JP5058402B2 - Solar power plant - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陸屋根、折板屋根、地上、及び地上等に設けられた架台上に設置されて太陽光発電をする太陽光発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
陸屋根上等において架台を用いて複数枚の太陽電池モジュールを斜めの姿勢で並べて設置することにより、ほぼ平らな面の所定領域を覆うほぼのこぎり状の屋根を構築する太陽光発電装置は、特開平9−217471号公報で知られている。この公報に記載の太陽光発電装置において、その複数の太陽電池モジュールは数十度の傾斜角度をもって並べられている。
【0003】
しかし、このように大きな傾斜角度で太陽電池モジュールを設置する構成では、太陽電池モジュールの影が、このモジュールに隣接した太陽電池モジュールの受光面に日射強度が強い日中にも大きく差し込んで、その部分が発電しなくなり発電効率が低下する。そのため、各太陽電池モジュールでの発電効率を向上するためには、影が極力差し込まないように隣接する太陽電池モジュール相互を十分に離して配設しなければならないから、それに伴い所定枚数の太陽電池モジュールを設置するのに必要とされる設置面積が増える結果となるが、例えば陸屋根等での設置面積には限りがあるので、現実には太陽電池モジュールの使用枚数を制限せざるを得ない。
【0004】
又、前記のように大きな傾斜角度で太陽電池モジュールを設置する構成では、各太陽電池モジュールが風圧を受け易くなるので、各太陽電池モジュール及びこれらを支持する架台に高い強度が必要となり、発電装置全体がコスト高になる。
【0005】
そこで、本発明者は、太陽電池モジュールを平置き、つまり、水平な姿勢で太陽電池モジュールを敷き詰めるように設置すれば、各太陽電池モジュールが風圧を受けずらくなるとともに、影の差し込みもなくなって発電効率を良くできる太陽光発電装置を見出すに至ったが、以下のように改善すべき点があることが分かった。
【0006】
すなわち、一般的に太陽電池モジュールは、そのモジュール本体の周部にフレームを嵌合し枠組みして構成されているので、前記平置き状態では、フレームの各枠材におけるモジュール本体の周部上面に被さっている上端片が雨水を塞き止めて、太陽電池モジュールの平らな上面からの排水性を妨げ、天候が回復した後も表面張力により各枠材に沿って雨水が残り易い。それにより、残留した雨水が自然乾燥により蒸発仕切ってしまうまでの間は、モジュール本体の周部が水に浸かっているのと同様な状態に維持される。そのため、モジュール本体の周部の封止端面の接着力の弱いところを通って、前記残留雨水がモジュール本体の内部に浸入して、性能低下や故障を引き起こす恐れが考えられる。又、残留した雨水中に含まれる砂塵等の汚れ成分が沈殿し、自然乾燥により、水分が蒸発した後にモジュール本体の受光面に前記汚れ成分が付着した状態となり、発電効率の低下を引き起こすことも考えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、発電効率が良いとともに耐久性を向上できる太陽光発電装置を得ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1の発明は、固定用の底壁及びこの底壁の両側縁から折り曲げられた高さが異なる側壁を有し、背丈が高い方の側壁の上部は、背丈が低い方の側壁がわに折れ曲がった第1のモジュール固定部をなしていて、この第1のモジュール固定部の長手方向に沿って複数のねじ孔が開けられているとともに、前記背丈が低い方の側壁の上部は、前記背丈が高い方の側壁がわに折れ曲がったベース部及びこのベース部の先端から上向きに折れ曲がったストッパ縁とから形成された第2のモジュール固定部をなしていて、この第2のモジュール固定部の長手方向に沿って複数のねじ孔が開けられており、前記ベース部及び第1のモジュール固定部が1度〜10度の角度で傾斜されていて、ほぼ平らな面の所定の領域に互に平行に固定される複数の押出し型材製のレール状架台と、モジュール本体の周部に嵌合し枠組みされたフレームを有して、このフレームの上側枠材の前記モジュール本体の下方に離れた下端に、前記第1のモジュール固定部に載置される第1の取付けフランジが前記モジュール本体から遠ざかるように外側に突設され、前記フレームの下側枠材の前記モジュール本体の下方に離れた下端に、前記ベース部に載置されるとともに前記ストッパ縁に当接する第2の取付けフランジが前記モジュール本体から遠ざかるように外側に突設され、前記第1、第2の取付けフランジの夫々に前記ねじ孔に対応する複数のねじ通孔が設けられていて、隣接した前記架台にわたり前記1度〜10度の傾斜角度で架設されて前記所定の領域に設置され、かつ、傾斜下端側に位置される前記フレームの下側枠材に設けられた排水手段を有する複数枚の太陽電池モジュールと、前記第1の取付けフランジのねじ通孔を通って前記第1のモジュール固定部のねじ孔にねじ込まれて、前記第1の取付けフランジを前記第1のモジュール固定部に固定するモジュール固定ねじと、前記第2の取付けフランジのねじ通孔を通って前記第2のモジュール固定部のねじ孔にねじ込まれて、前記第2の取付けフランジを前記第2のモジュール固定部に固定するモジュール固定ねじと、を具備し、前記排水手段が、前記下側枠材のモジュール本体上面に重なった上端片の端部と前記フレームの側枠材の前記モジュール本体上面に重なった上枠片との間に設けられた排水用の隙間と、前記下側枠材の下端部に設けられて前記下側枠材の内部を経由して前記隙間に連通する排水穴とからなることを特徴とする。
【0009】
この発明及び以下の発明において、太陽電池モジュールには、その光電変換層が、単結晶、多結晶、微結晶等の結晶系半導体層、又はアモルファスシリコン等のアモルファス半導体層、或いは化合物系半導体層からなる太陽電池モジュールを使用できるとともに、前記各モジュールをタンデムにしたもの等も使用できる。又、この発明及び以下の発明において、フレーム及び架台には、耐候性材料、例えば亜鉛めっき鋼板、ポリ塩化ビニル被覆鋼板、ペンタイト鋼板、アルミニューム合金の押出し型材等の金属又は合成樹脂等を使用できるとともに、架台への太陽電池モジュールの支持枚数は任意である。又、この発明及び以下の発明は、ほぼ平らな面をなす略陸屋根、折板屋根、地上、及び地上等に設けられた架台上に設置されて太陽光発電をする太陽光発電装置に適用できる。
