JP2016000949A - 太陽電池架台 - Google Patents

Abstract

【課題】直接光だけでなく、反射光も受光するように太陽電池パネルを設置できる太陽電池架台を提供する。
【解決手段】鉛直方向に伸びる複数のベースフレーム１９を互いに平行に壁面１７に設置する。設置されたベースフレーム１９に立体交差して、太陽電池パネル１各々の上端部２７を保持する複数の保持フレーム２３を所定の間隔で取り付ける。保持フレーム２３各々に対して、太陽電池パネル１各々の下端部３１を支持する支持フレーム２５を重ねて取り付ける。保持フレーム２３と支持フレーム２５から成る組のフレーム２１間に太陽電池パネル１が架け渡され、壁面上に並べられる。このように設置された太陽電池パネル１は、太陽の直接光だけでなく、反射光も受光して発電することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、壁面上に太陽電池パネルを設置するための架台に関する。

建物の屋根に太陽電池パネルを設置するための太陽電池架台が、特許文献１に記載されている。この太陽電池架台は、一方向に伸び、屋根の傾斜方向に互いに平行に並べられて設置された複数の構造材を備えている。太陽電池パネルは各構造材の間に架け渡されて設置される。

各構造材は、ベースフレームと、カバーフレームと、から構成されている。ベースフレームは、屋根に固定され、架け渡された太陽電池パネルの両縁部を下側から支えるフレームである。カバーフレームは、ベースフレームに重ねて取り付けられ、架け渡された太陽電池パネルがベースフレームから外れないように、この太陽電池パネルの両縁部を位置決めするフレームである。

この太陽電池架台に取り付けられた複数の太陽電池パネルは、屋根の傾斜方向に多段状に設置される。よって、瓦葺屋根を有する住宅の外観に違和感が生じない。

ここで、太陽電池パネルの設置環境によっては、建物の外壁や窓ガラスなどに反射した太陽光（反射光）も有効に活用することができる。しかし、上記太陽電池架台によると、太陽電池パネルの受光面は略上方に向けられているので、建物に反射した反射光を効率的に受光することができなかった。

特開２００６−３１９２２２号公報

本発明は、太陽の直接光だけでなく、反射光も受光するように太陽電池パネルを設置できる太陽電池架台を提供することを目的とする。

本発明の太陽電池架台は、壁面に沿って水平方向に伸び、互いに間隔を設けて平行に配置され、前記太陽電池パネル各々の上端部を保持する複数の保持フレームと、前記保持フレーム各々に重ねて取り付けられ、前記太陽電池パネル各々の下端部を支持する複数の支持フレームと、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の太陽電池架台は、前記保持フレームと前記支持フレームは、互いに重なり合う重合面を有し、前記支持フレームの前記重合面が、前記保持フレームの前記重合面に被さることを特徴とする。

さらに、本発明の太陽電池架台は、前記太陽電池パネルが、太陽光を受光する受光面を有する受光部材、及び該受光部材の周縁を支持する枠部材を有するものであって、
前記保持フレームは、前記太陽電池パネルの上端部が差し込まれる差込溝を有し、前記差込溝の内側に設けられ、前記太陽電池パネルの上端部側にある枠部材が引っ掛けられる引掛部を備えたことを特徴とする。

また、本発明の太陽電池架台は、前記保持フレームが、互いに水平方向に伸びて形成され、前記壁面に対向して前記ベースフレームに取り付けられる第一取付プレートと、前記第一取付プレートの中程から前記壁面とは逆側に突出する第一連結プレートと、前記第一連結プレートの先端から前記太陽電池パネルの上端部表面に沿って延出するカバープレートと、を備え、
前記支持フレームが、互いに保持フレームの長手方向に伸びて形成され、前記第一連結プレート及びカバープレートに被せて取り付けられる第二取付プレートと、前記第二取付プレートから前記壁面とは逆側に突出する第二連結プレートと、前記第二連結プレートの先端から前記太陽電池パネルの下端部に沿って延出する支持プレートと、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の太陽電池架台は、前記壁面に沿って鉛直方向に伸び、間隔を設けて互いに平行に配列されて、該壁面に取り付けられる複数のベースフレームを備え、前記保持フレームは、前記複数のベースフレームに立体交差して取り付けられることを特徴とする。

