(57)【要約】【課題】太陽電池パネルにかかる風圧の影響を軽減する。【解決手段】太陽電池パネル１を設置する際は所定の傾斜角をつけて設置することがより良い発電効率を得るために通例である。その為、風圧の影響は大きくなる。太陽電池パネル１が風の吹く方向と平行になると風圧は激減する。そこで、支点（軸）４を中心に回転を行うようにした。また、風圧に対しての振動を制御する為にダンパー６を装備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の側が他方の側よりも高い位置に配置され、送電用ケーブルが接続された太陽電池パネルを支持する太陽電池パネル支持装置において、
前記太陽電池パネルの一方の側を、実質的な水平軸（支点）周りに回転可能に連結する連結部と、
風圧により発生した前記太陽電池パネルの振動を抑えるように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする太陽電池パネル支持装置。
【請求項２】
前記制御部が、一端部が前記太陽電池パネルに固定されるダンパーまたは、前記水平軸回りに復元力を発生するトーションばねであることを特徴とする請求項１記載の太陽電池パネル支持装置。
【請求項３】
前記制御部が、ダンパーであることを特徴とする請求項１記載の太陽電池パネル支持装置。
【請求項４】
前記制御部が、弾性体であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池パネル支持装置。
【請求項５】
前記送電用ケーブルが、前記水平軸（支点）に沿って配線されたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の太陽電池パネル支持装置。
【請求項６】
前記太陽電池パネルが接触した際の衝撃を吸収する衝撃吸収材を更に備えたことを特徴とする請求項５記載の太陽電池パネル支持装置。
【請求項７】
一方の側が他方の側よりも高い位置に配置された太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルを支持する支持体と、を備えた太陽光発電装置において、
前記支持体は、前記太陽電池パネルの一方の側を実質的な水平軸（支点）周りに回転可能に連結する連結部と、
風圧により発生した前記太陽電池パネルの振動を抑えるように制御する制御部と、を有することを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項８】
前記太陽電池パネルは、該太陽電池パネルの受光面の反対側の面に沿って流れる気流によって、該太陽電池パネルを安定化するための安定化部材を有することを特徴とする請求項７記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、太陽電池パネル支持装置及び太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の太陽電池パネルの支持装置は架台や設置台に固定する方式である。太陽電池パネルは、雨水を効率的に排出する為、太陽方向を正面（太陽電池パネル面）に１０度以上の傾斜を有している。この傾斜を有する為、太陽電池パネル裏面に当たる風によって、太陽電池パネルに揚力が発生する。太陽電池パネルを住宅の屋根に設置する場合は、裏面に当たる風が入り難くしているので、太陽電池パネルの設置には一定の制限がある。また、太陽電池パネルを単独で設置する場合は、この揚力を考慮して、架台や設置台の強度を設定する必要がある。【０００３】  特許文献１に記載の技術は、太陽電池モジュール板を強風時に回転軸を中心に回動するものである。風はモジュール中心に対して回転軸と反対方向より吹くように設計されている。またモジュールを複数枚、取り付け枠に設置する構造となっている。【０００４】  特許文献２に記載の技術は、太陽電池パネルを風により回転させるが、回転軸は中心にあり、風圧の対策を目的としたものではない。【０００５】  特許文献３に記載の技術は、太陽電池パネルの架台用基礎を不要とし、周囲枠材を不要とする架台であるが、風圧を軽減するものではない。【０００６】  特許文献４に記載の技術は、太陽電池パネルを固定し、パネル下方部分に気流制御板を追加設置して風の特徴を活用し揚力を減少させる架台である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭５２−５３６７４号公報
【特許文献２】実開昭６１−１２５０６２号公報
【特許文献３】特開２００３−６９０６２号公報
【特許文献４】特開２０１１−９１１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  太陽電池パネルの設置時に作用する風圧に対して、現在のように、太陽電池パネル１枚の面積が約１平方メートルになると無視できない課題となる。西日本などの特に台風通過の地域では、台風通過時の風力を考慮して架台や、基礎を製作する必要がある。その為、通常の風力の何倍もの強度で製作する。当然、コストも何倍も必要となる問題である。
