JP6976068B2 - 側方部材、パネルアレイ構造体及び側方部材の設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の太陽電池ジュールのようなパネルが並んだパネルアレイの側方に設置されるための側方部材、当該側方部材を備えたパネルアレイ構造体、及び当該側方部材の設置方法に関する。

近年、複数の太陽電池モジュールのようなパネルアレイが建造物の屋根のような場所に設置されることがある。パネルアレイを設置可能な領域は、必ずしも正方形又は長方形とは限らない。例えば、一般住宅の屋根において、パネルアレイを設置可能な領域が、軒側から棟側に向かうにつれて狭くなっていたり、広くなっていたりする場合がある。この場合、屋根の桁方向におけるパネルアレイを構成するパネルの数が、軒側から棟側に向かうにつれて少なくなる。そのため、桁方向におけるパネルアレイの両側の端部が段差形状となり、意匠性に劣る。そこで、パネルアレイの両側端部に略三角形状の側方部材（コーナーカバーや太陽電池モジュール）を配置することで、パネルアレイ全体の両側辺を概ね直線状にすることが知られている（特許文献１）。

特許文献１では、パネルアレイの側方に配置される略三角形状の太陽電池モジュール（以下、単に「側方部材」と称する。）は、略直角三角形の２つの鋭角の部分を切除したような形を有する。当該切除した鋭角の部分に相当する箇所の１つに、取付け用の接合金具が固定されている。側方部材は、取付け用の接合金具によって、当該側方部材に隣接する太陽電池モジュールに固定されている。

特許第３６９２２９２号公報

特許文献１では、略三角形状の側方部材の切除された鋭角の隅部のうちの１つに、当該側方部材を、隣接する太陽電池モジュールのフレームに取り付けるための取付け用の接合金具が設けられている。しかしながら、側方部材の切除された鋭角の別の隅部が固定されないため、長期の使用とともに側方部材の位置ずれが生じ易い。また、側方部材が隣接する太陽電池モジュールに固定されているため、側方部材の荷重が隣接する太陽電池モジュールにかかる。したがって、太陽電池モジュールの長期的な信頼性にも不安が残る。

よって、側方部材の位置ずれを生じ難くすること、及び側方部材が設置されるパネルアレイの長期的な信頼性を改善させることの少なくとも一方が望まれる。

一態様に係るパネルアレイの側方に設置される側方部材は、第１隅部と、第２隅部と、第３隅部と、前記第２隅部と前記第３隅部を結ぶ第１縁辺と、前記第３隅部と前記第１隅部を結ぶ第２縁辺と、前記第１隅部と前記第２隅部を結ぶ第３縁辺と、を有する。第１隅部は、使用時に前記側方部材に隣接する第１隣接側方部材の隅部と連結可能に構成された第１固定具を有する。第２隅部は、使用時に前記側方部材に隣接する第２隣接側方部材の隅部と連結可能に構成され、前記パネルアレイを支持する支持装置に前記第１隅部を固定する第２固定具を有し、前記第２固定具は前記第１固定具を下方から支持する。

一態様に係るパネルアレイ構造体は、上記の側方部材と、複数のパネルを含むパネルアレイと、パネルを支持する支持装置と、を有する。

上記態様によれば、側方部材の位置ずれを生じ難くすること、側方部材が設置されるパネルアレイの長期的な信頼性を改善させることの少なくとも一方を提供することができる。

一実施形態に係るパネルアレイ構造体を示す模式図である。 図１の２Ａ−２Ａ線に沿ったパネルアレイ構造体の部分的断面図である。 パネルを支持する支持装置を構成する第１支持部材の斜視図である。 側方部材の平面図である。 図４の領域５Ｒの拡大図である。 図５の６Ａ方向から見た側方部材の模式図である。 第１固定具の模式図である。 図４の８Ａ方向から見た側方部材の模式図である。 図１の領域９Ｒの拡大図である。 第２支持部材及び第２固定具の斜視図である。 側方部材を設置する方法における一ステップを説明するための図である。 側方部材を設置する方法における一ステップを説明するための図である。 側方部材を設置する方法における一ステップを説明するための図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがあることに留意すべきである。

図１は、一実施形態に係るパネルアレイ構造体を示す模式図である。図２は、図１の２Ａ−２Ａ線に沿ったパネルアレイ構造体の部分的断面図である。図３は、パネルを支持する支持装置を構成する第１支持部材の斜視図である。

パネルアレイ構造体は、複数のパネル２０と、複数の側方部材２００と、パネル２０を設置面に支持する支持装置と、を有する。パネルは、例えば太陽電池モジュールであってよい。各々のパネル２０の形状は、上面視で略正方形又は略長方形であってよい。

