(57)【要約】      （修正有）【課題】一の架台の動作に他の架台が従動して角度調節を行うことのでき、角度調節時に加わる負荷を効果的に低減することを可能とする太陽光発電設備を提供する。【解決手段】架台２２１、３２１は回転軸２２２、３２２とこれを介して回転可能に取り付けられた載置面２２３、３２３とを有し、隣接する発電ユニットの載置面２２３、３２３同士が連結部材４により連結され、発電ユニット２の載置面２２３の回転動作に発電ユニット３の載置面３２３が従動可能となっている。複数の発電ユニット２、３について回転軸２２２、３２２の軸方向から見て回転軸より左側の領域Ａにおける重量モーメントの総和を第１重量モーメントと、右側の領域Ｂにおける重量モーメントの総和を第２重量モーメントとすると、第１重量モーメントに対する第２重量モーメントの割合が５０％以上２００％以内である。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルが載置され前記太陽電池パネルの向きを調節可能な架台と、を有して構成される発電ユニットが並列して配置されて構成されている太陽光発電設備であって、
前記架台は、地面に立設された支柱と、前記支柱に取り付けられた回転軸と、前記回転軸を介して回転可能に取り付けられた、前記太陽電池パネルが載置される載置面とを有し、
隣接する前記発電ユニット間の前記載置面同士が連結部材により連結され、一の前記発電ユニットの前記載置面の回転動作に他の前記発電ユニットの前記載置面が従動可能となっていて、
複数の前記発電ユニットについて、前記載置面を前記回転軸の軸方向から見た場合における回転軸より左側の領域における前記太陽電池パネル及び前記載置面の重量モーメントの総和を第１重量モーメントと、右側の領域における前記太陽電池パネル及び前記載置面の重量モーメントの総和を第２重量モーメントとすると、前記第１重量モーメントに対する前記第２重量モーメントの割合が５０％以上２００％以内であることを特徴とする太陽光発電設備。
【請求項２】
前記第１重量モーメントに対する前記第２モーメントの割合は８０％以上１２５％以内であることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電設備。
【請求項３】
前記第１重量モーメントには、前記連結部材の重量モーメントが含まれていることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電設備。
【請求項４】
前記第２重量モーメントには、前記連結部材の重量モーメントが含まれていることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電設備。
【請求項５】
前記載置面は鉛直方向に向けることが可能であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の太陽光発電設備。
【請求項６】
前記太陽電池パネルは、前記載置面上において前記第１重量モーメントに寄与する部分と前記第２重量モーメントに寄与する部分とが離間して設けられ、前記回転軸は前記載置面上であり、かつ前記太陽電池パネルの離間部分に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の太陽光発電設備。
【請求項７】
太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルが載置され前記太陽電池パネルの向きを調節可能な架台と、を有して構成される発電ユニットが並列して配置されて構成されている太陽光発電設備であって、
前記架台は、地面に立設された支柱と、前記支柱に取り付けられた回転軸と、前記回転軸を介して回転可能に取り付けられた、前記太陽電池パネルが載置される載置面とを有し、
隣接する前記発電ユニット間の前記載置面同士が連結部材により連結され、一の前記発電ユニットの前記載置面の回転動作に他の前記発電ユニットの前記載置面が従動可能となっていて、
前記載置面は水平方向及び鉛直方向に向くように回転することが可能であり、
複数の前記発電ユニットについて、前記載置面を前記回転軸の軸方向から見た場合における回転軸より左側の領域における前記太陽電池パネル及び前記載置面の重量モーメントの総和を第１重量モーメントと、右側の領域における前記太陽電池パネル及び前記載置面の重量モーメントの総和を第２重量モーメントとすると、前記載置面が水平方向及び鉛直方向に向いた状態における前記第１重量モーメントに対する前記第２重量モーメントの割合がそれぞれ５０％以上２００％以内であることを特徴とする太陽光発電設備。
【請求項８】
前記第１重量モーメントに対する前記第２モーメントの割合は８０％以上１２５％以内であることを特徴とする請求項７記載の太陽光発電設備。
【請求項９】
前記第１重量モーメントには、前記連結部材の重量モーメントが含まれていることを特徴とする請求項７又は８記載の太陽光発電設備。
【請求項１０】
前記第２重量モーメントには、前記連結部材の重量モーメントが含まれていることを特徴とする請求項７又は８記載の太陽光発電設備。
【請求項１１】
前記太陽電池パネルは、前記載置面上において前記第１重量モーメントに寄与する部分と前記第２重量モーメントに寄与する部分とが離間して設けられ、前記回転軸は前記載置面上であり、かつ前記太陽電池パネルの離間部分に設けられていることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項記載の太陽光発電設備。
