JP2000349326A - 太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール

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JP2000349326A
JP2000349326A JP11159412A JP15941299A JP2000349326A JP 2000349326 A JP2000349326 A JP 2000349326A JP 11159412 A JP11159412 A JP 11159412A JP 15941299 A JP15941299 A JP 15941299A JP 2000349326 A JP2000349326 A JP 2000349326A
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JP
Japan
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solar cell
cell module
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solar battery
module
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JP11159412A
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English (en)
Inventor
Hideo Yamagishi
英雄 山岸
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】太陽電池モジュールが他の太陽電池モジュール
やフレーム等の周辺部材によって太陽光線が遮られて
も、発電量を維持できる太陽電池モジュールを提供する
ことにある。 【解決手段】太陽電池素子13の長手方向を横方向にし
て複数の太陽電池素子13を縦方向に複数段に配置する
とともに、これら太陽電池素子13を直列に電気的に接
続した太陽電池モジュール11において、太陽電池モジ
ュール11への入射光が他の太陽電池モジュール11や
フレーム等の周辺部材によって遮られる部分の太陽電池
素子13aを他の太陽電池素子13より幅広にしたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、建物の
屋根材として用いられる太陽電池モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】住宅等の屋根に複数枚の太陽電池モジュ
ールを敷設し、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換
し、本来の電力消費を補って消費電力を節約する太陽電
池システムが実用化されている。
【0003】前記太陽電池モジュールは、例えば1枚の
ガラス基板に透明電極層、アモルファスシリコンからな
る太陽電池素子、裏面電極層を形成したもので、裏面に
は断熱材を介して鋼板が一体的に設けられた横長の長方
形状の薄板パネル構造が一般的である。
【0004】図5は、従来の太陽電池モジュール1を示
すもので、ガラス基板2の裏面側に複数の太陽電池素子
3がその長手方向を横方向にして縦方向に複数段に配置
されている。さらに、太陽電池モジュール1の外周縁に
はアルミニウムの押出し成形品からなる枠体4が固定さ
れている。太陽電池モジュール1は、発電効率を上げる
ために出力電圧を大きく、出力電流を小さくするよう
に、複数の太陽電池素子3は直列に電気的に接続されて
いる。
【0005】従って、太陽電池モジュール1は複数の太
陽電池素子3のうち、一つでも出力低下すると、その素
子が直列に接続された抵抗となってしまい、太陽電池モ
ジュール1全体の出力低下を起こすという問題がある。
【0006】例えば、図6及び図7に示すように、住宅
の屋根5の南傾斜面6と北傾斜面7のそれぞれに複数枚
の太陽電池モジュール1を瓦葺き(段重ね)した場合、
下段の太陽電池モジュール1の上縁部1aに、上段の太
陽電池モジュール1の下縁部1bが重なった状態に施工
される。そして、各太陽電池モジュール1は太陽光線L
を全面で受けるようになっている。
【0007】ところが、屋根5の南傾斜面6に敷設され
た太陽電池モジュール1は問題がないが、北傾斜面7に
敷設された太陽電池モジュール1は、上段の太陽電池モ
ジュール1の存在によって太陽光線Lが遮られ、下段の
太陽電池モジュール1の上縁部1aに影a(斜線で示
す)ができる。また、この影aは、冬季のように太陽光
線Lの入射角度が小さくなればなるほど広がる。しか
