(57)【要約】【課題】安全性及び建築物の防水性を確保しつつ、低コストで建築物の屋上に太陽光発電モジュールを設置することが可能な太陽光発電モジュールの設置構造を提供する。【解決手段】建築物の屋上に形成された陸屋根７２面上における太陽光発電モジュール３の設置構造。一又は二以上の太陽光発電モジュール３が、当該太陽光発電モジュール３を載置するための載置部１５を有する架台１１に固定して備えられ、架台１１の載置部１５から連続して延びる延出部１６を、建築物の屋上に設置される重量物からなる屋根上設置物４に連結して、架台１１が固定されている。【選択図】図４
2011012449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の屋上に形成された陸屋根面上における太陽光発電モジュールの設置構造であって、
一又は二以上の前記太陽光発電モジュールが、当該太陽光発電モジュールを載置するための載置部を有する架台に固定して備えられ、
前記架台の前記載置部から連続して延びる延出部を、前記建築物の屋上に設置される重量物からなる屋根上設置物に連結して、前記架台が固定されている太陽光発電モジュールの設置構造。
【請求項２】
前記屋根上設置物が、下側支持部材と、振動を吸収可能な吸振部材を介して当該下側支持部材に連結される上側支持部材と、を備えて構成された防振架台を介在させて設置されると共に、
前記架台の前記延出部が、前記防振架台の前記下側支持部材と一体的に形成されている請求項１に記載の太陽光発電モジュールの設置構造。
【請求項３】
前記架台の前記屋根上設置物に連結される前記延出部とは反対側の端部である反延出端部が、前記陸屋根面上に載置される重り部材に連結されることにより、又は締結部材を用いて前記建築物の屋上の外縁に形成された隆起部に直接締結されることにより、前記反延出端部が固定されている請求項１又は２に記載の太陽光発電モジュールの設置構造。
【請求項４】
前記重り部材が、外部に対して開口する開口部を有する中空容器と、前記開口部を介して前記中空容器に導入及び排出可能な重量媒体と、で構成されている請求項３に記載の太陽光発電モジュールの設置構造。
【請求項５】
前記載置部が水平面に対して所定角度だけ傾斜した状態で設けられると共に、前記太陽光発電モジュールが前記載置部に対して平行な状態で固定されている請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽光発電モジュールの設置構造。
【請求項６】
前記屋根上設置物が、少なくともエンジン駆動式ヒートポンプシステムの一部を構成するエンジン及び空調室外機を収容した室外ユニットであり、
前記室外ユニットには、前記エンジンに連結され当該エンジンの軸動力により駆動されて発電を行う発電機と、前記発電機により発電されて直流電力に変換された電力を交流電力に変換するインバータ装置と、が更に収容され、
前記インバータ装置に、前記架台に固定された前記太陽光発電モジュールが電気的に接続され、前記太陽光発電モジュールにより発電された電力が前記インバータ装置を介して電力負荷に供給可能に構成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の太陽光発電モジュールの設置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の屋上に形成された陸屋根面上における太陽光発電モジュールの設置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーや環境保護等の観点から、太陽光発電システムに対する注目度が高まってきている。それに伴い、ビルや学校等の建築物の屋上に形成された陸屋根面上に太陽光発電モジュールを敷設することも普及し始めている。このような太陽光発電モジュールは、地球温暖化の原因ともなる二酸化炭素を排出することなく、しかも無尽蔵の太陽光エネルギーを利用して発電を行うことができるので、今後より一層の普及を促進することが望まれている。
【０００３】
ところで、建築物の屋上の陸屋根面上に太陽光発電モジュールを敷設する際には、安全性等の観点から、当該建築物の屋上において太陽光発電モジュールが受ける風圧力に十分に耐え得る強度を備えた構造で設置されることが求められる。またその際、一般に建築物の屋上に施されている防水構造を毀損することなく、そのような構造を実現することが求められる。
【０００４】
上記のような要求を満足する構造としては、陸屋根面上の全面にコンクリート層を打設し、当該コンクリート層に太陽光発電モジュールが固定された架台をアンカーボルトにより締結固定するものが知られている（例えば、下記の特許文献１を参照）。また、太陽光発電モジュールを架台に固定すると共に、架台に連結された支持脚に、更にいわゆる置き基礎と言われるコンクリートブロックからなる重りを取り付けて陸屋根面上に載置するものが知られている（例えば、下記の特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２７００８４号公報
【特許文献２】特開平１１−２７００４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
建築物の屋上の陸屋根面上に太陽光発電モジュールを設置する際の初期コストを考えると、基礎工事（上記のコンクリート層の打設やコンクリートブロックの設置）に係るコストの割合が非常に大きい。例えば、コンクリートの使用量をより少なく抑えることのできる、特許文献２に記載されたようなコンクリートブロックからなる重りを取り付ける構造のものでも、太陽光発電モジュールが風圧力に十分に耐え得るようにするためには、太陽光発電モジュールの１ｍ2当たり少なくとも６０ｋｇ程度のコンクリートブロックが必要となる。すると、太陽光発電モジュールの設置面積を広くとろうとすればするほど、コンクリートの使用量が多くなるのに応じて初期コストが高くなってしまう。このように、初期コストが高くつくことは、太陽光発電モジュールの普及促進にとってはこれを阻害する要因となってしまう。