【0010】
この発明においては、隣接するレール状架台にわたって各太陽電池モジュールをほぼ平置きに近い1度〜10度の傾斜角度でほぼ平らな面に設置したから、太陽電池モジュールの傾斜上端部側の影が隣接する太陽電池モジュールの受光面に差し込むことを少なくできるとともに、それに伴い隣接する太陽電池モジュールの相互間隔を詰めることができる。しかも、太陽電池モジュールは前記のように傾斜されているので、モジュール本体上面の雨水を流下させて排水することができる。更に、この発明においては、フレームの下側枠材が雨水を塞き止めるにも拘らず、この下側枠材には排水手段を設けてあるので、前記塞き止められた雨水を排水手段を通してモジュール本体上面から排出させることができる。しかも、太陽電池モジュールの傾斜に拘らず、モジュール固定部のストッパ縁への下側枠材の取付けフランジの当接により、太陽電池モジュールが自重で下方向へずれ動くことが防止されるので、その状態で太陽電池モジュールを幅方向に動かして、モジュール固定部のねじ孔に対して取付けフランジのねじ通孔を容易に位置合わせすることができる。
又、請求項2の発明は、請求項1において、前記上側枠材が前記第1の取付けフランジとともに前記第1のモジュール固定部に載置されているとともに、前記下側枠材が前記第2の取付けフランジとともに前記第2のモジュール固定部に載置されていることを特徴とする。
又、請求項3の発明は、請求項1又は2において、前記各太陽電池モジュールのモジュール本体の裏面に前記上側枠材に寄せて端子箱が配置されているとともに、前記背丈が高い方の側壁に、この側壁との間に上端が開放するケーブル収容溝を前記架台の内側において形成する溝形成部と、前記端子箱から引出された出力ケーブルを前記ケーブル収容溝に収容するためのケーブル通孔とが設けられていることを特徴とする。
又、請求項4の発明は、請求項1から3の内のいずれか一項において、前記第1、第2のモジュール固定部に重なって前記モジュール固定ねじで前記第1、第2のモジュール固定部に共締めされて、隣接した前記太陽電池モジュール間に位置された前記架台を覆って設けられた架台カバーを備えていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図4を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。
【0014】
図1(A)及び(B)に示すように陸屋根建物1は、ほぼ平らな屋根面2aを有する陸屋根2を備えている。この陸屋根2上には、その少なくとも一部の領域、例えば屋根面2aのほぼ全域を覆って太陽光発電装置3が設置されている。この発電装置3が設置されることにより陸屋根2は二重屋根構造となるので、太陽熱による屋根面2aの加熱や屋根側から屋内に到来する騒音を軽減することができる。
【0015】
太陽光発電装置3は、屋根面2a側に固定される架台5と、この架台5を用いて陸屋根2上のほぼ全域に敷き詰められるように設置されるとともに、1度〜10度、好ましく2度〜8度、より好ましくはほぼ5度傾斜された複数枚の太陽電池モジュール6とを備えている。なお、図2及び図3中θは各太陽電池モジュール6の傾斜角度を示している。
【0016】
アルミニューム合金製の押出し型材からなる架台5には複数本のレールが使用されている。これらのレール状架台5は、図3に示すように前記傾斜角度θを得るために高さが異なる側壁11、12を底壁13の両側縁から折り曲げ、かつ、背丈が高い方の側壁11に、この壁11との間に上端が開放するケーブル収容溝14を形成する断面L字状の溝形成部15を一体に設けるとともに、ケーブル収容溝14に連通するケーブル通孔16を開けて構成されている。溝形成部15は図3に示す壁面とは反対側の壁面に一体に設けることもでき、この場合にはケーブル通孔16を省略できる。又、溝形成部15は側壁11とは別に形成されたものを側壁11にねじ止め等により取付けてもよい。
【0017】
背丈が高い方の側壁11の上部は、背丈が低い方の側壁12がわに折れ曲がってケーブル収容溝14の上方に対向するモジュール固定部(第1のモジュール固定部)11aをなしており、この固定部11aは前記角度θで傾斜されている。側壁12の上部は、側壁11がわに折れ曲がったモジュール固定部(第2のモジュール固定部)12aをなしている。この固定部12aは、前記角度θで傾斜されたベース12a1と、この先端から上向きに折れ曲がったストッパ縁12a2とから形成されている。モジュール固定部11a、12aの夫々には長手方向に沿って複数のねじ孔(図示しない)が開けられている。
【0018】
そして、例えば5度の傾斜角度θを得るために、図3中Aで示す側壁11の高さは90mm、Bで示す側壁12の高さは10mmに夫々設定されている。又、この条件下において底壁13の幅Cは100mm、両側壁11、12のモジュール固定部11a、12aの先端間の水平距離、つまり、隣接した太陽電池モジュール6同士の離間距離Dは50mmとすることが望ましい。
【0019】
前記構成の各架台5は図2に示されるように互いに平行に屋根面2aに固定される。この固定は、例えば、屋根面2aと底壁13との間にゴム板のようなクッション材17を挟むとともに、屋根面2aに所定間隔で取付けられてクッション材17及び底壁13を上向きに貫通する各アンカーボルト18に、夫々固定ナット19を螺合し締付けることにより行われる。図3中20は緩み止め用のワッシャを示す。なお、以上はアンカーボルト18を屋根面2aに直接突設した場合であるが、アンカーボルト18が上面に突設されたブロックを屋根面2a上に固定する場合には、このブロックを介して屋根面2a上に各架台5が既述のように固定される。
【0020】
図4に示すように太陽電池モジュール6は、方形状のモジュール本体30の周部にフレーム31を取付けるとともに、モジュール本体30の裏面に端子箱32を取付けて形成されている。端子箱32は後述の上側枠材33がわに寄せて配置されている。
【0021】
