特開 2022-131176 光電変換モジュール組立体の設置構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022131176

(43)【公開日】2022-09-07

(54)【発明の名称】光電変換モジュール組立体の設置構造

(51)【国際特許分類】

   H02S 20/10 20140101AFI20220831BHJP

【ＦＩ】

H02S20/10 H

H02S20/10 B

H02S20/10 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021029985

(22)【出願日】2021-02-26

(71)【出願人】

【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】100187218

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 宏光

(72)【発明者】

【氏名】市川 直毅

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 大輔

(57)【要約】

【課題】簡単に設置できコスト削減可能な光電変換モジュール組立体の設置構造を提供する。
【解決手段】光電変換モジュール組立体の設置構造は、光電変換モジュール１００と、光電変換モジュール１００を支える支持体２００と、を含む光電変換モジュール組立体１０を有する。支持体２００は、地面４００の下に埋められた基板２３０を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光電変換モジュールと、前記光電変換モジュールを支える支持体と、を含む光電変換モジュール組立体を有し、
前記支持体は、地面の下に埋められた基板を有する、光電変換モジュール組立体の設置構造。

【請求項2】

前記地面に直交する方向から見た前記基板のサイズは、前記光電変換モジュールの表面に直交する方向から見た前記光電変換モジュールのサイズの５０％以上である、請求項１に記載の光電変換モジュール組立体の設置構造。

【請求項3】

前記基板上に位置する土の密度が、前記基板の外側に位置する土の密度よりも高い、請求項１又は２に記載の光電変換モジュール組立体の設置構造。

【請求項4】

前記基板上に位置する地面は、前記基板の外側に位置する地面の位置から盛り上がっている、請求項１又は２に記載の光電変換モジュール組立体の設置構造。

【請求項5】

少なくとも前記基板の表面は、酸化抑制用及び／又は耐水性のコーティングを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の光電変換モジュール組立体の設置構造。

【請求項6】

前記支柱は、前記光電変換モジュールを水平面に関して傾斜した状態で支持可能に構成されており、
前記光電変換モジュールの表面に直交する方向と重力方向に直交する横方向と、前記重力方向の両方に直交する縦方向における前記基板の長さは、前記横方向における前記基板の長さよりも長い、請求項１から５のいずれか１項に記載の光電変換モジュール組立体の設置構造。

【請求項7】

前記光電変換モジュールの重量は、１０～４０ｋｇの範囲であり、
前記基板は、前記地面から３０ｃｍ以上の深さに埋められている、請求項１から６のいずれか１項に記載の光電変換モジュール組立体の設置構造。

【請求項8】

前記基板の外周に上方に向けて突出した突起が設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の光電変換モジュール組立体の設置構造。

【請求項9】

前記基板は、複数の区域に分割されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の光電変換モジュール組立体の設置構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光電変換モジュール組立体の設置構造に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、太陽電池モジュールのような光電変換モジュールの普及が進んでいる。特に、太陽電池モジュールは、様々な建造物に取り付けられたり、地上に設置されたりしている（特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１は、地上に設置される太陽電池モジュールを開示する。特許文献１では、太陽電池モジュールは架台に支持されており、架台は支柱によって支えられている。支柱の下端部は基礎に固定されている。基礎は、上面のみが見える程度に地中に堅固に埋設されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２１６５５４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に記載されているように、光電変換モジュールを支える支柱の下端部の基礎は、光電変換モジュールの安定性を確保するため、地面に設置される。しかしながら、コンクリートのような基礎は、設置するために手間や時間を要することがあり、設置にかかる費用が増してしまう。

【0006】

したがって、簡単に設置できコスト削減可能な光電変換モジュール組立体の設置構造が望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一態様に係る光電変換モジュール組立体の設置構造は、光電変換モジュールと、前記光電変換モジュールを支持可能な支柱と、前記支柱の下部に設けられた基板と、を含む光電変換モジュール組立体を有する。前記基板が、地面の下に埋められている。

【発明の効果】

【0008】

上記態様によれば、簡単に設置できコスト削減可能な光電変換モジュール組立体の設置構造が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る光電変換モジュール組立体の斜視図である。

【図2】第１実施形態に係る光電変換モジュール組立体の設置構造を示す模式的平面図である。

【図3】第２実施形態に係る光電変換モジュール組立体の設置構造を示す模式的平面図である。

【図4】第３実施形態に係る光電変換モジュール組立体の設置構造を示す模式的平面図である。

【図5】第４実施形態に係る光電変換モジュール組立体を示す模式的平面図である。

【図6】第５実施形態に係る光電変換モジュール組立体を示す模式的斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。

