特開 2024-153495 太陽電池モジュール付カーポート

(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】P2024153495

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】太陽電池モジュール付カーポート

(51)【国際特許分類】

   E04H 6/02 20060101AFI20241022BHJP

   E04D 13/18 20180101ALI20241022BHJP

   E04H 6/42 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

E04H6/02 A

E04D13/18

E04H6/42 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067428

(22)【出願日】2023-04-17

(71)【出願人】

【識別番号】513256675

【氏名又は名称】ネクストエナジー・アンド・リソース株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108833

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 裕司

(74)【代理人】

【識別番号】100162156

【弁理士】

【氏名又は名称】村雨 圭介

(72)【発明者】

【氏名】内山 雄司

(72)【発明者】

【氏名】竹山 正樹

(72)【発明者】

【氏名】井上 萌花

【テーマコード（参考）】

2E108

【Ｆターム（参考）】

2E108KK04

2E108LL01

2E108NN07

(57)【要約】

【課題】 積雪などによる荷重の増加に対する強度を向上させた太陽電池モジュール付カーポートを提供する。
【解決手段】 太陽電池モジュール付カーポート１００は、第一方向α及び第一方向αに直交する第二方向βに並設された複数の太陽電池モジュール１１を含む屋根部材１と、太陽電池モジュール１１を支持するとともに第一方向αに沿って配置された複数の第一桟材２と、第一桟材２を支持するとともに第二方向βに沿って配置された複数の第二桟材３と、第二桟材３を支持するとともに地盤Ｇに立設される複数の支柱４とを備え、隣接する第一桟材の間に第一方向αに沿って配置された複数の第三桟材５をさらに備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向及び前記第一方向に直交する第二方向に並設された複数の太陽電池モジュールを含む屋根部材と、前記太陽電池モジュールを支持するとともに前記第一方向に沿って配置された複数の第一桟材と、前記第一桟材を支持するとともに前記第二方向に沿って配置された複数の第二桟材と、前記第二桟材を支持するとともに地盤に立設される複数の支柱と、を備えたカーポートであって、
隣接する前記第一桟材の間に前記第一方向に沿って配置された複数の第三桟材をさらに備えた、太陽電池モジュール付カーポート。

【請求項2】

前記第三桟材は前記第二桟材によって支持されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール付カーポート。

【請求項3】

前記太陽電池モジュールは太陽光発電モジュールを含み、前記太陽光発電モジュールと前記第三桟材との間に隙間が存在する、請求項１に記載の太陽電池モジュール付カーポート。

【請求項4】

前記太陽光発電モジュールは、両面発電型の太陽光発電モジュールである、請求項３に記載の太陽電池モジュール付カーポート。

【請求項5】

前記太陽電池モジュールと前記第一桟材とを連結する第一連結具と、前記第一桟材と前記第二桟材とを連結する第二連結具と、前記第三桟材と前記第二桟材とを連結する第三連結具とをさらに備えた、請求項１に記載の太陽電池モジュール付カーポート。

【請求項6】

前記屋根部材において、複数の前記太陽電池モジュールは、前記第一方向に対して全体として連続して傾斜するように配置されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール付カーポート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池モジュール付カーポートに関する。

【背景技術】

【0002】

太陽電池モジュールを用いた太陽光発電システムにおいて発電量を増加させるためには、日照を十分に得る必要がある。そのため、従来、太陽電池モジュールは日当たりのよい住宅の屋根、ビルの屋上等などに設置されている。近年、太陽光発電モジュールを用いて屋根部材を構成した太陽電池モジュール付カーポートが提案されている（例えば、特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１４７６４号公報

【特許文献2】特開２０１６－１４１９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の太陽電池モジュール付カーポートでは、積雪などによる荷重の増加により屋根部材として使用している太陽光発電モジュールがたわむことがある。このたわみは太陽光発電モジュールの変形又は破損を引き起こす。すなわち、従来の太陽電池モジュール付カーポートでは、荷重の増加に対する強度が十分に確保されていない。