フレーム31は、モジュール本体30の上縁に嵌合して装着された上側枠材33と、モジュール本体30の下縁に嵌合して装着された下側枠材34と、モジュール本体30の左右両側の側縁に個別に嵌合して装着された左右の側枠材35、36とを、ねじ37、38により互いに連結して枠組みして形成されている。各枠材33〜36はいずれもアルミニューム合金の押出し型材からなる。なお、図3中39はモジュール本体30の周部に被嵌されたガスケットであり、これを介してモジュール本体30はフレーム31に嵌合されている。そして、上側枠材33の下端には外側に突出する取付けフランジ(第1の取付けフランジ)33fが一体に設けられ、同様に下側枠材34の下端にも外側に突出する取付けフランジ(第2の取付けフランジ)34fが一体に設けられている。これら取付けフランジ33f、34fの夫々には、図4(A)に示すように複数のねじ通孔33gが夫々開けられている。これらのねじ通孔33gは前記モジュール固定部11a、12aのねじ孔に対応して夫々設けられている。
【0022】
上側のねじ37は、上側枠材33をその外面から挿通して側枠材35、36の内面にその長手方向に延びて一体に形成された図示しないタッピングホールにねじ込んで設けられ、上側枠材33と左右の側枠材35、36とを連結している。下側のねじ38は、下側枠材34をその外面から挿通して側枠材35、36の前記図示しないタッピングホールにねじ込んで設けられ、下側枠材34と左右の側枠材35、36とを連結している。なお、図3中33a、34aは上下側枠材33、34の内側に夫々設けられたタッピングホール等のモジュール支え凸部で、これにはモジュール本体30の周部に被嵌された前記ガスケット39が当接される。
【0023】
そして、以上のように枠組みされたフレーム31において、図4(A)に示すように下側枠材34のモジュール本体30の下縁部上面に重なった上端片の両端は夫々切り欠かれており、これら切欠き34bと左右の側枠材35、36における上端片のモジュール本体30の下縁部上面に重なった端部分35b、36bとの間には、排水用の隙間40が夫々設けられている。これらの隙間40を形成することにより、モジュール本体30の周部にフレーム31を組付ける際に、前記切欠き34bと端部分35b、36bとが干渉することを防止して、フレーム31の組付けを容易に行えるようにしてある。なお、この点は図4(A)に示すように上側枠材33と左右の側枠材35、36との関係においても同様に実施されている。
【0024】
図3及び図4(D)に示すように下側枠材34には、その下端部に位置して前記隙間40と連通する排水穴41が開けられている。これら隙間40と排水穴41とは排水手段をなしている。したがって、この構成によれば、太陽電池モジュール6が後述のように屋根面2aにその傾斜に倣って設置された状態において、下側枠材34におけるモジュール本体30の下縁部上面に重なった部分により塞き止められる雨水を、左右の隙間40を通して下側枠材34内に円滑に導いて、そこから排水穴41を通して外部に排出できるため、モジュール本体30上を流下した雨水が、この本体30の下縁部側に何時までも溜まって残ることを防止できる。なお、下側枠材34の上端片の一部に排水部を作るための切欠き34bは、前記上端片の長手方向中間部に1以上設けることもできる。
【0025】
前記モジュール本体30は、長方形の透明ガラス基板の裏面に薄膜太陽電池を設け、この電池を裏面側から封止材料により封止してなる。太陽電池は、透明ガラス基板の前記裏面に透明電極層を形成しこれを複数の光起電力領域に分離した後、この透明電極層上にアモルファスシリコン等の光起電力薄膜半導体層を形成して、この半導体層を複数個の領域に分割してなる光起電力素子を、これら素子上に形成される裏面電極層により電気的に直列に接続するとともに、その接続の終端として電力を集めるための一対のバス領域を有し、かつ、両バス領域に電極としてのバスバーを個別に半田付けして、形成されている。両バスバーには個別に出力取出し線の一端部が半田付けされ、これら取出し線は前記封止材料を貫通して前記端子箱32に接続されている。又、端子箱32には正負2本のアレイ出力ケーブルが接続されて、これらケーブルに更に接続される他の電線を介してモジュール本体30に発生した電力が屋外等に引込まれるようになっている。
【0026】
前記構成の太陽電池モジュール6は、屋根面2aのアンカーボルト18に既に固定された架台5を用いて以下の手順で複数枚づつ隣接した架台5にわたり架設されている。
【0027】
まず、隣接した架台5の内の一方の架台5の低いモジュール固定部12aに、下側枠材34をその取付けフランジ34fとともに載せるとともに、他方の架台5の高いモジュール固定部11aに、上側枠材33をその取付けフランジ33fとともに載せて、太陽電池モジュール6を隣接した架台5にわたって5度の傾斜角度θで載置する。
【0028】
この場合、太陽電池モジュール6の傾斜に拘らず、モジュール固定部12aのストッパ縁12a2への取付けフランジ34fの当接により、太陽電池モジュール6が自重で斜め下方向へずれ動くことが防止されるので、その状態で太陽電池モジュール6を幅方向に動かして、両モジュール固定部11a、12aのねじ孔に対して取付けフランジ33f、34fのねじ通孔33gを容易に位置合わせすることができる。
【0029】
次に、この状態で、取付けフランジ33fのねじ通孔33gを通って架台5のモジュール固定部11aの各ねじ孔にモジュール固定ねじ42を夫々ねじ込んで固定するとともに、取付けフランジ34fのねじ通孔33gを通って架台5のモジュール固定部12aの各ねじ孔にモジュール固定ねじ43を夫々ねじ込んで固定する。それにより、太陽電池モジュール6がその上下両縁部を隣接した架台5にわたって平置き状態に近い傾斜角度θで設置される。そして、こうした設置作業を必要な数の太陽電池モジュール6に対して次々に実施することで、左右に隣接する太陽電池モジュール6同士はその側枠材35、36を互いに当接させた状態に並べられて、屋根面2aのほぼ全域にわたり太陽電池モジュール6が設置され、二重屋根が構築される。
【0030】
なお、この設置作業において、端子箱32から引出されている出力ケーブル32aは、架台5のケーブル通孔16に通されてケーブル収容溝14に収容され、この溝14内において他の太陽電池モジュール6の端子箱32から引込まれた出力ケーブル32aと直列又は並列に接続され、或は、屋内への引込みケーブルと接続される。このように太陽電池モジュール6の傾斜上端側の端子箱32から引出された出力ケーブル32aを架台5の上部で処理することにより、降雨時に屋根面2a上に一時的に溜まる水に出力ケーブル32aが浸って電気絶縁上の問題を生じることを防止できるとともに、端子箱32に作用する出力ケーブル32aの重さも少なくできる。
