JP2011082273A

JP2011082273A - 太陽光発電装置

Info

Publication number: JP2011082273A
Application number: JP2009231911A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ogawa; 浩一小川
Original assignee: Sumiden Communication Engineering Co Ltd
Current assignee: Sumiden Communication Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-21

Abstract

【課題】比較的に小さい軽量の支持台を用いて支持することができ、風圧により前方に倒れたり、飛ばされることのない構造の太陽光発電装置を提供する。
【解決手段】複数の支持台１２と、該支持台に下端が固定された支柱１３と、該支柱により地表に対して所定の傾斜（θ）を持たせて固定された枠体１４と、該枠体に設置された太陽電池パネル１５と、を備えた太陽光発電装置で、太陽電池パネルが設置される背面側で、枠体１４の上下方向の途中位置から地表に向けて、枠体の傾斜方向とは反対の方向に傾斜させた風圧反力板１６が取り付けられている。また、風圧反力板１６の上端側に、水平方向に風抜け用のスロット孔１７を形成することにより、背面側に当たる風を通り抜かせて、風圧を軽減させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光を受けて発電する太陽電池を用いた太陽光発電装置に関し、特に、既設ビルの屋上等の平坦面に設置される太陽光発電装置に関する。

光エネルギーを利用した太陽光発電装置は、地球環境問題から注目されていて、その利用が推奨されている。太陽光発電装置をビルの屋上等の平坦な面に設置する場合、所定の限られた設置面積に対して、太陽光の受光面をできるだけ大きくとれるように、太陽電池パネルは、通常、地表に向けて傾斜するように取り付けられている（例えば、特許文献１，２参照）。

図５は、上記特許文献に開示の太陽光発電装置を模擬的に示したものである。図５（Ａ）に示すように、太陽光発電装置１は、例えば、コンクリート等で形成された複数の支持台２のそれぞれに支柱３を固定し、支柱３の上端に枠体４を取付け固定し、枠体４の上面に太陽電池パネル５を取付けて構成される。枠体３は、地表に向けて傾斜するように、前部側の支柱一と後部側の支柱の長さを異ならせている。

特開平８−２７４３６４号公報特開平１１―３４０４９１号公報

図５に示すような構成の太陽光発電装置１は、図６に示すような形態で、太陽電池パネルの背面側から風による風圧を受ける。パネル背面の風圧は、傾斜した枠体４および太陽電池パネル５を上方に押し上げるように作用し、太陽電池パネルを取付け固定している枠体４を、支柱３から外そうとする力が働く。そして、枠体４が固定されている支柱４は、支持台２と共に上方に浮き上がるような作用を受ける。

したがって、パネル背面に上記のように風圧を受けた場合、太陽電池パネル５と共に枠体４が押し倒されたり飛ばされないようにするには、支柱３にしっかり固定されていることに加えて、支柱３を保持固定する支持台２が容易に浮き上がったり、動かされないようにされている必要がある。新築のビルの場合は、支持台をビル屋上の壁面と一体に形成することが可能であるが、既設のビルでの場合は、支持台を屋上面に載置する形態となるので、コンクリートブロックに重量のある大きいものを用いる必要がある。大きいコンクリートブロックは、クレーンを用いて屋上に吊り上げることになるが、使用するクレーンも大型となるので、支持台２には、できるだけ小さい軽量のコンクリートブロックを用いることが要望されている。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、比較的に小さい軽量の支持台を用いて支持することができ、風圧により前方に倒れたり、飛ばされることのない構造の太陽光発電装置の提供を目的とする。

本発明による太陽光発電装置は、複数の支持台と、該支持台に下端が固定された支柱と、該支柱により地表に対して所定の傾斜を持たせて固定された枠体と、該枠体に設置された太陽電池パネルと、を備えた太陽光発電装置であって、太陽電池パネルが設置される背面側で、枠体の上下方向の途中位置から地表に向けて、枠体の傾斜方向とは反対の方向に傾斜させた風圧反力板が取り付けられていることを特徴とする。
また、風圧反力板の上端側に、水平方向に風抜け用のスロット孔を形成することにより、背面側に当たる風を通り抜かせて、風圧を軽減させるようにすることができる。なお、風圧反力板の上端は枠体に当接させて固定され、下端は支持台で固定するのが好ましい。

本発明の太陽光発電装置によれば、風圧反力板により背面に受ける風圧の一部は、装置を下方に押し下げるように作用させることができ、太陽光発電装置に前方に倒したり、飛ばされるのを抑制することができる。

本発明の太陽光発電装置の一例を説明する図である。本発明の太陽光発電装置の支持部の概略を説明する図である。本発明の太陽光発電装置の背面に受ける風圧の状態を説明する図である。本発明の太陽光発電装置の他の例を示す図である。従来の太陽光発電装置の一例を説明する図である。従来の太陽光発電装置の背面に受ける風圧の状態を説明する図である。

図１，２により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は、本発明による太陽光発電装置を前面側から見た図、図１（Ｂ）は背面から見た図、図２は太陽電池パネルが取り除かれた状態を示す図である。図中、１１は太陽光発電装置、１２支持台、１３は支柱、１４は枠体、１５は太陽電池パネル、１６は風圧反力板、１７はスロット孔を示す。

太陽光発電装置１１は、図に示すように、複数の支持台１２と、この支持台１２のそれぞれに下端を固定した複数の支柱１３と、これら支柱１３により地表に向かって傾斜を持たせて固定された枠体１４と、該枠体１４に取付けられた太陽電池パネル１５と、を備えている。支持台１２は、矩形状のコンクリートブロックで形成され、所定の重量を有している。支柱１３は、断面がＣ字状あるいはＨ字状の曲げ剛性を強めた鋼材が用いられ、支柱１３の下端は支持台１２に埋設固定されたアンカーボルト等により固定される。

