JP2005175236A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光電変換を行う太陽電池パネルと、該太陽電池パネルを屋根や壁面等の構造物への取り付け部材とを備えて成る太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module comprising a solar cell panel that performs photoelectric conversion and a member for attaching the solar cell panel to a structure such as a roof or a wall surface.
太陽電池モジュールは、屋根や壁面等の構造物に設置して家庭の電力を補う太陽光発電システムとして、従来から数多く施工されており、光電変換を行う太陽電池パネルの4辺には枠体としてのフレームが設けられている。この種の太陽電池モジュールとしては、例えば、ガラス基板を用いた太陽電池パネルが用いられ、その4辺を囲む枠体としてアルミフレームが用いられているものが挙げられる。 Many solar cell modules have been installed in the past as solar power generation systems that are installed on structures such as roofs and wall surfaces to supplement household power, and are used as frames on the four sides of solar cell panels that perform photoelectric conversion. Frame is provided. As this type of solar cell module, for example, a solar cell panel using a glass substrate is used, and an aluminum frame is used as a frame surrounding its four sides.
図21は、従来のフレーム付き太陽電池モジュールの一例であり、(a)は受光面側から見た状態を示す平面図、(b)は非受光面側から見た状態を示す背面図である。図21において、101は太陽電池モジュール、102は長辺アルミフレーム、103は短辺アルミフレーム、104は光起電力素子、105は取り付け穴、106は端子箱である。 FIG. 21 is an example of a conventional solar cell module with a frame, in which (a) is a plan view showing a state seen from the light receiving surface side, and (b) is a rear view showing a state seen from the non-light receiving surface side. . In FIG. 21, 101 is a solar cell module, 102 is a long side aluminum frame, 103 is a short side aluminum frame, 104 is a photovoltaic element, 105 is a mounting hole, and 106 is a terminal box.
図示するように、従来の太陽電池モジュール101は、複数の光起電力素子104を縦横に配して成る太陽電池パネルの4辺にアルミフレームが設けられており、長辺アルミフレーム102を太陽電池パネルの長辺端部に挿入した後、さらに短辺アルミフレーム103を太陽電池パネルの短辺端部に挿入し、長辺と短辺とのフレーム同士をタッピングビス等で固定している。一般的に、アルミフレームのパネル狭持部にはシーラントが施されており、このシーラントが硬化することにより太陽電池パネルとアルミフレームとを固定している。
As shown in the figure, a conventional
図22は、従来のアルミフレーム付き太陽電池モジュールの架台への固定構造を示す模式図である。図22において、101は太陽電池モジュール、102は長辺アルミフレーム、107は架台、108は締結部材、109は構造物である。 FIG. 22 is a schematic diagram showing a structure for fixing a conventional solar cell module with an aluminum frame to a gantry. In FIG. 22, 101 is a solar cell module, 102 is a long-side aluminum frame, 107 is a frame, 108 is a fastening member, and 109 is a structure.
図示するように、太陽電池モジュール101の長辺アルミフレーム102の裏面には、図21(b)に示したように、8〜10個(両長辺で計16〜20個)の取り付け穴105が形成されており、これらの取り付け穴105を利用して、構造物109に固定された架台107にボルト・ナットなどの締結部材108で固定される。
As shown in the drawing, on the back surface of the long-
このようなフレーム付太陽電池モジュールに関連する技術としては、特開平10−294485号公報(特許文献1)や特開2003−529696号公報(特許文献2)等に提案された太陽電池モジュールが挙げられる。 As a technique related to such a solar cell module with a frame, there is a solar cell module proposed in JP-A-10-294485 (Patent Document 1), JP-A 2003-529696 (Patent Document 2), or the like. It is done.
しかしながら、従来のフレーム付き太陽電池モジュール101は、長辺アルミフレーム102に太陽電池パネルを挿入した後、シーラントを充填し、このシーラントの硬化を待って短辺アルミフレーム103を取り付け、長辺と短辺とのフレーム同士をタッピングビス等で固定しているので、組み立て作業に手間が掛かり、作業性も良くない。さらに、太陽電池パネルを挟み込んで保持するアルミフレームは複雑な形状を有しており、その成形加工が製造コストを増大させるという問題があった。
However, in the conventional
また、従来のフレーム付き太陽電池モジュール101を架台107上に設置するには、1モジュールあたり16〜20個のボルト・ナット等の締結部材108を用いて締め付け固定しなければならない。したがって、太陽電池パネルを設置面積が増大すると締結部材108の数も増大するため、施工作業に非常に手間が掛かり、作業工数が増大するという問題があった。
In addition, in order to install the conventional
本発明は、上記の課題に鑑みて創案されたものであり、従来のフレーム付き太陽電池モジュールと同等以上の機械的強度を確保しつつ、コストの低減化を図ることができ、施工作業の極めて容易な太陽電池モジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can ensure cost reduction while ensuring mechanical strength equal to or higher than that of a conventional solar cell module with a frame, and can be used for extremely high construction work. The object is to provide an easy solar cell module.
