JP2009243062A - 太陽電池モジュールの取り付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールの設置条件に対してより自由度を増したものとすることができる太陽電池モジュールの取り付け装置を得ること。
【解決手段】太陽電池モジュールの取り付け装置は、隣接する太陽電池モジュールの相互に対向する両角部に配置され、隣接する太陽電池モジュールを連結して一体とする一対の連結部材５０、５０と、屋根に等間隔に配置され、一体とされた太陽電池モジュールのフレームを支持固定する複数の据付部材５５とを備えている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、併設された複数の太陽電池モジュールを建造物に取り付ける太陽電池モジュールの取り付け装置に関するものであり、特に、建造物に等間隔に配置される据付部材を含む太陽電池モジュールの取り付け装置に関するものである。

上記太陽電池モジュールの取り付け装置に関しては、従来、太陽電池モジュールのフレームに形成されたフランジ部を爪付き金具とベース金具（据付部材）とによって挟み込み、さらにこのベース金具を屋根に配置された垂木上にねじ止めして、太陽電池モジュールを屋根に据え付ける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３２４２５９号公報

複数の太陽電池モジュールを屋根に並べて据え付ける場合、例えば、太陽電池モジュールの配列の端部などにおいて、通常の太陽電池モジュールより大きさの小さい小型のモジュールを設置したい場合がある。しかしながら、従来技術によれば、上記ベース金具がねじ止めされる垂木は、一般に屋根に等間隔に設けられているため、小型の太陽電池モジュールの長さが垂木の所定ピッチ数に満たない場合、設置することができない。

すなわち、太陽電池モジュールの据付部材を設けることができる位置が、屋根に等間隔に設けられた垂木のように所定の制限（条件）を有するものである場合、太陽電池モジュールの設置位置、設置方向および設置範囲と言った設置自由度は大幅に制限を受けた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池モジュールの据付部材の取付位置の制限による太陽電池モジュールの設置自由度の制限を緩和し、太陽電池モジュールの設置条件に対してより自由度を増したものとすることができる太陽電池モジュールの取り付け装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュールの取り付け装置は、太陽電池パネルとこの太陽電池パネルの外縁部を囲むフレームとを有する太陽電池モジュールを、複数個並べて建造物に取り付ける太陽電池モジュールの取り付け装置において、隣接する太陽電池モジュールの相互に対向する両角部に配置され、隣接する太陽電池モジュールのフレームを連結して一体とする一対の連結部材と、建造物に等間隔に配置され、一体とされた太陽電池モジュールのフレームを支持して太陽電池モジュールを建造物に固定する複数の据付部材とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、連結部材は、隣接する太陽電池モジュールを連結して一体とし、据付部材は、この一体とされた太陽電池モジュールのフレームを支持して太陽電池モジュールを屋根に固定するので、太陽電池モジュールの据付部材の取付位置の制限による太陽電池モジュールの設置自由度の制限を緩和し、太陽電池モジュールの設置条件に対してより自由度を増したものとすることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は本発明にかかる太陽電池モジュールの取り付け装置が適用される太陽電池モジュールの斜視図であり、太陽電池パネルにフレームを取り付ける様子を示している。図２は太陽電池モジュールの正面図である。図１および２において、太陽電池モジュール８０は、複数の太陽電池セル６０を並べて成る太陽電池パネル７０と、太陽電池パネル７０の外縁部を全周にわたって囲むフレーム１０とを有している。フレーム１０は、対向する２本の長辺フレーム１０ａ，１０ａと対向する２本の短辺フレーム１０ｂ，１０ｂとが連結されて構成されている。

太陽電池パネル７０は、受光面側に図示しない透明基板（ガラス）を配置し、この透明基板の裏面側に直列あるいは並列に接続された複数の太陽電池セル６０を並べて配置し、これら複数の太陽電池セル６０をＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）等の樹脂やＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）などの電気的絶縁材料にて封止して作製されている。

フレーム１０は、アルミニウムなどの押出成型にて作製され、断面コの字形を成すコ字状部で太陽電池パネル７０の外縁部を全周にわたって覆っている。フレーム１０は、コ字状部に充填されたブチル系の封止材またはシリコン系の接着剤などを介して太陽電池パネル７０に固定され、太陽電池パネル７０を補強するとともに、太陽電池パネル７０を住宅やビルなどの建造物に設けられた図示しない据付部材に取り付けられるようにする。

