(57)【要約】      （修正有）【課題】コストの上昇を抑え、横風に強く、工期が短縮でき、起伏のある土地においても施工が容易な構造物用架台及び太陽電池システムを提供する。【解決手段】太陽電池システム１は、一部もしくは全てが地中に埋め込まれる支柱部１１と、支柱部１１に設けられる支持部材１２と、鉛直方向に対して０°より大きい角度をつけて、互いに異なる方向に支持部材１２に取り付けられる４本のアーム１６Ａ〜１６Ｄと、アームに取り付けられる桟１３と、桟１３に載置される太陽電池パネル１０と、を備える。【選択図】図１
2015023217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部もしくは全てが地中に埋め込まれる支柱部と、
前記支柱部に設けられる支持部材と、
鉛直方向に対して０°より大きい角度をつけて、互いに異なる方向に前記支持部材に取り付けられる４本のアームと、
前記アームに取り付けられる桟と、
前記桟に載置される太陽電池パネルと、
を備える太陽電池システム。
【請求項２】
前記４本のアームは、
前記支持部材の端部を中心に上方に向かって開くように鉛直方向に対して０°より大きい角度をつけて前記支持部材の前記端部に取り付けられる請求項１記載の太陽電池システム。
【請求項３】
前記支持部材は、
断面が矩形の管状をなし、
前記４本のアームは、
前記太陽電池パネルから地面方向に向かってみた場合に、設置される前記太陽電池パネルの配列に対して対角線状に配置される請求項２記載の太陽電池システム。
【請求項４】
一部もしくは全てが地中に埋め込まれる支柱部と、
前記支柱部に設けられる支持部材と、
鉛直方向に対して０°より大きい角度をつけて、互いに異なる方向に前記支持部材に取り付けられる４本のアームと、
前記アームに取り付けられる桟と、
を備える構造物用架台。
【請求項５】
前記４本のアームは、
前記支持部材の端部を中心に上方に向かって開くように鉛直方向に対して０°より大きい角度をつけて前記支持部材の前記端部に取り付けられる請求項４記載の構造物用架台。
【請求項６】
前記支持部材は、
断面が矩形の管状をなし、
前記４本のアームは、
前記桟に載置される太陽電池パネルから地面方向に向かってみた場合に、設置される前記太陽電池パネルの配列に対して対角線状に配置される請求項５記載の構造物用架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、構造物用架台及び太陽電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池システムによる発電が急速に普及しつつある。従来の、太陽電池システムは、施工敷地に現場にてコンクリートの基礎を築造し、この基礎に垂直の支柱及び水平の桟によって構成される架台を設置し、この架台の上に太陽電池パネルを取り付けることにより施工されていた。
【０００３】
しかし、起伏の大きい土地に太陽電池システムを設置する場合、基礎の形状が複雑になったり、太陽電池パネルを所定の方向及び角度に設置することが困難になったりする場合がある。
【０００４】
この点に関し、１本の垂直な支柱によって太陽電池パネルを支える技術が提案されている。
【０００５】
しかし、この技術によっては、横風を受けた場合に横方向の力が垂直の支柱の中央部分に加わり、この力に耐えうるだけの剛性をもった支柱及び基礎を使用しなければならず、製造コストがかかってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１０８８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、コストの上昇を抑え、横風に強く、工期が短縮でき、起伏のある土地においても施工が容易な構造物用架台及び太陽電池システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態は、一部もしくは全てが地中に埋め込まれる支柱部と、支柱部に設けられる支持部材と、鉛直方向に対して０°より大きい角度をつけて、互いに異なる方向に支持部材に取り付けられる４本のアームと、アームに取り付けられる桟と、桟に載置される太陽電池パネルと、を備える太陽電池システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】太陽電池システムの背面図である。
【図２】太陽電池システムの右側面図である。
【図３】太陽電池システムの左側面図である。
【図４】太陽電池システムの平面図である。
【図５】変形例に係る太陽電池システムの平面図である。
【図６】ガイドを使用する場合のアームの取付方法を示す図である。
