(57)【要約】【課題】支柱と基盤の接合部の強度・剛性を高め、より安定して太陽電池パネルを設置でき、さらに太陽電池パネルのメンテナンスや交換などの作業性の向上を図ることが可能な太陽電池パネル支持架台及びこれを備えた太陽光発電システムを提供する。【解決手段】互いに反対方向を向く一対の側面２ａ、２ｂを備えるとともに所定の重量を備えて形成され、カウンターウェイトとして機能する基盤２と、基盤２に下端部５ａを接続して立設される一対の支柱５、６、及び一対の支柱５、６の上端部５ｂ、６ｂに架設され、太陽電池パネル１を取り付けて支持する垂木材７からなる少なくとも一組のパネル支持枠３とを備え、パネル支持枠３の一方の支柱５を基盤２の一対の側面２ａ、２ｂの一方の側面２ａに、他方の支柱６を他方の側面２ｂにそれぞれ、下端部５ａ、５ｂを剛接合して配設して太陽電池パネル支持架台Ｂを形成する。【選択図】図１
2014037701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに反対方向を向く一対の側面を備えるとともに所定の重量を備えて形成され、カウンターウェイトとして機能する基盤と、
前記基盤に下端部を接続して立設される一対の支柱、及び該一対の支柱の上端部に架設され、太陽電池パネルを取り付けて支持する垂木材からなる少なくとも一組のパネル支持枠とを備え、
前記パネル支持枠の一対の支柱は、一方の支柱が前記基盤の一対の側面の一方の側面に、他方の支柱が他方の側面にそれぞれ、下端部を剛接合して配設されていることを特徴とする太陽電池パネル支持架台。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池パネル支持架台と、該太陽電池パネル支持架台に取り付けられた太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルから得られる直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換装置とを備えて構成されていることを特徴とする太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネル支持架台及び太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
永続的でクリーンなエネルギーである太陽光を電気エネルギーに変換する太陽光発電システムが急速に普及している。また、建物の屋根や屋上に太陽電池パネルを設置して発電を行なう太陽光発電システムが広く普及しているが、近年、例えば海浜埋立地や廃棄物最終処分場などの広大な土地に多数の太陽電池パネルを整列配置して発電を行なう大規模な太陽光発電システムが注目を集めている。
【０００３】
ここで、一般に、太陽電池パネルは、太陽電池パネル支持架台に取り付けることによって所定の傾斜角度で設置される。そして、この太陽電池パネル支持架台には、例えば、カウンターウェイトとなるコンクリート製の基礎ブロック（基盤）と、支柱、梁材（垂木材）、筋交い（ブレース）などの複数の鋼材をボルトや溶接によってトラス状、箱枠状に組み立ててなり、支柱の下端を基礎ブロックの上面にアンカーボルトで固定して配設されるとともに、太陽電池パネルを梁材に取り付けて支持する架台本体とを備えて構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９８２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、上記従来の太陽電池パネル支持架台は、基礎ブロックがカウンターウェイトとなり、太陽電池パネルが風荷重を受けた場合でもある程度安定して太陽電池パネルを保持することができる。
【０００６】
しかしながら、この従来の太陽電池パネル支持架台においては、支柱の下端部を基礎ブロックの上面にアンカーボルトで固定するように構成されているため、太陽電池パネルが風荷重を受け、浮き上がり力が作用した際、この浮き上がり力をアンカーボルトの引張力（引張抵抗）で受けることになる。すなわち、支柱と基礎ブロックの接合が引張接合であるため、台風時など、大きな浮き上がり力が作用した際に、この接合部に破損が生じやすい。
【０００７】
さらに、従来の太陽電池パネル支持架台では、例えば筋交い（ブレース）を設けることで架台本体の強度や剛性を向上させるようにしている。しかしながら、筋交いがあることで、太陽電池パネルの下方、すなわち太陽電池パネル支持架台の内部への出入りがしにくく、太陽電池パネルのメンテナンスや交換などを行なう際の作業効率が悪くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の太陽電池パネル支持架台は、互いに反対方向を向く一対の側面を備えるとともに所定の重量を備えて形成され、カウンターウェイトとして機能する基盤と、前記基盤に下端部を接続して立設される一対の支柱、及び該一対の支柱の上端部に架設され、太陽電池パネルを取り付けて支持する垂木材からなる少なくとも一組のパネル支持枠とを備え、前記パネル支持枠の一対の支柱は、一方の支柱が前記基盤の一対の側面の一方の側面に、他方の支柱が他方の側面にそれぞれ、下端部を剛接合して配設されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の太陽光発電システムは、上記の太陽電池パネル支持架台と、該太陽電池パネル支持架台に取り付けられた太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルから得られる直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換装置とを備えて構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽電池パネル支持架台及び太陽光発電システムにおいては、基盤の一方の側面に一方の支柱の下端部を、基盤の他方の側面に他方の支柱の下端部をそれぞれ剛接合して、太陽電池パネル支持架台のパネル支持枠が形成されている。