(57)【要約】【課題】太陽光パネル用フロート装置及びそれを含む太陽光モジュールを提供する。【解決手段】太陽光パネル用フロート装置は、金属フロート装置と、少なくとも１つの第一支持フレームと、複数のスタンドと、少なくとも１つの第二支持フレームと、少なくとも１つの第三支持フレームとを備える。第一支持フレームは金属フロート装置の上面に跨設される。スタンドは第一支持フレームに設置され、且つ上面とは反対方向に延伸される。各スタンドは切り欠きに対する２つの締め具及び２つの締め具の間に狭装される支持柱を含む。第二支持フレームはスタンドに設置され、且つ第二支持フレームは第一支持フレームに対向するように平行する。第三支持フレームは第二支持フレームに跨設され、太陽光パネルを架設させるために用いられる。【選択図】図１Ａ
2019024302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属フロート装置と、
前記金属フロート装置の上面に跨設される少なくとも１つの第一支持フレームと、
前記第一支持フレームに設置され、且つ前記上面とは反対方向に延伸される複数のスタンドと、
これら前記スタンドに設置され、且つ前記第一支持フレームに対向するように平行する少なくとも１つの第二支持フレームと、
前記少なくとも１つの第二支持フレームに跨設され、太陽光パネルを架設させるための少なくとも１つの第三支持フレームとを備え、
各前記スタンドは、
切り欠きに対する２つのコ字型締め具と、
前記２つのコ字型締め具の間に狭装される支持柱であって、各前記コ字型締め具の両側壁には開口部をそれぞれ有し、前記支持柱の一側にはスライド溝を有し、これに対応する一側には複数の開口部を有し、各前記コ字型締め具及び前記支持柱は前記スライド溝及びこれら前記開口部を貫通させる固定部材を介して枢着されることとを更に含むことを特徴とする太陽光パネル用フロート装置。
【請求項２】
前記金属フロート装置はステンレス、アルミニウム合金、チタニウム、チタン合金、またはそれらの組み合わせの材質で製造されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光パネル用フロート装置。
【請求項３】
前記金属フロート装置の底面は複数の中空ハウジングで構成され、これら前記中空ハウジング内部には発泡材がそれぞれ充填されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光パネル用フロート装置。
【請求項４】
前記金属フロート装置と前記第一支持フレームとの間にはシールパッドを有することを特徴とする請求項１に記載の太陽光パネル用フロート装置。
【請求項５】
前記金属フロート装置の上面には少なくとも１つの排気弁を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽光パネル用フロート装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の太陽光パネル用フロート装置を備えることを特徴とする太陽光モジュール。
【請求項７】
各前記太陽光パネル用フロート装置は複数の継合器により継合されることを特徴とする請求項６に記載の太陽光モジュール。
【請求項８】
前記継合器は十字形であり、同一の直線方向上にある２つの第一支持フレームは前記継合器により相互に継合されることを特徴とする請求項７に記載の太陽光モジュール。
【請求項９】
各前記太陽光パネル用フロート装置は複数のチェーンにより接続され、前記チェーンは２つの締め具及びロープを備えることを特徴とする請求項６に記載の太陽光モジュール。
【請求項１０】
前記金属フロート装置に向けられる一面には凹部を有し、前記凹部中には少なくとも１つのバックルを有する少なくとも１つのアンカーウェイトユニットを更に備えることを特徴とする請求項６に記載の太陽光モジュール。
【請求項１１】
