JP2014041877A - Solar cell module fitting structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュールを架台に取付ける構造に関するものである。特に、フレーム構造の架台へ太陽電池モジュールを固定する際に、事前に太陽電池モジュールどうしを接続する接続構造に関する。 The present invention relates to a structure for attaching a solar cell module to a mount. In particular, the present invention relates to a connection structure for connecting solar cell modules in advance when the solar cell module is fixed to a frame structure.
一般に、複数枚の太陽電池モジュールは、架台の上に並べて配置されて固定されている。例えば、架台として、2本のフレーム材が互いに異なる高さで平行に設置される。太陽電池モジュールは、これらの2本のフレーム材に取り付けられて配置される。太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと枠部材とを有する。枠部材は、太陽電池パネルの外周部に取り付けられている。太陽電池モジュールは、枠部材とフレーム部材とをネジ等の締結部材で締結することで、フレーム部材に固定される。 Generally, a plurality of solar cell modules are arranged and fixed side by side on a gantry. For example, two frame members are installed in parallel at different heights as a frame. The solar cell module is mounted and disposed on these two frame members. The solar cell module has a solar cell panel and a frame member. The frame member is attached to the outer periphery of the solar cell panel. The solar cell module is fixed to the frame member by fastening the frame member and the frame member with fastening members such as screws.
特許文献1は、太陽電池パネル18に取り付けられた棒状の支持部材19の両端の係合部19eが、架台10の横桟15に取り付けられた案内支持具17の係合溝17dに勘合することで、太陽電池モジュール16を架台10に取り付ける技術を開示している。
According to
特許文献1に係る太陽電池モジュールの取付け構造は、隣接する太陽電池モジュールが締結部材(案内支持具17)を共用している。このため、例えば、nを自然数とした場合に、n枚の太陽電池モジュールを固定するために必要な締結作業は、(2×n+2)回となる。1枚当たりの太陽電池モジュールの出力が200Wとすると、10kWの太陽電池システムでは50枚の太陽電池モジュールが必要となる。この場合、102箇所の締結作業が必要となる。このため、作業が煩雑となる施工現場での締結作業が多くなり、施工費用の増大を招く。
In the solar cell module mounting structure according to
太陽電池モジュール取付け構造は、太陽光を電気に変換する光電変換セルを有する多角形の太陽電池モジュールの外周の各辺に枠部材を取り付けた第1の太陽電池パネル及び第2の太陽電池パネルと、前記第1の太陽電池パネル及び前記第2の太陽電池パネルを結合する接続部材とを備え前記接続部材の一端は、前記第1の太陽電池パネルの前記枠部材に結合され、前記接続部材の他端は、前記第2の太陽電池パネルの前記枠部材に結合されて1つの太陽電池ユニットを構成する。 The solar cell module mounting structure includes a first solar cell panel and a second solar cell panel in which a frame member is attached to each side of the outer periphery of a polygonal solar cell module having photoelectric conversion cells that convert sunlight into electricity. A connecting member for connecting the first solar cell panel and the second solar cell panel, one end of the connecting member being coupled to the frame member of the first solar cell panel, The other end is coupled to the frame member of the second solar cell panel to constitute one solar cell unit.