【0011】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る光電変換モジュール組立体の斜視図である。図２は、第１実施形態に係る光電変換モジュール組立体の設置構造を示す模式的平面図である。

【0012】

光電変換モジュール組立体１０は、光電変換モジュール１００と、光電変換モジュール１００を支える支持体２００と、を有していてよい。

【0013】

光電変換モジュール１００は、光エネルギーと電気エネルギーを相互に変換する光電変換パネルを有していてよい。好ましくは、光電変換モジュール１００は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するモジュールであってよい。光電変換モジュール１００は、地面４００に設置されるものであってよい。

【0014】

本明細書において、光電変換モジュール１００の「表面」は、光エネルギーを受ける側、又は光エネルギーを発する側を意味する。光電変換モジュール１００が太陽電池モジュールである場合、「表面」は、太陽光を受ける受光側に相当する。また、「裏面」は、「表面」とは反対の面を意味する。

【0015】

支持体２００は、必要に応じて、支持部２１０と支柱２２０と基板２３０を有していてよい。光電変換モジュール１００は、支持部２１０に取り付けられている。支持部２１０は、光電変換モジュール１００と支柱２２０とを互いに連結していてよい。

【0016】

支柱２２０は、基板２３０から上方に延びていてよい。支柱２２０は、例えば光電変換モジュール１００を水平面に関して傾斜した状態で支持可能であってよい。光電変換モジュール１００の水平面からの傾斜角度は、固定されていてもよく、可変に構成されていてもよい。

【0017】

図示した形態では、光電変換モジュール１００は、１本の支柱２２０によって支えられている。この代わりに、光電変換モジュール１００は、複数本の支柱２２０によって支えられていてもよい。

【0018】

以下では、光電変換モジュール１００の表面に直交する方向Ｎと重力方向Ｇの両方に直交する方向は、「横方向」と称される。横方向と重力方向の両方に直交する方向は、「縦方向」と称される。ここで、縦方向は図におけるＸ方向に相当し、横方向は図におけるＹ方向に相当する。また、重力方向は、重力が作用する方向に相当し、本実施形態では地面４００に垂直な方向に沿っている。重力方向は、図におけるＺ方向とは逆向きの方向に相当する。

【0019】

基板２３０は、支柱２２０の下部に設けられていてよい。基板２３０は、水平方向に沿って広がっていてよい。基板２３０を構成する材料は、特に制限されないが、例えば金属やコンクリート等によって構成されていてよい。本実施形態では、基板２３０の形状は、正方形である。これに限らず、基板２３０は、任意の形状を有していてよい。

【0020】

基板２３０は、地面の下に埋められている。したがって、土が、基板２３０の上に堆積している（図２参照）。このような設置構造は、まず掘った地面の中に基板２３０を置き、基板２３０を土で埋め戻すことにより形成できる。これにより、光電変換モジュール組立体１０を簡単に設置でき、それにより設置にかかるコスト削減も可能になる。

【0021】

地面４００に直交する方向から見た基板２３０のサイズは、光電変換モジュール１００の表面に直交する方向Ｎから見た光電変換モジュール１００のサイズの５０％以上であることが好ましい。これにより、基板２３０上に堆積する土の重量が大きくなるため、光電変換モジュール組立体１０の安定性が高くなる。

【0022】

光電変換モジュール組立体１０の安定性の観点からは、地面４００に直交する方向から見た基板２３０のサイズは、光電変換モジュール１００の表面に直交する方向Ｎから見た光電変換モジュール１００のサイズの７０％以上であることがより好ましい。

【0023】

好ましくは、基板２３０は、地面４００に直交する方向から見て、光電変換モジュール１００の重心Ｃに重複する位置に設けられている。より好ましくは、基板２３０は、地面４００に直交する方向から見て、光電変換モジュール１００全体に重複する領域にわたって広がっている。これにより、光電変換モジュール組立体１０の安定性がより向上する。

【0024】

縦方向（Ｘ方向）における基板２３０の長さＬ１は、横方向（Ｙ方向）における基板２３０の長さＬ２よりも長いことが好ましい。光電変換モジュール１００は、横方向に吹く風よりも縦方向に吹く風から強い力を受ける。したがって、縦方向に吹く風に対する安定性がより高い方がよい。縦方向における基板２３０の長さが横方向における基板２３０の長さよりも長いと、土の重量のおかげで、縦方向に吹く風に対する安定性がより高くなる。