前記アンカーウェイトユニットは前記金属フロート装置の反対に向けられる一面に複数の挿入部材を更に備え、前記挿入部材は川床に挿入されて前記太陽光モジュール中のこれら前記太陽光パネル用フロート装置を等電位化させることを特徴とする請求項１０に記載の太陽光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光パネル用フロート装置及びそれを含む太陽光モジュールに関し、更に詳しくは、金属フロート装置を有する太陽光パネル用フロート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保護意識の高まりにつれ、汚染物質を排出せず、原材料を再生可能である再生可能エネルギーがエネルギー産業発展において重視されるようになっている。太陽エネルギーは再生可能エネルギーの一種である。一般的な太陽光パネルの多くは十分な日照が得られる建築物の屋根、最上階、またはプラットフォーム上に装設されるが、このような設置方式には非常に広い空間を要した。建築物の空間は制限されるため、広い面積に広範囲に装設することは不可能であった。このため、広大な水域の空間を利用し、太陽光パネルを水面上に装設させることによって設置空間不足の問題を解決させることが求められている。
【０００３】
従来の太陽光パネルが水面上に設置される場合、主に先ず太陽光パネルが支持フレームに固定され、支持フレームの底部にフロートが設置され、フロートにより支持フレーム及び太陽光パネルが水面に浮くように支えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来のフロート装置では、すなわち、従来のフロート装置は全てプラスチック材質で製造される。プラスチックは長期間太陽や雨に晒されると脆化や劣化が生じやすく、長期的には耐用年数が縮まるほか、プラスチックのフロートが破裂して水底に沈んでしまうと可塑剤、染料、環境ホルモンＤＥＨＰ等により環境が汚染されてしまう。また、リサイクルの問題や、プラスチックのフロートの各々の連結、透光率が極端に低い、富栄養化の加速等の様々な憂慮がある。
【０００５】
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽光パネル用フロート装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽光パネル用フロート装置は、金属フロート装置と、少なくとも１つの第一支持フレームと、複数のスタンドと、少なくとも１つの第二支持フレームと、少なくとも１つの第三支持フレームとを備える。第一支持フレームは金属フロート装置の上面に跨設される。スタンドは第一支持フレームに設置されると共に上面とは反対方向に延伸される。各スタンドは切り欠きに対する２つの締め具及び２つの締め具の間に狭装される支持柱を含む。第二支持フレームはスタンドに設置され、且つ第二支持フレームは第一支持フレームに対向するように平行する。第三支持フレームは第二支持フレームに跨設され、太陽光パネルを架設させるために用いられる。
【０００８】
本発明の他の実施形態では前述の複数の太陽光パネル用フロート装置で構成される太陽光モジュールを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
先行技術と比較すると、本発明に係る太陽光パネル用フロート装置は、金属フロート装置が設置されるため環境を汚染せず、リサイクル可能であり、配列間隔と配置が調整可能である。基本的な透光率は１５％であるため水生生物の要光量が増加し、富栄養化が防止され、耐用性が高く、安定性が向上したフロート装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る太陽光パネル用フロート装置を示す概略図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係る太陽光パネル用フロート装置を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る金属フロート装置を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る金属フロート装置を示す概略図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る太陽光モジュールを示す概略図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係る太陽光モジュールの継合器を示す概略図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態に係る太陽光モジュールのチェーンを示す概略図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る太陽光モジュールのアンカーウェイトユニットを示す概略図である。
