JP2004039754A - 太陽電池モジュールの支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発電性能の良好な太陽光発電装置を、低コストで実現する。
【解決手段】太陽電池モジュール１の長さ方向両端縁である被支持辺４、４に、それぞれ支持枠６、６を固定する。そして、これら両支持枠６、６を利用して、上記太陽電池モジュール１を躯体に結合支持する。幅方向両端縁である非支持辺５、５には、支持枠等の他の物品は設けない。太陽電池セル３、３の設置可能面積が増え、影になる部分も少なくなって、発電性能が良好になる。又、結合支持の為に上記各支持枠６、６を設置する作業が容易になって、コスト低減を図れる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽熱発電装置を構成する太陽電池モジュールを躯体に支持する為の支持装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球温暖化防止に関する京都議定書の義務を果たす為等、化石燃料の消費低減等の省エネルギを目的として、太陽光を中心とする光エネルギを利用して発電を行なう太陽光発電に対する関心が深まっている。そして、実際にビルディング等の新規建造物を建設する場合に、屋上等の太陽光を受け易い面に、太陽電池モジュールを配設する場合が増えている。
【０００３】
太陽電池モジュール１は、本発明の実施の形態の１例を示す図１〜２の様に、１対のガラスパネル２、２同士の間に複数の太陽電池セル３、３を挟持する事により、矩形平板状に構成して成る。太陽光発電装置を構成する場合、この様な太陽電池モジュール１を、上記屋上等に構築した躯体に結合支持する。この場合に使用する結合支持構造として従来から、次の▲１▼▲２▼のものが知られている。
▲１▼　ＤＰＧ工法
▲２▼　矩形枠状の支持フレームを使用する工法
【０００４】
このうちの▲１▼の工法は、太陽電池モジュールを構成するガラスパネルとして使用する強化ガラスの四隅部に孔をあけ、この孔に挿通したボルト等により、上記太陽電池モジュールを上記躯体に結合支持するものである。
又、上記▲２▼の工法は、太陽電池モジュールの四辺を囲む枠材により支持フレームを構成し、この支持フレームを上記躯体に結合支持するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した各工法のうち、▲１▼のＤＰＧ工法は、ガラスパネルに孔をあける必要上、太陽電池セル３、３の設置位置が限定され、設置可能な太陽電池セル３、３の数が少なくなって、発電能力確保の面から不利である。又、孔あけ位置を厳密に規制する必要があり、高い加工精度が要求される為、コストが嵩む。
又、▲２▼の矩形枠状の支持フレームを使用する工法は、太陽電池モジュールの四辺を枠材により覆う為、やはり太陽電池セル３、３の設置位置が限定され、設置可能な太陽電池セル３、３の数が少なくなる。しかも、日差しの方向によって枠材の影となる範囲が広くなって、発電能力確保の面から不利である。更には、４本の枠材同士を結合して矩形の支持フレームを構成する為、組立作業が面倒で、コストが嵩む。
本発明は、この様な事情に鑑みて、発電能力を確保し易く、しかも低コストで造れる太陽電池モジュールの支持装置を実現すべく発明したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池モジュールの支持装置は、１対のガラスパネル同士の間に太陽電池セルを挟持する事により、矩形平板状に構成して成る太陽電池モジュールを、躯体に対し支持する為のものである。
特に、本発明の太陽電池モジュールの支持装置に於いては、この太陽電池モジュールの周囲４辺のうちの互いに反対側に存在する２辺である１対の被支持辺のみを１対の支持枠に固定し、これら両支持枠を上記躯体に対し結合する。
【０００７】
【作用】