上記の目的を達成すべく、本発明に係る太陽電池モジュールは、光電変換を行う光起電力素子群を被覆材で封止した太陽電池パネルを枠体内に支持して成る太陽電池モジュールであって、
上記太陽電池パネルの裏面となる非受光面に、構造物の設置面に固定するための嵌合取り付け部材が備えられており、
該嵌合取り付け部材は、上記太陽電池パネルの非受光面に固定されるスライド部材と、上記構造物の設置面に固定され、上記スライド部材を案内してこれに嵌合するガイド部材とから成っていることを特徴とする。
前記太陽電池モジュールにおいて、前記スライド部材及び前記ガイド部材のうち、一方が雄嵌合部材であり、他方が雌嵌合部材であることが好ましい。
また、前記スライド部材と前記ガイド部材との嵌合時に、該スライド部材がXYZ軸について1軸方向の自由度しか有しないことが好ましい。
さらに、前記太陽電池パネルの非受光面には、複数本のスライド部材が並走するように複数列に設けられていることが好ましい。
そして、前記スライド部材は、前記太陽電池パネルの非受光面の長手方向に沿って平行に配置されていることが好ましい。
またさらに、前記スライド部材は、前記太陽電池パネルの非受光面に接着固定されていることが好ましい。
加えて、前記スライド部材が前記太陽電池パネルを構成する光起電力素子間のギャップ部の直下に配されていることが好ましい。
あるいは、前記スライド部材が前記太陽電池パネルを構成する相隣接する光起電力素子間に接続されたバイパスダイオード本体の直下に配されていることが好ましい。
また、前記太陽電池パネルは、光起電力素子群の表面に透光性表面部材を有すると共に、裏面に絶縁フィルムを有し、これら透光性表面部材と絶縁フィルムとの間を封止材で封止して成り、該絶縁フィルムの裏面に補強部材を積層して加熱真空ラミネート法で一体成形され、該補強部材に前記スライド部材が固定されていることが好ましい。
さらに、前記補強部材が平板であることが好ましい。
そして、前記補強部材が金属板であることが好ましい。
In order to achieve the above object, a solar cell module according to the present invention is a solar cell module formed by supporting a solar cell panel in which a photovoltaic element group for performing photoelectric conversion is sealed with a covering material in a frame. ,
The non-light-receiving surface to be the back surface of the solar cell panel is provided with a fitting attachment member for fixing to the installation surface of the structure,
The fitting attachment member includes a slide member fixed to the non-light-receiving surface of the solar cell panel, and a guide member fixed to the installation surface of the structure to guide the slide member and fit to the slide member. It is characterized by.
In the solar cell module, it is preferable that one of the slide member and the guide member is a male fitting member and the other is a female fitting member.
Moreover, it is preferable that the slide member has only one degree of freedom in the XYZ axes when the slide member and the guide member are fitted.
Furthermore, it is preferable that the non-light-receiving surface of the solar cell panel is provided in a plurality of rows so that a plurality of slide members run in parallel.
And it is preferable that the said slide member is arrange | positioned in parallel along the longitudinal direction of the non-light-receiving surface of the said solar cell panel.
Furthermore, it is preferable that the slide member is bonded and fixed to a non-light-receiving surface of the solar cell panel.
In addition, it is preferable that the slide member is disposed immediately below a gap portion between photovoltaic elements constituting the solar cell panel.
Or it is preferable to distribute | arrange the said slide member directly under the bypass diode main body connected between the photovoltaic elements which adjoin the solar cell panel.
Further, the solar cell panel has a translucent surface member on the surface of the photovoltaic element group and an insulating film on the back surface, and a sealing material is provided between the translucent surface member and the insulating film. It is preferable that the sealing member is formed, and a reinforcing member is laminated on the back surface of the insulating film and integrally formed by a heating vacuum laminating method, and the slide member is fixed to the reinforcing member.
Furthermore, the reinforcing member is preferably a flat plate.
The reinforcing member is preferably a metal plate.
本発明に係る太陽電池モジュールによれば、次のような優れた効果を奏する。 The solar cell module according to the present invention has the following excellent effects.
すなわち、太陽電池パネルの裏面となる非受光面に、構造物の設置面に固定するための嵌合取り付け部材が備えられており、この嵌合取り付け部材は、太陽電池パネルの非受光面に固定されるスライド部材と、構造物の設置面に固定され、上記スライド部材を案内してこれに嵌合するガイド部材とから成っているので、従来のフレーム付き太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定するときのように多数の締結部材を締め付け固定をする必要がないので、施工作業が極めて容易である。さらに、スライド部材は設置面に固定されるガイド部材と嵌合する構造であるため、このスライド部材自体が、従来の締結部材の一部の機能を代替し、締結部材を削減することができ、コストを大幅に低減化することができる。 That is, the non-light-receiving surface that is the back surface of the solar cell panel is provided with a fitting attachment member for fixing to the installation surface of the structure, and this fitting attachment member is fixed to the non-light-receiving surface of the solar cell panel. And a guide member that is fixed to the installation surface of the structure and that guides and fits the slide member. Thus, the conventional solar cell module with a frame is used as the installation surface of the structure. Since it is not necessary to fasten and fix many fastening members as in the case of fixing, the construction work is extremely easy. Furthermore, since the slide member has a structure that fits with a guide member fixed to the installation surface, the slide member itself can replace a part of the function of the conventional fastening member, and the fastening member can be reduced. Cost can be greatly reduced.
前記スライド部材及び前記ガイド部材のうち、一方が雄嵌合部材であり、他方が雌嵌合部材であればよいので、設計の自由度がある。 Since one of the slide member and the guide member is a male fitting member and the other is a female fitting member, there is a degree of freedom in design.
また、前記スライド部材と前記ガイド部材との嵌合時に、該スライド部材がXYZ軸について1軸方向の自由度しか有しないので、太陽電池モジュールは2軸方向で固定され、残る1軸方向のみを規制すればよいので、固定作業の施工箇所が大幅に減少し、施工作業の作業性が大幅に向上する。 Further, when the slide member and the guide member are fitted, the slide member has only one degree of freedom in the XYZ axes, so the solar cell module is fixed in the two axis directions, and only the remaining one axis direction is used. Since regulation may be required, the number of construction sites for fixing work is greatly reduced, and the workability of construction work is greatly improved.
さらに、太陽電池パネルの非受光面には、複数本のスライド部材が並走するように複数列に設けられているので、風圧等の外部から応力に対して太陽電池パネルの中央部が撓むことを防ぎ、太陽電池パネルに加わる応力を十分に緩和することができる。 Furthermore, since a plurality of slide members are provided in a plurality of rows on the non-light-receiving surface of the solar cell panel so that they run side by side, the central portion of the solar cell panel bends against stress from the outside such as wind pressure. This can be prevented and the stress applied to the solar cell panel can be sufficiently relaxed.
