JP6032925B2 - 太陽電池パネルの設置構造、並びに、太陽電池パネルの設置工法 - Google Patents
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Description
このことにより、本発明の支柱部によると、特に風圧荷重のような設置時に負荷される自然外力に対して十分な地盤支持力を維持しつつ支柱部の長さを短くできる。そして、支柱部を短くすると、支柱部そのものを安価に製造可能となるので、太陽電池パネルの設置に係る費用を低減できる。即ち、本発明の太陽電池パネルの設置構造によると、設置時の強度を維持しつつ施工工事を低価格化できる。
そして、本発明の太陽電池パネルの設置構造は、架台部及び/又は太陽電池パネルは、低角度(例えば0度以上15度以下)となるように傾斜して取り付けられる構成において特に好適である。このように取り付けられることにより、高角度(例えば15度より大きく60度以下)となるように傾斜して取り付けられる構成に比べて、太陽電池パネル等に負荷される風圧、特に負圧に対する支柱部の地盤支持力を低くすることができるので、支柱部の長さをさらに短くできる。このことにより、支柱部そのものをさらに安価に製造可能となり、施工工事をさらに低価格化できる。
ここで、「地中」とは、整地された地面の中だけでなく、海、湖、河川等の水のある所の底部分に位置する地面の中であってもよい。また、建屋の屋上部分に設けられた人工庭園における地面の中でもよく、所謂土壌と称される土地の中であってもよい。さらには、有機物及び/又は無機物を含む人工の土壌の中であってもよく、人工の砂地の中、人工の土の中、人工の基礎の内部であってもよい。
また、請求項3に記載の発明は、前記土台部は、前記支柱部の上端近傍に一体に取付けられる支持部を有し、前記架台部は、前記支持部を介して前記支柱部に取付けられることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池パネルの設置構造である。
具体的に説明すると、太陽電池パネルには、原料や構造の違いによりさまざまな種類のものがあり、それぞれ発電効率等の特性が異なっている。そして、太陽電池パネルを設置する際には、日照条件といった設置場所の環境特性に加え、太陽電池パネルそのものの特性を考慮しつつ、設置間隔、設置角度等の設置条件が設定される。したがって、太陽電池パネルを支持する架台の形状もまた、設置条件に応じて変更されることがある。ここで、本発明の太陽電池パネルの設置構造では、支柱部に支持部を介して架台部を取り付けるので、たとえ架台部の形状が変更された場合であっても、架台部の形状の変更に伴って支持部を変更するだけで、支柱部の形状等を変更することなく太陽電池パネルを設置することができる。換言すると、本発明の太陽電池パネルの設置構造では、土台部の大部分を占める支柱部を変更することなく、支柱部とは別途製造される支持部をわずかに変更するだけで、多様な架台部を載置できる汎用性の高い土台部となっている。このことにより、土台部の大部分を占める支柱部を大量生産することができるので、太陽電池パネルの設置に係る費用を低減できる。
ここで、杭打ち機のような重機や、ハンマー等を使用して支柱部を地面に埋め込む作業では、打ち込み誤差が発生しまう場合がある。即ち、支柱部を打ち込みすぎてしまうことで、支柱部の地上に露出している部分の長さが予定より短くなってしまうことがある。より具体的には、支柱部の埋め込み作業を実施する場合、例えば、光学式の測定装置で支柱部の地中への貫入量を測定しつつ実施する等の方策により、支柱部の過剰な打ち込みを防止している。しかしながら、このような方策をもってしても、支柱部を打ち込みすぎてしまうことがある。そして、このような場合、架台部を所定の姿勢で取り付けることができなくなってしまう。
