JP2010109090A - Solar battery module support body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュールの輸送等に用いる太陽電池モジュール支持体に関する。 The present invention relates to a solar cell module support used for transportation of solar cell modules.
近年の環境保護の気運の高まりに伴い、環境負荷の少ない高効率の太陽光発電システムの導入量の拡大が求められている。 With the recent increase in environmental protection, there is a need to expand the amount of highly efficient photovoltaic power generation systems with low environmental impact.
さらに環境負荷を軽減するために、このような状況下では、主な構成部品である太陽電池モジュールの高効率化や使用材料を低減する技術とともに、太陽電池モジュールを輸送
する際に生じる劣化を低減する技術が必要とされている。
In order to further reduce the environmental impact, under these circumstances, the solar cell module, which is the main component, is highly efficient and the technology used to reduce the materials used, as well as the degradation that occurs when the solar cell module is transported Technology to do is needed.
従来の輸送方法の1つとしては、太陽電池モジュールを梱包で覆いパレットの上に複数積み重ねるものであった。ところが、最下層の太陽電池モジュールは、輸送振動による動的荷重が加わりやすく、特に太陽電池モジュールの受光面に上記動的荷重が加わると、発電効率の劣化に影響を与えやすかった。具体的には、輸送振動によって上記受光面がパレットと衝突することにより、太陽電池素子に悪影響を与えやすかった。また、他の搬送方法としては、積重した個々の太陽電池モジュールの角部を成形品部材で支持する輸送方法が提案されている(例えば特許文献1)。
しかしながら、特許文献1に開示された輸送方法では、個々の太陽電池モジュールの角部を成形品部材で支持しているため、流通経路の末端まで成形品部材を回収する仕組みを整備しなければ、複数回使用可能な樹脂成形品を破棄せざるを得ず、環境負荷が大きくなる場合があった。また、特許文献1に開示された輸送方法では、個々の太陽電池モジュールに成形品部材を取り付ける必要があるため、作業が煩雑になっていた。
However, in the transportation method disclosed in
そこで本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、その目的は簡便な構成を有する太陽電池モジュール支持体を用いることで、輸送時、荷役時、または保管時等に生じる太陽電池モジュールの劣化を低減することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and the purpose thereof is to use a solar cell module support having a simple configuration, so that the solar cell generated during transportation, loading / unloading, storage, etc. It is to reduce the deterioration of the module.
本発明は、太陽電池素子を覆う受光面を有する透光部材と該受光面の外周部に配された枠体とを有する太陽電池モジュールを支持する太陽電池モジュール支持体であって、前記太陽電池モジュールの受光面と対向する主面を有する基体部と、少なくとも一部が前記太陽電池モジュールと前記基体部との間に配置された支持部と、を備え、前記支持部は、前記太陽電池モジュールの受光面と前記基体部の主面との間に空隙部を介して前記太陽電池モジュールの枠体を支持するものである。 The present invention is a solar cell module support body that supports a solar cell module having a light-transmitting member having a light-receiving surface that covers a solar cell element and a frame disposed on an outer peripheral portion of the light-receiving surface, and the solar cell A base portion having a main surface facing the light receiving surface of the module; and a support portion at least partially disposed between the solar cell module and the base portion, wherein the support portion is the solar cell module. The frame of the solar cell module is supported via a gap between the light receiving surface and the main surface of the base portion.
本発明の太陽電池モジュール支持体によれば、環境負荷の少ない簡便な構造の太陽電池モジュール支持体を用いることで、輸送時の振動や衝撃が太陽電池モジュールの受光面に直に伝達しにくくし、太陽電池素子に対する振動や衝撃の影響を緩和することができる。その結果、本発明では、上記振動や衝撃による太陽電池モジュールの劣化に伴う発電効率の低下を低減し、太陽電池モジュールの発電効率を高く維持することができる。 According to the solar cell module support of the present invention, by using a solar cell module support with a simple structure with less environmental load, vibration and impact during transportation are hardly transmitted directly to the light receiving surface of the solar cell module. The influence of vibration and impact on the solar cell element can be reduced. As a result, in the present invention, it is possible to reduce a decrease in power generation efficiency due to the deterioration of the solar cell module due to the vibration or impact, and to maintain the power generation efficiency of the solar cell module high.