【請求項１２】
前記載置面はアクチュエータにより動かされることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項記載の太陽光発電設備。
【請求項１３】
前記アクチュエータは所定の風力を上回る風力環境下において前記載置面を水平方向に向くように動かすことを特徴とする請求項１２記載の太陽光発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルとこれを支持する太陽光パネル用架台をそれぞれ複数備えて構成される太陽光発電設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池を用いた太陽光発電は、自然エネルギーを利用し、二酸化炭素や窒素酸化物等の自然環境に悪影響を与える物質を発生することなく発電を行う方法として今後益々注目される技術である。
【０００３】
こうした太陽光発電では、太陽電池が複数配置され形成されている太陽電池パネルを発電効率の良い角度に傾斜した状態で保持するため、太陽電池パネルの保持角度を調節することができる架台が用いられている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、こうした架台を複数連結し、一の架台の動作に他の架台を従動させるように構成することで、複数の架台の角度調節を一度の操作で行うことのできる太陽光発電設備がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１８３３３４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４２４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、複数の架台が連結され一の架台の動作に他の架台が従動する太陽光発電設備では、角度調節時の負荷として作用する架台の重量は連結された架台の数に比例して大きくなる。
【０００７】
特に大型の架台では、１台の架台だけでも角度調節時の負荷が大きく、これを複数連結し他の架台も従動させる態様とした場合には、角度調節時の負荷は膨大なものとなり、人力による角度調節は困難なものとなる。また、アクチュエータを用いて角度調整を行う態様とした場合であっても大出力のアクチュエータが必要となるため、設置コストや稼働コストが上昇してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、複数の架台が連結され一の架台の動作に他の架台が従動して角度調節を行うことのできる太陽光発電設備において、角度調節時に加わる負荷を効果的に低減することのできる太陽光発電設備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】
【０００９】
第１発明に係る太陽光発電設備は、太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルが載置され前記太陽電池パネルの向きを調節可能な架台と、を有して構成される発電ユニットが並列して配置されて構成されている太陽光発電設備であって、前記架台は、地面に立設された支柱と、前記支柱に取り付けられた回転軸と、前記回転軸を介して回転可能に取り付けられた、前記太陽電池パネルが載置される載置面とを有し、隣接する前記発電ユニット間の前記載置面同士が連結部材により連結され、一の前記発電ユニットの前記載置面の回転動作に他の前記発電ユニットの前記載置面が従動可能となっていて、複数の前記発電ユニットについて、前記載置面を前記回転軸の軸方向から見た場合における回転軸より左側の領域における前記太陽電池パネル及び前記載置面の重量モーメントの総和を第１重量モーメントと、右側の領域における前記太陽電池パネル及び前記載置面の重量モーメントの総和を第２重量モーメントとすると、前記第１重量モーメントに対する前記第２重量モーメントの割合が５０％以上２００％以内であることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る太陽光発電設備は、第１発明において、前記第１重量モーメントに対する前記第２重量モーメントの割合は８０％以上１２５％以内であることを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る太陽光発電設備は、第１又は第２発明において、前記第１重量モーメントには、前記連結部材の重量モーメントが含まれていることを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係る太陽光発電設備は、第１又は第２発明において、前記第２重量モーメントには、前記連結部材の重量モーメントが含まれていることを特徴とする。
【００１３】
第５発明に係る太陽光発電設備は、第１乃至第４発明の何れか１つにおいて、前記載置面は鉛直方向に向けることが可能であることを特徴とする。
【００１４】
第６発明に係る太陽光発電設備は、第１乃至第５発明の何れか１つにおいて、前記太陽電池パネルは、前記載置面上において前記第１重量モーメントに寄与する部分と前記第２重量モーメントに寄与する部分とが離間して設けられ、前記回転軸は前記載置面上であり、かつ前記太陽電池パネルの離間部分に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