本発明の太陽電池架台によると、壁面上には保持フレームと、この保持フレーム上に取り付けられた支持フレームとから成る組のフレームが複数組形成される。そして、太陽電池パネルは、各組のフレームの間に架け渡されて、壁面上に並べて設置される。これにより、太陽電池パネルが壁面に沿って設置されるので、直接光だけでなく、他の建物の壁面や窓ガラスなどにより反射した反射光も受光することができる。

太陽電池パネルの断面図である。 本発明の実施形態に係る太陽電池架台の取付態様を示す図、及び一部拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る太陽電池架台の一部拡大断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る太陽電池架台を示す概略図、及び一部拡大図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る太陽電池架台を示す概略図である。

本発明の実施形態に係る太陽電池架台を説明する。なお、各図にわたって示される同じ符号は同一または同様のものを示す。

太陽電池パネル１は、代表的には図１に示すように、太陽光を受光する受光面３を有する矩形板状の受光部材５と、この受光部材５を支持する枠部材７と、を備える。この枠部材７は、受光部材５の縁部が嵌め込まれる断面コ字状の嵌込部９と、この嵌込部９から受光面３の裏側に延出する側壁部１１と、この側壁部１１から受光部材５に対向するように内方に延出する内フランジ部１３と、を備える。

太陽電池架台１５は、図２に示すように、複数の太陽電池パネル１を壁面１７上に設置するものである。この太陽電池架台１５は、複数の保持フレーム２３と、複数の支持フレーム２５と、ベースフレーム１９と、止め部材３５と、を備える。

複数の保持フレーム２３は、壁面１７に沿って水平方向に伸びて形成され、互いに平行に並べられて、壁面１７に固定された後述の複数のベースフレーム１９に立体交差して取り付けられる。各保持フレーム２３の配置間隔は、壁面１７に対する太陽電池パネル１の傾斜角度、傾斜する辺の長さに応じて適宜定められる。各保持フレーム２３は、架け渡される太陽電池パネル１の上端部２７を保持する。例えば、保持フレーム２３は、太陽電池パネル１の上端部２７側の枠部材７が差し込まれる差込溝２９を有する。この差込溝２９は、保持フレーム２３の長手方向に細長に形成され、架け渡される太陽電池パネル１の下端部３１を支持する支持フレーム２５に向かって開口する。この差込溝２９に差し込まれた太陽電池パネル１の上端部２７は、溝を形成する一対の内壁面５５に挟まれて、その厚み方向の動きが制限される。なお、保持フレーム２３は、ステンレス等の耐腐食性に優れた金属製のフレームが好ましい。また、保持フレーム２３の長さは、太陽電池パネル１の上端部２７よりも長いものが好ましい。

複数の支持フレーム２５は、保持フレーム２３の長手方向に伸びて形成され、保持フレーム２３各々に重ねて配置されて、保持フレーム２３に取り付けられる。支持フレーム２５は、架け渡される太陽電池パネル１をその下側で受けて支持する。例えば、支持フレーム２５は、太陽電池パネル１の下端部３１側の枠部材７に当接する支持面３３を有する。この支持面３３は、支持フレーム２５の長手方向に形成される。なお、支持フレーム２５は、ステンレス等の耐腐食性に優れた金属製のフレームが好ましい。また、支持フレーム２５の長さは、保持フレーム２３と同じ長さのものが好ましい。また、最上段の保持フレーム２３には支持フレーム２５を取り付けなくてもよい。

保持フレーム２３と支持フレーム２５は、互いに重なり合う重合面５７ａ，５７ｂを有している。支持フレーム２５の重合面５７ａが保持フレーム２３の重合面５７ｂに被さるように形成されている。互いの重合面５７ａ，５７ｂを通じて、支持フレーム２５が太陽電池パネル１から受ける荷重が保持フレーム２３に伝達される、