支持台１２に固定される支柱１３は、その長さが太陽光発電装置１１の前部側を短く、後部側で長くされていて、支柱１３の上端で矩形状の枠体１４を支えた際に、枠体１４を前部側が下方に、後部側が上方となって、地表に対して所定の傾斜角θ（５°〜４５°）を有するように取付け固定される。なお、地表に対する傾斜角θが小さいと太陽光との受光面積を大きくとることができず、大きいと倒れやすい。結果としては、傾斜角θは、２０°前後になるようにするのが好ましい。

枠体１４は、表面側に太陽電池パネル１５が配列して取付けられるように、矩形状に形成される。枠体１４は、支柱１３に用いたのと同様なＣ型あるいはＨ型の鋼材を組み合わせて形成され、例えば、１つの矩形状の枠体として、所定の寸法で、中間フレームで適宜に補強して所望の強度を有するように形成される。

枠体１４の表面側には、太陽電池パネル１５が貼り付け固定される。太陽電池パネル１５は、複数のパネル素子を並べて、所定の受光面積となるようにされている。また、太陽電池パネル１５は、上下２段に配列して、中間部分に太陽電池パネル１５がない水平方向に延びる領域を形成する。この領域には、後述するようにスロット孔１７を設け、背面からの風が抜けるように風抜け用のスロット孔とするとことができる。なお、スロット孔１７は、あまり大きくすると、太陽電池パネルの設置面積効率が悪くなり、小さ過ぎると風抜けの効果が少なく、スロット幅は２０ｃｍ前後とするのが好ましい。

枠体１４の裏面側には、風圧反力板１６が配設される。風圧反力板１６は、例えば、軽量で安価なアルミニウム等の金属板で形成され、その上端側を枠体１４の上下方向の途中位置に固定され、下端側を支柱１３または支持台１２に固定される。この風圧反力板１６は、太陽電池パネルが取付けられた枠体１４を、背面から支えるように、枠体１４の傾斜方向とは反対の方向に傾斜した状態となるように取付けられる。

図３は、上述した太陽光発電装置の背面からの風に対する風圧の状態を示すものである。図に示すように、太陽光発電装置の背面からの風は、傾斜して配設された太陽電池パネル１５および枠体１４の上半部と、傾斜して配設された風圧反力板１６に当たる。太陽電池パネル１５および枠体１４に当たる風により生じる風圧は、枠体１４を上方の矢印方向に押し倒す、あるいは、飛ばそうとするように作用する。

一方、風圧反力板１６に当たる風は、これにより生じる風圧で、風圧反力板１６を下方に倒そうとするように作用する。そして、風圧反力板１６の上端が、枠体１４を支えるように連結されていることから、風圧反力板１６に作用する下方への力は、枠体１４を下方に向けて押さえ付けるように作用する。この結果、枠体１４の上方側に当たって生じる上方に作用する力を、風圧反力板１６により打ち消し、低減させることができる。

また、風圧反力板１６の上端が固定され枠体に、水平方向にスロット孔１７を設けるようにすることが好ましい。このスロット孔１７を設けることにより、太陽光発電装置の背面当たる風を通り抜かせることができる。これにより、太陽光発電装置の背面に当たる全体の風圧を低減するようにし、上記の風圧反力板に加えて、さらに、枠体１４に作用する力を低減することができる。

図１，２では、４個の支持台１２と、この支持台のそれぞれに支柱１３を固定した独立型のコンクリートブロックの例で説明したが、図４（Ａ）に示すように、前後の２つの支持台を１つにした複合型のコンクリートブロックからなる長い支持台１２’で形成することができる。
また、図４（Ｂ）に示す太陽光発電装置１１’のように、図１に示す太陽光発電装置の横幅をのばした形態とするようにしてもよい。この場合、横に長い枠体１４’、太陽電池パネル１５’で形成される。なお、風圧反力板１６’も横に長いもので形成してもよいが、図１の幅の短いものを複数枚取付けるようにしてもよい。

上述したように、傾斜して設置した太陽光発電装置の背面側に、風圧反力板を設けることにより、背面から受ける風により太陽光発電装置が倒れたり飛ばされるのを低減することができ、この結果、支持台の重量を軽くすることができる。例えば、図５，６の従来構造の太陽光発電装置では、独立型の１個の支持台の重量が８１６ｋｇのものを必要とする場合、本発明では、４５６ｋｇと半分近くまで軽量化することができた。このため、支持台をビルの屋上に吊り上げるクレーンも小形のものを用いることができ、支持台の重量軽減によることと併せて、コスト低減を図ることができる。また、支持台の重量軽減により、建物への負荷を軽減するとともに、設置作業の作業性を向上させることができる。

１１，１１’…太陽光発電装置、１２，１２’…支持台、１３…支柱、１４，１４’…枠体、１５，１５’…太陽電池パネル、１６，１６’…風圧反力板、１７…スロット孔。

Claims

複数の支持台と、該支持台に下端が固定された支柱と、該支柱により地表に対して所定の傾斜を持たせて固定された枠体と、該枠体に設置された太陽電池パネルと、を備えた太陽光発電装置であって、
前記太陽電池パネルが設置される背面側で、前記枠体の上下方向の途中位置から地表に向けて、前記枠体の傾斜方向とは反対の方向に傾斜させた風圧反力板が取付られていることを特徴とする太陽光発電装置。
前記風圧反力板の上端側に、水平方向に風抜け用のスロット孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
前記風圧反力板の上端が前記枠体に当接して固定され、下端が前記支持台で固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電装置。