(57)【要約】【課題】陸屋根や折板屋根等を基盤とした一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システムを提供する。【解決手段】陸屋根８、折板屋根９等を基盤とし、その基盤上に複数の散水穴２を開けた一体成型した散水菅付架台フレーム１をパッキン４を介在しつつ一定間隔に固定ビス５で固定して、太陽電池モジュール３を並置し、固定フレーム６を用いてビス７で固定した鋸状の太陽受光面に散水することで降雪を溶かして積雪荷重を減らし、構造計算で見込まれている積雪荷重を太陽光発電の積載荷重に置き換えることで、既設建物に太陽光発電設備を搭載できることを特徴とする。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システムであって、
前記太陽光発電システムは、陸屋根や折板屋根等を基盤とし、前記基盤上に複数の一体成型した散水管付架台フレームを取付け固定し、太陽電池モジュールを並置固定した、鋸状の太陽受光面で発電することを特徴とする一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム。
【請求項２】
前記一体成型した散水管付架台フレームの散水管部に複数の散水穴を開けて、連結可能な連結部を備え、散水をすることを特徴とする請求項１に記載の一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム。
【請求項３】
前記太陽電池モジュールの巾、又は、一体成型した散水管付架台フレームの高さを変えることで、太陽の最適入射角が得られることを特徴とする請求項１及び２に記載の一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム。
【請求項４】
前記陸屋根を基盤とし、その基盤上にパッキンを用いて複数の一体成型した散水管付架台フレームを固定することを特徴とする請求項１〜３に記載の一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム。
【請求項５】
前記折板屋根を基盤とし、前記基盤上に請求項２に記載の一体成型した散水管付架台フレームの散水管部分に複数の散水穴を開けて、連結可能な連結部を備え、散水をすることで積雪荷重が軽減できることを特徴とする請求項２に記載の一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム。
【請求項６】
前記一体成型した散水管付架台フレームと太陽電池モジュールを用いて鋸状の太陽受光面を構成することで鋸状の構築物となり、強固な点検足場下地となることを特徴とする請求項１〜５に記載の一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム。
【請求項７】
前記一体成型した散水管付架台フレームは、下方に太陽電池モジュールの下部固定部と上方に太陽電池モジュールの並置固定部を備え、中間部に複数の散水穴を開けた散水管部の備えを一体に成型してあることを特徴とする請求項１〜６に記載の一体成型した散水管付架台フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陸屋根等や平地面に設置される太陽電池モジュールと、散水をもって発電効率を高める太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽電池モジュールは、その傾斜角度を太陽光の最適入射角に設置すると、該モジュール単体での発電効率が最も高まるため、陸屋根や平地等の水平面に設置される場合、
複数の太陽電池モジュールは傾斜架台を用いて同一方向に向けて傾斜させて配列している。
【０００３】
ところが、この様な配列形態では、各太陽電池モジュールを近接配置すると、日陰が生じ発電効率が著しく低下するため、間隔を空ける必要があり、設置場所の有効利用が困難である。また、傾斜架台に載置し固定するために太陽電池モジュールは強固に作る必要があった。
【０００４】
さらに、傾斜架台に載置固定する場合、構築物の意匠破壊や架台が太陽光発電設備費を高騰させ、太陽光発電の普及を妨げている。
【０００５】
