JP2012077543A - 太陽電池パネルの配線構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】野地材等の上に直接的に敷設することができ、容易に施工でき、雨仕舞いも備えている太陽電池パネルの配線構造を提供する。
【解決手段】太陽エネルギー変換モジュール10と、その周縁を囲むフレーム材2A〜2Dとからなる太陽電池パネル1の配線構造であって、少なくとも水上側と左右の何れか一方側に配されるフレーム材2A,2Bには、太陽エネルギー変換モジュール10の裏面側に位置する内樋23A,23Bと、外方側に位置する外樋24A,24Bと、がそれぞれ備えられ、前記水上側に配されるフレーム材2Aと前記左右の何れか一方側に配されるフレーム材2Bとは、その内樋同士23A,23B、その外樋同士24A,24Bがそれぞれ連絡され、太陽電池パネル1の左右方向の接続部分において、この外樋24B内の上方にて太陽電池パネル1のケーブルが接続されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、野地材等の上に太陽電池パネルを直接的に敷設することができ、メンテナンスや破損時の交換等に際して容易に配線作業を実施することができる太陽電池パネルの配線構造に関する。
従来、太陽電池パネルとしては、架台式と屋根材式といわれる二つのタイプが知られている。
架台式の太陽電池パネルは、既存の屋根上に、支持架台を枠状に組み付けて太陽電池パネルを設置する構造であって、パネル自体には屋根としての雨仕舞い性を必要としない(考慮しない)ものであり、雨仕舞いは、既存の屋根に依存しているものである。
屋根材式の太陽電池パネルは、下地(野地板、鉄骨)上に雨水を流下させる樋状部材を桟材(縦桟、横桟)と共に、或いは一体型の桟材として配設し、これらの桟材に太陽電池パネルを設置する構造であって、雨仕舞いは、樋状部材の接続によって達成されるものである。
前記架台式の太陽電池パネルは、各種の屋根面に適用できるという利点がある反面、屋根上に設置するものであるため、基本的に屋根が必要であり、意匠性にも問題があった。これに比べて前記屋根材式の太陽電池パネルは、自体が屋根面を構成するため、意匠性に優れている。
特許文献1に提案される構造は、前記屋根材式の太陽電池パネルの一例であって、レール状の支持部材に樋部を形成した構成が開示されている。
特開平7−180310号公報
前記特許文献1の構造では、太陽電池パネルのケーブルの配線に関する記載について、全く言及されていないが、多くの従来構造では、太陽電池パネルの裏面側で配線する方法が採られている。しかし、メンテナンスや破損時の交換等に際し、太陽電池パネルの裏面側にて配線する方法では、その度ごとの取り外し作業を伴うため、極めて作業が面倒であるという問題があった。
そこで、本発明は、野地材等の上に太陽電池パネルを直接的に敷設することができ、メンテナンスや破損時の交換等に際して容易に配線作業を実施することができる太陽電池パネルの配線構造を提案することを目的とする。
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、太陽エネルギー変換モジュールと、その周縁を囲むフレーム材とからなる太陽電池パネルの配線構造であって、少なくとも水上側と左右の何れか一方側に配されるフレーム材には、太陽エネルギー変換モジュールの裏面側に位置する内樋(横内樋、縦内樋)と、外方側に位置する外樋(横外樋、縦外樋)と、がそれぞれ備えられ、前記水上側に配されるフレーム材と前記左右の何れか一方側に配されるフレーム材との内樋同士(=横内樋と縦内樋)、外樋同士(=横外樋と縦外樋)がそれぞれ連絡され、左右の一方側のフレーム材の外樋内に他方側のフレーム材の下端が位置する状態で接続され、この外樋内の上方にて太陽電池パネルのケーブルが接続されていることを特徴とする太陽電池パネルの配線構造に関するものである。
また、本発明は、前記太陽電池パネルの配線構造において、四辺に配される各フレーム材には、太陽エネルギー変換モジュールの端縁を保持する保持部と、該保持部から垂下する縦片部と、が設けられることを特徴とする太陽電池パネルの配線構造をも提案するものである。
