特許 6491444 太陽電池のモジュール用の架台

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6491444

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】太陽電池のモジュール用の架台

(51)【国際特許分類】

   H02S 20/10 20140101AFI20190318BHJP

   H02S 20/30 20140101ALI20190318BHJP

【ＦＩ】

   H02S20/10 Q

   H02S20/10 D

   H02S20/30 D

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-189465(P2014-189465)

(22)【出願日】2014年9月17日

(65)【公開番号】特開2016-63612(P2016-63612A)

(43)【公開日】2016年4月25日

【審査請求日】2017年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】597107593

【氏名又は名称】株式会社タナック

(74)【代理人】

【識別番号】100100044

【弁理士】

【氏名又は名称】秋山 重夫

(74)【代理人】

【識別番号】100183564

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 伸也

(72)【発明者】

【氏名】松本 忠海

【審査官】 五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１７５０７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−１１９７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００８６３８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０８２６６８４６（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｓ ２０／００−２０／３２

Ｅ０４Ｄ １３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多数の長方形の太陽電池のモジュールを縦横配列し、支持するモジュール用の架台であって、
モジュールを載置する複数本の支持桟と、
それらの支持桟を支持する複数本の支持脚とを備え、
前記支持桟同士が、モジュールの短辺の長さに対応する間隔で設置されると共に、１本の支持桟が互いに隣接する２枚のモジュールの長辺の縁部近辺を並列保持するものであり、
前記支持桟のうち中間部の支持桟が、２本の溝型鋼を背中合わせに配置し、それらの間に支持脚の上端を回動自在に連結するためのブラケットを挟んでボルトとナットで締結した形態を有する、
太陽電池のモジュール用の架台。

【請求項2】

前記支持桟が、前後に傾斜して配列される縦桟であり、モジュールを縦長の状態で支持する請求項１記載の太陽電池のモジュール用の架台。

【請求項3】

前記支持桟が、隣接するモジュールの側縁部近辺を載置する天面を備えると共に、下端に配置されるモジュールと係合する係止部を備えている請求項２記載の太陽電池のモジュール用の架台。

【請求項4】

前記複数本の支持脚は、組み立て前は折り畳まれ前記支持桟に沿うように細長く延びており、それらの支持脚の下端と、上端が他のブラケットに回動自在に連結された筋交いの下端とを連結することにより、組み立てられる請求項１、２または３のいずれかに記載の太陽電池のモジュール用の架台。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は太陽電池のモジュール用の架台に関する。さらに詳しくは、多数枚のモジュールを備え、発電量が大きい、いわゆるメガソーラに用いられる太陽電池のモジュール用の架台に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽電池のモジュールは発電量を大きくするため多数枚を密に配置しており、そのため重量や風による浮き上がり力が大きくなる。そしてそれらの力を充分に支持するため、多数のモジュールを支持する架台には高い強度および剛性が求められる。さらに部品数を少なくし、施工工数および施工期間を減少することも求められる。このような要望を満たす架台として、たとえば特許文献１の架台が提案されている。

【0003】

特許文献１の太陽電池モジュールの架台は、短い前柱と長い後ろ柱で前下がりに傾斜するように受け桟を保持し、２本の受け桟を平行に配置すると共に、２本の受け桟の上に、太陽電池モジュールを横長の状態で取り付けるようにしている。２本の受け桟の間隔は太陽電池モジュールの長さより短く、太陽電池モジュールの左右右端は受け桟よりオーバーハングしている。

【0004】

他方、特許文献２には、特許文献１と同様の架台を左右に複数列配置した架台を開示している。この架台は、縦フレームあるいは横フレームを折り畳み可能に構成し、工場出荷時には折りたたんで、現地では容易に組み立てられるようにしている。

【0005】

特許文献３には、モジュールを縦長に配置する同様な架台の例が記載されている。特許文献４には、特許文献３と同様な架台で、さらに支持部材同士の間隔を自由に調節できるように構成した例が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４−１２９７０９号公報

【特許文献2】特開２０１４−８８６９５号公報

【特許文献3】特開２０１１−１３２７８０号公報

【特許文献4】特開２００７−３５８４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

１枚のモジュールを２本一対の受け桟で支持することは、効率的かつ安定して支持できる利点がある。しかしオーバーハングしたモジュールの端部は、位置や高さがばらつきやすく、隣接するモジュールの縁部同士を整然と並べるのは比較的困難である。また、受け桟を支持する支柱やブレースあるいはステーなどの下部構造は、それぞれ受け桟ごとに設けるので、２本一対の桟を多数配列すると、部品点数も多くなり、施工工事が煩雑で、工期が延びる問題もある。