【0025】

この代わりに、風による支柱２２０の横方向の揺れやねじれの影響を緩和するという観点では、縦方向における基板２３０の長さＬ１は、横方向における基板２３０の長さＬ２以下であってもよい。

【0026】

光電変換モジュール組立体１０の安定性をより向上させるため、光電変換モジュール１００の重量は、例えば１０～４０ｋｇ、好ましくは１５～３５ｋｇであってよい。この場合に、基板２３０は、地面４００から、例えば３０ｃｍ以上の深さ、好ましくは５０ｃｍ以上の深さに埋められていてよい。これにより、光電変換モジュール１００の重量に対して十分な安定性を与えることができる。

【0027】

好ましい一例では、構造の簡素化及び重量の低下のため、光電変換モジュール１００は、１本の支持柱２２０により支持されることが好ましい。基板２３０から光電変換モジュール１００の重心Ｃまでの高さは、例えば５０～２５０ｃｍの範囲であってよい。

【0028】

基板２３０は杭やアンカーのような締結部材によって地面４００に固定されてなくてもよい。すなわち、光電変換モジュール組立体１０は、基板２３０上に堆積された土の重量により安定化されていてよい。地面４００に固定される杭やアンカーのような締結部材がない場合、光電変換モジュール組立体１０の設置が容易になるというメリットが得られる。

【0029】

また、水平方向に広がった基板２３０上に堆積した土の荷重によって光電変換モジュール組立体１０を安定化させるため、基板２３０は、地中に刺す杭やアンカーよりも浅い位置可能である。そのため、地盤が固かったり地中に配管が存在したりする場合であっても、光電変換モジュール組立体１０を設置できる。これは、特に、前述したような比較的軽量の光電変換モジュール組立体１０にとって好適である。

【0030】

少なくとも基板２３０の表面は、酸化抑制用及び／又は耐水性のコーティングを含んでいてよい。コーティングの材料は、例えば亜鉛メッキ、クロメート、アルマイト、ジオメット（登録商標）であってよい。これにより、基板２３０が土に埋められた状態であっても、基板２３０の長期的な劣化を抑制することができる。

【0031】

次に、前述した光電変換モジュール組立体１０の設置方法の一例について説明する。まず、前述した光電変換モジュール組立体１０を準備する。

【0032】

次に、地面４００に穴を掘り、光電変換モジュール組立体１０の基板２３０を、地面に掘られた穴の中に置く。穴の深さは、埋めるべき基板２３０の深さに応じて決めればよい。

【0033】

次に、穴の中に置かれた基板２３０を土で埋める。ここで、基板２３０上に堆積する土は、穴を掘ったときに得られた土であってよい。これにより、設置個所にもともと存在していた土を光電変換モジュール組立体１０の安定化に利用できる。したがって、掘ったときに得られた土を別の場所に運搬したり廃棄したりする必要がなくなる。

【0034】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る光電変換モジュールの設置構造について説明する。図３は、第２実施形態に係る光電変換モジュール組立体の設置構造を示す模式的平面図である。

【0035】

第２実施形態において、第１実施形態と同様又は類似の構成要素については同じ符号が付されていることに留意されたい。また、第１実施形態と同様又は類似の構成要素については、その説明を省略することがあることに留意されたい。

【0036】

第２実施形態では、光電変換モジュール組立体１０の構造は、第１実施形態とほぼ同様である。第２実施形態では、基板２３０上に位置する土４１０の密度が、基板２３０の外側に位置する土４２０の密度よりも高い。すなわち、比較的高い密度を有する土４１０が、比較的低い密度を有する土４２０に囲まれている。なお、比較的高い密度を有する土４１０の表面は、比較的低い密度を有する土４２０の表面の位置と実質的に一致していてよい。

【0037】

基板２３０上に位置する土４１０の密度を高くすることによって、基板２３０上に位置する土の重量が大きくなる。これにより、光電変換モジュール組立体１０の安定性がより高くなる。

【0038】

このような土の密度の構成は、基板２３０を埋める際に掘り出した土のすべてを基板２３０上に堆積させ、かつ圧縮することによって形成できる。この目的のため、基板２３０の厚みＤは、比較的厚いことが好ましい。このような観点から、基板２３０の厚みは、例えば０．５～３０ｃｍの範囲であってよい。このような基板２３０は、例えばコンクリートによって形成されていてよい。もっとも、基板２３０の材料はこれに限定されるものではない。

