JP2001036125A - Photovoltaic power generation device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、家屋の屋根やビル
の屋上或いは壁面等に設置する太陽光発電装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic power generator installed on the roof of a house, on the roof of a building, or on a wall.
【０００２】[0002]
【従来の技術】太陽電池を用いた太陽光発電装置は、ク
リーンな電源システムであることから住宅用の電源等へ
の普及が進んでいる。斯かる太陽光発電装置として、例
えば図５の斜視図及び図６の断面図に示す構成の装置が
知られている（特開平１１−７１８７３号）。2. Description of the Related Art A photovoltaic power generator using a solar cell is a clean power supply system, and has been widely used for a house power supply. As such a solar power generation device, for example, a device having a configuration shown in a perspective view of FIG. 5 and a cross-sectional view of FIG. 6 is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-71873).
【０００３】図５を参照して、屋根５２は棟から軒にか
けて下方に勾配を有する傾斜屋根であり、屋根下地材５
３の上面に防水用のルーフィング５４を張った構造を有
している。屋根５２の上面には、その傾斜方向に沿って
複数の防水レール５５が並設されている。これら防水レ
ール５５上には、その長手方向、つまり屋根５２の傾斜
方向に沿って太陽電池モジュール５１が配列され、太陽
電池モジュール５１における屋根５２の傾斜方向と直交
する方向の端部が防水レール５５上に支持されている。Referring to FIG. 5, a roof 52 is an inclined roof having a downward slope from a ridge to an eave, and a roof base material 5 is provided.
3 has a structure in which a roofing 54 for waterproofing is stretched on the upper surface. A plurality of waterproof rails 55 are juxtaposed on the upper surface of the roof 52 along the inclination direction. On these waterproof rails 55, the solar cell modules 51 are arranged along the longitudinal direction, that is, the inclination direction of the roof 52. Supported above.
【０００４】また、太陽電池モジュール５１の下面には
一対の取付部材５６が取付けられており、図６に示す如
くこの取付部材５６は屋根５２に固定される。また、太
陽電池モジュール５１の傾斜方向下端部は、軒側に取付
けられる太陽電池モジュール５１における傾斜方向上端
部の上に重ねられ、これらの間にはシール材５７が充填
される。このように棟から軒にかけて上下方向（傾斜方
向）に太陽電池モジュール５１を階段状に設置すること
により、上下方向（傾斜方向）に隣接する太陽電池モジ
ュール５１間の防水性を高めることができる。A pair of mounting members 56 are mounted on the lower surface of the solar cell module 51, and the mounting members 56 are fixed to the roof 52 as shown in FIG. The lower end of the solar cell module 51 in the inclined direction is overlapped with the upper end of the solar cell module 51 attached to the eaves in the inclined direction, and a sealing material 57 is filled therebetween. By installing the solar cell modules 51 in the vertical direction (inclination direction) from the ridge to the eaves in this manner, the waterproofness between the adjacent solar cell modules 51 in the vertical direction (inclination direction) can be increased.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記の様に太陽電池モ
ジュールを上下方向に階段状に設置した場合において
は、設置の方位により、朝，夕方時等太陽の角度が低い
ときに、下側（軒側）に設置された太陽電池モジュール
の上部に上側（棟側）に設置された太陽電池モジュール
の影ができる場合がある。In the case where the solar cell modules are installed stepwise in the vertical direction as described above, depending on the installation orientation, when the sun angle is low, such as in the morning or evening, A shadow of the solar cell module installed on the upper side (ridge side) may be formed on the upper part of the solar cell module installed on the eaves side.
【０００６】一方、太陽電池素子を構成する材料として
は、単結晶シリコン或いは多結晶シリコン等の結晶系半
導体や、非晶質シリコン或いは非晶質シリコンゲルマニ
ウム等の非晶質半導体、或いはＧａＡｓやＣｄＴｅ等の
化合物半導体が用いられる。このうち、非晶質半導体を
用いた太陽電池素子は基板選択及び出力設計の自由度が
高く、また製造コストが安価であることから注目されて
いる。On the other hand, materials constituting a solar cell element include a crystalline semiconductor such as single crystal silicon or polycrystalline silicon, an amorphous semiconductor such as amorphous silicon or amorphous silicon germanium, or GaAs or CdTe. And the like. Among them, a solar cell element using an amorphous semiconductor has attracted attention because it has a high degree of freedom in substrate selection and output design, and its manufacturing cost is low.