【0008】

本発明は隣接するモジュールの端部同士を整列させやすく、多数のモジュールを安定して支持することができ、しかも部品点数が少なく、施工工事が容易容易な太陽電池のモジュール用の架台を提供することを技術課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）本発明の太陽電池のモジュール用の架台は、多数の長方形のモジュールを縦横配列し、支持する太陽電池のモジュール用の架台であって、モジュールを載置する複数本の支持桟と、それらの支持桟を支持する複数本の支持脚とを備え、前記支持桟同士が、モジュールの短辺の長さに対応する間隔で設置されると共に、１本の支持桟が互いに隣接する２枚のモジュールの長辺の縁部近辺を並列保持するものであり、前記支持桟のうち中間部の支持桟が、２本の溝型鋼を背中合わせに配置し、それらの間に支持脚の上端を回動自在に連結するためのブラケットを挟んでボルトとナットで締結した形態を有することを特徴としている。

【0010】

（２）このような架台においては、前記支持桟が、前後に傾斜して配列される縦桟であり、モジュールを縦長の状態で支持するものが好ましい。

【0011】

（３）前述の前後に傾斜する縦桟でモジュールを縦長で配置する架台においては、前記支持桟が、隣接するモジュールの側縁部近辺を載置する天面を備えると共に、下端に配置されるモジュールと係合する係止部を備えているものが好ましい。

【0012】

（４）さらに前記いずれの架台においても、前記複数本の支持脚は、組み立て前は折り畳まれ前記支持桟に沿うように細長く延びており、それらの支持脚の下端と、上端が他のブラケットに回動自在に連結された筋交いの下端とを連結することにより、組み立てられるものが一層好ましい。

【発明の効果】

【0013】

（１）本発明の太陽電池のモジュール用の架台は、１本の支持桟で隣接する２枚のモジュールの縁部を並べて保持するので、隣接するモジュールの縁部同士を整然と配列することができる。
また、多数のモジュールを配列する場合、１枚当たり１本の支持桟で支持することとなる。そのため、支持桟を構成する部材ならびに支持桟を支える支柱などの支持脚の部品点数が少なくなり、施工工事も簡単になる。また、支持桟はモジュールの長辺を支持するので、モジュールを確実に支持することができる。

【0014】

（２）このような架台において、前記支持桟が前後に傾斜して配列される縦桟であり、モジュールを縦長の状態で支持する場合は、左右の側縁同士を均等に保持することができるので、一層安定して支持することができる。さらに左右のモジュールの長辺同士の高さが揃うので、一層、整然と配列することができる。

【0015】

（３）前記モジュールを縦長で配置する架台において、前記支持桟が、隣接するモジュールの側縁部近辺を載置する天面を備えると共に、下端に配置されるモジュールと係合する係止部を備えている場合は、最下段のモジュールを係止部で支え、順次その上に配置するモジュールを下段のモジュールの上端を基準にして整列させることができる。そのため、モジュールを支持桟に固定する前に仮に保持させることができ、設置工事が容易になる。また、左右方向に加えて上下方向も整列も容易である。

【0016】

（４）前記いずれかの架台において、前記複数本の支持脚の上端が支持桟に対して回動自在に連結されており、組み立て前は折り畳まれ前記支持桟に沿うように細長く延びており、それらの支持脚の下端同士を連結することにより、組み立てられるものは、保管・搬送中は支持脚を支持桟に重ねるように折りたたんで省スペースとすることができ、施工現場では簡単に組み立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図1は本発明のモジュール用の架台の一実施形態を示す斜視図である。

【図2】図２ａおよび図２ｂはそれぞれ図１の架台の平面図および側面図である。

【図3】図３は図１の架台の背面図である。

【図4】図４は図３の支柱および縦桟を示す要部拡大図である。

【図5】図５ａは縦桟の平面図、図５ｂおよび図５ｃは縦桟と支持脚の折り畳み状態および展開状態を示す側面図である。

【図6】図６は縦桟およびモジュールの要部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１に示す架台１０は、互いに平行に、かつ、前下がりに傾斜して等間隔で配置される副数本の縦桟１１と、それらの縦桟を支持する支持脚１２とからなる。この架台１０ではモジュールＭを縦向きに配列しており、隣接する縦桟１１同士の間隔Ｐは、１枚のモジュールＭの幅（短辺の長さＢ１）に合わせており、その幅Ｂ１よりわずかに広い。それにより２本の縦桟１１の内側部分でモジュールＭの長辺の側縁部を載置することができる。
本実施形態では、前下がりの傾斜角度は水平に対して１０°である。その傾斜角度としては、２０°以下であり、１０°〜１５°であるのが好ましい。なお、その傾斜角度は、２０°より大きくてもよい。さらにモジュールＭが取り付けられた架台１０を水平にしてもよく、垂直に起立させてもよい。

