JP2014045119A - 太陽電池アレイ - Google Patents

Abstract

【課題】設置作業時の安全性の向上を図ることが可能な太陽電池アレイを提供する。
【解決手段】太陽電池アレイ５００は、横桟５０１に取り付けられる太陽電池モジュール１００ａ〜１００ｃを備える。太陽電池モジュール１００ａは、平面的に見て五角形状に形成されており、３つの角部が直角であるとともに、２つの角部が鈍角である。太陽電池モジュール１００ａの下側の横辺１０１ａは、１段下の太陽電池モジュール１００ｃの上側の横辺１０２ｃよりも長くなるように構成されており、１段下の太陽電池モジュール１００ｃの上側の横辺１０２ｃに隣接配置されるとともに、１段下の太陽電池モジュール１００ａの上側の横辺１０２ａに隣接配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の太陽電池モジュールを備える太陽電池アレイに関する。

従来、行列状（マトリクス状）に配置された矩形状の太陽電池モジュールを備える太陽電池アレイが知られている。

ここで、近年では、太陽電池モジュールの設置場所（たとえば、寄棟造の屋根）を有効に利用することが求められている。そこで、平面的に見て矩形状の太陽電池モジュールと、平面的に見て三角形状の太陽電池モジュールとを組み合わせた太陽電池アレイが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１の太陽電池アレイでは、各段の横方向における端部に三角形状の太陽電池モジュールが配置され、その三角形状の太陽電池モジュールの間に矩形状の太陽電池モジュールが配置されている。なお、三角形状の太陽電池モジュールは、１つの角部が直角であり、２つの角部が鋭角である。

特開平１０−１２９１１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来の太陽電池アレイでは、三角形状の太陽電池モジュールが鋭角の角部を有することにより、太陽電池モジュールの設置作業時に作業員がけがをするおそれがあるので、安全性に問題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、設置作業時の安全性の向上を図ることが可能な太陽電池アレイを提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明による太陽電池アレイは、横桟に取り付けられる複数の太陽電池モジュールを備える。複数の太陽電池モジュールは、行列状に配置されており、平面的に見て矩形状の第１太陽電池モジュールと、平面的に見て五角形状の第２太陽電池モジュールとを含む。第２太陽電池モジュールは、３つの角部が直角であるとともに、２つの角部が鈍角である。所定の第２太陽電池モジュールの１段下には、１段下の第１太陽電池モジュールおよび第２太陽電池モジュールが配置されている。１段下の第１太陽電池モジュールは、所定の第２太陽電池モジュールと縦方向において隣接するように配置され、１段下の第２太陽電池モジュールは、１段下の第１太陽電池モジュールと横方向において隣接するように配置される。そして、所定の第２太陽電池モジュールの下側の横辺は、１段下の第１太陽電池モジュールの上側の横辺よりも長くなるように構成されており、１段下の第１太陽電池モジュールの上側の横辺に隣接配置されるとともに、１段下の第２太陽電池モジュールの上側の横辺に隣接配置されている。

このように構成することによって、第２太陽電池モジュールが鋭角の角部を有していないことにより、設置作業時に作業員がけがをするのを抑制することができるので、安全性の向上を図ることができる。また、太陽電池モジュールが横桟に取り付けられることにより、所定の第２太陽電池モジュールの下側の横辺を、１段下の第１太陽電池モジュールの上側の横辺よりも長くすることができる。これにより、第２太陽電池モジュールの下側の横辺と第１太陽電池モジュールの上側の横辺とが同じ長さである場合に比べて、受光面積の向上を図ることができる。

上記太陽電池アレイにおいて、第１太陽電池モジュールは、縦方向において対応するように配置されていてもよい。

このように配置することによって、太陽電池アレイの施工現場での位置合わせ作業を容易にし、誤った作業を防ぐことが可能となる。

上記太陽電池アレイにおいて、所定の第２太陽電池モジュールの下側の横辺の長さは、１段下の第１太陽電池モジュールの上側の横辺の長さと、１段下の第２太陽電池モジュールの上側の横辺の長さとの合計よりも小さくなるように構成されていてもよい。

上記太陽電池アレイにおいて、所定の第２太陽電池モジュールと横方向において隣接配置されるとともに、１段下の第２太陽電池モジュールと縦方向において隣接配置される化粧部材を備えるようにしてもよい。