【0005】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、積雪などによる荷重の増加に対する強度を向上させた太陽電池モジュール付カーポートを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明は、第一方向及び前記第一方向に直交する第二方向に並設された複数の太陽電池モジュールを含む屋根部材と、前記太陽電池モジュールを支持するとともに前記第一方向に沿って設けられた複数の第一桟と、前記第一桟材を支持するとともに前記第二方向に沿って配置された複数の第二桟材と、前記第二桟材を支持するとともに地盤に立設される複数の支柱と、を備えたカーポートであって、隣接する前記第一桟材の間に前記第一方向に沿って配置された複数の第三桟材をさらに備えた、太陽電池モジュール付カーポートを提供する（発明１）。

【0007】

かかる発明（発明１）によれば、隣接する第一桟材の間に第一方向に沿って配置された複数の第三桟材をさらに備えることにより、積雪などによる荷重が分散されるので、屋根部材のたわみが抑制される。このように、当該太陽電池モジュール付カーポートでは、荷重の増加に対する強度が向上している。

【0008】

上記発明（発明１）においては、前記第三桟材は前記第二桟材によって支持されていることが好ましい（発明２）。

【0009】

かかる発明（発明２）によれば、第二方向に沿って配置された第二桟材によって、第一桟材だけではなく第三桟材も支持されているので、荷重の増加による屋根部材のたわみがより確実に抑制される。

【0010】

上記発明（発明１，２）においては、前記太陽電池モジュールは太陽光発電モジュールを含み、前記太陽光発電モジュールと前記第三桟材との間に隙間が存在することが好ましい（発明３）。

【0011】

かかる発明（発明３）によれば、太陽光発電モジュールと第三桟材との間に隙間が存在するので、例えば、太陽光発電モジュールが両面発電型の太陽光発電モジュールである場合、裏面側の未受光領域が発生する事を抑制することができる。

【0012】

上記発明（発明１－３）においては、前記太陽光発電モジュールは、両面発電型の太陽光発電モジュールであることが好ましい（発明４）。

【0013】

かかる発明（発明４）によれば、全体の発電量を増加させることができるとともに、太陽光発電モジュールと第三桟材との間に隙間が存在することによる発電量の低下が抑制される。

【0014】

上記発明（発明１－４）においては、前記太陽電池モジュールと前記第一桟材とを連結する第一連結具と、前記第一桟材と前記第二桟材とを連結する第二連結具と、前記第三桟材と前記第二桟材とを連結する第三連結具とをさらに備えることが好ましい（発明５）。

【0015】

かかる発明（発明５）によれば、カーポートの強度を向上させることができる。

【0016】

上記発明（発明１－５）においては、前記屋根部材において、複数の前記太陽電池モジュールは、前記第一方向に対して全体として連続して傾斜するように配置されていることが好ましい（発明６）。

【0017】

かかる発明（発明６）によれば、より効率的に直接光及び散乱光を太陽電池モジュールに導くことができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る太陽電池モジュール付カーポートによれば、隣接する第一桟材の間に第一方向に沿って配置された複数の第三桟材をさらに備えることにより、積雪などによる荷重が分散されるので、屋根部材のたわみが抑制される。このように、当該太陽電池モジュール付カーポートでは、荷重の増加に対する強度が向上している。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュール付カーポートを模式的に示す斜視図である。

【図2】図１の太陽電池モジュール付カーポートの底面図である。

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。

【図4】図３のＩＶ部分の拡大図である。

【図5】第三桟材を模式的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に係る太陽電池モジュール付カーポートの実施の形態について、適宜図面を参照して説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであって、何ら本発明を限定するものではない。

