【应用】日本太阳能车棚顶兼作停车场棚和防灾基地

室外停车场棚顶作为可建光伏电站的新天地而受到了关注：不但是无需改造的平坦且日照良好的用地，而且毗邻建筑物等需求设备，系统并网比较容易，将来还可以选择自家消费模式。

停车场棚顶采用太阳能电池板的“太阳能车棚”，除了具备减少二氧化碳排放量的环保性外，对利用停车场的车主来说，还可以遮阳挡雨，能提高舒适性。另外，对其在灾害是可作防灾据点的功能还颇有好评。

日本首座道之驿百万光伏电站

枥木县佐野市田沼地区位于日本列岛“正中央”。如果用直线连接日本列岛东西南北的基准点，直线交叉的中心点就位于田沼地区（原田沼町）。该地区的道之驿之所以命名“Domannaka田沼”，就是由此而来。

2016年8月29日，在道之驿“Domannaka田沼”的礼堂举行了“地方防灾基地竣工纪念庆典”。竣工的“地区防灾基地”就是在道之驿北侧的室外停车场设置的车棚型百万光伏电站（图1）。

　　图1：在道之驿“Domannaka田沼”设置的太阳能车棚（摄影：Domannaka田沼）

发电站由佐野市与佐野市农业协同组合、佐野市ASO商工会、MIKAMO森林组合等出资成立的第三方企业Domannaka田沼（枥木县佐野市）建设。平时作为光伏发电售电业务运营，发生灾害时作为防灾基地使用。据称在道之驿建设大规模车棚型光伏电站属日本首例。

为道之驿北侧的约5000m2室外停车场安装了顶棚，同时在棚顶上设置了太阳能电池板。总共为350个车位，输出功率约为1.1MW。在钢柱上安装折板棚顶，上面固定了电池板。

基础用钢筋混凝土固定在地下深1m处。4根支柱之间横竖各2，合计4个车位。

发生灾害时可用帘帐隔出房间

发生灾害时，除了使部分光伏逆变器（PCS）独立运转，为蓄电池充电外，车棚下的空间还可作为避难所和物资存放场所等开放。通过在停车场棚檐下和支柱间拉起帘帐，能简单隔成一个个房间，以便设置救护站、临时洗手间和浴室等。

发生灾害时还会有人在汽车中避难，可以作为这些灾民的专用停车场使用。

另外，停车场西侧约40个车位的棚顶高度设计为3m以上，以便救灾用特殊车辆停车（图2）。

　　图2：拉上帘帐可设置救护站和临时洗手间等（摄影：日经BP社）

常备有10kWh（5kWh／台×2台）的应急便携蓄电池。发生灾害时可将部分PCS切换为独立运转模式，为蓄电池充电。可以确保个人电脑和手机等防灾基地所需的最低限度的电源（图3）。

　　图3：备有应急便携式蓄电池（5kWh/台×2台）（摄影：日经BP社）

今后计划利用售电收入打防灾用水井，以确保用水，同时导入引擎发电机，以备光凭太阳能电池板的电力无法完全满足使用的应急电力需求。

企业负责设计和施工，从银行融资

发电站的设计由FUKETA设计公司（宇都宫市）负责，施工由渡边电设（枥木县足利市）负责，太阳能电池板设置3985张阿特斯阳光电力的产品（265W/张），PCS为田渊电机制造（25kW）。总业务费为5.5亿日元，从足利银行融资。收购价格为32日元/kWh（不含税）。

Domannaka田沼社长筱原敏秀介绍说，“大约3年前开始与佐野市协商，从环境方面考虑，讨论设置光伏发电设备。同时，为了提高道之驿作为防灾基地的功能，还着眼于带棚顶的停车场。通过设置带太阳能电池板的停车场棚顶，能完善政府的防灾对策，为放心安全的城市建设做贡献”。

道之驿“Domannaka田沼”已经导入了电动汽车用充电器等，与佐野市合作推进了环境对策。关于光伏发电，考虑过在建筑上设置电池板，但由于是圆顶的房顶形状，无法设置。

另一方面，东日本大地震中出现了受灾者在汽车中避难，不得不停留在附近的道之驿停车场的情况。由这种教训，道之驿作为防灾基地的功能受到重视，佐野市也拟将道之驿纳入防灾计划之中。

另外，筱原社长说，“对道之驿的利用者来说，下雨时上下车不会被淋湿。夏季车内温度不容易升高，冬季下雪时汽车上也不会积雪。平时也有很多好处”（图4）。

　　图4：下雨时上下车也不会淋湿（摄影：日经BP社）

为用户着想设置雨水管

车棚光伏电站建设费为5.5亿日元，与普通的百万光伏电站建设成本相比，每kW的单价达到1.5倍。原因是，在改造工程和架台（棚顶）上花了功夫，确保了万无一失。北侧停车场的地基原来比较低，排水存在课题，因此垫了约1m厚的土，抬高了地基。

安装太阳能电池板的架台是在钢柱头上架梁后安装折板棚顶，在上面装电池板。“比起太阳能电池板的架台，更像是建设普通的建筑，在上面安装了电池板”（Domannaka田沼销售业务部总经理川田裕一）。

基础采用basePack柱脚施工法。在地下约1m深处，在约2m见方的模板上设置钢筋打混凝土，用锚栓在该基础上固定柱脚（图5）。

　　图5：挖开柏油路面，利用basePack柱脚施工法固定基础（摄影：日经BP社）

考虑到雨天时利用停车场的用户的舒适性，还设置了雨水管（图6）。实际上，当初的设计是没有雨水管的。“建设过程中遇到大雨时，雨水像瀑布一样从棚顶倾泻而下，有连雨伞都能砸坏的势头。因此，临时变更成了带雨水管的设计”（川田总经理）。