本発明の太陽電池モジュール支持体に係る実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、まず、本発明の太陽電池モジュール支持体で支持される太陽電池モジュールの一例について説明する。 An embodiment according to the solar cell module support of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, below, an example of the solar cell module supported with the solar cell module support body of this invention is demonstrated first.
(太陽電池モジュール)
太陽電池モジュール1としては、例えば、スーパーストレート構造、ガラスパッケージ構造又はサブストレート構造などの種々ものが利用可能であるが、以下においては、特に生産量の多い単結晶シリコン太陽電池、および多結晶シリコン太陽電池に適用可能で使用材料の少ないスーパーストレート構造を例にとって説明する。
(Solar cell module)
As the
図1は、スーパーストレート構造の太陽電池モジュールの一例を示すものであり、図1(a)は、太陽電池モジュールの一例を非受光面側から見た平面図である。図1(b)は、図1(a)の太陽電池モジュールに示すA−A’線における概略断面図を、非受光面側を上にして示したものである。 FIG. 1 shows an example of a solar cell module having a superstrate structure, and FIG. 1A is a plan view of an example of a solar cell module as seen from the non-light-receiving surface side. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line A-A ′ shown in the solar cell module of FIG.
太陽電池モジュール1は、光電変換を行う複数枚の太陽電池素子3を電気的に接続した集合体である。太陽電池素子3は、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、薄膜太陽電池、CIGS太陽電池、CdTe太陽電池など様々である。これらの中でも、単結晶シリコン太陽電池および多結晶シリコン太陽電池は、15cm角程度の太陽電池素子3をインナーリード4と呼ばれる配線材を用いて電気的に接続して太陽電池モジュール1とすることが一般的である。
The
太陽電池モジュール1は、受光面2aを有するとともにモジュール基板を兼ねる透光性基板2(透光部材)と、透明な熱硬化性樹脂よりなる充填材5、充填材5に周囲を保護されるとともに、インナーリード4でもって半田等で電気的に互いに接続された太陽電池素子3、太陽電池素子3の裏面を保護する裏面シート6、太陽電池モジュール1を保持するとともに、透光性基板2の外周部に配された枠体7、太陽電池モジュール1の非受光面側に設けられ発電を外部に出力する端子ボックス8などから構成されている。なお、太陽電池モジュール1では、図1(b)に示すように透光性基板2に最初に太陽光が入射される面を受光面2aとし、裏面シートの充填材5と接触していない側の面を非受光面とする。また、透光性基板2は、太陽電池素子3を覆うように配されており、言い換えれば、受光面2aで太陽電池素子3を覆っている。なお、本実施形態では、透光性基板2を有する太陽電池モジュール1を例に挙げているが、本発明の太陽電池モジュール支持体は、このような透光性基板2を有していない太陽電池モジュールであっても適用可能である。例えば、ガラス等で構成された透光性基板ではなく、透光性を有する樹脂等の透光部材を備えた太陽電池モジュールの支持体としても利用できる。
The
(太陽電池モジュール支持体)
本発明の第一の実施形態に係る太陽電池モジュール支持体9は、基体部10と、基体部10の主面である載置面10a上に設けられた支持部11を有している。以下で本発明の太陽電池モジュール支持体9の実施形態について、図2および図3を用いて説明する。
(Solar cell module support)
The solar cell module support 9 according to the first embodiment of the present invention has a
図2(a)は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュール支持体9に太陽電池モジュール1を積重する様子を示す分解斜視図、図2(b)は太陽電池モジュール1を積重した後の様子を示す斜視図である。また、図3は、太陽電池モジュール支持体およびその上に積重した太陽電池モジュールを示す断面図である。
FIG. 2A is an exploded perspective view showing a state in which the
基体部10は、図2(a)に示すように、太陽電池モジュール1を荷役、輸送、保管するために、太陽電池モジュール1を積重して載置する載置面10aと、フォークリフトのフォークなどの差込口10bと、を有する、繰り返し利用可能な荷役台である。基体部10は、その材質に例えば、樹脂や木材、金属などを用いることができる。なお、図2(a)は、基体部10の一例として平パレットを用いたものを示しているが、本発明では平パレット以外にボックスパレットやポストパレットへ適用可能である。
As shown in FIG. 2 (a), the