【図５Ｂ】本発明の他の実施形態に係る太陽光モジュールのアンカーウェイトユニットを示す概略図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係る太陽光モジュールを示す概略図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に係る太陽光モジュールを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
［実施例］
【００１２】
本実施例の太陽光パネル用フロート装置１の発明は、図１Ａ乃至図１Ｂに示されるように、好ましくは、金属フロート装置１１と、第一支持フレーム１２と、スタンド１３と、第二支持フレーム１４と、第三支持フレーム１５とを備える。金属フロート装置１１は金属で製造される中空ハウジングであり、限定するわけでないが好ましくはステンレス材質で製造される。他の実施形態では、アルミニウム合金、チタニウム、チタン合金、またはそれらの組み合わせの金属が使用されてもよい。金属フロート装置１１が水面に接触する一面には好ましくは溶接の隙間がなく、液体の侵入が防がれる。
【００１３】
第一支持フレーム１２は金属フロート装置１１の上面１１１に跨設される。スタンド１３は第一支持フレーム１２に設置され、詳しくは、スタンド１３は上面１１１とは反対方向に垂直に上向きに延設される。スタンド１３は切り欠きに対する２つの締め具１３１、１３２及び２つの締め具１３１、１３２の間に狭装される支持柱１３３を備える。締め具１３１、１３２として、制限されないが好ましくはコ字型締め具が使用され、支持柱１３３は例えばＣ字型鋼であるが、この限りではない。支持柱１３３の一面にはスライド溝を有し、これに対応する他面には複数の開口部を有する。締め具１３１、１３２の両側壁には開口部１３１１、１３２１をそれぞれ有し、支持柱１３３の開口部及びスライド溝を貫通させる固定部材（例えば、ボルト及びナットでもよく、これに限定されない）を介して固定されるように枢着される。
【００１４】
また、締め具１３１及び第一支持フレーム１２が接触する一面にも開口部（図示省略）を有し、固定部材（例えば、ボルト及びナットでもよく、これに限定されない）により締め具１３１及び第一支持フレーム１２が固定される。具体的には、第一支持フレーム１２及び締め具１３１が接触する一面にはスライド溝を有し、スタンド１３の設置位置を手軽に調整できる。使用者はスライド溝上の任意の位置で締め具１３１を締め、位置を変更したい場合、固定部材を緩めるのみで調整を行うことが可能である。
【００１５】
ちなみに、本実施形態における４組のスタンド１３は前面の２組が短く、後面の２組が長い態様となるが、これに限られない。主に太陽光パネルが架設された後に水平面に対して斜面となり、太陽光の吸収率が高まる。太陽光パネルの低角度の一側が水に浸からないように高さを増すことができ、藻類が増殖して絶縁性が破壊されることを防止させる。
【００１６】
第二支持フレーム１４はスタンド１３に設置され、Ｃ字型鋼が使用されてもよく、その一面には開口部（図示省略）を有し、他面にはスライド溝を有する。具体的には、第二支持フレーム１４の開口部を有する一面は締め具１３２のない切り欠きの一面に接触させ、ボルト及びナットにより固定される。第二支持フレーム１４は好ましくは第一支持フレーム１２に対向するように平行に設置される。本実施形態では、締め具１３２及び支持柱１３３の枢着により、その架設角度が微調整可能になる。例えば、先ず締め具１３２の角度を調整させた後に固定部材を利用して支持柱１３３に固定させる。
【００１７】
第三支持フレーム１５は第二支持フレーム１４に跨設され、具体的には、第二支持フレーム１４に交錯するように設置され、同様に固定部材により互いに固定される。また、第三支持フレーム１５が第二支持フレーム１４のスライド溝に設置されるため、その架設位置を任意で調整可能になる。第三支持フレーム１５は前述の第一支持フレーム１２及び第二支持フレーム１４に類似し、制限されないが好ましくはＣ字型鋼が選択される。太陽光パネル１６はボルト、ナット、或いは類似する他の部材により第三支持フレーム１５のスライド溝に固定される。この実施形態において、スタンド１３を利用して角度の微調整が可能となり、太陽光パネル１６が太陽光に対して最適な角度に調整されることにより太陽光パネル１６の太陽光の吸収効率が高まる。