【0019】

そのモジュールＭは、例えば、発電部をアルミニウムなどの金属製の枠Ｗ（図６参照）で囲ったものである。その枠体は、通常は滑らかな側周面を有している。そして、一般的に、その外形形状は長方形である。なお、正方形やその他の形状のものでもよい。

【0020】

縦桟１１の長さＬは、縦に並べるモジュールＭの枚数による。すなわち１枚のモジュールの長さ（長辺）Ｂ２の配列枚数倍あるいはそれに近い長さにする。この実施形態では図２ａに示すように、前後に４枚のモジュールＭを載置することができるように、３〜４倍程度にしている。１枚のモジュールＭは、周囲の枠Ｗに形成した４カ所のねじ穴Ｓあるいは貫通穴を４本のネジやボルト、ナットなどの固定具で縦桟１１に固定する。ねじ穴Ｓは枠Ｗの長辺部分で、端部から中央に寄った位置にそれぞれ形成されている。

【0021】

図２ｂに示すように、最も前側（低い位置）のモジュールの前部は縦桟１１の前端より前側に突出しており、オーバーハング状態である。同様に、最も後ろ側の（高い位置）のモジュールの後部は縦桟１１の後端より後ろ側に突出している。前述の支持脚１２は、縦桟１１の前側を支える低い支柱１３と後ろ側を支える高い支柱１４を備えており、そのため縦桟１１は前下がりに傾斜している。傾斜角度はモジュールを設置する緯度によって変わる。低緯度地域では太陽の高度が高いため角度は緩く、高緯度地域では角度は急になる。この実施形態では、後ろの高い支柱１４の前後と縦桟１１の間に、支柱１４と縦桟１１の角度を保持するための斜めの筋交い１６、１７が介在されている。これらの前後の筋交い１６、１７はそれぞれ張力を支えるものであり、細いロッドまたはバーが用いられる。

【0022】

前記支柱１３の下端はホールインアンカー１８などでコンクリ−ト基礎１９に固定されている。さらに端部に位置する前側の支柱１３とこれに隣接する前側の支柱１３の間、および端部に位置する後ろ側の支柱１４とこれに隣接する後ろ側の支柱１４の間には、図３に示すように、それぞれ右上がりの斜めのブレース２０、２１によって連結されている。そして一つ置いた端から３本目の前後の支柱１３、１４とそれらに隣接する支柱１３、１４の間は、斜め右下がりのブレース２２、２３によって連結されている。２番目の支柱と３番目の支柱の間には斜めのブレースは設けられていない。
なお、前記ホールインアンカーの他に、ケミカルアンカーなどを用いてもよい。さらに、商品名ＧＴスパイラル杭（特許第３０２３５８３号）と呼ばれる杭を用いてもよい。その場合には、コンクリート基礎１９、１９の両方あるいはいずれかを設けずに、支柱を直接に地面に固定してもよい。

【0023】

他方、すべての隣接する支柱同士の間は、それぞれ水平方向に延びるステー２４によって連結されている。前後の支柱、筋交い、ブレース、ステーなどは、全体として縦桟１１
を支える支持脚１２を構成している。モジュールＭの重量は左右の縦桟１１が支持し、それらの重量は前後の支柱１３、１４によって支えられ、コンクリート基礎１９に伝えられる。筋交い１６、１７、プレース２０、２１、２２、２３およびステー２４は支柱１３、１４を垂直に、かつ互いに平行に立たせるための補強材である。

【0024】

図４に示すように、この実施形態では中間部の縦桟１１は２本の溝型鋼（Ｃチャンネル材）２５を背中合わせに配置し、それらの間に支柱１４を連結するためのブラケット２６を挟んで結合した形態を有する。ブラケット２６は鋼板などから構成し、たとえば図５に示すような略矩形状に形成されている。そして２本の溝型鋼２５のウエブ部分とブラケット２６とは、２本のボルトで締結して固定している。ブラケット２６の上端を縦桟１１の上面から突出させ、モジュールＭのガイドあるいは左右の仕切りとすることもできる。ブラケット２６がない部分では、２本の溝型鋼２５の間にスペーサを挟んで２本の溝型鋼２５を締結する。

【0025】

図４に戻って、隣接する２枚のモジュールＭの側縁は、それぞれ２本の溝型鋼２５のうち片側の溝型鋼の上面に載置されている。ただし端部の縦桟１１（図３参照）は、1本の
溝型鋼２５のみで構成しており、１枚目のモジュールＭの側縁だけを載置している。縦桟１１を構成する溝型鋼２５の前端には、図６に示すように、モジュールＭの下端近辺と係合する係止爪２７が切り起こしによって形成されている。

【0026】

ブラケット２６の下部と支柱１４とは、１本のボルトで結合されている。支柱１４の下端にはＬ型鋼などからなるベース受け１８ａがボルトで連結されており、ベース受けには前述のホールインアンカー１８が通されている。支柱１４はたとえばリップ付きＣ型鋼の形態を備えている。