近年、エネルギー資源の枯渇問題や大気中のCO2増加のような地球環境問題からクリーンなエネルギーの開発が望まれており、特に太陽電池を用いた太陽光発電システムが新しいエネルギー源として開発、実用化されてきている。他方、地球温暖化時代に最もクリーンなエネルギーとして太陽光発電の普及は国策であり切望されている。
【０００６】
しかしながら、現在、開発されている太陽光発電システムでは、太陽光発電を最も求めている工場や社屋・学校や中高層等の構築物の既設建物には、積載荷重の関係上、従来の傾斜架台による太陽光発電は困難である。
【０００７】
なお、本願発明に関連する公知技術として次の特許文献を挙げることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１７３３８２号公報
【特許文献２】特開２００７−３５８４９号公報
【特許文献３】特開２００６−２７４６１９号公報
【特許文献４】特開２００５−２８１９９６号公報
【特許文献５】特開２００８−２８２８３７号公報
【特許文献６】特開２００６−１９８４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の如く、従来の陸屋根等や平地面に設置される太陽光発電システムには次の問題があった。
【００１０】
従来の太陽光発電システムを構築する太陽電池モジュールは、陸屋根等の水平面に設置される場合、該モジュール単体の発電効率を高めるための傾斜架台が必要であり、それらに付随する付属金物や取付け費用は高額で太陽光発電の普及を妨げている。さらに、該モジュールや傾斜架台の取付けは複雑で、取付け工事は専門性を高め高度な技術者を必要としている。他方、それらの運搬費も多大で太陽光発電の普及をさらに妨げている。
【００１１】
しかも、太陽電池モジュールは気候や温度に左右され易く、夏は温度上昇により発電効率が低下し、冬は積雪により発電しない常態になる。さらに受光面の汚れの付着等による発電効率の低下もある。
【００１２】
現在、地球温暖化時代に最もクリーンなエネルギーとして太陽光発電の普及は国策であり切望されている。この太陽光発電の普及に欠かせない既設建物に、大きな面積を有する折板屋根の工場や社屋がある。これらの既設建物は最も太陽光発電を必要としているが、従来の傾斜架台による太陽光発電は困難である。
【００１３】
また、既設建物である学校や中高層等の構築物にしても、太陽光発電を最も必要としているが、積載荷重の関係上、従来の傾斜架台による太陽光発電は困難である。
【００１４】
上述したように太陽光発電を普及させるための最も大きな課題として、経済設計された既設建物に、如何に構造計算で合法的に太陽光発電設備を搭載させるかである。
【００１５】
そこで、本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、前記、既設建物の太陽光発電の搭載を可能にするために、既設建物の構造計算で見込まれている積雪荷重を散水で降雪を溶かして積雪荷重を減らし、積雪荷重を太陽光発電の積載荷重に置き換えることで既設建物の太陽光発電を可能にする。一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム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】
【００１６】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システムであって、前記太陽光発電システムは、陸屋根や折板屋根等を基盤とし、前記基盤上に複数の一体成型した散水管付架台フレームを取付け固定し、太陽電池モジュールを並置固定した、鋸状の太陽受光面で発電することを特徴とする一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム（請求項１）を提供する。
【００１７】
前記一体成型した散水管付架台フレームの散水管部に複数の散水穴を開けて、連結可能な連結部を備え、散水をすることを特徴とする請求項１に記載の一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム（請求項２）を提供する。
【００１８】
前記太陽電池モジュールの巾、又は、一体成型した散水管付架台フレームの高さを変えることで、太陽の最適入射角が得られることを特徴とする請求項１及び２に記載の一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム（請求項３）を提供する。
