JP2005183840A - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来の一般的な太陽電池モジュールにおいては、透光性基板にガラスが使用されるので、重量が重くなる。
【解決手段】 太陽電池パネルの受光面側に透光性基板を配設し、前記太陽電池パネルの裏面側に太陽電池素子が配置されない位置に補強用リブを有する枠体を配設して成る太陽電池モジュールであって、前記透光性基板の前記太陽電池素子と対向する面の前記太陽電池素子が配置されない部位に複数の補強用凸部を設け、前記太陽電池パネルの前記補強用凸部と対向する位置に前記補強用凸部を挿入できる大きさを有する貫通穴を前記太陽電池パネルに設けるとともに、前記補強用凸部を前記貫通穴に挿入し、前記補強用リブに当接させたことを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 太陽電池パネルの受光面側に透光性基板を配設し、前記太陽電池パネルの裏面側に太陽電池素子が配置されない位置に補強用リブを有する枠体を配設して成る太陽電池モジュールであって、前記透光性基板の前記太陽電池素子と対向する面の前記太陽電池素子が配置されない部位に複数の補強用凸部を設け、前記太陽電池パネルの前記補強用凸部と対向する位置に前記補強用凸部を挿入できる大きさを有する貫通穴を前記太陽電池パネルに設けるとともに、前記補強用凸部を前記貫通穴に挿入し、前記補強用リブに当接させたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は太陽電池モジュールに関し、特にその軽量化やコストダウンを図った太陽電池モジュールの構造に関する。
太陽電池素子は単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また野外に太陽電池を取り付けた場合に、雨などからこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子1枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して、実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため複数の太陽電池素子を直列または並列に接続して透光性基板と裏面シートの間にエチレンビニルアセテート共重合体(EVA)などを主成分とする封止材で封止して太陽電池モジュールを作製することが通常行われている。
図11は従来の太陽電池モジュールの太陽電池パネルの構造の一例を示したものである。
図11において、1は透光性基板、2は受光面側充填材、3は太陽電池素子、4は裏面側充填材、5は裏面シート、6は接続用配線、7は出力配線を示す。
透光性基板1としては、ガラスなどからなる基板が用いられる。ガラス板ついては、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられるが、一般的には厚さ3mm〜5mm程度の白板強化ガラスが使用される。
受光面側充填材2、裏面側充填材4は、エチレンビニルアセテート共重合体(EVA)やポリビニルブチラール(PVB)などを主成分とする熱可塑性の合成樹脂材が好適に用いられる。
太陽電池素子3は、厚み0.3〜0.4mm程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン基板などからなる。
裏面シート5は水分を透過しないようにアルミなどの金属箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカなどの無機酸化物を蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト(PET)シートなどが用いられる。
接続用配線6、出力配線7は、所定寸法に切断された銅箔の全面をハンダコートしたものが用いられている。
これらの透光性基板1、受光面側充填材2、接続用配線6と出力配線7を接続した太陽電池素子3、裏面側充填材4、裏面シート5を重畳し、ラミネート装置にセットして、いったん減圧してから加熱加圧を行うことで、互いに融着して一体化し、太陽電池パネルが完成する。(特許文献1の従来技術参照)
さらにこの太陽電池パネルにモジュール枠(不図示)をその外周部に取り付けネジ止めすると共にその裏面に端子箱(不図示)を取り付け太陽電池モジュールが完成する。