この発明によれば、施工現場で架台に固定する締結作業を削減できる。 According to this invention, the fastening operation | work fixed to a mount frame at a construction site can be reduced.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る太陽電池ユニット50の構造を裏面側から見た分解斜視図である。図2は、太陽電池モジュール10の表面側から見た分解斜視図である。図3は、太陽電池モジュールの枠部品の断面図である。図4は、太陽電池モジュール10の部分的な分解斜視図である。図5は、太陽電池モジュール10の接続部材21の断面図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of the structure of
以下、図の説明を容易にするために太陽電池ユニット50の短辺方向をY軸方向とし、長辺方向をX軸方向とし、X−Y平面に垂直な方向をZ軸方向とする。太陽電池ユニット50の裏面側を+Z軸方向とする。また、太陽電池ユニット50が架台に取り付けられた際の上方向を+X軸方向とする。+X軸方向を上側にして太陽電池ユニット50の表面を見た(対向して見た)左側を+Y軸方向とする。
Hereinafter, in order to facilitate the explanation of the drawings, the short side direction of the
図1に示すように、太陽電池パネル1は、太陽電池モジュール10および枠部材11,12,13,14を有している。枠部材11,12,13,14は、太陽電池モジュール10の外周に取り付けられている。太陽電池モジュール10は矩形状をしている。枠部材11,12は、太陽電池モジュール10の長辺に取り付けられている。枠部材11は、太陽電池モジュール10の+Y軸方向の長辺に取り付けられている。枠部材12は、太陽電池モジュール10の−Y軸方向の長辺に取り付けられている。枠部材13,14は、太陽電池モジュール10の短辺に取り付けられている。枠部材13は、太陽電池モジュール10の+X軸方向の短辺に取り付けられている。枠部材14は、太陽電池モジュール10の−X軸方向の短辺に取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the
2つの太陽電池パネル1は、短辺どうしが対向して近接した構成で固定される。つまり、1つの太陽電池パネル1の枠部材13と他の太陽電池パネル1の枠部材14とが対向して近接して配置された状態で接続部材21により結合される。2つの太陽電池パネル1は、接続部材21によって結合される。接続部材21の一端は、1つの太陽電池パネル1の枠部材11にボルト301およびナット302で取り付けられる。そして、その接続部材21の他端は、他の太陽電池パネル1の枠部材11にボルト301およびナット302で取り付けられる。また、接続部材21の一端は、1つの太陽電池パネル1の枠部材12にボルト301およびナット302で取り付けられる。そして、その接続部材21の他端は、他の太陽電池パネル1の枠部材12にボルト301およびナット302で取り付けられる。2つの太陽電池パネル1は、X軸方向に並んだ状態で接続部材21により結合される。結合された2つの太陽電池パネル1を太陽電池ユニット50と呼ぶ。なお、隣接する枠部材13,14は、接していても良いし、隙間を有していても良い。
The two
図2に示すように、4つの枠部材11,12,13,14は、太陽電池モジュール10の外周を覆うように取り付けられている。枠部材11の+X軸方向の端部と枠部材13の+Y軸方向の端部とは、ねじ91で固定されている。枠部材13の−Y軸方向の端部と枠部材12の+X軸方向の端部とは、ねじ91で固定されている。枠部材12の−X軸方向の端部と枠部材14の−Y軸方向の端部とは、ねじ91で固定されている。枠部材14の+Y軸方向の端部と枠部材11の−X軸方向の端部とは、ねじ91で固定されている。
As shown in FIG. 2, the four
太陽電池パネル10は、図示しない太陽電池セル、ガラス板および裏面シートを有している。太陽電池パネル10は、太陽電池セルがガラス板と裏面シートでラミネートされている。太陽電池セルは、−Z軸方向から入射する光を電気へ変換する。
図3に基づいて、枠部材11,12,13,14の断面形状について説明する。図3は、枠部材12の断面形状を示している。図3に示すように、枠部材12は、X−Y平面に平行な第1平面部111および第2平面部113を有する。また、枠部材12は、Z−X平面に平行な第3平面部112を有する。第3平面部112の−Z軸方向の端部は、第1平面部111の−Y軸方向の端部に接続している。第3平面部112の+Z軸方向の端部は、第2平面部113の−Y軸方向の端部に接続している。
Based on FIG. 3, the cross-sectional shapes of the
第4平面部114は、第1平面部111の+Z軸方向側で、かつ第2平面部111の−Z軸方向側に形成されている。また、第4平面部114は、第3平面部112の+Y軸方向の面に接続されている。第4平面部114は、X−Y平面に平行な面である。凹部115は、第1平面部111、第4平面部114および第3平面部112で囲まれた部分である。太陽電池パネル10は、凹部115に挟み込まれる。
The
第1平面部111の先端部には傾斜部116が形成されている。第1平面部111の先端部とは、第1平面部111の+Y軸方向の端部である。第1平面部111の外側の面と第2平面部113の外側の面との距離は、寸法Haである。他の枠部材11,13,14の断面形状も枠部材12と同様の形状をしている。なお、枠部材12の+Y軸方向は、枠部材11の−Y軸方向になる。また、枠部材12の+Y軸方向は、枠部材13の−X軸方向になる。枠部材12の+Y軸方向は、枠部材14の+X軸方向になる。
An