設置面１０は、例えば建造物の屋根であってよい。本実施形態において、設置面１０は傾斜していてよい。本明細書において、傾斜した設置面において最大傾斜線に沿って高い方から低い方へ向かう方向を「流れ方向Ｆ１」と称する。流れ方向Ｆ１の上流側を「水上側」と称することがある。流れ方向Ｆ１の下流側を「水下側」と称することがある。また、水平面に平行な面内で流れ方向Ｆ１と直交する方向を「横方向Ｆ２」と称する。

複数のパネル２０は、アレイ状に並んでいてよい。本実施形態では、パネル２０は、横方向Ｆ２と、横方向Ｆ２に交差する方向に並んでいる。各々のパネル２０は、支持装置によって支持されている。

支持装置は、複数のパネル２０を支持している。支持装置は、複数の第１支持部材１１０及び複数の第２支持部材１２０を有する。第１支持部材１１０は、流れ方向Ｆ１に沿って延びており、設置面１０に固定される。第２支持部材１２０は、横方向Ｆ２に沿って、少なくとも２つの第１支持部材１１０にわたって延びている。第２支持部材１２０は、第１支持部材１１０上に配置される。

第１支持部材１１０は、設置面１０上に配置される不図示の固定金具や、例えばボルトのような不図示の締結部材によって設置面１０に固定することができる。複数の第１支持部材１１０は、屋根の垂木に固定するために、一般に、垂木の間隔に合わせて配置されていてよい。

第１支持部材１１０は、流れ方向Ｆ１に沿って延びるレール部１１１を含む。レール部１１１は、上面が開口した細長い中空の四角柱状に形成されていてよい。より具体的には、レール部１１１の上面には、流れ方向Ｆ１に沿って延びる開口が形成されていてよい。レール部１１１の上面１１２は、開口を挟んで両側に位置している。レール部１１１の上面１１２、すなわち第１支持部材１１０の上面は、第２支持部材１２０を載せる面を構成する。

第１支持部材１１０は、第１固定部１３０及び第２固定部１４０を含んでいてよい。第１固定部１３０及び／又は第２固定部１４０は、レール部１１１に対して着脱可能に構成されていてもよく、レール部１１１に対して着脱不能に構成されていてもよい。

第２支持部材１２０の底部１２２の一端１２４は、レール部１１１の上面と第１固定部１３０の上部１３２との間に挟まれている。第２固定部１４０は、第２支持部材１２０の底部１２２の別の一端をレール部１１１の上面に押しつける押付部１４２を有する。このように、第２支持部材１２０は、第１固定部１３０及び第２固定部１４０によって第２支持部材１２０に固定されている。

第１固定部１３０は、上部１３２からレール部１１１の上面１１２よりも下方に延びており、レール部１１１の上面１１２よりも下方で流れ方向Ｆ１に沿って延びていてよい。第２固定部１４０は、レール部１１１の上面１１２の下方に延びており、レール部１１１の上面１１２の下方で第１固定部１３０と接している。第２固定部１４０は、例えばボルトのような締結部材１６０によって第１固定部１３０に固定されている。

各々の第２支持部材１２０は、流れ方向Ｆ１に互いに隣接する２つのパネル２０をそれぞれ積載する第１積載面１２６ａ及び第２積載面１２６ｂを有する。第２支持部材１２０は、第１支持部材１１０に接する底部１２２を有する。第１積載面１２６ａ及び第２積載面１２６ｂは、底部１２２よりも上方に位置していてよい。具体的には、第１の積載面１２６ａ及び第２の積載面１２６ｂは、それぞれ底部１２２から上方に延びる支持部分１２７ａ，１２７ｂによって底部１２２より上方に支持されている。また、第２支持部材１２０は、第１積載面１２６ａと第２積載面１２６ｂとを仕切る側面当接部１２８を有していてよい。側面当接部１２８は、流れ方向Ｆ１に互いに隣接する一対のパネル２０の側面に当接する。

第２支持部材１２０はフランジ１２９を有していてよい。フランジ１２９は、側面当接部１２８の上部から流れ方向Ｆ１の両側に突出する。本実施形態では、パネル２０の端部が、積載面１２６ａ，１２６ｂとフランジ１２９によって挟持される。

第２支持部材１２０の底部１２２は、レール部１１１の開口を跨って、レール部１１１の上面１１２に載せられている。第２支持部材１２０の底部１２２は、第１固定部１３０及び第２固定部１４０によって第１支持部材１１０上に固定されている。

