(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽光発電設備の地上設置の架台基礎に土の重量を利用する埋込み工法によりコンクリートを使用しない経済的基礎の工事方法を提供する。【解決手段】太陽光発電設備の地上設置の架台基礎は風１により基礎が浮き上がりを起すが、コンクリートを使用せずに、これを防止する為、底部平板３と基礎後支柱２を接合したＴ字形構造物を地中に埋設し、その平板上の安息角で囲まれた上部の抵抗力の土５の重量で、基礎の浮き上がりを阻止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風による引上げ力に抗するため土の重量を利用するための平板と支柱を接合したＴ字形構造物を地面を掘削して埋設する太陽光発電設備の埋込み基礎の工事方法。
【請求項２】
風による引上げ力に抗するためコンクリートの重量に頼らず底板上の安息角を含めた土の重量で浮き上がりを防止する埋込み基礎の工事方法。
【請求項３】
基礎構造物を地中に設置し埋め戻し前に上部架台材で基礎間を接合した後埋め戻しを行う太陽光発電設備の埋込み基礎の工事方法。
【請求項４】
水平耐力を増す為、埋込み基礎の支柱の途中に面積を有する板を、つけた太陽光発電設備の埋込み基礎の工事方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は太陽光電池アレイ架台を地上設置する場合の基礎に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  太陽光電池のアレイは発電効率が良くなるようにアレイ受光面を南に向け、その傾斜角度は３０度が最適とされている。
この角度のアレイを保持するために、架台と基礎がある。
その架台と基礎は台風、積雪、地震等に対して安定して平常時の形状を保つための強度が要求される。
太陽光発電設備を地上に設置する場合、発電効率を良くする為に梯形門形架台にアレイを固定し南向けて設置する。
梯形門形架台は南側を低く北側を高くし、北側には支柱を設けてアレイに角度を付けて架台に固定する。
アレイは架台の受材とを結合し架台はラーメン構造となるようにアレイ受材と支柱下部部分とを斜材で結合する。
この設備について台風、積雪、地震に対して強度計算を行う場合、自重に対して受風面積が大きいため台風時に対して十分な強度を要する構造物にすれば積雪、地震に対しても安全率の大きい設備となる。
台風時の強度計算はアレイ表面に風が当たる場合と裏面に当たる２ケースについて検討をすれば横方向については受風面積が少ないため荷重が少なく安全で２ケースのみで良い。
表面に風が当たる場合は架台却部には水平力と地面を押し付ける圧縮力が働きその力に耐える構造となる。
裏面側に風が当たる場合はアレイが傾斜しているため架台には自重による垂直力に抗して大きな揚力が発生する。
架台の基礎は裏面側に風が当たる場合について安全な構造にすればは表面に風が当たる場合も安全性は確保された基礎となる。
アレイ裏面に風が当たる場合、架台がラーメン構造であれば、南面の支柱及び基礎には圧縮力、北側支柱及び基礎には揚力が働く。
この揚力に抗して浮き上がりを起こさないために現在はコンクリートの重量で支えたり、地中に杭を打ち込み、その引き上げ抵抗力を利用するなどの方法が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】
【発明の概要】
【発明が解決しょうとするの課題】
【０００４】  アレイ裏面に風が当たる場合架台には南面の支柱及び基礎には圧縮力、北側支柱及び基礎には揚力が働く。
この揚力により架台が浮き上がりを起こさないよう色々な工夫が施こされている。
その代表的な構造物が支柱にコンクリートの重量を持たせたコンクリート方式の基礎である。
コンクリートの重量に頼らず地中に杭を打ち、その引き上げ抵抗力を利用する方法も採られている。
コンクリート基礎には現場打と工場で製作し現場に持ち込むプレハブ式とがあるがいずれの方法も工事費が高く、総工事費に締める基礎の工事費の割合が大きい。
又現場打ちの場合はコンクリートの硬化期間を要し工期が長くなる。
杭打ち工法の場合石交じりの土壌では打込み困難となり採用できない。
又軟弱地盤の土地は引抜力が小さいため長い杭となる。
頭部で架台との接続を容易にするため打込後の杭頭部位置の打込み誤差を少なくするのは難しい。
本発明は基礎を低コストで製作すると同時に石交じりや軟弱地盤へも適応でき、短工期で製作する埋込み基礎の工法である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  コンクリ‐と基礎はコンクリートを使用するために基礎工事費は高くなる。
基礎上の構造物により，その重量を支えたり機器間を接合したりする場合にはコンクリート製の基礎が必要になり、それを省略する事は出来ない。
太陽光発電用架台は自重が軽い為、基礎は頑丈なコンクリート製の基礎を作る必要は無い。
風による浮き上がりを防ぐため、基礎に重量を持たせれば良く、杭打ち基礎を採用出来る場所では、その工法が最適であるが採用出来ない場所がある。
この発明はコンクリートの代りに土の重量を利用すら方法で太陽光電池アレイの下面に強風が当たると架台を浮き上げようとする力が発生する。
それを阻止するため地中深くに逆Ｔ字状の一定の面積を有する平板に支柱を溶接した金具を埋設することにより、その平板の面積上の土の重量のみならず安息角で囲まれた柱上部を含めた角錐の体積に土の比重を掛けた土の重量が引上抗力として利用出来それに着目したのが本基礎の特徴である。
