JP2001291889A - 太陽光発電装置 - Google Patents
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Abstract
陽光発電装置を得ることにある。 【解決手段】ほぼ平らな屋根面2aの所定の領域に固定
される複数の架台5と、モジュール本体30の周部に嵌合
し枠組みされたフレーム31を有して形成され、かつ、隣
接した架台5に亘って前記所定の領域に敷き詰められる
ように設置される複数枚の太陽電池モジュール6とを具
備する。架台5の高低一対の側壁33、34上にモジュール
6を支持することで、各モジュール6を1度〜10度の
傾斜角度で設置するとともに、その傾斜下端側に位置さ
れるフレーム30の下側枠材34に、排水溝及び排水穴41
溝を設けた。それにより、モジュール本体30上面からの
排水性能を得るとともに、隣接する太陽電池モジュール
6への影の差し込みをより少なくして発電効率を向上さ
せるようにしたことを特徴としている。
Description
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。
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9−21
7471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。
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。
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。
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。
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。
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。
に、請求項1の発明は、ほぼ平らな面の所定の領域に固
定される架台と、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、前記所定の領域に敷き詰めら
れるように前記架台上に1度〜10度の傾斜角度で設置
される複数枚の太陽電池モジュールと、を具備したこと
を特徴とする。
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。しかも、この発明及び以下の発明において、
太陽電池モジュールの架台への固定は、実施形態で説明
するねじ止めに制約されるものではなく、リベット止
め、その他いかなる固定手段を採用してもよい。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。
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。
ジュールの傾斜下端側に位置される前記フレームの下側
枠材に排水手段を設けたことを特徴とする。
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。
本発明の一実施形態を説明する。
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。
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。
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。
低い方の側壁12がわに折れ曲がってケーブル収容溝1
4の上方に対向するモジュール固定部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。
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。
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。
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。
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33
g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。
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3
5、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、3
4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。
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3
0の周部にフレーム31を組付ける際に、前記切欠き3
4bと端部分35b、36bとが干渉することを防止し
て、フレーム30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3
3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。
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。
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。
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。
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。
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、34dのねじ通孔33g
を容易に位置合わせすることができる。
のねじ通孔33gを通って架台5のモジュール固定部1
1a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。
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。
太陽電池モジュール6のねじ止めと同時に架台カバー4
4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、12
a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。
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。
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の影が、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
斜視図。
を拡大して示す断面図。
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。
Claims (2)
- 【請求項1】 ほぼ平らな面の所定の領域に固定される
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、前記所定の領域に敷き詰められるように前記架
台上に1度〜10度の傾斜角度で設置される複数枚の太
陽電池モジュールと、を具備したことを特徴とする太陽
光発電装置。 - 【請求項2】 前記各太陽電池モジュールの傾斜下端側
に位置される前記フレームの下側枠材に排水手段を設け
たことを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000105106A JP5058402B2 (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 太陽光発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000105106A JP5058402B2 (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 太陽光発電装置 |
Publications (2)
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