さらにこの太陽電池パネルにモジュール枠(不図示)をその外周部に取り付けネジ止めすると共にその裏面に端子箱(不図示)を取り付け太陽電池モジュールが完成する。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
特開平10−214987号公報
上述のような構造の太陽電池モジュールにおいては、透光性基板にガラスが使用されるため重量が重くなり、この様な太陽電池モジュールを設置するとき、強固な架台が必要となりコストが上昇し、また設置期間が長期となる。更に重いため、キャンプ等で簡易的に太陽電池モジュールを設置する時などにおいても、その持ち運びに問題があった。
また透光性基板にガラスを使用しているため、太陽電池モジュールのコストの上昇となる。
本発明の目的は、軽量で持ち運び可能で且つ安価な太陽電池モジュールを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュールは、受光面側フィルムと裏面側フィルムとの間に太陽電池素子を配設して一体化した太陽電池パネルの受光面側に透光性基板を配設し、前記太陽電池パネルの裏面側に太陽電池素子が配置されない位置に補強用リブを有する枠体を配設して成る太陽電池モジュールであって、前記透光性基板の前記太陽電池素子と対向する面の前記太陽電池素子が配置されない部位に複数の補強用凸部を設け、前記太陽電池パネルの前記補強用凸部と対向する位置に前記補強用凸部を挿入できる大きさを有する貫通穴を前記太陽電池パネルに設けるとともに、前記補強用凸部を前記貫通穴に挿入し、前記補強用リブに当接させたことを特徴とする。
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記補強用リブは太陽電池パネルの裏面全体を覆うように前記枠体の全体に渡って形成された板状のものであることを特徴とする。
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記補強用リブに前記凸部と対向する部位にこの凸部を受け入れるための凹部を設け、前記凸部をこの凹部に挿入し、この凹部の底面に当接させたことを特徴とする。
また、前記透光性基板が合成樹脂であることが望ましい。
さらに前記合成樹脂がAES、ABS、ポリカーボネイトであることが望ましい。
さらに前記枠体又はこの枠体に設けた補強用リブ上に外部回路接続用端子箱を一体にして設けたことを特徴とする。
本発明の太陽電池モジュールによれば、受光面側フィルムと裏面側フィルムとの間に太陽電池素子を配設して一体化した太陽電池パネルの受光面側に透光性基板を配設し、前記太陽電池パネルの裏面側に太陽電池素子が配置されない位置に補強用リブを有する枠体を配設して成る太陽電池モジュールであって、前記透光性基板の前記太陽電池素子と対向する面の前記太陽電池素子が配置されない部位に複数の補強用凸部を設け、前記太陽電池パネルの前記補強用凸部と対向する位置に前記補強用凸部を挿入できる大きさを有する貫通穴を前記太陽電池パネルに設けるとともに、前記補強用凸部を前記貫通穴に挿入し、前記補強用リブに当接させたことにより、太陽電池モジュール表面にかかる風圧又は、積雪による荷重が封止材の中の太陽電池素子に直接かから無いようになり、太陽電池モジュールの長期間の使用にも太陽電池素子が破損することなく、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することが可能となった。
また、本発明の他の太陽電池モジュールによれば、前記補強用リブを太陽電池パネルの裏面全体を覆うように前記枠体の全体に渡って形成された板状のものにしたことにより、枠体の製造がより容易になるだけでなく、太陽電池モジュールの強度をより高めることができる。
また、本発明の他の太陽電池モジュールによれば、前記補強用リブに前記凸部と対向する部位にこの凸部を受け入れるための凹部を設け、前記凸部をこの凹部に挿入し、この凹部の底面に当接させたことにより、太陽電池モジュールが端面方向の強度をさらに高めることができ、より高い信頼性の太陽電池モジュールを提供することができる。
さらに、太陽電池モジュールの透光性基板を合成樹脂にしたことにより、太陽電池モジュールの軽量化が図れ、太陽電池モジュールの持ち運びの利便性が向上する他、太陽電池モジュールを設置する架台の強度が軽減でき、架台のコストダウンや工期の短縮が可能となる。
さらに透光性基板としての合成樹脂をAES、ABS、ポリカーボネイトとしたことにより、透光性基板の光透過率を良好なものにすることができ、透光性基板による光の吸収が少なくなり、太陽電池素子に届く光の量が増加して、太陽電池素子の発電量が増加し太陽電池モジュールの発電効率の向上が可能となる。
