JP2003243685A - 太陽電池パネルの製造方法、太陽電池パネル及びその太陽電池パネルを用いた防音壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】屋外環境に対する耐久性が高く、且つ製造効率
の高い太陽電池パネル及びその太陽電池パネルを用いた
防音壁を提供する。 【解決手段】太陽電池モジュール１０の端縁に弾性体１
を取り付け、枠体３の開口溝に太陽電池モジュール１０
の端縁を弾性体１ごと挿入することで、凸部３２と太陽
電池モジュール１０との間に挟まれた弾性体１の反発力
により、締結手段や抜け止め等を使用することなく、太
陽電池モジュール１０は枠体３と一体化され、製造工程
は効率的なものとなる。また太陽電池モジュール１０が
熱により膨張収縮した場合でも枠体３や太陽電池モジュ
ール１０にかかる歪みを弾性体１によって吸収でき、ま
た周囲からの振動や風圧による太陽電池モジュールのが
たつきを防止でき、屋外環境に対する耐久性を高いもの
とできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周囲に枠体を形成
し、風圧、温度変化、降水等、屋外環境に対する屋外に
おいて好適に用いることができる太陽電池パネルに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、周囲に枠体を形成した太陽電池パ
ネルに関しては、数多くの提案がなされてきており、太
陽電池モジュールの端縁付近に貫通孔を設けて、ボルト
等により枠体に締結したり、太陽電池モジュールの端縁
付近に抜け止めを設けて中空部を有する枠体の中空部に
挿入し、押縁により抜け防止をすることで太陽電池モジ
ュールと枠体を一体化する方法などが提案されてきてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、締結手
段を用いる方法は、締結を行う箇所は太陽電池モジュー
ルの周囲に風圧等に耐えうるだけの数を行う必要があ
り、数ヶ所で済む場合は稀であり数多くの箇所に締結を
行う必要がある。従って多くの手間や長時間を必要と
し、効率の悪いものである。更には、枠体に直接締結す
ると、太陽電池モジュールと枠体との間に温度による線
膨張率に大きな開きがある場合に、温度変化により太陽
電池モジュールや枠体に歪み等の不具合が生じる恐れが
ある。

【０００４】また、抜け止め材についても同様に、抜け
止め材を設ける手間や時間を必要とするが、更に抜け止
めを取り付けた太陽電池モジュールの枠体の中空部への
挿入は、抜け止めが枠体の挿入部に引っかかることがあ
るために神経を使う作業であり、作業者に負担となると
共に、機械化が図りづらい非効率的なものである。ま
た、挿入後に押縁を取り付けるのも手間と時間を要する
作業となり、作業の効率を悪化させる原因となる。

【０００５】本発明は、上記の如き問題点に鑑みてなさ
れたものであり、屋外環境に対する耐久性が高く、且つ
製造効率の高い太陽電池パネル及びその太陽電池パネル
を用いた防音壁を提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は以下のような構成としている。すなわち、
太陽電池モジュールの少なくとも周囲に枠体を形成した
太陽電池パネルであって、太陽電池モジュールの端縁に
弾性体を取り付け、枠体に形成された開口溝に前記太陽
電池モジュールの端縁が前記弾性体ごと挿入されている
ことを特徴とするものである。

【０００７】太陽電池モジュールの端縁に弾性体を取り
付け、枠体の開口溝に太陽電池モジュールの端縁を弾性
体ごと挿入することで、開口溝内と太陽電池モジュール
との間に挟まれた弾性体の反発力により、締結手段や抜
け止め等を使用することなく、太陽電池モジュールは枠
体と一体化される。従って作業時に締結や抜け止めを用
いる際の手間や時間を省くことができ、製造工程は効率
的なものとなる。また太陽電池モジュールが熱により膨
張収縮した場合でも枠体や太陽電池モジュールにかかる
歪みを弾性体によって吸収でき、また周囲からの振動や
風圧による太陽電池モジュールのがたつきを防止できる
ことから、枠体や太陽電池モジュールの変形等の不具合
を防ぐことができる。