そして、前記スライド部材は、前記太陽電池パネルの非受光面の長手方向に沿って平行に配置されているので、幅方向にスライド部材を配置するよりも、太陽電池パネルの非受光面に固定するスライド部材の本数を少なくすることができる。よって、従来の太陽電池モジュールと同程度の機械的強度を有すると共に、太陽電池モジュールの製造コストを低減することができる。 And since the said slide member is arrange | positioned in parallel along the longitudinal direction of the non-light-receiving surface of the said solar cell panel, it fixes to the non-light-receiving surface of a solar cell panel rather than arrange | positioning a slide member in the width direction. The number of slide members can be reduced. Therefore, it has the same mechanical strength as a conventional solar cell module and can reduce the manufacturing cost of the solar cell module.
またさらに、前記スライド部材は、太陽電池パネルの非受光面に接着固定されるので、太陽電池パネルの裏面を機械的に傷付けることなく、スライド部材を固定することができる。また、太陽電池パネルを作製した後に、その強度に応じてスライド部材を固定する位置を決定することができるので、設計の自由度がある。さらに、複数のスライド部材の太陽電池パネルへの固定作業を同時に進行させることが可能であり、従来のフレーム付太陽電池モジュールのように、2辺の長辺フレームの取り付け後に、さらに短辺フレームを固定するというような煩雑な作業を要しない。 Furthermore, since the slide member is bonded and fixed to the non-light-receiving surface of the solar cell panel, the slide member can be fixed without mechanically scratching the back surface of the solar cell panel. Moreover, since the position which fixes a slide member can be determined according to the intensity | strength after producing a solar cell panel, there exists a freedom degree of design. Furthermore, it is possible to proceed with the fixing operation of the plurality of slide members to the solar cell panel at the same time, and after attaching the two long side frames as in the conventional solar cell module with a frame, No complicated work such as fixing is required.
加えて、前記スライド部材を太陽電池パネルを構成する光起電力素子間のギャップ部の直下に配することにより、太陽電池パネルの最も応力が集中し易い部位をスライド部材で補強することができ、太陽電池モジュールの機械的強度を向上させることができる。 In addition, by arranging the slide member directly below the gap portion between the photovoltaic elements constituting the solar cell panel, it is possible to reinforce the solar cell panel where stress is most concentrated with the slide member, The mechanical strength of the solar cell module can be improved.
あるいは、前記スライド部材を太陽電池パネルを構成する相隣接する光起電力素子間に接続されたバイパスダイオード素子の直下に配することにより、バイパスダイオード素子の破損を防止することができる。 Alternatively, the bypass diode element can be prevented from being damaged by arranging the slide member directly below the bypass diode element connected between the adjacent photovoltaic elements constituting the solar cell panel.
また、太陽電池パネルは、光起電力素子群の表面に透光性表面部材を有すると共に、裏面に絶縁フィルムを有し、これら透光性表面部材と絶縁フィルムとの間を封止材で封止して成り、該絶縁フィルムの裏面に補強部材を積層して加熱真空ラミネート法で一体成形され、該補強部材に前記スライド部材が固定されているので、太陽電池パネルを加熱真空ラミネートした後にスライド部材を固定することができ、太陽電池パネルの製造が容易である。 In addition, the solar cell panel has a translucent surface member on the surface of the photovoltaic element group and an insulating film on the back surface, and a sealant seals between the translucent surface member and the insulating film. The reinforcing member is laminated on the back surface of the insulating film and integrally formed by a heating vacuum laminating method, and the slide member is fixed to the reinforcing member. A member can be fixed and manufacture of a solar cell panel is easy.
さらに、前記補強部材が平板であることにより、補強部材を太陽電池パネルの製造時に加熱真空ラミネートするのが容易であり、スライド部材を接着固定し易い。 Furthermore, since the reinforcing member is a flat plate, it is easy to heat and vacuum laminate the reinforcing member at the time of manufacturing the solar cell panel, and it is easy to bond and fix the slide member.
そして、前記補強部材が金属板であることにより、補強部材を太陽電池パネルの製造時に加熱真空ラミネートするのが容易であると共に、太陽電池パネルを裏面から補強してその強度を増大させることができる。 And since the reinforcing member is a metal plate, it is easy to heat and vacuum laminate the reinforcing member at the time of manufacturing the solar cell panel, and the solar cell panel can be reinforced from the back surface to increase its strength. .
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this embodiment.
図1は本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態を受光面側から見た状態を示す斜視図、図2は本実施形態の太陽電池モジュールを示す側面図、図3は本実施形態の太陽電池モジュールの設置状況を示す斜視図、図4は本実施形態の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定した状態を示す側面図、図5は本実施形態の太陽電池モジュールにおける太陽電池パネルの断面構造を示す模式図である。これらの図において、1は太陽電池モジュール、2は太陽電池パネル、3はスライド部材、4は光起電力素子、5は接着剤、6は構造物の設置面、7はガイド部材、8は太陽電池モジュールのスライド方向、9は光起電力素子群、10は封止材、11は透光性表面部材、12は絶縁フィルム、13は補強部材である。 FIG. 1 is a perspective view showing a solar cell module according to an embodiment of the present invention as viewed from the light-receiving surface side, FIG. 2 is a side view showing the solar cell module of this embodiment, and FIG. The perspective view which shows the installation condition of a battery module, FIG. 4 is a side view which shows the state which fixed the solar cell module of this embodiment to the installation surface of a structure, FIG. 5 is the solar cell panel in the solar cell module of this embodiment. It is a schematic diagram which shows a cross-sectional structure. In these drawings, 1 is a solar cell module, 2 is a solar cell panel, 3 is a slide member, 4 is a photovoltaic element, 5 is an adhesive, 6 is an installation surface of the structure, 7 is a guide member, and 8 is the sun. The sliding direction of the battery module, 9 is a photovoltaic element group, 10 is a sealing material, 11 is a translucent surface member, 12 is an insulating film, and 13 is a reinforcing member.