【0031】
又、本実施形態では前記設置作業における太陽電池モジュール6のねじ止めと同時に架台カバー44が装着される。このカバー44は、架台5と同様な耐候性材料、例えば亜鉛めっき鋼板、ポリ塩化ビニル被覆鋼板、ペンタイト鋼板、アルミニューム合金の押出し型材等の金属又は合成樹脂等で形成されるものであって、架台5と同じ長さを有しているとともに、架台5の両側壁11、12のモジュール固定部11a、12aにわたる幅を有しており、そのモジュール固定部11a、12aに重なる両側縁には複数のねじ通孔(図示しない)が開けられている。
【0032】
この架台カバー44は、そのねじ孔を、モジュール固定部11a、12aの夫々に開けられた前記ねじ孔に夫々連通するように配置されて、前記モジュール固定ねじ42、43で共締めされることにより、隣接した太陽電池モジュール6間に位置されている架台5を覆って、前記隣接した太陽電池モジュール6にわたって取付けられる。このカバー44の取付けにより、前記ケーブル収容溝14内に配線された出力ケーブル32a等が風雨に直接晒されることを防止できる。
【0033】
以上のように太陽光発電装置3を陸屋根2上に架台5を介して設置することにより、太陽光発電をなす各太陽電池モジュール6を夫々5度の傾斜角度で設置できる。そのため、図3中左側の太陽電池モジュール6の傾斜上部により作られる影が、このモジュール6の右隣の太陽電池モジュール6の受光面に差し込むことを少なくでき、個々の太陽電池モジュール6の発電効率の低下を少なくできる。
【0034】
しかも、ほぼ平置きに近い1度〜10度の傾斜角度であるから、前記影が差し込む時期が朝方又は夕方に限られる。しかし、この時期は日射強度が弱いので、実質的な発電能力にはさほどの影響を及ぼすことがなく、日射強度が強い日中はいずれの太陽電池モジュール6にも隣接太陽電池モジュール6の影が差し込むことがない。なお、太陽電池モジュール6の傾斜角度が10度を超える場合には、隣接モジュール6への影の差し込み面積が増えて実用上好ましくない。
【0035】
そして、前記のように影の差し込みが少ないことに伴い、隣接する太陽電池モジュール6同士の離間距離Dを詰めることが(図示の例では約50mmと短く)でき、それにより、陸屋根2上での太陽電池モジュール6の設置枚数を多く確保できる。従って、太陽光発電装置3全体の発電効率を向上することができる。
【0036】
更に、既述のように各太陽電池モジュール6はほぼ平置きに近い姿勢で設置されてはいるものの、前記傾斜角度θで僅かに傾けられているので、降水時には、前記傾斜にしたがってモジュール本体30上面の雨水を流下させて排水できる。そのため、フレーム31の各枠材33〜36によりモジュール本体30の周部に雨水が塞き止められて残ることを少なくできる。なお、太陽電池モジュール6の傾斜角度θが1度未満である場合には、屋根面2aの平面度のばらつき等が影響して、雨水を流下させる排水性能を得られない傾向が強まるので、実用上好ましくない。
【0037】
しかも、傾斜下端側に配置される下側枠材34には、既述のように排水用の隙間40と、これに連通する排水穴41とからなる排水手段を設けてあるから、下側枠材34のモジュール本体30の下縁部上面に重なった部分により塞き止められる雨水を、左右の隙間40を通して下側枠材34内に導くとともに、そこから排水穴41を通して外部に排出できる。
【0038】
以上の理由により、天候が回復した後も表面張力によりモジュール本体30の周部に雨水が残って、モジュール本体30の周部が水に浸かっているのと同様な状態になることを防止できる。
【0039】
したがって、モジュール本体30の周部の封止端面の接着力を弱いところを通って、残留雨水がモジュール本体30の内部に浸入して、性能低下や故障を引き起こす恐れが解消される。それに伴い太陽電池モジュール6及びこれを備える太陽光発電装置3の耐久性を向上できる。又、残留雨水中に含まれる砂塵などの汚れ成分が、モジュール本体30の受光面に沈着することを防止でき、それにより発電効率の低下を防止することができる。
【0040】
さらに、既述のように各太陽電池モジュール6はほぼ平置きに近い姿勢で屋根面2a上に設置されているので、これら太陽電池モジュール6が横風等の風圧を受けづらくなる。そのため、各太陽電池モジュール6及びこれらを支持する架台5に格別高い強度を必要とすることがなく、かつ、架台5全体の高さも低くて済むので、架台5のコストを低減できることに伴い太陽光発電装置3全体のコストも低減できる。なお、本実施形態では、複数の架台5は互いに独立して設置したが、これら隣接する架台5同士は連結部材を介して連結することもできる。
【0041】
更に、本実施形態では、太陽電池モジュール6のフレーム31の取付けフランジ33f、34fだけではなく、これらを有する上下の枠材33、34を、架台5上に載置させて、各太陽電池モジュール6を設置したから、風圧が作用する太陽電池モジュール6の支持を取付けフランジ33f、34fだけで担うことがなく、よって、太陽電池モジュール6を強固に架台5上に設置することができる。
【0042】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、隣接する太陽電池モジュールの影の差し込みが少なくなるだけではなく、隣接する太陽電池モジュール同士の離間距離を詰めてより多くの太陽電池モジュールをほぼ平らな面に設置できるので、発電効率を向上できるとともに、モジュール本体上面の雨水を流下させて、モジュール本体の周部がモジュール本体上面に残留した雨水に晒されることを少なくしたから、各太陽電池モジュールの耐久性を向上できるとともに、受光面への汚れの沈着による発電効率の低下を防止できる太陽光発電装置を提供できる。
【0043】
請求項2の発明によれば、フレームの下側枠材で塞き止められた雨水をモジュール本体上面から排出できるので、各太陽電池モジュールの耐久性をより向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の一実施形態に係る太陽光発電装置が設置された陸屋根建物の略側面図。(B)は図1(A)の陸屋根建物の略平面図。