図4に基づいて、枠部材11,12,13,14の相互の組み立て方法を説明する。図14は、枠部材12と枠部材14との接合部を拡大した図である。図4に示すように、枠部材14の−Y軸方向の端面には、2つのねじ穴81が形成されている。枠部材12の−X軸方向の端部の近傍には穴82が形成されている。穴82は、第3平面部112上のねじ穴81に対応する位置に設けられている。枠部材14と枠部材11との接合部にも同様のねじ穴81および穴82が設けられている。枠部材11と枠部材13との接合部にも同様のねじ穴81および穴82が設けられている。枠部材13と枠部材12との接合部にも同様のねじ穴81および穴82が設けられている。
Based on FIG. 4, the mutual assembly method of the
枠部材11,12,13,14は、太陽電池パネル10の周囲を覆うように取り付けられる。枠部材11,12,13,14は、太陽電池パネル10に取り付けられた後、ねじ91により固定される。つまり、ねじ91は、穴82を貫通してねじ穴81にねじ固定される。液晶モジュール10は、枠部材11,12,13,14の各凹部115に囲まれて枠部材11,12,13,14に保持される。
The
図1に示すように、枠部材11の第2平面部113には、所定の間隔をおいて2つの穴101,102が形成されている。これらの穴101と穴102とは、枠部材11の長さ方向(X軸方向)の中央の位置に対して対称となる位置に形成されている。枠部材12にも枠部材11と同様の位置に穴103,104が形成されている。つまり、穴103,104も穴101,102と同様に枠部材12の長さ方向(X軸方向)の中央の位置に対して対称となる位置に形成されている。
As shown in FIG. 1, two
図5は、接続部材21の断面図である。接続部材21は、X−Y平面に平行な第1平面部211および第2平面部213を有する。また、接続部材21は、Z−X平面に平行な第3平面部212を有する。第3平面部212の−Z軸方向の端部は、第1平面部211の−Y軸方向の端部に接続している。第3平面部212の+Z軸方向の端部は、第2平面部213の−Y軸方向の端部に接続している。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
第1平面部211の先端部には傾斜部214が形成されている。第1平面部211の先端部とは、第1平面部211の+Y軸方向の端部である。図3に示すように、枠部材11,12の第1平面部111と第2平面部113との外側面の距離は、寸法Haである。図5に示すように、接続部材21の第1平面部211の内側面と第2平面部123の内側面との距離は、寸法Hbである。寸法Haと寸法Hbとの関係は、寸法Hb>寸法Haである。また、2つの穴231,232は、第2平面部213のX軸方向の端部の近傍に形成されている。
An
図1および図6に基づいて、接続部材21の取り付け方法について説明する。図1に示すように、2枚の太陽電池モジュール1は、互いに短辺が対向して近接して並べてられて配置され、接続部材21で固定される。つまり、接続部材21の一端を1つの太陽電池モジュール1の枠部材11,12に取り付けて、接続部材21の他端を他の太陽電池モジュール1の枠部材11,12に取り付ける。接続部材21は、枠部材11,12を覆うように太陽電池モジュール1の外側から取り付けられる。
Based on FIG. 1 and FIG. 6, the attachment method of the
図6は、接続部材21が枠部材12に取り付けられた状態の断面図である。接続部材21の寸法Hbは、枠部材11,12の寸法Haよりも所定の隙間を設けて大きく設定してある。このため、接続部材21は、枠部材11,12に容易に取り付けられる。穴231と穴102とは、接続部材21が枠部材11,12に取り付けられた状態で、重なるように形成されている。同様に、穴232と穴101とは、接続部材21が枠部材11,12に取り付けられた状態で、重なるように形成されている。接続部材21が枠部材11,12に取り付けられた状態とは、第3平面部112の外側の面と第3平面部212の内側の面が接する状態である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
また、傾斜部116と傾斜部214とは、接続部材21が枠部材11,12に取り付けられた状態で、連続した斜面となるように形成されている。このため、接続部材21を枠部材11,12に取り付けた状態でも、太陽電池パネル10に入射する太陽光が遮られて発電量が低下するといった不具合はない。
Further, the
ボルト301は、ナット302に螺合する。螺合とは、ねじで嵌め合わせることである。つまり、ねじ締めすることである。ここでは、ボルト301とナット302を嵌め合わせている。接続部材21は、ボルト301およびナット302によって、枠部材11,12に固定される。このように2枚の太陽電池モジュール1を2本の接続部材21で接続されたものを太陽電池ユニット50と呼ぶ。
The
穴101,102,103,104は、太陽電池モジュール1を単体で架台に固定する際に用いる穴であっても良い。穴101,102,103,104は、接続部材21を枠部材11,12に固定するための穴である。この場合、2つの太陽電池モジュール1を接続する際に特別に穴を設ける必要がなくなる。また、単体で施工される従来の太陽電池モジュール1に対して設計変更する必要がない。
The
また、ボルト301は、+Z軸方向から穴231,102を通り、第2平面部113の−Z軸方向側に配置されたナット302に螺合される。つまり、図6中の−Y軸方向へボルト頭が突出することもない。このため、この太陽電池ユニット50をY軸方向へ多数並べて設置する際に、隣接する太陽電池ユニット50のボルト頭どうしが干渉することもなく、設置密度を高めることができる。
The