支持部11は、太陽電池モジュール1の四辺の枠体7を支持可能な位置に配置される。そして、本実施の形態に係る太陽電池モジュール支持体9は、図3に示すように、支持部11が、基体部10の主面となる載置面10a上で枠体7を支持可能に配置されるとともに、載置面10aと太陽電池モジュール1の受光面の間に空隙部12が形成されている。
The
空隙部12は、太陽電池素子3の直下の位置に形成されることが好ましい。太陽電池モジュール1において、振動や衝撃、集中荷重による負荷の影響を受けやすい部位は、太陽電池素子3や太陽電池素子3と配線材の接続部の半田である。そのため、太陽電池素子3の直下に空隙部12を設けた形態では、振動が太陽電池素子3の直下の透光性基板2に伝わりにくくなり、それらの負荷を低減することができる。
The
支持部11の形状は、上述したように、太陽電池モジュール1の受光面2aと載置面10a(基体部10の主面)との間に少なくとも一部が配されており、枠体7を支持できるものであれば、特に限定されない。とりわけ、支持部11は、例えば、図2(a)に示すように太陽電池モジュール1の枠体7に沿って支持可能な線形部を有しているほうが好ましい。このような支持部11は、枠体7を該枠体7が延びている方向に沿って線状に支持することができるため、枠体7に加わる荷重を分散し、枠体7の断面が塑性変形するなどの破損を低減することができる。さらに、支持部11は、太陽電池モジュール1の枠体7を全周に亘って支持してもよい。このような形態によれば、例えば、相対する2辺のみを支持する形態と比較して、枠体7に加わる曲げ荷重をより分散することができるため、枠体7の変形をより効率良く低減することができる。
As described above, the shape of the
支持部11の材質は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS樹脂、スチロール樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、塩化ビニル樹脂などの樹脂や松、ぶな、かば、なら、ラワン、アピトンなどの木材、段ボールなどの紙、耐食性アルミニウム合金などの軽金属を用いることができる。特に、支持部11の材質に発泡樹脂やウレタンなどの緩衝材を用いれば、輸送振動をより吸収することができる。また支持部11に硬質の樹脂や木材、耐食性軽金属を用いる場合、支持部11の表面を発泡シートや段ボールなどの緩衝材で覆い、太陽電池モジュールやその梱包を養生することが好ましい。
The material of the
上記のように太陽電池モジュール1の受光面と基体部10の載置面10aの間に空隙部12が形成されることで、以下の効果を奏する。太陽電池モジュール支持体9の上に積重された太陽電池モジュール1は車輌や船舶、航空機などの輸送手段で需要先に運ばれる。このとき、これらの輸送手段から太陽電池モジュール支持体9へ輸送振動が伝達される。しかし、太陽電池モジュール1の受光面2aと載置面10aの間には空隙部12が設けられているため、直接に輸送振動が太陽電池モジュール1中の太陽電池素子3や接続部に伝わりにくい。仮に、上記振動が伝わったとしても、枠体7と充填材5を介して伝達されるため、振動が減衰する。さらに輸送振動により透光性基板2と載置面10aに振幅を持った振動が生じるが、空隙部12が設けられ離間しているため、透光性基板2と載置面10aが衝突して衝撃が生じる可能性を小さくすることができる。さらに、図4に示すように太陽電池モジュール1を積重した太陽電池モジュール支持体9をフォークリフトのフォーク14で持ち上げ、基体部10に撓みが生じた場合であっても、空隙部12が設けられているため基体部10が太陽電池モジュール1の受光面2aに接触して集中荷重を加わることを低減できる。以上のように、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール支持体9は、輸送、荷役時の振動、衝撃、集中荷重から太陽電池モジュール1を保護し、太陽電池素子や接続部の半田に生じるクラックを低減することにより、発電効率の劣化を低減することができる。
As described above, the formation of the
(太陽電池モジュールの梱包)
太陽電池モジュール1は、図2(a)に示すように梱包をしないで、太陽電池モジュール支持体9上に積重する以外に、段ボールなどの梱包材13で梱包したものを、太陽電池モジュール支持体9の上に積重してもよい。例えば、図5に示すように、2枚の太陽電池モジュール1のそれぞれの受光面2aを下にして重ねあわせ、梱包材13で覆い、バンド16で固定するのが好ましい。図5(a)は梱包前の様子を示す分解斜視図であり、図5(b)は梱包後の太陽電池モジュール15の様子を示す斜視図である。このような梱包方法では、太陽電池モジュール1の受光面2aを下にすることにより、図2(a)と同様に端子ボックス8に充填した樹脂が硬化するのを待つことなく、積重して保管することができる。その結果、このような梱包方法では、太陽電池モジュール1の製造工程で仕掛品の滞留を少なくし、製造効率を高めることができる。また、裏面シート6の側は枠体で囲まれており、非受光面側に空間を有するため、積重した太陽電池モジュール1の上に、さらに、太陽電池モジュール支持体9を置いて太陽電池モジュール1を重ねることで、積載効率が重要な船舶における輸送の際に輸送効率を高めることができる。また、他の梱包方法としては、例えば、図6に示すように、2枚の太陽電池モジュール1の裏面シート6を向かい合わせて、一組として梱包してもよい。図6(a)は梱包前の様子を示す分解斜視図であり、図6(b)は梱包後の様子を示す斜視図である。裏面シート6より強度の高い透光性基板2が、外側となるように梱包することで、簡易な梱包とすることができるとともに、太陽電池モジュール1が輸送時に破損することを抑制することができる。なお、図2、図5、図6のいずれの場合も、積重時に一番下の太陽電池モジュール1の受光面2aと載置面10aが相対する。