【図７】第１のアームに加わる力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、構造物用架台及び太陽電池システムの一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
本実施形態の太陽電池システムは、一部もしくは全てが地中に埋め込まれる支柱部と、支柱部に設けられる支持部材と、鉛直方向に対して０°より大きい角度をつけて、互いに異なる方向に支持部材に取り付けられる４本のアームと、アームに取り付けられる桟と、桟に載置される太陽電池パネルと、を備える。
【００１２】
図１は、本実施形態の太陽電池システム１の背面図である。図１に示すように、太陽電池システム１は、セメントを含んで形成される支柱部１１と、支柱部１１に設置される支持部材１２と、鉛直方向に対して０°より大きい角度をつけて支持部材１２に取り付けられる第１のアーム１６Ａ、第２のアーム１６Ｂ、第３のアーム１６Ｃ、及び第４のアーム１６Ｄと、第１のアーム１６Ａ乃至第４のアーム１６Ｄに係止具１５を介して取り付けられる桟１３と、桟１３に載置される太陽電池パネル１０と、を備える。
【００１３】
支柱部１１は、少なくとも一部もしくは全てが地中に埋設される。支柱部１１は、地面Ｇに穿たれた穴に設置される。
【００１４】
支柱部１１は、地面に穿たれた穴にセメントを主成分とした材料を流し込んで形成する。なお、セメントを主成分とする材料は、膨張セメントミルクが望ましい。膨張セメントミルクは固化の過程で体積が膨張し、土との密着性が高まる。従って、地面に強固に固定されることができる。膨張セメントミルクの組成は、公知のものを適宜調整して用いることができる。
【００１５】
支持部材１２は、支柱部１１のセメントが固化しないうちに挿入される。
【００１６】
なお、支柱部１１は、支持部材１２を支持する芯材を備えていてもよい。この場合、芯材は断面がＣ字形状の溝形鋼を用いることが強度維持と軽量化の観点から望ましい。芯材は、他に角材、断面がＬ字形状のアングル鋼などを用いてもよい。
【００１７】
支柱部１１は、地面Ｇからの高さを確保する必要がある場合には、円筒形の枠体１１Ａを備えていてもよい。この場合、地面に穿たれた穴にセメントを流し込み、支持部材１２又は芯材をこのセメントに挿入し、セメントが固化した後に枠体１１Ａを固化したセメントに乗せ、さらに枠体１１Ａの中にセメントを流し込むことによって支柱部１１を形成する。
【００１８】
支持部材１２は、例えば断面が矩形の角形鋼管を用いる。支持部材１２は支柱部１１に長手方向が鉛直方向Ｖと一致するように設けられる。支持部材１２は支柱部１１から一部が鉛直方向上方に突出して露出している。
【００１９】
４本のアームである第１のアーム１６Ａ、第２のアーム１６Ｂ、第３のアーム１６Ｃ、及び第４のアーム１６Ｄは、支持部材１２の端部を中心に上方に向かって開くように鉛直方向に対して０°より大きい角度をつけて支持部材１２の端部に取り付けられる。
【００２０】
ここで、上方に向かって開くとは、太陽電池パネル１０の傾斜方向に第１のアーム１６Ａ、第２のアーム１６Ｂ、第３のアーム１６Ｃ、及び第４のアーム１６Ｄが傾斜する場合も含むものとする。
【００２１】
各アームは支持部材１２に直接ボルトなどの係止具を用いて固定されてもよい。また、各アームは支持部材１２にガイド１７を介して固定されてもよい。
【００２２】
ここで、支持部材１２の外周を構成する４つの面を反時計回りに第１の面乃至第４の面と呼ぶ。
【００２３】
支持部材１２は、第１の面に第１のアーム１６Ａを、第２の面に第２のアーム１６Ｂを、第３の面に第３のアーム１６Ｃを、第４の面に第４のアーム１６Ｄを、それぞれ備える。
【００２４】
第１のアーム１６Ａ、第２のアーム１６Ｂ、第３のアーム１６Ｃ、及び第４のアーム１６Ｄは断面がＣ字形状の溝形鋼を用いることが強度維持と軽量化の観点から望ましい。
【００２５】
第１のアーム１６Ａは、背面から見た場合に支持部材１２に鉛直方向Ｖに対して０°より大きい角度θ１をつけて取り付けられる。
【００２６】
第２のアーム１６Ｂは、背面から見た場合に支持部材１２に鉛直方向Ｖに対して０°より大きい角度θ２をつけて取り付けられる。
【００２７】
第１のアーム１６Ａ、第２のアーム１６Ｂ、第３のアーム１６Ｃ、及び第４のアーム１６Ｄの端部には係止具１５を介して桟１３が取り付けられる。桟１３にはさらに縦桟１４を設けてもよい。
【００２８】
太陽電池パネル１０は、桟１３又は縦桟１４に載置され、固定される。
【００２９】
図２は、太陽電池システム１の右側面図である。図２に示すように、支持部材１２は、第１の面に第１のアーム１６Ａを、第４の面に第４のアーム１６Ｄを、それぞれ備える。
【００３０】
第１のアーム１６Ａは、右側面から見た場合に支持部材１２に鉛直方向Ｖに対して０°より大きい角度θ４をつけて取り付けられる。