複数のベースフレーム１９は、所定間隔で互いに並行して壁面１７に設置される。ベースフレーム１９は、断面が角型やコ字型等に形成されたものである。このベースフレーム１９は、代表的には金属製であり、特にステンレス等の耐腐食性に優れたものが好ましい。このベースフレーム１９は、壁面１７又は壁面１７に設置された窓枠等の構造物に対して固定される。また、一面が壁面１７に取り付けられ、この一面と垂直に交わる他面がベースフレーム１９に取り付けられたＬ字アングルを介して固定されても良い。

止め部材３５は、太陽電池パネル１の下端部３１が支持フレーム２５から脱落することを防止するものである。例えば、止め部材３５は、薄板状であり、太陽電池パネル１の下端部３１を覆う覆部３７と、この覆部３７から延出して支持フレーム２５に螺子５９止めされる固定部３９と、を備える。この固定部３９は、支持フレーム２５から突出するように支持フレーム２５に埋め込まれたボルトに固定されても良い。

本実施形態の太陽電池架台１５は、先ず複数のベースフレーム１９が壁面１７に取り付けられる。次に、複数のベースフレーム１９に対して複数の保持フレーム２３が取り付けられる。次に、各保持フレーム２３に対して支持フレーム２５が取り付けられる。これらの各部材１９，２３，２５は代表的には螺子などの取付手段により取り付けられる。そして、太陽電池パネル１の上端部２７が保持フレーム２３に差し込まれて、下端部３１が支持フレーム２５の支持面３３に載せられて、止め部材３５が取り付けられる。

本実施形態の太陽電池架台１５によると、壁面１７上には保持フレーム２３と、この保持フレーム２３上に取り付けられた支持フレーム２５とから成る組のフレーム２１が複数組形成される。そして、太陽電池パネル１は、各組のフレーム２１の間に架け渡されて、壁面１７上に並べて設置される。このため、太陽電池パネル１は、直接光だけでなく、他の建物の壁面１７や窓ガラスなどに反射した反射光も受光して発電に用いることができる。

また、保持フレーム２３と支持フレーム２５とが別部材であるため設置効率に優れている。すなわち、上述のように各フレーム２３，２５は段階的に取り付けることができるので、これらの部材が一体化されている場合に比べると、位置決め及び取り付けを行い易くなり、設置効率を向上させることができる。また、保持フレーム２３と支持フレーム２５とが別部材であるため、これらの製造コストを下げることができる

また、太陽電池パネル１の上端部２７は保持フレーム２３に差し込むだけで保持されるので、この上端部２７の取り付けは容易である。また、太陽電池パネル１の下端部３１を支持フレーム２５の支持面３３に乗せた状態で取付作業を行えるので、この下端部３１の取り付けも容易である。よって、太陽電池パネル１の取り付けが容易である。

さらに、支持フレーム２５の重合面５７ａが保持フレーム２３の重合面５７ｂに被さるように形成されているので、太陽電池パネル１の荷重が各フレーム２３，２５の重合面５７ａ，５７ｂを通じて保持フレーム２３に伝達される。このため、支持フレーム２５を保持フレーム２３に取り付けるための螺子などの取付手段にかかる負荷が軽減され、保持フレーム２３に対する支持フレーム２５の取付強度が上がる。また、支持フレーム２５の取付時には、支持フレーム２５自身の重量の一部を重合面５７ａ，５７ｂを介して保持フレーム２３に預けて取り付けることができるので、取付負担が軽減される。

また、ベースフレーム１９によって保持フレーム２３と壁面１７との間に形成された隙間を通じて、太陽電池パネル１の背後に浸入した雨水などを排水できる。

本発明の実施形態に係る太陽電池架台１５は、図２に示される形態に限定されない。

保持フレーム２３は、図３に示すように、第一取付プレート４１と、第一連結プレート４３と、カバープレート４５と、を備えた構成であっても良い。各プレート４１，４３，４５は互いに壁面１７の水平方向に伸びて形成される。この保持フレーム２３は、代表的には押出成型により製造される。

第一取付プレート４１は、板面が壁面１７に対向し、各ベースフレーム１９に立体交差して配置され、ベースフレーム１９に螺子止めされる。この第一取付プレート４１の下端部は、太陽電池パネル１の上端部２７側にある内フランジ部１３に当接する。