複数の第２支持部材１２０は、流れ方向Ｆ１における両端部に配置された２つの支持部材を除き、同一の構造を有していてよい。流れ方向Ｆ１における両端部に配置された２つの支持部材は、例えば、パネルを積載する積載面を１つのみ有するものであってよい。

次に、側方部材２００とその周囲の構造について詳細に説明する。図４は、側方部材２００の平面図である。図５は、図４の領域５Ｒの拡大図である。図６は、図５の６Ａ方向から見た側方部材２００の模式図である。ただし、図６では、後述する第１固定具１３０は便宜上示されていない。図７は、第１固定具１３０の模式図である。図８は、図４の８Ａ方向から見た側方部材２００の模式図である。図９は、図１の領域９Ｒの拡大図である。図１０は、第２支持部材１２０及び第２固定具３００の斜視図である。

横方向Ｆ２におけるパネルアレイの端部のパネル２０の位置は、流れ方向Ｆ１の位置に応じて異なっている。これにより、横方向Ｆ２におけるパネルアレイの端部は、側方部材２００を除くと、ジグザグ形状となっている。側方部材２００は、このパネルアレイの側方に設けられている（図１参照）。

側方部材２００の形状は、上面視で略三角形である。より具体的には、側方部材２００は、三角形の少なくとも１つの頂点、本実施形態では２つの頂点に相当する箇所が切り落とされたような形状をしている。

側方部材２００は、平板２０２と、平板２０２の側辺に位置するフレーム２０４と、を有する。平板２０２は、略三角形状であり、より具体的には三角形の２つの頂点に相当する箇所が切り落とされたような形状をしていてよい。平板２０２は、パネルの表面と実質的に同じ高さに維持されることが好ましい。

側方部材２００は、第１隅部２０１ａと、第２隅部２０１ｂと、第３隅部２０１ｃと、を有する。また、側方部材２００は、第２隅部２０１ｂと第３隅部２０１ｃを結ぶ第１縁辺２０３ａと、第３隅部２０１ｃと第１隅部２０１ａを結ぶ第２縁辺２０３ｂと、第１隅部２０１ａと第２隅部２０１ｂを結ぶ第３縁辺２０３ｃと、を有する。各隅部２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃは、三角形の頂点付近に相当する部分である。

側方部材２００の第１縁辺２０３ａは、当該側方部材２００の上流側に隣接するパネル２０の一辺に沿っている。側方部材２００の第２縁辺２０３ｂは、横方向Ｆ２において当該側方部材２００に隣接するパネル２０の一辺に沿っている。第１縁辺２０３ａ及び第２縁辺２０３ｂは直交していてよい。側方部材２００は、図１に示すように２つのパネル２０よって形成されるパネルアレイの側方のジグザグ形状の箇所に配置される。側方部材２００の第３縁辺２０３ｃは、パネルアレイの最も外側の縁に位置し、パネルアレイ全体の両側辺を概ね直線状にしている。

側方部材２００は、第１固定具２２０を備えている。第１固定具２２０は、側方部材２００の第１隅部２０１ａに着脱不能に固定されていてよい。第１固定具２２０は、使用時に当該側方部材２００に隣接する側方部材２００の第２隅部２０１ｂと連結可能に構成されている。すなわち、互いに隣接する側方部材２００は、隅部のところで互いに連結される。言い換えると、ある側方部材２００は、第１隅部２０１ａのところで隣接する側方部材の隅部と連結可能に構成されており、第２隅部２０１ｂのところで隣接する別の側方部材の隅部と連結可能に構成されている。このように、側方部材２００は第１隅部２０１ａと第２隅部２０１ｂとで固定されるため、１つの隅部で固定される場合と比較すると側方部材２００の位置ずれが生じ難い。また、側方部材２００どうしが互いに連結されているため、側方部材２００をパネルに固定する必要がない。したがって、パネルアレイの長期的な信頼性を改善することができる。

第１固定具２２０は、平面部２２２と、平面部２２２から上方に延びた立設部２２４と、を有していてよい。平面部２２２は、側方部材２００の平板２０２と実質的に平行な面内で広がっていてよい。平面部２２２は、側方部材２００の平板２０２よりも下方に位置していてよい。具体的一例として、平面部２２２は、平板２０２の裏側に設けられた裏側フレーム部２０６の下面に取り付けられている。

平面部２２２は、裏側フレーム部２０６の下面から、平板２０２の外側へ延びている。立設部２２４は、平面部２２２の一端辺から上方に延びていてよい。本実施形態では、立設部２２４は、平面部２２２の一端辺のうち、平板２０２の外側へ延びた部分のみに設けられている。