も、太陽電池モジュール1は少しでも広い面積で太陽光
線Lを受けられるように最上段から最下段まで全体に亘
って太陽電池素子3が配置されているため、上段側の1
〜2個の太陽電池素子3は太陽光線Lを受けないことに
より、その太陽電池素子3の出力は低下し、その結果、
太陽電池モジュール1全体の出力低下を招く。
【0008】また、このような現象は、太陽電池モジュ
ール1を瓦葺きした場合に限らず、図8に示すように、
太陽電池モジュール1相互をフレーム8によって連結
し、太陽電池モジュール1を平面的に施工した場合にお
いても、フレーム8が太陽電池モジュール1の上面より
突出しているために、フレーム8による影aができ、同
様な問題がある。
【0009】そこで、例えば特開昭8−228017号
公報においては、太陽電池パネルへの太陽光線が周囲の
枠体によって遮られ、影となる部分の太陽電池素子をダ
ミー素子とし、太陽電池パネルの出力低下を防止してい
る。このダミー素子は、太陽電池素子を製造する工程で
同様に製造し、電極形成工程で電気的に短絡処理したも
のであり、外観を同じにして太陽光線を受けても発電し
ないようにしたものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述した特開昭8−2
28017号公報によれば、影による太陽電池パネルの
出力低下を防止することができるが、ダミー素子は、太
陽電池素子を製造する工程で同様に製造しているため
に、コストアップの原因となる。また、太陽光線を受け
ても発電しないように形成しているために、同一サイズ
の太陽電池パネルの場合、太陽電池素子の面積が少なく
なるため、発電量が小さくなるという問題がある。
【0011】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、太陽電池モジュール
が他の太陽電池モジュールやフレーム等の周辺部材によ
って太陽光線が遮られて影となっても、その影響が少な
く、所望の発電量を維持でき、信頼性の高い太陽電池モ
ジュールを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項1は、太陽電池素子の長手方向
を横方向にして複数の太陽電池素子を縦方向に複数段に
配置するとともに、これら太陽電池素子を直列に電気的
に接続した太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジ
ュールへの入射光が周辺部材によって遮られる部分の太
陽電池素子を他の太陽電池素子より幅広にしたことを特
徴とする。
【0013】請求項2は、請求項1の周辺部材は、複数
枚の太陽電池モジュールを勾配面に瓦葺きしたときに上
段となる他の太陽電池モジュールであることを特徴とす
る。
【0014】請求項3は、請求項1の周辺部材は、複数
枚の太陽電池モジュール相互を連結するフレームである
ことを特徴とする。
【0015】請求項4は、太陽電池素子の長手方向を横
方向にして複数の太陽電池素子を縦方向に複数段に配置
するとともに、これら太陽電池素子を直列に電気的に接
続した太陽電池モジュールにおいて、最上段の前記太陽
電池素子を他の太陽電池素子より幅広にしたことを特徴
とする。
【0016】請求項5は、請求項4の最上段の太陽電池
素子は、他の太陽電池素子の幅の2〜3倍であることを
特徴とする。
【0017】前記構成によれば、太陽電池モジュールが
他の太陽電池モジュールやフレーム等の周辺部材によっ
て太陽光線が遮られても、太陽電池素子が幅広であるた
め、その全体が影となることはなく、その太陽電池素子
の抵抗値がアップすることはない。従って、各太陽電池
モジュールの発電量を維持できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【0019】図1〜図3は第1の実施形態を示し、図1
は太陽電池モジュールの斜視図、図2は太陽電池モジュ
ールを4.5寸勾配の屋根に瓦葺きした状態の縦断側面
図、図3は図2のA部を拡大した縦断側面図である。
【0020】図1に示すように、太陽電池モジュール1
1は、横長の長方形状のガラス基板12の裏面側には複
数の太陽電池素子13がその長手方向を横方向にして縦
方向に複数段に配置されている。さらに、太陽電池モジ
ュール11の外周縁にはアルミニウムの押出し成形品か
らなる枠体14が固定されている。太陽電池モジュール
11は、発電効率を上げるために出力電圧を大きく、出
力電流を小さくするように、複数の太陽電池素子13は
直列に電気的に接続されている。
【0021】前記複数の太陽電池素子13のうち、図2
に示すように、住宅等の屋根15に瓦葺きした場合に、
棟側16になる、太陽電池モジュール11の上縁部側の
