特開 2024-167573 太陽光発電パネル支持構造

(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】P2024167573

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】太陽光発電パネル支持構造

(51)【国際特許分類】

   H02S 20/22 20140101AFI20241127BHJP

   H01L 31/042 20140101ALI20241127BHJP

   H02S 20/10 20140101ALI20241127BHJP

   E04F 11/18 20060101ALI20241127BHJP

   E04B 1/00 20060101ALI20241127BHJP

   E04H 17/14 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

H02S20/22

H01L31/04 500

H02S20/10 D

E04F11/18

E04B1/00 501J

E04H17/14

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083745

(22)【出願日】2023-05-22

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和５年２月１０日～２１日にスマイルホテル熊本水前寺にて、設置工事を行った。 また、令和５年３月１５日～１７日に開催された第１６回 ＰＶ ＥＸＰＯ（春）―（国際）太陽光発電展―にて、発表した。

(71)【出願人】

【識別番号】000131120

【氏名又は名称】株式会社サンレール

(74)【代理人】

【識別番号】100154014

【弁理士】

【氏名又は名称】正木 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100154520

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 祐子

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 良弘

【テーマコード（参考）】

2E142

2E301

5F251

【Ｆターム（参考）】

2E142HH03

2E301JJ07

2E301JJ12

2E301MM03

2E301NN01

5F251BA18

5F251JA30

(57)【要約】

【課題】太陽光発電パネルを設置するためだけの場所を用意せずとも良いばかりか、太陽光発電パネルによる発電にあたって積雪の影響を受けることがない太陽光発電パネル支持構造を提供する。
【解決手段】上溝枠４ｃと下取付枠５に設けられている下溝枠５ａとの間に嵌め込まれることによって垂直状に太陽光発電パネル６が支持される。そして、太陽光発電パネル６の上部に設けられているジャンクションボックス６ａに接続されている配線ケーブル６ｂは、太陽光発電パネル６が、上溝枠４ｃと下溝枠５ａとの間に嵌め込まれた際、上溝枠４ｃに設けられている切欠き４ｄ内を通ることにより、トップレール３の内部３ａに配置されるようになっている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定間隔置きに設けられる支柱と、
これら支柱の上部に設けられる上取付枠と、
これら支柱の下部に設けられる下取付枠と、
前記上取付枠に設けられている上溝枠と前記下取付枠に設けられている下溝枠との間に嵌め込まれることによって垂直状に支持される太陽光発電パネルと、
前記太陽光発電パネルの上部に設けられているジャンクションボックスと、を有し、
前記上溝枠には、切欠きが設けられてなり、
前記ジャンクションボックスに接続されている配線は、前記太陽光発電パネルが、前記上溝枠と前記下溝枠との間に嵌め込まれた際、前記切欠き内を通ることにより、前記上取付枠内に配置されるようになっている太陽光発電パネル支持構造。

【請求項2】

前記上溝枠には、前記配線の邪魔とならないように、前記切欠きの部分を補強する補強部材が設けられている請求項１に記載の太陽光発電パネル支持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベランダに設置される手摺又は外構フェンスに使用される太陽光発電パネル支持構造に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光発電パネルを支持する太陽光発電パネル設置台として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この太陽光発電パネル設置台は、ベース部材の上に組み立てた骨組材の上面に太陽光発電パネルを取り付けるとともに、骨組材の左右両側に側面カバーを取り付けている。そして、骨組材の前側には前面傾斜カバーを取り付け、骨組材の後側には後面傾斜カバーを取り付け、骨組材の全体を覆う形状を有している。また、骨組材は、前側より後側が徐々に高くなるように構成され、これにより、太陽光発電パネルは、後側から前側に向けて下方傾斜状に配置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６２１９４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、太陽光発電パネルを上記のように傾斜状に配置する場合、太陽光発電パネルを設置するためだけの場所を確保しなければならないばかりか、積雪地域に配置した場合、太陽光発電パネルに雪が積もってしまうと発電できなくなるという問題があった。

【0005】

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、太陽光発電パネルを設置するためだけの場所を用意せずとも良いばかりか、太陽光発電パネルによる発電にあたって積雪の影響を受けることがない太陽光発電パネル支持構造を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、あくまで、後述する実施形態の参照符号を付したものであり、本発明はこれに限定されるものではない。