このため、太陽電池パネルが風荷重を受けて浮き上がり力が作用する支柱と基盤の接合部が、せん断接合となり、従来の引張接合よりも浮き上がり力に対する強度、剛性を確実に高めることが可能になる。
【００１１】
また、一対の支柱を基盤に剛接合するようにしたことで、筋交い（ブレース）を用いることなく、一対の支柱と垂木材からなるパネル支持枠の剛性を高めることができる。これにより、太陽電池パネルの下方空間への出入りが容易に行なえるようになり、太陽電池パネルのメンテナンスや交換などの作業性を大幅に向上させることが可能になる。さらに、筋交いを不要にして太陽電池パネルの下方空間への出入りが容易に行なえるため、例えば基盤上にＤＣ／ＡＣ変換装置などの設備を設置することも可能になり、太陽電池パネルの下方の空間を有用利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる太陽電池パネル支持架台及び太陽光発電システムを示す斜視図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図３】図１のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図４】図１のＸ３−Ｘ３線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係る太陽電池パネル支持架台及び太陽光発電システムについて説明する。ここで、本実施形態は、太陽電池パネルを所定の角度で設置するための太陽電池パネル支持架台及びこれを備えた太陽光発電システムに関し、例えば、海浜埋立地や廃棄物最終処分場などの広大な土地に多数の太陽電池パネルを整列配置して発電を行なう大規模な太陽光発電システムに用いて好適な太陽電池パネル支持架台、太陽光発電システムに関するものである。なお、本発明の太陽電池パネル支持架台は、太陽電池パネルを建物の屋根や屋上に設置する際に用いることも可能である。
【００１４】
はじめに、本実施形態の太陽光発電システムＡは、図１及び図２に示すように、太陽電池パネル支持架台Ｂと、この太陽電池パネル支持架台Ｂに取り付けて所定の角度で支持される複数の太陽電池パネル１と、太陽電池パネル１から得られる直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換装置（不図示：インバーター）とを備えて構成されている。
【００１５】
また、本実施形態の太陽電池パネル支持架台Ｂは、カウンターウェイトとして機能する基盤２と、基盤２に一体に取り付けて配設されるとともに、太陽電池パネル１を取り付けて支持する複数組のパネル支持枠３（架台本体４）とを備えて構成されている。
【００１６】
本実施形態の基盤２は、例えば、モルタル製あるいはコンクリート製で、太陽電池パネル１に風が吹きつけられて浮き上がり力が作用した場合であっても、カウンターウェイトとして機能して太陽電池パネル１を安定して保持できるように、十分な重量（所定の重量）を備えて形成されている。また、この基盤２は、矩形平盤状に形成され、互いに反対方向を向く一対の側面２ａ、２ｂを備えて形成されている。さらに、本実施形態では、基盤２が、骨材として転炉スラグ、結合材として高炉スラグ粉体を用い、無筋のスラグ固化体として形成されている。これにより、産業廃棄物を有効利用し、低コストで形成することができる。
【００１７】
一方、本実施形態のパネル支持枠３は、例えば、鋼製で、基盤２に下端部５ａ、６ａを接続して立設される一対の支柱５、６と、これら一対の支柱５、６の上端部５ｂ、６ｂに架設され、太陽電池パネル１を取り付けて支持する垂木材（梁材）７とを備えて構成されている。また、一対の支柱５、６とこれら一対の支柱５、６に架設された垂木材７で一組のパネル支持枠３が構成され、本実施形態では、複数組のパネル支持枠３を、基盤２の長手方向（横方向）Ｔ１に所定の間隔をあけて一体に配設することによって、架台本体４ひいては太陽電池パネル支持架台Ｂが構成されている。
【００１８】
さらに、本実施形態では、矩形平盤状の基盤２の互いに反対側を向く一対の側面２ａ、２ｂ（本実施形態では長手方向Ｔ１に延びる一対の側面２ａ、２ｂ）が支柱設置面とされ、これら一対の基盤２の側面２ａ、２ｂのうち、一方の側面２ａに一方の支柱５の下端部５ａを、他方の側面２ｂに他方の支柱６の下端部６ａをそれぞれ剛接合して、各パネル支持枠３が基盤２に一体に設けられている。
【００１９】