一方、太陽パネル自体の構造をみると、太陽電池モジュールを数枚固定してパネルを構成している。面積は約１平方メートルになる為、このパネルを固定する為の頑丈なフレームを四方に有している。その為太陽電池パネルのコストアップになる問題がある。【０００９】  特許文献１に記載の技術は、その風圧をモジュールの風に対する角度を変化させることで軽減させるもので、強風対策としては有効である。しかし、この技術は、風の揚力に対してのものではない。更に、通常時のモジュールを保持する策もない。また取り付け枠に複数のモジュールを取り付ける為、構造や集電（送電）の機構は複雑となる。【００１０】  特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載の技術は、太陽電池パネルが固定式であり、風速の２乗に比例して風圧がかかるため、太陽電池パネルを固定する架台や設置台や基礎は、設計想定風圧に比例して強靭に対策する必要がある。【００１１】  本発明は、風圧を軽減する太陽電池パネル支持装置及び太陽光発電装置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】
【００１２】  前記目的に沿う第１の発明に係る太陽電池パネル支持装置は、一方の側が他方の側よりも高い位置に配置され、送電用ケーブルが接続された太陽電池パネルを支持する太陽電池パネル支持装置において、前記太陽電池パネルの一方の側を、実質的な水平軸（支点）周りに回転可能に連結する連結部と、風圧により発生した前記太陽電池パネルの振動を抑えるように制御する制御部と、を備える。【００１３】  第１の発明に係る太陽電池パネル支持装置において、前記制御部を、一端部が前記太陽電池パネルに固定されるダンパーまたは、前記水平軸回りに復元力を発生するトーションばねとすることができる。【００１４】  第１の発明に係る太陽電池パネル支持装置において、前記制御部を、ダンパーとすることができる。【００１５】  第１の発明に係る太陽電池パネル支持装置において、前記制御部を、弾性体とすることができる。【００１６】  第１の発明に係る太陽電池パネル支持装置において、前記送電用ケーブルが、前記水平軸（支点）に沿って配線されることが好ましい。【００１７】  第１の発明に係る太陽電池パネル支持装置において、前記太陽電池パネルが接触した際の衝撃を吸収する衝撃吸収材を更に備えることが好ましい。【００１８】  前記目的に沿う第２の発明に係る太陽光発電装置は、一方の側が他方の側よりも高い位置に配置された太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルを支持する支持体と、を備えた太陽光発電装置において、前記支持体は、前記太陽電池パネルの一方の側を実質的な水平軸（支点）周りに回転可能に連結する連結部と、風圧により発生した前記太陽電池パネルの振動を抑えるように制御する制御部と、を有する。【００１９】  第２の発明に係る太陽光発電装置において、前記太陽電池パネルは、該太陽電池パネルの受光面の反対側の面に沿って流れる気流によって、該太陽電池パネルを安定化するための安定化部材を有していてもよい。
【発明の効果】
【００２０】  請求項１〜５に記載の太陽電池パネル支持装置においては、太陽電池パネルへの風圧を軽減できる。【００２１】  特に、請求項５に記載の太陽電池パネル支持装置においては、送電用ケーブルの断線を抑制できる。【００２２】  請求項６に記載の太陽電池パネル支持装置においては、太陽電池パネルの破損する可能性を低減できる。【００２３】  請求項７、８に記載の太陽光発電装置においては、太陽電池パネルへの風圧を軽減できる。【００２４】  特に、請求項７に記載の太陽光発電装置においては、太陽電池パネルの回転が安定化される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池パネルが回転した状態を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の上面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る太陽光発電装置の側面図及び上面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る太陽光発電装置の変形例を示す側面図及び上面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る太陽光発電装置の側面図及び上面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る太陽光発電装置の変形例を示す側面図及び上面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る太陽光発電装置のダンパーに代わって、設けられるトーションばねの取り付け状態を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】  以下、本発明を実施するための形態として、添付図面を参照して説明する。