図３はこの発明にかかる太陽電池モジュールの取り付け装置の実施の形態を示す斜視図である。図３に示す例は、定形の太陽電池モジュール８０と、定形の１／２の大きさの小型の太陽電池モジュール８０Ａとを設置する場合を示している。なお、太陽電池モジュール８０，８０Ａは、取り付け装置の支持のしかたがよく分かるようにフレーム１０のみで示している。太陽電池モジュール８０，８０Ａは、互いの一方の短辺フレーム１０ｂを隣り合わせて相互に対向させて併設される。そして、太陽電池モジュールの取り付け装置は、隣接する２つの太陽電池モジュール８０，８０Ａを連結して一体とする一対の連結部材５０，５０と、一体とされた太陽電池モジュール８０，８０Ａを屋根に固定する複数の据付部材５５とから構成されている。

連結部材５０は、隣接する太陽電池モジュール８０，８０Ａの相互に対向する短辺フレーム１０ｂ，１０ｂの両端に形成されるフレーム両角部に配置され、隣接する太陽電池モジュール８０，８０Ａのそれぞれ連結方向に延びる長辺フレーム１０ａ，１０ａの相互に突き合う端部を、分割された２つの部材で挟み込んで強固に連結することにより、太陽電池モジュール８０，８０Ａを一体とする。

据付部材５５は、屋根の傾斜方向に直交する方向（つまり、屋根の稜線方向）に所定の間隔で配置され、連結部材５０により一体とされた太陽電池モジュール８０，８０Ａのフレーム１０を支持することにより、太陽電池モジュール８０，８０Ａを屋根に固定する。具体的には、据付部材５５は、屋根に所定のピッチＤで設けられる垂木７５にねじ止めされ、この垂木７５から太陽電池モジュール８０，８０Ａを支持する。垂木７５のピッチＤは、例えば、４５５ｍｍである。なお、本実施の形態の太陽電池モジュールの取り付け装置において、据付部材５５は、図３に示すものに限らず、どのようなタイプのものでもよい。

図４は太陽電池モジュール８０，８０Ａのフレーム１０（長辺フレーム１０ａ）の断面形状を示す断面図である。フレーム１０は、断面コの字形を成し太陽電池パネル２の外縁部を全周にわたって挟み込むコ字状部１１と、コ字状部１１からパネル裏面側に延長するようにして形成された延長部１２と、この延長部１２の下端から内方に延びて形成された内フランジ部１３と、コ字状部１１の背面から外方に延びて形成された外フランジ部１４とから構成されている。外フランジ部１４の先端縁部は、後述する連結部材５０の上部連結金具と係合するために上側に折れ曲がっている。なお、外フランジ部１４は、フレーム１０のうち、連結方向に延びる２本の長辺フレーム１０ａ，１０ａに設けられているが、連結方向に直交する２本の短辺フレーム１０ｂ，１０ｂには設けられていない。太陽電池モジュール８０，８０Ａの相互に隣接して対向する２本の短辺フレーム１０ｂ，１０ｂは、外フランジ部１４の設けられてない背面を相互に当接して密着する。

図５は連結部材５０が隣接する２つの太陽電池モジュールを連結する様子を示す斜視図である。図６は連結部材５０が隣接する２つの太陽電池モジュールを連結する様子を裏面側から見た斜視図である。図７は連結部材５０の断面形状を示す連結部分の断面図である。なお、図５及び図６においては、太陽電池モジュールの支持のしかたがよく分かるようにフレーム１０のみで示している。図５乃至図７において、連結部材５０は、長辺フレーム１０ａの外フランジ部１４と係合する上部連結金具５１と、長辺フレーム１０ａの内フランジ部１３および短辺フレーム１０ｂの内フランジ部１３と係合する下部連結金具５２とから構成されている。

上部連結金具５１は、概略断面Ｌ字型を成し、長辺フレーム１０ａの外面に沿って延びる本体部５１ａと、本体部５１ａの下端から外方に延びて形成されたフランジ部５１ｂとから構成されている。本体部５１ａには、強度を向上させる為に中空部５１ｃが形成され、上部連結金具５１は、この中空部５１ｃを長辺フレーム１０ａの外面に密着させている。また、本体部５１ａの上端縁部は、内側に折り返すように折り曲げられてくわえ込み部５１ｄが形成され、上部連結金具５１は、このくわえ込み部５１ｄを外フランジ部１４の先端縁部に係合させるようにして、外フランジ部１４を外方からくわえ込んでいる。フランジ部５１ｂの主面には、締結穴５１ｅが穿孔されている。

