特許第6976068号(P6976068)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6976068側方部材、パネルアレイ構造体及び側方部材の設置方法
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(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】6976068
(24)【登録日】2021年11月11日
(45)【発行日】2021年12月1日
(54)【発明の名称】側方部材、パネルアレイ構造体及び側方部材の設置方法
(51)【国際特許分類】
   E04D 13/18 20180101AFI20211118BHJP
   E04D 3/40 20060101ALI20211118BHJP
   E04D 13/00 20060101ALI20211118BHJP
   H02S 20/23 20140101ALI20211118BHJP
【FI】
   E04D13/18ETD
   E04D3/40 V
   E04D13/00 J
   H02S20/23 A
【請求項の数】7
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2017-65594(P2017-65594)
(22)【出願日】2017年3月29日
(65)【公開番号】特開2018-168569(P2018-168569A)
(43)【公開日】2018年11月1日
【審査請求日】2020年3月25日
(73)【特許権者】
【識別番号】513009668
【氏名又は名称】ソーラーフロンティア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001564
【氏名又は名称】フェリシテ特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】白井 哲之
【審査官】 河内 悠
(56)【参考文献】
【文献】 特開2001−140428(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2015/0303865(US,A1)
【文献】 中国特許出願公開第104917445(CN,A)
【文献】 特開平10−131441(JP,A)
【文献】 特開2011−038285(JP,A)
【文献】 特開2002−180605(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04D 1/00− 3/40
E04D 13/00−15/07
H02S 20/23
H02S 30/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
パネルアレイの側方に設置されるための側方部材であって、
第1隅部と、第2隅部と、第3隅部と、前記第2隅部と前記第3隅部を結ぶ第1縁辺と、前記第3隅部と前記第1隅部を結ぶ第2縁辺と、前記第1隅部と前記第2隅部を結ぶ第3縁辺と、を有し、
前記第1隅部は、使用時に前記側方部材に隣接する第1隣接側方部材の隅部と連結可能に構成された第1固定具を有し、
前記第2隅部は、使用時に前記側方部材に隣接する第2隣接側方部材の隅部と連結可能に構成され
前記パネルアレイを支持する支持装置に前記第1隅部を固定する第2固定具を有し、
前記第2固定具は前記第1固定具を下方から支持する、側方部材。
【請求項2】
前記第2隅部は、前記第1固定具と同じ構造を有する固定具と固定可能に構成されている、請求項1に記載の側方部材。
【請求項3】
前記第1縁辺と前記第2縁辺の少なくとも一方が、前記パネルアレイを支持する支持装置の、パネルを積載する積載面に積載可能に構成されている、請求項1または2に記載の側方部材。
【請求項4】
前記側方部材は、前記パネルアレイを構成するパネルの表面と実質的に平行な面内に広がる平板を有し、
前記第1固定具は、前記平板よりも下方の位置で該側方部材に取り付けられている平面部と、前記平面部から上方に延びた立設部と、を有し、
前記立設部は、使用時に前記第1隣接側方部材の隅部に面し、締結部材によって前記第1隣接側方部材の隅部に締結可能に構成されている、請求項1からのいずれか1項に記載の側方部材。
【請求項5】
前記第2固定具は、前記第1固定具を下方から支持する支持部と、前記支持部から下方に延びた壁部と、を有し、
前記壁部は、前記支持装置に支持された前記パネルアレイを構成するパネルよりも下方に達しており、前記パネルよりも下方で締結部材によって前記支持装置に締結可能に構成されている、請求項1からのいずれか1項に記載の側方部材。
【請求項6】
請求項1からのいずれか1項に記載の側方部材と、複数のパネルを含むパネルアレイと、前記パネルを支持する支持装置と、を有するパネルアレイ構造体。
【請求項7】
前記支持装置は、第1方向に沿って延びた支持部材を有し、
前記支持部材は、前記第1方向と交差する第2方向に互いに隣接する第1及び第2パネルをそれぞれ積載可能な第1及び第2積載面を有し、
