギガソーラーの導入に関心が高まっている。太陽電池モジュール(太陽電池パネル)の勾配屋根、陸屋根等への設置だけでなく、地上への設置の需要も多くなり、地上設置用の架台基礎への需要が高まっている。
【0003】
太陽電池モジュールを、勾配屋根などの傾斜面ではなく、平坦な地面(舗装面、未舗装面)に設置する場合は、鉄筋コンクリート等からなる基礎構造体を設置面上の複数箇所に構築し、それらの基礎構造体上に、太陽電池モジュールを支持するための架台を架け渡して固定するのが一般的である。架台は、通常、形鋼材を枠状やトラス状に組んで形成される。しかし、基礎構造体を構築するためには、設置現場でコンクリート型枠を組んでコンクリートを打設する作業が必要になり、その作業に手間や時間がかかる。
【0004】
部材量を低減し、工事のためのコストを低減し、工期を短縮しながら、台風などの厳しい風荷重や積雪荷重等に十分に耐える架台が望まれる。
【0005】
従来、複数個のブロックと、これらブロック上に設けられた複数本のフレーム材から成り太陽電池モジュールを支持する架台本体と、を備えた簡略的な設置構造の太陽電池モジュール設置用架台が提案された(特開平11−177114号公報:先行文献1)。該架台は、架台本体の台座となる各ブロックが、架台本体に低重心荷重を持ち風荷重に対するカウンターウェイトとして機能するものであり、このような架台本体の各フレーム材上に、縦横に配列された複数枚の太陽電池パネルが取付けられた。
【0006】
また、従来、太陽電池パネルの架台を支持する基礎ブロックに、複数箇所に分割されていない一塊のコンクリートを主体とする重量物から成る基礎ブロックを使用した太陽電池アレイが提案された(特開2012−160764公報:先行文献2)。該太陽電池アレイは、基礎ブロック上に、コンクリート内に植設されたアンカーボルト等を介し、棒状の構造材を複数本組み合わせ、枠状やトラス状に接合して架台を形成したものであり、太陽電池モジュールの総表面積が目減りしないよう基礎ブロックの設置面積が、数枚以内の太陽電池モジュールの水平投影面積よりも小さいものであった。
【0007】
また、従来、地上等の設置面に太陽電池パネルを簡便に設置できる支持架台として、平板状の底壁と該底壁の一端部から上方に立設された縦壁とを有して断面L字状に形成され、かつ縦壁の高さが異なる2つのL字形ブロックであり、縦壁どうしを略平行に対向するとともに底壁の他端部どうしを内向きに対向して配置される2つのL字形ブロックと、
両ブロックの縦壁の上端に傾斜して架設される支持フレームと、対向する2つの底壁に跨って配置され、それぞれの底壁の壁面に一部又は全部が重畳され、その重畳部分で底壁と連結されて2つのL字形ブロックを一体化する連結板とを備えた太陽電池パネルの支持架台装置も提案された。(実用新案登録第3172512号公報:先行文献3)
【0008】

【効果】

【0024】
本考案に係る太陽電池モジュール用の架台によれば、架台ブロックの一体的な形状及び重量を利用して、地面に載置して基礎兼架台とすることができ、太陽電池アレイの設置場所における基礎工事工程及び架台組立工程を省力化することができ、コストを低減できる。
【0025】
また、架台ブロックに強固に連結された一対の支持バーが太陽電池モジュールを支持するので、簡略化された構造でありながら、強風や雪、又は地震揺れ等の外力に耐え得る強度の高い架台とすることができる。
【0026】
さらに、架台ブロックの前壁の特徴的な構造により、モジュールの表面から流れ落ちる雨水や雪が直接地面に落下することが抑制されるので、コンクリート基礎が打設されない設置面、例えば、土の地面等であっても、太陽電池モジュールの一方の側の地面が経年とともに削られることを防ぎ得る。
【0027】
さらに、太陽電池モジュールと架台を1対1に対応させた(モジュール化)ことにより、積雪の多い地域でも、太陽電池アレイの高さを抑えることができ、コストが低減され、且つメンテナンス性に優れた架台とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】図1は本考案に係る一つの態様の太陽電池モジュール用架台の側面図である。
【図2A】図2Aは本考案に係る架台を模式的に示す側面図である。
【図2B】図2Bは本考案に係る架台を模式的に示す正面図である。
【図2C】図2Cは本考案に係る架台を模式的に示す平面図である。
【図3A】図3Aは前壁における固定具の概略図である。
【図3B】図3Bは後壁における固定具の概略図である。