【図2】一実施形態に係る太陽光発電装置の一部を示す斜視図。
【図3】一実施形態に係る太陽光発電装置の要部の構成を拡大して示す断面図。
【図4】(A)は一実施形態に係る太陽光発電装置の太陽電池モジュールの平面図。
(B)は図4(A)中矢印Z方向から上面図。
(C)は図4(A)中矢印Y−Y方向から見た上端部の側面図。
(D)は図4(A)中矢印X方向から下面図。
(E)は図4(A)中矢印W−W方向から見た下端部の側面図。
【符号の説明】
1…陸屋根建物
2…陸屋根
2a…陸屋根の屋根面
3…太陽光発電装置
5…架台
6…太陽電池モジュール
11…架台の背丈が高い方の側壁
12…架台の背丈が低い方の側壁
11a…モジュール固定部(第1のモジュール固定部)
12a…モジュール固定部(第2のモジュール固定部)
12a1…ベース
12a2…ストッパ縁
13…底壁
14…ケーブル収容溝
15…溝構成部
16…ケーブル通孔
30…モジュール本体
31…フレーム
32…端子箱
32a…出力ケーブル
33…フレームの上側枠材
34…フレームの下側枠材
33f…取付けフランジ(第1の取付けフランジ)
34f…取付けフランジ(第2の取付けフランジ)
35、36…フレームの左右の側枠材
40…排水溝(排水手段)
41…排水穴(排水手段)
42、43…モジュール固定ねじ
44…カバー [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar power generation apparatus that is installed on a gantry provided on a flat roof, a folded-plate roof, the ground, and the ground to generate solar power.
[0002]
[Prior art]
A photovoltaic power generation apparatus that constructs a substantially saw-shaped roof covering a predetermined area on a substantially flat surface by arranging a plurality of solar cell modules in a slanting posture on a flat roof using a mount is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-217471. In the solar power generation apparatus described in this publication, the plurality of solar cell modules are arranged with an inclination angle of several tens of degrees.
[0003]
However, in the configuration in which the solar cell module is installed at such a large inclination angle, the shadow of the solar cell module is greatly inserted into the light receiving surface of the solar cell module adjacent to this module even during the daytime when the solar radiation intensity is strong. The part does not generate electricity and the power generation efficiency decreases. Therefore, in order to improve the power generation efficiency of each solar cell module, adjacent solar cell modules must be sufficiently separated from each other so that shadows are not inserted as much as possible. Although the installation area required for installing the module increases, for example, the installation area on a flat roof or the like is limited. Therefore, in practice, the number of solar cell modules to be used must be limited.
[0004]
Further, in the configuration in which the solar cell modules are installed at a large inclination angle as described above, each solar cell module is easily subjected to wind pressure. Therefore, high strength is required for each solar cell module and the gantry supporting these modules, and the power generator Overall costs are high.
[0005]