図示するように、本実施形態の太陽電池モジュール1は、屋根や壁面等の構造物の設置面6に固定されたガイド部材7に、太陽電池パネル2の裏面となる非受光面に固定されたスライド部材3を嵌合させることによって構造物に取り付けられる。すなわち、太陽電池パネル2の非受光面には、構造物の設置面3に固定するための嵌合取り付け部材が備えられており、この嵌合取り付け部材は、太陽電池パネル2の非受光面に固定されるスライド部材3と、構造物の設置面6に固定され、上記スライド部材3を案内してこれに嵌合するガイド部材7とから成っている。したがって、従来のフレーム付き太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定するときのように多数の締結部材を締め付け固定をする必要がないので、施工作業が極めて容易である。さらに、スライド部材3は構造物の設置面6に固定されるガイド部材7に嵌合する構造であるため、このスライド部材自体が、従来の締結部材の一部の機能を代替することになり、締結部材を削減することができ、コストを大幅に低減化することができる。
As shown in the drawing, the
図5に示すように、本実施形態における太陽電池パネル2は、光起電力素子群9の表面に透光性表面部材11を配し、光起電力素子群9の裏面に絶縁フィルム12を配して、これら透光性表面部材11と絶縁フィルム12との間を封止材10で封止して成り、上記絶縁フィルム12の裏面に平板状の補強部材12を積層して加熱真空ラミネート法で一体成形され、この補強部材13に上記スライド部材3を固定している。したがって、太陽電池パネル2を加熱真空ラミネートした後に、その裏面に位置する補強部材13にスライド部材3を固定することができ、太陽電池パネル2の製造が容易である。
As shown in FIG. 5, in the
また、図2及び図4に示すように、上記スライド部材3は、太陽電池パネル2の非受光面に接着剤5を用いて接着固定される。したがって、太陽電池パネル2の裏面を機械的に傷付けることなく、スライド部材3を固定することができる。また、太陽電池パネル2を作製した後に、その強度に応じてスライド部材3の固定位置を決定することができ、設計の自由度がある。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
さらに、太陽電池パネル2の非受光面には、複数本のスライド部材3が並走するように複数列に設けられており、構造物の設置面6には該スライド部材3の数に対応するように複数列のガイド部材7が固定されている。太陽電池パネル2の非受光面に複数本のスライド部材3を設けているので、風圧等の外部から応力に対して太陽電池パネル2の中央部が撓むことを防ぐことができ、太陽電池パネル2に加わる応力を十分に緩和することができる。このように複数本のスライド部材3を設けても、スライド部材3は上述したように接着固定されるので、複数本のスライド部材3の太陽電池パネル2への固定作業を同時に進行させることが可能であり、従来のフレーム付太陽電池モジュールのように、2辺の長辺フレームの取り付け後に、さらに短辺フレームを固定するというような煩雑な作業を要しない。
Furthermore, the non-light-receiving surface of the
以下、本実施形態の太陽電池モジュール1の各構成要素について詳細に説明する。
Hereinafter, each component of the
〔太陽電池パネル〕
本発明における太陽電池パネル2については、特に種別の限定はなく、光起電力素子4をフィルム及び封止材等の耐候性を有する被覆材で密封し、電気的出力を取り出せるようにしたものをいう。太陽電池パネル2に使用する光起電力素子4としては、例えば、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン積層型光起電力素子、結晶シリコン光起電力素子、多結晶シリコン光起電力素子、アモルファスシリコン光起電力素子、銅インジウムセレナイド光起電力素子、あるいは化合物半導体光起電力素子等が挙げられる。しかしながら、薄膜系の光起電力素子は可撓性を有するので、大面積の太陽電池モジュール1を作製するのに好ましい。特に、可撓性を有する導電性基板上に光変換部材としての半導体活性層などを形成した光起電力素子は、大面積化も容易で、曲げ応力に対する光起電力素子の信頼性も高いため好ましく、例えば、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン型3層構造を含む積層型光起電力素子が特に好ましい。
[Solar panel]
Regarding the
〔光起電力素子群〕
光起電力素子単体での電気的特性(電圧、出力等)には限界があるため、所望の電気的特性が得られるように、複数の光起電力素子4を直並列に電気的に接続して用い、これを光起電力素子群9という。なお、各光起電力素子4には、直並列化ができるように、正極及び負極が存在する。
[Photovoltaic element group]
Since there is a limit to the electrical characteristics (voltage, output, etc.) of the single photovoltaic element, a plurality of photovoltaic elements 4 are electrically connected in series and parallel so as to obtain the desired electrical characteristics. This is referred to as a
また、光起電力素子群9には、遮光時に光起電力素子4に逆バイアスがかかるのを防止するために、不図示のバイパスダイオードが並列接続されている。このバイパスダイオードとしては、一般整流シリコンダイオード、ショットキーバリアダイオード等が有用である。
In addition, a bypass diode (not shown) is connected to the
〔封止材〕
封止材10には、耐候性、接着性、充填性、耐熱性、耐寒性、及び耐衝撃性等が要求され、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−アクリル酸エチル共重合体(EEA)、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、あるいはフッ素樹脂などが挙げられる。これらの中でも、EVAは太陽電池用途としてバランスのとれた物性を有しており、好んで用いられるが、これに限ったものではない。
[Encapsulant]
The sealing
〔透光性表面部材〕
透光性表面部材(表面被覆材)11には、耐候性、耐汚染性、及び機械強度をはじめとして、太陽電池パネル2の屋外暴露における長期信頼性を確保するための性能が要求され、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、あるいは四フッ化エチレン−エチレン共重合体(ETFE)などが好適に用いられるが、これに限ったものではない。
(Translucent surface member)
The translucent surface member (surface coating material) 11 is required to have a performance for ensuring long-term reliability in outdoor exposure of the