上記太陽電池アレイにおいて、最上段から最下段までの各段の横方向における端部に第２太陽電池モジュールが配置されるようにしてもよい。

上記太陽電池アレイにおいて、上段側の各段の横方向における端部に第２太陽電池モジュールが配置され、下段側の各段には第１太陽電池モジュールのみが配置されるようにしてもよい。

上記太陽電池アレイにおいて、第２太陽電池モジュールは、下側の横辺と、下側の横辺よりも短い上側の横辺と、下側の横辺と上側の横辺とを結ぶ内側の縦辺と、内側の縦辺よりも短い外側の縦辺と、上側の横辺と外側の縦辺とを結ぶ斜辺とを含んでいてもよい。

本発明の太陽電池アレイによれば、設置作業時の安全性の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態による太陽電池アレイの概略を示した平面図である。 図１の太陽電池モジュールの概略を示した平面図である。 図２の太陽電池モジュールにおけるめねじ部を有するモジュール枠体を示した断面図である。 図２の太陽電池モジュールにおけるめねじ部を有しないモジュール枠体を示した断面図である。 図２の太陽電池モジュールにおける内角θ１の連結部のモジュール枠体を示した斜視図である。 図２の太陽電池モジュールにおける内角θ２の連結部のモジュール枠体を示した斜視図である。 図２の太陽電池モジュールにおける内角θ３の連結部のモジュール枠体を示した斜視図である。 図２の太陽電池モジュールにおける異なる厚みを有する継手部材を示した斜視図である。 図８の継手部材を示した正面図である。 図８の継手部材を示した平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図２の太陽電池モジュールにおける内角θ４の連結部のモジュール枠体を示した斜視図である。 図２の太陽電池モジュールにおける同じ厚みを有する継手部材を示した斜視図である。 図１４の継手部材を示した正面図である。 図１４の継手部材を示した平面図である。 図２のＣ−Ｃ断面図である。 図２のＤ−Ｄ断面図である。 図２の太陽電池モジュールにおける内角θ５の連結部のモジュール枠体を示した斜視図である。 図２の太陽電池モジュールを示した底面図である。 本実施の形態の第１変形例による太陽電池アレイの概略を示した平面図である。 本実施の形態の第２変形例による太陽電池アレイの概略を示した平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、図１〜図２０を参照して、本発明の実施の形態による太陽電池アレイ５００について説明する。

−太陽電池アレイ−
太陽電池アレイ５００は、図１に示すように、横桟５０１に取り付けられる複数の太陽電池モジュール１００を備えている。この太陽電池アレイ５００は、平面的に見てほぼ三角形状に形成されており、たとえば、寄棟造の屋根などの三角形または台形の設置場所に設置される。なお、横桟５０１は、横方向に延びるように形成されるとともに、縦方向（棟軒方向）において所定の間隔を隔てて複数設けられている。

太陽電池モジュール１００は、行列状（マトリクス状）に配置されており、各段の横方向（行方向）における一方端部に配置される太陽電池モジュール１００ａと、各段の横方向における他方端部に配置される太陽電池モジュール１００ｂと、各段において太陽電池モジュール１００ａおよび１００ｂの間に配置される太陽電池モジュール１００ｃとを含んでいる。なお、太陽電池モジュール１００ａおよび１００ｂは各段に１個ずつ設けられ、太陽電池モジュール１００ｃは上段側（棟側）に比べて下段側（軒側）に多く設けられている。また、太陽電池モジュール１００ａおよび１００ｂは、本発明の「第２太陽電池モジュール」の一例であり、太陽電池モジュール１００ｃは、本発明の「第１太陽電池モジュール」の一例である。

太陽電池モジュール１００ａは、平面的に見て五角形状に形成されており、３つの角部が直角であるとともに、２つの角部が鈍角である。具体的には、太陽電池モジュール１００ａは、下側の横辺１０１ａと、下側の横辺１０１ａよりも短い上側の横辺１０２ａと、下側の横辺１０１ａと上側の横辺１０２ａとを結ぶ内側の縦辺１０３ａと、内側の縦辺１０３ａよりも短い外側の縦辺１０４ａと、上側の横辺１０３ａと外側の縦辺１０４ａとを結ぶ斜辺１０５ａとを含んでいる。なお、外側の縦辺１０４ａは、上側の横辺１０２ａよりも短くされている。この太陽電池モジュール１００ａでは、下側の横辺１０１ａおよび上側の横辺１０２ａの下方にそれぞれ横桟５０１が配置されている。