【００１８】
本実施形態では、金属フロート装置１１の内部には（環境保護に適する）発泡材が選択的に充填され、破損時に水が内部に進入して水底に沈む事態を回避させる。
【００１９】
他の実施形態では、図２の断面図に示されるように、金属フロート装置１１の底部は中空ハウジング１１２で構成され、その形状については特に制限はない。その内部には（環境保護に適する）発泡材が充填され、金属フロート装置１１の底部の何れか１つの中空ハウジング１１２が破損した際に水が内部に侵入して水底に沈む事態を回避させる。複数の中空ハウジングが別途支持浮力を提供する。２つの中空ハウジングの間を連通しないように選択的に加工することにより、水が何れか１つの中空ハウジングに侵入した後に溢れて他の中空ハウジング内にも流れこむ事態を回避させる。
【００２０】
ある実施形態では、図３の断面図に示されるように、金属フロート装置１１及び第一支持フレーム１２の接合箇所にはロール溶接処理またははんだなし接続処理が施される。はんだなし接続処理は、例えば、上面１１１の周囲に案内溝１１１１が設けられ、案内溝１１１１にはシールパッドＳが設置され、シールパッドＳには第一支持フレーム１２が設置される。第一支持フレーム１２及び上面１１１が接触する領域は、好ましくはシールパッドＳの両側はボルトまたは類似する他の部材により互いに固定される。はんだなし接続方式では酸化により錆びることがなくなる。シールパッドＳは好ましくは上面１１１上に環状に包囲するように設置される。
【００２１】
他の実施形態では、直流コンバイナーボックス、交流コンバイナーボックス、変流器、変圧器、または配電盤が金属フロート装置１１に設置される。
【００２２】
本発明の他の実施形態では、図４Ａ及び図４Ｂは複数の太陽光パネル用フロート装置で構成される太陽光モジュール２を示す。本実施形態の太陽光モジュール２はアレイ方式で配列されるが、これに限定されない。各太陽光パネル用フロート装置は第一支持フレーム１２により継合固定される。本実施形態では、主に継合器１７により相互に継合される。継合器１７は好ましくは十字形に類似する態様を呈するがこの限りではない。継合器１７の４つの開口部には第一支持フレーム１２がそれぞれ嵌合される。詳しくは、第一支持フレーム１２は継合器１７内に嵌合され、且つ継合器１７の開口部１７１、第一支持フレーム１２の開口部、及びスライド溝を貫通させる固定部材（ボルト及びナットまたは類似する他の部材）を介して固定される。本実施形態において、同一の直線方向上の第一支持フレーム１２は相互に継合される。他の実施形態では、異なる方向に他の太陽光パネル用フロート装置が継合されてもよく、この方式により複数の太陽光パネル用フロート装置が継合されることにより形成される太陽光モジュール２が構成される。
【００２３】
なお、金属フロート装置１１の上面１１１は中空内部の領域に対応するように排気弁Ｖが選択的に設置される。金属が熱膨張及び冷却収縮により内部の圧力が過大になると、排気弁Ｖから内部のガスが排出されることを特徴とする。また、外部の水が排気弁Ｖを通って金属フロート装置１１の内部に侵入することはない。このため、金属フロート装置１１が熱膨張及び冷却収縮時に内部に凝縮により水が溜まる状況が回避される。
【００２４】
ある実施形態では、図４Ｃに示されるように、溶接や他の固定方式により継合され、例えば、チェーン１８により継合される。チェーン１８は２つの締め具１８１及びその間に連結されるロープ１８２、ばね、自在継手、または二重リングレバーを備え、弾性または非弾性材質を有し、異なる方向への引張力、水の浮動衝撃力、ねじり力、剪断力を吸収させて変形を防ぐ。
【００２５】
本発明の他の実施形態では、図５Ａに示されるように、太陽光モジュール２にはアンカーウェイトユニット１９が増設され、好ましくは、各支持フレームまたは各金属フロート装置の間に連結される延伸支持棒が設置される。アンカーウェイトユニット１９の何れかの一面（即ち、金属フロート装置１１に向けられる一面）には凹部１９１を有し、凹部１９１の面には複数のバックル１９２が設置されてアンカーロープが係合されると共に太陽光パネル用フロート装置１に連結される。ちなみに、バックル１９２の高さは好ましくはアンカーウェイトユニット１９の上面を超えない。このような設計により、アンカーウェイトユニット１９が輸送される際に相互に積み重ねられる場合、平らに重ねられるため空間を占拠しない。また、残りのバックルはアンカーロープが他の金属フロート装置に交差連結されることにより全体的な安定性が向上する以外、アンカーの摩擦が減少して寿命が延びる。