【００２７】〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置５０の側面図である。図２は、太陽光発電装置５０の太陽電池パネルが回転した状態を示す説明図である。図３は、太陽光発電装置５０の上面図である。
太陽光発電装置５０は、必ずしも基礎に固定されていなくてもよく、自立型として、移動させることも可能である。
太陽光発電装置５０は、太陽電池パネル（太陽電池モジュール）１と、支持体（太陽電池パネル支持装置の一例）２０を備えている。
【００２８】  太陽電池パネル１は、太陽光を受けて、電力に変換することができる。太陽電池パネル１は、セルが複数枚、同一面上に並べられて、一体に形成されたものである。
太陽電池パネル１の受光面（表面）と反対側の面（裏面）には、太陽電池パネルが変換した電力を送るための送電用ケーブル８が接続されている。送電用ケーブル８は、図示しないパワーコンディショナーに接続されている。
太陽電池パネル１の縦方向及び横方向の寸法は、それぞれ例えば、５００〜１０００ｍｍ及び５００〜２０００ｍｍである。太陽電池パネル１の厚みは、例えば、１〜５０ｍｍである。太陽電池パネル１の重量は、例えば、５〜２０ｋｇであり、更に軽量化されることが期待されている。
【００２９】  支持体２０は、太陽電池パネル１の受光面と反対側の面（裏面）を支持できる。太陽電池パネル１は、支持体２０によって、一方の側が他方の側よりも高い位置に配置され、傾斜した状態で支持される。
【００３０】  詳細には、支持体２０は、フレーム（支持部材）５、連結部２２及びダンパー６（制御部の一例）を備えている。
フレーム５は、例えば、スチール製の角材を溶接して形成されている。フレーム５の断面寸法は、例えば５０ｍｍ×５０ｍｍであり、図３に示すように、太陽電池パネル１の下側の端部以外の端部が干渉しないような寸法となっている。
支持体２０は、フレーム構造であるので、太陽電池パネル１の裏面には、図２の矢印で示す方向から風が当たる。その結果、太陽電池パネル１に揚力が発生する。
【００３１】  連結部２２は、図３に示すように、水平方向に延びる水平軸（支点）４と、平面視して太陽電池パネルに対して左右２ヶ所に配置され、フレーム５に設けられた軸受け金具３と、を有している。なお、ここに言う「水平方向」とは、厳密な意味での水平方向ではない。即ち、「水平方向」とは、設計上、製造上の誤差が許容され、「実質的な水平方向」という意味である（以下、同様）。具体的には、例えば、−５度〜＋５度の範囲内で真の水平方向からずれていてもよい。軸受け金具３は、ベアリングを内蔵し（回転が可能であれば必ずベアリングを内蔵する必要はない）、水平軸（支点）４を支持できる。
【００３２】  太陽電池パネル１と支持体２０とは、太陽電池パネル１の裏面に設けられた取り付け金具２に水平軸（支点）４が支持されることによって連結される。
従って、連結部２２は、図２に示すように、太陽電池パネル１の裏面を、水平軸（支点）４周りに回転可能に連結できる。
なお、送電用ケーブル８は、太陽電池パネル１の回転を妨げないように、水平軸（支点）４に沿って配線されている。
【００３３】  ダンパー６は、風圧により発生した太陽電池パネル１の振動を抑えるように制御できる。ダンパー６は、例えば、油圧ダンパーやエアダンパーである。ダンパー６は、図３に示すように、平面視して太陽電池パネル１に対して左右２ヶ所に配置されている。各ダンパー６の一端部は、太陽電池パネル１の裏面の端部に設けられた図示しない取り付け金具を介して取り付けられ、他端部は、フレーム５に取り付けられている。すなわち、ダンパー６は、太陽電池パネル１の左右両端部を支持できる。なお、ダンパー６は、１本であってもよい。
支持体は、更に、例えばゴム製の衝撃吸収材７を装備している。衝撃吸収材７は、回転した太陽電池パネル１が支持体に接触する際の衝撃を吸収できる。
【００３４】  次に、太陽光発電装置５０の動作について説明する。
図２は、風が右手方向（矢印の方向）より吹いた際の太陽電池パネル１の回転の状態を示している。
太陽電池パネル１の裏面には、風が当たる為、太陽電池パネル１に揚力が発生する。その結果、太陽電池パネル１は、図２に示すように、水平軸（支点）４周りに回転し、太陽電池パネル１の下側が浮き上がる。その際、ダンパー６のロッドが伸びて、急激な回転が抑制される。
なお、太陽電池パネル１の受光面が水平となった際に、ダンパー６が最大長となるように設定されていることが好ましい。
