(57)【要約】【課題】地均し程度の造成工事で設置が可能で、不同沈下等の不具合を最小限にすることができ、しかも、強風等に晒された場合であっても、積雪による荷重に対しても充分耐えることができる太陽電池アレイ用架台を提供する。【解決手段】太陽電池アレイ用架台１は、設置面の略全面に敷設された一定の厚さを有する扁平状の土台２と、土台２の上に樹脂製のパイプの内部にコンクリートを流し込むことにより立設した複数の前方支柱３、及び複数の前方支柱３よりも長尺で前方支柱３の後方に所定の間隔を隔てて樹脂製のパイプの内部にコンクリートを流し込むことにより立設した複数の後方支柱４と、前方支柱３の上に設置した前方支柱３同士に架ける前方横梁５と、後方支柱４の上に設置した後方支柱４同士に架ける後方横梁６と、さらに、前方横梁５、及び後方横梁６の上に、連結部材を介して設置した前記前方横梁と前記後方横梁に架ける複数の垂木７とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池アレイを設置するための架台であって、
設置面の略全面に敷設された一定の厚さを有する扁平状の土台と、
前記土台の上に樹脂製のパイプの内部にコンクリートを流し込むことにより立設した複数の前方支柱、及び複数の前記前方支柱よりも長尺で前記前方支柱の後方に所定の間隔を隔てて樹脂製のパイプの内部にコンクリートを流し込むことにより立設した複数の後方支柱と、
前記前方支柱の上に設置した前記前方支柱同士に架ける前方横梁と、
前記後方支柱の上に設置した前記後方支柱同士に架ける後方横梁と、
さらに、前記前方横梁、及び前記後方横梁の上に、連結部材を介して設置した前記前方横梁と前記後方横梁に架ける複数の垂木とからなることを特徴とする太陽電池アレイ用架台。
【請求項２】
前記前方支柱の中心から前側に偏心させた位置、及び前記後方支柱の中心から後側に偏心させた位置に、前記前方支柱と前記前方横梁、及び前記後方支柱と前記後方横梁とを連結するためのアンカーボルトが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイ用架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池アレイを設置するための架台に関するものである。さらに言えば、
設置面積とほぼ等しく、十分な厚さの鉄筋コンクリート製の土台を基礎としているので、地均し程度の造成工事で設置が可能で、不同沈下等の不具合を最小限にすることができ、しかも、強風等に晒された場合であっても、積雪による荷重に対しても充分耐えることができる太陽電池アレイ用架台に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池を利用した太陽光発電が注目されているが、効率良く太陽光発電をするためには、屋外に太陽電池アレイを設置する必要があり、太陽電池アレイを太陽光に曝した状態で保持するためには、専用の架台が必要となる。太陽電池アレイ用架台は、屋外のような強風や積雪等に晒されやすい場所においても、充分な耐風圧強度、及び耐積雪強度を確保する必要がある。そのような太陽電池アレイ用の架台として、特許文献１の如く、「ソーラーパネルを配置するための下地フレームと、この下地フレームを頭部で支持し、この頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭と、を含んで構成されるソーラーパネル用架台（特許文献１：請求項１から抜粋）」が知られている。
【０００３】