また、本実施形態では、支柱５、６と垂木材７としてハット形鋼が用いられている。そして、図３（図１及び図２）に示すように、まず、溝形鋼である固定金具８を、その溝開口が上下方向Ｔ２に沿い、基盤２の側面２ａ、２ｂに対して外側を向くように基盤２の側面２ａ、２ｂに配置し、上下方向Ｔ２に間隔をあけて配設されて基盤２の内部に定着した２本のアンカーボルト９で基盤２に剛接合して取り付ける。そして、このように取り付けた固定金具８にハット形鋼である支柱５、６の下端部５ａ、６ａを嵌合させ、上下方向Ｔ２に間隔をあけて配設された複数のボルト・ナット（本実施形態では縫いボルト１０）によって、支柱５、６の下端部５ａ、６ａが固定金具８に剛接合される。このようにして、各パネル支持枠３の各支柱５、６の下端部５ａ、６ａが基盤２の側面２ａ、２ｂに固定金具８及びボルト９、１０を介して着脱可能に剛接合されている。
【００２０】
また、本実施形態の太陽電池パネル支持架台Ｂでは、図１及び図２に示すように、各組のパネル支持枠３の一方の支柱５よりも他方の支柱６が短く形成されており、これら一対の支柱５、６の上端部５ｂ、６ｂに、ハット形鋼である垂木材７がその溝開口を上方に向け、ボルト１１で接続して架設されている。これにより、垂木材７は、基盤２の短手方向（横方向）Ｔ３に沿って延設されるとともに、所定の角度で傾斜して架設されている。
【００２１】
図１、図２、図４に示すように、本実施形態の太陽光発電システムＡにおいては、上記のように配置した複数組のパネル支持枠３の垂木材７に複数の太陽電池パネル１がボルト１２で固定して取り付けられ、太陽電池パネル支持架台Ｂに支持されて縦横に整列配置されている。また、このとき、本実施形態では、隣り合う一方の垂木材７のフランジ７ａと他方の垂木材７のフランジ７ｂにそれぞれ、各太陽電池パネル１の両端部１ａ、１ｂ側を固定し、隣り合う垂木材７同士の間に架け渡すようにして各太陽電池パネル１が配設されている。なお、勿論、１枚の太陽電池パネル１を１本の垂木材７に固定して支持するようにしたり、３本以上の垂木材７に固定して支持するようにしてもよい。
【００２２】
そして、上記のように構成した本実施形態の太陽電池パネル支持架台Ｂ及び太陽光発電システムＡにおいては、基盤２の一方の側面２ａに一方の支柱５の下端部５ａを、基盤２の他方の側面２ｂに他方の支柱６の下端部６ａをそれぞれ剛接合して、太陽電池パネル支持架台Ｂのパネル支持枠３が形成されている。このため、太陽電池パネル１が風荷重を受けて浮き上がり力が作用する支柱５、６と基盤２の接合部が、せん断接合となり、従来の引張接合よりも浮き上がり力に対する強度、剛性を確実に高めることが可能になる。
【００２３】
また、一対の支柱５、６を基盤２に剛接合するようにしたことで、筋交い（ブレース）を用いることなく、一対の支柱５、６と垂木材７からなるパネル支持枠３の剛性を高めることができる。これにより、太陽電池パネル１の下方空間Ｈへの出入りが容易に行なえるようになり、太陽電池パネル１のメンテナンスや交換などの作業性を大幅に向上させることが可能になる。さらに、筋交いを不要にして太陽電池パネル１の下方空間Ｈへの出入りが容易に行なえるため、例えば基盤上にＤＣ／ＡＣ変換装置などの設備を設置することも可能になり、太陽電池パネル１の下方の空間Ｈを有用利用することが可能になる。
【００２４】
以上、本発明に係る太陽電池パネル支持架台及び太陽光発電システムの一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００２５】
例えば、本実施形態では、基盤２に複数組のパネル支持枠３を一体に設けて太陽電池パネル支持架台Ｂが構成されているものとしたが、本発明においては、少なくとも一組のパネル支持枠３を基盤２に設けて構成されていればよく、一組のパネル支持枠３を基盤２に備えて太陽電池パネル支持架台Ｂひいては太陽光発電システムＡを、さらに、一組のパネル支持枠３を基盤２に備え、これを複数並設して太陽電池パネル支持架台Ｂひいては太陽光発電システムＡを構成するようにしてもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、基盤２が、モルタル製あるいはコンクリート製で、矩形平盤状に形成されているものとしたが、本発明にかかる基盤２は、支柱５、６を剛接合するための互いに反対方向を向く一対の側面２ａ、２ｂを備えて形成されるとともに、所定の重量を備えてカウンターウェイトとして機能すれば、その材質を限定する必要はなく、例えば鋼製であってもよい。また、基盤２は、矩形平盤状であることに限定を必要としない。例えば、所定の重量を確保できる範囲で、上面から下面に貫通する孔を設けて基盤２を形成し、さらなる低コスト化を図るようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１      太陽電池パネル
１ａ    端部
１ｂ    端部
２      基盤
２ａ    一方の側面
２ｂ    他方の側面
３      パネル支持枠
４      架台本体
５      一方の支柱
５ａ    下端部
５ｂ    上端部
６      他方の支柱
６ａ    下端部
６ｂ    上端部
７      垂木材（梁材）
７ａ    フランジ
７ｂ    フランジ
８      固定金具
９      アンカーボルト
１０    縫いボルト
１１    ボルト
Ａ      太陽光発電システム
Ｂ      太陽電池パネル支持架台
Ｈ      下方空間
Ｔ１    横方向（基盤の長手方向）
Ｔ２    上下方向
Ｔ３    横方向（基盤の短手方向）
【図１】
2014037701.tif 000003
【図２】
2014037701.tif 000004
【図３】
2014037701.tif 000005
【図４】
2014037701.tif 000006