【０００８】ここで弾性体は、太陽電池モジュールと開
口溝内との間に挟まれて反発力を生じるものであれば特
に限定されるものではなく、金属を用いて形成したスプ
リングバネ、係止バネ、コイルバネ、板バネ等のバネ材
であってもよく、また天然ゴムやブタジエンスチレンゴ
ム、ネオプレン、ブタジエンアクリロニトリルゴム、ク
ロロプレン重合体、ブチルゴム、エチレンプロピレンタ
ーポリマー、ウレタン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ポ
リエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、シリコ
ン樹脂、軟質及び硬質塩化ビニール樹脂、エラストマー
等の各種合成ゴムや合成樹脂等からなる弾性材やそれら
を発泡させたもの等を用いて形成したものであってよ
い。

【０００９】また本発明に係わる請求項２に記載の太陽
電池パネルは、枠体は、金属を用いて形成されたもので
あり、太陽電池モジュールは、太陽電池セルを複数の透
光性の保護部材の間に配したものであって、該保護部材
は合成樹脂を用いて形成されていることを特徴とするも
のである。

【００１０】また本発明に係わる請求項３に記載の太陽
電池パネルは、太陽電池モジュールは、その周縁に、端
縁を包摂するように防水性と、粘着性及び／又は接着性
を有する材料が貼着されていることを特徴とするもので
ある。

【００１１】また本発明に係わる請求項４に記載の防音
壁は、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池パネル
を用いて形成されていることを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面に基づき以下に具体的に説明する。図１は、本発明に
係わる太陽電池パネルの実施の一形態を示す説明図であ
り、太陽電池モジュールの周囲に枠体を形成したもので
ある。太陽電池セル１０１により発電された電流は、導
電線１０４により導電され、端子電極１０５に集電され
る。太陽電池モジュール１０は枠体３により保持されて
太陽電池パネル１００とされることで、太陽電池モジュ
ール１０単体で存在する場合よりもはるかに風圧等の外
力に対して強靱なものとなされる。

【００１３】図２及び図３は、本発明に係わる太陽電池
モジュールの実施の一形態を示すもので、図２は正面
図、図３は端子ボックス周辺を拡大した側面図である。
図２に示すように、端子電極１０５の先端には端子ボッ
クス２０が取り付けられ、その端子ボックス２０を介し
て太陽電池モジュール１０に電力線３０が接続され、電
力線３０により太陽電池セル１０１で発電された電流が
外部に出力される。端子ボックス２０は、枠体３内部に
収納されて雨水等からの保護及び感電防止がなされる。
太陽電池モジュール１０は、図３に示すように２枚の保
護部材の間に太陽電池セルが配置され、太陽電池セルは
２枚の保護部材１０２の間に封止材１０３によって保持
されている。

【００１４】保護部材１０２は、太陽電池セル１０１の
少なくとも受光側の一方を透光性の材料を用いて形成す
ればよく、また両面受光型の太陽電池セルを用いる場合
には両方に透光性の材料を用いるのが好ましい。透光性
の材料としてはガラス、強化ガラスや、ポリカーボネー
ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、
ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリウレタ
ン、ポリメタクリレート、ポリプロピレン、アクリル樹
脂、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ等の透明或いは半透明の透
光性を有する合成樹脂を用いてよく、それらを単独で用
いるか、又は複数を用いて積層物を形成して用いてよ
い。

【００１５】封止材１０３としては、太陽電池セル１０
１への太陽光の入射を妨げることがなく、太陽電池セル
を結露水や水蒸気等から保護できるものであれば特に限
定されるものではなく、ウレタン、エポキシ系等の接着
剤等を用いてもよいが、コストが比較的低く、熱により
容易に封止が可能である透明な接着性合成樹脂が好適に
用いられる。透明な接着性合成樹脂としては、エチレン
−ビニルアセテート（ＥＶＡ）、透明な変性ポリエチレ
ン、変性ポリプロピレン等を用いてよい。また、封止材
１０３を用いることで、太陽電池セル１０１の位置を保
持することのみならず、封止材１０３が太陽電池セル１
０１と保護部材１０２との間で緩衝材的な役割を果た
し、膨張収縮による寸法変化の差異や、外部からの衝撃
や風荷重による振動等の外力を吸収し、太陽電池セル１
０１を保護することができる。