【0039】

前述した態様の代わりに、基板２３０上に堆積された土４１０の少なくとも一部は、光電変換モジュール組立体１０の設置位置とは異なる場所から採取したものであってもよい。

【0040】

なお、前述した態様の代わりに、穴の中に置いた基板２３０の上に例えばコンクリートのような重石を置き、かつ土４１０は基板２３０及び重石を埋めるよう設けられてもよい。このように、重石を追加的に用いることによって、光電変換モジュール組立体の安定性をより確保することができる。

【0041】

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る光電変換モジュールの設置構造について説明する。図４は、第３実施形態に係る光電変換モジュール組立体の設置構造を示す模式的平面図である。

【0042】

第３実施形態において、第１実施形態と同様又は類似の構成要素については同じ符号が付されていることに留意されたい。また、第１実施形態と同様又は類似の構成要素については、その説明を省略することがあることに留意されたい。

【0043】

第３実施形態では、光電変換モジュール組立体１０の構造は、第１実施形態とほぼ同様である。第３実施形態では、基板２３０上に位置する地面４１０は、基板２３０の外側に位置する地面４２０の位置から盛り上がっている。本来の地面の位置からの深さが比較的浅くても、基板２３０に十分な重量の土４１０を堆積させることができる。これにより、光電変換モジュール組立体１０の安定性が高くなる。

【0044】

このような土の構成は、基板２３０を埋める際に掘り出した土のすべてを基板２３０上に堆積させることによって形成できる。この目的のため、基板２３０の厚みＤは、比較的厚いことが好ましい。このような観点から、基板２３０の厚みは、例えば０．５～３０ｃｍの範囲であってよい。このような基板２３０は、例えばコンクリートによって形成されていてよい。もっとも、基板２３０の材料はこれに限定されるものではない。

【0045】

前述した態様の代わりに、基板２３０上に堆積された土４１０の少なくとも一部は、光電変換モジュール組立体１０の設置位置とは異なる場所から採取したものであってもよい。

【0046】

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る光電変換モジュールの設置構造について説明する。図５は、第４実施形態に係る光電変換モジュール組立体を示す模式的平面図である。

【0047】

第４実施形態において、第１実施形態と同様又は類似の構成要素については同じ符号が付されていることに留意されたい。また、第１実施形態と同様又は類似の構成要素については、その説明を省略することがあることに留意されたい。

【0048】

第４実施形態では、光電変換モジュール組立体１０の基板２３０の外周に上方に向けて突出した突起２３８が設けられている。図示した形態では、突起２３８は、基板２３０の外周を連続的に取り囲んでいる。この代わりに、突起２３８は、基板２３０の外周に断続的に設けられていてもよい。

【0049】

図示していないが、第４実施形態においても、基板２３０は、地面の下に埋められる。基板２３０に設けられた突起２３８により、基板２３０上の土からの荷重がしっかりと基板２３０にかかる。特に、光電変換モジュール組立体１０が外力により振動したり傾斜したりしたときに、基板２３０が水平面から傾斜すると、土からの荷重が基板２３０から逃げる方向に働いてしまうことがある。基板２３０の外周の突起２３８は、土が基板２３０から逃げる方向へ移動しようとすることを防止するよう作用する。したがって、光電変換モジュール組立体１０の安定性がより向上し得る。

【0050】

［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係る光電変換モジュール組立体の設置構造について説明する。図６は、第５実施形態に係る光電変換モジュール組立体を示す模式的斜視図である。

【0051】

第５実施形態において、第１実施形態と同様又は類似の構成要素については同じ符号が付されていることに留意されたい。また、第１実施形態と同様又は類似の構成要素については、その説明を省略することがあることに留意されたい。

【0052】

第５実施形態では、光電変換モジュール組立体１０の基板２３０が、複数の区域に分割されている（図６参照）。より詳細には、基板２３０の複数の区域は、互いに間隔をあけて配置されており、基板２３０の側部に設けられたフレーム２３９によって互いに連結されていてよい。フレーム２３９は、基板２３０から上方に向けて突出した突起２３８を有していてよい。図示していないが、第５実施形態においても、基板２３０は地面の下に埋められる。

【0053】

基板２３０の複数の区域が互いに間隔をあけて配置されているため、基板２３０の重量を削減することができる。この場合、光電変換モジュール組立体１０の重量が削減されるため、光電変換モジュール組立体１０の設置場所までの運搬が容易になる。

【0054】

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。

【0055】

例えば、前述した各々の実施形態で説明した各々の特徴は、可能な限り、他の実施形態にも適用可能であることに留意されたい。

【符号の説明】

【0056】

１０ 光電変換モジュール組立体
１００ 光電変換モジュール
２３０ 基板
４００ 地面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】