太陽電池ユニット50を組み立てるまでの作業は、架台への設置とは別の工程で予め実施することが可能である。このため、治具を準備する等の作業環境を整えることで効率よく行える。事前に太陽電池ユニット50を組み立てることで、後工程の架台への設置作業を簡素化することができる。例えば、施工現場にて前工程として専用の工程を設けてもよい。また、工場にて予め太陽電池ユニット50を組み立ててもよい。
The work up to assembling the
図7は、太陽電池ユニット50を架台に設置する作業を説明するための斜視図である。図7において、ベースフレーム71,72は、基礎(図示せず)または基台(図示せず)に設置されている。基礎とは、地中に埋設された杭や地上に設置されたコンクリート製の土台である。また、基台とは、フレームを組んだ設置台である。2本のベースフレーム71,72は、互いに異なる高さで平行に基礎または基台に設置されている。
FIG. 7 is a perspective view for explaining an operation of installing the
ベースフレーム71は、基礎または基台に対してベースフレーム72より上側(略−Z軸方向)に設置されている。つまり、太陽電池ユニット50は、傾斜してベースフレーム71,72に取り付けられる。ベースフレーム71には、1枚の太陽電池ユニット50に対して2個の固定用穴711,712が形成されている。また、ベースフレーム72には、1枚の太陽電池ユニット50に対して2個の固定用穴721,722が形成されている。
The
この2本のベースフレーム71,72は、例えば型鋼またはロールフォーミングされた板材で、断面が略コ字形状をしている。コの字とは、互いに平行な2つの直線(第1の直線、第2の直線)と、それらの2つの直線の同一方向の端部を結ぶ直線(第3の直線)とからなり、第3の直線は、第1の直線および第2の直線に対して直角をなす形である。ベースフレーム71は+X軸方向に開口している。また、ベースフレーム72は−X軸方向に開口している。
The two base frames 71 and 72 are, for example, steel plates or roll-formed plate materials, and have a substantially U-shaped cross section. The U-shape is composed of two straight lines (first straight line, second straight line) parallel to each other and a straight line (third straight line) connecting the ends of the two straight lines in the same direction. The
太陽電池ユニット50は、これらの2本のベースフレーム71,72に取り付けられる。図8は、太陽電池ユニット50をベースフレーム71に取り付ける方法を示す斜視図である。太陽電池ユニット50の穴103とベースフレーム71の穴711との位置を合せてボルト501を貫通させ、ナット502と裸合して締結する。ボルト501は、+Z軸方向から穴711と穴103とに挿入され、穴103の−Z軸方向に配置されたナット502に螺合される。また、同様に太陽電池ユニット50の穴101とベースフレーム71の穴712との位置を合せてボルト501を貫通させ、ナット502と裸合して締結する。
The
同様の作業で、図7に示すように、所望の枚数の太陽電池ユニット50を横方向(Y軸方向)に並べて配置する。所望の枚数の太陽電池ユニット50は、まずベースフレーム71に取り付けられる。その後、太陽電池ユニット50は、押え金具401を用いてベースフレーム72に取り付けられる。
In a similar operation, as shown in FIG. 7, a desired number of
図9は、太陽電池ユニット50をベースフレーム72に取り付ける方法を示す斜視図である。太陽電池ユニット50は、押え金具401を用いてベースフレーム72に取り付けられる。押え金具401は、隣接する太陽電池ユニット50の間に配置され、ボルト402によってベースフレーム72に取り付けられる。
FIG. 9 is a perspective view showing a method for attaching the
押え金具401は略コの字形状をしている。穴406は、上述のコの字を説明した際の、第3の直線に相当する平面部に形成されている。第1の直線に相当する面の先端および第2の直線に相当する面の先端には、押え部404が形成されている。第1の直線に相当する平面部の先端および第2の直線に相当する平面部の先端とは、第3の直線に相当する平面部に接続する辺と平行な辺である。
The presser fitting 401 is substantially U-shaped. The
一方の押え部404は、第1の直線に相当する平面部に対して略90度曲げられた形状をしている。また、他方の押え部404は、第2の直線に相当する平面部に対して略90度曲げられた形状をしている。第1の直線に相当する平面部、第2の直線に相当する平面部および第3の直線に相当する平面部で囲まれた部分に面した面の方向を内側とした場合に、押え部404は、内側に対して反対方向である外側に曲げられている。
One
押え部404の先端部には傾斜部405が形成されている。傾斜部405と傾斜部116とは、太陽電池ユニット50が押え金具401を用いてベースフレーム72に取り付けられた状態で、連続した斜面となるように形成されている。このため、太陽電池ユニット50がベースフレーム72に取り付けられた状態でも、太陽電池パネル10に入射する太陽光が遮られて発電量が低下するといった不具合はない。
An
押え金具401の穴406とベースフレーム72の穴722との位置を合せてボルト402を貫通させ、ナット403と裸合して締結する。ボルト402は、−Z軸方向から穴406に挿入され、穴722の+Z軸方向に配置されたナット403に螺合される。