第一連結プレート４３は、第一取付プレート４１の中程から壁面１７とは逆側に突出する。

カバープレート４５は、第一連結プレート４３の先端から、架け渡される太陽電池パネル１の上端部２７に沿って延出する。すなわち、カバープレート４５は、その短手方向を第一取付プレート４１に対して、太陽電池パネル１の傾斜方向に傾斜して形成される。カバープレート４５は、第一取付プレート４１から太陽電池パネル１の上端部２７が差込可能な間隔を隔てて配置される。カバープレート４５は架け渡される太陽電池パネル１の上端部２７側にある嵌込部９に当接する。

本実施形態における保持フレーム２３の差込溝２９は、第一取付プレート４１及びカバープレート４５を内壁面とし、第一連結プレート４３を底面として形成される。この差込溝２９に差し込まれた太陽電池パネル１の上端部２７側の枠部材７は、第一取付プレート４１の下端部３１とカバープレート４５に挟まれて保持される。

また、支持フレーム２５は、第二取付プレート４７と、第二連結プレート４９と、支持プレート５１と、を備えた構成であっても良い。各プレート４７，４９，５１は保持フレーム２３の長手方向に伸びて形成される。この支持フレーム２５は、代表的には押出成型により製造される。

第二取付プレート４７は、カバープレート４５及び第一連結プレート４３に沿って形成され、カバープレート４５及び第一連結プレート４３に被せられて螺子止めにより取り付けられる。

第二連結プレート４９は、第二取付プレート４７から壁面１７とは逆側に突出する。第二連結プレート４９の突出長さ及び突出角度は、壁面１７に対する太陽電池パネル１の傾斜角度に応じて適宜定められる。

支持プレート５１は、第二連結プレート４９の先端に接続されて、架け渡される太陽電池パネル１の下端部３１を支持する。具体的に支持プレート５１は、第二連結プレート４９の先端から延出して、下端部３１側にある枠部材７の側壁部１１を支持する側壁支持プレート５１ａと、側壁支持プレート５１ａの先端から延出して、下端部３１側にある枠部材７の内フランジ部１３を支持する内フランジ支持プレート５１ｂと、を備える。

本実施形態における重合面は、保持フレーム２３の第一連結プレート４３及びカバープレート４５と支持フレーム２５の第二取付プレート４７の互いに重なり合う面である。

この保持フレーム２３と支持フレーム２５は、各構成部分が帯状のプレートであるため軽量である。よって、各フレーム２３，２５の設置が容易である。また、設置後に壁面１７にかかる荷重を低減することができる。

保持フレーム２３は、差込溝２９内に設けられ、太陽電池パネル１の上端部２７側の枠部材７を引っ掛ける引掛部５３を有しても良い。この引掛部５３は、差込溝２９を形成する第一取付プレート４１の先端部に直交する出っ張りであり、第一取付プレート４１の下端部に、その長手方向に所定間隔で設けられる。よって、引掛部５３を有する保持フレーム２３によれば、太陽電池パネル１の取り付けの際、上端部２７を保持フレーム２３に引っ掛けながら下端部３１を支持フレーム２５に乗せることができるので、作業負担が軽減される。

また、図４に示すように、第二連結プレート４９は、第二取付プレート４７から上方に向かって突出し、かつ壁面１７側に傾斜して設けられても良い。これにより、支持プレート５１は、壁面１７に近接して配置されて、壁面１７に対する太陽電池パネル１の傾斜角度が浅くなるので、省スペース化を図ることができる。また、太陽電池パネル１の影が生じにくくなるので、下方に配置されている太陽電池パネル１の発電量の低下を防止することができる。

また、支持プレート５１と壁面１７との距離は、図５に示すように、最上段の支持フレーム２５から最下段の支持フレーム２５にかけて、徐々に大きく設けられても良い。これにより、壁面１７に対する太陽電池パネル１の傾斜角度が徐々に大きくなる。このため、太陽の南中高度が高い場合には下段側の太陽電池パネル１が効率的に発電し、太陽の南中高度が低くなるにつれて、上段側の太陽電池パネル１が効率的に発電する。よって、複数の太陽電池パネル１の総発電量は、年間を通じて変動が少ない。