しかしながら、本発明の構成によると、上記したように、支持部を支柱部に取り付けるときの取付け位置を上下方向成分を含む方向に調節することができる。そのため、仮に支柱部を過剰に打ち込んでしまった場合であっても、架台部と支柱部の間に介在する支持部の位置を高さ方向(上下方向成分を含む方向)に調整することにより、架台部を所定の位置に取り付けることができる。即ち、支柱部の埋め込み量の誤差を架台部の取り付け高さを調整することで相殺することができる。
したがって、本発明の太陽電池パネルの設置構造によると、支柱部の打ち込み作業時に誤って支柱部を打ち込みすぎてしまった場合であっても、支柱部の打ち込み作業をやり直すことなく、架台部の取り付けが可能となる。そのため、施工作業をさらに効率よく実施できる。
ここで、架台部を複数の支柱部及び支持部によって支えるとき、支柱部を所定の場所からずれた場所に誤って打ち込んでしまう等によって、支柱部間の間隔が所定の間隔より広がってしまう(又は狭まってしまう)ことが考えられる。このような場合、架台部を支持部へ取り付けようとすると、架台部の取付け位置と支持部の取付け位置とがずれてしまうので、取り付けができなくなってしまう。また、支柱部を所定の間隔で打ち込んだ場合であっても、架台部や支持部の製造誤差等により、架台部の取付け位置と支持部の取付け位置とがずれてしまう可能性がある。
これに対して、本発明の構成では、上記したように、支持部と架台部とを取り付けるときの取付け位置を水平方向(前後方向成分と左右方向成分の少なくともいずれかを含む方向)に調節することができる。そのため、架台部の取付け位置と、支持部の取付け位置とが水平方向にずれてしまった場合であっても、取付け位置を調整することで架台部を所定の位置に取り付けることができる。
このことにより、本発明の太陽電池パネルの設置構造によると、架台部の取付け位置と、支持部の取付け位置とが水平方向にずれてしまった場合であっても、支柱部の打ち込み作業をやり直すことなく、架台部の取り付けが可能となる。そのため、施工作業をさらに効率よく実施できる。
具体的に説明すると、例えば、2つの架台部を同一の形状とし、設置高さを同じ高さとして、水平方向に間隔を空けて並列させたとする。このとき、一方側の架台部の下側固定部と他方側の架台部の上側固定部とは、水平方向と高さ方向とに間隔を空けて配されることとなる。したがって、一方側の架台部の下側固定部と他方側の架台部の上側固定部とに太陽電池パネルを取り付けると、太陽電池パネルは傾斜した姿勢をとる。
したがって、かかる構成によると、太陽電池パネルを傾斜させるために、架台部の形状や設置高さを変える必要がない。このことにより、施工作業の簡易化や施工費用の低減が可能となる。
そして、それぞれの架台部の形状を同一とし、架台部の設置高さを同一とすることにより、各架台部を設置するときの架台部の設置作業を同一の作業とすることができる。即ち、仮にそれぞれの架台部の形状や設置高さが異なっているとすると、それぞれの架台部の形状や設置高さに応じた取付け作業を実施する必要が生じてしまう。この場合、必然的に取付け作業の種類が増えてしまうので、施工作業が煩雑になってしまう。それに対し、それぞれの架台部の形状を同一とし、架台部の設置高さを同一とすると、すべての架台部を同一の作業で取り付けることができるので、施工作業を簡易化できる。
また、本発明の太陽電池パネルの設置工法では、支柱部を振動を与えつつ地面に打ち込むことにより、支柱部をより円滑に地面へ打ち込むことができるので、支柱部の打ち込み作業を簡易化できる。
なお、中心板部10と、2つの内側板部11,11と、2つの外側板部12,12とは、いずれも直立した略長方形平板状であって、それぞれ大きさが異なっている。
ここで、載置台部20には、載置台部20を上下方向(厚さ方向)に貫通する貫通孔が複数集結した貫通孔群22(水平方向調整手段)が設けられている。
さらに、下板部30には、下板部30を上下方向に貫通する貫通孔であり、下板部30を上記した中間取付金具6(図5参照)に固定するための固定用貫通孔36が形成されている。この固定用貫通孔36は、複数設けられており、下板部30の長手方向に間隔を空けて配されている。
なお、本実施形態の支柱5の地中への埋め込み量は、特に限定されるものではないが、1.5m程度の長さの支柱5である場合、1.0m程度打ち込むことが望ましい。このように本実施形態では、支柱5の全長の3分の2程度の長さだけ地中に打ち込まれている。