(Packaging of solar cell modules)
As shown in FIG. 2 (a), the
(評価結果)
本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール支持体について、JIS Z0232の振動試験方法に基づいた条件で評価を行った。まず振動試験機の振動盤の上に太陽電池モジュール支持体9を配置し、さらにその上に太陽電池モジュール1を積重した。そして振動盤を加振して太陽電池モジュール支持体9および太陽電池モジュール1に振動を加え、加振後の太陽電池モジュール1を観察した。その結果、従来の太陽電池モジュール支持体で支持された太陽電池モジュールで見られた太陽電池素子のクラックが、本実施形態では生じていないことを確認することができた。
(Evaluation results)
The solar cell module support according to the embodiment of the present invention was evaluated under conditions based on the vibration test method of JIS Z0232. First, the solar
<変形例>
本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュール支持体について図面を参照しつつ説明する。
<Modification>
A solar cell module support according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図7は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュール支持体を示す断面図である。本実施形態は、支持部11が2層構造となっている点で上述した第一の実施形態と相違する。本実施形態では、支持部11が、基体部10と接する第1層11aと、第1層11a上に配置され、かつ太陽電池モジュール1の枠体7と接する第2層11bと、を有している。そして、支持部11において、第2層11bは、第1層11aに比し、弾性率が大きい。このように、本実施形態では、枠体7と接する第2層11bの弾性率を大きくしたことにより、太陽電池モジュール支持体9に太陽電池モジュール1を積重したときに、枠体7が支持部11にめりこむのを低減することができる。一方、弾性率の低い第1層11aは、基体部10から太陽電池モジュール1に伝達される輸送振動を減衰させ、より効果的に輸送に伴う太陽電池モジュール1の劣化を小さくすることができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a solar cell module support according to another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment described above in that the
第1層11aの材質としては、例えば、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン、ポリウレタン、段ボールを積層したコアなどを用いることができる。また、第2層11bの材質としては、例えば、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS樹脂、スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、木材、耐食性アルミニウム合金などを用いることができる。また、支持部11の弾性率は、支持部11より試料を切り出して曲げ試験を行うことにより曲げ弾性率として測定することができる。
As the material of the
図8は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュール支持体を示す断面図である。本実施形態は、支持部11の形状が、基体部10の外周側から載置面10aの中央部に向けて下方に傾斜している点で第一の実施形態と相違する。本実施形態によれば、支持部11を載置面10aの中央部に向かって下方に傾斜した形状とすることにより、太陽電池モジュール1の大きさが違う場合であっても枠体7の外周部で支持部11が接触しやすくなるため、透光性基板2(受光面2a)と支持部11とが接触しにくくなる。その結果、本実施形態によれば、太陽電池素子3や太陽電池素子3とインナーリード4に伝達される振動や衝撃、集中荷重をより低減することができる。さらに、本実施形態では、支持部11を比較的軟質の材料で構成しても、枠体7が支持部11にめり込んだとしても、透光性基板2と支持部11を効率良く離間させることができるため、支持部11の材質の選択性が高まる。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a solar cell module support according to another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that the shape of the
図9は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュール支持体を示す断面図である。本実施形態は、支持部11が枠体7に沿った線形状ではなく、互いに離間し、複数箇所で枠体7を支持している点で第一の実施形態と相違する。本実施形態によれば、支持部11の互いに離間した部分で支持部11の外側から内側に空気が循環しやすくなるため、太陽電池モジュール1の受光面2aと基体部10との間(空隙部12)における湿気の滞留を低減することがない。その結果、本実施形態によれば、空隙部12の湿気を低減することにより、高温の倉庫保管時や船舶での輸送時において、透光性基板2や基体部10の湿気による劣化を低減することができる。なお、本実施形態では、支持部11で枠体7を十分に支持できればよく、図9に示すように、枠体7の全ての辺を支える構造が好ましい。