【0029】
以下、添付図面を参照して本考案の好ましい実施例を説明する。図面は説明のために簡略化され、尺度も必ずしも一致しない。
【0030】
本考案に係るひとつの態様の架台1が図1に示されている。架台1は、設置面GL(平らに整地された地面)等の上に載置されるコンクリートの架台ブロック10と、該架台10に固定具20を使用して固定される左右一対の支持バー(縦レール)30、30(図2B等参照)とから成る。太陽電池モジュール2は一対の支持バー30、30に架け渡して載置され、取付金具(図示せず)により一対の支持バー30、30に取り付けられる。
【0031】
太陽電池モジュール2は、概して、傾斜した上面(受光面)2sが南側を向くよう架台1に配置される。傾斜角は、好適に、約20度ないし約40度の範囲にある。傾斜角は上記範囲に限定されるものではなく、太陽電池アレイの設置場所の緯度等によって最適な角度が、架台ブロックの形状又は金具を調整することにより、適宜選択され得る。以下では、太陽電池モジュール2の傾斜された上面2sが対向する向きを前方とし、その反対を後方として説明が行われる。
【0032】
図2Aないし図2Cを参照し、架台ブロック10は、予め所定形状に形成されたプレキャストコンクリートから成る。架台ブロック10は、全体形状に対応して選択された鉄筋等による配筋を内包する。架台ブロック10に適用されるコンクリートは、一般的なセメントコンクリートであってよく、アスファルトコンクリートやレジンコンクリートであってもよい。架台ブロック10には、例えば、比重が2.3kg/mの普通コンクリートを使用することができる。
【0033】
架台ブロック10は、方形状の底壁11、該底壁11の前方の端縁部から上方に伸長する前壁12、及び底壁11の後方の端縁部から上方に伸長する後壁13とからなる。なお適宜、太陽電池モジュール2は二点鎖線で示される。
【0034】
底壁11は、所定の厚さd、縦幅l、及び横幅wを有する。厚さdは、概して、100mmないし200mmの範囲にあり、縦幅lは、概して、600mmないし900mmの範囲にあり、横幅wは、概して、700mmないし1100mmの範囲にある。底壁11は、設置面GLに接する底面11bを有し、底面11bは、縦幅l及び横幅wに応じて所定の面積を有する。
【0035】
前壁12は、好適に、側面視が台形状、正面視が方形状であり、底壁12の横幅wに等しい横幅を有する。
【0036】
前壁12は、底面11bに平行な上面12sを有し、上面12sの底面11bからの高さhは、概して、500mmないし700mmの範囲にある。また、上面12sは、横幅wと縦幅lとを有する。縦幅lは、概して、100mmないし150mmの範囲にある。
【0037】
また、前壁12は、底壁11と上面12sとの間に伸長する四つの側面(前側面、後側面、左側面、右側面)を有し、そのうち前側面12aは、鉛直に対して傾斜しており、下方へ行くほど前方に張り出して、斜め上方に対向する。このような前側面12aにより、モジュール2上の積雪や雨水等が、モジュール2の傾斜に従って下方に落下する際に、直接地面に落下せず前壁12aを伝って落下する。
【0038】
後壁13は、好適に、鉛直に対しやや後方へ傾斜している。後壁13は、底面11bに平行な上面13sを有し、上面13sの底面11bからの高さhは、概して、900mmないし1000mmの範囲にある。上面13sは、横幅wと縦幅lとを有する。縦幅lは、概して、100mmないし150mmの範囲にある。好適に、縦幅lと縦幅lとは等しい。
【0039】
上記のような材料、形状、及び寸法を有する架台ブロック10の重量は、約400kgないし約800kgの範囲にあってよい。架台ブロック10の重量は、風荷重の負圧に対するアンカーとして機能するよう、設計風速に応じて選択される。
【0040】
架台ブロック10に、左右一対の支持バー30、30が、各々左右一対の固定具20、20’(図1等参照)により連結され、固定される。
【0041】
図3A及び図3Bを参照し、固定具20(20’)は、好適に、コンクリート打設時に上面12s及び上面13sに埋め込み装着されたインサート21(21’)、該インサート21(21’)と対応するボルト22(22’)により上面12s(13s)に固定される上固定金具23(23’)、該上固定金具23(23’)に支持バー30を連結し固定する、ボルトナット24(24’)とから成る。なお、図3A及び図3Bは、架台1の一部側面図であるが、説明のため、インサート21(21’)及びボルト22(22’)も図示されている。
【0042】
アンカーとして予め埋め込まれるインサート21(21’)及び対応するボルト22(22’)は、架台ブロック10を構成するコンクリートと十分な接着力を有して風荷重に耐えるよう選択される。
【0043】
インサート21(21’)及びボルト22(22’)により、上面12s(13s)に上固定金具23(23’)が固定される。上固定金具23(23’)は、上面12s(13s)の上固定金具23(23’)の底面の形状(厚さ:約1〜2mm、縦幅:約50〜70mm)に対応した形状に設けられた溝に配置されてよい。また、上固定金具23(23’)は、溝を有しない平坦な上面12s(13s)に配置されてもよい。
【0044】
