CN1308775A - 太阳能电池组件和太阳能电池装置 - Google Patents

Abstract

将太阳能电池组件2、3形成为中空柱状,将外周面的至少一部分作为受光面10。通过直接固定或放置在设置场所可以简单地进行设置,接线收容在内部从而能确保良好的外观。此外,由于横着放也行,竖着放也行,所以可根据设置场所选择设置状态,若是直接固定在设置场所,则设置时可以不管设置场所的角度和高度位置。通过将该太阳能电池组件2、3沿长度方向成列设置来构成太阳能电池装置1,设置场所无论是狭小或细长等情况都能容易地设置。

Description

太阳能电池组件和太阳能电池装置

技术领域

本发明涉及太阳能电池组件和使用了该太阳能电池组件的太阳能电池装置。

背景技术

以往，为了有效地利用太阳能来作为电能，使用太阳能电池。

当使用太阳能电池时，一般，将规定个数的太阳能电池组装在框架内，把这样组装起来的矩形平板状的太阳能电池板作为太阳能电池模块使用，将该太阳能电池板并排设置在屋顶、道路或地面等上。这样的太阳能电池板大多设置成倾斜状态以便提高采光效率。

作为设置太阳能电池板的方法，有(方法1)在屋顶或地面等设置场所设置支架再将太阳能电池板安装在该支架上的方法，还有(方法2)在倾斜屋顶的屋顶基础材料的上面沿倾斜方向固定支撑轨并将太阳能电池板的框架安装在该支撑轨上的太阳能电池板兼作屋顶材料的方法(特开平7-180310号公报)等。

在方法1、2中，在太阳能电池板与设置面之间形成与支架或支撑轨的高度对应的间隙，所以，在该里面一侧的间隙内连接太阳能电池互相间的接线。

在上述方法1中，当将太阳能电池板设置在水平的场所时，通过适当选择支架的形状例如使用截面为直角三角形的支架等，就可以将太阳能电池板设置成倾斜状态。但是，为了设置支架，需要一定的空间，因此，除了受设置场所的限制之外，在设置时，除了作为太阳能电池模块的太阳能电池板本身之外，还需要制造、搬运、安装支架等工作，所以特别麻烦。此外，若支架的高度尺寸大，则因太阳能电池板的里面一侧的连线外露，得不到很好的外观。

进而，因上述方法2是将太阳能电池板兼作倾斜屋顶的屋顶材料的方法，除了将设置场所限定在倾斜屋顶之外，与方法1一样，也存在制造、搬运、设置支撑轨等工作很费事的问题。

发明的公开

本发明的目的在于提供一种太阳能电池组件和太阳能电池装置，能够提高设置场所的自由度，同时安装简单。

本发明的太阳能电池组件的特征在于：形成为中空柱状，外周面的至少一部分作为具备太阳能电池的受光面。

在这样的本发明中，作为太阳能电池模块的太阳能电池组件形成为柱状，该外周面的至少一部分作为受光面。因此，可以将除该受光面的部分直接安装或放置在设置场所。因此，因可以省略固定用支架或支撑轨故设置简单。

此外，因太阳能电池组件作成为柱状，故可使外周面的一部分向下呈躺倒状态。此外，也可以使长度方向的端面向下呈直立状态。因此，在设置场所狭窄等情况下可以直立设置，在设置场所的高度尺寸受限制的情况下，可以躺倒设置。因此，设置状态可根据设置场所进行选择，所以，设置场所的自由度大。

进而，若将除受光面的部分直接固定在设置场所，则设置太阳能电池可以不考虑设置场所的角度和高度位置，所以，设置场所的选择范围比过去放宽了。

而且，因太阳能电池组件形成为中空形状，故其内部可以放置接线，使接线隐蔽，能够保证良好的外观。

本发明的太阳能电池组件只要是柱状，则对形状等没有特别限制，但最好具有形成为中空的多角形柱状的框架和设置在该框架的至少一个面上的太阳能电池。

所谓多角柱状是三角柱、四角柱等截面为多角形的柱状。多角形截面可以是正多角形，也可以是其它任意多角形。例如，可以使某一个面比其它面宽，将该面作为稳定的安装面等。

若使用这样的多角柱状的框架，因外周面全部由平面构成，故可以使固定在设置场所时的安装面或放置时的底面由平面构成，所以，能够在稳定的状态下进行设置，即使对地面等难以固定的场所也能够进行简单而可靠的设置。