特許文献１におけるソーラーパネル用架台（特許文献１：発明の名称）では、ソーラーパネル（本発明においては、太陽電池アレイに相当する）を配置する下地フレームを支持するために、「基礎杭が、幅方向が水平方向となっている第１辺部と、この第１辺部に角度をなして接続されていて、幅方向が水平方向となっている第２辺部と、を有する棒状材で形成されており・・・（特許文献１：請求項１から抜粋）」という構成により、基礎杭を打設することにより地盤からの大きな引き抜き抵抗を生じさせていた。即ち、屋外のような強風や積雪等に晒されやすい場所においても、十分な耐風圧強度、及び耐積雪強度を確保するために、基礎杭を打ち込んだ上に下地フレームを設置し、下地フレームの上にソーラーパネルが設置されているような構成を必要としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０１７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の如く、上記特許文献１のソーラーパネル用架台は、屋外のような強風や積雪等に晒されやすい場所においても、充分な耐風圧強度、及び耐積雪強度を確保するために、地盤に基礎杭を打ち込む必要がある。基礎杭を地盤に打ち込むということは、杭打ち作業工程に時間と手間が掛かり好ましくないし、場合によっては、打ち込んだ基礎杭が不同沈下してしまう虞もある。さらに、産業廃棄物捨て場跡等、堀削深度に制限のある場所では、基礎杭を打つこと自体ができない場合もある。また、地盤内部に玉石や岩が埋没している場合、基礎杭打ち作業自体が非常に困難である。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来のソーラーパネル用架台が有する問題点を解消し、構造がシンプルで安価、かつ、容易に組み付けることができる上、地均し程度の造成工事で設置が可能で、不同沈下等の不具合を最小限にすることができ、しかも、強風等に晒された場合であっても、積雪による荷重に対しても充分耐えることができる太陽電池アレイ用架台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、請求項１に記載された発明は、太陽電池アレイを設置するための架台であって、設置面の略全面に敷設された一定の厚さを有する扁平状の土台と、前記土台の上に樹脂製のパイプの内部にコンクリートを流し込むことにより立設した複数の前方支柱、及び複数の前記前方支柱よりも長尺で前記前方支柱の後方に所定の間隔を隔てて樹脂製のパイプの内部にコンクリートを流し込むことにより立設した複数の後方支柱と、前記前方支柱の上に設置した前記前方支柱同士に架ける前方横梁と、前記後方支柱の上に設置した前記後方支柱同士に架ける後方横梁と、さらに、前記前方横梁、及び前記後方横梁の上に、連結部材を介して設置した前記前方横梁と前記後方横梁に架ける複数の垂木とからなることを特徴とする太陽電池アレイ用架台であることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１において、前方支柱の中心から前側に偏心させた位置、及び後方支柱の中心から後側に偏心させた位置に、前方支柱と前方横梁、及び後方支柱と後方横梁とを連結するためのアンカーボルトが設置されている太陽電池アレイ用架台であることを特徴とするものである。尚、本明細書において、前側とは前方支柱側のことであり、後側とは後方支柱側のことを言う。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の太陽電池アレイ用架台は、設置面の略全面に敷き詰めた鉄筋コンクリート製の土台と、土台の上に設置した樹脂製のパイプにコンクリートを流し込んだ複数の前方支柱、及び、架台に設置する太陽電池アレイに角度をつけるため、前方支柱よりも長尺な複数の後方支柱が設置されている。そして、前方支柱同士に架ける前方横梁と、後方支柱同士に架ける後方横梁と、さらに、前方横梁、及び後方横梁の上に連結部材を介して架ける複数の垂木とからなっている。
【００１０】
設置面の略全面に敷き詰めた鉄筋コンクリート製の土台により、基礎杭等を打ち込む必要が無く、地均し程度の造成工事で設置が可能で、しかも、不同沈下等の不具合を最小限に抑えることができる。また、設置面の略全面に敷き詰めた鉄筋コンクリート製の土台、及び鉄筋コンクリート製の土台と一体化した前方支柱、後方支柱は、重量が十分大きいため、荷重に対する強度も十分あるし、さらに、太陽電池アレイが下からの風圧を受けた場合であっても、十分な耐風圧性を有している。即ち、構造がシンプルで容易に組み付けることができる上、太陽電池アレイを長期間に亘って確実に保持することができる。
