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JP5563362B2 - 光発電モジュール支持構造及びその支持高さ調整方法 - Google Patents

光発電モジュール支持構造及びその支持高さ調整方法 Download PDF

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Description

本発明は、ソーラーパネルなどと呼ばれる光発電モジュールを支持する光発電モジュール支持構造に関し、特に大面積の光発電モジュールを縦方向並びに横方向に多数並べて支持するのに好適なものである。
地球温暖化に深刻な影響を与えるCOの排出量を低減するために、COを排出しない太陽光発電が積極的に開発されている。太陽光発電に用いられるソーラーパネルなどを光発電モジュールとも称するが、電力は蓄電しにくいので、面積の大きな光発電モジュールを多数並べて発電することにより、発電効率が向上する。このような大面積の光発電モジュールを支持する光発電モジュール支持構造としては、例えば下記特許文献1に記載されるものがある。この光発電モジュール支持構造では、光発電モジュールを揺動可能に支持する揺動用支柱や、光発電モジュールの揺動に合わせて長さを可変とするスライド柱を備え、これらにより大面積の光発電モジュールを確実に支持すると共に、少人数で光発電モジュールの傾斜角度を調整できるようにしている。
特開2005−64147号公報
最近、こうした光発電モジュールを、例えばゴミ集積所のような場所に配設したいという要求がある。ゴミ集積所は、有機物の化学変化などにより、土壌部分の収縮率の違いは予測もできない。つまり、例えば光発電モジュールを基礎上の支柱で支持するような場合、その支柱がどれぐらい沈下するかは予測できない。大面積の光発電モジュールを支持するためには、少なくとも数本の支柱が必要となるから、それらの支柱の間で等しくない沈下、所謂不等沈下が生じると光発電モジュールに歪みが生じる。光発電モジュールの大部分は硝子などの脆性材なので、許容範囲以上の歪みが生じると光発電モジュールが破損するという問題が生じる。このような問題は、不等沈下が生じる可能性のあるあらゆる土地で発生する恐れがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、不等沈下が生じる可能性のある土地でも光発電モジュールの破損を抑制防止することが可能な光発電モジュール支持構造を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明の光発電モジュール支持構造は、光発電モジュールを縦方向並びに横方向に多数並べて支持する光発電モジュール支持構造であって、平面視で方形の4隅に位置する4本の支柱と、前記4本の支柱のうちの横並びの2本の支柱毎に跳ね出し状に支持される2本の受梁と、前記2本の受梁上に跳ね出し状に支持され且つ光発電モジュールを搭載支持する複数の根太と、前記根太と光発電モジュールとの間に介装され且つ光発電モジュールを揺動可能に支持する揺動支持機構と、前記支柱と受梁との間に介装され且つ支柱の不等沈下に対応して受梁の高さを調整可能とした支持高さ調整機構とを備えたことを特徴とするものである。
また、前記支柱間の水平方向の距離を6m以上としたことを特徴とするものである。
また、前記受梁の全長に対する当該受梁の支柱からの跳ね出し片側長さの比及び前記根太の全長に対する当該根太の受梁からの跳ね出し片側長さの比を0.20以上0.22以下としたことを特徴とするものである。
また、前記支持高さ調整機構は、光発電モジュールの水平面に対する傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構を備えることを特徴とするものである。
また、前記支持高さ調整機構は、受梁の連結点を上下方向に移動するための支柱部材移動機構を備え、前記傾斜角度調整機構は、受梁の連結点を回転する回転連結機構を備えることを特徴とするものである。
また、前記支柱部材移動機構は、支柱部材の移動を規制する規制機構を備えたことを特徴とするものである。
而して、本発明の光発電モジュール支持構造によれば、大面積の光発電モジュールを縦方向並びに横方向に多数並べて支持するにあたり、4本の支柱のうちの横並びの2本の支柱毎に2本の受梁を跳ね出し状に支持し、その2本の受梁上に複数の根太を跳ね出し状に支持し、それらの根太に光発電モジュールを搭載支持すると共に、根太と光発電モジュールとの間に、光発電モジュールを揺動可能に支持する揺動支持機構を介装し、支柱と受梁との間に、支柱の不等沈下に対応して受梁の高さを調整可能とした支持高さ調整機構を介装したことにより、支柱の不等沈下に伴う光発電モジュールの歪みを低減することができると共に、不等沈下が生じても受梁の高さを調整して光発電モジュールの歪みを低減することができるので、光発電モジュールの破損を抑制防止することができる。