【０００７】
なお、建築物の屋上には、給水タンクや受電設備、或いは空調設備の室外ユニット等の重量物からなる屋根上設置物が設置されることが一般的であるが、太陽光発電モジュールを設置するに際して、これらの屋根上設置物との関係が考慮されることはこれまでほとんどなかった。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、安全性及び建築物の防水性を確保しつつ、低コストで建築物の屋上に太陽光発電モジュールを設置することが可能な太陽光発電モジュールの設置構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る、建築物の屋上に形成された陸屋根面上における太陽光発電モジュールの設置構造の特徴構成は、一又は二以上の前記太陽光発電モジュールが、当該太陽光発電モジュールを載置するための載置部を有する架台に固定して備えられ、前記架台の前記載置部から連続して延びる延出部を、前記建築物の屋上に設置される重量物からなる屋根上設置物に連結して、前記架台が固定されている点にある。
【００１０】
上記の特徴構成によれば、屋根上設置物を架台の延出部に連結することにより、当該屋根上設置物の重量を利用して、架台と共に太陽光発電モジュールを強固に固定することができる。よって、太陽光発電モジュールに大きな風圧力がかかったとしてもこれに十分に耐えることができるので、安全性を確保することができる。また、屋根上設置物を架台の延出部に連結するだけで太陽光発電モジュールを固定するので、建築物の屋上に施されている防水構造を毀損することもない。
【００１１】
また、建築物の屋上に一般的に設置される屋根上設置物の重量を利用して太陽光発電モジュールを強固に固定するので、別途重りとして追加すべきコンクリートブロック等の量を低減し、或いはそのような重りを不要とすることができる。よって、太陽光発電モジュールを設置する際の初期コストを大幅に低減することができる。
【００１２】
従って、上記の特徴構成によれば、安全性及び建築物の防水性を確保しつつ、低コストで建築物の屋上に太陽光発電モジュールを設置することが可能な太陽光発電モジュールの設置構造を提供することができる。なお、本構造によれば、既に屋根上設置物が設けられている建築物においても、開いた空間を利用して太陽光発電モジュールを設置することができる。
【００１３】
ここで、前記屋根上設置物が、下側支持部材と、振動を吸収可能な吸振部材を介して当該下側支持部材に連結される上側支持部材と、を備えて構成された防振架台を介在させて設置されると共に、前記架台の前記延出部が、前記防振架台の前記下側支持部材と一体的に形成されている構成とすると好適である。
【００１４】
この構成によれば、屋根上設置物が振動を発生させるものであったとしても、防振架台に備えられた吸振部材によりその振動を吸収することができる。よって、建築物に振動が伝達されるのを抑制することができる。また、このような防振架台の下側支持部材（建築物側の支持部材）を延長させることにより架台を構成し、或いは、架台の延出部に吸振部材を介して上側支持部材を連結させることにより防振架台を構成することができるので、太陽光発電モジュールを固定するための架台と屋根上設置物が発生させる振動を吸収するための防振架台とを共通化して、より一層の低コスト化を図ることができる。
また、この構成では、屋根上設置物が上側支持部材と吸振部材とを介して、下側支持部材と一体化された架台に載置されることになる。よって、太陽光発電モジュールが固定された架台に、屋根上設置物の重量に基づく鉛直下向きの大きな押圧力を作用させることができ、架台及び太陽光発電モジュールをより強固に固定することができる。
【００１５】
また、前記架台の前記屋根上設置物に連結される前記延出部とは反対側の端部である反延出端部が、前記陸屋根面上に載置される重り部材に連結されることにより、又は締結部材を用いて前記建築物の屋上の外縁に形成された隆起部に直接締結されることにより、前記反延出端部が固定されている構成とすると好適である。
【００１６】
この構成によれば、陸屋根面上に載置される重り部材により、或いは、締結部材を用いて建築物の屋上の隆起部に直接締結されることにより、建築物の屋上の陸屋根面に施されている防水構造を毀損することなく、架台の延出部に加えて反延出端部をも固定することができる。従って、架台及び太陽光発電モジュールをより一層強固に固定することができる。
【００１７】
また、前記重り部材が、外部に対して開口する開口部を有する中空容器と、前記開口部を介して前記中空容器に導入及び排出可能な重量媒体と、で構成されている構成とすると好適である。
【００１８】
この構成によれば、中空容器から重量媒体を排出した状態（実質的に重り部材が重りとしての機能を果たしていない状態）で架台及び太陽光発電モジュールの設置作業を行うことにより、作業負荷を軽減して作業性を向上させることができる。また、設置作業の完了後は、開口部を介して中空容器に重量媒体を導入することで、重り部材に実質的に重りとしての機能を持たせ、架台及び太陽光発電モジュールを強固に固定することができる。
【００１９】
また、前記載置部が水平面に対して所定角度だけ傾斜した状態で設けられると共に、前記太陽光発電モジュールが前記載置部に対して平行な状態で固定されている構成とすると好適である。
【００２０】