【0027】

図５ａ、図５ｂに示すように、支柱１４、筋交い１６，１７の上端はそれぞれブラケット２６に対してボルトで連結されるが、工場出荷の段階ではボルトは緩く締結された仮締めの状態であり、部材同士は回動自在である。それにより支柱１３、１４および筋交い１６、１７は縦桟１１に沿わせるように折り畳むことができる。なお、後ろの支柱１４と後ろの筋交い１７は、図５ａに示すようにブラケット２６を挟んで反対側に取り付けられている。そのため折り畳み状態でも干渉しない。

【0028】

施工現場では、図５ｃに示すように、後ろの支柱１４の下端と、前後の筋交い１６、１７の下端が連結され、全体として平面的なユニットＵに組み立てられる。さらにこの平面的なユニットＵを図２ａ、図３のように多数平行に配列し、隣接する支柱同士をブレース２０、２１、２２、２３やステー２４で連結することにより立体的に組み立てることができる（図１参照）。

【0029】

例えば、前記モジュールＭの枠Ｗは、全体としてモジュールのパネル状の発電部の側周面をぐるりと取り囲んでおり、上端に断面略コ字状の部位を有している。そして、その枠Ｗは、短辺部分と長辺部分とに分割されている。図６では、枠Ｗの短辺部分２８を示しており、長辺部分は取り外されている。その短辺部分２８は中空状の部材であり、その中空を形成する内壁面には長辺部分と接合するための接合部２８ａ、２８ａが設けられている。前記長辺部分は、短辺部分２８の端部の開口を塞いで、その上から前記接合部２８ａ、２８ａにボルトなどの締結具を介して連結される。その短辺部分２８の符号２８ｂで示す切り欠きは、長辺部分が突き合わされて連結される部位である。

【0030】

前記係止爪２７は、上方の短辺部分２８（詳細には突出部２９）に係合する。このため、モジュールＭが溝型鋼２５の上面に係止され、傾斜面を滑り落ちない。

【0031】

次いで、モジュールＭを架台１０に載せる方法を説明する。まず、下端（一段目）のモジュールＭを縦桟１１を構成する溝型鋼２５の上面に載せる。その際に、モジュールＭの枠Ｗの上方の短辺部分２８に係止爪２７に係合させる。それにより滑り落ちなくなる。
そして、二段目のモジュールＭの枠Ｗの下方の側周面を一段目のモジュールＭの枠Ｗの上方の側周面に突き当て、係止させる。
さらに、三段目、そして四段目のモジュールＭを二段目と同様にして下段のモジュールＭに突き当て、係止させる。
最後に、孔Ｓにボルトなどの締結具を挿入して、各モジュールＭを縦桟１１に固定し、保持する。
なお、ボルトにより締結を最後に一気に行うのではなく、一段ずつ、あるいは、適時、ボルトでモジュールＭを固定してもよい。

【0032】

前記実施形態ではモジュールＭを縦に配置しているが、横向きに配置することもできる。その場合、平行に配置した横桟で上下に隣接するモジュールＭの長辺の側縁を保持させる。横桟はその天面が前下がりに傾斜するように取り付けられる。この場合、横桟の上面に仮置き片あるいはモジュールを左右方向にずらせるためのガイド片を設けておくのが好ましい。図４の２本の溝型鋼２５の中間のブラケット２６を溝型鋼の上面から突出させて仮置き片あるいはガイド片とすることができる。

【0033】

前記実施形態では縦桟１１を溝型鋼としているが、リップ付き溝型鋼やＬ型鋼、角パイプなどにすることもできる。前記実施形態では、各部材の締結をボルトとナットなどの締結具で行っているが、スポット溶接などの溶接、あるいはろう付けなどで結合することもできる。

【0034】

係止爪２７は、縦桟や横桟に別体に形成し、ボルトなどで固定することもできる。
さらに、係止爪２７は、短辺部分２８を係止しているが、長辺部分に形成した切り欠きなどで係止してもよい。

【符号の説明】

【0035】

１０：架台
１１：縦桟
１２：支持脚
Ｍ：モジュール
Ｗ：枠
Ｐ：縦桟同士の間隔
Ｂ１：モジュールの短辺の長さ
Ｂ２：長辺の長さ
Ｓ：ねじ穴
１３：前の支柱
１４：後ろの支柱
１６、１７：筋交い
１８：ホールインアンカー
１８ａ：ベース受け
１９：コンクリート基礎
２０、２１：ブレース
２２、２３：ブレース
２４：ステー
２６：ブラケット
２５：溝型鋼
２７：係止爪
２８：短辺部分
２８ａ：接合部
２８ｂ：切り欠き

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】