太陽電池モジュール１００ｂは、太陽電池モジュール１００ａと左右対称に形成されている。なお、太陽電池モジュール１００ｂは太陽電池モジュール１００ａとほぼ同様に構成されているため、太陽電池モジュール１００ｂについての説明は省略する。

太陽電池モジュール１００ｃは、平面的に見て矩形状に形成されており、４つの角部が直角である。具体的には、太陽電池モジュール１００ｃは、下側の横辺１０１ｃと、上側の横辺１０２ｃと、内側の縦辺１０３ｃと、外側の縦辺１０４ｃとを含んでいる。この太陽電池モジュール１００ｃでは、下側の横辺１０１ｃおよび上側の横辺１０２ｃの下方にそれぞれ横桟５０１が配置されている。また、上側の横辺１０２ｃは、外側の縦辺１０４ｃは、太陽電池モジュール１００ａの内側の縦辺１０３ａと同じ長さを有する。

なお、図１の例では、太陽電池モジュール１００ｃは、１段目（最下段）に８個設けられ、２段目に６個設けられ、３段目に４個設けられ、４段目に２個設けられ、５段目（最上段）に設けられていない。

また、太陽電池アレイ５００では、最も外側の太陽電池モジュール１００ａおよび１００ｂを除き、太陽電池モジュール１００ａおよび１００ｂの下側には、太陽電池モジュール１００ｃが縦方向（列方向）において対応する（連なる）ように配置されている。すなわち、太陽電池モジュール１００ａの内側の縦辺１０３ａと、その太陽電池モジュール１００ａの下側に配置される太陽電池モジュール１００ｃの内側の縦辺１０３ｃとが縦方向に一直線に並ぶようにされている。このように配置することで、太陽電池アレイ５００の施工現場での位置合わせ作業を容易にし、誤った作業を防ぐことが可能となる。

そして、太陽電池アレイ５００では、太陽電池モジュール１００ａの下側の横辺１０１ａは、太陽電池モジュール１００ｃの上側の横辺１０２ｃよりも長くなるように構成されている。また、太陽電池モジュール１００ａの下側の横辺１０１ａの長さは、太陽電池モジュール１００ｃの上側の横辺１０２ｃの長さと、太陽電池モジュール１００ａの上側の横辺１０２ａの長さとの合計よりも小さくなるように構成されている。このため、所定の太陽電池モジュール１００ａの下側の横辺１０１ａには、１段下の太陽電池モジュール１００ｃの上側の横辺１０２ｃの全長と、１段下の太陽電池モジュール１００ａの上側の横辺１０２ａの一部とが隣接配置される。すなわち、所定の太陽電池モジュール１００ａの外側の一部分が、１段下の太陽電池モジュール１００ａと縦方向において重なるようにされている。つまり、所定の太陽電池モジュール１００ａは、外側の縦辺１０４ａが１段下の太陽電池モジュール１００ｃの外側の縦辺１０４ｃよりも外側に突出するように構成されている。また、各段の太陽電池モジュール１００ａの斜辺１０５ａは、傾斜した１本の直線上に配置されている。

なお、所定の太陽電池モジュール１００ａは、たとえば、最下段の太陽電池モジュール１００ａ以外の太陽電池モジュール１００ａ（２〜５段目に位置する太陽電池モジュール１００ａ）である。

−太陽電池モジュール−
太陽電池モジュール１００ａは、図２に示すように、太陽電池モジュール本体１０と、太陽電池モジュール本体１０を支持するモジュール枠体２１〜２５と、モジュール枠体２１〜２５を補強する補助枠体２６（図２０参照）と、モジュール枠体２３および２４を連結するための継手部材３１と、モジュール枠体２４および２５を連結するための継手部材３２とを備えている。

−太陽電池モジュール本体−
太陽電池モジュール本体１０は、平面的に見て五角形に形成されており、複数の太陽電池セル１１ａを有するセル領域１１と、セル領域１１の外周に配置される外周領域１２とを含んでいる。太陽電池セル１１ａは、たとえば、平面的に見て行列状（マトリクス状）に配置されている。