【００１６】例えば、枠体３を金属、例えばアルミニウ
ムから形成し、保護部材１０２にガラスを用いた場合に
は、その線膨張率の差は１．５×１０^−５ｍｍ／ｍｍ／
℃であり、太陽電池モジュール１０の長さが１ｍであっ
ても、−２０℃から８０℃までの温度変化による寸法変
化の差異は１．５ｍｍ程度となりそれ程問題視されるこ
とはないが、保護部材１０２に合成樹脂、例えばポリカ
ーボネートを用いた場合には、線膨張率の差は４．６×
１０^−５ｍｍ／ｍｍ／℃であり、−２０℃から８０℃ま
での温度変化による寸法変化は４．６ｍｍ程度となり、
枠体３と保護部材１０２を締結手段等により固定すると
太陽電池モジュールは膨張収縮による寸法変化を吸収で
きず、歪みが生じたり、断線や出力低下等が発生し、太
陽電池パネルとしての性能が損なわれてしまう恐れがあ
る。枠体３と太陽電池モジュール１０を固定せず、本発
明の如く弾性体を介して一体化させることで温度変化に
よる膨張収縮を弾性体に吸収させることができる。尚、
太陽電池モジュールの四方に設けられた枠体同士は温度
変化による寸法変化の差異を考慮する必要がないことか
ら、リベット止め、ボルト止め等の公知の方法を用いて
固定してよい。

【００１７】図４及び図５は本発明に係わる太陽電池パ
ネル１００を形成する一連の流れを示す側面図である。
まず、図４に示すように太陽電池モジュール１０の端縁
を包摂するように防水性と粘着及び／又は接着性を有す
る材料２を取り付ける。防水性と粘着及び／又は接着性
を有する材料２としては、アクリル樹脂やクロロプレン
ゴム等の防水性を有し、且つ柔軟な合成樹脂を基材と
し、いずれか少なくとも一面が粘着及び／又は接着面と
なされたテープが好適に用いられる。太陽電池モジュー
ルを包摂する側が粘着及び／又は接着面とされていれば
よいが、両面を粘着及び／又は接着面とし、次に取り付
ける弾性材に粘着できるようにしておいてもよい。

【００１８】防水性と粘着及び／又は接着性を有する材
料２は、太陽電池モジュール１０の端縁のほぼ全周に亘
って貼着するのが好ましい。太陽電池モジュール１０の
端縁は封止材１０３が露出している場合が多く、封止材
１０３が例えばエチレン−ビニルアセテートからなるも
のであれば、水蒸気や結露水等が封止材１０３に接触す
る状態が長く続くと、封止材１０３と保護部材１０２と
の間に水分が侵入して太陽電池セル１０１の悪影響を及
ぼしたり、また封止材１０３自体が分解されて太陽電池
モジュール１０としての機能が損なわれる恐れがある。
防水性と粘着及び／又は接着性を有する材料を、前記の
太陽電池モジュール１０の端縁の全周、すなわち封止材
１０３が露出している部分の全てに貼着することで封止
材１０３に水分が接触することを防止でき、前記の如き
不具合が起こりにくくなる。尚、端子ボックス２０が配
置されている部分についても貼着してもよく、端子ボッ
クス２０内部に水分の侵入を防止する充填材が充填され
ていれば、端子ボックス２０が配置されている部分を避
けるように貼着してもよい。

【００１９】次に図５に示すように、防水性と粘着及び
／又は接着性を有する材料２（以下、材料２とする）が
貼着された太陽電池モジュール１０の端縁にａ）に示す
ように弾性体１を取り付ける。弾性体１は特に限定され
るものではないが、本実施形態においては柔軟性を有す
る合成樹脂から形成されたものを用いている。弾性体１
は弾性を有することから、材料２が若干嵩張るものであ
ってもその上から取付けが可能である。その後ｂ）に示
すように枠体３の開口溝３１に太陽電池モジュール１０
の端縁を弾性体１ごと挿入する。弾性体１は弾性を有す
ることから、開口溝３１が弾性体１の幅より若干狭いも
のであっても挿入可能であり、また太陽電池モジュール
１０の端縁を挿入する際に、抜け止めを用いる場合の如
く端部から摺動させて挿入する必要がなく、開口溝３１
に向かって直接挿入することが可能であり、挿入後に胴
縁を取り付ける必要もなく、挿入に係わる作業は大幅に
効率的なものとできる。