【００１１】
さらに、前方支柱、及び後方支柱は、樹脂製のパイプ（塩化ビニール等）の内部にコンクリートを流し込むことにより作製するので、仕上がり表面が綺麗であるし、樹脂製のパイプ（塩化ビニール等）をそのまま設置することで型枠廃材が発生しない。
【００１２】
請求項２に記載の太陽電池アレイ設置用架台においては、前方支柱の中心から前側に偏心させた位置、及び後方支柱の中心から後側に偏心させた位置に、前方支柱と前方横梁、及び後方支柱と後方横梁とを連結するためのアンカーボルトが設置されている。従って、アンカーボルトから太陽電池アレイの端までの距離が、アンカーボルトを前方支柱３、及び後方支柱４の中心に設置した時よりも短くなる。即ち、太陽電池アレイが下からの風圧を受けた場合において、下方向から風圧により受けるモーメントが小さくなる方向であり、その分、太陽電池アレイが風圧により飛ばされにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】太陽電池アレイ用架台の概略図（上から、平面図、正面図、右側面図）である。
【図２】鉄筋コンクリート製の土台、及び前方支柱、後方支柱の全体図である。
【図３】前方支柱、及び後方支柱の平面図である。
【図４】前方支柱（後方支柱）、前方横梁（又は後方横梁）、及び垂木の組立状態を表す側面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜太陽電池アレイ用架台の構造、及び設置方法＞
以下、本発明に係る太陽電池アレイ用架台の一実施形態について、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る太陽電池アレイ用架台の概略図（上から、平面図、正面図、右側面図）である。
【００１５】
図１に記載したように、本発明に係る太陽電池アレイ用架台１は、鉄筋コンクリート製の土台２（幅１８０ｃｍ、高さ１２ｃｍ、図１では、長さ６６０ｃｍ程度になっているが、設置場所の面積等に合わせて自由に延ばすことができる。）と、鉄筋コンクリート製の土台２の上に設置した、塩化ビニール製のパイプ（φ２００ｍｍ）内部に、コンクリートを流し込んで作製した複数の前方支柱３（φ２００ｍｍ、高さ４７８ｍｍ、図１では３本となっているが、設置場所の面積等に合わせて自由に増やすことができる）、及び、設置する太陽電池アレイＭに南向きに角度（一例として、太陽電池アレイＭの傾斜角度θ：５°）をつけるため、前方支柱３よりも長尺な複数の後方支柱４（φ２００ｍｍ、高さ６００ｍｍ、図１では３本となっているが、設置場所の面積等に合わせて自由に増やすことができる）が設置されている。
【００１６】
そして、前方支柱３同士に架ける、コ字型の軽量溝型鋼からなる前方横梁５、及び後方支柱４同士に架ける、コ字型の軽量溝型鋼からなる後方横梁６と、前方横梁５、及び後方横梁６の上に連結部材８を介して設置した、Ｌ字型の軽量山形鋼からなる複数の垂木７（前方横梁５と後方横梁６に架かる）が設置されている。前方横梁５、後方横梁６、垂木７、及び連結部材８の材質は鉄製であり、表面には、耐候性を向上させるため溶融亜鉛メッキが施されている。
【００１７】
続いて、本発明に係る太陽電池アレイ用架台１の設置方法について、図２〜図４に沿って説明する。図２は鉄筋コンクリート製の土台２、及び前方支柱３、後方支柱４の全体図である。本発明の特徴として、耐風圧性、及び耐荷重性を担保するために基礎杭を打設するのでは無く、鉄筋コンクリート製の土台２を、図２に記載したように設置面の略全面に敷設するということが挙げられる。鉄筋コンクリート製の土台２は、まず、太陽電池アレイ用架台１を設置する場所を、地均し程度の簡単な造成工事をしてから、コンクリートを流し込むための木枠（幅１８０ｃｍ程度、高さ１２ｃｍ、長さは設置面積に合わせて自由に決めることができる。）を設置し、さらに、木枠内部に網鉄筋（異形鉄筋）を設置する。この際、前方支柱２、及び、後方支柱３を設置する位置には、予め、前方支柱２、及び後方支柱３毎に、複数の鉄筋（φ１０ｍｍの異形鉄筋、図２では２本）を木枠内部の網鉄筋に連結させて立設してから、コンクリートを流し込み、その後、一定時間養生させる。