太陽電池モジュール本体１０では、裏面側の保護部材と表面側の透光性基板との間に、太陽電池セル１１ａが配置されるとともに、その太陽電池セル１１ａを封止する封止部材が充填されている。なお、太陽電池セル１１ａは、シリコン系太陽電池（たとえば、結晶系またはアモルファス系）、化合物系太陽電池（たとえば、ＧａＡｓ系またはＣＩＳ系）、または、有機系太陽電池（たとえば、色素増感型）のいずれであってもよい。

−モジュール枠体−
モジュール枠体２１〜２５は、太陽電池モジュール本体１０の各辺に配置され、各辺に沿って延びるように形成されている。具体的には、モジュール枠体２１および２３は平行に配置されており、モジュール枠体２１はモジュール枠体２３よりも長くされている。また、モジュール枠体２２および２５は平行に配置されており、モジュール枠体２２はモジュール枠体２５よりも長くされている。また、モジュール枠体２２および２５は、モジュール枠体２１と直交するように配置され、モジュール枠体２４は、モジュール枠体２３および２５と交差するように配置されている。

また、モジュール枠体２１は下側の横辺１０１ａ（図１参照）に配置され、モジュール枠体２３は上側の横辺１０２ａ（図１参照）に配置される。モジュール枠体２２は内側の縦辺１０３ａ（図１参照）に配置され、モジュール枠体２５は外側の縦辺１０４ａ（図１参照）に配置される。モジュール枠体２４は斜辺１０５ａ（図１参照）に配置される。

また、モジュール枠体２１〜２５は、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であり、押出成形により形成されることによりそれぞれ同じ断面形状を有する。具体的には、モジュール枠体２１は、図３に示すように、太陽電池モジュール本体１０の外周領域１２（図２参照）が嵌合される嵌合部２１ａと、嵌合部２１ａの下方に配置される中空状の支持部２１ｂと、外側面２１ｃとを含んでいる。なお、モジュール枠体２１は、図３の紙面に対する垂直方向に延びるように形成されている。

嵌合部２１ａは、側方が開放された溝状に形成されており、太陽電池モジュール本体１０の表面および裏面を挟持するように構成されている。なお、嵌合部２１ａと太陽電池モジュール本体１０との間には緩衝部材１５（図１１参照）が配置されている。

支持部２１ｂは、長方形状に形成されており、太陽電池モジュール本体１０の外周領域１２を支持するように構成されている。支持部２１ｂは、内側面２１ｄと、内部に形成されためねじ部２１ｅとを有する。めねじ部２１ｅは、上下方向に所定の間隔を隔てて２つ設けられており、内側面２１ｄから外側面２１ｃ側に突出するように形成されている。

なお、モジュール枠体２３の断面形状は、図３に示すように、モジュール枠体２１と同様であるので説明を省略する。

また、モジュール枠体２２は、図４に示すように、太陽電池モジュール本体１０の外周領域１２が嵌合される嵌合部２２ａと、嵌合部２２ａの下方に配置される中空状の支持部２２ｂと、外側面２２ｃとを含んでいる。なお、モジュール枠体２２は、図４の紙面に対する垂直方向に延びるように形成されている。

嵌合部２２ａは、側方が開放された溝状に形成されており、太陽電池モジュール本体１０の表面および裏面を挟持するように構成されている。なお、嵌合部２２ａと太陽電池モジュール本体１０との間には緩衝部材１５（図１１参照）が配置されている。

支持部２２ｂは、長方形状に形成されており、太陽電池モジュール本体１０の外周領域１２を支持するように構成されている。支持部２２ｂは、内側面２２ｄを有する。

なお、モジュール枠体２４および２５の断面形状は、図４に示すように、モジュール枠体２２と同様であるので説明を省略する。

−連結部−
そして、太陽電池モジュール１００ａでは、モジュール枠体２１〜２５が各角部で連結されている。具体的には、太陽電池モジュール１００ａでは、図２に示すように、隣接するモジュール枠体２１および２２は連結部５１において内角θ１で連結され、隣接するモジュール枠体２２および２３は連結部５２において内角θ２で連結され、隣接するモジュール枠体２３および２４は連結部５３において内角θ３で連結され、隣接するモジュール枠体２４および２５は連結部５４において内角θ４で連結され、隣接するモジュール枠体２５および２１は連結部５５において内角θ５で連結されている。内角θ１、θ２およびθ５は９０度であり、内角θ３およびθ４は９０度よりも大きくされている。