この構成によれば、太陽光発電モジュールが、水平面に対して所定角度だけ傾斜した状態で架台に固定されて設置される。なお、このときの所定角度としては、水平面に対して僅かに傾斜する低角度とすると好適であり、具体的には例えば１〜１０度、より好適には２〜５度とすることができる。上記のように構成すれば、複数の太陽光発電モジュールが並べて配置される場合にも、互いに隣接する太陽光発電モジュールどうしの間で太陽光が遮光されることが抑制される。よって、架台に対して、複数の太陽光発電モジュールを高密度に設置することができる。
また、例えば水平に設置される場合と比較して、降雨等による太陽光発電モジュールの受光面の汚れの洗い流しを可能として、受光面をクリーンな状態に維持することができる。よって、太陽光発電モジュールの受光面での光強度の減衰を抑制して、太陽光発電を行うための有効光量を極力高く維持することができる。
従って、上記の構成によれば、太陽光発電モジュールによる発電効率を高めることができる。
【００２１】
また、前記屋根上設置物が、少なくともエンジン駆動式ヒートポンプシステムの一部を構成するエンジン及び空調室外機を収容した室外ユニットであり、前記室外ユニットには、前記エンジンに連結され当該エンジンの軸動力により駆動されて発電を行う発電機と、前記発電機により発電されて直流電力に変換された電力を交流電力に変換するインバータ装置と、が更に収容され、前記インバータ装置に、前記架台に固定された前記太陽光発電モジュールが電気的に接続され、前記太陽光発電モジュールにより発電された電力が前記インバータ装置を介して電力負荷に供給可能に構成されている構成とすると好適である。
【００２２】
一般的に、建築物の内部空調を、エンジン駆動式ヒートポンプシステムを利用して行う場合がある。このような場合には、当該エンジン駆動式ヒートポンプシステムの一部を構成するエンジン及び空調室外機を収容した室外ユニットが、建築物の屋上に設置される場合が多い。上記の構成によれば、建築物の内部空調を適切に行いつつ、室外ユニットの重量を利用して架台及び太陽光発電モジュールを固定することができる。
【００２３】
また、上記のように、エンジンの軸動力により駆動されて発電を行う発電機とインバータ装置とを備えた構成において、インバータ装置に太陽光発電モジュールが電気的に接続されているので、当該インバータ装置が、発電機により発電されて直流電力に変換された電力、及び太陽光発電モジュールにより発電された直流電力、の双方を交流電力に変換して電力負荷に供給することができる。従って、インバータ装置を共通化して、更なる低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る太陽光発電モジュールの設置構造が適用された建築物を上方から見た平面図である。
【図２】本実施形態に係る空調システムの概略構成を示す模式図である。
【図３】本実施形態に係る太陽光発電モジュールの設置構造を示す平面図である。
【図４】本実施形態に係る太陽光発電モジュールの設置構造を示す側面図である。
【図５】本実施形態に係る防振架台の構成を示す断面図である。
【図６】本実施形態に係る架台の全体構成を示す斜視図である。
【図７】その他の実施形態に係る太陽光発電モジュールの設置構造を示す側面図である。
【図８】その他の実施形態に係る太陽光発電モジュールの設置構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係る太陽光発電モジュールの設置構造の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る太陽光発電モジュール３の設置構造が適用された建築物としてのビル７１を上方から見た平面図である。この図に示すように、ビル７１の屋上を構成する陸屋根７２には、複数の太陽光発電モジュール３が組み合わされて構成される太陽光発電アレイ２と、空調システムの室外ユニット４と、が主要な屋根上設置物として設置されている。本実施形態に係る太陽光発電モジュール３の設置構造は、一又は二以上の太陽光発電モジュール３が、当該太陽光発電モジュール３を載置するための載置部１５を有する架台１１に固定して備えられ、架台１１の載置部１５から連続して延びる延出部１６を室外ユニット４に連結して架台１１が固定されている（図４を参照）点に特徴を有する。これにより、安全性及びビル７１の防水性を確保しつつ、低コストでビル７１の屋上に太陽光発電モジュール３を設置することが可能とされている。以下、本実施形態に係る太陽光発電モジュール３の設置構造について、詳細に説明する。
【００２６】
１．ビル屋上における屋根上設置物の配置構成
まず、本実施形態における、ビル７１の屋上における屋根上設置物の配置構成について説明する。図１に示すように、ビル７１の屋上には、その外縁を取り囲んで陸屋根７２から上方に向かって隆起するパラペット７６が形成されている。本実施形態においては、パラペット７６が本発明における「隆起部」に相当する。このようなパラペット７６は、ビル７１からの墜落の防止や防水効果の向上等の目的で形成されている。パラペット７６よりも内側の領域が、陸屋根７２とされている。なお、陸屋根７２の表面には防水層７５（図５を参照）が設けられ、ビル７１の屋上防水が施されている。本例では、このような屋上防水として、合成ゴムや塩化ビニル等のシートを防水層７５としたシート防水が採用されている。なお、ウレタン塗膜等を防水層７５とした塗膜防水等としてあっても良い。
【００２７】