また、支柱間の水平方向の距離を6m以上としたことにより、支柱の不等沈下に伴う光発電モジュールの歪みを小さくすることができる。
また、受梁の全長に対する当該受梁の支柱からの跳ね出し片側長さの比及び根太の全長に対する当該根太の受梁からの跳ね出し片側長さの比を0.20以上0.22以下としたことにより、受梁や根太の強度を小さくすることが可能となるから、それらの重量を小さくすることができ、土地の沈下そのものを低減することができる。
また、支持高さ調整機構に、光発電モジュールの水平面に対する傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構を備えたことにより、光発電モジュールへの日射量を調整して光発電モジュールによる発電量を調整することが可能となる。
また、支持高さ調整機構に、受梁の連結点を上下方向に移動するための支柱部材移動機構を備え、傾斜角度調整機構に、受梁の連結点を回転する回転連結機構を備えたことにより、支柱と受梁の連結点を上下方向に移動させるだけで光発電モジュールの傾斜角度を調整することが可能となる。
また、支柱部材移動機構は、支柱部材の移動を規制する規制機構を備えたことにより、受梁の連結点の高さを所定の状態に保持しやすい。
本発明の光発電モジュール支持構造の第1実施例を示す全体構成図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。 図1の光発電モジュール支持構造の模式図である。 図2の張り出し梁構造における断面係数及び断面二次モーメントの説明図である。 光発電モジュール支持構造の基礎及び架台コストの説明図である。 不等沈下が発生したときの光発電モジュールの歪み算出の説明図である。 基礎(支柱)スパンと許容相対沈下量の説明図である。 図1の光発電モジュール支持構造の詳細を示す説明図であり、(a)は左側面図、(b)は正面図である。 光発電モジュールと根太の接続部分の説明図である。 支柱部分における沈下量モニタの説明図であり、(a)は全体図、(b)はモニタの単体図、(c)は沈下量をモニタしている状態の説明図である。 光発電モジュール支持構造の第2実施例を示す正面図である。 光発電モジュール支持構造の第3実施例を示す正面図である。 図11の支柱部材規制機構の一例を示す説明図であり、(a)は支柱部材の正面図、(b)は図11のA−A断面図、(c)は図11のB−B断面図である。 図11の支柱部材規制機構の他の例を示す正面図である。 図13の支柱部材規制機構に用いられたブレーキ部材の説明図である。 (a)は図13のC−C断面図、(b)は図13のD−D断面図である。 図11の支柱部材規制機構の更に他の例を示す正面図である。 図16の支柱部材規制機構の作用の説明図である。 光発電モジュール支持構造の第4実施例を示す正面図である。 図18のテンショナの説明図である。 光発電モジュール支持構造の第5実施例を示す正面図である。 図20のE−E断面図である。 光発電モジュール支持構造の第6実施例を示す正面図である。
次に、本発明の光発電モジュール支持構造の一実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本実施形態の光発電モジュール支持構造の全体図、図2は、図1の光発電モジュール支持構造の模式図である。本実施形態の光発電モジュール支持構造は、平面視で方形の4隅に位置する4本を1組とする支柱1と、前記4本の支柱1のうちの横並びの2本の支柱1毎に跳ね出し状に支持される2本の受梁2と、前記2本の受梁2上に跳ね出し状に支持される複数の根太3とを備え、前記根太3の上に光発電モジュール4を搭載する。この支柱1、受梁2、根太3の部分を架台とも呼ぶが、このような架台構造とすることにより、後述するように、より軽量な架台に多数の光発電モジュール4を搭載することが可能となるのである。勿論、各支柱の下方の地面には基礎5が構築される。なお、本発明では受梁2の長手方向を横方向、根太3の長手方向を縦方向と定義する。
また、本実施形態では、前記根太3と光発電モジュール4との間に、当該光発電モジュール4を揺動可能に支持する揺動支持機構6を介装し、前記支柱1と受梁2との間に、当該支柱1(基礎5)の不等沈下に対応して受梁2の高さを調整可能とした支持高さ調整機構7を介装した。これらは、何れも不等沈下に追従する構成である。従来、土壌の不等沈下に対しては、基礎も架台も沈下しないように剛性を高めて対応している。しかしながら、前述したゴミ集積所などでは、有機物の化学変化などによって、どの程度の不等沈下が発生するか、予測もできない。そこで、本実施形態では、前記揺動支持機構6や支持高さ調整機構7によって不等沈下に追従するものとし、そのための条件として前記架台構造や後述する大型化などが重要となるのである。