上述の様に本発明の太陽電池モジュールの支持装置は、１対の支持枠により太陽電池モジュールの２辺のみを支持している為、発電能力を確保し易く、しかも低コストで造れる。即ち、上記各支持枠により支持される１対の被支持辺以外の２辺である非支持辺は、その端縁まで何らの部材によっても覆われず、端縁近くに孔が形成される事もない。従って、上記非支持辺部に関しては、その端縁の極く近くにまで太陽電池セルを設置できて、上記発電能力の確保が容易になる。又、上記各支持枠は、互いに別個に上記各被支持辺に装着すれば良い為、これら各支持枠と上記太陽電池モジュールとの組み合わせ作業を容易に行なえて、コスト低減を図れる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜１１は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例では、図１〜５に示す様に、長矩形の太陽電池モジュール１の４辺のうち、長さ方向（図１〜２の左右方向）反対側の２辺を、それぞれ被支持辺４、４とし、幅方向（図１の上下方向）反対側の２辺を、それぞれ非支持辺５、５としている。そして、このうちの被支持辺４、４に、それぞれ支持枠６、６を固定している。上記各非支持辺５、５には、支持枠等の他の部材を装着しない。従って、これら各非支持辺５、５には、その端縁近傍部分まで太陽電池セル３、３を組み込む事ができる他、この端縁近傍部分に設置した太陽電池セル３、３が他の物体の影になる事を防止できる。この結果、上記太陽電池モジュール１の、単位面積当りの発電量の増大を図れる。
【０００９】
上記各支持枠６、６は、それぞれアルミニウム合金製の押し出し型材を所望長さに切断する事により構成されたもので、上記太陽電池モジュール１の被支持辺４、４に対向する部分に、平板状の基板部７を有する。又、この基板部７の両端縁部に、この両端縁から上記太陽電池モジュール１側に向け直角に折れ曲がった１対の抱持板部８ａ、８ｂを設けている。そして、これら両抱持板部８ａ、８ｂの内側面（互いに対向する側面）同士の間に存在する抱持溝部９に、上記各被支持辺４、４を接着固定している。即ち、上記太陽電池モジュール１の長さ方向両端縁部を上記各支持枠６、６の抱持溝部９内に挿入した状態で、この太陽電池モジュール１の表裏両面と上記両抱持板部８ａ、８ｂの内側面とを、接着性を有するコーキング材１０、１０により接着固定している。又、上記抱持溝部９の長さ方向（図１の上下方向）両端開口のうち、使用時に下側となる開口部分には塞ぎ板１１をろう付け等により固定して、この開口部分を塞いでいる。この塞ぎ板１１は、上記コーキング材１０、１０の接着機能が喪失した場合に、上記太陽電池モジュール１が落下するのを防止する為のもので、接着機能が確実であれば、省略しても良い。
【００１０】
又、上記各支持枠６、６毎に１対ずつ設けられた抱持板部８ａ、８ｂのうち、使用時に（躯体への支持固定状態で）下側に存在する抱持板部８ｂの外側面（使用状態での下面）に、それぞれが断面略Ｔ字形である１対の突条１２ａ、１２ｂを、互いに離隔して形成している。そして、これら両突条１２ａ、１２ｂ同士の間に、開口部の幅が奥部の幅に比べて狭い、あり溝状の係止溝部１３を形成している。上記各支持枠６、６を後述する躯体１４に結合固定する際には、上記係止溝部１３に、請求項３に記載したねじ部材である、ボルト１５の頭部１６を、回転不能に、且つ、上記係止溝部１３の長さ方向（図２〜４の表裏方向）の変位自在に係合させる。上記各支持枠６、６は、上記ボルト１５により、上記躯体１４に結合固定する。
【００１１】
更に、前記基板部７の両端縁部に、この両端縁から前記太陽電池モジュール１と反対側に向け、上記各支持枠６、６毎に１対ずつの係止突条１７、１７を形成している。これら各係止突条１７、１７の先半部には、互いに反対側に突出する係止鉤部１８を形成している。そして、この様な係止突条１７、１７を利用する事により、上記各支持枠６、６の外側面（上記太陽電池モジュール１と反対側面）に、カバー１９を装着自在としている。このカバー１９は、アルミニウム合金の一体押し出し型材を、上記各支持枠６、６と同じ長さに切断して成る。この様なカバー１９の内周面両端縁部近傍には、上記各係止突条１７、１７と係脱自在な鉤部２１、２１を、径方向内方に突出する状態で形成している。使用時に上記カバー１９は、これら両鉤部２１、２１と上記各係止突条１７、１７とを係合させる事により、上記各支持枠６、６の外側面に係止する。そして、これら各支持枠６、６の外観を整える他、上記基板部７に形成した取り出し孔２２を通じて支持枠６外に取り出した上記ケーブル２０を覆う。ケーブル２０を設けない側（図１〜２の左側）の支持枠６に関しては、上記取り出し孔２２は不要である。