【００２０】枠体３の開口溝３１の内面には凸部３２が
設けられ、挿入された弾性体１は、ｃ）に示すように開
口溝３１内で太陽電池モジュール１０と凸部３２との間
に挟まれて圧縮され、その反発力により太陽電池モジュ
ール１０は枠体３と一体化されて枠体３からの外れや風
圧、振動等によりがたつきが生じることが防止できる。
また凸部３２を開口溝１３内に設けておくことで、弾性
体１や材料２を含めた太陽電池モジュール１０の端縁の
厚みにばらつきがあったとしても弾性体１を確実に圧縮
し反発力を生じさせることができる。

【００２１】また、本発明に係わる太陽電池パネル、太
陽電池モジュール１０の端縁付近に端子ボックス２０が
設けられている場合において、より好適に用いることが
できる。図６に示すように、太陽電池モジュール１０は
厚みが小さいものであり、また太陽電池モジュール１０
への取付部を設ける等の都合上、端子ボックス２０の厚
みは太陽電池モジュール１０の厚みより大きい場合がほ
とんどである。開口溝３１の幅を端子ボックス２０が挿
入可能となる幅としても、太陽電池モジュール１０と開
口溝３１との間に生じる隙間は弾性体１により埋めるこ
とができる。従って、端子ボックス２０を挿入する枠体
の部位に切欠き等の後加工を施す必要がなく枠体３の強
度保持や作業の簡易化を図ることができる。

【００２２】また、図７に示すように、下枠材３ｂに挿
入された太陽電池モジュール１０の端縁の下方に太陽電
池モジュール１０を下方から支持するブロック４を設け
てもよい。ブロック４を下枠材３ｂの開口溝３１内部に
挿入してから太陽電池モジュール１０の端縁を下枠材３
ｂの開口溝３１に挿入することで、挿入時や、上枠材３
ａの取り付け時に、太陽電池モジュール１０の端縁が下
枠材３ｂの開口溝３１の内部に深く入り込みすぎること
を防止できる。また、弾性体１の弾性が低下して反発力
が弱まった場合にも、ブロック４が太陽電池モジュール
１０を下方から支持することで、太陽電池モジュール１
０が下方に下がり、上枠材３ａから脱落するのを防止で
きると共に、下枠材３ｂの内部に溜まった水等から太陽
電池モジュール１０の端縁を遠ざけることができる。

【００２３】ブロック４の材質は、太陽電池モジュール
を支持できる程度の強度を有するものであれば特に限定
されるものではないが、長期間の荷重や水分に対する耐
久性が高いものが好ましく、天然ゴムやブタジエンスチ
レンゴム、ネオプレン、ブタジエンアクリロニトリルゴ
ム、クロロプレン重合体、ブチルゴム、エチレンプロピ
レンターポリマー、ウレタン樹脂、ポリイソブチレン樹
脂、ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、
シリコン樹脂、軟質及び硬質塩化ビニール樹脂、エラス
トマー等の各種合成ゴムや合成樹脂等からなる弾性材を
好適に用いることができる。

【００２４】図８は、本発明に係わる太陽電池パネルを
用いて形成した防音壁の一形態を示す説明図である。太
陽電池パネル１００が、立設された支柱２００間に差し
渡されて複数段に積み重ねられて壁を形成することで、
遮音性を有し、且つ太陽光により発電できる防音壁を形
成することができる。本発明に係わる太陽電池パネル１
００は、枠体３により周囲を保持されていることから、
風荷重等の外力に対する強度を持たせることが容易であ
り、また太陽電池モジュール１０は保護部材１０２や封
止材１０３によって遮音性を有するものとされており、
道路近傍に壁として設置すれば防音壁として用いること
ができる。また従来防音機能のみに費やされていたスペ
ースで発電を行うことができ、スペースの有効利用に繋
げることができる。太陽電池パネル１００により発電さ
れた電力は、下方に設けられた導電ボックス３００内の
導電線３１０により外部に出力され、道路周辺設備の電
力として使用されたり、電力として売却等をされること
となる。