The positions of the
上記のように構成することで、太陽電池ユニット50の架台への固定は、1枚の太陽電池ユニット50でボルト3本となる。mを1以上の整数とすると、m個の太陽電池ユニット50を架台に取り付ける場合の締結作業は、m×3+1回となる。太陽電池モジュール10の1枚当たりの出力が200Wとすると、10kWの太陽電池システムの場合には、太陽電池システムは50枚の太陽電池モジュール10で構成される。つまり、太陽電池システムは25枚の太陽電池ユニット50で構成される。この場合は、締結作業は、76箇所にまで削減される。
By configuring as described above, the
また、太陽電池ユニット50は、短冊形状に構成されている。つまり、太陽電池ユニット50は、太陽電池モジュール10の短辺どうしを結合している。また、太陽電池ユニット50は、短辺がベースフレーム71,72と平行となるように、ベースフレーム71,72に取り付けられている。このため、ベースフレーム71,72の単位長さ当りの太陽電池パネル1の設置枚数を高めることができる。これにより、太陽電池システムは、短いベースフレーム71,72の長さで、大きな発電量を得ることができる。また、この構成によりベースフレーム71,72の本数も少なくすることができる。
Moreover, the
また、ベースフレーム71の開口が+X軸方向に形成されているため、ボルト501とナット502との締結作業が良好となる。また、ベースフレーム72の開口が−X軸方向に形成されているため、ボルト501とナット502との締結作業が良好となる。
Further, since the opening of the
また、太陽電池ユニット50のベースフレーム72への固定は、押え金具401とベースフレーム72とで太陽電池ユニット50を挟み込む構成とした。このため、ベースフレーム71とベースフレーム72との平行度に対する裕度が増す。つまり、ベースフレーム71とベースフレーム72との平行度の精度が悪くても、押え金具401で太陽電池ユニット50を押える位置がX軸方向に動かせるので、太陽電池ユニット50をベースフレーム71,72に取り付けられる。なお、図9に示すように、ベースフレーム72に設けられた長穴722は、Y軸方向に長い穴なので、押え金具401は、Y軸方向へも動かせることができる。このため、太陽電池ユニット50がベースフレーム72に対してX−Y平面上で斜めに取り付けられる際も、押え金具401をY軸方向に移動させて、太陽電池ユニット50をベースフレーム72に取り付けられる。このように、施工の簡素化が実現できる。
The
実施の形態2.
実施の形態1では、接続部材21の内側の寸法Hbは、枠部材11,12の外側の寸法Haよりも所定の隙間を設けて大きく設定している。この隙間を設定することで、接続部材21を枠部材11,12に取り付ける作業性を向上させている。実施の形態2では、接続部材21を枠部材11,12に取り付ける作業性をさらに向上させる構成について説明する。
In the first embodiment, the inner dimension Hb of the connecting
実施の形態2は、実施の形態1の接続部材21と枠部材11,12との寸法関係を規定したものであるので、それ以外の構成は実施の形態1と同じである。それ以外の構成とは、太陽電池パネル1、太陽電池モジュール10、枠部材11,12,13,14、押え金具401、ベースフレーム71,72および接続部材21の寸法Hb以外の構成である。
Since the second embodiment defines the dimensional relationship between the
図10は、接続部材21を枠部材11,12に取り付ける方法を示す断面図である。図10(A)について説明する。説明に際し、説明を簡単にするために、図10(A)を平面図形として説明する。つまり、例えば説明の上で「点」として説明しても、実際の部品では、X軸方向に延びる「線」である。接続部材21の第1平面部211の先端部209が、枠部材11の第1平面部111に接する点を点119とする。第2平面部113と第3平面部112とが結合する部分の外側の部分を点118とする。点119と点118との距離を距離Hcとしたとき、枠部材11,12および接続部材21は、Hb>Hcの関係式を満足するように形成されている。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a method of attaching the
次に図10(A)、図10(B)および図10(C)に基づいて、接続部材21を枠部材11,12に取り付ける方法について説明する。図10(A)に示すように、接続部材21の先端部209を点119に当てる。点119を中心として接続部材21を図10(A)中で時計周りに回転させる。このとき、接続部材21の内側の寸法Hbは、寸法Hc寸法より大きい。このため、図10(A)および図10(B)に示すように、接続部材21の回転動作の途中で、接続部材21と枠部材11とは干渉しない。そして、接続部材21は枠部材11,12にスムーズに取り付けられる。
Next, a method of attaching the connecting
接続部材21を枠部材11,12に固定するために、ボルト301を+Z軸方向から穴231および穴102に貫通させる。そして、ボルト301は、第2平面部113の−Z軸方向に配置されたナット302と螺合される。これにより、接続部材21は枠部材11,12に固定される。図10(C)に示すように、接続部材21が枠部材11,12に固定される際、第1平面部211と第1平面部111との間には、寸法(Hb−Ha)の隙間ができる。
In order to fix the connecting
実施の形態3.