陸屋根７２には、複数の太陽光発電アレイ２と複数の室外ユニット４とが設置されている。太陽光発電アレイ２と室外ユニット４とは、互いに同数設けられており、一つの太陽光発電アレイ２と一つの室外ユニット４とが組み合わされて、それぞれ一体化された太陽光発電ユニットが形成されている。複数の太陽光発電ユニットは、互いに隣接して並列配置されている。図示の例では、室外ユニット４の幅方向（図１における上下方向）に隣接して、複数の太陽光発電ユニットが並列配置されている。このような配置構成では、複数の太陽光発電アレイ２（複数の太陽光発電モジュール３）が向きを揃えて設置されることになる。このときの向きは、発電効率を考慮して南向きとすると好適である。また、陸屋根７２には、更に給水タンク７３と受電設備７４とが設置されている。なお、給水タンク７３は、ビル７１の各部に供給するための水道水を一時的に貯留するためのタンクである。また、受電設備７４は、電力会社から受電した電力をビル７１の各部の電力負荷５４（図２を参照）に適した電圧に変換するための電気設備である。
【００２８】
２．空調システムの構成
次に、本実施形態に係る空調システムの構成について説明する。本実施形態では、空調システムとして、エンジン駆動式ヒートポンプシステム４１（以下、ヒートポンプシステム４１と略称する）が採用されている。図２は、本実施形態に係るヒートポンプシステム４１の概略構成を示す模式図である。この図に示すように、ヒートポンプシステム４１は、その主要な構成としてエンジン４２、圧縮機４３、膨張弁４４、空調室外機４５、及び空調室内機４６を備えている。ここで、圧縮機４３、膨張弁４４、空調室外機４５、及び空調室内機４６によりヒートポンプ回路が構成されている。
【００２９】
エンジン４２は、燃料の燃焼により駆動される内燃機関である。エンジン４２は、その内部の燃焼室内で燃料を燃焼させてクランク軸等のエンジン出力軸を回転させることにより軸動力を出力する。なお、燃料としては、例えば天然ガス系都市ガス等を用いることができる。エンジン出力軸は圧縮機４３に駆動連結されており、エンジン４２の軸動力は圧縮機４３に伝達される。そして、圧縮機４３は、駆動力源としてエンジン４２の軸動力を利用して、ヒートポンプ回路を流通する冷媒蒸気を圧縮して吐出させる流体ポンプとして作動する。また、ヒートポンプ回路には、圧縮機４３からの冷媒送出方向を空調室外機４５と空調室内機４６との間で切り換えるための四方切換弁４７が設けられている。ヒートポンプシステム４１は、四方切換弁４７の状態を切り換えることで、冷房運転と暖房運転とを切り換えることができる。
【００３０】
冷房運転を行なう場合は、圧縮機４３からの冷媒搬送方向を空調室外機４５に向けるように四方切換弁４７の状態を切り換える。つまり、圧縮機４３の吐出側を空調室外機４５に接続させると共に、流入側を空調室内機４６に接続させる。この状態では、冷媒蒸気が圧縮機４３により圧縮されて高温高圧状態となる。次に、その高温高圧状態の冷媒蒸気は、空調室外機４５において放熱して凝縮する。次に、その凝縮した冷媒液が、膨張弁４４により膨張して低温低圧状態となる。次に、その低温低圧状態の冷媒液が、空調室内機４６において吸熱して蒸発し、その蒸発した冷媒蒸気が再度圧縮機４３に供給される。このとき、空調室内機４６において冷媒液が吸熱して蒸発する際の潜熱（ここでは、蒸発熱）を利用して、室内空気を冷却することができる。以上の動作を繰り返して冷房運転を行なう。
【００３１】
一方、暖房運転を行なう場合は、圧縮機４３からの冷媒搬送方向を空調室内機４６に向けるように四方切換弁４７の状態を切り換える。つまり、圧縮機４３の吐出側を空調室内機４６に接続させると共に、流入側を空調室外機４５に接続させる。この状態では、冷媒蒸気が圧縮機４３により圧縮されて高温高圧状態となる。次に、その高温高圧状態の冷媒蒸気は、空調室内機４６において放熱して凝縮する。次に、その凝縮した冷媒液が、膨張弁４４により膨張して低温低圧状態となる。次に、その低温低圧状態の冷媒液が、空調室外機４５において吸熱して蒸発し、その蒸発した冷媒蒸気が再度圧縮機４３に供給される。このとき、空調室内機４６において冷媒蒸気が放熱して凝縮する際の潜熱（ここでは、凝縮熱）を利用して、室内空気を加熱することができる。以上の動作を繰り返して暖房運転を行なう。
【００３２】
本実施形態においては、ヒートポンプシステム４１は、エンジン４２に連結され、当該エンジン４２の軸動力により駆動されて発電を行う発電機４８を更に備えている。本実施形態では、発電機４８は、エンジン４２の軸動力のうち、圧縮機４３を駆動してなお余剰する分の軸動力により駆動されて発電を行うように構成されている。発電された電力は、コンバータ５１及びインバータ５２を介して電力負荷５４へ供給される。ここで、コンバータ５１は、エンジン４２の軸動力により発電機４８が発電する交流電力を直流電力に変換する。インバータ５２は、コンバータ５１から出力される直流電力を所定周波数（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）の交流電力に変換する。本実施形態においては、インバータ５２が本発明における「インバータ装置」に相当する。なお、これらのコンバータ５１及びインバータ５２は、元来ヒートポンプシステム４１に設けられるインバータである。
【００３３】
本実施形態においては、図２に示すように、インバータ５２に、太陽光発電モジュール３が電気的に接続されている。太陽光発電モジュール３により発電された直流電力は、インバータ５２により所定周波数（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）の交流電力に変換される。すなわち、インバータ５２は、エンジン４２の軸動力により発電機４８が発電し、コンバータ５１により一旦直流電力に変換された電力と、太陽光発電モジュール３により発電された直流電力と、の双方を交流電力に変換する。このように、本実施形態では、直流電力と交流電力との間の変換を行うインバータ５２を共通化することにより、低コスト化が図られている。インバータ５２から出力される交流電力は、商用電力系統５３と連系して、ビル７１の各部に設けられた電気機器等の電力負荷５４に供給されるように構成されている。
