JP2002111035A - 両面発電型太陽電池モジュール - Google Patents

両面発電型太陽電池モジュール

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    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Abstract

(57)【要約】 【課題】 両面発電型太陽電池モジュールに係り、セル
１個当たりの発電量を高め、セル数を削減してコストダ
ウン及びモジュールの軽量化を図ることができる両面発
電型太陽電池モジュールの提供を目的とする。 【解決手段】 それぞれ複数の両面発電型太陽電池セル
３を一方向に接近させて並べた複数のセル列４と、隣接
するセル列４を前記一方向に直交する方向に離隔するこ
とにより形成されたセル列４の間で前記一方向に延びる
透光部５と、この透光部５を表側から裏側に透過した光
を太陽電池セル３の裏面に反射する反射板１２とを備
え、透光部５を透過し、反射板１２で反射された光を各
セル３の裏面に均等に入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、両面発電型太陽電
池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の太陽電池モジュール（以下、単に
モジュールという。）では、太陽電池セル（以下、単に
セルという。）の間隔を詰めてできるだけ多数のセルを
配置し、各セルがその表側から入射する光エネルギーを
電気に変換するようにしている。
【０００３】一方、セルの表側から入射する光による発
電の他に、セル裏面から入射する光によっても発電され
ることが発見され、表裏両面から入射する光により発電
する両面発電型太陽電池セルが実用化されるに至ってい
る。
【０００４】この両面発電型太陽電池セルを用いた太陽
電池発電施設においては、従来と同じようにセルを詰め
込んだモジュールや、これを互いに密接して並べた太陽
電池アレイが設置され、モジュールや太陽電池アレイの
下縁からその下側に入射し、地面や屋根瓦などで乱反射
された散乱光が両面発電型太陽電池セルの裏面に入射す
るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モジュ
ールや太陽電池アレイの上側ではモジュールや太陽電池
アレイが影を作り、セルの裏面側に入射する光が少な
く、又、弱くなるので、セル１個当たりの発電効率は期
待されるほど高められず、片面発電の場合と同じ位のセ
ル数が必要とされ、セル数の削減によるコストダウンや
モジュールの軽量化を図ることがあまり期待できない、
という課題がある。
【０００６】本発明は、この従来技術の課題を解決し、
セル１個当たりの発電量を増大させ、セル数を削減して
コストダウンやモジュールの軽量化を図れるようにした
太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、それぞれ複数の両面発電型太陽電池セル
を一方向に接近させて並べた複数のセル列と、隣接する
セル列を前記一方向に直交する方向に離隔することによ
り形成されたセル列の間で前記一方向に延びる透光部
と、この透光部を表側から裏側に透過した光を太陽電池
セルの裏面に入射させることを特徴とする。
【０００８】本発明は、前記透光部を表側から裏側に透
過した光を太陽電池セルの裏面に反射させる反射板を更
に備えるとよい。
【０００９】これによれば、モジュールの表側に入射し
た光の一部は直接にセルの表面に入射し、残りは透光部
を透過して反射板に入射する。反射板に入射した光の一
部は透光部に向かって反射するが、残りはセルの裏面に
反射される。
【００１０】透光部はセル列の間に配置されているの
で、モジュールの各セルの裏面に同じように光が入射す
ることになり、各セルが同じように裏面から入射した光
により発電する結果、セル１個当たりの発電量が増大
し、セル数を削減しても充分な発電量が得られるように
なる。
【００１１】セルを接近させて並べる方向は特に限定さ
れず、水平方向であっても、これと直交する上下方向で
あってもよい。
【００１２】反射板が透光部を透過してきた光を反射す
る反射面は、反射光を散乱させるように粗面であっても