下部連結金具５２は、概略平板状を成し、長辺フレーム１０ａの下面に沿って延びる本体部５２ａと、本体部５２ａの内側縁部が上側に折り返すように折り曲げられて形成されたくわえ込み部５２ｂとを有しており、下部連結金具５２は、このくわえ込み部５２ｂを内フランジ部１３に係合させるようにして、内フランジ部１３を内方からくわえ込んでいる。図６に示されるように、くわえ込み部５２ｂには、上側に折り返すように折り曲げられた部分の中央部上側が一部削除されて挟み込み部５２ｃが形成されている。そして、下部連結金具５２は、この挟み込み部５２ｃで、相互に対向する２本の短辺フレーム１０ｂ，１０ｂ（の内フランジ部１３）を連結方向両側から挟み込んでいる。下部連結金具５２は、この挟み込み部５２ｃにより、一体とされた太陽電池モジュール８０，８０Ａの離間を抑制するとともに、モジュール連結方向への自ら（連結部材５０）の移動を規制している。本体部５２ａの主面には、締結穴５２ｅが穿孔されている。

上部連結金具５１と下部連結金具５２とは、互いに突き合う太陽電池モジュール８０，８０Ａの長辺フレーム１０ａ，１０ａの両端部を上下方向に挟み込み、締結穴５１ｅ，５２ｅを貫通するボルト、及びこのボルトにねじ係合するナットにより締結されて、太陽電池モジュール８０，８０Ａを強固に連結して一体とする。なお、くわえ込み部５１ｄ、くわえ込み部５２ｂおよび挟み込み部５２ｃは、太陽電池モジュール８０と太陽電池モジュール８０Ａとの強固な連結を実現するとともに、自ら（連結部材５０）の回り止めとしても機能する。

以上の構造により、連結部材５０は、定形の太陽電池モジュール８０と小型の太陽電池モジュール８０Ａとを強固に連結して一体とする。これにより、面荷重もしくは局所荷重印加時のフレーム１０の撓みを抑制でき、太陽電池モジュールの高強度化を可能とする。

このような構成の太陽電池モジュールの取り付け装置によれば、連結部材５０は隣接する太陽電池モジュール８０，８０Ａを強固に連結して一体とし、据付部材５５はこの一体とされた太陽電池モジュール８０，８０Ａのフレーム１０を支持して屋根に固定するので、従来設置不可能であった小型の太陽電池モジュール８０Ａの設置が可能となる。

なお、本実施の形態においては、隣接する２本の短辺フレーム１０ｂ，１０ｂを総合に対向させ、端部を突き合わせて連結方向に延びる２本の長辺フレーム１０ａ，１０ａの、突き合う側の両端部を連結部材５０で挟み込んで２つの太陽電池モジュールを連結しているが、これに限らず、長辺フレームの長さが同じ２つの太陽電池モジュールを連結する場合には、相互の長辺フレームを対向させて、端部を突き合わせて連結方向に延びる短辺フレームを連結部材５０で挟み込んで連結してもよい。

図８はこの実施の形態の太陽電池モジュールの取り付け装置の他の適用例を示す正面図である。この例では、定形の太陽電池モジュール８０と、小型台形の太陽電池モジュール８０Ｂとが設置される。連結部材５０は、隣接する太陽電池モジュール８０，８０Ｂを強固に連結して一体とする。連結部材５０は、隣接する太陽電池モジュール８０，８０Ｂの相互に対向する両角部に配置される。据付部材５５は、屋根の傾斜方向に直交する方向に所定のピッチで配置され、一体とされた太陽電池モジュール８０，８０Ｂのフレーム１０を支持する。据付部材５５は、屋根に所定のピッチＤで設けられる垂木７５に配置され、この垂木７５から太陽電池モジュール８０，８０Ｂを支持する。

図９はこの実施の形態の太陽電池モジュールの取り付け装置のさらに他の適用例を示す正面図である。この例では、定形の太陽電池モジュール８０と、小型三角形の太陽電池モジュール８０Ｃとが設置される。連結部材５０は、隣接する太陽電池モジュール８０，８０Ｃを強固に連結して一体とする。連結部材５０は、隣接する太陽電池モジュール８０，８０Ｃの相互に対向する両角部に配置される。据付部材５５は、屋根の傾斜方向に直交する方向に所定のピッチで配置され、一体とされた太陽電池モジュール８０，８０Ｃのフレーム１０を支持する。据付部材５５は、屋根に所定のピッチＤで設けられる垂木７５に配置され、この垂木７５から太陽電池モジュール８０，８０Ｃを支持する。