【0007】

請求項１の発明によれば、所定間隔置きに設けられる支柱（手摺支柱２）と、
これら支柱（手摺支柱２）の上部に設けられる上取付枠（トップレール３，トップレール受け４）と、
これら支柱（手摺支柱２）の下部に設けられる下取付枠（５）と、
前記上取付枠（トップレール３，トップレール受け４）に設けられている上溝枠（４ｃ）と前記下取付枠（５）に設けられている下溝枠（５ａ）との間に嵌め込まれることによって垂直状に支持される太陽光発電パネル（６）と、
前記太陽光発電パネル（６）の上部に設けられているジャンクションボックス（６ａ）と、を有し、
前記上溝枠（４ｃ）には、切欠き（４ｄ）が設けられてなり、
前記ジャンクションボックス（６ａ）に接続されている配線（配線ケーブル６ｂ）は、前記太陽光発電パネル（６）が、前記上溝枠（４ｃ）と前記下溝枠（５ａ）との間に嵌め込まれた際、前記切欠き（４ｄ）内を通ることにより、前記上取付枠（トップレール３，トップレール受け４）内に配置されるようになっていることを特徴としている。

【0008】

請求項２の発明によれば、上記請求項１に記載の太陽光発電パネル支持構造（１）において、前記上溝枠（４ｃ）には、前記配線（配線ケーブル６ｂ）の邪魔とならないように、前記切欠き（４ｄ）の部分を補強する補強部材（１４）が設けられていることを特徴としている。

【発明の効果】

【0009】

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、あくまで、後述する実施形態の参照符号を付したものであり、本発明はこれに限定されるものではない。

【0010】

請求項１に係る発明によれば、太陽光発電パネル（６）を上溝枠（４ｃ）と下溝枠（５ａ）との間で垂直状に支持し、この際、配線（配線ケーブル６ｂ）を、切欠き（４ｄ）内を通して、上取付枠（トップレール３，トップレール受け４）内に配置するようにしている。これにより、太陽光発電パネルを設置するためだけの場所を用意せずとも良いばかりか、積雪の影響を受けることがないようにすることができる。

【0011】

請求項２に係る発明によれば、上溝枠（４ｃ）に切欠き（４ｄ）を設けたとしても、上溝枠（４ｃ）の耐久性を維持すことができる。これにより、太陽光発電パネル（６）を、上溝枠（４ｃ）と、下溝枠（５ａ）との間で垂直状に支持することができない可能性を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る太陽光発電パネル支持構造を手摺に適用した場合の一実施形態に係る手摺を示す外観正面図である。

【図2】同実施形態に係る手摺の縦断面図である。

【図3】同実施形態に係る手摺の横断平面図である。

【図4】同実施形態に係る太陽光発電パネルの正面図である。

【図5】（ａ）は、同実施形態に係るトップレール受けの平面図、（ｂ）は、（ａ）の縦断面である。

【図6】同実施形態に係るトップレールを外した状態の手摺の上部部分の一部を示す斜視図である。

【図7】同実施形態に係るトップレールを外した状態の手摺の上部部分の一部を示す平面図である。

【図8】（ａ）は、同実施形態に係る太陽光発電パネルを２０°傾斜して設置した場合の年間発電量を示し、（ｂ）は、同実施形態に係る太陽光発電パネルを垂直状にした場合の年間発電量を示す図である。

【図9】他の実施形態に係る手摺を示し、詳しくは、太陽光発電パネル芯納まりの手摺を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る太陽光発電パネル支持構造の一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。

【0014】

＜太陽光発電パネル支持構造の概略説明＞
本実施形態に係る太陽光発電パネル支持構造は、太陽光発電パネルを設置するためだけの場所を用意せずとも良いばかりか、太陽光発電パネルによる発電にあたって積雪の影響を受けることがないようにすることができるものである。なお、本実施形態においては、太陽光発電パネル支持構造を、手摺に適用した例を用いて説明することする。

【0015】

＜太陽光発電パネル支持構造を手摺に適用した際の説明＞
具体的には、図１に示すように、太陽光発電パネル支持構造１は、ベランダのパラペットＰに手摺支柱２がパラペットＰの長手方向（図示左右方向）に沿って所定間隔置きに、立った状態で設けられている。そして、図１に示すように、これら手摺支柱２の上部にはその所定間隔全域にわたってトップレール３が取り付けられている。このトップレール３は、図２に示すように、内部３ａが中空に形成されており、断面視略半楕円状の右肩下がりの形状となっている。