【００２５】図９は、本発明に係わる太陽電池パネルを
用いて形成した防音壁の、他の実施形態を示す説明図で
ある。立設された支柱２００間に太陽電池パネル１００
を差し渡し、その上に吸音性を有する防音パネル１１０
を積み重ねて壁を形成することで、遮音性及び吸音性を
有し、且つ太陽光により電力を発電する防音壁を形成す
ることができる。尚、本実施形態においては太陽電池パ
ネル１００の上に防音パネル１０１を積み重ねている
が、積み重ねる順番及び組み合わせは特に限定されるも
のではなく、防音パネル１１０の間に太陽電池パネル１
００を積み重ねたり、その逆であったり、または透光性
を有する遮音パネル等を組み合わせたものであってもよ
い。

【００２６】

【発明の効果】太陽電池モジュールの端縁に弾性体を取
り付け、枠体の開口溝に太陽電池モジュールの端縁を弾
性体ごと挿入することで、開口溝内と太陽電池モジュー
ルとの間に挟まれた弾性体の反発力により、締結手段や
抜け止め等を使用することなく、太陽電池モジュールは
枠体と一体化される。従って作業時に締結や抜け止めを
用いる際の手間や時間を省くことができ、製造工程は効
率的なものとなる。また太陽電池モジュールが熱により
膨張収縮した場合でも枠体や太陽電池モジュールにかか
る歪みを弾性体によって吸収でき、また周囲からの振動
や風圧による太陽電池モジュールのがたつきを防止でき
ることから、枠体や太陽電池モジュールの変形等の不具
合を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる太陽電池パネルの実施の一形態
を示す正面図である。

【図２】本発明に係わる太陽電池モジュールの実施の一
形態を示す正面図である。

【図３】本発明に係わる太陽電池モジュールの実施の一
形態を示す側面図である。

【図４】本発明に係わる太陽電池モジュールの形成の一
連の流れを示す側面図である。

【図５】本発明に係わる太陽電池モジュールの形成の一
連の流れを示す側面図である。

【図６】本発明に係わる太陽電池パネルの実施の一形態
を示す正面図である。

【図７】本発明に係わる太陽電池パネルの実施の一形態
を示す正面図である。

【図８】本発明に係わる太陽電池パネルを用いた防音壁
の実施の一形態を示す説明図である。

【図９】本発明に係わる太陽電池パネルを用いた防音壁
の実施の一形態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 弾性体 ２ 防水性と粘着性及び／又は接着性を有する材料 ３ 枠体 ３１ 開口溝 ３２ 凸部 ３ａ 上枠材 ３ｂ 下枠材 ４ ブロック １０ 太陽電池モジュール １０１ 太陽電池セル １０２ 保護部材 １０３ 封止材 １０４ 導電線 １０５ 端子電極 ２０ 端子ボックス ３０ 電力線 １００ 太陽電池パネル １１０ 防音パネル ２００ 支柱 ３００ 導電ボックス ３１０ 導電線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F051 BA03 BA18 EA03 EA20 JA02 JA08 JA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池モジュールの少なくとも周囲に
   枠体を形成した太陽電池パネルであって、太陽電池モジ
   ュールの端縁に弾性体を取り付け、枠体に形成された開
   口溝に前記太陽電池モジュールの端縁が前記弾性体ごと
   挿入されていることを特徴とする太陽電池パネル。
2. 【請求項２】 枠体は、金属を用いて形成されたもので
   あり、太陽電池モジュールは、太陽電池セルを複数の透
   光性の保護部材の間に配したものであって、該保護部材
   は合成樹脂を用いて形成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の太陽電池パネル。
3. 【請求項３】 太陽電池モジュールは、その周縁に、端
   縁を包摂するように防水性と、粘着性及び／又は接着性
   を有する材料が貼着されていることを特徴とする請求項
   １又は２に記載の太陽電池パネル。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電
   池パネルを用いて形成されていることを特徴とする防音
   壁。