【００１９】
前記陸屋根を基盤とし、その基盤上にパッキンを用いて複数の一体成型した散水管付架台フレームを固定することを特徴とする請求項１〜３に記載の一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム（請求項４）を提供する。
【００２０】
前記折板屋根を基盤とし、前記基盤上に請求項２に記載の一体成型した散水管付架台フレームの散水管部分に複数の散水穴を開けて、連結可能な連結部を備え、散水をすることで積雪荷重が軽減できることを特徴とする請求項２に記載の一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム（請求項５）を提供する。
【００２１】
前記一体成型した散水管付架台フレームと太陽電池モジュールを用いて鋸状の太陽受光面を構成することで鋸状の構築物となり、強固な点検足場下地となることを特徴とする請求項１〜５に記載の一体成型した散水管付架台フレームを用いた太陽光発電システム（請求項６）を提供する。
【００２２】
前記一体成型した散水管付架台フレームは、下方に太陽電池モジュールの下部固定部と上方に太陽電池モジュールの並置固定部を備え、中間部に複数の散水穴を開けた散水管部の備えを一体に成型してあることを特徴とする請求項１〜６に記載の一体成型した散水管付架台フレーム（請求項７）を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の特筆すべき最大の効果は、地球温暖化時代に太陽光発電の普及は国策であり大きな課題である。特に、既設建物の太陽光発電化は最大の課題である。本発明による既設建物の構造計算で見込まれている積雪荷重を散水で降雪を溶かして積雪荷重を減らし、積雪荷重を太陽光発電の積載荷重に置き換えることで既設建物の太陽光発電を簡便に搭載できるようにしたことである。
【００２４】
請求項１に係る発明によれば、平地・陸屋根・折板屋根等それぞれ異なる基盤面でも、一体成型した散水管付架台フレームと太陽電池モジュールを構成することで、従来の複雑な傾斜架台も無駄な点検スペースも必要としない、軽量かつ低くて強固な鋸状の太陽受光面で発電できる。
【００２５】
請求項２に係る発明によれば、太陽光発電の太陽電池モジュールは過熱や積雪・汚れによって発電効率が低下するため、一体成型した散水管付架台フレームの散水管部に複数の散水穴を開けて、連結可能な連結部を備え、散水をすることで過熱や積雪・汚れを解消して発電効率を高める効果がある。さらに、積雪荷重を減らせる大きな効果がある。
【００２６】
請求項３に係る発明によれば、太陽電池モジュールは、その傾斜角度を太陽光の最適入射角に設置する必要がある、それぞれ異なる設置場所に合わせた太陽光の最適入射角度の調整は、太陽電池モジュールの巾、又は、散水管付架台フレームの高さを変えることで容易に対応できる。
【００２７】
請求項４に係る発明によれば、陸屋根面に構築する一体成型した散水管付架台フレームと太陽電池モジュールで連結構成された鋸状の平面体と陸屋根間にパッキンを用いて通気を良好にすることで、冷暖房コストを大幅に低減させる効果が生じる。
【００２８】
請求項５に係る発明によれば、地球温暖化時代に太陽光発電の普及は国策であり切望されている。この太陽光発電の普及に欠かせない既設建物に、大きな面積を有する折板屋根の工場や社屋がある。これらの既設建物の太陽光発電設備の搭載を可能にするために、既設建物の構造計算で見込まれている積雪荷重を散水で降雪を溶かして積雪荷重を減らし、積雪荷重を太陽光発電の積載荷重に置き換えることで既設建物の太陽光発電を可能にできる。他方、既設建物である学校や中高層等の構築物にしても、太陽光発電を最も必要としている。
【００２９】
請求項６に係る発明によれば、強固な基盤面に一体成型した散水管付架台フレームと太陽電池モジュールを構成することで、低くて強固な三角形条をなし連結することで強固な鋸状の平面体が形成できる、その上に足場板を敷くことで自由な点検が可能となり、点検スペースを必要としない効率のよい太陽光発電システムが構築できる。
【００３０】
請求項７に係る発明によれば、散水管付架台フレームを一体成型することで部材厚を薄くできる。また、太陽電池モジュールの傾斜架台と散水管の一体成型が容易にできるとともに従来の傾斜架台を必要としない。さらに、太陽電池モジュールの補強枠を必要としない効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３２】