立設部２２４は、使用時、すなわちパネルアレイに配置されたときに、隣接する側方部材２００の第２隅部２０１ｂに面する。立設部２２４は、使用時に隣接する側方部材の隅部に第１締結部材２５２によって締結可能に構成されている。

具体的には、第１固定具２２０の立設部２２４は、例えばビスのような第１締結部材２５２が挿入される第１挿入孔２５０を有する。側方部材２００の第２隅部２０１ｂは、第１締結部材２５２が挿入される第２挿入孔２０７を有する（図８参照）。第２挿入孔２０７は、側方部材２００の平板２０２よりも下方の裏側フレーム部２０６に設けられていてよい。第１締結部材２５２が第１挿入孔２５０と第２挿入孔２０７の両方に挿入されることによって、隣接する２つの側方部材２００どうしが互いに固定される。

なお、側方部材２００の第２隅部２０１ｂは、同じ側方部材２００の第１固定具２２０と同じ構造を有する固定具と固定可能に構成されていることが好ましい。このような構造を有する側方部材２００を複数準備すれば、同一の構造を有する複数の側方部材２００を隅部において互いに連結することができるようになる。

また、前述したように、第１固定具２２０の平面部２２２が側方部材２００の平板２０２よりも下方に位置するため、立設部２２４を側方部材２００の平板２０２及び／又はフレーム２０４より上方に突出しないように構成することができる。

側方部材２００は、パネルアレイを支持する支持装置に固定されていることが好ましい。具体的には、側方部材２００は、パネルアレイを支持する支持装置に第１隅部２０１ａを固定する第２固定具３００を有していてよい。これにより、互いに連結された側方部材２００を、隅部２０１ａ，２０１ｂのところで支持装置に固定できるため、側方部材２００の位置ずれをより抑制することができる。また、側方部材２００が、パネル２０ではなく支持装置に固定されるので、パネル２０に負荷がかかり難く、パネルアレイの長期的な信頼性の低下を抑制することもできる。

具体的には、第２固定具３００は、側方部材２００の第１隅部２０１ａを第２支持部材１２０に固定する。より具体的には、第２固定具３００は、横方向Ｆ２における第２支持部材１２０の側部に取り付けられている。

第２固定具３００は、第１固定具２２０を下方から支持する支持部３０４と、支持部３０４から下方に延びた壁部３０２と、を有していてよい。支持部３０４は、第１固定具２２０の平面部２２２を支持する。

第１固定具の平面部２２２は、例えばビスのような第２締結部材２４２が挿入可能な第３挿入孔２４０を有する。一方、第２固定具３００の壁部３０２は、第２締結部材２４２が挿入可能な第４挿入孔３０５を有する。第２締結部材２４２が第３挿入孔２４０と第４挿入孔３０５の両方に挿入されることによって、第２固定具３００が第１固定具２２０に固定される。

第２固定具３００の壁部３０２は、支持装置に支持されたパネルアレイを構成するパネル２０よりも下方に達しており、パネル２０よりも下方で第２締結部材２４２支持装置に締結可能に構成されていることが好ましい。具体的には、第２固定具３００の壁部３０２は、例えばビスのような第３締結部材３１０が挿入可能な第５挿入孔３０３を有する。一方、第２支持部材１２０の側部には、第３締結部材３１０が挿入可能な第６挿入孔１２１が設けられている。第３締結部材３１０が第５挿入孔３０３と第６挿入孔１２１の両方に挿入されることによって、第２固定具３００が第２支持部材１２０に固定される。

第６挿入孔１２１は、第２支持部材１２０の第１積載面１２６ａ及び第２積載面１２６ｂよりも下方に設けられていてよい。

また、側方部材２００の第１縁辺２０３ａと第２縁辺２０３ｂの少なくとも一方が、パネルアレイを支持する第２支持部材１２０の第１積載面１２６ａ及び／又は第２積載面１２６ｂに積載可能に構成されていることが好ましい。本実施形態では、側方部材２００の第１縁辺２０３ａが、第２支持部材１２０の第２積載面１２６ｂに積載される。これにより、側方部材２００は、隅部２０１ａ，２０１ｂで固定されるだけでなく、第１縁辺２０３ａと第２縁辺２０３ｂの少なくとも一方でも支持されるため、より安定的に固定されることになる。

以下、側方部材２００を設置する方法について説明する。図１１、図１２及び図１３は、側方部材を設置する方法における各ステップを説明するための図である。まず、設置面１０に前述した支持装置及び複数のパネル２０を設置する。支持装置は、前述したように、第１支持部材１１０及び第２支持部材１２０を含んでいてよい。