太陽電池素子13aの幅Wは、他の太陽電池素子1
3の幅Wより幅広、本実施形態においては2倍の幅
に形成されている。すなわち、幅広の太陽電池素子13
aは、他の太陽電池素子13と同様に透明電極層、アモ
ルファス半導体層、裏面電極層を形成したものである
が、その幅が他の太陽電池素子13の2倍であり、他の
太陽電池素子13と直列に電気的に接続されている。
【0022】図2は屋根15の南傾斜面17と北傾斜面
18のそれぞれに複数枚の太陽電池モジュール11を瓦
葺きした状態を示し、19は棟瓦である。瓦葺きの下段
側の太陽電池モジュール11の上縁部11aには上段側
の太陽電池モジュール11の下縁部11bが重なった状
態に施工されている。そして、各太陽電池モジュール1
1は瓦固定用釘(図示しない)によって野地板20に固
定されている。
【0023】前述のように施工された太陽電池モジュー
ル屋根によれば、各太陽電池モジュール11に太陽光線
Lが入射すると、太陽電池モジュール11を構成する太
陽電池素子13,13aが太陽光エネルギーを電気エネ
ルギーに変換し、電気エネルギーとして取り出すことが
できる。
【0024】このとき、屋根15の南傾斜面17に敷設
された太陽電池モジュール11は問題がないが、北傾斜
面18に敷設された太陽電池モジュール11は、周辺部
材としての棟瓦19や上段の太陽電池モジュール11の
存在によって太陽光線Lが遮られ、下段の太陽電池モジ
ュール11の上縁部11aに影a(斜線で示す)ができ
る。また、この影aは、冬季のように太陽光線Lの入射
角度が小さくなればなるほど広がる。
【0025】しかし、図3に示すように、各太陽電池モ
ジュール11は、屋根15に瓦葺きした場合に、棟側1
6になる、太陽電池モジュール11の上縁部11a側の
太陽電池素子13aの幅Wは、他の太陽電池素子1
3の幅Wより幅広に形成されている。従って、太陽
光線Lの入射角度が小さくなっても、太陽電池素子13
aの全体が影になることはなく、他の太陽電池素子13
と同様に太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する
ことができ、影の影響を受けることなく、発電量を維持
できる。
【0026】さらに、太陽光線Lの入射角が小さくな
り、太陽電池素子13aの全体が影aになったとして
も、太陽電池素子13aは幅広のため、散乱光等により
発電量が維持でき、全体としての発電量の低下を軽減で
きる。
【0027】ここで、図5及び図6に示した従来の太陽
電池モジュール(比較例1)、従来のダミー素子を設け
た太陽電池モジュール(比較例2)、最上段の太陽電池
素子の幅を2倍にした太陽電池モジュール(実施例1)
及び最上段の太陽電池素子の幅を3倍にした太陽電池モ
ジュール(実施例2)を同様の条件で、屋根に瓦葺きし
た状態で発電量を比較したところ、表1の通りである。
【0028】
【表1】
【0029】従って、最上段の太陽電池素子の幅を2倍
乃至3倍にすることによって、影の影響を受けることな
く、発電量を維持できることが解る。
【0030】図4は第2の実施形態を示し、第1の実施
形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略す
る。図4は屋根15に太陽電池モジュール11を平面的
に敷設した状態の縦断側面図であり、太陽電池モジュー
ル11は、第1の実施形態と同一であり、複数の太陽電
池素子13のうち、住宅等の屋根15に瓦葺きした場合
に、棟側16になる、太陽電池モジュール11の上縁部
側の太陽電池素子13aの幅Wは、他の太陽電池素
子13の幅Wの2倍に形成されている。
【0031】屋根15の南傾斜面17と北傾斜面18の
それぞれに複数枚の太陽電池モジュール11がフレーム
21によって連結されている。フレーム21は、隣合う
太陽電池モジュール11の間に挿入されており、このフ
レーム21には下部フレーム22と上部フレーム23と
から構成されている。
【0032】下部フレーム22は釘24によって野地板
20に固定され、下部フレーム22には上部フレーム2
3が係合され、この上部フレーム23によって太陽電池
モジュール11の外周縁部を押え固定している。
【0033】前述のように施工された太陽電池モジュー
ル屋根によれば、各太陽電池モジュール11に太陽光線
Lが入射すると、太陽電池モジュール11を構成する太
陽電池素子13,13aが太陽光エネルギーを電気エネ
ルギーに変換し、電気エネルギーとして取り出すことが
できる。
【0034】このとき、屋根15の南傾斜面17に敷設
された太陽電池モジュール11は問題がないが、北傾斜
面18に敷設された太陽電池モジュール11は、その上
段のフレーム21(周辺部材)の存在によって太陽光線