第７発明に係る太陽光発電設備は、太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルが載置され前記太陽電池パネルの向きを調節可能な架台と、を有して構成される発電ユニットが並列して配置されて構成されている太陽光発電設備であって、前記架台は、地面に立設された支柱と、前記支柱に取り付けられた回転軸と、前記回転軸を介して回転可能に取り付けられた、前記太陽電池パネルが載置される載置面とを有し、隣接する前記発電ユニット間の前記載置面同士が連結部材により連結され、一の前記発電ユニットの前記載置面の回転動作に他の前記発電ユニットの前記載置面が従動可能となっていて、前記載置面は水平方向及び鉛直方向に向くように回転することが可能であり、複数の前記発電ユニットについて、前記載置面を前記回転軸の軸方向から見た場合における回転軸より左側の領域における前記太陽電池パネル及び前記載置面の重量モーメントの総和を第１重量モーメントと、右側の領域における前記太陽電池パネル及び前記載置面の重量モーメントの総和を第２重量モーメントとすると、前記第１重量モーメントに対する前記第２重量モーメントの割合が５０％以上２００％以内であることを特徴とする。
【００１６】
第８発明に係る太陽光発電設備は、第７発明において、前記第１重量モーメントに対する前記第２重量モーメントの割合は８０％以上１２５％以内であることを特徴とする。
【００１７】
第９発明に係る太陽光発電設備は、第７発明又は第８発明において、前記第１重量モーメントには、前記連結部材の重量モーメントが含まれていることを特徴とする。
【００１８】
第１０発明に係る太陽光発電設備は、第７発明又は第８発明において、前記第２重量モーメントには、前記連結部材の重量モーメントが含まれていることを特徴とする。
【００１９】
第１１発明に係る太陽光発電設備は、第７乃至第１０発明の何れか１つにおいて、前記太陽電池パネルは、前記載置面上において前記第１重量モーメントに寄与する部分と前記第２重量モーメントに寄与する部分とが離間して設けられ、前記回転軸は前記載置面上であり、かつ前記太陽電池パネルの離間部分に設けられていることを特徴とする。
【００２０】
第１２発明に係る太陽光発電設備は、第１乃至第１１発明の何れか１つにおいて、前記載置面はアクチュエータにより動かされることを特徴とする。
【００２１】
第１３発明に係る太陽光発電設備は、第１２発明において、前記アクチュエータは所定の風力を上回る風力環境下において前記載置面を水平方向に向くように動かすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上述した構成からなる本発明によれば、複数の架台が連結され一の架台の動作に他の架台が従動して角度調節を行うことのできる太陽光発電設備において、角度調節時に加わる負荷を効果的に低減する太陽光発電設備を提供することができる。
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備を示す正面斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の操作発電ユニットを示す正面斜視図である。
【図３】図２の操作発電ユニットの載置面の角度を変えた状態の背面斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の従動発電ユニットを示す正面斜視図である。
【図５】図４の従動発電ユニットの載置面の角度を変えた状態の背面斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の連結部材を示す側面斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の１つの発電ユニットが垂直状態にあるときの重量モーメントを説明する模式図である。
【図８】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の１つの発電ユニットが傾斜状態にあるときの重量モーメントを説明する模式図である。
【図９】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の複数の発電ユニットが傾斜状態にあるときの全体的な重量モーメントを説明する模式図である。
【図１０】従来の太陽光発電設備の発電ユニットについて重量モーメントの算出単位として設定されるセルを示す模式図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の発電ユニットについて重量モーメントの算出単位として設定されるセルを示す模式図である。
【図１２】本発明の変形例に係る太陽光発電設備の発電ユニットについて重量モーメントの算出単位として設定されるセルを示す模式図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の発電ユニットと従来の太陽光発電設備の発電ユニットについての第１重量モーメントと第２重量モーメントの比を表すグラフであり、（Ａ）は比率について０〜１０００％の範囲まで表示したグラフ、（Ｂ）は（Ａ）のグラフについて比率が２０〜２００％の範囲を拡大したグラフである。