【００３１】
第４のアーム１６Ｄは、右側面から見た場合に支持部材１２に鉛直方向Ｖに対して０°より大きい角度θ３をつけて取り付けられる。
【００３２】
図３は、太陽電池システム１の左側面図である。図３に示すように、支持部材１２は、第２の面に第２のアーム１６Ｂを、第３の面に第３のアーム１６Ｃを、それぞれ備える。
【００３３】
第２のアーム１６Ｂは、左側面から見た場合に支持部材１２に鉛直方向Ｖに対して０°より大きい角度θ５をつけて取り付けられる。
【００３４】
第３のアーム１６Ｃは、左側面から見た場合に支持部材１２に鉛直方向Ｖに対して０°より大きい角度θ６をつけて取り付けられる。
【００３５】
図４は、太陽電池システム１の平面図である。図４に示すように、支持部材１２は、上方から、すなわち太陽電池パネル１０から地面方向に向かって見た場合、第１のアーム１６Ａ、第２のアーム１６Ｂ、第３のアーム１６Ｃ、及び第４のアーム１６Ｄを、設置される太陽電池パネル１０の配列に対して対角線状に支持する。
【００３６】
第１のアーム１６Ａ、第２のアーム１６Ｂ、第３のアーム１６Ｃ、及び第４のアーム１６Ｄは、ガイド１７を使用する場合はガイド１７にボルト１８を用いて伴締めされる。
【００３７】
図５は、変形例に係る太陽電池システム１の平面図である。図５に示すように、第１のアーム１６Ａ、第２のアーム１６Ｂ、第３のアーム１６Ｃ、及び第４のアーム１６Ｄは、支持部材１２への取付面は変更することができる。
【００３８】
図５に示す例では、支持部材１２は、第１の面に第１のアーム１６Ａを、第２の面に第４のアーム１６Ｄを、第３の面に第３のアーム１６Ｃを、第４の面に第２のアーム１６Ｂを、それぞれ備える。
【００３９】
図６は、ガイド１７を使用する場合のアームの取付方法を示す図である。図６に示すように、ガイド１７は溝形鋼を用いることができる。ガイド１７は複数のボルト穴１７Ａを備える。
【００４０】
各アームは端部にガイド１７のボルト穴１７Ａに対応する位置にボルト挿通孔１９を備える。
【００４１】
ガイド１７は予め支持部材１２に溶接される。各アームはガイド１７に嵌め込まれ、ボルト１８及びナット１８Ａによって伴締めされる。
【００４２】
図７は、第１のアーム１６Ａに加わる力を示す図である。図７に示すように、高さがＨ、第１のアーム１６Ａと桟１３のなす角度が４５°であるとする。また、説明のため、第１のアーム１６Ａと第２のアーム１６Ｂについて図示する。
【００４３】
この場合、矢印Ａのように横方向にＰの力が加わると、第１のアーム１６Ａには矢印ＢのようにＰ／２が加わる。
【００４４】
しかし、第１のアーム１６Ａは４５°傾斜しているため、力は矢印Ｄに示す方向に伝わる。
【００４５】
従って、矢印Ｃに示すように鉛直方向下向きのＰ／２の分力が生じる。
【００４６】
よって、第１のアーム１６Ａの長手方向の垂直方向に加わる力は矢印Ｅのようになる。
【００４７】
この分力Ｅの大きさは次の（１）式のように、第１のアーム１６Ａに加わる力Ｍは次の（２）式のようになる。
【数１】
2015023217.tif 000003
【００４８】
従って、従来の架台の支柱に加わる力を１とすると、本実施形態の第１のアーム１６Ａに加わる力は０．７となる。
【００４９】
よって、この分だけ第１のアーム１６Ａ及び第２のアーム１６Ｂの剛性を下げることが可能となり、コストを低下させることが可能となる。
【００５０】
以上述べたように、本実施形態の太陽電池システム１は、セメントを含んで形成される支柱部１１と、支柱部１１に一端が露出するように設けられる支持部材１２と、鉛直方向に対して０°より大きい角度をつけて支持部材１２に取り付けられる第１のアーム１６Ａ、第２のアーム１６Ｂ、第３のアーム１６Ｃ、及び第４のアーム１６Ｄと、第１のアーム１６Ａ、第２のアーム１６Ｂ、第３のアーム１６Ｃ、及び第４のアーム１６Ｄに取り付けられる桟１３と、桟１３に載置される太陽電池パネル１０と、を備える。
【００５１】
従って、コストの上昇を抑え、横風に強く、工期が短縮でき、起伏のある土地においても施工が容易とすることが可能となるという効果がある。
【００５２】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１１：支柱部
１２：支持部材
１６Ａ：第１のアーム
１６Ｂ：第２のアーム
１６Ｃ：第３のアーム
１６Ｄ：第４のアーム
【図１】
2015023217.tif 000004
【図２】
2015023217.tif 000005
【図３】
2015023217.tif 000006
【図４】
2015023217.tif 000007
【図５】
2015023217.tif 000008
【図６】
2015023217.tif 000009
【図７】
2015023217.tif 000010