また、上記のベースフレーム１９は、その長手方向に所定の間隔で付された複数の目印（不図示）を有するものであっても良い。この間隔は、保持フレーム２３の配置間隔に応じて適宜定められる。これにより、ベースフレーム１９に対する保持フレーム２３の位置決めが容易となる。

以上、太陽電池架台の実施形態について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の範囲に属するものである。

例えば、保持フレーム２３の第一取付プレート４１、第一連結プレート４３、及びカバープレート４５、並びに支持フレーム２５の第二取付プレート４７、第二連結プレート４９、及び支持プレート５１は、それぞれ１枚の帯状のプレートに限定されず、各プレートに対向して設けられた他の帯状のプレートを備えた２重のプレート構造であってもよい。これにより、各プレートの耐久性を向上させることができる。

また、組のフレーム２１の間に架け渡される太陽電池パネル１の枚数は特に限定されない。

また、架け渡される太陽電池パネル１の枚数に応じて、保持フレーム２３及び支持フレーム２５の長手寸法を適宜定めることができる。

また、保持フレーム２３のせん断強度に応じてベースフレーム１９の本数、及びその配置間隔を適宜定めることができる。また、ベースフレーム１９は本発明の必須の構成ではなく、保持フレーム２３を直接壁面１７に固定しても良い。

また、止め部材３５は本発明の必須の構成ではなく、太陽電池パネル１を直接支持フレーム２５に螺子止めして取り付けても良い。

１ … 太陽電池パネル
３ … 受光面
５ … 受光部材
７ … 枠部材
１５ … 太陽電池架台
１７ … 壁面
１９ … ベースフレーム
２１ … 組のフレーム
２３ … 保持フレーム
２５ … 支持フレーム
２７ … 上端部
２９ … 差込溝
３１ … 下端部
３３ … 帯状面
４１ … 第一取付プレート
４３ … 第一連結プレート
４５ … カバープレート
４７ … 第二取付プレート
４９ … 第二連結プレート
５１ … 支持プレート
５３ … 引掛部
５７ａ，５７ｂ … 重合面

Claims (5)

1. 複数の太陽電池パネルを壁面上に設置する太陽電池架台であって、
   前記壁面に沿って水平方向に伸び、互いに間隔を設けて平行に配置され、前記太陽電池パネル各々の上端部を保持する複数の保持フレームと、
   前記保持フレームの長手方向に伸び、前記保持フレーム各々に重ねて取り付けられ、前記太陽電池パネル各々の下端部を支持する複数の支持フレームと、
   を備えた太陽電池架台。
2. 前記保持フレームと前記支持フレームは、互いに重なり合う重合面を有し、
   前記支持フレームの前記重合面が、前記保持フレームの前記重合面に被さることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池架台。
3. 前記太陽電池パネルは、太陽光を受光する受光面を有する受光部材、及び該受光部材の周縁を支持する枠部材を有するものであって、
   前記保持フレームは、前記太陽電池パネルの上端部が差し込まれる差込溝を有し、
   前記差込溝の内側に設けられ、前記太陽電池パネルの上端部側にある枠部材が引っ掛けられる引掛部を備えた請求項１又は請求項２に記載の太陽電池架台。
4. 前記保持フレームは、互いに水平方向に伸びて形成され、
   前記壁面に対向して前記ベースフレームに取り付けられる第一取付プレートと、
   前記第一取付プレートの中程から前記壁面とは逆側に突出する第一連結プレートと、
   前記第一連結プレートの先端から前記太陽電池パネルの上端部表面に沿って延出するカバープレートと、
   を備え、
   前記支持フレームは、互いに保持フレームの長手方向に伸びて形成され、
   前記第一連結プレート及びカバープレートに被せて取り付けられる第二取付プレートと、
   前記第二取付プレートから前記壁面とは逆側に突出する第二連結プレートと、
   前記第二連結プレートの先端から前記太陽電池パネルの下端部に沿って延出する支持プレートと、
   を備えた請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽電池架台。
5. 前記壁面に沿って鉛直方向に伸び、間隔を設けて互いに平行に配列されて、該壁面に取り付けられる複数のベースフレームを備え、
   前記保持フレームは、前記複数のベースフレームに立体交差して取り付けられる請求項１から請求項４のいずれかに記載の太陽電池架台。

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