【図１４】本発明の変形例に係る太陽光発電設備の発電ユニットと従来の太陽光発電設備の発電ユニットについての第１重量モーメントと第２重量モーメントの比を示すグラフであり、（Ａ）は比率について０〜１０００％の範囲まで表示したグラフ、（Ｂ）は（Ａ）のグラフについて比率が２０〜２００％の範囲を拡大したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る太陽光発電設備について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る太陽光発電設備１を示す正面斜視図である。
【００２５】
［太陽光発電設備の全体構成］
本実施形態に係る太陽光発電設備１は、１つの操作発電ユニット２及び２つの従動発電ユニット３の合計３基の発電ユニットが、後述する架台２２、３２の回転軸２２２、３２２に垂直な方向に一列に並列して配置され、それぞれが連結部材４により連結されて構成されている。
【００２６】
なお、本実施形態においては３基の発電ユニットが連結された態様を例に説明するが、本発明においては発電ユニットの連結数は３基に限らず、操作発電ユニット２及び従動発電ユニット３をそれぞれ少なくとも１基ずつ含むものであれば、２基、又は４基以上の任意の数とすることができる。
【００２７】
［操作発電ユニットの構成］
図２は、本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の操作発電ユニット２を示す正面斜視図である。図３は、図２の操作発電ユニット２の載置面２２３の角度を変えた状態の背面斜視図である。
【００２８】
操作発電ユニット２は、太陽電池パネル２１と、太陽電池パネル２１が載置され太陽電池パネル２１の向きを調節可能な架台２２と、を有して構成されている。
【００２９】
太陽電池パネル２１は、多結晶シリコン、単結晶シリコン及び微結晶シリコン等の結晶系太陽電池、シリコンアモルファス系太陽電池や、これらを積層したハイブリッド型及び多接合型の太陽電池、球状シリコン型の太陽電池、ＩｎＧａＡｓ系太陽電池、ＧａＡｓ系太陽電池、ＣＩＳ系太陽電池等の化合物半導体系の太陽電池である。本実施形態においては１つの架台２２に対して４つの太陽電池パネル２１が設けられている。
【００３０】
架台２２は、地面に立設された２本の支柱２２１と、支柱２２１の先端部分に取り付けられた回転軸２２２と、この回転軸２２２を介して回転可能に取り付けられた、太陽電池パネル２１が載置される載置面２２３と、載置面２２３に設けられた操作棒２２４と、載置面２２３に設けられた重量部材２２５とを有している。
【００３１】
支柱２２１は、角型鋼管よりなる支柱である。本実施形態においては架台２２に２本の支柱２２１が用いられているが、本発明においてはこれに限らず、１本や、３本以上の支柱２２１を用いてもよい。また、本発明においては支柱２２１として角型鋼管以外の丸型鋼管等の鋼管を用いることもできる。
【００３２】
回転軸２２２は、２本の支柱２２１の先端部分において支柱２２１間に架け渡された丸型鋼管よりなる部材である。
【００３３】
載置面２２３は、回転軸２２２を介して支柱２２１に回転可能に取り付けられていて、太陽電池パネル２１をその向きを変更可能に載置するための台として機能する枠体である。載置面２２３は、丸型鋼管を枠状に組み合わせて構成されている。
【００３４】
具体的には、載置面２２３は、縦方向（図３における紙面上下方向）に設けられた丸型鋼管２２３ｅ、２２３ｆ、２２３ｇ、２２３ｈと、縦方向に垂直な方向（横方向）に設けられた丸型鋼管２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃ、２２３ｄの８本の管材を組み合わせて枠状に構成されている。
【００３５】
載置面２２３の太陽電池パネル２１が載置されている面と反対側の面には、操作棒２２４が連結されている。操作棒２２４は、回転軸２２２に固定して連結されている操作棒本体２２４ａと、操作棒本体２２４ａと丸型鋼管２２３ｄとを連結し操作棒本体２２４ａを補強する補強部材２２４ｂとにより構成されている。
【００３６】
操作棒本体２２４ａ及び補強部材２２４ｂは丸型鋼管により形成されていて、操作発電ユニット２の載置面２２３の向きを変える際に作業者により操作される。
【００３７】
操作棒２２４を操作する際には、支点となる回転軸２２２から離れた位置において回転力が加わることとなるため、てこの原理により作業者は容易に載置面２２３の向きを変えることができる。
【００３８】
重量部材２２５は、載置面２２３の重量モーメントを調節するため載置面２２３に重量を付加するための丸型鋼管よりなる部材であり、連結部材４が載置面２２３の重量モーメントに与える影響を軽減するために設けられた重量モーメントの調節用の部材である。
【００３９】
［従動発電ユニットの構成］
図４は、本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の従動発電ユニット３を示す正面斜視図である。図５は、図４の従動発電ユニット３の載置面３２３の角度を変えた状態の背面斜視図である。
【００４０】
従動発電ユニット３は、操作棒２２４が設けられていない点と、固定部材及び係止部材が設けられている他は、上述した操作発電ユニット２と同様の構成を備えている。
【００４１】
すなわち、従動発電ユニット３は、太陽電池パネル３１と、太陽電池パネル３１が載置され太陽電池パネル３１の向きを調節可能な架台３２と、を有して構成されている。