Lが遮られ、太陽電池モジュール11の上縁部11aに
影a(斜線で示す)ができる。また、この影aは、冬季
のように太陽光線Lの入射角度が小さくなればなるほど
広がる。
【0035】しかし、各太陽電池モジュール11は、屋
根15に瓦葺きした場合に、棟側16になる、太陽電池
モジュール11の上縁部11a側の太陽電池素子13a
の幅Wは、他の太陽電池素子13の幅Wより幅
広に形成されている。従って、太陽光線Lの入射角度が
小さくなっても、太陽電池素子13aの全体が影になる
ことはなく、他の太陽電池素子13と同様に太陽光エネ
ルギーを電気エネルギーに変換することができ、影の影
響を受けることなく、発電量を維持できる。
【0036】なお、前記各実施形態においては、太陽電
池モジュール11の上縁部11a側の太陽電池素子13
aの幅Wを、他の太陽電池素子13の幅Wの2
倍にしたが、2〜3倍にしてもよい。また、太陽電池モ
ジュール11の周囲に枠体14を固定したが、枠体無し
の太陽電池モジュールにも適用できる。
【0037】さらに、住宅の勾配のある屋根に太陽電池
モジュールを敷設した場合について説明したが、空き地
や屋上等に勾配のある太陽電池モジュール設置塔を建設
し、この設置塔の傾斜面に太陽電池モジュールを敷設す
る場合にも適用できる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、太陽電池モジュールが他の太陽電池モジュールやフ
レーム等の周辺部材によって太陽光線が遮られても、影
となる部分の太陽電池素子を幅広にしたため、その全体
が影となることはなく、その太陽電池素子の抵抗値がア
ップすることはない。従って、各太陽電池モジュールの
発電量を維持できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示す太陽電池モジ
ュールの斜視図。
【図2】同実施形態の太陽電池モジュールを4.5寸勾
配の屋根に瓦葺きした状態の縦断側面図。
【図3】図2のA部を拡大した縦断側面図。
【図4】この発明の第2の実施形態を示す太陽電池モジ
ュールを4.5寸勾配の屋根に平面的に敷設した状態の
縦断側面図。
【図5】従来の太陽電池モジュールの斜視図。
【図6】従来の太陽電池モジュールを4.5寸勾配の屋
根に瓦葺きした状態の縦断側面図。
【図7】図6のB部を拡大した縦断側面図。
【図8】従来の太陽電池モジュールを4.5寸勾配の屋
根に平面的に敷設した状態の縦断側面図。
【符号の説明】
11…太陽電池モジュール 13…太陽電池素子 13a…幅広の太陽電池素子 21…フレーム

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池素子の長手方向を横方向にして
    複数の太陽電池素子を縦方向に複数段に配置するととも
    に、これら太陽電池素子を直列に電気的に接続した太陽
    電池モジュールにおいて、 太陽電池モジュールへの入射光が周辺部材によって遮ら
    れる部分の前記太陽電池素子を他の太陽電池素子より幅
    広にしたことを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 【請求項2】 前記周辺部材は、複数枚の太陽電池モジ
    ュールを勾配面に瓦葺きしたときに上段となる他の太陽
    電池モジュールであることを特徴とする請求項1記載の
    太陽電池モジュール。
  3. 【請求項3】 前記周辺部材は、複数枚の太陽電池モジ
    ュール相互を連結するフレームであることを特徴とする
    請求項1記載の太陽電池モジュール。
  4. 【請求項4】 太陽電池素子の長手方向を横方向にして
    複数の太陽電池素子を縦方向に複数段に配置するととも
    に、これら太陽電池素子を直列に電気的に接続した太陽
    電池モジュールにおいて、 最上段の前記太陽電池素子を他の太陽電池素子より幅広
    にしたことを特徴とする太陽電池モジュール。
  5. 【請求項5】 最上段の太陽電池素子は、他の太陽電池
    素子の幅の2〜3倍であることを特徴とする請求項4記
    載の太陽電池モジュール。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010079769A1 (ja) * 2009-01-09 2010-07-15 シャープ株式会社 薄膜太陽電池モジュール及び薄膜太陽電池アレイ
WO2011105169A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 三洋電機株式会社 光電変換装置

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