(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽光発電架台の構造に関して、特に強風や地震などの外力が加わった場合に、支柱と連結構造部分の発生応力を比較的細く軽い部材を用いても、トラス構造を有する構成部材を有効に配する事で緩和させ、結果的に部材費や施工費を安く抑える衝撃吸収構造を提供する。【解決手段】複数の太陽光パネル１が複数のＬ型金具２を介してレール３に設置され、このレール３は、パイプ４、５と支持梁６、７、８、９、１０、１１と支持棒１２、１３とレール設置部１４、１５とが、各部分の溶接あるいはボルトで固定一体化されたトラス構造部材１６に設置され、支持棒１２、１３を支持パイプ１８、２２、２６、２９を介して、支柱１９、２４、２８、３１に連結する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽光パネル（１）を配置する構造において、支持梁（６）（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）と支持棒（１２）、（１３）とレール設置部（１４）、（１５）とから構成されるトラス構造部材（１６）を介して、前記支持梁（６）と（７）との支持棒（１２）上の間の中間地点をクランプ（１７）で連結した支持パイプ（１８）をクランプ（２０）を介して、支柱（１９）に連結し、支持梁（７）と（８）との支持棒（１３）上の間の中間地点をクランプ（２１）で連結した支持パイプ（２２）を介して、クランプ（２３）で支柱（２４）に連結し、支持梁（９）と（１０）との支持棒（１３）上の間の中間地点をクランプ（２５）で連結した支持パイプ（２６）を介して、クランプ（２７）で支柱（２８）に連結し、支持梁（１０）と（１１）との支持棒（１２）上の間の中間地点をクランプ（２８）で連結した支持パイプ（２９）を介して、クランプ（３０）で支柱（３１）に連結する事で、地震や強風などの外力が加わった場合に、前記、トラス構造部材（１６）を中心に応力緩和して架台全体の強度を確保する事を特徴とする衝撃吸収構造。
【請求項２】
前記請求項１の支柱（１９）と支柱（３１）の間隔は、支柱（２４）と支柱（２８）の間隔に比べて幅広とし、トラス構成部材（１６）の支持梁（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）で形成する三角形の中央に支持パイプ（１８）、（２９）、（２２）、（２６）をクランプ（２１）、（２５）、（３０）、（３８）で固定した構造を特徴とする前記請求項１の衝撃吸収構造。
【請求項３】
前記請求項１の支柱（２４）と支柱（２８）間に、パイプ（４０）、（４１）を連結し、そこにパワコンや分電盤、接続箱といった太陽光発電設備に必要な電気関係の箱（３９）を複数台設置できるようにした事を特徴とする前記請求項１の衝撃吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、太陽光発電設備の主に架橋構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】太陽光発電は主に建物の屋上、屋根に設置することによってその普及が計られてきたが数十年にわたる日照を保証される屋根や屋上がマンション建設等の原因で都会では特に少なく、地方では家屋数自体が少ないので自ずと太陽光発電に対する電力業界の期待は大きくならないのが現状である。また強風対策のための強度保持、防火対策、工事に危険が伴い敷設費用がかさむ等の屋根上に置いた時の固有の問題が大きく、単位面積あたりの出力の向上を計る種々の工夫や、種々の屋根形状に対応することや、屋根材そのものに発電機能を持たせることで対応してきたが、設置費用の大幅な下落を達成していない。【０００３】一方、原子力発電は、一気に爆発させる原子爆弾を徐々にウランを核分裂させることにより熱としてエネルギーを取り出すしくみは開発当初、その効果だけが宣伝され拍手喝采のもとに推進されてきたが、近年起きた福島原発での放射能漏れによる影響のマイナス面は計り知れないものとなっている。さらに、数万年単位でも消滅することのないＴＲＵ（超ウラン元素）をはじめとする多量の毒物発生と発電や送電、変電設備へのテロ攻撃等に対する極端な脆弱性が顕在化して徐々にその存在意義が疑問視される。