【００４２】
太陽電池パネル３１は、太陽光パネル２１と同様に、多結晶シリコン、単結晶シリコン及び微結晶シリコン等の結晶系太陽電池、シリコンアモルファス系太陽電池や、これらを積層したハイブリッド型及び多接合型の太陽電池、球状シリコン型の太陽電池、ＩｎＧａＡｓ系太陽電池、ＧａＡｓ系太陽電池、ＣＩＳ系太陽電池等の化合物半導体系の太陽電池である。本実施形態においては１つの架台３２に対して４つの太陽電池パネル３１が設けられている。
【００４３】
架台３２は、地面に立設された２本の支柱３２１と、支柱３２１の先端部分に取り付けられた回転軸３２２と、この回転軸３２２を介して回転可能に取り付けられた、太陽電池パネル３１が載置される載置面３２３と、載置面３２３に回転可能に設けられた固定バー３２４と、支柱３２１に取り付けられた、固定バー３２４を所定の位置で固定するための固定クリップ３２４ａと、載置面３２３に設けられた重量部材３２５とを有している。
【００４４】
支柱３２１は、角型鋼管よりなる支柱である。本実施形態においては架台３２に２本の支柱３２１が用いられているが、本発明においてはこれに限らず、１本や、３本以上の支柱３２１を用いてもよい。また、本発明においては支柱３２１として角型鋼管以外の丸型鋼管等の鋼管を用いることもできる。
【００４５】
回転軸３２２は、２本の支柱３２１の先端部分において支柱３２１間に架け渡された丸型鋼管よりなる部材である。
【００４６】
載置面３２３は、回転軸３２２を介して支柱３２１に回転可能に取り付けられていて、太陽電池パネル３１をその向きを変更可能に載置するための台として機能する枠体である。載置面３２３は、丸型鋼管を枠状に組み合わせて構成されている。
【００４７】
具体的には、載置面３２３は、縦方向（図３における紙面上下方向）に設けられた丸型鋼管３２３ｅ、３２３ｆ、３２３ｇ、３２３ｈと、縦方向に垂直な方向（横方向）に設けられた丸型鋼管３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃ、３２３ｄの８本の管材を組み合わせて枠状に構成されている。
【００４８】
固定バー３２４は鋼管よりなる部材であり、載置面３２３の丸型鋼管３２３ｄに回動可能取り付けられたコ字状の鋼管により形成されている。
【００４９】
固定クリップ３２４ａは、弾性変形可能な金属製の部材であり、固定バー３２４を所定の力で着脱可能に把持する部材である。
【００５０】
固定クリップ３２４ａによる固定バー３２４の把持は、作業者は固定クリップ３２４ａを弾性変形させる力で固定バー３２４を固定クリップ３２４ａに押し込むことで行われる。
【００５１】
また、固定クリップ３２４ａからの固定バー３２４の脱離は、作業者が固定クリップ３２４ａを弾性変形させる力で、固定クリップ３２４ａから固定バー３２４を引き抜くことで行われる。
【００５２】
本実施形態においては、図４に示すように固定バー３２４が固定クリップ３２４ａに把持されている状態で、載置面３２３は地面に対して３０度に傾斜した状態となっている。
【００５３】
一方、固定バー３２４が固定クリップ３２４ａから脱離した状態では、固定バー３２４の重量により載置面２２３は鉛直方向に向いた状態となる。
【００５４】
なお、本実施形態に係る載置面３２３の固定機構（固定バー３２４及び固定クリップ３２４ａ）は、本実施形態においては従動発電ユニット３にのみ設けられているが、本発明においてはこれに限らず、操作発電ユニット２についてもこれを設ける態様としてもよい。
【００５５】
重量部材３２５は、載置面３２３の重量モーメントを調節するため載置面３２３に重量を付加するための丸型鋼管よりなる部材であり、連結部材４が載置面３２３の重量モーメントに与える影響を軽減するために設けられた重量モーメントの調節用の部材である。
【００５６】
［連結部材の構成］
連結部材４は、１つの操作発電ユニット２及び２つの従動発電ユニット３を連結する部材である。図６は、本発明の実施形態に係る太陽光発電設備１の連結部材４を示す側面斜視図である。
【００５７】
連結部材４は、アルミニウム等の金属よりなる角柱状部材であり、連結部材本体４１に貫通孔４２が形成されている。
【００５８】
連結部材本体４１は、１つの操作発電ユニット２及び２つの従動発電ユニット３の間に架け渡すことのできる長さを備えた角柱状の部材である。
【００５９】
貫通孔４２は、操作発電ユニット２の丸型鋼管２２３ｄ及び従動発電ユニット３の丸型鋼管３２３ｄの端部を回転可能に挿通できる径を有している。
【００６０】
連結部材４により１つの操作発電ユニット２及び２つの従動発電ユニット３が連結される際には、操作発電ユニット２の丸型鋼管２２３ｄ及び従動発電ユニット３の丸型鋼管３２３ｄの端部がそれぞれ連結部材４の貫通孔４２に回転可能に挿通され連結される。
【００６１】
この連結部材４による連結は、丸型鋼管２２３ｄ、３２３ｄの両端部についてそれぞれ行われるため、１つの操作発電ユニット２及び２つの従動発電ユニット３は、２つの連結部材４により連結されることになる。
【００６２】
こうして連結部材４により連結されることで、２つの従動発電ユニット３は、操作発電ユニット２の角度調節動作に従動して角度が調節されることになる。
［重量モーメントについて］
【００６３】
図７は、本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の１つの発電ユニットが垂直状態にあるときの重量モーメントを説明する模式図である。ここで、発電ユニットが垂直状態にあるとは、操作発電ユニット２又は従動発電ユニット３の載置面２２３、３２３が鉛直方向に向いている状態をいう。