【0021】

〔太陽電池モジュール付カーポート〕
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュール付カーポート１００（以下、単に「カーポート１００」という）を模式的に示す斜視図である。カーポート１００は、第一方向α及び第一方向αに直交する第二方向βに並設された複数の太陽電池モジュール１１を含む屋根部材１、第一方向αに沿って配置された複数の第一桟材２、第二方向βに沿って配置された複数の第二桟材３、及び地盤Ｇに立設される複数の支柱４を備える。第一桟材２は、太陽電池モジュール１１を支持しており、上桟と呼ばれることもある。第二桟材３は、第一桟材２を支持しており、下桟と呼ばれることもある。支柱４は、第二桟材３を支持している。

【0022】

本実施形態において、カーポート１００は、第一方向αに沿って配置された複数の第三桟材５をさらに備える。第三桟材５は、隣接する第一桟材２の間に配置されている。隣接する第一桟材２の間に第一方向αに沿って配置された複数の第三桟材５をさらに備えることにより、積雪などによる荷重が分散されるので、屋根部材１のたわみが抑制される。このように、カーポート１００では、荷重の増加に対する強度が向上している。

【0023】

図１に示すように、本実施形態において、支柱４は、第一方向αに沿って２列、かつ第二方向βに沿って２列となるように、合計４本が地盤Ｇに対して垂直に立設されている。なお、本実施形態において、地盤Ｇは水平な面である。第二方向βに沿って立設された２本の支柱４によって１本の第二桟材３が支持されている。すなわち、２本の第二桟材３が、第二方向βにおいて互いに平行となるようにそれぞれ２本の支柱４によって支持されている。

【0024】

なお、第二方向βに沿って立設された２本の支柱４によって１本の第二桟材３が支持されている限り、支柱４の数と第二桟材３の数とは図１に示す例に限られない。例えば、４本の第二桟材３が、各太陽電池モジュール１１の各短辺に沿って配置され、かつ、４本の第二桟材３がそれぞれ２本の支柱４によって支持されることで、合計６本の支柱４が地盤Ｇに対して垂直に立設されていてもよい。

【0025】

図２は、図１のカーポート１００の底面図である。図２では、各桟材と太陽電池モジュール１１との位置関係が明確になるよう、太陽電池モジュール１１を点線で示している。図２に示すように、本実施形態では、第一方向αに沿った互いに平行な４本の第一桟材２が、２本の第二桟材３に支持されている。４本の第一桟材２は、それぞれ所定の間隔で互いに離間している。第一桟材２が第一方向αに沿っており、第二桟材３が第二方向βに沿っていることから、底面視において、第一桟材２と第二桟材３とは直角をなしている。

【0026】

図２に示すように、本実施形態では、第一方向αに沿った互いに平行な３本の第三桟材５が、２本の第二桟材３に支持されている。すなわち、第二桟材３は、第一桟材２だけではなく第三桟材５をも支持している。このような構造によれば、積雪などによる荷重の増加による屋根部材１のたわみがより確実に抑制される。

【0027】

本実施形態では、第一方向αに沿った互いに平行な３本の第三桟材５が、隣接する第一桟材２の間に配置されている。４本の第一桟材２及び３本の第三桟材５は、それぞれ所定の間隔で互いに離間している。底面視において、第三桟材５と第二桟材３とは直角をなしている。

【0028】

第三桟材５は、隣接する第一桟材２の中央に配置されていることが好ましい。このような構造によれば、第三桟材５によって積雪などによる荷重がより均等に分散されるので、太陽電池モジュール１１のたわみを原因とする変形又は破損がより抑制される。

【0029】

太陽電池モジュール１１は第一桟材２によって支持されている。図２に示すように、本実施形態において、各太陽電池モジュール１１は、第一方向αに沿って３段、かつ、第二方向βに沿って３列となるように第一方向α及び第二方向βに沿って９枚並設されている。各太陽電池モジュール１１の各長辺が第一桟材２に沿って配置されている。各太陽電池モジュール１１は、隣接する第一桟材２の間に架け渡されている。