前記枠体又はこの枠体に設けた補強用リブ上に外部回路接続用端子箱を一体にして設けたことにより、端子箱を接着材等を用いて太陽電池パネル部に取り付けることが不要となり、組み立て作業の短縮やコストダウンが可能となる。
以下、本発明の実施形態を添付図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明にかかる太陽電池モジュールの構造を示す。
図1において、11は透光性基板、12は透光性基板の太陽電池素子と対向する面の前記太陽電池素子が配置されない部位に設けられた複数の凸部、13は受光面側フィルムと裏面側フィルムとの間に太陽電池素子を配設して一体化した太陽電池パネル、14は太陽電池パネル13に設けられた太陽電池パネル13の補強用凸部12と対向する位置にこの補強用凸部12を挿入できる大きさを有する貫通穴、15は枠体、16は補強用リブを示す。
透光性基板11は、光透過率の高い平板状のものに複数の凸部12が設けられているものである。これらの凸部12は、略円柱又は略角柱状など、略柱状のもので、その大きさは太陽電池モジュールに必要な強度により決定すればよいが、一例としては直径2〜5mm程度の円柱状又は一辺を2〜6mm程度の正三角形柱や正四角柱である。またこれらの凸部12は、太陽電池素子の寸法と間隔に合わせて配置される。例えば150mm角の太陽電池素子を使用した場合において、凸部12の間の間隔は125mm〜160mm、高さは5〜10mmである。
また透光性基板11としては、ガラスに凸部を接着材で付けたものや合成樹脂を射出成形で平板と凸部を一体で作成したものなどがある。そのコストや出来上がった太陽電池モジュールの軽量化などのため、透光性基板1は合成樹脂であることが望ましい。
さらに使用する合成樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルエチレンスチレン(AES)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボネイト(PS)などがあるが、光透過率や耐候性、耐衝撃性、耐水性などの点で、アクリロニトリルエチレンスチレン(AES)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボネイト(PS)が最適である。これらの材質で透光性基板11を作製した場合、その厚さは強度、光透過率を考慮し1mm〜8mm程度が最適である。
図3(a)は、本発明に係る太陽電池素子をフィルムなどの封止材で封止した太陽電池パネルの構造の例を示したもの、図3(b)は、本発明に係る太陽電池パネルの構造の別の例を示したものである。
図3(a)において、25は受光面側フィルム、26は受光面側充填材、27は太陽電池素子、28は裏面側充填材、29は裏面側フィルム、30は接続用配線、31は出力配線を示す。
受光面側フィルム25は、透光性が高いテドラフィルムやポリエチレンテレフタレート(PET)などが用いられ、その厚みは0.1〜1.0mm程度である。
受光面側充填材26は、透光性、耐熱性、電気絶縁性を有する素材が好適に用いられ、たとえば酢酸ビニル含有量が20〜30%であるエチレンビニルアセテート共重合体(EVA)やポリビニルブチラール(PVB)などを主成分とする熱可塑性の合成樹脂材が好適に用いられる。またこれには、厚さ0.4〜1mm程度のシート状形態のものが用いられる。上記のEVAなどは、酸化チタンや顔料等を含有させ白色等に着色させることがあるが、本発明に係る受光面側充填材26においては、着色させると太陽電池素子27に入射する光量が減少し発電効率が低下するため透明とする。
太陽電池素子27は、厚み0.3〜0.4mm程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン基板などからなる。太陽電池素子27の内部にはPN接合が形成され、その受光面と裏面には電極が設けられ、さらに受光面には反射防止膜を設けて構成される。かかる太陽電池素子27の大きさは、多結晶シリコン太陽電池でおよそ100〜150mm角程度のものが多い。
接続用配線30は太陽電池素子27同士を電気的に接続するもので、通常、厚さ0.1mm程度、幅2mm程度の銅箔の全面をハンダコートしたものを、所定の長さに切断し、太陽電池素子27の電極上にハンダ付けして用いる。接続用配線30は、例えば直列接続する場合には、隣接する太陽電池素子27同士の受光面側の電極と裏面側の電極を交互に接続する。