【０００４】原子力発電のコストは、発電端の評価でｋｗｈあたり約６円とされる価格も受電端では送電費、変電費、配電費、一般管理費、その他経費等、全てが原価に加わるのでこれらの経費を均等に水力、火力等の種類別発電量で按分し加えると約１５円強になる。原子力発電所は都会から遠く大電力を運ぶために変電費、送電費の比重も大きく、又関連する仕事量や借入金が多いために単なる按分するのでなく重さを加えて再按分するならばｋｗｈあたり１７円以上になるのは避けられないところとなる。さらに再処理費用や、高レベル核廃棄物の処分設備費用、テロ攻撃からの防護費用を加えるならば２０円を優に超え、実に各家庭に対する販売価格さえも上まることにもなる可能性がはなはだ高いのである。さらに設備の信頼性を著しく損なう応力腐食割れは、中性子を利用する装置の宿命的な問題で、その対策のために検査すればするほどさらに熱疲労の回数が増加し、さらに腐食割れが生じやすくなることから解決困難の問題として未だに解決の糸口すら見いだせていない。また高級な材料を使用して対応することはコスト上の競争力をさらに失うことは自明である。【０００５】高速増殖炉においてはさらに中性子の破壊力が増すこと、また熱応力の集中度が増し実用に供する発電方法としての水準を維持することはまことに困難な事業となることや燃料のプルトニウムを得るために使用済み核燃料の再処理を行わなければならず、一層採算が引き合うシステムにはなり得ない。【０００６】このように欠点だらけの原子力発電が２１世紀のエネルギー政策の主体である続けるひとつの大きな理由は太陽光発電を大規模に行うためには巨大面積が必要という、最大の弱点を抱えているからに他ならない。【０００７】一方水力発電は太平洋、日本海から太陽エネルギーによって蒸散した水分が日本列島に雨雪として山に降り注ぐことで莫大な位置のエネルギーが蓄積される。明治以降この日本唯一の自前のエネルギーである水力を最重点の電力源として開発されてきた。近年ダムのマイナス面、すなわち流れを遮断すること、上流の養分や土砂が海に達しない、すぐに土砂でダム湖が埋められ投資効果がない等の理由や用水の必要性が低下したこと等でダムはムダなどと極端にその効用に対する評価を失うことになっている。しかし川の流れを遮断することや上流の養分や土砂が海に達しないこと等の自然なメカニズムを破壊するマイナス面は、ダム建設の条件として上流から下流への流れを維持する貫流水路を付加し、ダムに蓄える水資源は濾した清水とする様な工夫で解消できることや、急激な電力負荷の変動に対して大きな対応力を持つことを考慮するならば、広い意味での自然エネルギーとして不動の地位を維持していくことが理にかなった２１世紀の考え方となる。【０００８】また、近年太陽光発電セル自体のコストは抜本的に下がったのであるが、工事費や流通経費等、他の経費がかさみ、また強風や降雹によって破壊しないための強度対策や防火対策にたいしてコストの負荷が大きく他の発電方式の発電単価に比べて競争力が未だに高いとはいえない。【０００９】一方、この太陽光を利用したソーラーシステムの最近の技術では、農業と太陽光発電を両立させるソーラーシェアリング方式が、広い土地を持つ農家の間で、徐々に浸透しつつある。太陽光パネルを太陽光が地面に届く程度に間隔を開けて配置し、太陽光発電と農作物の育成を両立させようとする技術である。この太陽光パネルを支える支柱の高さは、農業を行うためにはトラクターなどの農業機械や人が通る程度の高さに配置する必要がある。しかし、複数の太陽光パネルを設置する箇所が高所であり、かつ、農業を行う場所とトラクターなどが通る空間を確保するためには、支柱の間隔は出来うる限り大きく取り、支柱本数も少なくする必要があるため、太陽光発電架台全体を支える支柱自体にはおのずと強度が求められ、また、支柱と架台各部分の部材連結も重要となる。支柱と架台各部材との連結に関しては、溶接によるもの、ボルト締め、もしくはクランプなどによる結合が考えられる。この内、溶接は、農地での組み立てでは、溶接機器の動作に必要な電気を用意するのが困難であるし、また、溶接時の溶接物質が農作物に外をなす可能性があるため、溶接方法を用いること自体が難しい。