ここで、連結部５１、５２、５３および５５は、下方に横桟５０１（図１参照）が配置されるのに対し、連結部５４は、下方に横桟５０１が配置されていない。このため、連結部５１、５２、５３および５５は、横桟５０１に固定されるが、連結部５４は、横桟５０１に固定されることなく浮いた状態である。

［連結部５１］
連結部５１では、図５に示すように、モジュール枠体２２の一方端部に当接面２２ｅが形成されており、その当接面２２ｅにモジュール枠体２１の一方端部が突き当たるようにされている。この当接面２２ｅは、外側面２２ｃから延びるように形成されており、モジュール枠体２１の一方端部の端面を塞ぐように構成されている。なお、当接面２２ｅの長さはモジュール枠体２１の幅とほぼ同じである。そして、当接面２２ｅには上下方向に所定の間隔を隔てて２つのねじ挿入孔（図示省略）が形成されており、そのねじ挿入孔を介しておねじ６１（図２参照）がモジュール枠体２１のめねじ部２１ｅ（図３参照）に取り付けられることにより、モジュール枠体２１および２２が連結される。

また、モジュール枠体２１の内側面２１ｄには、水分を排出するための開口部２１ｆが形成されている。この開口部２１ｆは、トラック状（角丸長方形状）に形成されており、モジュール枠体２２の内側面２２ｄを跨ぐように形成されている。このため、開口部２１ｆは、支持部２１ｂの内部を外気に連通するとともに、支持部２１ｂの内部と支持部２２ｂの内部とを連通する機能を有する。なお、開口部２１ｆは、支持部２１ｂにめねじ部２１ｅが形成されているため、たとえば、切削加工（ドリル加工）により形成される。

［連結部５２］
連結部５２では、図６に示すように、モジュール枠体２２の他方端部に当接面２２ｅが形成されており、その当接面２２ｅにモジュール枠体２３の一方端部が突き当たるようにされている。この当接面２２ｅは、外側面２２ｃから延びるように形成されており、モジュール枠体２３の一方端部の端面を塞ぐように構成されている。なお、当接面２２ｅの長さはモジュール枠体２３の幅とほぼ同じである。そして、当接面２２ｅには上下方向に所定の間隔を隔てて２つのねじ挿入孔（図示省略）が形成されており、そのねじ挿入孔を介しておねじ６２（図２参照）がモジュール枠体２３のめねじ部２３ｅ（図３参照）に取り付けられることにより、モジュール枠体２２および２３が連結される。

また、モジュール枠体２３の内側面２３ｄには、水分を排出するための開口部２３ｆが形成されている。この開口部２３ｆは、トラック状（角丸長方形状）に形成されており、モジュール枠体２２の内側面２２ｄを跨ぐように形成されている。このため、開口部２３ｆは、支持部２３ｂの内部を外気に連通するとともに、支持部２３ｂの内部と支持部２２ｂの内部とを連通する機能を有する。なお、開口部２３ｆは、支持部２３ｂにめねじ部２３ｅが形成されているため、たとえば、切削加工により形成される。

［連結部５３］
連結部５３では、図２に示すように、内角θ３が９０度よりも大きいことから、モジュール枠体２３の他方端部とモジュール枠体２４の一方端部とが継手部材３１を用いて連結されている。ここで、モジュール枠体２３の他方端部の端面およびモジュール枠体２４の一方端部の端面は、平面的に見て傾斜するように形成されており、その傾斜した端面が互いに突き合わされている。

継手部材３１は、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であり、図８〜図１０に示すように、屈曲部３１ａを有する板状に形成されている。この継手部材３１は、モジュール枠体２３および２４の境界に屈曲部３１ａが配置されており、モジュール枠体２３および２４の境界を跨ぐように配置されている。なお、屈曲部３１ａの角度は、内角θ３と同じである。