図3は、前記支柱1と受梁2の間の張り出し状の支持構造、或いは受梁2と根太3の間の張り出し状の支持構造における所用(必要)断面係数及び所用(必要)断面二次モーメントを求めたものである。図中の符号Sは受梁2又は根太3の全長、符号Xは受梁2の支柱1からの張り出し片側長さ又は根太3の受梁2からの張り出し片側長さであり、横軸はX/Sを変数としてある。つまり、X/Sが0に近づくほど、図の左方に示す支点は梁の外側にセットされ、0.5に近づくほど中央にセットされる。また、符号ITは梁全体の所用断面二次モーメント、符号Icは梁中央部の所用断面二次モーメント、符号Zsは支点部分の所用断面係数、符号Zcは梁中央部の所用断面係数を示す。
断面二次モーメントは曲げモーメントに対する変形しにくさ(剛性)を表し、断面係数は曲げ抵抗強度を表すから、所用断面二次モーメントや所用断面係数は小さいほど、断面積を小さくすることができ、結果的に梁の重量を低減することができる。前述したように、本実施形態の光発電モジュール支持構造は、沈下する土壌を対象としているから、架台構造の重量を低減することは非常に重要な要素である。また、図から明らかなように、X/Sの剛性最適点は0.22、強度最適点は0.21であることから、本実施形態では、受梁2の全長に対する当該受梁2の支柱1からの跳ね出し片側長さの比及び根太3の全長に対する当該根太3の受梁2からの跳ね出し片側長さの比を0.20以上0.22以下とした。
図4には、光発電モジュール支持構造の流れ長さ、本実施形態では根太3の長さ、及び光発電モジュール4の傾斜角度に対する基礎のコスト、及び架台のコストを示す。同図から明らかなように、光発電モジュール支持構造の流れ長さ、即ち根太3の長さを10000mm以上、つまり10m以上にすると傾斜角度が5°であるときの基礎のコストを小さくすることができる。また、コスト面だけでなく、後述するように、光発電モジュール4の歪みを小さくするためにも、光発電モジュール支持構造全体の平面視の大きさを大型化するのが望ましい。
図5は、4カ所の基礎、つまり基礎上の4本の支柱のうち、1カ所の基礎、つまり1本の支柱だけが沈下して不等沈下が生じた場合に、根太上の光発電モジュールに生じる歪みを算出する説明図である。例えば、図5aの右方向にX軸をとり、上方向にY軸をとり、左下の支柱位置(0,0)を原点として、右下の支柱位置を(0,S1)、左上の支柱位置を(S2,0)、右上の支柱位置を(S2,S1)とし、右上の支柱だけが不等沈下したものとして、図5bの光発電モジュールの4隅の座標(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)、(x4,y4)に生じる面外歪み量dを求め、その面外歪み量dが許容範囲内であるときの支柱、即ち基礎の許容相対沈下量δを求める。面外歪み量とは、光発電モジュールの大部分を占める硝子などの平面部材が、その平面から外れる方向に歪む量である。
図6には、基礎の許容相対沈下量δの算出結果を示す。図中の基礎スパンとは、例えば図5aの左下の支柱の基礎と右下の支柱の基礎の間隔を示し、基礎スパン縦横比とは、例えば図5aの左下の支柱の基礎と左上の支柱の基礎の間隔に対する、左下の支柱の基礎と右下の支柱の基礎の間隔の比を示す。同図から明らかなように、基礎の間隔を大きくするほど基礎の許容相対沈下量は大きくなり、基礎の間隔を6000mm、即ち6mとし、基礎間隔の縦横比が1であるときの基礎の許容相対沈下量δは300mmとなる。そこで、本実施形態では、支柱1間の平面視の、つまり水平方向の距離を6m以上とした。また、前述したように、本実施形態では、受梁2の全長に対する当該受梁2の支柱1からの跳ね出し片側長さの比及び根太3の全長に対する当該根太3の受梁2からの跳ね出し片側長さの比を0.20以上0.22以下としたので、受梁2の全長や根太3の全長は10m以上となり、大型の光発電モジュール支持構造となる。
図7には、基礎5から光発電モジュール4までの構造の第1実施例の詳細を示す。この光発電モジュール支持構造は、例えば基礎5が沈下した支柱1を長くして受梁2を高くすることで、不等沈下に対応する支持高さ調整機構7を備える。本実施例では、光発電モジュール4の傾斜角度を調整する機構は備えていない。本実施例では、基礎5の支柱1設置部位に4本のアンカーボルト8を埋設し、そのネジ部8aを長く上方に突出させている。アンカーボルト8のネジ部8aには、防錆用のカバー14が被せられている。このアンカーボルト8のネジ部8aにナット9を螺合し、次いで4本のアンカーボルト8のネジ部8aを支柱部材10の基板11の図示しない貫通穴に挿通し、その基板11の上方から、更にアンカーボルト8のネジ部8aにナット9を螺合する。ちなみに、基板11の上方のナット9は二重に重ねる、所謂ダブルナットになっていて緩まないようになっている。