第６挿入孔１２１と設置面１０との間の間隔が狭い場合は、側方部材２００を第２支持部材１２０に固定する第２固定具３００を、第２支持部材１２０を設置する前に、第２支持部材１２０に取り付けておくことが好ましい。

次に、図１１に示すように、パネルアレイの側方の端部のパネル２０の横に、側方部材２００を挿入する。この際に、第２支持部材１２０に取り付けられた第２固定具３００の上に第１固定具２２０が積載されるようにする（図１２も参照）。さらに、側方部材２００の第１縁辺２０３ａを第２支持部材１２０の第２積載面１２６ｂに載せることが好ましい。なお、便宜上、図１１には、第２支持部材１２０は示されていない。

次に、第２締結部材２４２によって、第１固定具２２０と第２固定具３００とを互いに固定する（図１２参照）。これにより、側方部材２００の第１隅部２０１ａが第１固定具２２０及び第２固定具３００によって第２支持部材１２０に固定される。次に、第２支持部材１２０に固定した側方部材２００に隣接する側方部材２００を配置し、側方部材２００の第１固定具２２０と、隣接する側方部材２００の第２隅部２０１ｂとを第１締結部材２５２によって固定する。

各側方部材２００に対して前述の作業を繰り返すことによって、複数の側方部材２００を設置することができる。

上述したように、実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

例えば、上記実施形態では、パネルアレイは、傾斜した傾斜面に設置されている。この代わりに、パネルアレイは、傾斜面に限らず、水平な面に設置することもできる。この場合、上述した流れ方向Ｆ１は、単に水平な面内の一方向と読み替えることができる。

また、複数のパネルを支持する支持装置の構成は、前述したものに限られない。支持装置は、パネルアレイを支持可能なものであればよい。

側方部材２００は、太陽電池セルを有していてもよい。すなわち、側方部材２００は、側方部材２００の平板２０２のところに配置された太陽電池セルを有していてもよい。

１０ 設置面
２０ パネル
１１０ 第１支持部材
１２０ 第２支持部材
２００ 側方部材
２２０ 第１固定具
３００ 第２固定具

Claims (7)

1. パネルアレイの側方に設置されるための側方部材であって、
   第１隅部と、第２隅部と、第３隅部と、前記第２隅部と前記第３隅部を結ぶ第１縁辺と、前記第３隅部と前記第１隅部を結ぶ第２縁辺と、前記第１隅部と前記第２隅部を結ぶ第３縁辺と、を有し、
   前記第１隅部は、使用時に前記側方部材に隣接する第１隣接側方部材の隅部と連結可能に構成された第１固定具を有し、
   前記第２隅部は、使用時に前記側方部材に隣接する第２隣接側方部材の隅部と連結可能に構成され、
   前記パネルアレイを支持する支持装置に前記第１隅部を固定する第２固定具を有し、
   前記第２固定具は前記第１固定具を下方から支持する、側方部材。
2. 前記第２隅部は、前記第１固定具と同じ構造を有する固定具と固定可能に構成されている、請求項１に記載の側方部材。
3. 前記第１縁辺と前記第２縁辺の少なくとも一方が、前記パネルアレイを支持する支持装置の、パネルを積載する積載面に積載可能に構成されている、請求項１または２に記載の側方部材。
4. 前記側方部材は、前記パネルアレイを構成するパネルの表面と実質的に平行な面内に広がる平板を有し、
   前記第１固定具は、前記平板よりも下方の位置で該側方部材に取り付けられている平面部と、前記平面部から上方に延びた立設部と、を有し、
   前記立設部は、使用時に前記第１隣接側方部材の隅部に面し、締結部材によって前記第１隣接側方部材の隅部に締結可能に構成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の側方部材。
5. 前記第２固定具は、前記第１固定具を下方から支持する支持部と、前記支持部から下方に延びた壁部と、を有し、
   前記壁部は、前記支持装置に支持された前記パネルアレイを構成するパネルよりも下方に達しており、前記パネルよりも下方で締結部材によって前記支持装置に締結可能に構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の側方部材。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の側方部材と、複数のパネルを含むパネルアレイと、前記パネルを支持する支持装置と、を有するパネルアレイ構造体。
7. 前記支持装置は、第１方向に沿って延びた支持部材を有し、
   前記支持部材は、前記第１方向と交差する第２方向に互いに隣接する第１及び第２パネルをそれぞれ積載可能な第１及び第２積載面を有し、
   前記第２固定具は、前記第１方向における前記支持部材の側部に取り付けられている、請求項６に記載のパネルアレイ構造体。

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