出力配線31は太陽電池素子27により発電された電気出力を端子箱(不図示)に伝えるものであり、通常、厚さ0.1mm程度、幅2mm程度の銅箔の全面をハンダコートしたものを、所定の長さに切断し、その一端は太陽電池素子27にハンダ付けされ、他端は端子箱内のターミナルにハンダ付けされている。
裏面側充填材28は、耐熱性、電気絶縁性を有する素材が好適に用いられ、たとえば酢酸ビニル含有量が20〜30%であるエチレンビニルアセテート共重合体(EVA)やポリビニルブチラール(PVB)などを主成分とする合成樹脂材により構成され、厚さ0.4〜1mm程度のシート状形態のものが用いられる。また、裏面側充填材28に用いるEVA等は透明材でも良いが、その他太陽電池モジュールの周囲の設置環境に合わせて酸化チタンや顔料等を含有させ、これにより、白色等に着色させてもよい。
裏面側フィルム29は水分を透過しないようにアルミなどの金属箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカなどの無機酸化物を蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト(PET)シートなどが用いられる。
またこの裏面側充填材28、裏面側フィルム29の所定の位置にはスリットが設けられ、このスリットから出力配線31がラミネート前に予めピンセットなどを用いて裏面側フィルム29の表面に引き出されている。
この太陽電池パネルの作製方法は、これらの受光面側フィルム25、受光面側充填材26、接続用配線30や出力配線31を接続した太陽電池素子27、裏面側充填材28、裏面側フィルム29を重畳し、ラミネーターと呼ばれる装置にセットし、50〜150Pa程度の減圧下で100から200℃程度の温度で15〜60分間程度に加熱しながら加圧することにより一体化し太陽電池素子27を封入して、太陽電池パネルを作製する。
図3(b)において、35は受光面側フィルム、37は裏面側フィルム、27、30、31は図3(a)と同じく27は太陽電池素子、30は接続用配線、31は出力配線を示す。
受光面側フィルム35は受光面側フィルム透過度の高い透光性が高いテドラフィルムやポリエチレンテレフタレート(PET)などが用いられ、その厚みは0.1〜1.0mm程度である。
裏面側フィルム37は水分を透過しないようにアルミなどの金属箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカなどの無機酸化物を蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト(PET)シートなどが用いられる。裏面側フィルム37の所定の位置にはスリットが設けられ、このスリットから出力配線31がピンセットなどを用いて裏面側フィルム37の表面に引き出される。さらに受光面側フィルム35及び(又は)裏面側フィルム37の片面側には、接着材が全面に塗布されている。
この太陽電池パネルの作製方法は次の通りである。
まず受光面側フィルム35上の所定の位置に、接続用配線30や出力配線31を接続した太陽電池素子27を配置する。その後内側に接着材を塗布した裏面側フィルム37をその上から被せ、軽く押圧することにより、接着材による封止を行う。
このような太陽電池パネルの構造にすることにより、構造が簡単になり、また太陽電池素子の封止は接着材の為、その廃棄時に分離が容易となる。
図4は本発明に係る太陽電池パネルの外観を示したものである。
図4において、符号は図1、図3と共通で13は太陽電池パネル、14は太陽電池パネルに設けられた太陽電池パネルの補強用凸部12と対向する位置にこの補強用凸部12を挿入できる大きさを有する貫通穴、27は太陽電池素子、30は接続配線、31は出力配線を示す。
本発明に係る太陽電池パネル13は、上述のように複数の太陽電池素子27を接続配線30で接続したものをフィルム状の封止材で封入したものに、さらにこれの上述の透光性基板11の凸部12に対応する箇所に貫通穴14を設けたものである。
さらに透光性基板11の凸部12の形状は円柱状の場合に、貫通穴14の直径は、透光性基板11と太陽電池パネル13との位置合わせ精度や加工精度を考慮して、透光性基板11の凸部12の直径より0.5〜3mm程度大きくしておくのが望ましい。
透光性基板11の凸部12の形状は円柱状以外の形状の場合に、貫通穴14の寸法は、透光性基板11と太陽電池パネル13との位置合わせ精度や加工精度を考慮して、透光性基板11の凸部12の寸法より0.5〜3mm程度大きくしておくのが望ましい。
この貫通穴14は、打ち抜き型を作製して、打ち抜きで作製するのが工数が係らず、好適である。