【００２６】
ある実施形態では、図５Ｂに示されるように、アンカーウェイトユニット１９の下方（即ち、金属フロート装置１１とは反対の一面）には挿入部材１９３を有する。その機能は、太陽光モジュール２が岸辺から離れて設置される場合に挿入部材１９３が川床に直接挿入され、その形状に制限はなく、直接接地されて全てのアレイを等電位にし、且つ太陽光モジュール２が特定の定点に固定される。アンカーが増設されるほか、太陽光モジュール２が水流及び／或いは風圧により流されなくなる。
【００２７】
他の実施形態では、各金属フロート装置の間にはアンカー延伸板が連結設置され、且つアンカー延伸板には中央部に近接する箇所にアンカーウェイトユニットが掛着され、太陽光モジュールの受力が平均化される。
【００２８】
他の実施形態では、太陽光モジュール２にはスパッドが設置される。スパッドが岸辺に直接固定されることで太陽光モジュール２が固定される。
【００２９】
ある実施形態では、図６Ａに示されるように、太陽光パネル用フロート装置１の周囲（例えば、第一支持フレーム上、或いは各金属フロート装置の間の延伸支持フレーム上）にはペダル２０が増設され、技術者が踏むことにより走行し、メンテナンスを行いやすくする。ペダル２０は好ましくは金属製であり、制限されないが好ましくはステンレス製である。その上（即ち、踏む面）には選択的に線条が設けられ、滑り止め機能が強化される。金属は好ましくは反射機能を有し、太陽光が金属フロート装置１１及びペダルに照射された際に鏡面により太陽光パネルの裏面に反射されて吸収されることにより、太陽光パネルがより多くの光エネルギーを吸収させて発電効率を高める。
【００３０】
ある実施形態では、図６Ｂに示されるように、太陽光パネルが２つの金属フロート装置の間に架設される場合、金属フロート装置が直接メンテナンスの動線として使用され、その上面には線条が設けられて滑り止め機能が強化される。
【００３１】
ちなみに、本実施形態に係る太陽光パネルは単片が複数設置される。必要な総設置範囲に合わせて必要なサイズまたは単一の大サイズの太陽光パネルが直接注文製造される。太陽光パネルは一般的な太陽光パネルまたはフレキシブル太陽光パネルでもよく、特段の制限はない。
【００３２】
上述のように、先行技術と比較すると本発明は金属フロート装置の設置により、汚染がなく、リサイクル性が高く、耐用性も高く、より安定した太陽光パネル用フロート装置及びモジュールが提供される。
【００３３】
上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００３４】
１  太陽光パネル用フロート装置
２  太陽光モジュール
１１  金属フロート装置
１２  第一支持フレーム
１３  スタンド
１４  第二支持フレーム
１５  第三支持フレーム
１６  太陽光パネル
１７  継合器
１８  チェーン
１９  アンカーウェイトユニット
２０  ペダル
１１１  上面
１１２  中空ハウジング
１３１  締め具
１３２  締め具
１３３  支持柱
１７１  開口部
１８１  締め具
１８２  ロープ
１９１  凹部
１９２  バックル
１９３  挿入部材
１１１１  案内溝
１３１１  開口部
１３２１  開口部
Ｓ  シールパッド
Ｖ  排気弁
【図１Ａ】
2019024302.tif 000003
【図１Ｂ】
2019024302.tif 000004
【図２】
2019024302.tif 000005
【図３】
2019024302.tif 000006
【図４Ａ】
2019024302.tif 000007
【図４Ｂ】
2019024302.tif 000008
【図４Ｃ】
2019024302.tif 000009
【図５Ａ】
2019024302.tif 000010
【図５Ｂ】
2019024302.tif 000011
【図６Ａ】
2019024302.tif 000012
【図６Ｂ】
2019024302.tif 000013
【外国語明細書】
2019024302000001.pdf