さらに、本発明は、前記太陽電池パネルの配線構造において、左右の一方側のフレーム材と他方側のフレーム材との間には、排水カバーが架設されていることを特徴とする太陽電池パネルの配線構造をも提案するものである。
本発明の太陽電池パネルの配線構造は、左右方向の一方側のフレーム材の外樋(縦外樋)内に他方側のフレーム材の下端が位置する状態で接続され、この外樋内の上方にて太陽電池パネルのケーブルを接続した構成であるため、配線作業が表面に近いところで施工できるため、特にメンテナンスや破損時の交換等に際し、従来の太陽電池パネルの裏面側で配線する場合のように必ずしも太陽電池パネルを取り外して作業する必要がなく、極めて容易に作業を実施できる。
また、四辺に配される各フレーム材に、太陽エネルギー変換モジュールの端縁を保持する保持部と、該保持部から垂下する縦片部と、を設けた場合、前記配線作業を行う空間が左右のフレーム材の縦片部で囲まれた空間で実施される。
さらに、左右の一方側のフレーム材と他方側のフレーム材との間には、排水カバーが架設されている場合、例えばケーブル同士の接続部分などが直接雨水に曝されることがないため、その老朽化を早めることがない。また、排水カバーとして、遮光性の材料を用いた場合には、太陽光線の照射による老化をも抑制することができる。
(a)本発明の太陽電池パネルの一実施例を示す斜視図、(b)その平面図である。 (a)前記太陽電池パネルを流れ方向に2段、桁行き方向に2列接続した状態を示す平面図、(b)その側断面図、(c)その正断面図である。 (a)左右の一方側のフレーム材と他方側のフレーム材とが近接している状態における接続部分の正断面図、(b)その水上側の端縁を示す平面図、(c)その水下側の端縁を示す平面図である。
本発明の太陽電池パネルの配線構造に用いる太陽電池パネルは、太陽エネルギー変換モジュールと、その周縁を囲むフレーム材とからなり、少なくとも水上側と左右の何れか一方側に配されるフレーム材には、太陽エネルギー変換モジュールの裏面側に位置して長さ方向に連続する内樋(横内樋、縦内樋)と、外方側に位置して長さ方向に連続する外樋(横外樋、縦外樋)と、がそれぞれ備えられている構成である。
より具体的には、水上側に配されるフレーム材には、長さ方向、すなわち桁行き方向(横方向)に連続する横内樋と横外樋とが設けられ、左右の何れか一方側に配されるフレーム材には、長さ方向、すなわち流れ方向(縦方向)に連続する縦内樋と縦外樋とが設けられる。
そして、水上側に配されるフレーム材と前記左右の何れか一方側に配されるフレーム材との内樋同士(=横内樋と縦内樋)、外樋同士(=横外樋と縦外樋)がそれぞれ連絡されている。
より具体的には、水上側に配されるフレーム材の横内樋と、左右の何れか一方側に配されるフレーム材の縦内樋とが逆L字状に連絡され、水上側に配されるフレーム材の横外樋と、左右の何れか一方側に配されるフレーム材の縦外樋とが逆L字状に連絡されている。
四辺に配される各フレーム材には、太陽エネルギー変換モジュールの端縁を保持する保持部と、該保持部から垂下する縦片部と、が設けられていることが望ましい。
この場合、雨水を縦片部の外面側を伝って外樋に導くことができ、結露水を縦片部の内面側を伝って内樋に導くことができるからである。
なお、水上側のフレーム材と左右の一方側のフレーム材については、前述のように内樋と外樋とを必須構成として設ける構成であるが、それ以外のどのような構成を採用してもよい。また、水下側のフレーム材と左右の他方側のフレーム材については、そのような構成を必須とするものではなく、例えば単に保持部と縦片部とを備える簡易な構成でもよいし、それ以外のどのような構成を採用してもよい。
前記太陽エネルギー変換モジュールは、前述のようにその周縁をフレーム材にて囲むものであり、その周縁に各種シール材を一体化して該シール材を介してフレーム材に保持されたものでもよく、特にその構成及び形状を限定するものではない。