基板11の上には、上方が開いた二股の支柱部材10が溶接などによって固定され、その上端部に上板12が溶接などによって固定されている。この上板12にボルト・ナットなどの固定具を用いて揺動機構13を取付け、その揺動機構13がボルト・ナットなどの固定具を用いて前記受梁2に取付けられている。揺動機構13は、断面形状がT字状の連結部材を、リブ(垂直部)同士が重なるように配置し、それらのリブを1本のボルト13aで連結することにより、当該ボルト13aの周りに揺動可能としたものである。受梁2の上方には、ボルト・ナットなどの固定具を用いて複数の根太3が固定され、それらの根太3の上方に、後述する揺動支持機構を介して、光発電モジュール4が取付けられている。
この光発電モジュール支持構造では、不等沈下が生じると、アンカーボルト8のカバー14を外し、支柱部材10の基板11の上方のナット9を弛めて上方に移動し、必要に応じて二股の支柱部材10の間で上板12をジャッキアップし、支柱部材10の基板11の下方のナット9を回転させて上方に移動させる。支柱部材10の基板11の下方のナット9を必要な高さ、つまり沈下分だけ上方に移動したら、そのナット9の上方に支柱部材10の基板11を搭載し、基板11の上方のナット9を螺合し締め付けて固定する。これにより、支柱1が実質的に沈下分だけ長くなったことになり、受梁2の高さが高くなって不等沈下が吸収され、光発電モジュール4の歪みが解消される。
図8には、根太3と光発電モジュール4の間に介装された揺動支持機構6の詳細を示す。光発電モジュール4は、例えば実際に光発電を行うパネル部41と、その周囲を支持する枠体42を備え、枠体42の下方に断面コ字状の脚部43が延設されている。本実施例では、一枚の板金を折り曲げて取付部材19を作成する。この取付部材19は、前記脚部43の下側の板材に当接する上板部15と、その上板15に連接する垂直板部16と、その垂直板部16に連接する下板部17を断面コ字状に形成し、その下板17に連接して垂直下方向きの取付部18を形成し、取付部18をボルト・ナットなどの固定具で根太3に取付け、前記上板部15を光発電モジュール4の脚部43の下側の板材にボルト・ナットなどの固定具で取付ける。前記上板15、垂直板部16、下板部17で構成される板金の断面コ字状部は弾性変形して光発電モジュール4の揺動を吸収する。そのため、支柱1の不等沈下によって光発電モジュール4が局所的に変位しても、その変位を取付部材19の断面コ字状部が吸収し、光発電モジュール4に応力が集中して破損するのを抑制防止することができる。
図9には、支柱部分における沈下量モニタ20を示す。この沈下量モニタ20は、図9bに示すように、透明な樹脂製カップで構成され、下部には連結用パイプ22が突設され、樹脂製カップの内部は連結用パイプ22の先端で外部と連通している。この沈下量モニタ20を4本の支柱1の夫々の上端部に同じ高さに取付け、前記連結用パイプ22にチューブ21を差し込んで4つの沈下量モニタ20を連結する(使用しない連結用パイプ22はプラグなどで閉塞する)。その状態で、全ての沈下量モニタ20に水などの液体を供給する。沈下量モニタ20の高さは同じなので、内部の液体の液面高さも同じになる。しかしながら、支柱1に不等沈下が生じると、図9cに示すように沈下量モニタ20の高さが変化し、内部の液体の液面高さが変化する。沈下量モニタ20の内部の液体の液面高さが高いほど沈下しており、低いほど沈下していない。従って、前記支持高さ調整機構7で受梁2の高さを調整する場合には、沈下量モニタ20の内部の液体の液面高さが最も低い支柱1に合わせて、その他の支持高さ調整機構7で受梁2の高さを調整すればよい。
図10は、支持高さ調整機構7の第2実施例を示す。この支持高さ調整機構7は、光発電モジュール4の傾斜角度を調整するための傾斜角度調整機構23を備える。本実施形態では、基礎5の上に箱形の基台24を立設し、上板25に開設した貫通穴に、支柱部材であるネジ桿26を上側から挿通する。ネジ桿26には、当該ネジ桿26に螺合するネジ穴の形成された上側球面部材28が螺合されている。この上側球面部材28は、お椀の高台部分をくりぬいたような形状で、外周部に二面幅(六角形でも可)が形成されており、お椀の球面部を下向きにしてネジ桿26に螺合されている。そして、前記上板25の貫通穴に挿通されたネジ桿26の下端部から下側球面部材27を被せるようにして、当該下側球面部材27の貫通穴内にネジ桿26を差し込む。この下側球面部材27は、お椀の高台を長くしたような形状で、お椀の球面部を上向きにしてネジ桿26に被嵌され、その高台部分が前記上側球面部材28のくりぬき部分に嵌入する。下側球面部材27の高台部分を上側球面部材28のくりぬき部分に嵌入したら、上側球面部材28の外周面からボルト29を螺合し締め付けて下側球面部材27を上側球面部材28に固定する。なお、ネジ桿26自体は、図示しない保持機構によって保持される。
