成果報告書詳細
管理番号20160000000070
タイトル平成25年度ー平成27年度成果報告書 「太陽光発電多用途化実証プロジェクト/太陽光発電多用途化実証事業/傾斜地における太陽光発電設置のための小径鋼管杭工法の開発および実証」
公開日2016/12/10
報告書年度2013 - 2015
委託先名奥地建産株式会社
プロジェクト番号P13008
部署名新エネルギー部
和文要約1.課題と目標 太陽光発電システムの導入促進のため、傾斜地における架台・基礎の設計技術を開発・実証する。「太陽電池アレイ用支持物設計標準(以下設計標準)」には、傾斜地に適応する規格がないため、風洞試験をもとに太陽電池モジュールの設計用風力係数を求め、さらに地盤調査に基づいた小径鋼管杭の設計を行い、実証サイトでの有効性確認を行うとともに施工技術の開発、発電量評価も行い平地同等の発電単価を実現することを目標とした。 2.実施内容および結果 2.1傾斜地における風力と必要な耐風圧強度の設計 太陽電池モジュール模型による風洞試験を行い、傾斜地における設計風力係数を把握し、実証サイトでの検証を行うなかで、実験範囲に限定されるが傾斜地に太陽電池モジュールを設置する場合、傾斜地の勾配が23°以上であればJIS C 8955:2011により算定した風圧荷重を架台および基礎の設計に採用できる見込みが得られた。 2.2傾斜地における地盤と小径鋼管杭の設計 太陽光発電用架台を支持している小径鋼管杭は、圧縮力・水平力も必要であるが、架台が軽量構造体であるため、引抜力を重要視する必要があり、引抜力の測定を行うとともに傾斜地に適応した小径鋼管杭の設計を行った。実証結果から、引抜力は杭径による理論値と近似しており、平地と同様と推定でき、杭の表面処理の影響を受けることも判明したが、今後はより多くの地点で試験を行い、多数のデータ蓄積による分析が必要であることが分かった。 2.3傾斜地における地際腐食と防錆処理 地際部における腐食原理・メカニズムの解明を目的として、地際部腐食モデルの構築と腐食反応測定を実施した。実験結果から、絶縁皮膜鋼管は防錆効果に優れ、地際腐食対策として有効であるが、塗膜破損等の影響を考慮する必要があり、最終目的である腐食原理解明には、より詳細に実験を重ね、土壌による腐食の評価も必要であることが分かった。 2.4傾斜地における作業環境下での施工方法 基礎及び架台設計と並行して、傾斜地で施工を行う際の課題解決に向けて実証を行い、施工方法の確立をはじめ、事前の地盤状態の確認方法、足場の確保方法、資材の搬入方法及び滑落防止等の確認が行えた。 2.5 コスト低減技術 傾斜地への太陽光発電システム導入において、コスト低減を図るため、組立てや施工における誤差補正時間の短縮、軽量部材の設計、ユニット化された部品の工場生産及び施工治具・工具の開発を実現した。 2.6発電効率確認 実証サイトの発電量と平地における発電量を比較し、傾斜地における配置指針の作成を行った。平地と比較して差異は認められず、平地同様の発電量の確保が確認できた。 2.7建設、維持管理、撤去費用の試算 傾斜地への太陽光発電システムを導入する費用面での課題には、架台の軽量化及び施工治具の使用で施工費用を抑制し、鋼管杭基礎の耐食年数の向上と防錆費用の削減を実施した。施工費用は当初の目標額まで抑制でき、導入時の費用割合が高い防錆費用は現在の処理技術で販売拡大に伴いコスト削減が可能であり、その削減率は今後の処理技術の向上に比例する。傾斜地と平地の比較では土地代金が1/2程度(当社調べ)と推定され、除草費用を追加しても20年間を通してほぼ同等の結果が試算された。 2.8発電コスト試算 発電コスト22.7円/kwhの実現を目標とする上で、実証実験の成果として建設費用や運転維持費、廃棄費用を含めて発電コストは21.0円/kwhとなった。平地における21.1円/kWhとほぼ同等の発電コストが達成できた。
英文要約1.Tasks and Goals We have the development and demonstration of the design technology of the frame and foundation in slope for the spread of solar power generation system. There is no standard to adapt to the slope in the "Design guide on structures for photovoltaic array". So, we have designed the small-diameter steel pipe pile based on ground survey by obtaining a wind power coefficient for a design of the solar cell modules on the basis of the wind tunnel test. And performs a validity check on our site, it was also carried out development and amount evaluation of power generation for construction technology. As a result, we realized the flat equivalent unit price of power generation with the goal. 2.Implementation content and Results 2.1 Design of wind power and the required resistance to wind pressure strength in slope It is limited to the experimental range, the wind load was calculated by JIS C 8955:2011 can be used to design for frame and basis when you will installing a module to the slope that gradient is 23 °or higher. 2.2 The design of the ground and the small-diameter steel pipe piles in slope As a results, pullout force is approximated to the theoretical value by the diameter of the pile could be estimated to be the same as the flat. Also, found that are affected by surface treatment of piles. In the future, we have to analyze a large number of data by tests on more points. 2.3 Corrosion occurring at the boundary with the ground and rust preventive process in the slope. Insulating coating steel pipe has excellent anti-rust effect been found to be effective as the corrosion protection. On the other hand, it is also necessary to consider the influence of the damage of the coating film. 2.4 Construction methods under the working environment in the slopes We have done confirmation, “methods of construction”, “how to check the advance of the ground state”, “how secure the scaffold”, “loading method of materials” and “method of slipping prevention”. 2.5 Technology for Cost reduction We have taking various ideas for it, “Shortening of the error correction time in the assembly and construction”, “Design of lightweight material”, “Factory production of unitized parts” and “Development of construction tools”. 2.6 Confirmation of the power generation efficiency Differences between them were not observed. In other words, it was able to secure a much the same as the amount of power generation in plains. 2.7 Estimate the cost of Construction, maintenance and removal Has been added to herbicidal costs but it can be estimated land price in the slope or the like is about 1/2 (our research). Thus, almost the same order of results obtained in comparison to the plains passing through the 20 years. 2.8 Estimate the power generation cost The power generation costs became a \21.0/kWh, including disposal costs, construction costs and operating maintenance costs. Thus, almost the same power generation costs and \21.1/kWh in the plains could be achieved.
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