この太陽エネルギー変換モジュールとしては、多結晶,単結晶,アモルファス等、どのような太陽電池を用いてもよい。一般的に太陽電池は、導電性基体、裏面反射層、光電変換部材としての半導体層、透明導電層から構成され、上記導電性基体としては、例えば鋼板、銅、チタン、アルミニウム、ステンレス、カーボンシートを用いることができ、その他にも導電層が設けられたポリエステル、ポリイミド、ポリエチレンナフタライド、エポキシ等の樹脂フィルムやセラミックス等を用いることもできる。前記半導体層は特に限定するものではなく、アモルファスシリコン半導体、多結晶シリコン半導体、結晶シリコン半導体、銅インジウムセレナイド等の化合物半導体を用いることができる。例えば近年提案された可撓性を有するアモルファスシリコン太陽電池は極めて薄肉で軽量であるため好ましい。
また、水上側に配されるフレーム材には、保持部の上側に水下側へ向かう係合受部を設けることが望ましく、水下側に配されるフレーム材には、縦片部の下端に水上側へ向かう係合部を設けることが望ましい。
このように係合受部、係合部を設けた場合には、敷設状態において前記係合受部に前記係合部が係合することができ、流れ方向の接続に際し、位置決めが適正におこなわれ、またビス固定に際して適正な位置に仮止めでき、雨水や結露水を確実に下段の太陽電池パネルに導くことができる。
このような構成を備える太陽電池パネルを用いた本発明の配線構造は、左右の一方側のフレーム材の外樋(縦外樋)内に他方側のフレーム材の下端が位置する状態で接続し、この外樋(縦外樋)内の上方にて太陽電池パネルのケーブルを接続(連結)する。
なお、外樋(縦外樋)内の上方とは、ケーブルが外樋(縦外樋)の底部を流れる雨水に浸ることがない位置に配設されていることを意味するものである。
このように左右のフレーム材間がケーブルの接続箇所となるため、後述する図示実施例のように左右の一方側のフレーム材及び他方側のフレーム材の上端に排水カバーの取付部を設け、この取付部に取り付けた排水カバーの上面にて雨水を流れ方向に流下させることが望ましい。
この排水カバーは、例えば豪雨などの降水量が多い時に多量の雨水が外樋(縦外樋)内に流入することを防止するものであり、外樋(縦外樋)の上方にて接続されるケーブルが雨水に曝されたり浸ってしまうことを防止する。
なお、ケーブル自体やその接続部分には、当然のことながら耐水性(防水性)に富んだ材料が用いられるが、どのような材料を用いても雨水に曝されたり浸ってしまう状態が好ましい筈はないので、このような排水カバーを取り付けることが望ましい。
また、左右の他方側のフレーム材の下端は、一方側のフレーム材の縦外樋に安定に立接させることが望ましいので、後述する図示実施例のように、縦片部の下端を内側(又は外側でもよい)に略水平状に折り曲げた立接部を設けるようにしてもよい。
そして、この本発明の配線構造では、左右の一方側のフレーム材の外樋(縦外樋)内に他方側のフレーム材の下端が位置する状態で接続され、この外樋内にて太陽電池パネルのケーブルを接続したので、配線作業が表面に近いところで行うことができ、特にメンテナンスや破損時の交換等に際し、従来のように裏面側で配線する場合のように必ずしも太陽電池パネルを取り外して作業する必要がないため、極めて容易に作業を実施できる。
本発明の配線構造に用いる太陽電池パネル1は、太陽エネルギー変換モジュール10(以下、太陽電池という)と、その周縁を囲むフレーム材2A〜2Dとからなり、水上側と左右の何れか一方側に配されるフレーム材2A,2Bには、太陽電池10の裏面側に位置して長さ方向に連続する内樋23(横内樋23A、縦内樋23B)と、外方側に位置して長さ方向に連続する外樋24(横外樋24A、縦外樋24B)と、がそれぞれ備えられている。
図示実施例の四辺に配される各フレーム材2A〜2Dには、太陽電池10の端縁を保持する保持部21と、該保持部21から垂下する縦片部22と、が設けられている。
また、図1(a)では右奥側、図1(b)では上側に示す水上側に配されるフレーム材2Aには、長さ方向、すなわち桁行き方向(横方向)に連続する横内樋23Aと横外樋24Aとが設けられ、図1(a)では右手前側、図1(b)では右側に示す一方側に配されるフレーム材2Bには、長さ方向、すなわち流れ方向(縦方向)に連続する縦内樋23Bと縦外樋24Bとが設けられる。
そして、水上側に配されるフレーム材2Aと一方側に配されるフレーム材2Bとの内樋同士(=横内樋23Aと縦内樋23B)、外樋同士(=横外樋24Aと縦外樋24B)がそれぞれ逆L字状に連絡されている。