【0016】

手摺支柱２は、図３に示すように、断面視中空角筒状となっており、内壁４隅にビスホール２ａが形成されている。そして、図２に示すように、手摺支柱２の上端面には、断面視略平板状に形成されているトップレール受け４が、図２に示すビスホール２ａに螺合されているビスＢ１によって固定されている。一方、図２に示すように、トップレール受け４の右側面に右被係止片４ａが一体的に起立状に設けられ、さらに、トップレール受け４の左側面に左被係止片４ｂが一体的に起立状に設けられている。そして、図２に示すように、トップレール３の右側面に、右被係止片４ａに係止される右係止片３ｂが起立状に設けられ、トップレール３の左側面に、左被係止片４ｂに係止される左係止片３ｃが起立状に設けられている。かくして、右係止片３ｂが右被係止片４ａに係止され、左係止片３ｃが左被係止片４ｂに係止されることによって、トップレール３が手摺支柱２の上部に取り付けられることとなる。

【0017】

一方、図２に示すように、トップレール受け４の左側面側には、断面視下向き略コ字状の上溝枠４ｃがトップレール受け４に一体的に形成されている。

【0018】

他方、図２に示すように、手摺支柱２の下部には、断面視略矩形状の下取付枠５が設けられている。この下取付枠５には、図２に示すように、上溝枠４ｃと対向する位置に、断面視上向き略コ字状の下溝枠５ａが設けられている。そして、図２に示すように、この下溝枠５ａの右側面には、左向きコ字状のビス止め枠５ｂが設けられている。かくして、このビス止め枠５ｂに、図２に示すように、ビスＢ２が螺合され、さらに、ビスＢ２が手摺支柱２に螺合されることによって、下取付枠５が、手摺支柱２の下部に取り付けられることとなる。

【0019】

したがって、図２に示すように、この上溝枠４ｃと、下溝枠５ａとの間には、太陽光発電パネル６が倹飩式に嵌め入れられることとなる。これにより、太陽光発電パネル６は、上溝枠４ｃと、下溝枠５ａとの間で垂直状に支持されることとなる。なお、図２に示すように、太陽光発電パネル６のパネルと上溝枠４ｃの金属部分とが接触しないように、太陽光発電パネル６を嵌め入れる前に、上溝枠４ｃ内には、予め先付けビート７が設けられている。そして、上溝枠４ｃ内に太陽光発電パネル６を嵌め入れた後、太陽光発電パネル６をその位置で固定するために、上溝枠４ｃ内にシーリング８が設けられるようになっている。また、図２に示すように、太陽光発電パネル６のパネルと下溝枠５ａの金属部分とが接触しないように、下溝枠５ａ内には、太陽光発電パネル６を嵌め入れる前に、予め先付けビート９が設けられている。そして、下溝枠５ａ内に太陽光発電パネル６を嵌め入れた後、太陽光発電パネル６をその位置で固定するために、下溝枠５ａ内にシーリング１０が設けられるようになっている。さらに、図２に示すように、下溝枠５ａ内には、太陽光発電パネル６の下端面が当接するスペーサ１１が予め設けられている。

【0020】

かくして、図２に示すように、上溝枠４ｃと、下溝枠５ａとの間に太陽光発電パネル６が倹飩式に嵌め入れられていくと、図１に示すように、複数の太陽光発電パネル６（図示では、７個）が横並びに配置されることとなる。なお、図１に示すように、隣り合う太陽光発電パネル６の目地部には、従来周知の構造からなる図３に示すアルミ製目地枠１２が取り付けられている。また、図３に示すように、下取付枠５には、手摺支柱２が位置する部分に、下取付枠カバー１３が取り付けられている。

【0021】

したがって、従来の手摺であれば、墜落防止目的のために、上溝枠４ｃと、下溝枠５ａとの間にガラス板が倹飩式で嵌め入れられるところ、本実施形態においては、太陽光発電パネル６を倹飩式で嵌め入れるようにしている。このようにすれば、墜落防止という目的を達成することができるばかりか、電気も得られるという一石二鳥の利点がある。さらには、このようにすれば、従来のように、太陽光発電パネル６を傾斜状に配置せず、垂直状に配置しているため、太陽光発電パネル６に雪が積もってしまうということがない。そのため、太陽光発電パネル６による発電にあたって積雪の影響を受けることがないようにすることができる。そしてさらには、太陽光発電パネルを設置するためだけの場所を用意する必要がなくなるという利点もある。

【0022】

しかしながら、単に、上溝枠４ｃと、下溝枠５ａとの間に太陽光発電パネル６を倹飩式嵌め入れただけでは、太陽光発電パネル６に設けられている配線が外部に露呈してしまう。そのため、美観を損ねるばかりか、雨風などの外的要因によって、配線が早期に劣化したり、配線がショートしたりすることにより、太陽光発電パネル６の発電効率が低下してしまう要因ともなりかねない。そこで、本実施形態においては、以下のような対策を施している。