また、クランプによる方法も、強度的に比較的弱い締結の場合は有効な手段ではあるが、長期間、強度を保持する構造には向かない場合が多く、やはり、締結部材であるボルト・ナットを用いる方法が無難であると考える。【００１０】また、この架台構造の強度において、特に注意しなければならないのは、主に太陽光パネル面に強風を受けた場合及び積雪荷重に対する強度の確保と、あるいは縦揺れや横揺れの地震を受けた時に耐えうる構造であるかが重要である。また、支柱および架台の強度を確保する上で更に重要なのは、強風、地震、豪雪などの外力が加わった場合に、連結する各部材を含めて、発生する応力をどれだけ、分散させ行き渡らせた応力緩和構造が出来るかが重要である。【００１１】特開２０１４−２１２１７７には、太陽光パネルを保持する一般的な架台の提案がなされている。太陽光パネルのサイズが大きい場合に、中空アルミの補強材を使う事で耐風強度を確保するとある。また、特開２０１４−０２５２１０では、柱や壁などを連結する方法についての一般的な方法で突っ張り梁による連結が示されている。さらに、特開２０１１−０９１１６６では、特に強風に対する対応策として、通風スリットや気流制御板といった構造を架台内に設ける事によって、太陽光パネルに生じる揚力を起き難くするとある。また、特開２０１５−０９８７２５では、太陽光架台を支える杭を地中内で梁材を介して連結し、ベース材にも工夫を凝らすことで風圧や地震に対して安定した強度を保つことのできる構造の提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１４−２１２１７７
【特許文献２】特開２０１４−０２５２１０
【特許文献３】特開２０１１−０９１１６６
【特許文献４】特開２０１５−０９８７２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】本発明は、太陽光発電と農業とをシェアリングする場合のように、背の高い部位に太陽光パネルを設置すると共に支柱を立てる箇所が各架台の四隅など比較的少ない場合においても、強風や地震、豪雪などに充分耐え得る構造を提案するものである。この内、本発明は、特に強風に対する強度に注力して有効手段について提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】複数の太陽光パネルを支える架台の中央に、三角配置の梁を張り巡らしたトラス構造をもつ構成部材を配し、この構成部材には梁と梁の中間に連結する支持部材を配して支柱と連結する。強風もしくは地震などの外力が加わると、地面から支柱、もしくは、太陽光パネルからトラス構造を持つ構成部材のルートを通して、応力を伝達し、各部材が均一な力関係となるよう工夫した。
【発明の効果】
【００１５】本発明によれば、強風もしくは地震などの外力をトラス構造を持つ構成部材で吸収緩和することにより、一般的に太い支柱や強固な部材や複雑な部材や構造を避けることが出来るので、比較的細くて軽い部材で強固な架台を構成が可能となり、部材費と施工費の両方を安くする事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を示したアイソメ図である。
【図２】本発明の架台裏面からの矢視図である。
【図３】本発明の架台後面からの矢視図である
【発明を実施するための形態】
【００１７】農業と発電の両方をシェアリングするような複数の太陽光パネルを少数の支柱で支える太陽光発電架台において、太陽光パネルで受けた強風もしくは地震による支柱の揺れによる荷重が直接支柱や各連結部材に加わる所を支柱や各部材を連結した先のトラス構造を持つ構成部材によって応力緩和し、集中応力を避けて、分散させる構造とした。
【実施例１】