なお、図面では、太陽電池10の端縁を二点鎖線で示した。
図示実施例の保持部21は、各フレーム材2A〜2Dにおいて略コ字状に形成され、縦片部22は、垂直面状に形成されている。
また、内樋23(横内樋23A、縦内樋23B)は、前記フレーム材2A,2Bにおいて縦片部22から内側へ延在する略水平面状の底面と垂直面状の側面とから形成され、外樋24(横外樋24A、縦外樋24B)は、縦片部22から外側へ延在するそれぞれ略水平面状の底面と垂直面状の側面とから形成されている。
また、水上側に配されるフレーム材2Aには、保持部21の上側に水下側へ向かう係合受部25を設け、水下側に配されるフレーム材2Dには、縦片部22の下端に水上側へ向かう係合部26を設けている。
このように係合受部25、係合部26を設けたのでは、図2(b)に示すように敷設状態において前記係合受部25に前記係合部26が係合することができ、流れ方向の接続に際し、位置決めが適正におこなわれ、またビス固定に際して適正な位置に仮止めでき、雨水や結露水を確実に下段の太陽電池パネル1に導くことができる。
このような構成を備える太陽電池パネル1は、図2に示すように流れ方向に段組み状に、及び桁行き方向に並列状にそれぞれ容易に接続することができる。
また、各フレーム材2A〜2Dについては、図示するような断面形状の押出型材としてそれぞれ準備し、用いる太陽電池10の寸法(縦横の長さ)に応じてそれぞれの長さを決定すればよく、どのような寸法の太陽電池10に対しても容易に太陽電池パネル1を形成することができる。
なお、各フレーム材2A〜2Dの取り付け(隅部の固定)については、特に限定するものではなく、ビス止め等にて取り付けることが一般的であるが、溶接等にて固定するようにしてもよい。また、太陽電池10の周縁に各フレーム材2A〜2Dを取り付けて太陽電池パネル1を形成する作業は、現場にて行う必要がなく、工場にて実施することができるため、現場での作業を必要最低限にすることができる。そのため、現場の周辺近隣に与える騒音等の問題も必要最低限に抑えることができる。
そして、この太陽電池パネル1を用いることにより、図2(c)に示すように左右の一方側のフレーム材2Bの外樋24(縦外樋24B)内に他方側のフレーム材2Cの縦片部22の下端が位置する状態で接続され、この外樋24(縦外樋24B)内の上方にて太陽電池パネル1の裏面側に配設される端子ボックス102から延びるケーブル101が縦横自在に接続(連結)される配線構造を構築できる。
なお、図示実施例の他方側のフレーム材2Cの縦片部22の下端には、内側に略水平状に折り曲げた立接部221を設け、安定に支持(立設)されるようにした。
また、図示実施例では一方側のフレーム材2B及び他方側のフレーム材2Cの上端に排水カバー3の取付部27を略コ字状に設け、この取付部27に取り付けた排水カバー3の上面にて雨水を流れ方向に流下させるようにした。
この排水カバー3は、フレーム材2B,2Cの上端に形成された取付部27,27に取り付けられるものであれば、その具体的な構成や形状、材質について何等限定するものではなく、図示実施例のように左右の側縁を上方へ折曲した形状でもよいし単なる一定厚みの板状でもよく、金属製でも樹脂製でも、或いは弾性を有するゴム製でもよい。
この本発明の配線構造では、左右の一方側のフレーム材2Bの外樋24(縦外樋24B)内に他方側のフレーム材2Cの縦片部22の下端(立接部221)が位置する状態で接続され、この外樋24B内にて太陽電池パネル1のケーブル101を接続したので、配線作業が表面に近いところで行うことができ、特にメンテナンスや破損時の交換等に際し、従来のように裏面側で配線する場合のように必ずしも太陽電池パネルを取り外して作業する必要がないため、極めて容易に作業を実施できる。なお、前述のように流れ方向に段組み状に接続したので、ケーブル101はフレーム材2Bの縦片部22の下端から、下段側の縦外樋24B内に導かれて下段側の太陽電池パネル1のケーブル101と接続され、さらにその縦外樋24B内を延在させて更に下段の太陽電池パネル1のケーブル101と接続される。