Therefore, the present inventor placed the solar cell modules flat, that is, installed so that the solar cell modules are spread in a horizontal posture, so that each solar cell module is less susceptible to wind pressure and no shadow is inserted. We have found a solar power generation device that can improve power generation efficiency, but it has been found that there are points to be improved as follows.
[0006]
That is, in general, the solar cell module is configured by fitting a frame to the peripheral part of the module main body to form a frame. Therefore, in the flat state, the solar cell module is formed on the upper surface of the peripheral part of the module main body in each frame member of the frame. The covered upper end piece blocks rainwater, impedes drainage from the flat top surface of the solar cell module, and rainwater tends to remain along each frame member due to surface tension even after the weather recovers. Thereby, until the remaining rainwater is evaporated and separated by natural drying, the peripheral portion of the module main body is maintained in the same state as that immersed in water. For this reason, there is a possibility that the residual rainwater may enter the inside of the module body through a place where the sealing end face of the peripheral portion of the module body is weak and cause performance deterioration or failure. In addition, dirt components such as dust contained in the remaining rainwater are precipitated, and due to natural drying, the moisture components evaporate and the dirt components adhere to the light receiving surface of the module body, which may cause a decrease in power generation efficiency. Conceivable.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is to obtain a solar power generation device that has good power generation efficiency and can improve durability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
[0009]
In the present invention and the following invention, the solar cell module has a photoelectric conversion layer made of a crystalline semiconductor layer such as single crystal, polycrystal, or microcrystal, an amorphous semiconductor layer such as amorphous silicon, or a compound semiconductor layer. A solar cell module can be used, and a tandem version of each module can also be used. In the present invention and the following inventions, weathering materials such as galvanized steel sheets, polyvinyl chloride coated steel sheets, pentite steel sheets, extruded materials of aluminum alloys, synthetic resins, etc. can be used for the frame and the frame. At the same time, the number of solar cell modules supported on the mount isIs optional. or,The present invention and the following invention can be applied to a photovoltaic power generation apparatus that is installed on a substantially flat roof, a folded-plate roof, a ground, and a gantry provided on the ground and that generates photovoltaic power.