【０００７】然し乍ら、斯かる非晶質半導体から構成さ
れる太陽電池素子を上記従来の太陽光発電装置に適用し
た場合に、上側に設置された太陽電池モジュールにより
発生する影が装置の特性に与える影響について、これま
で十分な検討はなされていなかった。However, when the solar cell element composed of such an amorphous semiconductor is applied to the above-mentioned conventional solar power generation device, the shadow generated by the solar cell module installed on the upper side gives the characteristics of the device. The impact has not been fully considered so far.
【０００８】そこで、本発明は非晶質半導体から構成さ
れる太陽電池素子を用いた場合において、出力特性の良
好な太陽光発電装置を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a photovoltaic power generator having good output characteristics when a solar cell element made of an amorphous semiconductor is used.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明太陽光発電装置
は、上下方向に階段状に設置された複数の太陽電池モジ
ュールを備えた太陽光発電装置であって、前記太陽電池
モジュールが、互いに電気的に直列接続された複数の太
陽電池素子を有すると共に、該複数の太陽電池素子の直
列接続方向が、前記上下方向と直交する方向とされたこ
とを特徴とする。According to the present invention, there is provided a photovoltaic power generator comprising a plurality of photovoltaic modules arranged in a vertical staircase, wherein the photovoltaic modules are electrically connected to each other. A plurality of solar cell elements are connected in series in a series, and the direction in which the plurality of solar cell elements are connected in series is a direction orthogonal to the vertical direction.
【００１０】また、前記太陽電池素子が非晶質半導体か
らなることを特徴とする。[0010] The solar cell element is made of an amorphous semiconductor.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１２】図１は本発明太陽光発電装置を説明するた
めの概念的な斜視図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ
線の断面図である。FIG. 1 is a conceptual perspective view for explaining the photovoltaic power generator of the present invention, and FIG.
It is sectional drawing of a line.
【００１３】図１を参照して、本発明太陽光発電装置に
おいては太陽電池モジュール１が上下方向、例えば屋根
の傾斜方向、或いはビル壁面における垂直上下方向に階
段状に設置される。太陽電池モジュール１は、太陽電池
部２と、該太陽電池部２の裏面側に接着された裏面材３
とから構成されている。裏面材３としてはガラス、アル
ミニウム板或いは鋼鈑等従来周知のものを用いることが
できる。Referring to FIG. 1, in a photovoltaic power generation device of the present invention, a solar cell module 1 is installed in a vertical direction, for example, in an inclined direction of a roof, or in a vertical direction on a building wall in a stepwise manner. The solar cell module 1 includes a solar cell unit 2 and a back material 3 adhered to the back surface of the solar cell unit 2.
It is composed of As the back material 3, a conventionally known material such as glass, an aluminum plate, or a steel plate can be used.
【００１４】図２を参照して、太陽電池部２はガラスか
らなる透光性基板３１と、この透光性基板３１の裏面に
設けられた、互いに電気的に直列接続された複数個の太
陽電池素子２１とから構成される。この太陽電池素子２
１は、例えば透光性基板３１側から順に積層された、Ｓ
ｎＯ2，ＩＴＯ或いはＺｎＯ等の透光性導電材からなる
第１電極１１と、非晶質半導体からなりｐｉｎ接合を有
する光電変換層１２と、Ａｇ，Ａｌ等の高反射性の金属
からなる第２電極１３と、から構成されている。第１電
極１１の表面の一部には、光電変換層１２が除去されて
形成された直列接続部１４が設けられている。そして、
相隣接する太陽電池素子２１における一方の太陽電池素
子２１の第２電極１３が、他方の太陽電池素子２１にお
ける直列接続部１４中を埋設し、第１電極１１と接する
ことで互いに電気的に直列接続されている。Referring to FIG. 2, solar cell unit 2 includes a light-transmitting substrate 31 made of glass and a plurality of solar cells provided on the back surface of light-transmitting substrate 31 and electrically connected in series to each other. And a battery element 21. This solar cell element 2
1 is, for example, S laminated in order from the translucent substrate 31 side.
a first electrode 11 made of a light-transmitting conductive material such as nO 2 , ITO or ZnO; a photoelectric conversion layer 12 made of an amorphous semiconductor and having a pin junction; and a first electrode 11 made of a highly reflective metal such as Ag or Al. And two electrodes 13. A series connection portion 14 formed by removing the photoelectric conversion layer 12 is provided on a part of the surface of the first electrode 11. And
The second electrode 13 of one solar cell element 21 in the adjacent solar cell element 21 buries the series connection portion 14 of the other solar cell element 21 and is electrically connected to the first electrode 11 by being in contact with the first electrode 11. It is connected.