【0030】

なお、各太陽電池モジュール１１の各長辺が第一桟材２に沿って配置されている限り、太陽電池モジュール１１の数と第一桟材２の数とは図２に示す例に限られない。

【0031】

図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。図４は、図３のＩＶ部分の拡大図である。図４に示すように、各太陽電池モジュール１１は、太陽光発電モジュール１２及び太陽光発電モジュール１２の外周を取り囲むフレーム１３を含む。本実施形態では、太陽光発電モジュール１２と第三桟材５との間に隙間Ｓ_１が存在している。言い換えると、第三桟材５が太陽光発電モジュール１２の裏面１２ｂに直接接触していない。このような構造によれば、例えば、太陽光発電モジュール１２が両面発電型の太陽光発電モジュールである場合、より多くの直接光及び散乱光を太陽光発電モジュール１２の裏面１２ｂに導くことができる。

【0032】

隙間Ｓ_１は、太陽光発電モジュール１２の裏面１２ｂから第三桟材５の上壁５１までの垂直距離として定義される。隙間Ｓ_１の長さは特に制限されない。隙間Ｓ_１の長さは、例えば、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってもよく、５ｍｍ程度であってもよい。このような構造によれば、より多くの直接光及び散乱光を太陽光発電モジュール１２の裏面１２ｂに導くことができる。

【0033】

本実施形態において、太陽電池モジュール１１は第一桟材２のみによって支持されており、第三桟材５によって支持されていない。このような構造であっても、第三桟材５が存在することにより、積雪などによる荷重の増加による太陽電池モジュール１１のたわみが十分に抑制される。

【0034】

太陽光発電モジュール１２は、両面発電型の太陽光発電モジュールであることが好ましい。すなわち、太陽光発電モジュール１２は、表面１２ａと裏面１２ｂとの両面から発電が可能な太陽光発電モジュールであることが好ましい。太陽光発電モジュール１２が両面発電型の太陽光発電モジュールであることにより、全体の発電量を増加させることができる。また、太陽光発電モジュール１２が両面発電型の太陽光発電モジュールである場合、隙間Ｓ_１が存在することによる効果がより一層発揮される。

【0035】

図４に示すように、太陽電池モジュール１１のフレーム１３は、下部において内側に向かって延びた一対のフランジ１３ｆを有していることが好ましい。フレーム１３が一対のフランジ１３ｆを有していることにより、太陽電池モジュール１１と第一桟材２とを連結しやすい。

【0036】

図５は、第三桟材５を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、本実施形態において、第三桟材５は、長手方向にわたって延びる上壁５１、下壁５２、及び一対の側壁５３を有する筒状体である。上壁５１と下壁５２とは互いに平行に形成されている。

【0037】

図５に示すように、第三桟材５は、下壁５２において外側に向かって延びた一対の下フランジ５２ｆを有していることが好ましい。第三桟材５が一対の下フランジ５２ｆを有していることにより、第三桟材５と第二桟材３とを連結しやすい。また、第三桟材５は、上壁５１において外側に向かって延びた一対の上フランジ５１ｆを有していてもよい。第三桟材５が一対の上フランジ５１ｆを有していることにより、積雪などによる荷重の増加による太陽電池モジュール１１のたわみをより広い範囲で抑制することができる。

【0038】

第一桟材２及び第二桟材３は、第三桟材５と同じ構造を有していてもよい。すなわち、第一桟材２及び第二桟材３は、その長手方向にわたって延びる上壁、下壁、及び一対の側壁を有する筒状体であり、上壁と下壁とが互いに平行に形成されていてもよい。第一桟材２及び第二桟材３として、第三桟材５と同じ構造を有する桟材を用いてもよい。このような構造によれば、全体としてのコストを抑えることができる。