【0023】

すなわち、図４に示すように、正面視矩形状に形成される太陽光発電パネル６の中央側上部に、ジャンクションボックス６ａを設けている。このジャンクションボックス６ａは、太陽光発電パネル６から引き出される出力線を配線する箱状の部材である。つまり、太陽光発電パネル６から出される出力線はジャンクションボックス６ａに接続されるため、図４に示すように、太陽光発電パネル６の中央側上部に、ジャンクションボックス６ａを設ける際、ジャンクションボックス６ａと太陽光発電パネル６とは直に接する必要がある。そして、図４に示すように、このジャンクションボックス６ａには、太陽光発電パネル６にて発電した電力を送電するための配線ケーブル６ｂが接続されている。

【0024】

一方、図５（ａ）に示すように、トップレール受け４の上溝枠４ｃの中央部分には、平面視横長略矩形状の切欠き４ｄが設けられている。すなわち、図５（ｂ）に示すように、上溝枠４ｃには、断面視逆Ｌ字状の切欠き４ｄが設けられている。

【0025】

かくして、このように、太陽光発電パネル６の中央側上部にジャンクションボックス６ａを設け、トップレール受け４の上溝枠４ｃの中央部分に切欠き４ｄを設けるようにすれば、図２に示すように、配線ケーブル６ｂを、トップレール３の内部３ａ内に配置することができる。すなわち、図２に示す上溝枠４ｃと、下溝枠５ａとの間に太陽光発電パネル６を倹飩式に嵌め入れた際、図２に示すように、ジャンクションボックス６ａは、上溝枠４ｃ内に嵌め入れられることとなる。これにより、図６及び図７に示すように、ジャンクションボックス６ａに接続されている配線ケーブル６ｂを上溝枠４ｃの切欠き４ｄ内に通すことができる。かくして、配線ケーブル６ｂは、図６及び図７に示すように、トップレール受け４の右被係止片４ａ側に引き出されることとなる。これにより、図２に示すように、配線ケーブル６ｂを、トップレール３の内部３ａ内に配置することができる。

【0026】

したがって、このようにすれば、太陽光発電パネル６に設けられている配線ケーブル６ｂが外部に露呈してしまうことがないため、美観を損ねることが無い。さらには、配線ケーブル６ｂが早期に劣化したり、配線がショートしたりすることにより、太陽光発電パネル６の発電効率が低下してしまうという事態を防止することもできる。

【0027】

しかしながら、上溝枠４ｃに切欠き４ｄを設けていると、上溝枠４ｃの強度性能に問題が生じる可能性があり、太陽光発電パネル６を、上溝枠４ｃと、下溝枠５ａとの間で垂直状に支持することができない可能性がある。そこで、本実施形態においては、そのような問題を解決すべく、図６及び図７に示すように、上溝枠４ｃの切欠き４ｄの部分に補強部材１４を設けるようにしている。この補強部材１４は、図６に示すように、横長矩形状の取付板１４ａと、この取付板１４ａに一体的に形成されているＴ字状の覆い板１４ｂとで構成されている。この取付板１４ａには、図６に示すに、円形状のビス挿通孔１４ａ１が一対設けられている。そして、このビス挿通孔１４ａ１内に、図２に示すビスＢ３が螺合されることにより、取付板１４ａは、トップレール受け４に取り付けられることとなる。

【0028】

一方、図６に示すように、覆い板１４ｂは、切欠き４ｄを覆うように、上溝枠４ｃに配置されている。しかしながら、切欠き４ｄを完全に覆ってしまうと、配線ケーブル６ｂを、トップレール受け４の右被係止片４ａ側に引き出すことができないため、図６に示すように、切欠き４ｄの上面側を全て覆ったとしても、切欠き４ｄの側面側は一部を覆うようしている。すなわち、配線ケーブル６ｂを、トップレール受け４の右被係止片４ａ側に引き出す際の邪魔にならないように、図６に示すように、切欠き４ｄの側面側は、一部だけ覆うようしている。かくして、このような覆い板１４ｂは、図２及び図７に示すように、ビスＢ４によって、上溝枠４ｃに取り付けられるようになっている。これにより、図６及び図７に示すように、上溝枠４ｃの切欠き４ｄの部分に補強部材１４を設けることができる。