〔絶縁フィルム〕
絶縁フィルム12は、光起電力素子群9と裏面に積層する補強部材13との絶縁を保つために設けられ、ポリエチレンテレフタレート(PET)や、ナイロンなどの材料が用いられる。また、前述の封止材10と同様の樹脂を一体に積層したフィルムでもよい。
[Insulating film]
The insulating
〔補強部材〕
本実施形態における太陽電池パネル2の非受光面側に用いられる補強部材13は、耐侯性を有する材料を使用することができる。例えば、ステンレス板、メッキ鋼板、あるいはガルバリウム鋼板等の金属板などが使用されるが、これに限ったものではない。この補強部材には、平板状のものが好ましい。この補強部材13が平板とすることにより、補強部材13を太陽電池パネル2の製造時に加熱真空ラミネートするのが容易であり、スライド部材13を接着固定し易い。さらに、補強部材13が金属板とすることにより、太陽電池パネルを裏面から補強してその強度を増大させることができる。
(Reinforcing member)
The reinforcing
〔スライド部材〕
本発明におけるスライド部材3とは、屋根や壁面等の設置面6に固定されたガイド部材7の凸部や凹部と嵌合しうる形状を備えた部材であり、少なくとも嵌合したとき、XYZ軸のうち1軸方向の自由度しか有しない長尺の部材をいう。これらスライド部材3とガイド部材7との嵌合時に、該スライド部材3がXYZ軸について1軸方向の自由度しか有しないので、太陽電池モジュール1は2軸方向で固定され、残る1軸方向のみを規制すればよく、固定作業の施工箇所が大幅に減少し、施工作業の作業性が大幅に向上する。
(Slide member)
The
また、これらスライド部材3及びガイド部材7のうち、一方が雄嵌合部材であり、他方が雌嵌合部材であればよく、設計の自由度がある。スライド部材3としては、図6に示すように、例えば、太陽電池パネル2の裏面に位置する補強部材13から断面T字状またはH字状の凸部を有する部材や、開口凹部を太陽電池パネル2の裏面に位置する補強部材13から設置面6へ臨ませて向けたチャンネル状の部材を用いることができる。
Further, one of the
本発明におけるスライド部材3は、太陽電池パネル2の機械的強度を補強する機能を併せもつものであり、その機械的強度は少なくとも太陽電池モジュール1の耐風圧強度を満足する程度の強度が最低限必要である。
The
太陽電池モジュール1の機械的強度を維持する上では、スライド部材3は、太陽電池モジュール1の長手方向に沿って並走するように複数列に配することが有効であり、長手方向に沿って配することにより、幅方向に沿って配する場合に比べて、太陽電池パネル2に取り付けるスライド部材3の本数を削減することができる。その結果、製造工程を短縮することができ、製造コストを低減することができる。
In order to maintain the mechanical strength of the
本発明におけるスライド部材3の材料としては、前述した機械強度を備えた材料が好ましく、具体的には鋼材、FRP、アルミニウム、及びこれらの材料を複合化したものなどが挙げられる。
The material of the
また、本発明におけるスライド部材3は、太陽電池モジュール1を構成する光起電力素子群9の光起電力素子4と光起電力素子4とのギャップ部の直下に設けることが好ましい。光起電力素子群9の光起電力素子4と光起電力素子4とのギャップ部は機械的に最も弱い部分であり、このギャップ部の直下にその間隙よりも幅広のスライド部材3を設けることにより、太陽電池モジュール1の機械的強度が大幅に改善される。
In addition, the
さらに、本発明におけるスライド部材3は、太陽電池パネル2を構成する光起電力素子群9のバイパスダイオード素子の直下に設けることが好ましい。バイパスダイオード素子は応力に弱い部分であり、このバイパスダイオード素子の直下にスライド部材を設けることにより、バイパスダイオード素子の破損や故障を防止することができる。
Furthermore, the
上述したように、スライド部材3は、太陽電池パネル2の裏面に位置する補強部材13に接着剤5を用いて接着固定され、太陽電池パネル2の裏面に複数本のスライド部材3が並走するように複数列に配置される。
As described above, the
〔接着剤〕
本発明に用いられる接着剤5には、耐候性や耐水性などが求められる。接着剤5としては、シリコンシーラント等のエポキシ系接着剤やシリコン系接着剤等が使用できる。
〔adhesive〕
The adhesive 5 used in the present invention is required to have weather resistance and water resistance. As the adhesive 5, an epoxy adhesive such as a silicon sealant, a silicon adhesive, or the like can be used.
〔ガイド部材〕
本発明におけるガイド部材7とは、屋根や壁面等の構造物の設置面6に固定され、上述した太陽電池パネル2の裏面に固定されたスライド部材3と嵌合しうる形状を備えた部材であり、上記スライド部材3及びガイド部材7のうち、一方が雄嵌合部材であり、他方が雌嵌合部材であればよい。例えば、上記補強部材13が断面T字状またはH字状の凸部を有する部材である場合には、ガイド部材7として、開口凹部を太陽電池パネル2の裏面にへ臨ませて向けたチャンネル状の部材を用いることができる。また、上記補強部材13が開口凹部を設置面6へ臨ませて向けたチャンネル状の部材である場合には、ガイド部材7として、断面T字状またはH字状の凸部を有する部材を用いることができる
なお、ガイド部材7についても長尺部材とすることが好ましいが、このガイド部材7を取り付ける設置面が十分な機械的強度を有する部材で構成されている場合には、必ずしも長尺である必要はなく、短片状の部材であってもよい。この場合は、1本のスライド部材3に対して、少なくとも2片のガイド部材7が嵌合するように構成し、スライド部材3との接合強度を維持する必要がある。
(Guide member)
The
〔加熱真空ラミネート法〕
本実施形態における太陽電池パネル2の作製方法として用いられる真空ラミネート法は、大面積の太陽電池パネル2の作製に用いられる。加熱真空ラミネート法の手順としては、真空ラミネート装置内に太陽電池パネル2を構成する光起電力素子群9、フィルム11、12、封止材10、補強部材13を積層配置し、真空引きを行って各材料間に存する空気を脱気する。次に、この真空引きした状態で加熱して昇温し、封止材10が架橋あるいは硬化するための温度に達し、封止材10が十分硬化するまでこの温度を所定の時間保持する。その後冷却して真空引きを停止し、大気圧の戻して積層体を形成する。この方法は、シート状の材料を使用して太陽電池パネル2を作成するので、太陽電池パネル2の大面積化に好都合である。なお、ラミネートのし易さを考慮して、上述したように、補強部材13は平板であることが好ましい。
[Heating vacuum lamination method]
The vacuum laminating method used as a method for manufacturing the
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these examples.