【００６４】
本実施形態に係る太陽光発電設備１では、重量モーメントのバランスを取ることで、操作発電ユニット２及び２つの従動発電ユニット３の載置面２２３、３２３の角度調節時に加わる負荷を低減している。
【００６５】
図７において、操作発電ユニット２及び従動発電ユニット３の載置面２２３、３２３を回転軸２２２（３２２）の軸方向から見た場合における回転軸２２２（３２２）より左側の領域をＡ、右側の領域をＢとする。領域Ａの重量モーメントの総和と、領域Ｂの重量モーメントの総和が同一に近ければ近いほど、垂直状態から載置面２２３、３２３を動かす際の抵抗は少ないものとなる。
【００６６】
ここで、領域Ａについての各部分の重量モーメントの総和は、載置面２２３、３２３を細分化し、各部分の質量をｍ、回転軸２２２（２３２）の回転中心からの各部分の左右方向（水平方向）における距離をｒとして、以下の式により求められる重量モーメントを足し合わせることで得られる。
【００６７】
重量モーメント＝ｍ×ｒ…（１）
【００６８】
また、領域Ｂについても同様に各部分の重量モーメントの総和が算出される。
【００６９】
ここで、操作発電ユニット２及び従動発電ユニット３が垂直状態にあるとき、丸型鋼管２２３ｄ、３２３ｄに加わる連結部材４の負荷は左右方向における回転中心と同一に加わるため、式（１）における重量モーメントのｒは０となり、垂直状態における連結部材４の重量モーメントへの寄与分は０となる。そのため、図７において連結部材４の図示は省略している。
【００７０】
図８は、本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の１つの発電ユニットが傾斜状態にあるときの重量モーメントを説明する模式図である。ここで、発電ユニットが傾斜状態にあるとは、操作発電ユニット２又は従動発電ユニット３の載置面２２３、３２３が鉛直方向と異なる方向に向いている状態をいう。
【００７１】
操作発電ユニット２及び従動発電ユニット３が傾斜状態にある場合には、図７に示す状態と異なり、連結部材４の連結位置であり連結部材４の負荷が加わる丸型鋼管２２３ｄ、３２３ｄは回転中心から離れた位置にある。そのため、式（１）におけるｒは０ではなくなり、連結部材４の重量モーメントへの寄与分が発生する。
【００７２】
図８においては、連結部材４の負荷が加わる位置である丸型鋼管２２３ｄ、３２３ｄは回転中心より右側に位置するため、連結部材４の負荷は、領域Ｂにおける重量モーメントとして寄与することとなる。
【００７３】
そして、図８に示す傾斜状態においても、領域Ａの重量モーメントの総和と、領域Ｂの重量モーメントの総和が同一に近ければ近いほど、傾斜状態から載置面２２３、３２３を動かす際の抵抗は少ないものとなる。
【００７４】
図９は、本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の複数の発電ユニットが傾斜状態にあるときの全体的な重量モーメントを説明する模式図である。
【００７５】
複数台の操作発電ユニット２及び従動発電ユニット３が連結した状態にあるときは、各発電ユニットの回転中心から左側の領域Ａと右側の領域Ｂのそれぞれについての重量モーメントの総和が同一に近ければ近いほど、載置面２２３、３２３の角度調節時に加わる負荷が低減される。
【００７６】
すなわち、図９に示す本実施形態に係る太陽光発電設備１では、１基の操作発電ユニット２の領域Ａの重量モーメント及び２基の従動発電ユニット３の領域Ａの重量モーメントの総和と、１基の操作発電ユニット２の領域Ｂの重量モーメント及び２基の従動発電ユニット３の領域Ｂの重量モーメントの総和とが同一に近ければ近いほど、載置面２２３、３２３の角度調節時に加わる負荷が低減される。
【００７７】
図９に示す太陽光発電設備１における各発電ユニットの重量モーメントについては、図７及び図８を用いて説明した通りである。
【００７８】
［重量モーメントの算出の詳細］
図１０は、従来の太陽光発電設備の発電ユニットについて重量モーメントの算出単位として設定されるセルを示す模式図である。図１１は、本発明の実施形態に係る太陽光発電設備１の発電ユニットについて重量モーメントの算出単位として設定されるセルを示す模式図である。
【００７９】
なお、図１０及び図１１には、太陽光発電設備を構成する発電ユニットが全て同じものであるという設定で、連結された状態にある３台の発電ユニットのうち代表する１台について代表して記載されている。そのため代表する１台についての重量モーメントの状態は、太陽光発電設備を構成する連結された３台の発電ユニット全体の状態を示すことになる。
【００８０】
図１０に示す従来の太陽光発電設備の発電ユニットでは、回転中心の右側に全ての構成部材が集中した態様となっていて、１つのセルは５ｃｍ×５ｃｍのサイズを有している。
【００８１】
発電ユニットを側面から見た状態において、太陽電池パネルはセル５１〜７０及び７１〜９０に分割されている。
【００８２】
また、載置面を構成する丸型鋼管は、セル１〜２０、２５〜４４、４７、４８、４９及び５０に分割されている。
【００８３】
また、連結棒はセル９１で示されている。
【００８４】
各セルの重量（ｋｇ）は、セル１〜２０が０．８、セル２５〜４４が０．８、セル４７〜５０が１０．０、セル５１〜７０が２．０、セル７１〜９０が２．０、そしてセル９１が１０．０となっている。