本发明的太阳能电池组件最好形成为三角柱状。

作为三角柱状的太阳能电池组件，例如，可以采用正三角形截面、直角三角形截面、二等边三角形截面等各种三角形截面。

这样一来，当将外周面的一个面作为底面放置在设置场所时，可以得到很好的稳定性。特别是，若采用作成正三角形截面的三角柱状的组件并将外周面的一个面固定在墙壁等垂直的设置面上，则水平面和受光面所成的角度为30°，可以使采光效率高。

另一方面，本发明的太阳能电池装置的特征在于：将以上所述的太阳能电池组件沿长度方向成列设置，相邻的太阳能电池组件通过连结件连结。

在这样的本发明中，因将太阳能电池组件沿长度方向成列设置，故即使在设置场所窄小或细长等情况下也能够进行发电。即，若太阳能电池组件以直立状态成列设置，则即使是面积小的场所也能设置，若以躺倒的状态成列设置，则即使是细长的带状场所也能设置。

此外，太阳能电池组件如前所述，因没有支架也能设置，故可使设置简单，同时，因可以在内部接线故能够得到良好的外观。

本发明的太阳能电池装置最好将太阳能电池组件的端部镶嵌在连结件的内部。

这样一来，可以简单地连接太阳能电池组件，而且，因太阳能电池组件的端部收容在连结件的内部，故水不容易浸入太阳能电池组件内，能够确保防水性，同时还能够保护内部接线。

本发明的太阳能电池装置希望在连结件的内面设有密封材料。

如果这样做，可使太阳能电池组件与连结件无间隙地紧密连结，所以，能得到很好的防水性能，而且，因消除了连接部分的空隙，故连接后不会晃动。

在本发明的太阳能电池装置中，希望在太阳能电池组件的长度方向的两端部分别设有从太阳能电池引出的+极端子和-极端子这二者。

这样，通过从太阳能电池组件的各端部引出+极端子和-极端子这二者，可以在相邻太阳能电池组件之间有选择地连接各个端子，所以，不管是串联连接还是并联连接，都能够简单地实现。

附图的简单说明

图1是表示本发明的一实施形态的斜视图。

图2是表示上述实施形态的太阳能电池组件的斜视图。

图3是表示上述实施形态的太阳能电池组件的截面图。

图4是表示上述实施形态的连接构件的斜视图。

图5是表示上述实施形态的连结件和覆盖件的分解斜视图。

图6是图1的VI-VI线截面图。

图7是图1的VII-VII线截面图。

图8是表示上述实施形态的太阳能电池装置的设置状态的斜视图。

图9是表示上述实施形态的太阳能电池装置的另一个设置状态的斜视图。

图10是表示本发明的另一种连结件的斜视图。

图11是表示本发明的另一种太阳能电池的安装结构的斜视图。

实施发明的最佳形态

下面，根据附图说明本发明的一实施形态。

图1示出本实施形态的太阳能电池装置1。该太阳能电池装置1是将2个太阳能电池组件2、3组合后形成的，具有太阳能电池组件2、3和将这些太阳能电池组件(2、3)连结的连结件20。

太阳能电池组件2、3形成为截面是正三角形的三角柱状，构成外周面的3个矩形平面中的一个作为受光面10。这样的太阳能电池组件2、3如图2和图3所示那样，包括具有中空部11A的三角柱状的框架11和设在该框架11的一个面上的太阳能电池12并形成为中空结构。

框架11是由铝等金属形成截面为正三角形的三角柱状结构，3个面中的成为受光面10的面有开口，太阳能电池12装在该开口内，塞住该开口。

太阳能电池12是将多个太阳能电池单元122封入玻璃底板121上形成的，包括作为支撑体的矩形平板状的玻璃底板121、并排设在该底板121的一个面上的多个太阳能电池单元122、封入这些太阳能电池单元122的透明填充材料123和覆盖该填充材料123的里层材料124。

太阳能电池单元122是由单晶硅太阳能电池构成的，通过利用带状金属箔125进行串联和并联的布线在一个太阳能电池12内进行电连接。再有，太阳能电池单元122也可以使用多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池构成。