【００３４】
本実施形態においては、ヒートポンプシステム４１を構成する各構成要素のうちの一部、ここでは、エンジン４２、空調室外機４５、発電機４８、コンバータ５１、及びインバータ５２が、ユニットケース６１内に収容されている。そして、これらがユニットケース６１内に収容された状態で、本発明における「室外ユニット４」が構成されている。このような室外ユニット４は、その内部にエンジン４２を収容することから、当該エンジン４２の駆動に基づいて振動が発生する場合がある。そのため、室外ユニット４は、振動がビル７１に伝達されるのを抑制するため、防振架台２１を介して陸屋根７２上に設置されている。この防振架台２１の詳細については、太陽光発電モジュール３の設置構造と共に、後述する。
【００３５】
３．太陽光発電モジュールの設置構造
次に、本発明の要部である、太陽光発電モジュール３の設置構造について説明する。図３〜図５は、本実施形態に係る太陽光発電モジュール３の設置構造を示している。これらの図に示すように、太陽光発電モジュール３は、主として、架台１１（防振架台２１を兼用する）、室外ユニット４、及び重り部材３６により固定されて設置されている。以下、各部の詳細について説明する。
【００３６】
太陽光発電モジュール３は、ガラス基板上に形成された複数の太陽光発電セル（不図示）を備えている。太陽光発電セルは、所謂太陽電池を構成する素子であり、入射光（太陽光）が有するエネルギーを直接電力に変換する。これら複数の太陽光発電セルは、直列に接続されて太陽光発電モジュール３を構成している。太陽光発電セル（太陽光発電モジュール３）としては、単結晶型、多結晶型、薄膜型、アモルファス型、色素増感型、多接合型等、公知の各種構成を採用することができる。
【００３７】
一又は二以上の太陽光発電モジュール３は、図４に示すように、載置部１５と延出部１６とを有して構成される架台１１に固定されている。本例では、図３に示すように、４枚の太陽光発電モジュール３が架台１１に固定されている。ここで、載置部１５は、太陽光発電モジュール３を載置するための部分であり、延出部１６は、載置部１５から連続して略水平に延びる部分である。架台１１は、図６に示すように、外枠フレーム１２及び横架フレーム１３が組み合わされて構成されている。具体的には、２本の外枠フレーム１２が、室外ユニット４の幅方向両側から、当該室外ユニット４の幅方向（図３における上下方向）に対して直交する方向に、互いに平行に延びている。この外枠フレーム１２は、図４に示すように、室外ユニット４から所定の位置まで（以下、室外ユニット近接側とする）は水平面でもある陸屋根７２の上面に対して平行に延びると共に、それより室外ユニット４から離れた位置（以下、室外ユニット離間側とする）では水平面に対して所定角度だけ傾斜して延びている。このときの所定角度としては、水平面に対して僅かに傾斜する低角度、具体的には例えば１〜１０度、より好適には２〜５度とすることができる。本例では、２度とされている。
【００３８】
外枠フレーム１２のうち、室外ユニット離間側では、２本の外枠フレーム１２の間に、３本の横架フレーム１３が横架されている。これら３本の横架フレーム１３は、互いに平行な２本の外枠フレーム１２に直交する状態で、外枠フレーム１２の室外ユニット離間側の部分の両端部と当該部分を２等分する位置とに横架されている。そして、図６に破線で示すように、外枠フレーム１２と横架フレーム１３とに沿って、互いに隣接配置される４枚の太陽光発電モジュール３がビス等を用いて架台１１に固定される。このように、室外ユニット離間側では、外枠フレーム１２と横架フレーム１３とが互いに連結されることにより「載置部１５」が形成されている。本実施形態においては、太陽光発電モジュール３は、外枠フレーム１２及び横架フレーム１３に対して平行な状態で、つまり載置部１５に対して平行な状態で固定されている。なお、載置部１５自体は、外枠フレーム１２の形状に応じて、水平面に対して所定角度（ここでは、２度）だけ傾斜した状態で設けられることになる。
【００３９】
このように、水平面に対して所定角度（ここでは、２度）だけ傾斜した状態で載置部１５が設けられると共に、太陽光発電モジュール３が載置部１５に対して平行な状態で固定されることで、太陽光発電モジュール３は、水平面に対して所定角度（ここでは、２度）だけ傾斜した状態で架台３に固定されて設置されることになる。このようにすれば、太陽光発電モジュール３の受光面が汚れた場合にも降雨等により当該汚れを洗い流して、太陽光発電モジュール３の受光面をクリーンな状態に維持することができる。よって、太陽光発電モジュール３の受光面での光強度の減衰を抑制して、太陽光発電を行うための有効光量を極力高く維持することができる。なお、隣接する太陽光発電モジュール３どうしは互いに平行に配置され、太陽光が遮光されることが抑制されるので、複数の太陽光発電モジュール３を高密度に設置することができる。従って、太陽光発電モジュール３による発電効率を向上させることができる。
【００４０】
外枠フレーム１２のうち、室外ユニット近接側は、載置部１５から連続して略水平に延びる「延出部１６」となっている。そして、図６に二点鎖線で示すように、本実施形態においては、延出部１６ではゴムマウント２４及び上側支持部材２５を介して、上側支持部材２５に沿って室外ユニット４が載置されている。
【００４１】
本実施形態においては、室外ユニット４は、延出部１６を構成する外枠フレーム１２との間に、ゴムマウント２４と当該ゴムマウント２４に連結される上側支持部材２５とを介在させて設置されている。見方を変えれば、室外ユニット４は、下側支持部材２２と、ゴムマウント２４を介して当該下側支持部材２２に連結される上側支持部材２５と、を備えて構成された防振架台２１を介在させて設置されると共に、架台２１の延出部１６を構成する外枠フレーム１２が、防振架台２１の下側支持部材２２と一体的に形成されている。