【0029】

したがって、このように上溝枠４ｃの切欠き４ｄの部分に補強部材１４を設けるようにすれば、上溝枠４ｃに切欠き４ｄを設けたとしても、上溝枠４ｃの耐久性を維持すことができる。これにより、太陽光発電パネル６を、上溝枠４ｃと、下溝枠５ａとの間で垂直状に支持することができない可能性を低減させることができる。

【0030】

したがって、以上説明してきた本実施形態によれば、太陽光発電パネル６を、上溝枠４ｃと、下溝枠５ａとの間で垂直状に支持し、この際、配線ケーブル６ｂを、上溝枠４ｃに設けられている切欠き４ｄ内を通して、トップレール３の内部３ａ内に配置するようにしている。これにより、太陽光発電パネル６を設置するためだけの場所を用意せずとも良いばかりか、太陽光発電パネル６による発電にあたって積雪の影響を受けることがないようにすることができる。

【0031】

ところで、太陽光の角度に鑑みれば、発電効率という点では、太陽光発電パネル６を従来のように傾斜状に配置するのが効果的ではある。

【0032】

そこで、本発明者は、ラプラスシステム社のシミュレーションソフト「Ｓｏｌａｒ Ｐｒｏ」を使用して、太陽光発電パネル６を２０°傾斜して設置した場合、垂直状にして設置した場合の発電シミュレーションを行った。その結果が、図８に示すものである。図８（ａ）は、太陽光発電パネル６を２０°傾斜して設置した場合の年間発電量を示し、図８（ｂ）は、太陽光発電パネル６を垂直状にした場合の年間発電量を示す図である。これを基に、発電量を積算すると、太陽光発電パネル６を２０°傾斜して設置した場合は、８２,５５６．２４ｋＷ、太陽光発電パネル６を垂直状にした場合は、５９,７９３．０７ｋＷとなった。そのため、太陽光発電パネル６を従来のように傾斜状に配置するのが効果的ではあるが、太陽光発電パネル６を垂直状にしたとしても、年間発電量として、太陽光発電パネル６を傾斜した場合の発電量と比べて７０％程度の電気が得られることが分かった。

【0033】

それゆえ、太陽光発電パネルを設置するためだけの場所を用意する必要がないという利点を考慮すれば、十分な発電量と考えることができる。そのため、本実施形態のように、建物に必ず必要な手摺に太陽光発電パネル６を組み込むようにすれば、ＣＯ_２の発生しない地球環境に優しい電気を長期にわたり得ることができる。

【0034】

＜変形例の説明＞
なお、本実施形態において例示した太陽光発電パネル支持構造１の内容は、あくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。例えば、本実施形態においては、太陽光発電パネル支持構造１として、手摺に適用する例を示したが、上記説明した構成をそのまま外構フェンスに適用することもできる。すなわち、このようにしても、目隠し及び侵入防止という目的を達成できるばかりか、電気も得ることができるという一石二鳥の利点がある。

【0035】

また、本実施形態において例示した手摺では、図２に示すように、中心位置から離れて図示左寄りに位置する箇所に太陽光発電パネル６を設置する例を示したが、それに限らず、図９に示すように、中心位置に太陽光発電パネル６を設置する、芯納まりの手摺にも適用可能である。なお、図９は、図２と比較すると、多少形状は異なるものの役割は同じであるため、図２と同一の符号を付し説明は省略することとする。ただし、補強部材１４の覆い板１４ｂは、図６に示すようものとは異なり、逆Ｔ字状になっている。すなわち、図６では、上面側の切欠き４ｄが覆い板１４ｂに全て覆われ、側面側の切欠き４ｄが覆い板１４ｂの一部に覆われるようになっているが、図９では、その逆になっている。つまり、上面側の切欠き４ｄの一部が覆い板１４ｂに覆われ、側面側の切欠き４ｄが覆い板１４ｂに全て覆われるようになっている。これにより、図９に示すように、切欠き４ｄの上面側からジャンクションボックス６ａを突出させることができ、配線ケーブル６ｂを覆い板１４ｂ側に引き出することができるようになっている。したがって、このようにしても、トップレール３の内部３ａに、配線ケーブル６ｂを配置することができる。

【符号の説明】

【0036】

１ 太陽光発電パネル支持構造
２ 手摺支柱
３ トップレール（上取付枠）
４ トップレール受け（上取付枠）
４ｃ 上溝枠
４ｄ 切欠き
５ 下取付枠
５ａ 下溝枠
６ 太陽光発電パネル
６ａ ジャンクションボックス
６ｂ 配線ケーブル（配線）
１４ 補強部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】