前記第2固定具は、前記第1方向における前記支持部材の側部に取り付けられている、請求項に記載のパネルアレイ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の太陽電池ジュールのようなパネルが並んだパネルアレイの側方に設置されるための側方部材、当該側方部材を備えたパネルアレイ構造体、及び当該側方部材の設置方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、複数の太陽電池モジュールのようなパネルアレイが建造物の屋根のような場所に設置されることがある。パネルアレイを設置可能な領域は、必ずしも正方形又は長方形とは限らない。例えば、一般住宅の屋根において、パネルアレイを設置可能な領域が、軒側から棟側に向かうにつれて狭くなっていたり、広くなっていたりする場合がある。この場合、屋根の桁方向におけるパネルアレイを構成するパネルの数が、軒側から棟側に向かうにつれて少なくなる。そのため、桁方向におけるパネルアレイの両側の端部が段差形状となり、意匠性に劣る。そこで、パネルアレイの両側端部に略三角形状の側方部材(コーナーカバーや太陽電池モジュール)を配置することで、パネルアレイ全体の両側辺を概ね直線状にすることが知られている(特許文献1)。
【0003】
特許文献1では、パネルアレイの側方に配置される略三角形状の太陽電池モジュール(以下、単に「側方部材」と称する。)は、略直角三角形の2つの鋭角の部分を切除したような形を有する。当該切除した鋭角の部分に相当する箇所の1つに、取付け用の接合金具が固定されている。側方部材は、取付け用の接合金具によって、当該側方部材に隣接する太陽電池モジュールに固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第3692292号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1では、略三角形状の側方部材の切除された鋭角の隅部のうちの1つに、当該側方部材を、隣接する太陽電池モジュールのフレームに取り付けるための取付け用の接合金具が設けられている。しかしながら、側方部材の切除された鋭角の別の隅部が固定されないため、長期の使用とともに側方部材の位置ずれが生じ易い。また、側方部材が隣接する太陽電池モジュールに固定されているため、側方部材の荷重が隣接する太陽電池モジュールにかかる。したがって、太陽電池モジュールの長期的な信頼性にも不安が残る。
【0006】
よって、側方部材の位置ずれを生じ難くすること、及び側方部材が設置されるパネルアレイの長期的な信頼性を改善させることの少なくとも一方が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一態様に係るパネルアレイの側方に設置される側方部材は、第1隅部と、第2隅部と、第3隅部と、前記第2隅部と前記第3隅部を結ぶ第1縁辺と、前記第3隅部と前記第1隅部を結ぶ第2縁辺と、前記第1隅部と前記第2隅部を結ぶ第3縁辺と、を有する。第1隅部は、使用時に前記側方部材に隣接する第1隣接側方部材の隅部と連結可能に構成された第1固定具を有する。第2隅部は、使用時に前記側方部材に隣接する第2隣接側方部材の隅部と連結可能に構成され、前記パネルアレイを支持する支持装置に前記第1隅部を固定する第2固定具を有し、前記第2固定具は前記第1固定具を下方から支持する
【0008】
一態様に係るパネルアレイ構造体は、上記の側方部材と、複数のパネルを含むパネルアレイと、パネルを支持する支持装置と、を有する。
【発明の効果】
【0009】
上記態様によれば、側方部材の位置ずれを生じ難くすること、側方部材が設置されるパネルアレイの長期的な信頼性を改善させることの少なくとも一方を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】一実施形態に係るパネルアレイ構造体を示す模式図である。
図2図1の2A−2A線に沿ったパネルアレイ構造体の部分的断面図である。
図3】パネルを支持する支持装置を構成する第1支持部材の斜視図である。
図4】側方部材の平面図である。
図5図4の領域5Rの拡大図である。
図6図5の6A方向から見た側方部材の模式図である。
図7】第1固定具の模式図である。
図8図4の8A方向から見た側方部材の模式図である。
図9図1の領域9Rの拡大図である。
図10】第2支持部材及び第2固定具の斜視図である。
図11】側方部材を設置する方法における一ステップを説明するための図である。
図12】側方部材を設置する方法における一ステップを説明するための図である。
図13】側方部材を設置する方法における一ステップを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがあることに留意すべきである。
【0012】
図1は、一実施形態に係るパネルアレイ構造体を示す模式図である。図2は、図1の2A−2A線に沿ったパネルアレイ構造体の部分的断面図である。図3は、パネルを支持する支持装置を構成する第1支持部材の斜視図である。
【0013】
パネルアレイ構造体は、複数のパネル20と、複数の側方部材200と、パネル20を設置面に支持する支持装置と、を有する。パネルは、例えば太陽電池モジュールであってよい。各々のパネル20の形状は、上面視で略正方形又は略長方形であってよい。
【0014】