このように図示実施例では、流れ方向に隣接する太陽電池パネル1のケーブル101を下段側の縦外樋24B内にて接続し、流れ方向(縦方向)に直列状に配線構造を形成したが、これに限定されるものではなく、桁行き方向に隣接する太陽電池パネル1のケーブル101を下段側の横外樋24A内にて接続し、桁行き方向(横方向)に直列状に配線構造を形成してもよく、或いは適宜に縦横に接続するようにしてもよい。
また、図示実施例では、前述のように排水カバー3を配したので、例えば豪雨などの降水量が多い時に多量の雨水が流入することを防止することができ、縦外樋24Bの上方にて接続されるケーブル101が雨水に浸ってしまうことを防止することができる。
なお、図3は、左右の一方側のフレーム材2Bと他方側のフレーム材2Cとが近接している状態を示すものであり、前述のようにケーブル101を接続する必要のない状態における左右に隣接するパネルの接続部分ということもできる。
尤も太陽電池パネル1を左右に連結する場合には、所定の作業間隔を必要としてその間隔に作業者が手や治具を挿入して接続作業を行うことが一般的であるため、このように近接した状態では、接続作業が実施できない。
したがって、この図3は、左右のフレーム材2B,2C間をケーブル101の接続空間としない態様ということもできる。
また、図示実施例の太陽電池パネル1,1間の隙間から浸入する雨水は、縦片部22の外側を伝って逆L字状の外樋24(横外樋24A、縦外樋24B)に導かれ、太陽電池パネル1の裏面側にて発生する結露水は、縦片部22の内側を伝って逆L字状の内樋23(横内樋23A、縦内樋23B)に導かれ、図2(b)に示す側断面図から明らかなようにこれらの雨水や結露水は、下段に隣接した太陽電池パネル1の外樋24に導くように接続してなる排水構造を構築できる。
すなわち図示実施例では、一方側のフレーム材2Bに形成した縦内樋23B及び縦外樋24Bの水下側を切り欠いて(=寸法を短くして)その端縁が下段の太陽電池パネル1の外樋24の上方に位置する配置させたので、縦内樋23Bを流れる結露水や縦外樋24Bを流れる雨水は下段の太陽電池パネル1の外樋24に確実に導かれるものとなる。
この排水構造では、太陽電池パネル1,1間の隙間から浸入する雨水と太陽電池パネル1の裏面側にて発生する結露水とを別々の流路にて排水するものであり、従来の屋根材式の太陽電池パネルのように別途樋状部材を配設する必要がなく、また各種のシール材を必要とすることなく、太陽電池パネル1のみにて極めて容易に施工でき、雨仕舞いを果たすことができる。
1 太陽電池パネル
10 太陽電池
101 ケーブル
102 端子ボックス
2A (水上側の)フレーム材
2B (一方側の)フレーム材
2C (他方側の)フレーム材
2D (水下側の)フレーム材
21 保持部
22 縦片部
221 立接部
23 内樋
23A 横内樋
23B 縦内樋
24 外樋
24A 横外樋
24B 縦外樋
25 係合受部
26 係合部
27 取付部
3 排水カバー

Claims (3)

  1. 太陽エネルギー変換モジュールと、その周縁を囲むフレーム材とからなる太陽電池パネルの配線構造であって、
    少なくとも水上側と左右の何れか一方側に配されるフレーム材には、太陽エネルギー変換モジュールの裏面側に位置する内樋と、外方側に位置する外樋と、がそれぞれ備えられ、前記水上側に配されるフレーム材と前記左右の何れか一方側に配されるフレーム材との内樋同士、外樋同士がそれぞれ連絡され、
    左右の一方側のフレーム材の外樋内に他方側のフレーム材の下端が位置する状態で接続され、この外樋内の上方にて太陽電池パネルのケーブルが接続されていることを特徴とする太陽電池パネルの配線構造。
  2. 四辺に配される各フレーム材には、太陽エネルギー変換モジュールの端縁を保持する保持部と、該保持部から垂下する縦片部と、が設けられることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池パネルの配線構造。
  3. 左右の一方側のフレーム材と他方側のフレーム材との間には、排水カバーが架設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽電池パネルの配線構造。
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