一方、ネジ桿26の上端部にはアイナット30が螺合され、その下方にナット31を螺合して、所謂ダブルナットによって両者が固定されている。アイナット30のリング部内には、軸線が光発電モジュール4の傾斜方向と直交するピン32が挿通され、そのピン32が、受梁2から突設されたリブ33に貫通されている。従って、受梁2とネジ桿26はピン32を軸として光発電モジュール3の傾斜方向に回転可能であることから、本実施例の傾斜角度調整機構23は受梁2の連結点を回転する回転連結機構を備える。
本実施例では、基台25の貫通穴の周囲を上側球面部材28の球面部で上方から押さえ付け且つ下側球面部材27の球面部で下方から押さえ付けている。上側球面部材28の外周面には二面幅(又は六角形)が形成されているので、この二面幅にレンチなどの工具をかけて上側球面部材28を回転させれば上側球面部材28のネジ穴がネジ桿26のネジに沿って当該ネジ桿26の軸線方向に移動する。実際には、上側球面部材28も下側球面部材27も上下方向には移動できないので、ネジ桿26が基台24に対して上下方向に移動される。従って、不等沈下が発生したら、沈下した支柱1の上側球面部材28を回転させてネジ桿26を上昇させれば受梁3の連結点が上方に移動するので、不等沈下を吸収して光発電モジュール4の歪みを解消することができる。
また、支柱部材であるネジ桿26を上下方向に移動する際、他の支柱1との長さの違いによって、ネジ桿26が、例えば図10の紙面方向に回転する可能性がある。しかしながら、本実施例では、基台24の上板25の貫通穴の周囲を上側球面部材28の球面部と下側球面部材27の球面部が押さえ付けるように接触し、且つ受梁2及びネジ桿26がピン32の周りに相対回転可能としてあるので、ネジ桿26の回転を許容することができる。また、前記支柱部材であるネジ桿26の上下方向への移動により、横並びの何れか一方の支柱1に対し、他方の支柱1を高くしたり低くしたりすることにより、光発電モジュール4の傾斜角度を変更することも可能となる。光発電モジュール4の傾斜角度を変更すると、受光する日光量や発電量を変更することができるので、所望する日光量や発電量に応じてネジ桿26を上下方向に移動させて光発電モジュール4の傾斜角度を変更すればよい。従って、本実施例の支持高さ調整機構7は受梁2の連結点を上下方向に移動するための支柱部材移動機構を備える。
図11は、支持高さ調整機構7の第3実施例を示す。また、図12は、図11の支柱部材規制機構の一例を示す説明図であり、図12aは支柱部材の正面図、図12bは図11のA−A断面図、図12cは図11のB−B断面図である。この支持高さ調整機構7は、光発電モジュール4の傾斜角度を調整するための傾斜角度調整機構23を備える。傾斜角度調整機構23の構成は、前記図10の第2実施例のものと同等であるので、同等の構成には同等の符号を付してその詳細な説明を省略する。本実施例では、前記第2実施例のネジ桿に代えて太径の丸棒からなる支柱部材34を用い、当該支柱部材34の上端部に雄ネジ34aを形成し、その雄ネジ34aに前記傾斜角度調整機構23を取付けてある。なお、以下の実施例でも、支柱部材34自体は、図示しない保持機構によって保持される。
基台24の上板には、光発電モジュール4の傾斜角度方向に平行な2枚のリブ35を立設し、それらのリブ35の間に角パイプからなる支持部材36を差し込み、リブ35の外側からボルト37を支持部材36のネジ穴に螺合し締め付け、これにより支持部材36をボルト37の周りに回転可能に支持する。そして、支持部材36の内側に支柱部材34を挿通する。支柱部材34の外周には、等間隔に断面円形の窪み38が形成されており、支持部材36の外側からボルト39を螺合し、当該ボルト39の先端丸棒部を窪み38に差し込むことで支柱部材34の移動を規制する。即ち、本実施例の支柱部材移動機構は、支柱部材36の移動を規制する規制機構を備える。なお、図12aに示すように、窪み38の奥側端部に隅Rを施しておくことにより、ボルト39の先端丸棒部が突き当たったとき、支柱部材34を長手方向、つまり上下方向に移動させる力が作用し、例えば支柱部材34と支持部材36が噛んでしまったような場合に、ボルト39を回すことで、それを解消することが可能となる。
前記支柱部材36の下端部には索条40の一端が取付けられており、その索条40は、プーリ41を介して手動ウインチ42に巻回されている。この手動ウインチ42に巻回されている索条40を払い出せば支柱部材34は下降し、索条40を手動ウインチ42で巻き取れば支柱部材34は上昇する。従って、不等沈下が発生したら、沈下した支柱1の手動ウインチ42で索条40を巻き取って支柱部材34を上昇させれば受梁3の連結点が上方に移動するので、不等沈下を吸収して光発電モジュール4の歪みを解消することができる。また、支柱部材34の上下方向への移動により、横並びの何れか一方の支柱1に対し、他方の支柱1を高くしたり低くしたりすることにより、光発電モジュール4の傾斜角度を変更することも可能となるので、所望する日光量や発電量に応じて支柱部材34を上下方向に移動させて光発電モジュール4の傾斜角度を変更すればよい。なお、索条40は、炭素繊維のような軽量なものが望ましく、帯状であれば更に好ましい。