よいが、できるだけ多量の光がセル裏面に向かって反射
されるように、鏡面であってもよい。
【００１３】又、セルが水平方向には接近し、上下方向
には離隔するように配置されたモジュールを垂直に立て
て設置する場合は、反射板が太陽電池セルの下縁の高さ
で太陽電池セル側に突出する突出部を有すると、上側の
透光部から入射し、下側の透光部に向かって反射された
光を突出部で再反射させてセルの裏面に入射させて発電
量を増加させることができるので有利である。
【００１４】ところで、この両面発電型太陽電池セルを
用いるモジュールでは、セルを表面保護用の透明板と裏
面保護用の透明フィルムとの間に樹脂封止しているが、
この透明フィルムが透過光を散乱させるようにしてあれ
ば、反射板で反射され、透光部を透過してモジュールの
表側に出射する光のまぶしさを減衰させることができ
る。例えばフィルム成形時やフィルム成形後のエンボス
加工などによる凹凸を形成すると、透光部を透過して反
射板に入射する光量をほとんど減少させることなく、こ
の透明フィルムを透過するときに光を散乱させることが
できる。
【００１５】
【発明の実施の態様】以下、本発明の一実施例に係る両
面発電型太陽電池モジュールを図面に基づいて具体的に
説明する。
【００１６】図１の斜視図に示す太陽光発電装置では、
本発明の一実施例に係る太陽電池モジュール１が上面を
東上がりに傾斜させた架台２上に南北に２枚並べて配置
され、各モジュール１には、例えばＨＩＴ太陽電池から
なる複数（例えば１２個）の両面発電型太陽電池セル３
を上下方向、即ち、東西方向の一方向に接近させて並べ
た複数（例えば４列）のセル列４と、隣接するセル列４
を前記一方向に直交する水平方向、即ち、南北方向に離
隔することにより形成されたセル列４の間で前記一方向
に延びる透光部５とが設けられている。
【００１７】この透光部５の幅は例えば８８ｍｍであ
り、左右両端のセル列４と後述するフレーム１４との間
にも同じ間隔が置かれている。
【００１８】図２の平面図に示すように、各列の両面発
電型太陽電池セル３は銅箔に半田めっきをした銅箔リー
ド６により直列に接続され、各セル列４は例えばモジュ
ールの裏面に設けた端子ボックス７内に設けた１対の端
子間に銅箔リード６で例えば直列に接続される。
【００１９】図３の断面図に示すように、これら両面発
電型太陽電池セル３及び銅箔リードは、例えばガラスか
らなる透光性表面材８と、例えばポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）からなる透光性裏面材９との間に例え
ばエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）からなる樹脂１
０で封止され、これら透光性表面材８、透光性裏面材９
及び樹脂１０とともに透光性モジュール１１を構成す
る。
【００２０】この透光性モジュール１１の裏面側に適当
な空間を隔てて耐火材、例えばアルミニウム板からなる
反射板１２が配置され、この反射板１２の透光性モジュ
ール側の面、即ち、表側の面で鏡面仕上げした反射面１
３が構成される。
【００２１】そして、これら透光性モジュール１１と、
反射板１２と、これらを組込んだ例えばアルミニウム押
出し型材からなるフレーム１４とで、例えば上下方向の
長さ１３２０ｍｍ、水平方向の幅８９５ｍｍの外形寸法
（以下、標準寸法と言う。）を備える前記太陽電池モジ
ュール１が構成される。
【００２２】このように、透光部５を設けて、１２個の
セル３からなるセル列４を４列設けた各モジュール１は
４８個のセル３を用いることになり、標準寸法の従来の
モジュールでは、１２個のセル３からなるセル列４が８
列配置され、合計９６個のセル３が用いられるのに対し
て、５０％のセル３が削減されることになる。
【００２３】さて、前記太陽光発電装置に太陽光が入射
すると、その一部分は直接に各セル３に表側から入射し
電気に変換される。残りの太陽光は透光部５を透過して
反射板１２に入射し、反射面１３で反射される。この反
射光の一部は先に通ってきた透光部５やその他の透光部
５を通って表側に出射するが、少なくとも一部の反射光
は間近のセル３の裏面に入射し、電気に変換される。
【００２４】ここで、透光部５はセル列４の間に配置さ