【００１２】
本例の場合、上述の様にそれぞれの長さ方向両端部に位置する各被支持辺４、４に上記各支持枠６、６を固定した、上記太陽電池モジュール１を、図６に示す様に、ビルディングの屋上に、この屋上の中央部に設けた各種設備を囲む状態で矩形枠状に設けている。この場合に、図８〜９に示す様に、前記各被支持辺４、４を傾斜させると共に、残りの２辺である前記各非支持辺５、５を水平方向に位置させた状態で、躯体１４に支持固定する。従って、上記太陽電池モジュール１の上面の上下両端縁部には、何らの突起も存在しない。従って、この太陽電池モジュール１の上面に落下した塵等は、雨により洗い流されて、この上面に溜る事はない。この結果、上記太陽電池モジュール１の上面が汚れるのを防止して、この太陽電池モジュールの発電効率が低下する事を抑えられる。
【００１３】
上記ビルディングの屋上には、多数の太陽電池モジュール１、１を支持する為、鉄骨を組み上げた、上記躯体１４を構築している。そして、この躯体１４と、上記各太陽電池モジュール１、１の長さ方向両端部に支持固定した上記各支持枠６、６とを、それぞれ第一、第二の支持ブラケット２３、２４を介して結合している。そして、このうちの第一の支持ブラケット２３と上記躯体１４との水平方向（図８、９の左右方向＝請求項４の所定方向）の位置関係を調節自在に結合すると共に、上記第一の支持ブラケット２３と上記第二の支持ブラケット２４とを、上記太陽電池モジュール１の長さ方向（図１０、１１の左右方向＝請求項４の所定方向と異なる方向）の位置関係を調節自在に結合している。
【００１４】
より具体的に説明すると、上記第一の支持ブラケット２３は、上記躯体１４の側面に当接する取付板部２５と、この取付板部２５からこの躯体１４と反対方向に直角に折れ曲がった受板部２６とから成る。そして、このうちの取付板部２５に水平方向に形成した１対の長孔２７、２７を挿通したボルト２８、２８とナット２９、２９とを螺合し更に緊締する事により、上記第一の支持ブラケット２３を上記躯体１４に結合固定している。この状態で、上記受板部２６は、水平方向に対し傾斜する。この傾斜角度が、上記各太陽電池モジュール１、１の水平方向に対する傾斜角度となる。そして、上記各長孔２７、２７の内側で上記各ボルト２８、２８が変位できる範囲で、上記各太陽電池モジュール１、１の、幅方向に関する水平位置を調節可能となる。
【００１５】
又、上記第二の支持ブラケット２４は、矩形平板状に形成されたもので、それぞれ２組ずつのボルト３０とナット３１とを螺合し更に緊締する事により、上記第一の支持ブラケット２３の受板部２６に結合固定されている。上記ボルト３０を挿通する為にこの受板部２６と上記第二の支持ブラケット２４とに形成した通孔のうちの少なくとも一方の通孔は、上記各太陽電池モジュール１、１の長さ方向（図１０〜１１の左右方向）に長い長孔としている。従って、この長孔の内側で上記各ボルト３０が変位できる範囲で、上記各太陽電池モジュール１、１の、長さ方向に関する水平位置を調節可能になる。
【００１６】
更に、上記第二の支持ブラケット２４に形成した、別の通孔に、前記各支持枠６、６の係止溝部１３にそれぞれの頭部１６を係合させたボルト１５を挿通し、これら各ボルト１５の先端部で上記第二のブラケット２４の下面から突出した部分にナット３２を螺合し更に緊締している。この第二のブラケット２４に対する上記支持枠６の取付位置は、上記頭部１６を上記係止溝部１３に対し摺動させる事により、更には長孔である上記別の通孔内で上記各ボルト１５を変位させる事により、調節自在である。そして、調節した状態で各部とボルトとナットとを緊締すれば、それぞれの両端部に前記各支持枠６、６を固定した上記各太陽電池モジュール１、１を、前記躯体１４に支持固定できる。