次に本発明に係る枠体15は、ABSやAESや発泡ノリル等で作製され、特にその強度や耐候性などが優れているため、AESが最適である。また枠体15は、削り出しや射出成形などで作製されが、コスト面から射出成形で作製するのが好適である。
本発明に係る枠体15の短辺方向または長辺方向には、枠体15の強度を補強するため、補強用リブ16が設けられている。
図5はこの補強用リブ16の一例の断面を示す図、図6は本発明に係る太陽電池モジュールの一例における上記補強用リブ部分の構造を示す断面図である。
図6において、符号は上述の図と同様に11は透光性基板、12は透光性基板の太陽電池素子と対向する面の太陽電池素子が配置されない部位に設けられた複数の凸部、13は太陽電池パネル、14は太陽電池パネルに設けられた太陽電池パネルの補強用凸部12と対向する位置にこの補強用凸部12を挿入できる大きさを有する貫通穴、15は枠体、16は枠体に設けられた補強用リブを示す。
本発明に係る太陽電池モジュールは、透光性基板11の太陽電池素子と対向する面の太陽電池素子が配置されない部位に設けられた複数の凸部12に、太陽電池パネル13内部の太陽電池素子の受光面側が透光性基板側にくる方向で、太陽電池パネル13に設けられた貫通穴14を合わせるように嵌め合わせる。さらに枠体15を、透光性基板11に設けられた凸部12が枠体15の補強用リブ16に当接する様にする。
この時透光性基板11に設けられた凸部12の先端部及び(又は)枠体15の補強用リブ16内部にエポキシ系等の接着材を塗布しておくと、両者が野外での長年の太陽電池モジュールの使用でもはずれることが無く望ましい。
このような構造の透光性基板11と太陽電池パネル13と枠体15を組み上げた本発明に係る太陽電池モジュールでは、太陽電池素子の封入された太陽電池パネル13が透光性基板11と枠体15に挟まれた状態となり、さらに透光性基板11と枠体15の間には、透光性基板11に設けられている凸部12がある。
このため、本発明に係る太陽電池モジュールの受光面に加わる風圧や積雪による圧力は、透光性基板11から裏面の枠体15に伝わることとなり、両者の間にある太陽電池パネル13にそれらの圧力が加わることはなく、風圧や積雪による圧力により太陽電池パネル13に封入されている太陽電池素子が破損することがない。
また軽量、安価な合成樹脂製の透光性基板を使用することができ、太陽電池モジュールの持ち運びの利便性が高まると共に太陽電池モジュールのコストダウンも可能となる。
また上述の図3(b)に示したように、太陽電池パネルの作製においてラミネーターのような大型の装置を必要とせず、従来の太陽電池モジュール製造工程より工程の簡略化が図れ、これにおいてもコストダウンが可能となる。
さらにその廃棄時のリサイクルの分別においては、合成樹脂の使用が主体で或る為、分別が容易となる。
図7は、本発明に係る補強用リブの他の例の断面を示す図である。
図7において38は補強用リブ16の内部に設けられた凹部を示す。
この補強用リブ16の内部に設けられた凹部38は、太陽電池パネル13の貫通穴14を貫通した透光性基板11の凸部12の先端部が挿嵌できるように設けられている。
図8は、本発明に係る太陽電池モジュールの他の例における補強用リブ部分の構造を示す断面図である。
図8において、符号は上述の図と同様に11は透光性基板、12は透光性基板の太陽電池素子と対向する面の太陽電池素子が配置されない部位に設けられた複数の凸部、13は太陽電池パネル、14は太陽電池パネルに設けられた太陽電池パネルの補強用凸部12と対向する位置にこの補強用凸部12を挿入できる大きさを有する貫通穴、15は枠体、16は枠体に設けられた補強用リブを示す。
本発明に係る太陽電池モジュールは、透光性基板11に設けられた複数の凸部12に、太陽電池パネル13内部の太陽電池素子の受光面側が透光性基板側にくる方向で、太陽電池パネル13に設けられた貫通穴14を合わせるように嵌め合わせる。さらに枠体15を、透光性基板11に設けられた凸部12が枠体15の補強用リブ16内部の複数の凹部38に合う様に挿嵌する。
この時透光性基板11に設けられた凸部12の先端部及び(又は)枠体15の補強用リブ16内部の凹部38にエポキシ系等の接着材を塗布しておくと、両者が野外での長年の太陽電池モジュールの使用でもはずれることが無く望ましい。
補強用リブ16に透光性基板11に設けられた複数の凸部12を受け入れるための複数の凹部38を設け、凸部12をこれらの凹部38に挿入し、これらの凹部38の底面に当接させたことにより、太陽電池モジュールが端面方向の強度をさらに高めることができ、より高い信頼性の太陽電池モジュールを提供することができる。