実施の形態1および2では、枠部材11,12に設けられた穴101,102,103,104を用いて、ボルト301およびナット302で接続部材21を枠部材11,12に固定していた。実施の形態3では、枠部材11,12,13,14どうしを結合するねじ91を用いて接続部材21を枠部材11,12に固定する。
In the first and second embodiments, the
実施の形態3は、実施の形態1および2の接続部材21と枠部材11,12とを結合するねじをねじ91で代用するものである。そのため、それ以外の構成は実施の形態1または2と同じである。それ以外の構成とは、太陽電池パネル1、太陽電池モジュール10、枠部材11,12,13,14、押え金具401、ベースフレーム71,72および接続部材21の穴238の位置以外の構成である。
In the third embodiment, a
図11に示すように、接続部材21には、図4に示す穴82に対応した位置に穴238を有している。穴82は、枠部材12の−X軸方向の端部の近傍に設けられている。ねじ91は、枠部材11,12と枠部材13,14とを固定するためのねじである。つまり、接続部材21を枠部材11,12に固定するための穴238は、接続部材21の第3平面部213に設けられている。そして、穴238の位置は、ねじ91の取り付け位置に対応した位置である。ねじ91の取り付け位置とは、穴82の位置である。
As shown in FIG. 11, the connecting
これにより、ことで、枠部材11,12,13,14を組み立てるねじ91を、接続部材21を枠部材11,12に固定するねじとして共用できる。つまり、枠部材11、枠部材14及び接続部材21を共通のねじ91で共締めしている。また、枠部材11、枠部材13及び接続部材21を共通のねじ91で共締めしている。共締めとは、ネジやボルトで複数の部品を一緒に締めることである。これにより、ねじの本数を削減することができる。
Thereby, the
実施の形態4.
実施の形態1から3では、太陽電池ユニット50に用いる一組の接続部材21は同じ形状のものを使用していた。実施の形態4では、枠部材11側に取り付けられる接続部材24と枠部材12側に取り付けられる接続部材23とが異なった形状である。
Embodiment 4 FIG.
In
実施の形態4は、実施の形態1から3の接続部材21の形状が、異なる2種類の形状の接続部材23,24である点で異なる。そのため、それ以外の構成は実施の形態1から3と同じである。それ以外の構成とは、太陽電池パネル1、太陽電池モジュール10、枠部材11,12,13,14、押え金具401、ベースフレーム71,72および接続部材23,24の接続部分の構成以外の構成である。
The fourth embodiment is different in that the shape of the
図12は、一組みの接続部材23,24の断面を示す構成図である。図12に示すように、ひとつの太陽電池ユニット50を構成する接続部材23,24の断面形状を異なる形状としている。接続部材24は、枠部材11側に取り付けられる接続部材である。接続部材23は、枠部材12側に取り付けられる接続部材である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a cross section of the pair of
接続部材21の第1平面部211に相当するのは、接続部材23の第1平面部231および接続部材24の第1平面部241である。接続部材21の第2平面部213に相当するのは、接続部材23の第2平面部233および接続部材24の第2平面部243である。接続部材21の第3平面部212に相当するのは、接続部材23の第3平面部232および接続部材24の第3平面部242である。第1平面部231および第1平面部241は、第1平面部211と同じ形状をしている。第2平面部233および第2平面部243は、第2平面部213と同じ形状をしている。第3平面部232および第3平面部242は、第3平面部212と異なる形状をしている。
The first
第3平面部212の外側の面は平面である。ここで、外側とは、上述のコの字形状で説明した内側と反対側の方向である。つまり、3つの平面部(第1平面部、第2平面部および第3平面部)で囲まれた部分と反対側の方向の面である。これに対して、第3平面部232の外側の面は、2つの凸部により、凹形状を形成している。また、第3平面部242の外側の面は、1つの凸形状を有している。第3平面部232の凹形状と第3平面部242の凸形状は、互いにかみ合い、接続部材23および接続部材24は、互いにZ軸方向に位置決めされる。これらの凸形状および凹形状は、接続部分である。
The outer surface of the
太陽電池ユニット50を隣接して配置させた場合に、隣接する接続部材23と接続部材24とがかみ合うことで、太陽電池ユニット50に局部的な外力が加わった際も、太陽電池ユニット50の撓みを抑えることができる。
When the
実施の形態5.