【００１７】
以上に述べた様に本例の場合には、前記躯体１４と上記第一のブラケット２３との結合部、この第一のブラケット２３と上記第二のブラケット２４との結合部、この第二のブラケットと上記支持枠６との結合部を、互いに違う方向の位置調節自在としている。従って、上記各太陽電池モジュール１、１の長さ方向両端部を上記躯体１４に対し、三次元方向の位置調節自在に結合固定できる。従って、上記各太陽電池モジュール１、１の非支持辺５、５の水平度、並びに隣り合う太陽電池モジュール１、１同士の平行度を良好にできる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の太陽電池モジュールの支持装置は、以上に述べた通り構成され作用する為、良好な発電性能を有する太陽光発電装置を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】支持枠を取り付けた太陽電池モジュールの平面図。
【図２】図１の下方から見た図。
【図３】図２の左端部拡大図。
【図４】同右端部拡大図。
【図５】ケーブルを設ける側の支持枠とカバーとの分解斜視図。
【図６】太陽光発電装置を設置したビルディングの屋上の平面図。
【図７】図６のＡ部拡大図。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面図。
【図９】図８のＣ部拡大図。
【図１０】図９のＤ矢視図。
【図１１】同Ｅ矢視図。
【符号の説明】
１　　太陽電池モジュール
２　　ガラスパネル
３　　太陽電池セル
４　　被支持辺
５　　非支持辺
６　　支持枠
７　　基板部
８ａ、８ｂ　抱持板部
９　　抱持溝部
１０　　コーキング材
１１　　塞ぎ板
１２ａ、１２ｂ　突条
１３　　係止溝部
１４　　躯体
１５　　ボルト
１６　　頭部
１７　　係止突条
１８　　係止鉤部
１９　　カバー
２０　　ケーブル
２１　　鉤部
２２　　取り出し孔
２３　　第一の支持ブラケット
２４　　第二の支持ブラケット
２５　　取付板部
２６　　受板部
２７　　長孔
２８　　ボルト
２９　　ナット
３０　　ボルト
３１　　ナット
３２　　ナット

Claims (4)

1. １対のガラスパネル同士の間に太陽電池セルを挟持する事により、矩形平板状に構成して成る太陽電池モジュールを、躯体に対し支持する為の太陽電池モジュールの支持装置に於いて、この太陽電池モジュールの周囲４辺のうちの互いに反対側に存在する２辺である１対の被支持辺のみを１対の支持枠に固定し、これら両支持枠を上記躯体に対し結合する事を特徴とする太陽電池モジュールの支持装置。
2. 太陽電池モジュールが、各被支持辺を傾斜させると共に、残りの２辺を水平方向に位置させた状態で配設されている、請求項１に記載した太陽電池モジュールの支持装置。
3. 各支持枠は、それぞれ押し出し型材で構成されたもので、太陽電池モジュールの被支持辺に対向する部分に、基板部と、この基板部の両端縁からこの太陽電池モジュール側に向け折れ曲がった１対の抱持板部とを設け、これら両抱持板部の内側面同士の間に存在する抱持溝部に上記被支持辺を接着固定しており、使用時に下側に存在する抱持板部の外側面に互いに離隔して形成した１対の突条同士の間に、開口部の幅が奥部の幅に比べて狭い、あり溝状の係止溝部を形成しており、この係止溝部にその頭部を係合させたねじ部材により、上記各支持枠を躯体に対し結合支持している、請求項２に記載した太陽電池モジュールの支持装置。
4. 躯体と各支持枠とを、それぞれ第一、第二の支持ブラケットを介して結合しており、躯体と第一の支持ブラケットとの所定方向の位置関係を調節自在に結合すると共に、この第一の支持ブラケットと上記第二の支持ブラケットとを、上記所定方向と異なる方向の位置関係を調節自在に結合している、請求項３に記載した太陽電池モジュールの支持装置。

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