このような構造の透光性基板11と太陽電池パネル13と枠体15を組み上げた本発明に係る太陽電池モジュールでは、太陽電池素子の封入された太陽電池パネル13が透光性基板11と枠体15に挟まれた状態となり、さらに透光性基板11と枠体15の間には、透光性基板11に設けられている凸部12がある。
このため、本発明に係る太陽電池モジュールの受光面に加わる風圧や積雪による圧力は、透光性基板11から裏面の枠体15に伝わることとなり、両者の間にある太陽電池パネル13にそれらの圧力が加わることはなく、風圧や積雪による圧力により太陽電池パネル13に封入されている太陽電池素子が破損することがない。
また軽量、安価な合成樹脂製の透光性基板を使用することができ、太陽電池モジュールの持ち運びの利便性が高まると共に太陽電池モジュールのコストダウンも可能となる。
また上述の図3(b)に示したように、太陽電池パネルにあえてラミネーターのような大型の装置を必要とせず、従来の太陽電池モジュール製造工程より工程の簡略化が図れ、これにおいてもコストダウンが可能となる。
さらにその廃棄時のリサイクルの分別においては、合成樹脂の使用が主体で或る為、分別が容易となる。
図2は本発明にかかる太陽電池モジュールの他の構造を示すものである。
図2において、11は透光性基板、12は透光性基板11の太陽電池素子と対向する面の前記太陽電池素子が配置されない部位に複数の補強用凸部を設けた複数の凸部、13は太陽電池パネル、14は太陽電池パネルに設けられた太陽電池パネルの補強用凸部12と対向する位置にこの補強用凸部12を挿入できる大きさを有する貫通穴、15は太陽電池パネルの裏面全体を覆うように板状に形成された補強用リブを有する枠体を示す。この板状に形成された補強用リブの部分の厚みは、太陽電池モジュールの大きさや設置環境の積雪量などを考慮して決定すればよいが、一例として3〜12mm程度である。
透光性基板11は、光透過率の高い平板状のものに複数の凸部12が設けられているものである。これらの凸部12は、略円柱又は略角柱状など、略柱状のもので、その大きさは太陽電池モジュールに必要な強度により決定すればよいが、一例としては直径2〜5mm程度の円柱状又は一辺を2〜6mm程度の正三角形柱や正四角柱である。またこれらの凸部12は、太陽電池素子の寸法と間隔に合わせて配置される。例えば150mm角の太陽電池素子を使用した場合において、凸部12の間の間隔は125mm〜160mm、高さは5〜10mmである。
また透光性基板11としては、ガラスに凸部を接着材で付けたものや合成樹脂を射出成形で平板と凸部を一体で作成したものなどがある。そのコストや出来上がった太陽電池モジュールの軽量化などのため、透光性基板1は合成樹脂であることが望ましい。
さらに使用する合成樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルエチレンスチレン(AES)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボネイト(PS)などがあるが、光透過率や耐候性、耐衝撃性、耐水性などの点で、アクリロニトリルエチレンスチレン(AES)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボネイト(PS)が最適である。これらの材質で透光性基板11を作製した場合、その厚さは強度、透過率を考慮し1mm〜8mm程度が最適である。
補強用リブを太陽電池パネルの裏面全体を覆うように前記枠体の全体に渡って形成された板状のものにしたことにより、枠体15の製造がより容易になるだけでなく、太陽電池モジュールの強度をより高めることができる。
図9は本発明に係る枠体の別の実施例を示したものである。
図9において40は枠体、41は補強用リブ、42は端子箱を示す。
端子箱42は、太陽電池素子からの電気出力を集積し、これを外部回路に接続するためのものである。
本発明に係る枠体40は補強用リブ41の一部に端子箱42を一体化して作製したものである。すなわち本発明に係る枠体40は、上述のようにABSやAESや発泡ノリル等で射出成形などで作製されているが、この時枠体40か補強用リブ41の一部に端子箱用の箱体を同時に射出成形などで作製する。本発明に係る端子箱42の大きさは、その太陽電池モジュールの大きさにより最適に決定すればよいが一例として、一辺が5〜15cm程度、厚みが1〜5cm程度のものである。