【００４２】
なお、この上側支持部材２５は、外枠フレーム１２や横架フレーム１３と類似する形状の枠型フレーム１４を用いて構成されている。また、当該枠型フレーム１４の間に、更に２本の補強フレーム１４ａが室外ユニット４の長さ方向に沿って横架されている。これらの、外枠フレーム１２、横架フレーム１３、枠型フレーム１４及び補強フレーム１４ａは、例えば鉄やステンレス等の金属からなる棒材やパイプ材、型鋼等を用いて構成することができる。
【００４３】
図５に示すように、防振架台２１において、下側支持部材２２は、ビル７１の陸屋根７２上に形成されるコンクリート等からなる基礎台７７に、不図示のアンカーボルト等により締結固定されている。また、下側支持部材２２には、下側フランジ２３を介してゴムマウント２４が連結されている。また、ゴムマウント２４は、上側フランジ２６を介して上側支持部材２５に連結されている。上側支持部材２５は、室外ユニット４のユニットケース６１に、不図示のボルト等により締結固定されている。上側支持部材２５に連結された室外ユニット４と、下側支持部材２２に連結された基礎台７７との間の荷重伝達は、ゴムマウント２４を介して行われるので、仮にヒートポンプシステム４１の稼働中に室外ユニット４が振動を発生させたとしても、当該振動はゴムマウント２４によって減衰（吸収）されて、基礎台７７への伝達が抑制される。従って、室外ユニット４が発生させ得る振動がビル７１に伝達されるのを抑制することができる。本実施形態においては、ゴムマウント２４が本発明における「吸振部材」に相当する。なお、吸振部材としては、振動を吸収可能なものであればゴムマウント２４以外にもコイルバネ等を採用することもできる。また、下側支持部材２２には、所定以上の震度で室外ユニット４が大きく揺れ動く際に、その上側の端部が上側支持部材２５に当接することによって、それ以上の振幅で揺れ動くことを防止するための耐震ストッパ２７が固定されている。
【００４４】
このように、本実施形態では、架台１１の延出部１６を構成する外枠フレーム１２が、防振架台２１の下側支持部材２２と一体的に形成されることにより、太陽光発電モジュール３を固定するための架台１１と、室外ユニット４が発生させ得る振動がビル７１に伝達されるのを抑制するための防振架台２１とが共通化されている。これにより、太陽光発電モジュール３を設置するための部品点数を減らして、低コスト化を図ることができるようになっている。
【００４５】
ここで、上記のとおり、室外ユニット４は、ユニットケース６１内に収容されたエンジン４２、空調室外機４５、発電機４８、コンバータ５１、及びインバータ５２を内部に備えて構成されている。このような室外ユニット４は、比較的高重量のエンジン４２や空調室外機４５を備えているため、全体としても非常に高重量の重量物となる。そして、太陽光発電モジュール３が固定された架台１１は、当該架台１１の延出部１６が、ゴムマウント２４及び上側支持部材２５（以下では、単に防振架台２１という場合がある）を介して載置されて連結された室外ユニット４の重量を利用して固定されている。すなわち、防振架台２１を介して室外ユニット４から架台１１に対して作用する鉛直下向きの大きな押圧力により、架台１１が固定されている。
【００４６】
また、本実施形態においては、架台１１の延出部１６とは反対側の端部（反延出端部１７）が、ゴムシート３５を介して陸屋根７２上に載置される重り部材３６に連結されることにより、反延出端部１７が固定されている。更に、本例では、架台１１を構成する２本の外枠フレーム１２のそれぞれの中央部（本例では、載置部１５と延出部１６との間の境界部）付近に支持脚１８が設けられ、当該支持脚１８にも同様の重り部材３６が連結されている。ここで、本実施形態では、重り部材３６は、その外部に対して開口する開口部３２を有する中空容器３１と、中空容器３１内に収容された水３４と、で構成されている。中空容器３１は、ステンレスやアルミニウム等の金属製容器、ポリエチレンやポリプロピレン等のプラスチック製容器等とすることができる。
【００４７】
金属架台１１及び太陽光発電モジュール３の設置作業を行う際には、中空容器３１内が空の状態で作業を行うことで、作業負荷を軽減して作業性を向上させることができる。そして、設置作業が完了すると、開口部３２を介して中空容器３１の最大容量程度まで中空容器３１内に水３４を注入して、重り部材３６に実質的に重りとしての機能を果たさせる。これにより、反延出端部１７や外枠フレーム１２の中央部において、重り部材３６から架台１１に対して作用する鉛直下向きの引張力により架台１１が固定される。なお、水３４の注入後は、キャップ３３により開口部３２が閉じられる。本実施形態においては、水３４が本発明における「重量媒体」に相当する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係る太陽光発電モジュール３の設置構造では、太陽光発電モジュール３が、当該太陽光発電モジュール３を載置するための載置部１５を有する架台１１に固定して備えられ、架台１１の載置部１５から連続して延びる延出部１６に室外ユニット４を載置することにより架台１１が固定されている。このような構造では、室外ユニット４の重量を利用して架台１１を強固に固定することができる。このとき、ビル７１の屋上の陸屋根７２に対して何らの施工を行う必要もないので、その下部に形成されている防水層７５を毀損することもない。また、空調システムを備えたビル７１において、屋上に一般的に設置される室外ユニット４の重量を利用して太陽光発電モジュール３を固定するので、太陽光発電モジュール３を設置する際の初期コストを大幅に低減することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、架台１１の延出部１６とは異なる位置の、反延出端部１７を含む複数箇所が、陸屋根７２上に載置される重り部材３６に連結されているので、ビル７１の屋上の表面に形成されている防水層７５を毀損することなく、架台１１及び太陽光発電モジュール３をより強固に固定することができる。よって、太陽光発電モジュール３に大きな風圧力がかかったとしてもこれに十分に耐えることができるので、十分に安全性を確保することができる。従って、本実施形態に係る太陽光発電モジュール３の設置構造によれば、安全性及びビル７１の防水性を確保しつつ、低コストでビル７１の屋上に太陽光発電モジュール３を設置することができる。