[0010]
In this invention, since each solar cell module is installed on a substantially flat surface at an inclination angle of 1 to 10 degrees, which is almost flat, over adjacent rail mounts, the shadow on the inclined upper end side of the solar cell module is shaded. Insertion into the light receiving surface of the adjacent solar cell module can be reduced, and accordingly, the distance between adjacent solar cell modules can be reduced. Moreover, since the solar cell module is inclined as described above, rainwater on the upper surface of the module body can be allowed to flow down and drained. Furthermore, in the present invention, although the lower frame material of the frame blocks rainwater, the lower frame material is provided with drainage means. Therefore, the blocked rainwater is passed through the drainage means. It can be discharged from the upper surface of the module body.In addition, regardless of the inclination of the solar cell module, the solar cell module is prevented from moving downward due to its own weight by the contact of the mounting flange of the lower frame member to the stopper edge of the module fixing portion. In this state, the solar cell module can be moved in the width direction, and the screw through hole of the mounting flange can be easily aligned with the screw hole of the module fixing portion.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the upper frame member is mounted on the first module fixing portion together with the first mounting flange, and the lower frame member is the second frame member. The mounting flange is mounted on the second module fixing portion.
Further, the invention of
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the first and second modules are fixed by the module fixing screws so as to overlap the first and second module fixing portions. A pedestal cover provided to cover the pedestal positioned between the adjacent solar cell modules is provided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
[0015]
The solar
[0016]
A plurality of rails are used for the
[0017]
The upper part of the
[0018]
For example, in order to obtain an inclination angle θ of 5 degrees, the height of the
[0019]
As shown in FIG. 2, the
[0020]
As shown in FIG. 4, the
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
In the
[0024]
As shown in FIGS. 3 and 4 (D), the
[0025]
The module
[0026]
The
[0027]
First, the
[0028]
In this case, regardless of the inclination of the
[0029]
Next, in this state, the
[0030]
In this installation operation, the
[0031]
In this embodiment, the
[0032]
The
[0033]
As described above, by installing the solar
[0034]
Moreover, since the tilt angle is 1 to 10 degrees, which is almost flat, the time when the shadow is inserted is limited to the morning or evening. However, since the solar radiation intensity is weak at this time, the substantial power generation capacity is not affected so much and during the daytime when the solar radiation intensity is high, any
[0035]
Then, as the number of shadows inserted is small as described above, the distance D between adjacent
[0036]
Further, as described above, although each
[0037]
In addition, since the
[0038]
For the reasons described above, it is possible to prevent rainwater from remaining on the periphery of the
[0039]
Therefore, the possibility that residual rainwater enters the inside of the module
[0040]
Further, as described above, each
[0041]
Furthermore, in this embodiment, not only the mounting
[0042]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, not only the insertion of shadows of adjacent solar cell modules is reduced, but also a larger number of solar cell modules are installed on a substantially flat surface by reducing the distance between adjacent solar cell modules. As a result, the power generation efficiency can be improved, and the rainwater on the top surface of the module body is allowed to flow down, so that the periphery of the module body is less exposed to rainwater remaining on the top surface of the module body. It is possible to provide a solar power generation device that can be improved and can prevent a decrease in power generation efficiency due to deposition of dirt on the light receiving surface.
[0043]
According to the second aspect of the present invention, rainwater blocked by the lower frame member of the frame can be discharged from the upper surface of the module main body, so that the durability of each solar cell module can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic side view of a flat roof building in which a photovoltaic power generation apparatus according to an embodiment of the present invention is installed. (B) is a schematic plan view of the flat roof building of FIG.
FIG. 2 is a perspective view showing a part of the photovoltaic power generator according to one embodiment.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a solar power generation device according to an embodiment.
FIG. 4A is a plan view of a solar cell module of a solar power generation device according to an embodiment.
FIG. 4B is a top view from the direction of arrow Z in FIG.
(C) is the side view of the upper end part seen from the arrow YY direction in FIG. 4 (A).
FIG. 4D is a bottom view from the arrow X direction in FIG.