また、本発明に係る端子箱42は、枠体40の取り付け後のハンダ付け作業などを行いやすくするためやメンテナンスのため、上部などに開口部が設けられている。さらにこの開口部を覆うための別体の蓋部を用意し、この蓋部は端子箱内の配線などが終了後、端子箱42に嵌め込みやネジ止めにより固定される。
図10は本発明に係る端子箱の内部を示したものである。
図10において、41は補強用リブ(又は枠体)、42は端子箱、43はターミナル、44は出力配線、45は太陽電池パネルの裏面側フィルムに設けられたスリット、46は固定ネジ、47はバイパスダイオード、48は圧着端子、49はリード線を示す。
ターミナル43は、銅板などで作成され、その表面全面にハンダコートが施されている。またターミナル43の概略の寸法は、幅4〜12mm程度、長さ30〜70mm程度、厚み0.5〜4mm程度である。ターミナル43は、固定ネジ46により端子箱に固定されている。
リード線49は太陽電池からの出力を外部回路に接続するためのものであり、一端は端子箱42に設けられた開口部を通して端子箱内部に挿入され、圧着端子48が付けられて、ターミナル43に固定されており、また他端には外部回路接続用のコネクター(不図示)等が付けられている。
バイパスダイオード47は、太陽電池モジュール内の太陽電池素子の一部が影になったときに、その太陽電池素子に逆バイアス電圧がかかり、太陽電池素子の温度が上がり破壊されるのを防ぐために設けられるものである。このバイパスダイオード47は、ネジ止めやハンダ付けなどで各ターミナル43に接続される。
このように各部材を端子箱内に取り付けた後、蓋を閉じ、太陽電池モジュールが完成する。
上述の様に枠体40の補強用リブ41に端子箱42を一体にて作製したことにより、端子箱42を接着材などを用いて太陽電池パネル裏面に取り付ける必要が無くなり、太陽電池モジュールの製造に係る工数の減少が図れ、そのコストダウンが可能となった。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。また、太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、薄膜系太陽電池などでも適用可能である。
(b)本発明に係る太陽電池パネルの構造の別の例を示したものである。
本発明に係る太陽電池パネルの外観を示したものである。
本発明に係る補強用リブの一例の断面を示す図である。
本発明に係る太陽電池モジュールの一例における補強用リブ部分の構造を示す断面図である。
本発明に係る補強用リブの他の例の断面を示す図である。
本発明に係る太陽電池モジュールの他の例における補強用リブ部分の構造を示す断面図である。
本発明に係る枠体の実施例を示したものである。
本発明に係る端子箱の内部を示したものである。
従来の太陽電池パネルの構造の一例を示したものである。
1、11:透光性基板
2、26:受光面側充填材
3:太陽電池素子
4、28:裏面側充填材
5:裏面シート
6、30:接続用配線
7、31、44:出力配線
12:透光性基板の太陽電池素子と対向する面に設けられた複数の凸部
13:太陽電池パネル
14:太陽電池パネルに設けられた貫通穴
15、40:枠体
16、41:補強用リブ
25:受光面側フィルム
27:太陽電池素子
29:裏面側フィルム
35:受光面側フィルム
37:裏面側フィルム
38:補強用リブの内部に設けられた凹部
42:端子箱
43:ターミナル
45:裏面側フィルムに設けられたスリット
46:固定ネジ
47:バイパスダイオード
48:圧着端子
49:リード線
2、26:受光面側充填材
3:太陽電池素子
4、28:裏面側充填材
5:裏面シート
6、30:接続用配線
7、31、44:出力配線
12:透光性基板の太陽電池素子と対向する面に設けられた複数の凸部
13:太陽電池パネル
14:太陽電池パネルに設けられた貫通穴
15、40:枠体
16、41:補強用リブ
25:受光面側フィルム
27:太陽電池素子
29:裏面側フィルム
35:受光面側フィルム
37:裏面側フィルム
38:補強用リブの内部に設けられた凹部
42:端子箱
43:ターミナル
45:裏面側フィルムに設けられたスリット
46:固定ネジ
47:バイパスダイオード
48:圧着端子
49:リード線
Claims (6)
- 受光面側フィルムと裏面側フィルムとの間に太陽電池素子を配設して一体化した太陽電池パネルの受光面側に透光性基板を配設し、前記太陽電池パネルの裏面側に太陽電池素子が配置されない位置に補強用リブを有する枠体を配設して成る太陽電池モジュールであって、前記透光性基板の前記太陽電池素子と対向する面の前記太陽電池素子が配置されない部位に複数の補強用凸部を設け、前記太陽電池パネルの前記補強用凸部と対向する位置に前記補強用凸部を挿入できる大きさを有する貫通穴を前記太陽電池パネルに設けるとともに、前記補強用凸部を前記貫通穴に挿入し、前記補強用リブに当接させたことを特徴とする太陽電池モジュール。