【００８５】
一方、図１１に示す本実施形態に係る太陽光発電設備の発電ユニットでは、回転中心の左右に各構成が配置された態様となっている。図１１においても１つのセルは５ｃｍ×５ｃｍのサイズを有している。
【００８６】
本実施形態に係る太陽光発電設備の発電ユニットにおいても、太陽電池パネルはセル５１〜７０及び７１〜９０に分割されている。
【００８７】
また、載置面を構成する丸型鋼管は、セル１〜２０、２５〜４４、４７、４８、４９及び５０に分割されている。
【００８８】
また、連結棒はセル９１で示されている。
【００８９】
更に、重量部材はセル９２で示されている。
【００９０】
各セルの重量（ｋｇ）は、セル１〜２２が０．８、セル２５〜４６が０．８、セル４７〜５０が１０．０、セル５１〜７０が２．０、セル７１〜９０が２．０、セル９１が１０．０、セル９２が５．０となっている。
【００９１】
このようにセルに分割された従来の太陽光発電設備の発電ユニット及び本実施形態に係る太陽光発電設備の発電ユニットのそれぞれのセル対して式（１）を適用し、領域Ａ及び領域Ｂの載置面の角度に応じた重量モーメントの総和が算出される。
【００９２】
図１３は、本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の発電ユニットと従来の太陽光発電設備の発電ユニットについての第１重量モーメントと第２重量モーメントの比を表すグラフであり、（Ａ）は比率について０〜１０００％の範囲まで表示したグラフ、（Ｂ）は（Ａ）のグラフについて比率が２０〜２００％の範囲を拡大したグラフである。
【００９３】
図１３において、Ｐは従来の太陽光発電設備の発電ユニットについての第１重量モーメントと第２重量モーメントの比を表し、Ｑは本実施形態に係る太陽光発電設備の発電ユニットについての第１重量モーメントと第２重量モーメントの比を表している。
【００９４】
図１３の縦軸は第１重量モーメントと第２重量モーメントの比を表し、横軸は載置面の角度を示している。載置面の角度が９０°のときは地面に対して載置面が垂直に向いた状態であり、載置面の角度が０°のときは地面に対して載置面が水平に向いた状態である。
【００９５】
図１３に示すように、本実施形態に係る発電ユニットの方が、従来の発電ユニットと比較して、Ａ領域とＢ領域の重量モーメントの総和の比率が理想である同一すなわち１００％に近い状態となっている。
【００９６】
そのため、本実施形態に係る発電ユニットの方が、従来の発電ユニットと比較して少ない負荷で載置面の角度を調節することができる。
【００９７】
図１２は、本発明の変形例に係る太陽光発電設備の発電ユニットについて重量モーメントの算出単位として設定されるセルを示す模式図である。図１４は、本発明の変形例に係る太陽光発電設備の発電ユニットと従来の太陽光発電設備の発電ユニットについての第１重量モーメントと第２重量モーメントの比を示すグラフであり、（Ａ）は比率について０〜１０００％の範囲まで表示したグラフ、（Ｂ）は（Ａ）のグラフについて比率が２０〜２００％の範囲を拡大したグラフである。
【００９８】
なお、図１２には、太陽光発電設備を構成する発電ユニットが全て同じものであるという設定で、連結された状態にある３台の発電ユニットのうち代表する１台について代表して記載されている。そのため代表する１台についての重量モーメントの状態は、太陽光発電設備を構成する連結された３台の発電ユニット全体の状態を示すことになる。
【００９９】
図１２に示す変形例では、図１１に示す本実施形態に係る発電ユニットよりも回転中心を太陽電池パネル側に１．５ｃｍ移動した点のみが本実施形態に係る発電ユニットと異なっている。
【０１００】
そして、図１２に示す変形例に係る発電ユニットについても図１１に示す実施形態に係る発電ユニットと同様に各部分をセルに分割し、各セル部分についての重量モーメントを式（１）に基づき算出した。各セルの重量も上述した実施形態に係る発電ユニットと同一である。
【０１０１】
その結果、図１４に示すように、本発明の変形例における領域Ａと領域Ｂの重量モーメント比は、従来例におけるものと比較して、より理想的な１００％に近い状態となっている。また、変形例に係る発電ユニットは、上述した実施形態に係る発電ユニットと比較しても、より１００％に近い比率となっている。
【０１０２】
本発明に係る太陽光発電設備１では、図９に示すように、太陽光発電設備１の全体についてのＡ領域とＢ領域の重量モーメント比が、従来の太陽光発電設備と比較してより１００％に近付くように調整される。
【０１０３】
具体的には、個々の発電ユニットの重量モーメントは図１０〜図１４を用いて説明した手法と同様にして算出され、更に当該算出結果に基づき複数の発電ユニットの領域Ａについての重量モーメントの総和（第１重量モーメント）と領域Ｂについての重量モーメントの総和（第２重量モーメント）が算出される。
【０１０４】
そして、第１重量モーメントに対する第２重量モーメントの割合が５０％以上２００％以内、好ましくは８０％以上１２５％以内、最も好ましくは１００％となるように発電ユニットの載置面に加わる重量を調節する。
【０１０５】
この重量調節は、回転中心となる回転軸２２２（３２２）の位置、重量部材２２５（３２５）の取付位置や重量の調整等により行われる。
【０１０６】