【００５０】
しかも、本実施形態では、室外ユニット４が、ビル７１への振動の伝達を抑制するための防振架台２１を介在させて設置されると共に、当該防振架台２１と太陽光発電モジュール３を固定するための架台１１とが共通化されている。これにより、防振架台２１の下側支持部材２２を延長させることにより架台１１を構成し、或いは、架台１１の延出部１６を構成する外枠フレーム１２にゴムマウント２４を介して上側支持部材２５を連結させることにより防振架台２１を構成することができる。つまり、防振架台２１と架台１１とを構成するための部品の一部を共通化することで、部品点数を減らしてコストの低減が図られている。
【００５１】
更に、本実施形態では、ヒートポンプシステム４１に備えられた、直流電力を所定周波数の交流電力に変換するためのインバータ５２に、太陽光発電モジュール３が電気的に接続されている。この構成では、インバータ５２は、エンジン４２の軸動力により発電機４８により発電されて直流電力に変換された電力に加えて、太陽光発電モジュール３により発電された直流電力をも所定周波数の交流電力に変換して、ビル７１の各部に設けられた電力負荷５４に供給することができる。従って、直流電力と交流電力との間の変換を行うインバータ装置を共通化して、更なるコストの低減が図られている。
【００５２】
このように、本実施形態に係る太陽光発電モジュール３の設置構造を採用することにより、安全性及びビル７１の防水性を確保しながら、従来と比較して太陽光発電モジュール３を設置する際の初期コストを大幅に低減することが可能となる。従って、本発明は、太陽光発電モジュール３の普及促進のために多大な貢献を果たすものと期待される。
【００５３】
〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態においては、架台１１の反延出端部１７が、陸屋根７２上に載置される重り部材３６に連結されることにより、反延出端部１７が固定されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、室外ユニット４の重量と太陽光発電モジュール３に作用し得る風圧力の大きさとの関係次第では、そのような重り部材３６により反延出端部１７が固定されていない構成とすることもできる。例えば、室外ユニット４が架台１１の延出部１６に載置された構成において、室外ユニット４から架台１１に対して作用する鉛直下向きの大きな押圧力のみで、陽光発電モジュール３に作用する風圧力に十分に耐え得る場合等には、当該反延出端部１７には支持脚１８のみを設け、反延出端部１７では単に架台１１を支持するだけの構成とすることができる。
【００５４】
（２）或いは、陸屋根７２上に載置される重り部材３６に連結する構成に代えて、図７に示すように、架台１１の反延出端部１７が、ビル７１の屋上の外縁に形成されたパラペット７６に、締結部材としてのアンカーボルト７８を用いて直接締結されることにより、反延出端部１７が固定されている構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このようにしても、ビル７１の屋上の陸屋根７２の下部に形成されている防水層７５を毀損することなく、室外ユニット４の重量を利用した固定との協働により、架台１１及び太陽光発電モジュール３をより強固に固定することができる。
【００５５】
（３）上記の実施形態においては、室外ユニット４が、延出部１６を構成する外枠フレーム１２との間に、吸振部材としてのゴムマウント２４と当該ゴムマウント２４に連結される上側支持部材２５とを介在させて設置されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、そのようなゴムマウント２４や上側支持部材２５を介在させることなく、架台１１の延出部１６を構成する外枠フレーム１２に、直接的に室外ユニット４が載置して設置される構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このような構成は、屋根上設置物としての室外ユニット４がほとんど振動を発生しない場合の構成として適している。例えば、ビル７１の空調システムとして電気ヒートポンプシステムが採用されている場合等には、ヒートポンプ回路の圧縮機がモータ駆動となって振動の発生は低く抑えられる。よって、このような場合には、ビル７１への振動の伝達を考慮する必要がないので、図８に示すように、太陽光発電モジュール３が固定された架台１１に、室外ユニット４を直接載置して設置することも可能である。この場合であっても、当然、室外ユニット４の重量により、架台１１及び太陽光発電モジュール３を強固に固定することができる。
【００５６】