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。例えば、支持部11は、基体部10に固定されていてもよいし、基体部10の載置面10a上に載置してあるだけでもよい。また、支持部11は、基体部10と一体的に形成されていてもよい。また、図10に示すように、支持部11は、基体部10の載置面10a上ではなく、基体部10の側面に固定されていてもよい。このような形態では、支持部11と基体部10の側面とを、例えば、接着やネジ等で接合してもよい。この実施形態では、第一の実施形態と異なり、支持部11の全てが太陽電池もモジュールと基体部10との間に位置していない。このような形態であっても、支持部11が、太陽電池モジュール1の受光面2aと基体部10の主面との間に空隙部12を介して太陽電池モジュール1の枠体7を支持できれば、第一の実施形態と同等の効果を得ることができる。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a solar cell module support according to another embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that the
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Many corrections and changes can be added within the scope of the present invention. For example, the
1:太陽電池モジュール
2:透光性基板
3:太陽電池素子
4:インナーリード
5:充填材
6:裏面シート
7:枠体
8:端子ボックス
9:太陽電池モジュール支持体
10:基体部
10a:載置面
10b:差込口
11:支持部
11a:第1層
11b:第2層
12:空隙部
13:梱包材
14:フォーク
15:梱包後の太陽電池モジュール
16:バンド
1: Solar cell module 2: Translucent substrate 3: Solar cell element 4: Inner lead 5: Filler 6: Back sheet 7: Frame body 8: Terminal box 9: Solar cell module support 10:
Claims (6)
前記太陽電池モジュールの受光面と対向する主面を有する基体部と、
少なくとも一部が前記太陽電池モジュールと前記基体部との間に配置された支持部と、を備え、
前記支持部は、前記太陽電池モジュールの受光面と前記基体部の主面との間に空隙部を介して前記太陽電池モジュールの枠体を支持することを特徴とする太陽電池モジュール支持体。 A solar cell module support that supports a solar cell module having a light-transmitting member having a light-receiving surface that covers the solar cell element and a frame disposed on the outer periphery of the light-receiving surface,
A base portion having a main surface facing the light receiving surface of the solar cell module;
A support portion at least partially disposed between the solar cell module and the base portion,
The said support part supports the frame of the said solar cell module through a space | gap part between the light-receiving surface of the said solar cell module, and the main surface of the said base | substrate part, The solar cell module support body characterized by the above-mentioned.
前記第2層は、前記第1層に比し、弾性率が大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の太陽電池モジュール支持体。 The support portion includes a first layer that contacts the base portion, and a second layer that is disposed on the first layer and contacts the frame of the solar cell module,
The solar cell module support according to any one of claims 1 to 4, wherein the second layer has a larger elastic modulus than the first layer.
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