図13は、図11の支柱部材規制機構の他の例を示す正面図であり、図14は、図13の支柱部材規制機構に用いられたブレーキ部材の説明図であり、図15aは、図13のC−C断面図、図15bは、図13のD−D断面図である。この実施例では、前記図11、図12のように支柱部材34の窪み39にボルト39を差し込んで当該支柱部材34の移動を規制するのに対し、個別のブレーキ部材40をボルト39で支柱部材34の外周面に押し付け、その摩擦力で支柱部材34の移動を規制するものである。本実施例では、支持部材36が角パイプから丸パイプに変更されたり、ボルト39の先端部47が丸棒でなかったりするが、機能的には同等であるから、同等の構成には同等の符号を付してその詳細な説明を省略する。ブレーキ部材40は、丸棒である支柱部材34の外周面に緊密に当接する円弧状の板材であり、上端部に、落下防止用の係止部40aが垂直に突設されている。この係止部40aが上側になるようにしてブレーキ部材40を支柱部材34と支持部材36との間の隙間に差し込み、ボルト39でブレーキ部材40を支柱部材34の外周面に押し付けて、当該支柱部材34の上下方向への移動を規制する。なお、リブ35の外側から螺合したボルト37でも、ブレーキ部材40を支柱部材34の外周面に押し付けるようにしてもよい。
図16は、図11の支柱部材規制機構の更に他の例を示す正面図であり、図17は、図16の支柱部材規制機構の作用の説明図である。この実施例では、支柱部材34の外周面に直接的に2つのバンド部材43をボルト・ナットなどの固定具で取付け、それらのバンド部材43の連結部43aを支持部材36に突設された連結部36aに被せ、それらをボルト・ナットなどの固定具で固定して、支柱部材34を支持部材36に固定し、支柱部材34の上下方向への移動を規制する。
図18は、光発電モジュール支持構造の第4実施例を示す正面図であり、図19は、図18のテンショナの説明図である。この支持高さ調整機構7は、光発電モジュール4の傾斜角度を調整するための傾斜角度調整機構23を備える。傾斜角度調整機構23の構成は、前記図10の第2実施例のものと同等であるので、同等の構成には同等の符号を付してその詳細な説明を省略する。また、支柱部材34と傾斜角度調整機構23の構成並びに支柱部材規制機構の構成は前記図11の第3実施例のものと同等であるので、同等の構成には同等の符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施例では、支柱部材34の上端部と下端部に索条40を連結し、その索条40を基台24の支持台44上のプーリ41に架ける。プーリ41は、テンショナ45を介して、手動ハンドル46に連結されており、手動ハンドル46を回転させると索条40が移動し、それに伴って支柱部材34が上下方向に移動される。従って、不等沈下が発生したら、沈下した支柱1の手動ハンドル46で索条40を移動して支柱部材34を上昇させれば受梁3の連結点が上方に移動するので、不等沈下を吸収して光発電モジュール4の歪みを解消することができる。また、支柱部材34の上下方向への移動により、横並びの何れか一方の支柱1に対し、他方の支柱1を高くしたり低くしたりすることにより、光発電モジュール4の傾斜角度を変更することも可能となるので、所望する日光量や発電量に応じて支柱部材34を上下方向に移動させて光発電モジュール4の傾斜角度を変更すればよい。
テンショナ45は、プーリ41を支持する断面コ字状の可動ブラケット47と、開口側が前記可動ブラケット47と同じ向きの断面コ字状の固定ブラケット48を有し、固定ブラケット48は支持台44に固定されている。可動ブラケット47のウエブにはナット49が溶接固定されており、固定ブラケット48のウエブには貫通穴が開設されている。そして、固定ブラケット48のウエブの外側から貫通穴にボルト50を挿通し、そのボルト50を可動ブラケット47のナット49に螺合する。ボルト50をナット49に締め込むように回転させれば可動ブラケット47が固定ブラケット48側に移動されるので索条40のテンションを高めることができる。逆に、ボルト50をナット49から抜き出すように回転させれば可動ブラケット47は固定ブラケット48から離間するので索条40のテンションを低くすることができる。