【００３５】  次に、風が収まると、太陽電池パネル１は揚力を失う。その結果、太陽電池パネル１の下側がフレーム５に近づくように回転し、風が吹く前の元の位置に戻る。その際、ダンパー６のロッドが縮んで、急激な回転が抑制される。また、衝撃吸収材７によって、太陽電池パネル１が支持体２０に接触する際の衝撃が軽減される。
【００３６】  このように、太陽光発電装置５０は、ダンパー６が収縮自在の為、太陽電池パネル１は、水平軸（支点）４を中心に回転して下側が浮き上がる。その結果、太陽電池パネル１の強風が当たる面積が低減され、風圧が軽減される。
【００３７】〔第２の実施の形態〕
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る太陽光発電装置６０及び太陽光発電装置７０について説明する。第１の実施の形態に係る太陽光発電装置５０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３８】  図４は、本発明の第２の実施の形態に係る太陽光発電装置６０の側面図及び上面図である。
太陽光発電装置６０が備える支持体２０ａのフレーム５ａは、基礎２４ａを介して、垂直方向に設置面（グランド）に固定される。なお、ここに言う「垂直方向」とは、厳密な意味での垂直方向ではない。即ち、「垂直方向」とは、設計上、製造上の誤差が許容され、「実質的な垂直方向」という意味である（以下、同様）。具体的には、例えば、―５度〜＋５度の範囲内で真の垂直方向からずれていてもよい。
【００３９】  ダンパー６ａは、垂直方向に設置されたフレーム５ａに取り付けられる。
また、衝撃吸収材７ａは、太陽電池パネル１の下側の端部裏面が当たる位置にて、設置面に単独で固定される。すなわち、太陽光発電装置６０は、設置面に固定される固定型の太陽光発電装置である。
【００４０】  太陽光発電装置６０の動作については、太陽光発電装置５０と同様のため、詳しい説明を省略する。
【００４１】  図５は、太陽光発電装置６０の変形例である太陽光発電装置７０を示す側面図及び上面図である。
太陽光発電装置７０は、太陽光発電装置６０と比較すると、主として、太陽電池パネル１ｂの一方の側を、実質的な水平軸回りに回転可能に連結する連結部２２ｂの位置が相違している。
すなわち、太陽光発電装置７０は、太陽電池パネル１ｂの取り付け金具２ｂの位置が太陽電池パネル１ｂ裏面より上側の端部に移設されている。軸受け金具３ｂも取り付け金具２ｂの位置に対応した位置に移設され、太陽電池パネル１ｂは、水平軸（支点）４ｂ周りに回転可能に連結される。
ただし、取り付け金具２ｂは１つにまとめることが出来る。これに対応して、軸受け金具３ｂも１つにまとめることが出来る。
【００４２】  なお、太陽光発電装置７０が備える支持体２０ｂのフレーム５ｂは、基礎２４ｂを介して、垂直方向に設置面（グランド）に固定される。また、衝撃吸収材７ｂは設置面（グランド）に太陽電池パネル１ｂの下側の端部裏面が当たる位置にて、設置面に単独で固定される。すなわち、太陽光発電装置７０は、固定型の太陽光発電装置である。
【００４３】  また、太陽光発電装置７０は、太陽光発電装置５０と同様の傾斜用フレームを有する支持体を設置することにより、自立型の移動可能な、太陽光発電装置となる。
【００４４】  太陽光発電装置７０の動作については、太陽光発電装置５０と同様のため詳しい説明を省略する。
【００４５】〔第３の実施の形態〕
続いて、本発明の第３の実施の形態に係る太陽光発電装置８０、太陽光発電装置９０について説明する。第１の実施の形態に係る太陽光発電装置５０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４６】  図６は、本発明の第３の実施の形態に係る太陽光発電装置８０の側面図及び上面図である。
太陽光発電装置８０が備える支持体２０ｃのフレーム５ｃは、基礎を介して、垂直方向に設置面（グランド）に固定される。
太陽電池パネル１ｃは支持体２０ｃや設置面（グランド）に接触しないように設置される。つまり、太陽電池パネル１ｃは傾斜した状態で支持されず、水平軸（支点）４ｃに吊り下げた状態で設置される。なお、ダンパー６ｃの一端部は、太陽電池パネル１ｃの側面に図示しない取り付け金具を介して取り付けられ、他端部は垂直方向に設置されたフレーム５ｃに取り付けられる。なお、ダンパー６ｃは、１本であってもよい。
太陽光発電装置８０においては、太陽電池パネル１ｃが回転しても、接触するフレーム５ｃや設置面（グランド）が無いため、衝撃吸収材７は必要としない。
【００４７】  次に、太陽光発電装置８０の動作について説明する。
太陽電池パネル１ｃの両面には、風が当たる為、太陽電池パネル１ｃに揚力が発生する。その結果、太陽電池パネル１ｃは、水平軸（支点）４ｃ周りに回転する。その際、ダンパー６ｃのロッドが伸びて、急激な回転が抑制される。
なお、太陽電池パネル１ｃの受光面、又は裏面が水平となった際に、ダンパー６ｃが最大長となるように設定されていることが好ましい。