支持バー30の前方部分が前壁12の上面12s上の上固定金具23に固定され(図3A)、支持バー30の後方部分が後壁13の上面13s上の上固定金具23’に固定される(図3B)。
【0045】
前方のボルトナット24は、支持バー30の溝31に配置され水平方向に上固定金具23の孔に挿通させたボルトと、該ボルトを、ワッシャーを介して締めるナットとから成る。後方のボルトナット24’は、支持バー30の溝31の所定の位置に設けられた溝孔32に配置され水平方向に上固定金具23’の孔に挿通させたボルトと、該ボルトを、ワッシャーを介して締めるナットとから成る。
【0046】
架台ブロック10に固定された左右一対の支持バー30、30の上に、太陽電池モジュール2が載置され固定される。
【0047】
支持バー30として、好適に、太陽電池モジュール2を屋根に取り付けるための汎用品を使用することができ、支持バー30への太陽電池モジュール2の取付けも、汎用品を使用することができる。汎用品であるため詳しい説明を省くが、例えば、太陽電池モジュール2の前端面2a及び後端面2pを支持バー30の上面30sに取り付けるための取付金具と、支持バー30の上面30sとをボルト及びナットで接続することにより、太陽電池モジュール2が、左右一対の支持バー30に接続される。
【0048】
上記のように配置された太陽電池モジュール2の上面2s及び前端面2aは、架台ブロック10の前側面12aの少なくとも一部より後方に位置する。
【0049】
本考案に係る架台1に支持される単一の太陽電池モジュール2は、複数のセルにより構成され、単一の太陽電池モジュールは、概して、外形寸法W(横幅)×L(縦幅)×H(厚さ)が、約800〜1900mm×約250〜1100mm×約5〜50mmの範囲にあり、平面視は、方形状、台形状等である。
【0050】
図2A、図2B、図3A等を参照し、本考案の実施例に係る架台は、横幅Wが1670mm、縦幅Lが1000mmの太陽電池モジュールを支持するよう、プレキャストコンクリートから成る架台ブロックと、太陽電池モジュールを屋根に取付けるための汎用品である一対の支持バー(長さl:1100mm)及び取付金具と、一対の支持バーを架台ブロックに取り付けるためのねじ呼びM8のインサート及びボルトとを使用して製造された。
【0051】
架台ブロックは、底壁の外形w×l×dが、約880mm×約740mm×約150mm、前壁の高さhが約603mm、後壁の高さhが約950mm、前壁の上面の縦幅l及び後壁の上面の縦幅lがいずれも約120mmであった。
【0052】
また、前壁の根本部分(底壁11との境界)の幅lが約180mm、底壁11の上面の幅lが約380mm、後壁と底壁上面の境界に係る垂線と後壁の上面の前端との距離lが約152mm、後壁の上面の後端に係る垂線から底面までの距離lが約92mmであった(図2A参照)。
【0053】
また、インサートアンカーが、架台ブロックの前壁及び後壁の上面部分に合計4カ所、各々、架台ブロックの中心線Cから左右方向の幅wcが340mmとなる位置に埋め込まれた(図2B参照)。
【0054】
上記実施例に係る架台ブロックの体積は、約0.2588mであり、重量は、約595kgであった。また、架台に太陽電池モジュールを設置した全高は、1153mmであった。支持バー(太陽電池モジュールの受光面)の水平面に対する傾斜角度は約32度であった。
【0055】
本考案に係る架台は、設置面(整地された平坦な地面)に直接載置されるものであるが、設置面に設けられた基礎、その他の工作物上に配置されてもよい。例えば、施工地において、いくつかの架台が直接設置面に載置され、例えば、より後方に配置されるいくつかの架台は、設置面上に設けられた方形状のコンクリートブロックに載置されることにより、各太陽電池アレイの間隔又は高さが調整されてもよい。
【0056】
以上、添付図面を参照して本考案の好ましい実施態様を説明したが、本考案は上述した実施態様に限られることなく、実用新案登録請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の態様に変更可能である。
【0057】
1 架台
2 太陽電池モジュール
2s 太陽電池モジュールの受光面
10 架台ブロック
20、20’ 固定具
30 支持バー


(57)【要約】

【課題】太陽電池モジュールを支持し、施工及びメンテナンスが容易な架台を提供する。【解決手段】設置面に載置される架台ブロック10であって、方形状の底壁と、底壁の一つの端縁部から上方に伸長する前壁と、底壁の一つの端縁部に対向する端縁部から上方に伸長する、前壁より高い後壁とを一体的に備えて成る架台ブロックと、架台ブロックに固定具20、20’を使用して固定される一対の支持バー30であって、太陽電池モジュール2が載置される一対の支持バーと、を含み、架台ブロックが、プレキャストコンクリートから成り、架台ブロックの底壁の底面積が、0.4mないし1.0mの範囲にあり、底壁の底面積の太陽電池モジュールの表面積に対する比が、1:1ないし1:3の範囲にあり、単一の太陽電池モジュールを支持することを特徴とする。


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