（４）上記の実施形態においては、太陽光発電モジュール３が、当該太陽光発電モジュール３を載置するための載置部１５を有する架台１１に固定して備えられ、架台１１の延出部１６に室外ユニット４を載置することにより架台１１が固定されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、少なくとも室外ユニット４の重量を利用することにより架台１１及び太陽光発電モジュール３を強固に固定することができれば本発明の目的を達成することができるので、例えば架台１１の延出部１６を、室外ユニット４を構成するユニットケース６１の側面等に連結して架台１１を固定する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００５７】
（５）上記の実施形態においては、重り部材３６が、その外部に対して開口する開口部３２を有する中空容器３１と、中空容器３１内に収容された水３４と、で構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、中空容器３１内に収容される重量媒体としては、水３４以外にも、例えば砂、土、金属球等を採用することができる。また、例えば重り部材３６を、コンクリートや金属等の比重の大きい材料で形成されたブロック状の部材として構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００５８】
（６）上記の実施形態においては、水平面に対して所定角度だけ傾斜した状態で載置部１５が設けられると共に、太陽光発電モジュール３が載置部１５に対して平行な状態で固定され、光発電モジュール３が水平面に対して所定角度だけ傾斜した状態で架台３に固定されて設置されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば載置部１５が水平面に平行となるように設けられると共に、各太陽光発電モジュール３が架台１１に対して所定角度で傾斜させて固定された構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。或いは、太陽光発電モジュール３の受光面の汚れがほとんど問題とならない場合等には、載置部１５が水平面に平行となるように設けられると共に、太陽光発電モジュール３が載置部１５に対して平行な状態で固定され、光発電モジュール３も水平面に平行となる状態で架台３に固定されて設置された構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００５９】
（７）上記の実施形態においては、４枚の太陽光発電モジュール３が互いに隣接配置されて架台１１に固定されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、１つの架台１１に固定される太陽光発電モジュール３の枚数は任意であり、発電効率や所望の発電量、固定性能等を考慮して適宜変更が可能である。
【００６０】
（８）上記の実施形態においては、ビル７１の屋上に設置される屋根上設置物の一つである空調システムの室外ユニット４を利用して、太陽光発電モジュール３が固定された架台１１を固定している場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。つまり、架台１１を強固に固定するのに十分な重量を有するものであれば、例えば給水タンク７３や受電設備７４、或いはその他の設備等を、上記の実施形態における室外ユニット４に代えて本発明における「屋根上設置物」として用いることができる。すなわち、架台１１の延出部１６を、給水タンク７３や受電設備７４等に連結して架台１１を固定する構成としても好適である。
【００６１】
（９）上記の実施形態においては、ヒートポンプシステム４１に備えられた、直流電力を所定周波数の交流電力に変換するためのインバータ５２に、更に太陽光発電モジュール３もが電気的に接続されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば太陽光発電モジュール３により発電された直流電力を所定周波数の交流電力に変換するための専用のインバータを、インバータ５２とは別に備える構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、建築物の屋上に形成された陸屋根面上における太陽光発電モジュールの設置構造に好適に利用することができる。なお、既に屋根上設置物を有する既存の建築物に対して太陽光発電モジュールを設置する場合、及び新築の建築物等、未だ屋根上設置物を有していない建築物に対して屋根上設置物と共に太陽光発電モジュールを設置する場合、の双方に、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
３        太陽光発電モジュール
４        室外ユニット（屋根上設置物）
１１      架台
１５      載置部
１６      延出部
１７      反延出端部
２１      防振架台
２２      下側支持部材
２４      ゴムマウント（吸振部材）
２５      上側支持部材
３１      中空容器
３２      開口部
３４      水（重量媒体）
３６      重り部材
４１      エンジン駆動式ヒートポンプシステム
４２      エンジン
４８      発電機
５２      インバータ（インバータ装置）
７１      ビル（建築物）
７２      陸屋根
７３      給水タンク（屋根上設置物）
７４      受電設備（屋根上設置物）
７６      パラペット（隆起部）
７８      アンカーボルト（締結部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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