图6：变更设计，安装了雨水管（摄影：日经BP社）

在员工停车场设置太阳能棚顶

据称，认识到道之驿作为防灾基地的功能，是2004年10月发生的中越地震。这一动向与光伏发电的普及和低价格化相呼应，在道之驿等流通设施，太阳能车棚开始受到关注。

率先应对这一需求并实现商品化的，是制造铝设备产品等的SUS公司（静冈市）。该公司生产光伏发电用铝架台，作为新的战略性商品，推出了将太阳能电池板用作停车场棚顶的“太阳能车棚”，2015年设置在静冈事务所的员工停车场进行了验证（图7）。

　　图7：SUS静冈事务所的太阳能车棚（摄影：SUS）

输出功率为0.7MW，将2805张太阳能电池板作为棚顶铺设，共有396个车位。发电电力利用固定价格收购制度（FIT）售电。在预制式基础上固定3根支柱，一个单元（阵列）用3个基础设置85张电池板。每个单元为12个车位。

由于是员工用停车场，较之于美观性，优先考虑了成本，太阳能电池板背面没有覆盖装饰材料等。因此，布线裸露在外面。但考虑到大雨时的舒适性，设置了雨水管。

作为停车场的棚顶，特点是除了发挥挡雨和遮阳的功能外还能发电，发生灾害等紧急情况时可以作为避难设施使用。作为选配项，准备了防寒帐篷布和床板，设置在棚顶（电池板）下面，发生灾害时能提供独立的居住空间（图8）。

　　图8：作为选配项，准备了防寒帐篷布和床板（摄影：日经BP社）

SUS静冈事务所的太阳能车棚建设费用约为2.3亿日元。太阳能电池板为京瓷制造。

与菊川市就灾害时作避难所利用达成协议

该公司8月18日与静冈县菊川市签订了“发生灾害时避难所等设施利用的相关协议”。发生灾害时，将把位于菊川市的该公司静冈事务所内设置的太阳能车棚等，作为避难所和灾后重建援助志愿者的活动基地等提供给菊川市使用。

根据与菊川市签订的协议，发生灾害时，根据受灾和恢复情况，将在菊川市的主导下利用该设施。例如，周边市民的房屋受损时、因公共交通机构受损等而出现难以回家者，或者接待援助菊川市灾后重建的志愿者时等，将为灾民和救援者提供居住空间。

具体来说，发生地震后7天内，菊川市可以利用SUS的以下设施：（1）将太阳能车棚（带棚顶的停车场）作为临时避难场所使用。在棚顶下用胶合板铺设地板，搭设帐篷，以约15m2（约4.5坪）为单位，设置能容6～7人住宿的紧急避难帐篷（图9）。（2）将SUS的产品——铝制迷你居住单元（地板面积约为8.8m2）作为志愿者活动基地使用（图10）。（3）利用文件仓库兼防灾仓库。该仓库内除了各种帐篷房用备品外，还储藏了帐篷式洗手间、简易床、露营桌、折叠椅、引擎式发电机、饮用水及食物等。（4）在SUS占地内确保粪尿处理区。

　　图9：设置约4.5坪的紧急避难临时帐篷房（摄影：日经BP社）

　　图10：铝制迷你居住单元（摄影：日经BP社）

利用预制基础短期施

SUS的太阳能车棚以在现有室外停车场的设置为前提，因此特点是工期短。据称一个单元（85张电池板、12个车位）最短1周即可完成。使这得以实现的，是预制基础以及支柱和梁的工厂加工。

太阳能车棚是以相对较少的基础支撑较多数量的电池板，而且以大面积阵列（电池板设置单位）承受风力，因此基础的工程规模较大。现场打混凝土基础的话比较费时间。所以，采用了在工厂里用模板打好混凝土，制作预制基础，然后运到发电站的方法（图11、图12）。

　　图11：在预制基础上固定柱脚（摄影：日经BP社）

　　图12：在工厂制造的预制混凝土基础（摄影：日经BP社）

另外，支撑电池板的支柱和梁的钢材全部在工厂里提前加工好，在施工现场只需组装即可。

SUS是铝产品厂商，但太阳能车棚的结构构件都采用钢制。SUS公司Ecoms设计小组的大塚善史说，“太阳能车棚的结构体也可以利用铝材设计，但采用铝材的话，向政府机关申请建筑确认需要时间等，对工期和成本不利，所以此次的产品采用了钢材”。

太阳能车棚与野外的太阳能电池板架台不同，属于建筑物，需要遵守《都市计划法》和《建筑基准法》等多项法规。能迅速办妥这些法律手续，在短期内完工也是一大重点。

民间大型商业设施受到关注

据称，SUS的太阳能车棚最初以环境对策和防灾意识较高的“道之驿”为主要目标展开促销，但实际上，来自民间大型商业设施和汽车销售商等的咨询更多。

因在东日本大地震中，宫城县的“永旺梦乐城石卷”作为避难所做出了贡献等，将超市等大型商业设施作为防灾基地的意识高涨。另外，汽车销售商中有评价称，太阳能车棚可以提高客户满意度和公司形象等，能为提高销售基地的附加值做贡献。

设置太阳能车棚的道之驿“Domannaka田沼”自2001年度开业以来持续增收，除了向股份公司过渡的时期外，一直保持盈利状态，持续健康经营。通过面向客户的自主活动吸引了当地顾客，2015年度的销售额达到16.5亿日元。太阳能车棚的建设资金能从银行贷款也得益于主业的稳定业绩。

很多“道之驿”经营都比较困难，虽然关注太阳能车棚的防灾功能，但缺乏投资能力。因此防灾型太阳能车棚有望以面向顾客和地区贡献意识较高的民间商业设施为中心实现扩大。