(E) is the side view of the lower end part seen from the arrow WW direction in FIG. 4 (A).
[Explanation of symbols]
1 ... a flat roof building
2 ... a flat roof
2a ... Roof surface of flat roof
3… Solar power generator
5 ... Stand
6 ... Solar cell module
11 ... of the frameThe tall oneSide wall
12 ... of the frameThe shorter oneSide wall
11a Module fixing part (first module fixing part)
12a ... Module fixing part (second module fixing part)
12a1 ... Base
12a2 ... Stopper edge
13 ... Bottom wall
14 ... Cable receiving groove
15 ... Groove component
16 ... Cable hole
30 ... Module body
31 ... Frame
32 ... Terminal box
32a ... Output cable
33 ... Upper frame material of the frame
34 ... Lower frame material of the frame
33f... Mounting flange (first mounting flange)
34f ... Mounting flange (second mounting flange)
35, 36 ... Left and right side frame members of the frame
40 ... Drainage (drainage means)
41 ... Drain hole (drainage means)
42, 43 ... Module fixing screw
44 ... Cover
Claims (4)
モジュール本体の周部に嵌合し枠組みされたフレームを有して、このフレームの上側枠材の前記モジュール本体の下方に離れた下端に、前記第1のモジュール固定部に載置される第1の取付けフランジが前記モジュール本体から遠ざかるように外側に突設され、前記フレームの下側枠材の前記モジュール本体の下方に離れた下端に、前記ベース部に載置されるとともに前記ストッパ縁に当接する第2の取付けフランジが前記モジュール本体から遠ざかるように外側に突設され、前記第1、第2の取付けフランジの夫々に前記ねじ孔に対応する複数のねじ通孔が設けられていて、隣接した前記架台にわたり前記1度〜10度の傾斜角度で架設されて前記所定の領域に設置され、かつ、傾斜下端側に位置される前記フレームの下側枠材に設けられた排水手段を有する複数枚の太陽電池モジュールと、
前記第1の取付けフランジのねじ通孔を通って前記第1のモジュール固定部のねじ孔にねじ込まれて、前記第1の取付けフランジを前記第1のモジュール固定部に固定するモジュール固定ねじと、
前記第2の取付けフランジのねじ通孔を通って前記第2のモジュール固定部のねじ孔にねじ込まれて、前記第2の取付けフランジを前記第2のモジュール固定部に固定するモジュール固定ねじと、
を具備し、
前記排水手段が、前記下側枠材のモジュール本体上面に重なった上端片の端部と前記フレームの側枠材の前記モジュール本体上面に重なった上枠片との間に設けられた排水用の隙間と、前記下側枠材の下端部に設けられて前記下側枠材の内部を経由して前記隙間に連通する排水穴とからなることを特徴とする太陽光発電装置。A first module having a fixing bottom wall and side walls bent from both side edges of the bottom wall and having different heights, and the upper part of the taller side wall is bent at the side wall of the lower side. A fixing portion is formed, and a plurality of screw holes are formed along the longitudinal direction of the first module fixing portion, and an upper portion of the side wall having the lower height is the side wall having the higher height. A second module fixing portion formed of a base portion bent into a crocodile and a stopper edge bent upward from the tip of the base portion, and a plurality of the module fixing portions along the longitudinal direction of the second module fixing portion; A plurality of screw holes are formed, and the base part and the first module fixing part are inclined at an angle of 1 to 10 degrees and fixed in parallel to a predetermined area of a substantially flat surface. Extruded rail And stand,
A combined framework frame fitted to the periphery of the module body, the lower end spaced below the module body of the upper frame member of the frame, first is placed on the fixed portion first module 1 the mounting flange is projected outwardly away from the module main body, a lower end spaced below the module body of the lower frame member of the frame, the stopper edge while being placed on the base portion equivalent A second mounting flange in contact with the module body projects outwardly from the module body, and a plurality of screw through holes corresponding to the screw holes are provided in each of the first and second mounting flanges. It is installed on the lower frame member of the frame that is installed at the predetermined area by being installed at the inclination angle of 1 degree to 10 degrees over the gantry and is located on the lower end side of the inclination. A plurality of solar cell modules having drainage means,
A module fixing screw that is screwed into a screw hole of the first module fixing portion through a screw hole of the first mounting flange, and fixes the first mounting flange to the first module fixing portion;
A module fixing screw that is screwed into a screw hole of the second module fixing portion through a screw hole of the second mounting flange, and fixes the second mounting flange to the second module fixing portion;
Comprising
The drainage means is for drainage provided between the end of the upper end piece that overlaps the upper surface of the module body of the lower frame member and the upper frame piece that overlaps the upper surface of the module body of the side frame member of the frame. A solar power generation device comprising a gap and a drain hole provided at a lower end portion of the lower frame member and communicating with the gap via the inside of the lower frame member.
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