【００４８】  次に、風が収まると、太陽電池パネル１ｃは揚力を失う。その結果、太陽電池パネル１ｃが垂直方向に近づくように回転し、風が吹く前の元の位置に戻る。その際、ダンパー６ｃのロッドが縮んで、急激な回転が抑制される。
【００４９】  このように、太陽光発電装置８０は、ダンパー６ｃが収縮自在の為、太陽電池パネル１ｃは、水平軸（支点）４ｃを中心に回転し、太陽電池パネル１ｃの強風が当たる面積が低減され、風圧が軽減される。
【００５０】  図７は、太陽光発電装置８０の変形例である太陽光発電装置９０を示す側面図及び上面図である。
太陽光発電装置９０が備える支持体２０ｄのフレーム５ｄは、基礎２４ｄを介して、垂直方向に設置面（グランド）に固定される。
太陽電池パネル１ｄは支持体２０ｄや設置面（グランド）に接触しないように設置される。つまり、太陽電池パネル１ｄは傾斜した状態で支持されず、水平軸（支点）４ｄに吊り下げた状態で設置される。
更に、太陽電池パネル１ｄの取り付け金具２ｄの位置が太陽電池パネル１ｄ裏面より上側の端部に移設されている。軸受け金具３ｄも取り付け金具２ｄの位置に対応した位置に移設され、太陽電池パネル１ｄは、水平軸（支点）４ｄ周りに回転可能に連結される。
ただし、取り付け金具２ｄは１つにまとめることが出来る。これに対応して、軸受け金具３ｄも１つにまとめることが出来る。
【００５１】  ダンパー６ｄの一端部は、太陽電池パネル１ｄの側面に図示しない取り付け金具を介して取り付けられ、他端部は垂直方向に設置されたフレーム５ｄに取り付けられる。なお、ダンパー６ｄは、１本であってもよい。
【００５２】  太陽光発電装置９０において、制御部としてのダンパー６ｄに代わって、ばね９が設けられている場合を説明する。このばね９は、トーションばねである。
図８は、太陽光発電装置９０に設けられたばね９の取り付け状態を示す拡大図である。
ばね９は、水平軸（支点）４ｄが内径部を通るように左右２ヶ所に配置されている。
また、左右２ヶ所のばね９には、太陽電池パネル１ｄの上端部をはさむように、それぞれ鉄板１０が設けられている。ただし、各鉄板１０は、太陽電池パネル１ｄの異なる面（一方の面及び他方の面）に設けられている。
各ばね９の一端を水平軸４ｄに固定し、他端を鉄板１０に溶接して、太陽電池パネル１ｄのフレーム部に接触（接合はさせない）させる構造をとり、ばね９の復元力を利用して、太陽電池パネル１ｄの風による振動を制御するものである。ばね９の復元力は太陽電池パネル１ｄが水平方向になった位置で最大になることが好ましい。
【００５３】  このように、太陽光発電装置９０によれば、ばね９の復元力が反対方向に作用するように、ばね９が２ヶ所設けられているので、太陽電池パネル１ｄの表面及び裏面のいずれに強風が当たったとしても、振動を制御することが出来る。
なお、太陽光発電装置９０においては、太陽電池パネル１ｄが回転しても、接触するフレーム５ｄや設置面（グランド）が無いため、衝撃吸収材７は必要としない。
【００５４】  太陽光発電装置９０の動作については、太陽光発電装置８０と同様のため詳しい説明を省略する。
【００５５】  本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５６】１、１ｂ、１ｃ、１ｄ    太陽電池パネル
２、２ｂ、２ｃ、２ｄ    取り付け金具
３、３ｂ、３ｃ、３ｄ    軸受け金具（回転運動可能）
４、４ｂ、４ｃ、４ｄ    水平軸（支点）
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ    フレーム
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ    ダンパー
７、７ａ、７ｂ    衝撃吸収材
８    送電用ケーブル
９    ばね
１０    鉄板
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ    支持体
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ    連結部
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ    基礎
５０    太陽光発電装置
６０    太陽光発電装置
７０    太陽光発電装置
８０    太陽光発電装置
９０    太陽光発電装置
【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】
2013187531.tif 000007
【図６】
2013187531.tif 000008
【図７】
2013187531.tif 000009
【図８】
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