【００１８】図１は、太陽光パネル（１）とＬ型金具（２）とからなるユニットが複数あり、３本のレール（３）に設置されている。このレール（３）は、パイプ（４）、（５）と支持梁（６）（７）（８）（９）（１０）（１１）と支持棒（１２）（１３）とレール設置部（１４）（１５）とが溶接もしくはボルト固定で固定一体化して構成されるトラス構造部材（１６）に設置され、このトラス構造部材（１６）の支持梁（６）と（７）との支持棒（１２）上の間の中間地点をクランプ（１７）で連結した支持パイプ（１８）をクランプ（２０）を介して、支柱（１９）に連結している。同様に、支持梁（７）と（８）との支持棒（１３）上の間の中間地点をクランプ（２１）で連結した支持パイプ（２２）を介して、クランプ（２３）で支柱（２４）に連結。支持梁（９）と（１０）との支持棒（１３）上の間の中間地点をクランプ（２５）で連結した支持パイプ（２６）を介して、クランプ（２７）で支柱（２８）に連結。支持梁（１０）と（１１）との支持棒（１２）上の間の中間地点をクランプ（２８）で連結した支持パイプ（２９）を介して、クランプ（３０）で支柱（３１）に連結する構造を採る。【００１９】これらの構成の意味は、地震の場合には、支柱（１９）→クランプ（２０）→支持パイプ（１８）→クランプ（１７）→、支持棒（１２），支柱（３１）→クランプ（３０）→支持パイプ（２９）→クランプ（２８）→、支持棒（１２），支柱（２４）→クランプ（２３）→支持パイプ（２２）→クランプ（２１）→、支持棒（１３），支柱（２８）→クランプ（２７）→支持パイプ（２６）→クランプ（２５）→、支持棒（１３）に外部応力が伝達していって、トラス構造部材（１６）に張り巡らした支持梁（６）（７）（８）（９）（１０）（１１）で力を分散し緩和するというものである。また、強風の場合は、地震の応力伝達とは異なり、複数のパネル（１）に風を受けると複数のＬ型金具（２）を介してレール（３）、（３２）、（３３）に伝達した応力をパイプ（４）、（５）に連結したクランプ（３４）、（３５）、（３６）、（３７）を介して支柱（１９）、（３０）、（２８）、（２４）に伝達し、さらに支持パイプ（１８）、（２９）、（２２）、（２６）からトラス構造部材（１６）に伝達させるルートか、支持棒（１２）、（１３）とレール設置部（１４）、（１５）を介してトラス構造部材（１６）に応力を伝達するレールを採り、いずれにしても支持梁（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）で応力を分散し緩和する部分が応力緩和の中心部分となる。
【実施例２】
【００２０】図２は、本発明の架台裏面からの矢視図を示す。架台全体に対して、支柱（１９）と支柱（３１）の間隔は、支柱（２４）と支柱（２８）の間隔に比べて幅広とし、トラス構成部材（１６）の支持梁（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）で形成する三角形の中央に支持パイプ（１８）、（２９）、（２２）、（２６）をクランプ（２１）、（２５）、（３０）、（３８）で固定する構造とする。これにより各連結部材の応力が均等に分配される構造となる。
【実施例３】図３は、本発明の架台後面からの矢視図を示す。支柱（２４）と支柱（２８）間に、角パイプ（４０）、（４１）を連結し、そこにパワコンや分電盤、接続箱といった太陽光発電設備に必要な電気関係の箱（３９）を複数台設置できるようにした。
【産業上の利用可能性】
【００２１】ソーラーシェアリングによる太陽光発電と農業を両立させる、もしくは太陽光パネルを高い位置に設置する事で、架台下の空間を遊び場、生活の場、駐車場など有効に使えるので、従来のように、太陽光発電所を置くことで、その土地の役割を全て無くしてしまうような状態を避けることが出来る。また、原子力発電が容易ではない現状で、かつ、農業収入に売電収入が加わる事で農家も潤うことになるので、今後も益々期待できる。
【符号の説明】
【００２１】１  太陽光パネル
２  Ｌ字金具
３，３２，３３  レール
４，５  パイプ
６，７，８，９，１０，１１  支持梁
１２，１３  支持棒
１４，１５  レール設置部
１６  トラス構造部材
１７，２０，２１，２３，２５，２７，３０，３８  クランプ
１８，２９，２６，２２  支持パイプ
１５，１６，１７，１９，２０，２１，２２  連結部材
２４，３１，１９，２８  支柱
３４，３５，３６，３７  クランプ
３９  電気関係の箱
４０，４１  角パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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