【００１８】
一定時間、養生させた後、予め、複数の鉄筋（φ１０ｍｍ）を立設した箇所に、塩化ビニール製パイプ（φ２００ｍｍ）を配置して、塩化ビニール製パイプ内部にコンクリートを流し込み、一定時間、養生させて、前方支柱３、及び後方支柱４を作製する。そして、前方支柱３，３，・・及び後方支柱４，４，・・にアンカーボルト９（アンカー径１２ｍｍ、埋め込み長１１０ｍｍ）を、図３に記載したように、前方支柱３の中心から前側に偏心させた位置、及び後方支柱４の中心から後側に偏心させた位置に設置する。具体的には、前方支柱３の中心から５０ｍｍ程度前側に偏心させた位置、及び後方支柱４の中心から後側に５０ｍｍ程度偏心させた位置に設置する。
【００１９】
次に、前方支柱３，３，・・と、後方支柱４，４・・に、前方支柱３同士、及び後方支柱４同士に架けるコ字型の軽量溝型鋼からなる前方横梁５、及び後方横梁６を設置する。図２に記載したように、前方支柱２、及び後方支柱３の先端には、予め、アンカーボルト９が埋め込まれている。図４に記載したように、コ字型の軽量溝型鋼からなる前方横梁５、及び後方横梁６に設置されているボルト挿通長孔を、前方支柱２、後方支柱３に埋め込まれているアンカーボルト９の位置に合わせてからボルトとナットとによって螺着する。さらに、前方横梁５、及び後方横梁６の上に、前方横梁５、及び後方横梁６と垂木７（前方横梁５と後方横梁６に架かる）を連結させるための連結部材８を介在させて、垂木７を南向きに角度（一例として、アレイの傾斜角度θ：５°）をつけるように螺着する（図４参照）。このようにして製作した太陽電池アレイ用架台１に太陽電池アレイＭを設置する。
【００２０】
＜太陽電池アレイ用架台の使用方法＞
本発明に係る太陽電池アレイ用架台１は、図１のように、矩形状の太陽電池モジュールを縦３枚、横２枚の計６枚並べたものを１単位とする太陽電池アレイＭ，Ｍ・・を設置して使用される。太陽電池アレイＭ，Ｍ・・の設置は、垂木７，７，・・に設置された設置部材の太陽電池アレイ螺着用孔（図示せず）の穿設部分と太陽電池アレイＭ，Ｍ・・のボルト挿通孔（図示せず）の穿設部分とを、ボルトとナットとで螺着することによって行われる。上記の如く施工された太陽電池アレイ用架台１と太陽電池アレイＭ，Ｍ・・とからなる太陽光発電設備は、太陽電池アレイＭ，Ｍ・・が、所定の角度（一例として５°）で前下がりに傾斜した状態（南側が下方に位置した状態）で設置されており、一年を通して効率良く発電することができる。
【００２１】
＜太陽電池アレイ用架台の効果＞
本発明に係る太陽電池アレイ用架台１は、設置面の略全面に敷き詰めた鉄筋コンクリート製の土台２と、土台２の上に設置した塩化ビニール製のパイプにコンクリートを流し込んだ複数の前方支柱３、及び、太陽電池アレイＭに角度をつけるため、前方支柱３よりも長尺な複数の後方支柱４が設置されている。鉄筋コンクリート製の土台２の内部には、全面に網鉄筋が敷設されているため、経年劣化によるひび割れが発生しない。そして、十分な厚さの鉄筋コンクリート製の土台２を基礎としているので、産業廃棄物捨て場跡等の掘削深度に制限のある場所であっても、さらに、地盤内部に玉石や岩が埋没している場合であっても、地均し程度の造成工事で設置が可能である。そして、設置面積が大きいことから、地盤に対して単位面積当たりの負荷が小さく、不同沈下（建築物の下の地盤が不均一なため建物荷重や外力により場所毎に異なる沈み方をする）等の不具合を最小限に抑えることができる。
【００２２】