図1本発明に係る一体成型した散水管付架台フレームと太陽電池モジュールで構成した一実施形態を示す陸屋根の斜視図である。図2は陸屋根に一体成型した散水管付架台フレームと太陽電池モジュールで構成した一実施形態を示す陸屋根の平面図、図3、図1のA部断面詳細図、図4折板屋根の断面詳細図、図5折板屋根の横断面詳細図である。
【００３３】
本実施形態の図面について説明すれば、図１は陸屋根８のコンクリート１４の床を基盤とし、その基盤上に複数の散水穴２を開けた一体成型した散水管付架台フレーム１をパッキン４を介在しつつ一定間隔に固定ビス５で固定して、太陽電池モジュール３を並置し、固定フレーム６を用いてビス７で固定した、鋸状の太陽光発電システムの斜視図である。
【００３４】
図２は小規模な住宅の陸屋根８に、前記、図１で説明した鋸状の太陽光発電システムを搭載し、水源ボックス１１から複数の散水穴２を開けた一体成型した散水菅付架台フレーム１に、接続配管１２を用いて接続をして散水をなし、残水を一体成型した散水管付架台フレーム１と陸屋根８を経由して軒樋１３をもって雨水利用貯水タンク１７に回収して循環散水を可能にしている。他方、太陽電池モジュール３で発電された電気を集電主幹ケーブル１９で電源引込みボックスに取込んでいる平面図である。
【００３５】
図３は図２のA部を拡大した断面詳細図で、陸屋根８のコンクリート１４の床を基盤とし、その基盤上に複数の散水穴２を開けた一体成型した散水管付架台フレーム１をパッキン４を介在しつつ一定間隔に固定ビス５で固定して、太陽電池モジュール３を並置し、固定フレーム６を用いてビス７で固定した、鋸状の太陽光発電システムの断面詳細図である。
【００３６】
図４は梁１０の上に葺かれた折板屋根９の断面詳細図で、折板屋根９を基盤とし、その基盤上に複数の散水穴２を開けた一体成型した散水管付架台フレーム１をパッキン４を介在しつつ一定間隔に固定ビス５で固定して、太陽電池モジュール３を並置し、固定フレーム６を用いてビス７で固定した、鋸状の太陽光発電システムの断面詳細図である。
【００３７】
図５は梁１０の上に葺かれた折板屋根９の横断面詳細図で、折板屋根９を基盤とし、その基盤上に複数の散水穴２を開けた一体成型した散水管付架台フレーム１をパッキン４を介在しつつ一定間隔に固定ビス５で固定して、太陽電池モジュール３を並置し、固定フレーム６を用いてビス７で固定した、鋸状の太陽光発電システムの横断面詳細図である。
【００３８】
一体成型した散水管付架台フレーム１については、下方に太陽電池モジュール３の下部固定部Aと上方に太陽電池モジュール３の並置固定部Bを備え、中間部に複数の散水穴２を開けた散水管部Cを一体に成型した、L形状で高さ１００ｍｍ、巾７０ｍｍ、程度を適寸とする。長さは現状に合わせて切断加工する。材質は軽量化するために軽金属が望ましい。
【００３９】
一体成型した散水管付架台フレーム１の固定は、図３、４に示したように、基盤面にパッキン４を介在しつつ一定間隔に固定ビス５で固定して、パッキン４間の隙間を利用して太陽電池モジュール３の端子接続ケーブル２０、集電主幹ケーブル１９等の接続・配線に利用する。
【００４０】
太陽電池モジュール３については、補強枠を必要としない寸法として、巾３００ｍｍ〜４００ｍｍ、長さ１２００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度を適寸とする。
【００４１】
太陽電池モジュール３の固定は、図３、４に示したように、基盤面に固定された一条の一体成型した散水管付架台フレーム１の下部固定部Aに下面を差込み、もう一条の一体成型した散水管付架台フレーム１の並置固定部Bに上面を並置し、固定フレーム６を用いてビス７で固定する。
【実施例１】
【００４２】
