地上設置型太陽光発電システムの基礎構造比較：ネジ式、杭式、それともバラスト式？
毎太陽光発電用地上設置システム太陽光発電システムの成否は、後から変更するのが難しい一つの決定事項、つまり基礎にかかっています。架台、レール、クランプなどが注目を集めますが、風圧、積雪荷重、そして数十年にわたる振動を地中に伝えるのは基礎部分です。このガイドでは、今日の地上設置型太陽光発電プロジェクトで使用されている3種類の基礎（地中ねじ、コンクリート杭、バラスト基礎）を比較し、土壌、現場へのアクセス、スケジュールに合わせて最適な基礎を選択する方法を示します。
財団が地上設置型太陽光発電の性能を決定する理由
地上設置型太陽光発電システムのコストにおいて、基礎工事は通常、モジュールに次いで最大の項目であり、設置期間の大部分を占めます。強風対策を施した架台システムであっても、基礎が地盤から浮き上がれば機能しなくなります。土壌の種類、凍結深度、地下水位、腐食等級、そして地域の許可など、様々な要素によって設計は異なる基礎へと導かれます。そして、誤った選択を覆すには多大な費用がかかります。基礎を交換するには、列を撤去し、レイアウトを再設計し、アレイを再検査する必要があるからです。
地中スクリュー基礎：迅速、清潔、そして可逆性
地中ねじ（らせん杭とも呼ばれる）は、らせん状の刃が付いた亜鉛メッキ鋼製のシャフトで、設計された深さまで土壌にねじ込み、取り付けブラケットを地上に残します。作業手順が簡単なため、ほとんどの新しい商業用および公益事業規模の太陽光発電設置プロジェクトで標準となっています。手順は、位置をマークし、ねじを必要なトルクで締め付け、ブラケットを糸線に合わせて切断し、レールをボルトで固定するだけです。
強み：
・適切なドライバーを使用すれば、基礎工事1箇所につき2～3分で完了します。掘削作業もコンクリートの養生時間も不要です。
・コンクリートの打設が困難または不可能な冬期も工事は継続される。
・土壌への影響が非常に少ないため、草や表土がそのままの状態を保つことができます。これは農地や賃貸地にとって大きな利点です。
・取り外し可能：アレイを移設する場合、ネジを取り外して再利用できます。
制限事項:
・岩盤が多い、巨石が多い、または非常に密度の高い地盤では、スクリューの打ち込みが止まる可能性があります。地盤工学的調査または試験杭打ちが不可欠です。
・耐力は、土壌の説明から推測するのではなく、トルク測定値によって確認する必要がある。
・湿った土壌や腐食性の高い土壌では、より高い耐腐食等級が必要となり、場合によってはより太いシャフトが必要になる。
コンクリート杭と現場打ち基礎
コンクリートは、太陽光発電用地上設置型基礎の伝統的な素材として依然として用いられています。打ち込み杭、打ち込み鋳造杭、または現場打ち杭は、非常に高い揚力と横方向の耐力を発揮するため、積雪量の多い地域、軟弱地盤や変動の大きい地盤、およびスクリューが設計深度まで届かない場所に適しています。
トレードオフとなるのは時間と耐久性だ。コンクリートは掘削、型枠、鉄筋、養生が必要で、通常はすべての列に届くトラックも必要となる。また、耐用年数が過ぎた時の撤去は解体工事となる。将来的に農地として利用される可能性のある賃貸地では、これは計画上、重大なコストとなる。
バラスト式地上設置型ベース：土壌に触れることができない場合
バラストシステムは、地面に打ち込むのではなく、プレキャストブロックやバラストトレイを使用してアレイを固定します。埋立地の覆土、汚染された土地、汚染土壌、保護された土地などに適しています。ただし、設置面積と輸送コストが問題となります。バラスト式基礎は、列ごとに広いスペースが必要で、支持力の確認と現場での大量のコンクリートが必要となるため、開けた場所ではコスト面で有利になることはほとんどありません。
3つの基礎を比較する方法
・設置速度：地中ねじは圧倒的に速く、コンクリートは養生に時間がかかるため最も遅く、バラストはクレーンと配送時間によって制限される。
・現場へのアクセス：ねじは列の間に収まるコンパクトな機器で作業できますが、コンクリートはミキサーまたはポンプのアクセスが必要です。
・土壌への影響：ネジは土壌断面をほとんど変化させませんが、杭やバラストははるかに大きな影響を与えます。
・凍結深度と地下水位：凍結深度が深く、地下水位が高い場合は、杭打ち工法、または工学的に設計された埋め込み深さの深いスクリュー工法が適しています。
・コスト要因：ねじの鋼材と設置時間、杭のコンクリート量と人件費、バラストのブロック数と輸送費。
・耐用年数の終了：ネジは取り外し可能ですが、コンクリートは取り外しできません。バラストは持ち上げることができます。
適切な地上設置型太陽光発電基礎の選び方
1. まずは地盤調査報告書を読んでください。支持力、岩盤の深さ、腐食性などによって、選択肢がすぐに絞り込まれます。
2. 設計荷重を固定します。風速、積雪荷重、暴露区分によって、必要な揚力抵抗を設定します。
3. 凍結深度と排水状況を確認し、基礎が凍結線より下に位置するか、設計上、凍結による隆起に耐えられるようにする。
4. スケジュールを計画する。短時間の通電時間内に、ネジを使用することで硬化遅延を完全に解消できます。
5. 土地の所有形態に合わせる：賃貸地や一時的な土地では、可逆的な基礎が土壌を保護し、撤退コストを削減します。
よくある質問
太陽光発電の地上設置システムにおいて、接地ネジはどのくらいの深さまで締め込む必要がありますか？
深さは設計図に基づいて設定され、現場で確認されます。スクリューは規定のトルクに達するまで打ち込まれ、生産開始前に試験杭が設置されます。必要な深さは土壌強度、凍結深度、列荷重によって変化するため、設計値は常に経験則よりも優れています。
岩の多い土壌でも、地盤固定ネジは効果を発揮しますか？
場合によっては、浅い岩盤、巨石、または密集した砂利がスクリューの進入を妨げたり、十分に埋め込めなかったりすることがあります。1、2本の試験杭を打ち込めばすぐに問題が解決します。失敗した列をやり直すよりもはるかに安価です。
地中ねじ式基礎はコンクリート基礎よりも安価ですか？
ほとんどのレベルでは、通常の土壌のアクセス可能な場所では、はい、設置はより速く、コンクリートや型枠は不要です。 作業や養生が必要となる場合があります。非常に岩盤の多い地盤、非常に軟弱な地盤、または荷重の大きい地盤では、杭打ち工法の方が総コストを抑えられる場合があります。
地上設置型プロジェクトの計画をお考えですか？
基礎の選択は設計上の重要な決定事項であり、購入後の後付け事項ではありません。地盤調査報告書、荷重条件、現場へのアクセス計画を早期に検討することで、太陽光発電用地上設置システムのその他の構成要素（ネジまたは杭、レール、クランプ、配置など）はスムーズに決定できます。
次回の地上設置型太陽光発電プロジェクトについて、基礎工事を中心とした見積もりを入手しましょう。
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