〔実施例1〕
実施例1の太陽電池モジュールは、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、補強部材としての溶融Zn55%−Al系合金メッキ鋼板(ガルバリウム鋼板)と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子を用いた太陽電池パネル、アルミニウムからなるH型スライド部材、太陽電池パネルとスライド部材とを接合する接着剤、及び屋根や壁面等の構造物の設置面に固定されるガイド部材から構成されている。
[Example 1]
The solar cell module of Example 1 is coated with a coating material made of ETFE, EVA, and PET, and laminated with a molten Zn55% -Al-based alloy-plated steel plate (galvalume steel plate) as a reinforcing member. From a solar cell panel using photovoltaic elements, an H-shaped slide member made of aluminum, an adhesive for joining the solar cell panel and the slide member, and a guide member fixed to the installation surface of a structure such as a roof or a wall surface It is configured.
図7は実施例1の太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示す斜視図、図8は本実施例の太陽電池モジュールを非受光面側から見た状態を示す斜視図、図9は本実施例の太陽電池モジュールを示す側面図である。これらの図において、21は太陽電池モジュール、22は太陽電池パネル、23はスライド部材、24はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群、25は補強部材、26はジャンクションボックス、27はバイパスダイオード素子、28はEVA、29はETFE、30はPET、31はシリコン接着剤である。
7 is a perspective view of the solar cell module of Example 1 as viewed from the light receiving surface side, FIG. 8 is a perspective view of the solar cell module of this example as viewed from the non-light receiving surface side, and FIG. It is a side view which shows the solar cell module of a present Example. In these drawings, 21 is a solar cell module, 22 is a solar cell panel, 23 is a slide member, 24 is an amorphous microcrystal laminated photovoltaic element group, 25 is a reinforcing member, 26 is a junction box, and 27 is a bypass diode.
図示するように、本実施例における太陽電池パネル22の裏面には、その長手方向に沿って並走するように複数列のスライド部材23が接着固定されており、スライド部材同士の間にはジャンクションボックス26が設けられている。
As shown in the drawing, a plurality of rows of
太陽電池パネル22は、真空ラミネート装置を用いて加熱真空ラミネート法で作製し、その後、太陽電池パネル22の裏面に位置する補強部材25としての溶融Zn55%−Al系合金メッキ鋼板に、シリコン接着剤31を用いてH型形状のスライド部材23を接着固定した。このような一体積層構造とすることにより、溶融Zn55%−Al系合金メッキ鋼板25の厚みを薄くしても、太陽電池パネル自体の強度を大幅に落とすことなく、太陽電池モジュール21を作製することが可能となる。
The
また、スライド部材23は、太陽電池パネル22の長辺方向に沿って所定の間隔を幅方向に隔てて4本並走するように配置されているので、太陽電池モジュール21の強度を保つことができる。さらに、太陽電池パネル22のバイパスダイオード素子27が配置されている領域の直下にスライド部材23を配置することにより、ダイオード素子27の配置領域に加わる太陽電池パネル22の応力、歪を小さくすることができるので、ダイオード素子27の破損や故障を防止することができる。
Further, the four
なお、太陽電池パネル22の裏面に設けたスライド部材同士の間には、上述したように、電気出力を取り出すジャンクションボックス26が設けられている。
In addition, as described above, the
図10は本実施例における太陽電池パネルに用いられるアモルファス・マイクロクリスタルシリコン型光起電力素子群の構成を受光面側から見た状態を示す平面図、図11は本実施例における太陽電池パネルを構成するアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子の電気接続部を拡大した模式図である。これらの図において、24は光起電力素子群、27はショットキーバリアダイオード、32はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子、33はダイオード端子、35は光起電力素子正極端子、36は光起電力素子負極端子、37はインターコネクタ、38は光起電力素子の電気接続部である。 FIG. 10 is a plan view showing a state of the structure of the amorphous microcrystal silicon type photovoltaic element group used in the solar cell panel in this embodiment as seen from the light receiving surface side, and FIG. 11 shows the solar cell panel in this embodiment. It is the schematic diagram which expanded the electrical connection part of the amorphous microcrystal laminated | stacked photovoltaic device to comprise. In these figures, 24 is a photovoltaic element group, 27 is a Schottky barrier diode, 32 is an amorphous microcrystal stacked photovoltaic element, 33 is a diode terminal, 35 is a positive terminal of the photovoltaic element, and 36 is light. The negative electrode terminal of the photovoltaic element, 37 is an interconnector, and 38 is an electrical connection part of the photovoltaic element.