填充材料123由耐湿性好的EVA(Ethylene Vinyl Acetate)或紫外线所引起的光透过率降低小的PVA(Poly Vinyl Butylol)等透明树脂构成。为了确保足够的耐湿性，由聚偏二氟乙稀等树脂形成的里层材料124覆盖与这样的填充材料123的底板121相反的面。

在这样的太阳能电池12的长度方向的两端部安装用来将该太阳能电池12固定在框架11上的连接构件13。

连接构件13如图4所示，具有四角柱状的固定部131、将该固定部131夹在中间的矩形平板状的挤压部132、133，其截面大致呈コ字形状。固定部131和挤压部132、133利用焊接形成一体，太阳能电池12的长度方向的端部镶嵌在挤压部132、133间的间隙134中。将固定部131形成为从太阳能电池12和挤压部132、133突出来的一段长度，在该固定部131的突出的两端部分别设置固定用孔135。

通过这样的连接构件13来安装太阳能电池12，使其从框架11的内侧将其开口塞住。即，通过从框架11一侧向连接构件13的固定用孔135拧进螺丝136来进行固定。

返回图2，在太阳能电池组件2、3的长度方向的两端部，分别设有从太阳能电池12引出的+极端子14A和-极端子14B这二者，可以与相邻太阳能电池组件2、3的端子14A、14B和引线(省略图示)等进行接线。

另一方面，连结件20如图5、图6所示，是与太阳能电池组件2、3的三角形截面对应的三角柱状(三角形框状)的构件，形成为轴向的宽度宽，以便能够从两侧将太阳能电池组件2、3的端部镶嵌进去。

该连结件20的三个面中的一个面作为用来固定太阳能电池组件2、3的调节面20a。该调节面20A在中央部分沿轴向被分割，在该分割的部分上设置相互平行的连接面22A、22B，该连接面22A、22B分别从各分割面向外立起。连接面22A、22B由螺栓23和螺母24连结。

此外，连结件20的除了调节面20A的2个面中的任何一个面作为定位面20B，设有用来对太阳能电池组件2、3进行定位的挡块25。该挡块25垂直设立在连结件20的内侧，形成与连结件20的轴向正交的2排带状的挡块，分别与从两侧插入的各太阳能电池组件2、3进行连接，从而确定插入位置。

而且，在该连结件20的内面，设有未图示的平面状的密封材料。该密封材料由具有挠性的橡胶或合成树脂等形成，通过该密封材料使连结件20与太阳能电池组件2、3紧密地连结。

这样的连结件20也如图7所示，安装在太阳能电池组件2、3之间，与其连接侧的各端部配合，同时，安装在与太阳能电池组件2、3的连接侧相反一侧的端部、即形成太阳能电池装置1的两端的一侧的端部。在该两端的连结件20上镶嵌覆盖件30。

覆盖件30形成与框架11大致相同的截面为正三角形的头盔形状，插入到连结件20内与挡块25相接触并被固定。

再有，在图2、3、5、6中，只示出了太阳能电池组件2，但是，太阳能电池组件3也一样。

在这样构成的本实施形态中，按下面的顺序组装太阳能电池装置1。

即，在连结太阳能电池组件2、3时，有选择地对2个太阳能电池组件2、3的+极端子14A与-极端子14B进行接线。即，串联时连接+极端子14A与-极端子14B，并联时连接+极端子14A与+极端子14A、-极端子14B与-极端子14B。

该接线工作无论是太阳能电池组件2、3的端子14A还是端子14B都是在通过连结件20的状态下进行的。

此后，将接线收容在太阳能电池组件2、3和连结件20的内部。接着，从两侧将太阳能电池组件2、3的端部插入到通过端子14A、14B的连结件20内并使之分别与挡块25连接。这样一来，因太阳能电池组件2、3定位在规定的插入位置，故在该状态下，将螺栓23插通连接面22A、22B，使其与螺母24螺合，从而将连接面22A、22B结合起来。这时，若紧固螺栓23与螺母24螺合，则由于由连结件20经密封材料(省略图示)将太阳能电池组件2、3的端部紧固，所以，可以使太阳能电池组件2、3与连结件20紧密地连结在一起。

此外，在与太阳能电池组件2、3的连接侧相反一侧的各端部、即成为太阳能电池装置1的端的太阳能电池组件2、3的各端部分别安装连结件20，同时，用覆盖件30将该连结件20的与太阳能电池组件2、3一侧相反一侧的开口塞住。