図20は、光発電モジュール支持構造の第5実施例を示す正面図であり、図21は、図20のE−E断面図である。この支持高さ調整機構7は、光発電モジュール4の傾斜角度を調整するための傾斜角度調整機構23を備える。傾斜角度調整機構23の構成は、前記図10の第2実施例のものと同等であるので、同等の構成には同等の符号を付してその詳細な説明を省略する。本実施例では、支柱部材34を角柱とし、その上端部に雄ネジ34aを形成し、その雄ネジ34aに前記傾斜角度調整機構23を取付けてある。角柱の支柱部材34を支持する支持部材52は断面コ字状とし、そのウエブに支柱部材34を当接させる。支持部材52のリブ35への支持構造は、前記図11の第3実施例と同等であるので、同等の構成には同等の符号を付してその詳細な説明を省略する。
支柱部材34には、長手方向に沿って、即ち上下方向にチェーン51が取付けられており、そのチェーン51に噛合するスプロケット53が、前記支持部材52に回転自在に取付けられ、そのスプロケット53にハンドル46が連結されている。また、前記断面コ字状の支持部材52の2枚のリブには貫通穴が開設されており、その貫通穴にボルト54を挿通し、そのボルト54にナット55を螺合すると、ボルト54の軸部がスプロケット53の歯と歯の間に位置するようになっている。従って、不等沈下が発生したら、沈下した支柱1の手動ハンドル46でスプロケット53を回転し、そのスプロケット53の回転に伴ってチェーン51を移動して支柱部材34を上昇させれば受梁3の連結点が上方に移動するので、不等沈下を吸収して光発電モジュール4の歪みを解消することができる。また、支柱部材34の上下方向への移動により、横並びの何れか一方の支柱1に対し、他方の支柱1を高くしたり低くしたりすることにより、光発電モジュール4の傾斜角度を変更することも可能となるので、所望する日光量や発電量に応じて支柱部材34を上下方向に移動させて光発電モジュール4の傾斜角度を変更すればよい。また、支柱部材34を所定位置に移動したら、断面コ字状の支持部材52の貫通穴にボルト54を挿通し、そのボルト54にナット55を螺合すると、ボルト54の軸部がスプロケット53の歯と歯の間に位置し、スプロケット53の回転が規制され、結果的にチェーン51の移動、即ち支柱部材34の上下方向への移動が規制される。
図22は、光発電モジュール支持構造の第6実施例を示す正面図である。この支持高さ調整機構7は、光発電モジュール4の傾斜角度を調整するための傾斜角度調整機構23を備える。傾斜角度調整機構23の構成は、前記図10の第2実施例のものと同等であるので、同等の構成には同等の符号を付してその詳細な説明を省略する。また、本実施例の支柱部材34及び支持部材52及びそれらの取付構造は、前記図20の第5実施例と同等であるので、同等の構成には同等の符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施例では、前記第5実施例のチェーンに代えて、支柱部材34の長手方向に沿って、即ち上下方向にラック56が取付けられており、そのラック56に噛合するピニオン57が支持部材52に回転自在に取付けられ、そのピニオン57にハンドル46が連結されている。また、前記第5実施例と同様に、支持部材52の2枚のリブの貫通穴にはボルト54が挿通可能であり、そのボルト54にナット55を螺合すると、ボルト54の軸部がラック57の歯と歯の間に位置するようになっている。従って、不等沈下が発生したら、沈下した支柱1の手動ハンドル46でピニオン57を回転し、そのピニオン57の回転に伴ってラック56を移動して支柱部材34を上昇させれば受梁3の連結点が上方に移動するので、不等沈下を吸収して光発電モジュール4の歪みを解消することができる。また、支柱部材34の上下方向への移動により、横並びの何れか一方の支柱1に対し、他方の支柱1を高くしたり低くしたりすることにより、光発電モジュール4の傾斜角度を変更することも可能となるので、所望する日光量や発電量に応じて支柱部材34を上下方向に移動させて光発電モジュール4の傾斜角度を変更すればよい。また、支柱部材34を所定位置に移動したら、断面コ字状の支持部材52の貫通穴にボルト54を挿通し、そのボルト54にナット55を螺合すると、ボルト54の軸部がラック56の歯と歯の間に位置し、ラック57の回転が規制され、結果的にラック56の移動、即ち支柱部材34の上下方向への移動が規制される。
このように本実施形態の光発電モジュール支持構造では、大面積の光発電モジュール4を縦方向並びに横方向に多数並べて支持するにあたり、4本の支柱1のうちの横並びの2本の支柱1毎に2本の受梁2を跳ね出し状に支持し、その2本の受梁2上に複数の根太3を跳ね出し状に支持し、それらの根太3に光発電モジュール4を搭載支持すると共に、根太3と光発電モジュール4との間に、光発電モジュール4を揺動可能に支持する揺動支持機構6を介装し、支柱1と受梁2との間に、支柱1の不等沈下に対応して受梁2の高さを調整可能とした支持高さ調整機構7を介装したことにより、支柱1の不等沈下に伴う光発電モジュール4の歪みを低減することができると共に、不等沈下が生じても受梁2の高さを調整して光発電モジュール4の歪みを低減することができるので、光発電モジュール4の破損を抑制防止することができる。