具体的に説明すると、起伏ある土地の地表面に複数のコンクリートブロックを設置していく場合、各コンクリートブロックの設置位置の間で大きな高低差が発生してしまう。そして、コンクリートブロックの設置高さが大きく異なってしまうと、それに伴って、コンクリートブロックに固定する支柱5の上端部分の高さが大きく異なることになってしまう。この状態で支柱5上に太陽電池パネル4を固定すると、太陽電池パネル4は大きく傾いてしまうので、傾斜角度や向き等の所定の条件を満足するように太陽電池パネル4を固定できない。したがって、地表面にコンクリートブロックを設置する工法の場合、コンクリートの設置位置を水平に近い状態まで整地する整地工事が必要となる。
これに対して、振動を加えつつ支柱5を打ち込む工法によると、支柱5を打ち込んでいく土地に起伏があり、各支柱5の打ち込み位置の間にわずかな高低差があった場合であっても、支柱5の打ち込み量をわずかに可変させる等の手段によって土地の高低差を相殺できる。そのため、地表面にコンクリートブロックを設置する工法のように水平に近い状態まで整地する必要はなく、ある程度の起伏を許容した整地工事で十分に支柱5の立設が可能となる。したがって、整地工事を簡易化できる。
なお、本明細書において「締結要素」とは、ボルト、ネジ、釘、鋲等の上位概念であるものとして説明する。
このとき、2つの内側板部11,11の前端近傍における間隔は、中心板部10の左右方向の長さL2よりも大きくなっており、2つの内側板部11,11の後端近傍における間隔は、中心板部10の左右方向の長さL2と略同じ長さとなっている。
具体的に説明すると、図10(a)で示されるように、取付用長孔23の下端近傍の部分と取付孔15とを重ね合わせた状態でこれらに締結要素40を挿通して固定すると、中間取付金具6は支柱5に対して比較的高い位置に固定されることとなる。これに対して、図10(b)で示されるように、取付用長孔23の上端近傍の部分と取付孔15とを重ね合わせた状態でこれらに締結要素40を挿通して固定すると、中間取付金具6は支柱5に対して比較的低い位置に固定されることとなる。このように、本実施形態では、中間取付金具6を支柱5に取り付けるとき、中間取付金具6の取り付け位置を上下方向に調整することができる。
より具体的には、中間取付金具6の載置台部20は、図2で示されるように、外側板部12の上端より上方に位置した状態となっているので、載置台部20は、左右方向で外側板部12の内側であり、上下方向で外側板部12の上側に位置している。つまり、載置台部20は、2つの外側板部12,12より内側に形成される領域A1(図11参照)の上方に位置している。したがって、載置台部20の投影形状と、支柱5の投影形状を重ねてみると、載置台部20の投影形状は、支柱5の投影形状のうち2つの外側板部12,12より内側に位置した状態となる。
これに対して、本実施形態の載置台部20には、複数の貫通孔によって構成された貫通孔群22が設けられている。したがって、仮に架台3と載置台部20の相対位置がずれてしまい、固定用貫通孔36と貫通孔群22のうちの一つの貫通孔との位置がずれてしまった場合であっても、固定用貫通孔36は、貫通孔群22のうちの他の一つの貫通孔と重なった状態となる。つまり、架台3と載置台部20の相対位置がずれてしまっても、固定用貫通孔36は、貫通孔群22を構成する貫通孔のうちのいずれか一つの貫通孔と重なった状態を維持することができる。このことにより、架台3を載置台部20に固定するとき、締結要素40が挿通される位置を水平方向に調整することができるので、架台3と載置台部20の相対位置がずれてしまっても、架台3の載置台部20への取り付けが可能となっている。
即ち、本実施形態の設置構造1では、前後方向と上下方向とでそれぞれ離れた位置にある前方側(図13では右側)に配された架台3の下板部30と、後方側(図13では左側)に配された架台3の上板部31とに、太陽電池パネル4を取り付ける。このことにより、2つの架台3の形状を同一の形状とし、2つの架台3の設置高さを同じ高さとした状態で、太陽電池パネル4を傾斜させて取り付けることができる。