実施の形態1から4では、接続部材21,23,24の第1平面部211,231,241の厚さTa、第2平面部213,233,243の厚さTc、および第3平面部212,232,242の厚さTbは、同じ厚さであった。実施の形態5では、第3平面部213の厚さTbが、第1平面部211の厚さTaまたは第2平面部213の厚さTbより薄い。
In the first to fourth embodiments, the thickness Ta of the first
実施の形態5は、実施の形態1から4の接続部材21,23,24の第1平面部211,231,241の厚さTa、第2平面部213,233,243の厚さTc、および第3平面部212,232,242の厚さTbが異なる点で実施の形態1から4と異なる。そのため、それ以外の構成は実施の形態1から4と同じである。それ以外の構成とは、太陽電池パネル1、太陽電池モジュール10、枠部材11,12,13,14、押え金具401、ベースフレーム71,72および接続部材21の板厚以外の構成である。
In the fifth embodiment, the thickness Ta of the
図13および図14は、接続部材21の断面形状を示した断面図である。図15は、太陽電池ユニット50の面に荷重が加わった場合の、枠部材11に生じる最大応力値をシミュレーションした結果を示す図である。横軸は、厚さTa,Tb,Tc[mm]の変化を示している。縦軸は、平面部211,212,213の最大応力値[MPa]を示している。
13 and 14 are cross-sectional views showing the cross-sectional shape of the connecting
図13に示すように、第3平面部212の厚さTbは、第1平面部211の厚さTaおよび第2平面部213の厚さTbより薄い。図15より、厚さTcの変化に対する応力の変化は、厚さTaの変化に対する応力の変化や厚さTbの変化に対する応力の変化よりも感度が小さい。つまり、厚さTcのみを薄くすることで、材料削減しつつ、同等の強度を保つことができる。なお、図15において、厚さTaの変化は、▲印の破線で示している。厚さTbの変化は、◆印の実線で示している。厚さTcの変化は、■印の一点鎖線で示している。
As shown in FIG. 13, the thickness Tb of the
また、厚さTcを薄くする場合には、第1平面部211の−Y軸方向の端部と第3平面部212の−Y軸方向の面とをそろえる必要はない。また、第2平面部213の−Y軸方向の端部と第3平面部212の−Y軸方向の面とをそろえる必要はない。例えば、図14に示すように、第1平面部211の−Y軸方向の端部および第2平面部213の−Y軸方向の端部が、第3平面部212の−Y軸方向の面より−Y軸方向へ突出した形状としてもよい。
When the thickness Tc is reduced, it is not necessary to align the −Y-axis direction end portion of the
図14において、例えば第1平面部211は、必要な強度を確保するために、Y軸方向に所定の幅W1が必要である。一方、第1平面部211の−Y軸方向の端部と第3平面部212の−Y軸方向の面とをそろえると、第1平面部211の太陽電池パネル1に覆いかぶさる幅W2が増すことになり、太陽電池パネル1の受光面を狭くしてしまう。
In FIG. 14, for example, the first
実施の形態6.
実施の形態1から5では、第1平面部211の長さ方向(X軸方向)端部は、Y軸方向に平行に形成されている。また、第2平面部213の長さ方向(X軸方向)端部は、Y軸方向に平行に形成されている。実施の形態6では、第1平面部211の長さ方向(X軸方向)端部は、面取りされている。また、第2平面部213の長さ方向(X軸方向)端部は、面取りされている。
In
実施の形態6は、接続部材21の第1平面部211の長さ方向(X軸方向)端部および第2平面部213の長さ方向(X軸方向)端部が面取りされている点で、実施の形態1から5と異なる。そのため、それ以外の構成は実施の形態1から5と同じである。それ以外の構成とは、太陽電池パネル1、太陽電池モジュール10、枠部材11,12,13,14、押え金具401、ベースフレーム71,72および接続部材21の面取り部分の構成以外の構成である。
In the sixth embodiment, the length direction (X-axis direction) end portion of the first
図16は、接続部材21の形状を示す斜視図である。例えば、図16に示すように、第2平面部213の+Y軸方向の辺の長さLbは、第2平面部213の−Y軸方向の辺の長さLaより短い。同様に、第1平面部211の+Y軸方向の辺の長さは、第1平面部211の−Y軸方向の辺の長さより短い。つまり、第2平面部213および第1平面部211は、面取り加工がされている。
FIG. 16 is a perspective view showing the shape of the
図17は、太陽電池ユニット50の面に−Z軸方向の荷重が加わった場合の、枠部材11に生じる最大応力値をシミュレーションした結果を示す図である。横軸は、(寸法La−寸法Lb)[mm]である。縦軸は、枠部材11に生じる最大応力値[MPa]である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a result of simulating the maximum stress value generated in the
図18及び図19を用いて、この作用について詳しく説明する。図18は寸法Laと寸法Lbとが等しい場合である。図18に示す構成で、例えば風によって太陽電池モジュール10の面を持ち上げられる方向の荷重(つまり−Z軸方向の荷重)が加わった場合には、接続部材21のX軸方向の端部の角部に相当する図18中●印2001の部分に最大応力値が発生する。一方、図19に示すように寸法La>寸法Lbとなる構成とすることで、接続部材21の角部に相当する部分に集中していた応力が分散される。そして、その結果、枠部材12に生じる最大応力値を軽減させるという効果を奏する。これにより、Laに対してLbを短くすることで、枠部材11に生じる最大応力を軽減することができ、同等の構造的な性能を保ちつつ、枠部材の材料厚さ薄くして材料削減することができる。
This operation will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 18 shows a case where the dimension La and the dimension Lb are equal. In the configuration shown in FIG. 18, for example, when a load in a direction in which the surface of the
なお、上述の各実施の形態においては、略コ字形状及び略90度など「略」または「ほぼ」などの用語をつけた表現を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に例え「略」を記載しない場合であっても製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むものである。また、請求の範囲に「略」を記載した場合は製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを示している。また、略−Z軸方向の「略」は、座標のZ軸方向が、ベースフレーム71,72の作る面に対して垂直で無いために付している。 In each of the above-described embodiments, there is a case where expressions with terms such as “substantially” or “substantially” such as approximately U-shape and approximately 90 degrees are used. These represent that a range that takes into account manufacturing tolerances and assembly variations is included. For this reason, even if “abbreviation” is not described in the claims, it includes a range that takes into account manufacturing tolerances and assembly variations. In addition, when “substantially” is described in the claims, it indicates that a range in consideration of manufacturing tolerances, assembly variations, and the like is included. Further, “substantially” in the −Z-axis direction is given because the Z-axis direction of the coordinates is not perpendicular to the surface formed by the base frames 71 and 72.