【0039】

図４に示すように、第一桟材２は、上壁２１において外側に向かって延びた一対の上フランジ２１ｆを有していることが好ましい。第一桟材２が一対の上フランジ２１ｆを有していることにより、第一桟材２と太陽電池モジュール１１とを連結しやすい。また、第一桟材２は、下壁２２において外側に向かって延びた一対の下フランジ２２ｆを有していることが好ましい。第一桟材２が一対の下フランジ２２ｆを有していることにより、第一桟材２と第二桟材３とを連結しやすい。

【0040】

図４に示すように、第二桟材３は、上壁３１において外側に向かって延びた一対の上フランジ３１ｆを有していることが好ましい。第二桟材３が一対の上フランジ３１ｆを有していることにより、第二桟材３と第一桟材２とを連結しやすい。また、第二桟材３と第三桟材５とを連結しやすい。また、第二桟材３は、下壁３２において外側に向かって延びた一対の下フランジ３２ｆを有していることが好ましい。第二桟材３が一対の下フランジ３２ｆを有していることにより、第二桟材３と支柱４とを連結しやすい。

【0041】

カーポート１００は、太陽電池モジュール１１と第一桟材２とを連結する第一連結具６１を備えることが好ましい。このような構造によれば、太陽電池モジュール１１を第一桟材２に対して強固に連結できるので、カーポート１００の強度が向上する。図４に示すように、第一連結具６１は、太陽電池モジュール１１のフレーム１３が有するフランジ１３ｆと第一桟材２の上フランジ２１ｆとを介して、太陽電池モジュール１１のフレーム１３と第一桟材２の上壁とを連結するものであってもよい。

【0042】

カーポート１００は、第一桟材２と第二桟材３とを連結する第二連結具６２を備えることが好ましい。このような構造によれば、第一桟材２を第二桟材３に対して強固に連結できるので、カーポート１００の強度が向上する。図４に示すように、第二連結具６２は、第一桟材２の下フランジ２２ｆと第二桟材３の上フランジ３１ｆとを介して、第一桟材２の下壁と第二桟材３の上壁とを連結するものであってもよい。

【0043】

カーポート１００は、第三桟材５と第二桟材３とを連結する第三連結具６３を備えることが好ましい。このような構造によれば、第三桟材５を第二桟材３に対して強固に連結できるので、カーポート１００の強度が向上する。図４に示すように、第三連結具６３は、第三桟材５の下フランジ５２ｆと、第二桟材３の上フランジ３１ｆとを介して、第三桟材５の下壁５２と第二桟材３の上壁とを連結するものであってもよい。

【0044】

第一連結具６１、第二連結具６２、及び第三連結具６３の構造は特に限定されない。これら連結具として、例えば、クランプ固定式の連結具などを使用できる。

【0045】

図１に示すように、屋根部材１において、複数の太陽電池モジュール１１は、第一方向αに対して全体として連続して傾斜するように配置されていることが好ましい。このような構造によれば、より効率的に直接光及び散乱光を太陽電池モジュール１１に導くことができる。

【0046】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明に係る太陽電池モジュール付カーポートは、簡易な構造により、積雪などによる荷重の増加による屋根部材のたわみを抑制し、優れた強度を有する。そのため、本発明に係る太陽電池モジュール付カーポートは、特に積雪地域などでの使用に適している。

【符号の説明】

【0048】

１００ 太陽電池モジュール付カーポート
１ 屋根部材
１１ 太陽電池モジュール
１２ 太陽光発電モジュール
１２ａ 表面
１２ｂ 裏面
１３ フレーム
１３ｆ フランジ
２ 第一桟材
２１ 上壁
２２ 下壁
２１ｆ 上フランジ
２２ｆ 下フランジ
３ 第二桟材
３１ 上壁
３２ 下壁
３１ｆ 上フランジ
３２ｆ 下フランジ
４ 支柱
５ 第三桟材
５１ 上壁
５２ 下壁
５３ 側壁
５１ｆ 上フランジ
５２ｆ 下フランジ
６１ 第一連結具
６２ 第二連結具
６３ 第三連結具
α 第一方向
β 第二方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】