前方支柱３及び後方支柱４は、鉄筋コンクリート製の土台２を基礎として設置後、塩化ビニール製のパイプにコンクリートを流し込むことにより作製するので、前方支柱３、及び後方支柱４に、前方横梁５、後方横梁６、垂木７等を設置する際、現場で、前方支柱３、及び後方支柱４の設置位置を調整することができる。従って、太陽電池アレイ用架台１を寸法精度良く設置することができる。また、前方支柱３、及び後方支柱４は、厚さが１２０ｍｍもある鉄筋コンクリート製の土台２を基礎として設置されている。鉄筋コンクリート製の土台２の重量により地盤にしっかり定着しており、十分な耐風圧強度、及び耐積雪強度を確保するために、地盤に基礎杭を打設せずとも、太陽電池アレイＭを設置した後、強風に晒された場合でも、積雪による荷重に対しても、十分耐えることができる強度を有している。しかも、前方支柱２、及び後方支柱３は、複数の鉄筋（異形鉄筋）を木枠内部の網鉄筋（異形鉄筋）に連結させて立設してから、塩化ビニール製のパイプにコンクリートを流し込んで作製しているので、前方支柱２、及び後方支柱３に対して、地震による揺れ、または強風等によりかかるモーメント力に対しても十分耐え得る。
【００２３】
さらに、太陽電池アレイ用架台１においては、前方支柱２、及び後方支柱３は、樹脂製のパイプ（塩化ビニール等）の内部にコンクリートを流し込むことにより作製するので、仕上がり表面が綺麗である。通常は、紙製のボイドチューブにコンクリートを流し込み、硬化・養生後、紙材を剥がすので、廃材が発生するのであるが、本発明においては、塩化ビニール製のパイプを除去せず、そのまま設置することで型枠廃材が発生しない。また、前方支柱３の中心から前側に偏心させた位置、及び後方支柱４の中心から後側に偏心させた位置に、前方支柱３と前方横梁５、及び後方支柱４と後方横梁６とを連結するためのアンカーボルト９が設置されている。従って、アンカーボルト９から太陽電池アレイＭの端までの距離が、アンカーボルト９を前方支柱３、及び後方支柱４の中心に設置した時よりも短くなる。即ち、太陽電池アレイＭが下からの風圧を受けた場合、下方向から風圧により受けるモーメントが小さくなる方向であり、その分、太陽電池アレイＭが風圧により飛ばされにくくなる。以上のことより、構造がシンプルで容易に組み付けることができる上、強度が大きく、太陽電池アレイＭを長期間に亘って確実に保持することができる。
【００２４】
＜太陽電池アレイ用架台の変更例＞
本発明に係る架台１の構成は、上記した各実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、コンクリート製の土台２、前方支柱３、後方支柱４、前方横梁５、後方横梁６、垂木７、連結部材８、アンカーボルト９等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
【００２５】
例えば、前方横梁５、後方横梁６、垂木７等は、上記実施形態の如く、軽量横溝綱や軽量山形鋼に限定されず、角パイプ、Ｉ形鋼、Ｈ形鋼等に変更することが可能である。また、本発明に係る太陽電池アレイ用架台１は、上記実施形態の如く、各垂木７を前下がりに５°傾斜させるよう設置した太陽電池アレイ用架台１に限定されず、前方支柱３、または、後方支柱４の高さを変更することで、垂木７の傾斜角度を適宜変更することができる。また、太陽電池アレイ用架台１は、上記実施形態の如く、前方支柱３や後方支柱４以外のすべての構成部材を鉄鋼によって形成したものに限定されず、構成部材の一部を、鋳鉄やプラスチック等の別の材料で形成したものに変更することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る太陽電池アレイ用架台は、上記の如く優れた効果を奏するものであるので、太陽電池アレイ設置用の装置、部材として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１・・太陽電池アレイ用架台
２・・土台
３・・前方支柱
４・・後方支柱
５・・前方横梁
６・・後方横梁
７・・垂木
８・・連結部材
９・・アンカーボルト
Ｍ・・・太陽電池アレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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