本実施例では、アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子32が16枚直列接続されており、各アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子32の2枚直列毎にショットキーバリアダイオード27が設けられている。
In this embodiment, 16 amorphous microcrystal stacked
図12は、本実施例の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定する状況を示す説明図である。図12において、21は太陽電池モジュール、22は太陽電池パネル、23はスライド部材、39は構造物の設置面、40はガイド部材、41はキャップ部材、42は太陽電池モジュールのスライド方向である。 FIG. 12 is an explanatory diagram showing a situation in which the solar cell module of the present embodiment is fixed to the installation surface of the structure. In FIG. 12, 21 is a solar cell module, 22 is a solar cell panel, 23 is a slide member, 39 is an installation surface of a structure, 40 is a guide member, 41 is a cap member, and 42 is a slide direction of the solar cell module.
図示するように、屋根や壁面等の構造物の設置面39に固定された一端が閉塞されているチャンネル状のガイド部材40に、太陽電池パネル22の裏面に設けた断面H形状のスライド部材23をスライドさせて嵌合させ、開放端部にキャップ部材41を被せて太陽電池モジュール21を構造物の設置面39に固定した。本実施例では、キャップ部材41は1モジュール当たり4個でよい。
As shown in the drawing, a slide-shaped
本実施例の構成によれば、従来と同等の機械的強度で太陽電池モジュール21が作製できると同時に、太陽電池モジュール21の設置施工が従来の締結部材による締め付け固定よりも格段に簡単である。また、太陽電池モジュール21を取り外す必要がある場合には、ガイド部材40からキャップ部材41を外してスライド部材23をスライドさせるだけで、極めて容易に太陽電池モジュール21を取り外すことが可能である。
According to the configuration of the present embodiment, the
したがって、本実施例によれば、従来の太陽電池モジュールと同程度の機械的強度を有しつつ、コストの低減化を図ることができ、施工作業の極めて容易な太陽電池モジュールを提供することができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a solar cell module that has a mechanical strength comparable to that of a conventional solar cell module, can be reduced in cost, and is extremely easy to perform construction work. it can.
〔実施例2〕
実施例2の太陽電池モジュールは、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、補強部材としての溶融Zn55%−Al系合金メッキ鋼板(ガルバリウム鋼板)と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子を用いた太陽電池パネル、アルミニウムからなるスライド部材、太陽電池パネルとスライド部材とを接合する接着剤、及び屋根や壁面等の構造物の設置面に固定されるガイド部材から構成されている。
[Example 2]
The solar cell module of Example 2 is coated with a coating material made of ETFE, EVA and PET, and laminated with a molten Zn55% -Al alloy-plated steel plate (galvalume steel plate) as a reinforcing member. It is composed of a solar cell panel using photovoltaic elements, a slide member made of aluminum, an adhesive for joining the solar cell panel and the slide member, and a guide member fixed to the installation surface of a structure such as a roof or a wall surface. ing.
本実施例に用いられる光起電力素子、光起電力素子群の構成、太陽電池パネルの材料、スライド部材の形状、及び施工状況は実施例1と同様である。 The configuration of the photovoltaic element and photovoltaic element group used in this example, the material of the solar cell panel, the shape of the slide member, and the construction status are the same as in Example 1.
図13は実施例2の太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示す斜視図、図14は本実施例の太陽電池モジュールを示す側面図、図15は本実施例の太陽電池モジュールを非受光面側から見た状態を示す斜視図である。これらの図において、51は太陽電池モジュール、52は太陽電池パネル、53はスライド部材、54はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群、56はギャップ部、57はバイパスダイオード素子、58はEVA、59はETFE、60はPET、61は補強部材、62はシリコン接着剤、63はジャンクションボックスである。 13 is a perspective view showing the solar cell module of Example 2 as seen from the light receiving surface side, FIG. 14 is a side view showing the solar cell module of this example, and FIG. It is a perspective view which shows the state seen from the light-receiving surface side. In these drawings, 51 is a solar cell module, 52 is a solar cell panel, 53 is a slide member, 54 is an amorphous microcrystal laminated photovoltaic element group, 56 is a gap portion, 57 is a bypass diode element, and 58 is EVA. , 59 is ETFE, 60 is PET, 61 is a reinforcing member, 62 is a silicone adhesive, and 63 is a junction box.
図示するように、本実施例におけるスライド部材53は、太陽電池パネル52の長辺方向に沿って並列に3本配置されており、太陽電池パネル22の機械的強度を保つことができる。さらに、太陽電池パネル22を構成するアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群54における光起電力素子間のギャップ部56の直下にスライド部材53が配置されているので、ギャップ部56の太陽電池パネル52への応力、歪を小さくすることができる。このギャップ部56の強度は、通常、補強部材61としての溶融Zn55%−Al系合金メッキ鋼板の厚みで維持されるため、本実施例のように構成することで、補強部材61の厚みを実施例1よりも薄くすることが可能である。
As shown in the drawing, three
なお、太陽電池パネル22の裏面において、スライド部材同士の間には、ジャンクションボックス63が正極、負極に別々に設けられている。
Note that a
〔実施例3〕
実施例3の太陽電池モジュールは、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、補強部材としての溶融Zn55%−Al系合金メッキ鋼板(ガルバリウム鋼板)と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子を用いた太陽電池パネル、アルミニウムからなるチャンネル状の長尺スライド部材、太陽電池パネルとスライド部材とを接合する接着剤、及び屋根や壁面等の構造物の設置面に固定されるガイド部材から構成されている。
Example 3
The solar cell module of Example 3 was coated with a coating material made of ETFE, EVA and PET, and laminated with a molten Zn55% -Al alloy-plated steel plate (galvalume steel plate) as a reinforcing member, and laminated with an amorphous microcrystal. Solar cell panel using photovoltaic element, channel-shaped long slide member made of aluminum, adhesive for joining solar cell panel and slide member, and fixing surface of structure such as roof and wall surface It consists of a guide member.