即ち、太陽電池パネル4の前後方向の両端部分をそれぞれ支持する架台3の形状を同一とすることにより、それぞれ異なる形状の架台で太陽電池パネル4を支持する場合とは異なり、架台3の量産化が可能となるので架台3の製造費用を低減できる。このことをもって、施工費用の低減が可能となる。
また、同形の架台3を同じ高さに取り付ける構造とすることにより、設置場所に架台3を固定するときの架台3の固定作業を同一の作業とすることができる。例えば、異なる形状の架台を使用する場合、架台の土台部分への固定作業は架台毎に異なる作業となってしまう。即ち、架台の形状に応じた土台部分への取付け作業を実施する必要が生じてしまう。また、それぞれの架台を異なる高さに取り付ける場合も同様に、架台の土台部分への固定作業が架台毎に異なる作業となってしまう。これらの場合、必然的に作業の種類が増えてしまうので、施工作業が煩雑になってしまう。それに対し、本実施形態の設置構造1によると、同形の架台3を同じ高さに取り付ければよく、すべての架台3を同一の作業で固定できるので、施工作業を簡易化できる。
具体的に説明すると、太陽電池パネル4を設置したとき、太陽電池パネル4の裏面側へと風が吹き込んで太陽電池パネル4へと当たることにより、太陽電池パネル4に対して浮き上がらせる方向へ力が加わってしまうことがある。このとき、太陽電池パネル4を傾斜角度が低角度となるように設置すると、この浮き上がらせる方向へと加わる力が低減される。このため、太陽電池パネル4の単位面積当たりの重量を重くしたり、支柱5を地中深く埋め込んで強く固定したりすることなく、風による太陽電池パネル4の飛散等を防止できるので望ましい。
例えば、平面視が略「C」字状で延びる支柱を支柱部として採用してもよい。即ち、本発明で採用する支柱は、一枚の金属板を湾曲して形成し、平面視したときに周方向の両端となる部分の間に湾曲部を有する構成であってもよい。
なお、平面視が波型となる支柱を支柱部として採用してもよい。即ち、本発明で採用する支柱は、一枚の金属板を湾曲したときに形成される湾曲部を複数有する構成であってもよい。
つまり、本発明で採用する支柱は、金属板が屈曲して形成される屈曲部と、金属板が湾曲して形成される湾曲部のいずれかを少なくとも1つ有する構成であればよく、屈曲部と湾曲部とを両方有する構成であってもよい。また、本発明で採用する支柱は、屈曲部と湾曲部を1つだけ有する構成であってもよく、屈曲部と湾曲部とを複数有する構成であってもよい。
例えば、載置台部20の一部分が、前後左右方向において、2つの外側板部12,12より内側に形成される領域A1からはみ出すように設けてもよい。例えば、載置台部20の後端側部分のみが、2つの外側板部12,12より内側に形成される領域A1から後側にはみ出すように設けてもよい。
しかしながら、上記したように載置台部20の全体がこの領域A1の内側に位置するように設けられた構成によると、太陽電池パネルの設置作業を実施するときに、領域A1から外側にはみ出してしまった載置台部20が施工作業の邪魔になることがない。即ち、支柱5から水平方向に飛び出した部分に作業者がぶつかって怪我をするといったことがないので、施工作業をより円滑に実施できる。
例えば、図15で示されるように、左右方向に延びる長孔が前後方向に沿って並列した長孔列122(水平方向調整手段)を有する中間取付金具106(支持部)であってもよい。架台3を中間取付金具106に取り付けるとき、取り付け位置を水平方向(前後方向成分を含む方向及び/又は左右方向成分を含む方向)に調節可能であればよい。
また、図15で示されるように、開口形状が円形の貫通孔が上下方向に沿って並列した貫通孔列123(上下方向調整手段)を有する中間取付金具106であってもよい。中間取付金具106を支柱5に取り付けるとき、取り付け位置を上下方向成分を含む方向に調節可能であればよい。
2 土台部
3 架台(架台部)
4 太陽電池パネル