設置面10は、例えば建造物の屋根であってよい。本実施形態において、設置面10は傾斜していてよい。本明細書において、傾斜した設置面において最大傾斜線に沿って高い方から低い方へ向かう方向を「流れ方向F1」と称する。流れ方向F1の上流側を「水上側」と称することがある。流れ方向F1の下流側を「水下側」と称することがある。また、水平面に平行な面内で流れ方向F1と直交する方向を「横方向F2」と称する。
【0015】
複数のパネル20は、アレイ状に並んでいてよい。本実施形態では、パネル20は、横方向F2と、横方向F2に交差する方向に並んでいる。各々のパネル20は、支持装置によって支持されている。
【0016】
支持装置は、複数のパネル20を支持している。支持装置は、複数の第1支持部材110及び複数の第2支持部材120を有する。第1支持部材110は、流れ方向F1に沿って延びており、設置面10に固定される。第2支持部材120は、横方向F2に沿って、少なくとも2つの第1支持部材110にわたって延びている。第2支持部材120は、第1支持部材110上に配置される。
【0017】
第1支持部材110は、設置面10上に配置される不図示の固定金具や、例えばボルトのような不図示の締結部材によって設置面10に固定することができる。複数の第1支持部材110は、屋根の垂木に固定するために、一般に、垂木の間隔に合わせて配置されていてよい。
【0018】
第1支持部材110は、流れ方向F1に沿って延びるレール部111を含む。レール部111は、上面が開口した細長い中空の四角柱状に形成されていてよい。より具体的には、レール部111の上面には、流れ方向F1に沿って延びる開口が形成されていてよい。レール部111の上面112は、開口を挟んで両側に位置している。レール部111の上面112、すなわち第1支持部材110の上面は、第2支持部材120を載せる面を構成する。
【0019】
第1支持部材110は、第1固定部130及び第2固定部140を含んでいてよい。第1固定部130及び/又は第2固定部140は、レール部111に対して着脱可能に構成されていてもよく、レール部111に対して着脱不能に構成されていてもよい。
【0020】
第2支持部材120の底部122の一端124は、レール部111の上面と第1固定部130の上部132との間に挟まれている。第2固定部140は、第2支持部材120の底部122の別の一端をレール部111の上面に押しつける押付部142を有する。このように、第2支持部材120は、第1固定部130及び第2固定部140によって第2支持部材120に固定されている。
【0021】
第1固定部130は、上部132からレール部111の上面112よりも下方に延びており、レール部111の上面112よりも下方で流れ方向F1に沿って延びていてよい。第2固定部140は、レール部111の上面112の下方に延びており、レール部111の上面112の下方で第1固定部130と接している。第2固定部140は、例えばボルトのような締結部材160によって第1固定部130に固定されている。
【0022】
各々の第2支持部材120は、流れ方向F1に互いに隣接する2つのパネル20をそれぞれ積載する第1積載面126a及び第2積載面126bを有する。第2支持部材120は、第1支持部材110に接する底部122を有する。第1積載面126a及び第2積載面126bは、底部122よりも上方に位置していてよい。具体的には、第1の積載面126a及び第2の積載面126bは、それぞれ底部122から上方に延びる支持部分127a,127bによって底部122より上方に支持されている。また、第2支持部材120は、第1積載面126aと第2積載面126bとを仕切る側面当接部128を有していてよい。側面当接部128は、流れ方向F1に互いに隣接する一対のパネル20の側面に当接する。
【0023】
第2支持部材120はフランジ129を有していてよい。フランジ129は、側面当接部128の上部から流れ方向F1の両側に突出する。本実施形態では、パネル20の端部が、積載面126a,126bとフランジ129によって挟持される。
【0024】
第2支持部材120の底部122は、レール部111の開口を跨って、レール部111の上面112に載せられている。第2支持部材120の底部122は、第1固定部130及び第2固定部140によって第1支持部材110上に固定されている。
【0025】
複数の第2支持部材120は、流れ方向F1における両端部に配置された2つの支持部材を除き、同一の構造を有していてよい。流れ方向F1における両端部に配置された2つの支持部材は、例えば、パネルを積載する積載面を1つのみ有するものであってよい。
【0026】
次に、側方部材200とその周囲の構造について詳細に説明する。図4は、側方部材200の平面図である。図5は、図4の領域5Rの拡大図である。図6は、図5の6A方向から見た側方部材200の模式図である。ただし、図6では、後述する第1固定具130は便宜上示されていない。図7は、第1固定具130の模式図である。図8は、図4の8A方向から見た側方部材200の模式図である。図9は、図1の領域9Rの拡大図である。図10は、第2支持部材120及び第2固定具300の斜視図である。
【0027】