また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。 Moreover, although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.
1 太陽電池パネル、 10 太陽電池モジュール、 11,12,13,14 枠部材、 101,102,103,104 穴、 111,211 第1平面部、 112,212 第3平面部、 113,213 第2平面部、 114 第4平面部、 115 凹部、 119 点、 21,23,24 接続部材、 401 押え金具、 402 ボルト、 403 ナット、 404 押え部、 405 傾斜部、 406 穴、 50 太陽電池ユニット、 71,72 ベースフレーム、 711 穴、 722 長穴、 82 穴、 209 先端部、 214 傾斜部、 91 ねじ、 301 ボルト、 302 ナット、 Ha,Hb,La,Lb 寸法、 Ta,Tb,Tc 厚さ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1の太陽電池パネル及び前記第2の太陽電池パネルを結合する接続部材と
を備え
前記接続部材の一端は、前記第1の太陽電池パネルの前記枠部材に結合され、前記接続部材の他端は、前記第2の太陽電池パネルの前記枠部材に結合されて1つの太陽電池ユニットを構成する太陽電池モジュール取付け構造。 A first solar cell panel and a second solar cell panel each having a frame member attached to each side of the outer periphery of a polygonal solar cell module having photoelectric conversion cells for converting sunlight into electricity;
A connecting member that couples the first solar cell panel and the second solar cell panel, and one end of the connecting member is coupled to the frame member of the first solar cell panel, and other than the connecting member. The end is a solar cell module mounting structure that is coupled to the frame member of the second solar cell panel to constitute one solar cell unit.
前記第1の太陽電池パネルが前記第1のフレームに取り付けられ、前記第2の太陽電池パネルが前記第2の前記フレームに取り付けられる請求項1に記載の太陽電池モジュール取付け構造。 A first frame and a second frame for fixing the solar cell unit;
The solar cell module mounting structure according to claim 1, wherein the first solar cell panel is attached to the first frame, and the second solar cell panel is attached to the second frame.
前記太陽電池ユニットは、前記第1の太陽電池パネルの前記短辺及び前記第2の太陽電池パネルの前記短辺を対向して近接して並べる構成である請求項1又は2に記載の太陽電池モジュール取付け構造。 The first solar cell panel and the second solar cell panel are rectangular shapes having a long side and a short side,
3. The solar cell according to claim 1, wherein the solar cell unit has a configuration in which the short side of the first solar cell panel and the short side of the second solar cell panel are arranged in close proximity to each other. Module mounting structure.
前記締結部材は、前記第1の太陽電池パネルの前記枠部材のうち隣接する辺に取り付けられた2つの前記枠部材を結合し、前記第2の太陽電池パネルの前記枠部材のうち隣接する辺に取り付けられた2つの前記枠部材を結合するとともに、前記接続部材を前記第1の太陽電池パネルの前記枠部材及び前記第2の太陽電池パネルの前記枠部材に結合する請求項1から3のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール取付け構造。 The connection member is coupled to the first solar cell panel and the second solar cell panel by a fastening member,
The fastening member combines two frame members attached to adjacent sides among the frame members of the first solar cell panel, and adjacent sides of the frame member of the second solar cell panel. The two frame members attached to the frame are coupled, and the connection member is coupled to the frame member of the first solar cell panel and the frame member of the second solar cell panel. The solar cell module mounting structure according to any one of the preceding claims.
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