【００１５】また、このように電気的に直列接続された
太陽電池素子２１の表面は例えばエポキシ樹脂からなる
保護層１５によって被覆され、そして図示しないＥＶＡ
シート等の接着層により裏面材３が接着されている。The surface of the solar cell element 21 electrically connected in series as described above is covered with a protective layer 15 made of, for example, an epoxy resin, and an EVA (not shown).
The back material 3 is adhered by an adhesive layer such as a sheet.
【００１６】そして、本発明にあっては、図１に示す如
く太陽電池素子２１の直列接続方向が、太陽電池モジュ
ール１が階段状に設置されるべき上下方向と直交する方
向とされている。In the present invention, as shown in FIG. 1, the direction in which the solar cell elements 21 are connected in series is perpendicular to the vertical direction in which the solar cell modules 1 are to be installed in a stepwise manner.
【００１７】次に、斯かる本発明の効果について、図３
及び図４を参照して説明する。尚、図４は比較例の太陽
光発電装置を説明するための概念的な斜視図であり、同
図に示す如く太陽電池素子２１の直列接続方向が、太陽
電池モジュール１が階段状に設置されるべき上下方向と
平行な方向とされている。。Next, the effect of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a conceptual perspective view for explaining a photovoltaic power generator of a comparative example. As shown in FIG. 4, the series connection direction of the solar cell elements 21 is such that the solar cell module 1 is installed stepwise. The direction is parallel to the desired vertical direction. .
【００１８】前述したように、太陽電池モジュールを上
下方向（棟軒方向）に階段状に設置した太陽光発電装置
においては、下側の太陽電池モジュールの一部に上側の
太陽電池モジュールの影が発生する場合がある。図３及
び４はこの状態を示す概念図である。同図に示す如く、
いずれの太陽電池モジュールにおいても影Ｓは、上方の
側に発生する。ここで、本発明太陽光発電装置の場合に
は、図３に示す如く夫々の太陽電池素子２２の上方が略
同程度に影Ｓで覆われる。従って、影Ｓにより出力が同
程度に低下せしめられた複数の太陽電池素子２１が電気
的に直列接続されることとなる。このように、本発明太
陽光発電装置にあっては、陰が発生した場合においても
略同程度の出力を有する太陽電池素子２１が直列接続さ
れるので、何ら問題が生じることはない。As described above, in a photovoltaic power generation system in which the solar cell modules are installed in a stepwise manner in the vertical direction (toward the eaves), the shadow of the upper solar cell module is partially reflected on the lower solar cell module. May occur. 3 and 4 are conceptual diagrams showing this state. As shown in FIG.
In any of the solar cell modules, the shadow S is generated on the upper side. Here, in the case of the photovoltaic power generation device of the present invention, the upper part of each solar cell element 22 is covered with the shadow S to approximately the same extent as shown in FIG. Therefore, the plurality of solar cell elements 21 whose outputs have been reduced to the same extent by the shadow S are electrically connected in series. As described above, in the photovoltaic power generator of the present invention, no problem occurs because the solar cell elements 21 having substantially the same output are connected in series even when a shadow occurs.
【００１９】一方、比較例装置においては、図４に示す
如く、上方の太陽電池素子２１が略完全に影Ｓに覆われ
ることとなり、この素子２１では電流が殆ど発生しな
い。一方、下方の太陽電池素子２１には影Ｓが発生せ
ず、出力は低下しない。従って、比較例の太陽光発電装
置にあっては、出力が全く変わらず設計通りの出力を発
生する太陽電池素子２１に、電流が殆ど発生しない太陽
電池素子２１が直列接続されることとなるため、モジュ
ールとしての出力が殆ど発生しなくなるという課題が生
じる。また、影Ｓに覆われた太陽電池素子２１には他の
太陽電池素子２１からの逆バイアス電圧が印可されるこ
ととなるために、この素子２１が破壊される可能性もあ
る。On the other hand, in the comparative example device, as shown in FIG. 4, the upper solar cell element 21 is almost completely covered by the shadow S, and almost no current is generated in this element 21. On the other hand, no shadow S occurs on the lower solar cell element 21 and the output does not decrease. Therefore, in the photovoltaic power generation device of the comparative example, the solar cell element 21 that generates almost the same output as the solar cell element 21 that generates the designed output without any change is connected in series. This causes a problem that output as a module hardly occurs. In addition, since a reverse bias voltage from another solar cell element 21 is applied to the solar cell element 21 covered with the shadow S, this element 21 may be destroyed.