横方向F2におけるパネルアレイの端部のパネル20の位置は、流れ方向F1の位置に応じて異なっている。これにより、横方向F2におけるパネルアレイの端部は、側方部材200を除くと、ジグザグ形状となっている。側方部材200は、このパネルアレイの側方に設けられている(図1参照)。
【0028】
側方部材200の形状は、上面視で略三角形である。より具体的には、側方部材200は、三角形の少なくとも1つの頂点、本実施形態では2つの頂点に相当する箇所が切り落とされたような形状をしている。
【0029】
側方部材200は、平板202と、平板202の側辺に位置するフレーム204と、を有する。平板202は、略三角形状であり、より具体的には三角形の2つの頂点に相当する箇所が切り落とされたような形状をしていてよい。平板202は、パネルの表面と実質的に同じ高さに維持されることが好ましい。
【0030】
側方部材200は、第1隅部201aと、第2隅部201bと、第3隅部201cと、を有する。また、側方部材200は、第2隅部201bと第3隅部201cを結ぶ第1縁辺203aと、第3隅部201cと第1隅部201aを結ぶ第2縁辺203bと、第1隅部201aと第2隅部201bを結ぶ第3縁辺203cと、を有する。各隅部201a,201b,201cは、三角形の頂点付近に相当する部分である。
【0031】
側方部材200の第1縁辺203aは、当該側方部材200の上流側に隣接するパネル20の一辺に沿っている。側方部材200の第2縁辺203bは、横方向F2において当該側方部材200に隣接するパネル20の一辺に沿っている。第1縁辺203a及び第2縁辺203bは直交していてよい。側方部材200は、図1に示すように2つのパネル20よって形成されるパネルアレイの側方のジグザグ形状の箇所に配置される。側方部材200の第3縁辺203cは、パネルアレイの最も外側の縁に位置し、パネルアレイ全体の両側辺を概ね直線状にしている。
【0032】
側方部材200は、第1固定具220を備えている。第1固定具220は、側方部材200の第1隅部201aに着脱不能に固定されていてよい。第1固定具220は、使用時に当該側方部材200に隣接する側方部材200の第2隅部201bと連結可能に構成されている。すなわち、互いに隣接する側方部材200は、隅部のところで互いに連結される。言い換えると、ある側方部材200は、第1隅部201aのところで隣接する側方部材の隅部と連結可能に構成されており、第2隅部201bのところで隣接する別の側方部材の隅部と連結可能に構成されている。このように、側方部材200は第1隅部201aと第2隅部201bとで固定されるため、1つの隅部で固定される場合と比較すると側方部材200の位置ずれが生じ難い。また、側方部材200どうしが互いに連結されているため、側方部材200をパネルに固定する必要がない。したがって、パネルアレイの長期的な信頼性を改善することができる。
【0033】
第1固定具220は、平面部222と、平面部222から上方に延びた立設部224と、を有していてよい。平面部222は、側方部材200の平板202と実質的に平行な面内で広がっていてよい。平面部222は、側方部材200の平板202よりも下方に位置していてよい。具体的一例として、平面部222は、平板202の裏側に設けられた裏側フレーム部206の下面に取り付けられている。
【0034】
平面部222は、裏側フレーム部206の下面から、平板202の外側へ延びている。立設部224は、平面部222の一端辺から上方に延びていてよい。本実施形態では、立設部224は、平面部222の一端辺のうち、平板202の外側へ延びた部分のみに設けられている。
【0035】
立設部224は、使用時、すなわちパネルアレイに配置されたときに、隣接する側方部材200の第2隅部201bに面する。立設部224は、使用時に隣接する側方部材の隅部に第1締結部材252によって締結可能に構成されている。
【0036】
具体的には、第1固定具220の立設部224は、例えばビスのような第1締結部材252が挿入される第1挿入孔250を有する。側方部材200の第2隅部201bは、第1締結部材252が挿入される第2挿入孔207を有する(図8参照)。第2挿入孔207は、側方部材200の平板202よりも下方の裏側フレーム部206に設けられていてよい。第1締結部材252が第1挿入孔250と第2挿入孔207の両方に挿入されることによって、隣接する2つの側方部材200どうしが互いに固定される。
【0037】
なお、側方部材200の第2隅部201bは、同じ側方部材200の第1固定具220と同じ構造を有する固定具と固定可能に構成されていることが好ましい。このような構造を有する側方部材200を複数準備すれば、同一の構造を有する複数の側方部材200を隅部において互いに連結することができるようになる。
【0038】
また、前述したように、第1固定具220の平面部222が側方部材200の平板202よりも下方に位置するため、立設部224を側方部材200の平板202及び/又はフレーム204より上方に突出しないように構成することができる。
【0039】
側方部材200は、パネルアレイを支持する支持装置に固定されていることが好ましい。具体的には、側方部材200は、パネルアレイを支持する支持装置に第1隅部201aを固定する第2固定具300を有していてよい。これにより、互いに連結された側方部材200を、隅部201a,201bのところで支持装置に固定できるため、側方部材200の位置ずれをより抑制することができる。また、側方部材200が、パネル20ではなく支持装置に固定されるので、パネル20に負荷がかかり難く、パネルアレイの長期的な信頼性の低下を抑制することもできる。