即，与前述的将2个太阳能电池组件2、3连结的情况一样，从两侧将太阳能电池组件2、3和覆盖件30插入连结件20，使之与挡块25连接定位后，在该状态下利用螺栓23和螺母24紧密地固定连接面22A、22B。

这时，在太阳能电池组件2、3的覆盖件30一侧的端部的端子14A、14B上连接引线(省略图示)，然后向外部引出。该引线例如可以与电池或电容器等连接来存储电力，也可以经逆变器等直接向电气设备供给电能。

这样，连结太阳能电池组件2、3而得到的太阳能电池装置1可以设置在各种设置场所。

即，如图1所示，当在大致水平的状态下设置太阳能电池装置1时，例如，可以设置在地面、阳台、墙的上端面、栏杆上端面、护栏上端面等处，这时，太阳能电池装置1可以只放在设置面上，也可以使用螺丝或钉子等固定件或粘接剂等将其底面固定下来。

或者，如图8所示，也可以将太阳能电池装置1的一个面相对建筑物9的壁面等垂直面固定，使受光面10向上。

若这样使太阳能电池组件2、3在横躺的状态下固定在墙壁9A等垂直面上，因受光面10与水平面所成的角度变成采光效率高的30°角，所以，除安装简单之外，还能确保高的发电效率。此外，若将太阳能电池组件2、3固定在墙壁9A的上端部上，则可以使太阳能电池装置1兼作为房檐。

在设置时，若使连结件20与墙壁9A相接，用螺丝或钉子等固定件或粘接剂等将其安装在墙壁9A上，就可以固定太阳能电池装置1。

这时，连结件20的调节面20A因具有连接面22A、22B、螺栓23和螺母24的突出部分，故在连结件20的三个面中，除调节面20A外剩下的2个面都可以作为对墙壁9A的安装面。

此外，当将太阳能电池装置1安装在墙壁9A等上时，也可以除连结件20的调节面20A之外，将剩下的2个面中的任何一个面固定在墙壁9A上，再将太阳能电池组件2、3插入该固定了的连结件20中。由此，可以在组装太阳能电池装置1的同时进行设置。

当在垂直直立的状态下设置太阳能电池装置1时，若将覆盖件30一侧的端面作为底面进行放置或固定，则即使是平面的间隔狭窄的设置场所也能简单地进行设置。对设置场所没有特别的限制，例如，可以设置在地面、阳台、道路、公园或庭院等地方。

此外，如图9所示，与将太阳能电池装置1水平(横躺)放置的情况一样，也可以固定在壁面9A或栏杆等垂直面上。这时，除受光面10之外，其余两个面都可以作为安装面，只要适当设定安装面使受光面10的方位角成为采光效率高的角度即可。再有，连结件20的安装面是外表面平坦的面，即是除调节面20A之外的任何一个面。

这样的太阳能电池装置1例如可以用于照明和灾害时等的应急电源等，若安装在汽车或电车等车辆上，则可用来直接向车载电气设备提供电力。

若按照这样的本实施形态，具有下述效果。

即，将作为太阳能电池模块的太阳能电池组件2、3形成为柱状，其一部分外周面作为受光面10，因此，可以将除了该受光面10的部分直接安装或放置在设置场所，因能够省略固定用支架或支撑轨故设置简单。

此外，因太阳能电池组件2、3为柱状，故能够使一部分外周面向下呈躺倒的状态，同时，可以使长度方向的端面向下呈直立状态。因而，当设置场所狭窄等时能使其直立设置，当设置场所的高度尺寸受到限制等时能设置成躺倒状态，所以，可以根据设置场所来选择设置状态，从而可以提高设置场所的自由度。

进而，当将除太阳能电池装置1的受光面10的部分直接固定在设置场所时，即使设置场所的平面状的间隔窄小也能够进行设置，则时不管设置场所的角度和高度位置如何，都能进行设置，所以，能够大大地扩大设置场所的选择范围。

而且，因太阳能电池组件2、3形成为中空形状，所以，能够将接线收容在它的内部隐蔽起来，从而能够确保良好的外观。

此外，因框架11的外周面全部由平面构成，固定在设置场所时的安装面或放置时的底面可以由平面构成，所以，能够在稳定的状态下设置，即使对于很难固定在地面等上的场所，设置也很简单。