重量を比較した場合土はコンクリートに比較して比重が軽いが、安息角部分で囲まれた部分の土を利用するため両工法に深さの差は少なく、掘削量は、ほぼ同量となり本発明の工事はコンクリートを不使用で、ただの土を利用することにより工事費が非常に安くなる。
金具の価額の増分はあるがコンクリート基礎に比較して安い。
深さを増すにつれてその引上抗力が増加し掘削費用増加の割合に対し抗力が大きくなる。
底盤幅と埋設深さは重量に関係が有るが底盤を一定にし深さを増して重量を増加しようとすると、深さを増すにつれて隣接する基礎が安息角で囲まれた上部部分で重なり効率が悪くなるので支柱間隔にもよるが作業性も考慮して深さは５０〜８０ｃｍ程度が良い。
それでも重なりが出来る場合は底板面積を一定にした矩形状とし、重なりが発生する側の底板幅を短くする。
風による水平力の抵抗は柱の地中の土の抗力によるが軟弱土の場合は抗力も小さい為不足する場会には矩形状の板を支柱の上部に取り付ける。
作業手順は所定位置を石灰等で表示し機械で底盤部の深さより５ｃｍ程度深く掘る。
そこに砂又は山土を所定の深さまで入れ平にならす。
深さの誤差は上部の接続金具で支柱に接続する架台受材は上下に調整が出来る構造の為、数ｃｍ迄許容した深さで良く作業が非常に簡単になる。
砂を入れ終わり平らにした後Ｔ字金具を仮置きする。
アレイ数台分の架台をブロックとし、そのブロック全部にＴ字金具を仮置き後各脚間を仮接合する。
架台上部材の接続寸法に合わせて脚材を移動し仮接続が完了する。
仮接続後水糸を脚両端に縛り脚間の通りをチェックし据付誤差を修正しながら脚を正規の位置に置き以降脚が移動しない様に少し埋戻す。
順次その作業を繰り返しブロック全部の埋め戻し終了後、基礎の沈下を防ぐ為、脚底板に打撃を加え蜜圧して工事後の基礎の不等沈下を防止する。
ボルトの本締付を行い脚が移動しないように完全に接合する。
本締付後つき固めながら順次埋め戻しを行う。
埋戻し後アレイ取付用上部材を順次取り付ける。
コンクリート基礎工法はアンカーの埋め込みにに精度を要しアンカーポット方式でも箱を入れるのに結構手間を要する。
コンクリーとの現場打ち基礎は型枠入れ、配筋作業も有り、本発明の工事はそれも無い。
本発明はそれ等の手間を要しない。
脚材の引上抵抗力の計算は風によるモーメントをアレイ前後の脚の幅で除した値となるため、脚間は極力広くすると脚に必要な引上力が少なくなるため経済的となる。
本発明は、以上のように問題点を解決した方法である。
【発明の効果】
【０００６】  コンクリ‐との代わりに基礎工事部分の土を利用するため土代はただ、一方コンクリ‐と基礎は打設までに型枠、配筋作業もあり工事費が非常に高くなる。
又将来設備を撤去する場合は本発明の場合鉄屑として再利用が出来るがコンクリートは産業廃棄物としての費用が発生する。
土の掘削量も本発明とコンクリート基礎とを比較した場合、土とコンクリートの比重の差により土の場合は量が多くなるが安息角を考慮したＴ字状の土となり、ほぼ同じ深さの掘削となりコンクリート基礎はコンクリート、型枠、配筋の費用が増す。
本発明には基礎材が必要になるが１．５ｍ２程度のアレイを３０度で設置の場合面積２５ｃｍ四角程度で６ｍｍ厚の鉄板に４０Ａのガスを溶接接続、長さは埋設深さに２０ｃｍ程度を加えたもので良く構造も簡単な為増分は少ない。
くい打ち工法による場合は土に石が混入していたり特別硬い土や軟弱地盤の土の場合には採用が出来ないが本発明の方法は出来る。
杭打工法によっては特殊機械が必要になる場合がある。
本発明の方法は汎用掘削機械で良い。
コンクリート工法、杭打ち工法とも上部架台接合部分には所定寸法の誤差精度を要求され作業性が悪い。
本発明はその解決策として逆工法を採用し、精度を要する上部材の接続を埋戻し前に行う方法で解決し接続部は上下スライド金具を使用する為高さは数ｃｍの誤差裕度があり施工が非常に簡単、作業者は熟練を要せずコンクリ基礎に比較して安価で基礎が出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】太陽光電池アレイを一定の角度で架台に取り付け、その架台を本発明の基礎に取り付けた正面図である。
【図２】本発明の右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】  以下本発明を実施するための形態について説明する。
風（１）による基礎後支柱（２）に働く揚力に抗して架体が浮き上がらないように底部平板（３）に溶接した管状の基礎後支柱（２）を一定の深さに埋め込み、地中上部に水平の抗力を増すための水平抗力板（４）を設け地上で基礎前支柱（７）と基礎後支柱（２）とを架台基礎正面側接合材（１１）で結合する接続金具（１３）によって結合された太陽光発電用の埋込み基礎。
【符号の説明】
【０００９】  （１）風
（２）基礎後支柱
（３）底部平板
（４）水平抗力板
（５）抵抗力の土
（６）砂又は山土
（７）基礎前支柱
（８）太陽光電池アレイ
（９）太陽光電池アレイ支持台
（１０）架台支柱
（１１）架台基礎正面側接合材
（１２）架台基礎右側面接合材
（１３）接合金具
（１４）接合金具
（１５）斜材
（１６）斜材
（１７）地面
【図１】
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【図２】
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