【0040】
具体的には、第2固定具300は、側方部材200の第1隅部201aを第2支持部材120に固定する。より具体的には、第2固定具300は、横方向F2における第2支持部材120の側部に取り付けられている。
【0041】
第2固定具300は、第1固定具220を下方から支持する支持部304と、支持部304から下方に延びた壁部302と、を有していてよい。支持部304は、第1固定具220の平面部222を支持する。
【0042】
第1固定具の平面部222は、例えばビスのような第2締結部材242が挿入可能な第3挿入孔240を有する。一方、第2固定具300の壁部302は、第2締結部材242が挿入可能な第4挿入孔305を有する。第2締結部材242が第3挿入孔240と第4挿入孔305の両方に挿入されることによって、第2固定具300が第1固定具220に固定される。
【0043】
第2固定具300の壁部302は、支持装置に支持されたパネルアレイを構成するパネル20よりも下方に達しており、パネル20よりも下方で第2締結部材242支持装置に締結可能に構成されていることが好ましい。具体的には、第2固定具300の壁部302は、例えばビスのような第3締結部材310が挿入可能な第5挿入孔303を有する。一方、第2支持部材120の側部には、第3締結部材310が挿入可能な第6挿入孔121が設けられている。第3締結部材310が第5挿入孔303と第6挿入孔121の両方に挿入されることによって、第2固定具300が第2支持部材120に固定される。
【0044】
第6挿入孔121は、第2支持部材120の第1積載面126a及び第2積載面126bよりも下方に設けられていてよい。
【0045】
また、側方部材200の第1縁辺203aと第2縁辺203bの少なくとも一方が、パネルアレイを支持する第2支持部材120の第1積載面126a及び/又は第2積載面126bに積載可能に構成されていることが好ましい。本実施形態では、側方部材200の第1縁辺203aが、第2支持部材120の第2積載面126bに積載される。これにより、側方部材200は、隅部201a,201bで固定されるだけでなく、第1縁辺203aと第2縁辺203bの少なくとも一方でも支持されるため、より安定的に固定されることになる。
【0046】
以下、側方部材200を設置する方法について説明する。図11図12及び図13は、側方部材を設置する方法における各ステップを説明するための図である。まず、設置面10に前述した支持装置及び複数のパネル20を設置する。支持装置は、前述したように、第1支持部材110及び第2支持部材120を含んでいてよい。
【0047】
第6挿入孔121と設置面10との間の間隔が狭い場合は、側方部材200を第2支持部材120に固定する第2固定具300を、第2支持部材120を設置する前に、第2支持部材120に取り付けておくことが好ましい。
【0048】
次に、図11に示すように、パネルアレイの側方の端部のパネル20の横に、側方部材200を挿入する。この際に、第2支持部材120に取り付けられた第2固定具300の上に第1固定具220が積載されるようにする(図12も参照)。さらに、側方部材200の第1縁辺203aを第2支持部材120の第2積載面126bに載せることが好ましい。なお、便宜上、図11には、第2支持部材120は示されていない。
【0049】
次に、第2締結部材242によって、第1固定具220と第2固定具300とを互いに固定する(図12参照)。これにより、側方部材200の第1隅部201aが第1固定具220及び第2固定具300によって第2支持部材120に固定される。次に、第2支持部材120に固定した側方部材200に隣接する側方部材200を配置し、側方部材200の第1固定具220と、隣接する側方部材200の第2隅部201bとを第1締結部材252によって固定する。
【0050】
各側方部材200に対して前述の作業を繰り返すことによって、複数の側方部材200を設置することができる。
【0051】
上述したように、実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【0052】
例えば、上記実施形態では、パネルアレイは、傾斜した傾斜面に設置されている。この代わりに、パネルアレイは、傾斜面に限らず、水平な面に設置することもできる。この場合、上述した流れ方向F1は、単に水平な面内の一方向と読み替えることができる。
【0053】
また、複数のパネルを支持する支持装置の構成は、前述したものに限られない。支持装置は、パネルアレイを支持可能なものであればよい。
【0054】
側方部材200は、太陽電池セルを有していてもよい。すなわち、側方部材200は、側方部材200の平板202のところに配置された太陽電池セルを有していてもよい。
【符号の説明】
【0055】
10 設置面
20 パネル
110 第1支持部材
120 第2支持部材
200 側方部材
220 第1固定具
300 第2固定具
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13