れているので、モジュール１の各セル３の裏面に同じよ
うに光が入射することになり、各セル３が同じように裏
面から入射した光により発電する結果、セル１個当たり
の発電量が増大し、セル数を削減しても必要な発電量が
得られるようになる。
【００２５】この実施例の太陽電池出力は１２２Ｗにな
り、上述した９６個のセル３を用いた従来の片面発電型
のモジュールの太陽電池出力が１８０Ｗであるのに対し
て、６７．８％の出力が得られたのであり、明らかにセ
ル１個当たりの発電量が高められている。従って、所要
の出力を得るに要するセル数を削減して、コストダウン
を図ることができると共に、モジュールの軽量化を図る
ことができる。
【００２６】本発明において、１枚のモジュール１に用
いるセル３の数は特に限定されず、例えば標準寸法のモ
ジュール１では、１２個のセル３を並べたセル列４を３
列ないし７列配置することにより、セル１個当たりの発
電量を高め、所要の出力を得るに要するセル数を削減し
て、コストダウンを図ることができると共に、モジュー
ルの軽量化を図ることができる。
【００２７】具体的には、セル列４を７列にすれば、８
４個（従来例の８７．５％）のセル３で１７７．３５Ｗ
（従来例の９８．５％）、セル列４を６列にすれば、７
２個（従来例の７５％）のセル３で１６３．４９Ｗ（従
来例の９０．８％）、セル列４を５列にすれば、６０個
（従来例の６２．５％）のセル３で１４４．９Ｗ（従来
例の８０．５％）、セル列４を３列にすれば、３６個
（従来例の３７．５％）のセル３で９６．２Ｗ（従来例
の５３．４％）の出力が得られる。
【００２８】この実施例においては、前記反射面１３を
鏡面に仕上げているが、これに代えて白色塗装やクリア
塗装などの高反射加工を施すことにより反射面１３の反
射効率を高めるようにしてもよい。
【００２９】又、これと反対に、ヘアライン加工、シボ
加工、エンボス加工などにより、反射面１３を粗面ない
し凹凸面に形成し、反射面１３で反射された反射光を散
乱させることも可能である。この場合には、セル３の裏
面に入射する光量を均一化して、むらなくセル特性を高
めることができるとともに、反射面で反射され、透光部
５を通ってモジュール１から出射される光のまぶしさが
抑えられる。特に、図４の斜視図及び図５の断面図、或
いは図６の斜視図及び図７の断面図に示すように、エン
ボス加工などにより反射板１２を凹凸させることにより
反射面１３を凹凸面に形成する場合には、反射板１２の
強度が高められるという効果も得られる。
【００３０】更に、この実施例では、反射板１２を不燃
材であるアルミニウム板で構成しているので、耐火性能
が高く、耐火性が要求される外壁材や屋根葺き材として
も利用することができる。
【００３１】加えて、この実施例において、例えば図８
の断面図に示すように、透光性裏面材９を例えばエンボ
ス加工により凹凸させても、反射面で反射され、透光部
５を通ってモジュール１から出射される光のまぶしさを
抑えることができる。
【００３２】なお、このモジュール１を南向きに配置す
ると、南中時にはセル３の裏側に入射する光量が最低に
なるが、若干の光が回折作用によりセル３の裏側に回り
込み、反射面１３で反射されてセル３の裏面に入射す
る。又、南中時以外には透光部５を透過し、反射面１３
で反射した光がセル３の裏面に入射することが期待で
き、一日を通じて多くの時間帯に渡り発電量の変動が少
ない安定した発電量が得られる。
【００３３】図９の正面図及び図１０の断面図に示す本
発明の他の実施例に係る両面発電型太陽電池モジュール
１では、セル３を水平方向に接近して並べたセル列４が
上下方向に間隔をあけて配置される。
【００３４】この実施例において、例えば図１１の断面
図に示すように、反射板１２が太陽電池セル３の下縁の
高さで太陽電池セル３側に突出する突出部１５を設け、
モジュール１を垂直に立てて設置すると、前記反射面１
３で反射され、セル３の下側の透光部５に向かう光が突
出部１５の上面で反射されてセル３の裏面に入射するこ
とになり、透光部５を裏面側に透過した光の利用率が高
められるので有利である。
【００３５】この突起部１５は、例えば一体押出し成形
により反射板１２に一連に形成されているが、反射板１
２の他の部分と別体に形成したものでもよく、又、例え
ば図１２の断面図に示すように反射板１２を連続波形に