【００２０】以上のように、本発明によれば、下方の太
陽電池モジュールに上方の太陽電池モジュールの影が発
生した場合にも、何ら問題の生じることがない太陽光発
電装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a photovoltaic power generation device that does not cause any problem even when a shadow of an upper solar cell module occurs in a lower solar cell module. it can.
【００２１】尚、本発明は屋根上に設置される太陽光発
電装置に限定されるものではなく、例えばビルの壁面等
に設置されるものについても適用することができ、上下
方向に階段状に設置された太陽電池モジュールを有する
太陽光発電装置であれば本発明を適用することができ
る。The present invention is not limited to a photovoltaic power generation device installed on a roof, but can be applied to, for example, a photovoltaic power generation device installed on a wall surface of a building. The present invention can be applied to a photovoltaic power generator having a solar cell module installed.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、非
晶質半導体から構成され、互いに電気的に直列接続され
た複数の太陽電池素子を有する太陽電池モジュールを用
い、この太陽電池モジュールを上下方向に階段状に設置
した太陽電池装置において、上記太陽電池素子の直列接
続方向を上下方向と直交する方向としたので、下側の太
陽電池モジュールに上側の太陽電池モジュールの影が発
生した場合にも、何ら問題が生じることがなく、出力特
性の良好な太陽光発電装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, a solar cell module comprising a plurality of solar cell elements made of an amorphous semiconductor and electrically connected to each other in series is used. In a solar cell device installed in a stepwise manner in the vertical direction, since the series connection direction of the solar cell elements is set to a direction orthogonal to the vertical direction, a shadow of the upper solar cell module occurs on the lower solar cell module. In addition, it is possible to provide a photovoltaic power generator having good output characteristics without any problem.
【図１】本発明太陽光発電システムを説明するための概
念的な斜視図である。FIG. 1 is a conceptual perspective view for explaining a photovoltaic power generation system of the present invention.
【図２】図１におけるＡ−Ａ線の断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
【図３】本発明太陽光発電装置において影が発生した状
態を概念的に示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view conceptually showing a state in which a shadow has occurred in the photovoltaic power generator of the present invention.
【図４】比較例の太陽光発電装置において影が発生した
状態を概念的に示した斜視図である。FIG. 4 is a perspective view conceptually showing a state in which a shadow has occurred in a photovoltaic power generator of a comparative example.
【図５】従来の太陽光発電装置の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a conventional solar power generation device.
【図６】従来の太陽光発電装置の傾斜方向の断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional photovoltaic power generator in an inclined direction.
１…太陽電池モジュール、２…太陽電池部、２１…太陽
電池素子、３…裏面材、Ｓ…影DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solar cell module, 2 ... Solar cell part, 21 ... Solar cell element, 3 ... Back material, S ... Shadow
Claims (2)
陽電池モジュールを備えた太陽光発電装置であって、 前記太陽電池モジュールが、互いに電気的に直列接続さ
れた複数の太陽電池素子を有すると共に、 該複数の太陽電池素子の直列接続方向が、前記上下方向
と直交する方向とされたことを特徴とする太陽光発電装
置。1. A photovoltaic power generation device comprising a plurality of solar cell modules installed in a stepwise manner in a vertical direction, wherein the solar cell modules include a plurality of solar cell elements electrically connected in series to each other. And a direction in which the plurality of solar cell elements are connected in series is a direction orthogonal to the vertical direction.
なることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。2. The photovoltaic power generator according to claim 1, wherein said solar cell element is made of an amorphous semiconductor.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11209421A JP2001036125A (en) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | Photovoltaic power generation device |
| ES00115553T ES2278564T3 (en) | 1999-07-23 | 2000-07-19 | SOLAR ELECTRICAL ENERGY DEVICE, SOLAR MODULE AND SOLAR MODULE INSTALLATION PROCEDURE. |
| EP00115553A EP1071136B1 (en) | 1999-07-23 | 2000-07-19 | Solar electric power apparatus, solar module, and installation method of solar modules |
| DE60032292T DE60032292T2 (en) | 1999-07-23 | 2000-07-19 | Arrangement for generating electrical energy from solar energy |
| US09/620,733 US6342669B1 (en) | 1999-07-23 | 2000-07-20 | Solar electric power apparatus, solar module, and installation method of solar modules |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11209421A JP2001036125A (en) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | Photovoltaic power generation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=16572603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001036125A (en) |
Cited By (4)
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-
1999
- 1999-07-23 JP JP11209421A patent/JP2001036125A/en active Pending
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