特别是，因太阳能电池组件2、3形成为截面形状是正三角形的三角柱状，故当在图1的大致水平躺倒的状态下放置时可以得到很好的稳定性。此外，如图8所示那样，当将外周面的一个面固定在墙壁等垂直的设置面上时，水平面与受光面10所成的角度为30°，可以特别有效地进行采光。

而且，因太阳能电池组件2、3在长度方向连接，故即使平面状的间隔小，也可以根据设置场所或横放或竖放，这样来有效地进行设置，所以能得到很高的发电效率。

此外，因将太阳能电池组件2、3的端部插入连结件20的内部，故能够简单地对太阳能电池组件2、3进行连接，此外，因将太阳能电池组件2、3的端部收容在连结件20的内部，故太阳能电池组件2、3的内部不容易进去水，能够确保防水性能，同时还能保护内部的接线。

此外，因在连结件20的内面设有密封材料(省略图示)，故可以使太阳能电池组件2、3与连结件20紧密连结而没有间隙，从而能得到很好的防水性能，此外，可以吸收连接部分的空隙，连接后不会晃动。

而且，因从太阳能电池组件2、3的各端部引出了+极端子和-极端子这二者，故可以在相邻太阳能电池组件2、3间有选择地连接端子14A、14B，所以，不管是串联连接还是并联连接，都能够简单地实现。

再有，本发明不限于前述实施形态，凡是能够达到本发明的目的的其它的构成等都包含在本发明之内，下面所示的变形等也包含在本发明之内。

即，在前述实施形态中，说明了连结2个太阳能电池组件的情况，但是，连结的太阳能电池组件也可以是3个以上，或者，也可以单独使用一个太阳能电池组件，太阳能电池组件的个数可以在实施时适当设定。

此外，前述实施形态的太阳能电池组件2、3是三角柱状，但也可以是四角柱或五角柱等的多角柱状，或者，也可以形成为圆柱状。

此外，连结件20的调节面20A不限定分成两部分，例如，也可以如图10所示那样，是可以将调节面20A的中间部分拿走的别的部件，即，可以使调节面20A开口，再加上盖29。由此，当从连结件20的内侧将剩下的2个面的任何一个面固定在设置面上时，可以得到良好的作业性能。

进而，作为将太阳能电池12组装在太阳能电池组件(2、3等)中的方法，不限于象上述实施形态那样的连接构件13，可以适当采用现有的结构。例如，也可以如图11所示，在框架11的组装太阳能电池12的开口的内周端面形成与太阳能电池12的厚度对应的沟111，通过将太阳能电池12的边缘部分插入该沟111内来支持该太阳能电池12。这是所谓连接构件13和框架11一体化的结构。若框架11是将铝材等拉拔成型的，则这样的形状可以利用现有的窗框制造技术简单地加工出来。这时，也可以预先使沟111形成得比太阳能电池12的厚度稍为宽一点，再填入橡胶等密封材料。

工业上利用的可能性

如上所述，本发明的太阳能电池组件和太阳能电池装置适合作为住宅等建筑物或其它固定建筑物中的太阳能发电装置使用。

Claims (7)

1.一种太阳能电池组件，其特征在于：形成为中空柱状，外周面的至少一部分作为具备太阳能电池的受光面。

2.如权利要求1记载的太阳能电池组件，其特征在于：具备形成为中空形状的多角形柱状的框架和设在该框架的至少一个面上的太阳能电池。

3.如权利要求2记载的太阳能电池组件，其特征在于：形成为三角柱状。

4.一种太阳能电池装置，其特征在于：将权利要求1到权利要求3的任一项记载的太阳能电池组件沿长度方向成列设置，相邻的太阳能电池组件通过连结件连结。

5.如权利要求4记载的太阳能电池装置，其特征在于：将上述太阳能电池组件的端部镶嵌在上述连结件的内部。

6.如权利要求5记载的太阳能电池装置，其特征在于：在上述连结件的内面设有密封材料。

7.如权利要求4到权利要求6的任一项记载的太阳能电池装置，其特征在于：在上述太阳能电池组件的长度方向的两端部分别设有从上述太阳能电池本体引出的+极端子和-极端子这二者。

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