折り曲げることにより形成してもよいのである。
【００３６】この場合、反射面１３の斜め上向きの部分
を凸曲面に形成したり、凹曲面に形成したりすることに
より反射光の反射方向を制御し、透光部５を透過した光
の全てをセル３の裏面に全面にわたって均等に入射させ
ることができる。
【００３７】この実施例のその他の構成、作用ないし効
果は前例と同様であるので、重複を避けるために省略す
る。
【００３８】上記した実施形態においては、反射板によ
り透光部を表側から裏側に透過した光を太陽電池セルの
裏面に反射させるように構成したが、反射板を設けず
に、透光部から表側から裏側に透過した光を地面や屋根
瓦或いはビルの壁面等で散乱反射させ、その光を入射さ
せるように構成することもできる。
【００３９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の太陽電
池モジュールは、それぞれ複数の両面発電型太陽電池セ
ルを一方向に接近させて並べた複数のセル列と、隣接す
るセル列を前記一方向に直交する方向に離隔することに
より形成されたセル列の間で前記一方向に延びる透光部
と、この透光部を表側から裏側に透過した光を太陽電池
セルの裏面に反射する反射板とを備えるので、各セルの
裏面に透光部を透過し、反射板で反射させた光を入射さ
せることにより、セルが配置されている位置に関係なく
セルの両面に光を入射して発電させることができ、セル
１個当たりの発電量を高めることができる。
【００４０】その結果、モジュール１枚当たりのセル数
を少なくして、モジュールの価格を安価にでき、又、モ
ジュールを軽量化することができるなどの効果を得るこ
とができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いた太陽電池施設装置の斜視図であ
る。
【図２】本発明の正面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の反射板の斜視図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の反射板の斜視図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】本発明の断面図である。
【図９】本発明の正面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】本発明の断面図である。
【図１２】本発明の断面図である。
【符号の説明】
１ 両面発電型太陽電池モジュール ３ 太陽電池セル ４ セル列 ５ 透光部 １２ 反射板 １５ 突出部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれ複数の両面発電型太陽電池セル
    を一方向に接近させて並べた複数のセル列と、隣接する
    セル列を前記一方向に直交する方向に離隔することによ
    り形成されたセル列の間で前記一方向に延びる透光部
    と、を備え、この透光部を表側から裏側に透過した光を
    太陽電池セルの裏面側に入射させることを備えることを
    特徴とする両面発電型太陽電池モジュール。
  2. 【請求項２】 前記透光部を表側から裏側に透過した光
    を太陽電池セルの裏面に反射させる反射板を備えること
    を特徴とする請求項１に記載の両面発電型太陽電池モジ
    ュール。
  3. 【請求項３】太陽電池セルが上下方向には接近し、水平
    方向には離隔するように配置される請求項１又は２に記
    載の両面発電型太陽電池モジュール。
  4. 【請求項４】 太陽電池セルが水平方向には接近し、上
    下方向には離隔するように配置される請求項１又は２に
    記載の両面発電型太陽電池モジュール。
  5. 【請求項５】 反射板が太陽電池セルの下縁の高さで太
    陽電池セル側に突出する突出部を有する請求項４に記載
    の両面発電型太陽電池モジュール。
  6. 【請求項６】 反射板が耐火材からなる請求項２ないし
    ５のいずれか１項に記載の両面発電型太陽電池モジュー
    ル。
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