地球温暖化時代に既設建物の太陽光発電化は大切であり、既設建物に太陽光発電を普及するために、現在、積雪のない一部の地域を省き、大半の都道府県各地の既設建物は構造計算で積雪荷重が見込まれている。その積雪荷重を散水で降雪を溶かして積雪荷重を減らし、積雪荷重を太陽光発電の積載荷重に置き換えることで既設建物の太陽光発電が可能にできる。一例として、鉄筋コンクリート造の既設建物である学校や中高層等の構築物の陸屋根８のコンクリート１４の床を基盤とし、その基盤上に複数の散水穴２を開けた一体成型した散水管付架台フレーム１をパッキン４を介在しつつ一定間隔に固定ビス５で固定して、太陽電池モジュール３を並置し、固定フレーム６を用いてビス７で固定(図３参照)した、鋸状の太陽光発電システムに散水することで降雪を溶かして積雪荷重を減らし、構造計算で見込まれている積雪荷重を太陽光発電の積載荷重に置き換えることで、既設建物である学校や中高層等の構築物の太陽光発電を可能にした。さらに、陸屋根８上に鋸状の太陽光発電システムを構築することで、最上階の室内温度が外気温に左右されにくくなる効果もある。
【実施例２】
【００４３】
既設建物で最も太陽光発電を必要としている既設建物で、大きな面積を有する折板屋根の工場や社屋がある。一例として、その折板屋根９を基盤とし、その基盤上に複数の散水穴２を開けた一体成型した散水管付架台フレーム１をパッキン４を介在しつつ一定間隔に固定ビス５で固定して、太陽電池モジュール３を並置し、固定フレーム６を用いてビス７で固定(図４，５参照)した、鋸状の太陽光発電システムに散水することで降雪を溶かして積雪荷重を減らし、構造計算で見込まれている積雪荷重を太陽光発電の積載荷重に置き換えることで、折板屋根の工場や社屋の既設建物の太陽光発電を可能にした。さらに、折板屋根９上に鋸状の太陽光発電システムを構築することで、最上階の室内温度が外気温に左右されにくくなる効果もある。
【実施例３】
【００４４】
図３、４に示したように、一体成型した散水管付架台フレーム１を基盤面にパッキン４を介在しつつ一定間隔に固定ビス５で固定して、固定された一条の一体成型した散水管付架台フレーム１の下部固定部Aに下面を差込み、もう一条の一体成型した散水管付架台フレーム１の並置固定部Bに上面を並置し、固定フレーム６を用いてビス７で固定して構成された図１に示した、鋸状の太陽光発電システムは強固で足場板を並べることで、自由に点検作業ができる。しかも、軽量で、基盤面から１７０ｍｍ程度の高さであることから、構築物の意匠を壊すことはない。
【実施例４】
【００４５】
柱梁を有する車庫やテラス庇等の場合、梁１０を基盤とし、その基盤上に複数の散水穴２を開けた一体成型した散水管付架台フレーム１をパッキン４を介在しつつ一定間隔に固定ビス５で固定して、太陽電池モジュール３を並置し、固定フレーム６を用いてビス７で固定した、鋸状の太陽光発電システムは屋根として利用できる。さらに、太陽電池モジュール３の受光面に散水することで降雪を溶かして積雪荷重を減らし、構造計算で見込まれている積雪荷重を太陽光発電の積載荷重に置き換えることで寒冷地の対応もできる。
【実施例５】
【００４６】
既設建物の基盤は様々で太陽の最適入射角を得るために、太陽電池モジュール３の巾を変えて対応する場合や一体成型した散水管付架台フレーム１の高さを変えることでも太陽の最適入射角が得られる。太陽電池モジュール３の巾は３００ｍｍ〜４００ｍｍ程度を適寸とする。
【００４７】
なお、この発明において、実施例や図面に示した寸法や各部材は、一例を示したものであり、同様の機能を果たす公知の他の寸法部材に置き換えることは可能である。例えば一体成型した散水管付架台フレームの材質は軽金属が望ましいと記したが樹脂等でも発明を支障なく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る一体成型した散水管付架台フレームと太陽電池モジュールで構成した一実施形態を示す陸屋根の斜視図である。
【図２】陸屋根に一体成型した散水管付架台フレームと太陽電池モジュールで構成した一実施形態を示す陸屋根の平面図である。
【図３】図２のA部断面詳細図である。
【図４】折板屋根の断面詳細図である。
【図５】折板屋根の横断面詳細図である。
【符号の説明】
【００４９】
一体成型した散水管付架台フレーム
散水穴
太陽電池モジュール
パッキン
固定ビス
固定フレーム
ビス
陸屋根
折板屋根
梁
水源ボックス
接続配管
軒樋
コンクリート
断熱材
化粧打ち込み型枠
雨水利用貯水タンク(図面はなし)
端子ボックス
集電主幹ケーブル
端子接続ケーブル
電源引き込みボックス
A  下部固定部
B  並置固定部
C  散水管部
【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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