5 支柱(支柱部)
6,106 中間取付金具(支持部)
12 外側板部(長辺部分)
13 折曲げ部分(屈曲部)
20 載置台部
22 貫通孔群(水平方向調整手段)
23 取付用長孔(上下方向調整手段)
30 下板部(下側固定部)
31 上板部(上側固定部)
122 長孔列(水平方向調整手段)
123 貫通孔列(上下方向調整手段)
Claims (7)
- 一部が地中に埋没し、一部が地上に露出した状態で立設される支柱部を有する土台部と、当該土台部によって下方から支持され、地表より離れた位置で太陽電池パネルを固定する架台部とにより太陽電池パネルを設置する太陽電池パネルの設置構造であって、
前記支柱部の平面断面形状は、両端部分の間に少なくとも1つの屈曲部又は湾曲部を有し、両端部分が離間した状態であり、
さらに前記支柱部の平面断面形状は、両端部分にそれぞれ位置し、且つ間隔を空けて対向する2つの長辺部分を有しており、当該2つの長辺部分の間隔は、一方端側における間隔が他方端側における間隔よりも狭くなっており、一方端側から他方端側へ向かうにつれて間隔が広がっていくことを特徴とする太陽電池パネルの設置構造。 - 一部が地中に埋没し、一部が地上に露出した状態で立設される支柱部を有する土台部と、当該土台部によって下方から支持され、地表より離れた位置で太陽電池パネルを固定する架台部とにより太陽電池パネルを設置する太陽電池パネルの設置構造であって、
前記支柱部の平面断面形状は、両端部分の間に少なくとも1つの屈曲部又は湾曲部を有し、両端部分が離間した状態であり、
前記土台部は、前記支柱部の上端近傍に一体に取付けられる支持部を有し、前記架台部は、前記支持部を介して前記支柱部に取付けられ、
前記支持部は、前記架台部を載置するための板状の載置台部を有するものであり、
前記支持部を前記支柱部に取り付けた状態において、前記載置台部の投影形状が、前記支柱部の投影形状の対向する位置にある特定の2辺より内側に位置することを特徴とする太陽電池パネルの設置構造。 - 前記土台部は、前記支柱部の上端近傍に一体に取付けられる支持部を有し、前記架台部は、前記支持部を介して前記支柱部に取付けられることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池パネルの設置構造。
- 前記支柱部は、前記支柱部と前記支持部との取付けに際して、前記支柱部と前記支持部の相対位置を位置決めする位置決め手段を有することを特徴とする請求項2又は3に記載の太陽電池パネルの設置構造。
- 前記支持部は、前記支柱部と前記支持部との取付けに際して、前記支持部の前記支柱部への取付け位置を上下方向成分を含む方向に調節可能な上下方向調整手段を有し、さらに、前記支持部は、前記支持部と前記架台部との取付けに際して、前記架台部の前記支持部への取付け位置を前後方向成分と左右方向成分の少なくともいずれかを含む方向に調節可能な水平方向調整手段を有することを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の太陽電池パネルの設置構造。
- 前記架台部を複数有するものであり、
前記架台部は、高さ方向に異なる位置に形成された上側固定部と下側固定部とを備えるものであって、
少なくとも一組の前記架台部が間隔を空けて配され、前記太陽電池パネルは、組を成す前記架台部のうちの一方の下側固定部と、他方の上側固定部とにそれぞれ直接又は間接的に取り付けられて傾斜した姿勢をとることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の太陽電池パネルの設置構造。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の太陽電池パネルの設置構造によって、太陽電池パネルを設置するための太陽電池パネルの設置工法であって、
前記支柱部に振動を与えつつ地面に打ち込む工程を含むことを特徴とする太陽電池パネルの設置工法。
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