以上のように、本実施の形態の太陽電池モジュールの取り付け装置によれば、連結部材５０は、隣接する太陽電池モジュールを連結して一体とし、据付部材５５は、この一体とされた太陽電池モジュールのフレーム１０を支持して屋根に固定するので、従来設置不可能であった小型、小型台形、小型三角形の太陽電池モジュールの設置を可能として、太陽電池モジュールの据付部材の取付位置の制限による太陽電池モジュールの設置自由度の制限を緩和し、太陽電池モジュールの設置条件に対してより自由度を増したものとすることができる。

以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールの取り付け装置は、併設された複数の太陽電池モジュールを屋根に取り付ける太陽電池モジュールの取り付け装置に適用されて好適なものであり、特に、屋根に等間隔に配置される据付部材を含む太陽電池モジュールの取り付け装置に適用されて最適なものである。

本発明にかかる太陽電池モジュールの取り付け装置が適用される太陽電池モジュールの太陽電池パネルにフレームを取り付ける様子を示す斜視図である。 太陽電池モジュールの正面図である。 この発明にかかる太陽電池モジュールの取り付け装置の実施の形態を示す斜視図である。 太陽電池モジュールのフレームの断面形状を示す断面図である。 連結部材が隣接する２つの太陽電池モジュールを連結する様子を示す斜視図である。 連結部材が隣接する２つの太陽電池モジュールを連結する様子を裏面側から見た斜視図である。 連結部材の断面形状を示す連結部分の断面図である。 この実施の形態の太陽電池モジュールの取り付け装置の他の適用例を示す正面図である。 この実施の形態の太陽電池モジュールの取り付け装置のさらに他の適用例を示す正面図である。

符号の説明

１０ フレーム
１０ａ 長辺フレーム
１０ｂ 短辺フレーム
１１ フレームのコ字状部（縁保持部）
１２ フレームの延長部
１３ フレームの内フランジ
１４ フレームの外フランジ
５０ 連結部材
５１ 上部連結金具
５１ａ 上部連結金具の本体部
５１ｂ 上部連結金具のフランジ部
５１ｃ 上部連結金具の中空部
５１ｄ 上部連結金具のくわえ込み部
５１ｅ 上部連結金具の締結穴
５２ 下部連結金具
５２ａ 下部連結金具の本体部
５２ｂ 下部連結金具のくわえ込み部
５２ｃ 下部連結金具の挟み込み部
５２ｅ 下部連結金具の締結穴
５５ 据付部材
６０ 太陽電池セル
７０ 太陽電池パネル
８０ 太陽電池モジュール

Claims (5)

1. 太陽電池パネルと該太陽電池パネルの外縁部を囲むフレームとを有する太陽電池モジュールを、複数個並べて建造物に取り付ける太陽電池モジュールの取り付け装置において、 隣接する太陽電池モジュールの相互に対向する両角部に配置され、前記隣接する太陽電池モジュールのフレームを連結して一体とする一対の連結部材と、
   建造物に等間隔に配置され、前記一体とされた太陽電池モジュールのフレームを支持して前記太陽電池モジュールを建造物に固定する複数の据付部材とを
   備えたことを特徴とする太陽電池モジュールの取り付け装置。
2. 連結部材は、隣接する太陽電池モジュールの連結方向に延びるフレームの相互に突き合う端部を２つの部材で挟み込んで連結する
   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の取り付け装置。
3. 前記連結方向に延びるフレームは、
   前記太陽電池パネルの外縁部を保持する縁保持部と、
   前記縁保持部の背面から外側に延びる外フランジと、
   前記縁保持部のパネル裏面側に延びる延長部と、
   前記延長部から内側に延びる内フランジとを有し、
   連結部材は、
   前記外フランジを外方からくわえ込む上部連結金具と、
   前記内フランジを内方からくわえ込む下部連結金具とを含み、
   前記上部連結金具と前記下部連結金具とは、隣接する太陽電池モジュールのフレームを上下方向に挟んで締結される
   ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの取り付け装置。
4. 前記下部連結金具は、隣接する太陽電池モジュールの相互に対向する２本のフレームを連結方向両側から挟み込む挟み込み部を有している
   ことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュールの取り付け装置。
5. 前記据付部材は、屋根の傾斜と直交する方向に所定の幅で等間隔に設けられる垂木に配置される
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの取り付け装置。

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