第１重量モーメントに対する第２重量モーメントの割合が５０％以上２００％以内の範囲にあることで、操作発電ユニット２の載置面２２３の角度調節及びこれに連結された従動発電ユニット３の角度調節を人力でも行いうる程度まで動作負荷を低減することができる。
【０１０７】
具体的には、第１重量モーメントに対する第２重量モーメントの割合が５０％以上２００％以内の範囲にある場合には、縦１ｍ、横１ｍ、重量２０ｋｇのパネルを４枚載置した載置面２２３（３２３）を有する発電ユニット２（３）であれば、５基連結した場合であっても作業者が片手で容易に角度調節を行うことができ、９基連結した場合であっても両手で角度調節を行うことができる程度の負荷とすることができる。
【０１０８】
また、第１重量モーメントに対する第２重量モーメントの割合が８０％以上１２５％以内であれば、発電ユニット２（３）を９基連結した場合であっても作業者が片手で容易に角度調節を行うことができ、１５基連結した場合であっても両手で角度調節を行うことができる程度の負荷とすることができる。
【０１０９】
また、第１重量モーメントに対する第２重量モーメントの割合を１００％とすることができれば、発電ユニット２（３）を１０基以上連結した場合であっても作業者が片手で容易に角度調節を行うことができる。
【０１１０】
なお、上述した実施形態及び変形例に係る太陽光発電設備１では人力による角度調節が想定されているが、本発明においてはこれに限らず、アクチュエータにより角度調節を行ってもよい。
【０１１１】
この場合でも、アクチュエータに要求される出力は従来の太陽光発電設備と比較して小さくてもよいため、アクチュエータを採用する場合でも設備の小型化と低コスト化を実現することができる。
【０１１２】
また、上述した実施形態及び変形例に係る太陽光発電設備１では角度調節の全行程、すなわち角度調節可能な全角度において第１重量モーメントと第２重量モーメントの比が従来の太陽光発電設備よりも１００％に近いようにすることで角度調節を容易に行うことができるようにしていた。
【０１１３】
しかし、本発明においてはこれに限らず、載置面の角度が９０°のとき及び０°のときに第１重量モーメントと第２重量モーメントの比が従来の太陽光発電設備よりも１００％に近いようにすることで、同様に角度調節を容易に行うことができる。
【０１１４】
この場合も、第１重量モーメントと第２重量モーメントの比は５０％以上２００％以内、好ましくは８０％以上１２５％以内とされることで、上述した実施形態及び変形例と同様の効果を奏することができる。
【０１１５】
また、上述した実施形態及び変形例においては連結部材４を載置面２２３、３２３に対して回転軸２２２、３２２よりも下部において連結し、連結部材４の重量モーメントは第２重量モーメントに寄与する態様となっていた。
【０１１６】
しかし本発明においてはこれに限らず、連結部材４を載置面２２３、３２３に対して回転軸２２２、３２２よりも上部において連結し、連結部材４の重量モーメントは第１重量モーメントに寄与する態様としてもよい。
【０１１７】
この場合であっても、第１重量モーメントと第２重量モーメントの比を従来の太陽光発電設備よりも１００％に近付くようにする、具体的には５０％以上２００％以内、好ましくは８０％以上１２５％以内とすることで、上述した実施形態及び変形例と同様の効果を奏することができる。
【０１１８】
また、載置面がアクチュエータにより動かされる場合に、アクチュエータは所定の風力を上回る風力環境下では載置面を水平方向に向くように動かす態様であってもよい。こうした態様とすることで、強風時の載置面への影響を低減することができ、設備の破損を効果的に防止することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１  太陽光発電設備
２  操作発電ユニット
３  従動発電ユニット
４  連結部材
２１、３１  太陽電池パネル
２２、３２  架台
２２１、３２１  支柱
２２２、３２２  回転軸
２２３、３２３  載置面
２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃ、２２３ｄ  丸型鋼管
２２３ｅ、２２３ｆ、２２３ｇ、２２３ｈ  丸型鋼管
２２４  操作棒
２２５、３２５  重量部材
３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃ、３２３ｄ  丸型鋼管
３２３ｅ、３２３ｆ、３２３ｇ、３２３ｈ  丸型鋼管
３２４  固定バー
３２４ａ  固定クリップ
【図１】
2017034952.tif 000003
【図２】
2017034952.tif 000004
【図３】
2017034952.tif 000005
【図４】
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【図５】
2017034952.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017034952.tif 000009
【図８】
2017034952.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2017034952.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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