図16は実施例3の太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示す斜視図、図17は本実施例の太陽電池モジュールを非受光面側から見た状態を示す斜視図、図18は本実施例の太陽電池モジュールを示す側面図である。これらの図において、71は太陽電池モジュール、72は太陽電池パネル、73はスライド部材、74はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群、75は補強部材、76はジャンクションボックス、77はバイパスダイオード素子、78はEVA、79はETFE、80はPET、81はシリコン接着剤である。
16 is a perspective view showing the solar cell module of Example 3 as viewed from the light receiving surface side, FIG. 17 is a perspective view of the solar cell module of this example as viewed from the non-light receiving surface side, and FIG. It is a side view which shows the solar cell module of a present Example. In these figures, 71 is a solar cell module, 72 is a solar cell panel, 73 is a slide member, 74 is an amorphous microcrystal laminated photovoltaic element group, 75 is a reinforcing member, 76 is a junction box, and 77 is a bypass diode.
図示するように、本実施例における太陽電池パネル72の裏面に位置する補強部材75としての溶融Zn55%−Al系合金メッキ鋼板には、3本の長尺スライド部材73が並列に接着固定されており、スライド部材同士の間にはジャンクションボックス76が設けられている。本実施例では、スライド部材73は、断面がC形状のチャンネル状を呈している。
As shown in the drawing, three
図19は本実施例の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定する状況を示す説明図、図20は本実施例の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定した状態を示す説明図である。これらの図において、71は太陽電池モジュール、72は太陽電池パネル、73はスライド部材、75は補強部材、82は構造物の設置面、83はガイド部材、84は太陽電池モジュールのスライド方向、85はボルトである。 FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating a situation in which the solar cell module of the present embodiment is fixed to the installation surface of the structure, and FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating a state in which the solar cell module of the present embodiment is fixed to the installation surface of the structure. is there. In these figures, 71 is a solar cell module, 72 is a solar cell panel, 73 is a slide member, 75 is a reinforcing member, 82 is an installation surface of a structure, 83 is a guide member, 84 is a slide direction of the solar cell module, 85 Is a bolt.
図示するように、屋根や壁面等の構造物の設置面82には、断面H形状のガイド部材83が長さ方向及び幅方向に所定の間隔を隔てて、長さ方向に3片、幅方向に3片となるように配置されている。これらガイド部材83に太陽電池パネル72の裏面に設けたチャンネル状のスライド部材73をスライドさせて嵌合させ、太陽電池モジュール71の両端部において、6箇所スライド部材73の幅方向にボルト85を貫通させて螺子止めすることにより、太陽電池モジュールのスライド方向84へ動かないように固定した。
As shown in the figure, on the installation surface 82 of a structure such as a roof or a wall surface, a
本実施例では、ガイド部材83は長尺ではなく複数の短片部材であり、上述したように、長さ方向及び幅方向に所定の間隔を隔てて配置されている。このガイド部材83は長尺部材とすることが好ましいが、ガイド部材83を取り付ける設置面82が十分な機械的強度を有する部材で構成されている場合には、本実施例のように必ずしも長尺である必要はなく、短片状の部材であってもよい。
In the present embodiment, the
本実施例によれば、実施例1及び実施例2と基本的に同様の作用効果を奏するが、特にガイド部材83の材料コストを削減することができる。
According to the present embodiment, the same operational effects as those of the first and second embodiments can be obtained, but in particular, the material cost of the
1 太陽電池モジュール
2 太陽電池パネル
3 スライド部材
4 光起電力素子
5 接着剤
6 構造物の設置面
7 ガイド部材
8 太陽電池モジュールのスライド方向
9 光起電力素子群
10 封止材
11 透光性表面部材
12 絶縁フィルム
13 補強部材
21 太陽電池モジュール
22 太陽電池パネル
23 スライド部材
24 アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群
25 補強部材
26 ジャンクションボックス
27 バイパスダイオード素子
28 EVA
29 ETFE
30 PET
31 シリコン接着剤
32 アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子
33 ダイオード端子
35 光起電力素子正極端子
36 光起電力素子負極端子
37 インターコネクタ
38 光起電力素子の電気接続部
39 構造物の設置面
40 ガイド部材
41 キャップ部材
42 太陽電池モジュールのスライド方向
51 太陽電池モジュール
52 太陽電池パネル
53 スライド部材
54 アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群
56 ギャップ部
57 バイパスダイオード素子
58 EVA
59 ETFE
60 PET
61 補強部材
62 シリコン接着剤
63 ジャンクションボックス
71 太陽電池モジュール
72 太陽電池パネル
73 スライド部材
74 アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群
75 補強部材
76 ジャンクションボックス
77 バイパスダイオード素子
78 EVA
79 ETFE
80 PET
81 シリコン接着剤
82 構造物の設置面
83 ガイド部材
84 太陽電池モジュールのスライド方向
85 ボルト
DESCRIPTION OF
29 ETFE
30 PET
31
59 ETFE
60 PET
61 Reinforcing
79 ETFE
80 PET
81 Silicon Adhesive 82
Claims (11)
上記太陽電池パネルの裏面となる非受光面に、構造物の設置面に固定するための嵌合取り付け部材が備えられており、
該嵌合取り付け部材は、上記太陽電池パネルの非受光面に固定されるスライド部材と、上記構造物の設置面に固定され、上記スライド部材を案内してこれに嵌合するガイド部材とから成っていることを特徴とする太陽電池モジュール。 A solar cell module comprising a solar cell panel in which a photovoltaic element group for performing photoelectric conversion is sealed with a covering material and supported in a frame body,
The non-light-receiving surface to be the back surface of the solar cell panel is provided with a fitting attachment member for fixing to the installation surface of the structure,
The fitting attachment member includes a slide member fixed to the non-light-receiving surface of the solar cell panel, and a guide member fixed to the installation surface of the structure to guide the slide member and fit to the slide member. A solar cell module characterized by comprising:
The solar cell module according to claim 10, wherein the reinforcing member is a metal plate.
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2003
- 2003-12-12 JP JP2003414107A patent/JP2005175236A/en not_active Withdrawn
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