- 前記補強用リブは太陽電池パネルの裏面全体を覆うように前記枠体の全体に渡って形成された板状のものであることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池モジュール。
- 前記補強用リブに前記凸部と対向する部位にこの凸部を受け入れるための凹部を設け、前記凸部をこの凹部に挿入し、この凹部の底面に当接させたことを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池モジュール。
- 前記透光性基板が合成樹脂であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
- 前記合成樹脂がアクリロニトリルエチレンスチレン(AES)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボネイト(PS)のいずれかであることを特徴とする請求項4に記載の太陽電池モジュール。
- 前記枠体又はこの枠体に設けた補強用リブ上に外部回路接続用端子箱を一体にして設けたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003425769A JP2005183840A (ja) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | 太陽電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003425769A JP2005183840A (ja) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | 太陽電池モジュール |
Publications (1)
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JP2003425769A Withdrawn JP2005183840A (ja) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | 太陽電池モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005183840A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101866972A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-10-20 | 扬州旭博光伏科技有限公司 | 太阳能电池与散热器一体化组件 |
CN102437216A (zh) * | 2011-09-19 | 2012-05-02 | 友达光电股份有限公司 | 太阳能模块 |
RU2575182C1 (ru) * | 2014-07-07 | 2016-02-20 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Панель солнечной батареи |
-
2003
- 2003-12-22 JP JP2003425769A patent/JP2005183840A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101866972A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-10-20 | 扬州旭博光伏科技有限公司 | 太阳能电池与散热器一体化组件 |
CN102437216A (zh) * | 2011-09-19 | 2012-05-02 | 友达光电股份有限公司 | 太阳能模块 |
CN102437216B (zh) * | 2011-09-19 | 2015-06-17 | 友达光电股份有限公司 | 太阳能模块 |
RU2575182C1 (ru) * | 2014-07-07 | 2016-02-20 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Панель солнечной батареи |
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