また、支柱1間の水平方向の距離を6m以上としたことにより、支柱1の不等沈下に伴う光発電モジュール4の歪みを小さくすることができる。
また、受梁2の全長に対する当該受梁2の支柱1からの跳ね出し片側長さの比及び根太3の全長に対する当該根太3の受梁2からの跳ね出し片側長さの比を0.20以上0.22以下としたことにより、受梁2や根太3の強度を小さくすることが可能となるから、それらの重量を小さくすることができ、土地の沈下そのものを低減することができる。
また、支持高さ調整機構7に、光発電モジュール4の水平面に対する傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構23を備えたことにより、光発電モジュール4への日射量を調整して光発電モジュール4による発電量を調整することが可能となる。
また、支持高さ調整機構7に、受梁2の連結点を上下方向に移動するための支柱部材移動機構を備え、傾斜角度調整機構23に、受梁2の連結点を回転する回転連結機構を備えたことにより、支柱1と受梁2の連結点を上下方向に移動させるだけで光発電モジュール4の傾斜角度を調整することが可能となる。
また、支柱部材移動機構は、支柱部材34の移動を規制する規制機構を備えたことにより、受梁2の連結点の高さを所定の状態に保持しやすい。
1は支柱、2は受梁、3は根太、4は光発電モジュール、5は基礎、6は揺動支持機構、7は支持高さ調整機構、8はアンカーボルト、9はナット、10は支柱部材、11は基板、12は上板、13は揺動機構、14はカバー、15は上板部、16は垂直板部、17は下板部、18は取付部、19は取付部材、20は沈下量モニタ、21はチューブ、22は連結用パイプ、23は傾斜角度調整機構、24は基台、25は上板、26はネジ桿(支柱部材)、27は下側球面部材、28は上側球面部材、29はボルト、30はアイナット、31はナット、32はピン、33はリブ、34は支柱部材、35はリブ、36は支持部材、37はボルト、38は窪み、39はボルト、40は索条、41はプーリ、42は手動ウインチ、43はバンド部材、44は支持台、45はテンショナ、46は手動ハンドル、47は可動ブラケット、48は固定ブラケット、49はナット、50はボルト、51はチェーン、52は支持部材、53はスプロケット、54はボルト、55はナット

Claims (6)

  1. 光発電モジュールを縦方向並びに横方向に多数並べて支持する光発電モジュール支持構造であって、平面視で方形の4隅に位置し、下部が連結されていない4本の支柱と、前記4本の支柱のうちの横並びの2本の支柱毎に跳ね出し状に支持される2本の受梁と、前記2本の受梁上に跳ね出し状に支持され且つ光発電モジュールを搭載支持する複数の根太と、前記根太と光発電モジュールとの間に介装され且つ光発電モジュールを揺動可能に支持する揺動支持機構と、前記支柱と受梁との間に介装され且つ支柱の不等沈下に対応して受梁の高さを調整可能とした支持高さ調整機構とを備え、前記受梁の全長に対する当該受梁の支柱からの跳ね出し片側長さの比及び前記根太の全長に対する当該根太の受梁からの跳ね出し片側長さの比を0.20以上0.22以下としたことを特徴とする光発電モジュール支持構造。
  2. 前記支柱間の水平方向の距離を6m以上としたことを特徴とする請求項1に記載の光発電モジュール支持構造。
  3. 前記支持高さ調整機構は、光発電モジュールの水平面に対する傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の光発電モジュール支持構造。
  4. 前記支持高さ調整機構は、受梁の連結点を上下方向に移動するための支柱部材移動機構を備え、前記傾斜角度調整機構は、受梁の連結点を回転する回転連結機構を備えることを特徴とする請求項に記載の光発電モジュール支持構造。
  5. 前記支柱部材移動機構は、支柱部材の移動を規制する規制機構を備えたことを特徴とする請求項に記載の光発電モジュール支持構造。
  6. 請求項1乃至の何れか一項に記載の光発電モジュール支持構造に対し、
    透明な樹脂製カップで構成されると共に下部には連結用パイプが突設され、前記樹脂製カップの内部は連結用パイプの先端で外部と連通している沈下量モニタを、前記4本の支柱の夫々に同じ高さに取付け、
    前記連結用パイプにチューブを差し込んで前記4つの沈下量モニタを連結し、
    その状態で、全ての前記沈下量モニタの内部に液体を供給し、
    前記沈下量モニタの内部の液体の液面高さが変化した場合、前記沈下量モニタの内部の液体の液面高さが最も低い支柱に合わせて、その他の支柱の受梁の高さを前記支持高さ調整機構で調整することを特徴とする光発電モジュール支持構造の支持高さ調整方法。
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