また、継手部材３１は、モジュール枠体２３の支持部２３ｂの内部に配置される第１板部３１１と、モジュール枠体２４の支持部２４ｂの内部に配置される第２板部３１２と、支持部２３ｂおよび２４ｂを連通する連通部３１３とを含んでいる。第１板部３１１および第２板部３１２は、異なる厚みを有しており、屈曲部３１ａを介して連なるように形成されている。

第１板部３１１は、第２板部３１２よりも厚みが小さくされている。これにより、第１板部３１１は、図１１に示すように、めねじ部２３ｅを避けた状態で、モジュール枠体２３の支持部２３ｂに挿入されている。具体的には、第１板部３１１は、モジュール枠体２３の外側面２３ｃとめねじ部２３ｅとの間に配置されている。このため、第１板部３１１と内側面２３ｄとの間に支持部２４ｂと連通する空間が形成されている。なお、第１板部３１１の高さは、支持部２３ｂの下端面および上端面の間の距離よりも若干小さくなるように形成されている。

また、第１板部３１１は、上下方向に所定の間隔を隔てて形成された２つのボルト挿入孔３１１ａを有する。また、モジュール枠体２３の支持部２３ｂの外側面２３ｃおよび内側面２３ｄには、ボルト挿入孔３１１ａと対応するように、ボルト挿入孔２３ｇ（図７参照）が形成されている。なお、内側面２３ｄのボルト挿入孔２３ｇは、内側面２３ｄにめねじ部２３ｅが形成されているため、たとえば、切削加工により形成され、外側面２３ｃのボルト挿入孔２３ｇは、たとえば、打ち抜き加工（プレス加工）により形成される。

第２板部３１２は、第１板部３１１よりも厚みが大きくされている。この第２板部３１２は、図１２に示すように、厚みが外側面２４ｃおよび内側面２４ｄの間の距離よりも若干小さくなるように形成され、高さが支持部２４ｂの下端面および上端面の間の距離よりも若干小さくなるように形成されている。すなわち、第２板部３１２は、支持部２４ｂに挿入された場合に、連通部３１３の部分を除き、支持部２４ｂをほぼ塞ぐように形成されている。

また、第２板部３１２は、上下方向に所定の間隔を隔てて形成された２つのボルト挿入孔３１２ａを有する。また、モジュール枠体２４の支持部２４ｂの外側面２４ｃおよび内側面２４ｄには、ボルト挿入孔３１２ａと対応するようにボルト挿入孔２４ｅが形成されている。また、支持部２４ｂの内側面２４ｄには、ボルト挿入孔２４ｅの間に水分を排出するための開口部２４ｆが形成されている。なお、ボルト挿入孔２４ｅおよび開口部２４ｆ（図７参照）は、たとえば、打ち抜き加工により形成される。

連通部３１３は、図８〜図１０に示すように、第２板部３１２に形成されており、ボルト挿入孔３１２ａの間に配置された溝状部３１３ａと、溝状部３１３ａの端部と連通する第１凹状部３１３ｂとを含んでいる。

溝状部３１３ａは、横方向（継手部材３１の厚み方向および高さ方向と直交する方向）に延びるように形成されており、第１板部３１１と内側面２３ｄとの間の空間と、第１凹状部３１３ｂとを連通する機能を有する。第１凹状部３１３ｂは、第２板部３１２の屈曲部３１ａとは反対側の端部に、上下方向（高さ方向）に延びるように形成されている。

そして、図２、図７および図１１に示すように、ボルト４１がボルト挿入孔３１１ａおよび２３ｇに挿入された状態で、ボルト４１にナット４１ａが取り付けられることにより、モジュール枠体２３と継手部材３１とが締結される。また、図２、図７および図１２に示すように、ボルト４２がボルト挿入孔３１２ａおよび２４ｅに挿入された状態で、ボルト４２にナット４２ａが取り付けられることにより、モジュール枠体２４と継手部材３１とが締結される。これにより、連結部５３では、継手部材３１を用いてモジュール枠体２３および２４が連結される。また、連結部５３では、連通部３１３により支持部２３ｂおよび２４ｂが連通されるとともに、開口部２４ｆが溝状部３１３ａと対応する位置に配置されている。ここで、開口部２４ｆが溝状部３１３ａと対応する位置に配置されているとは、開口部２４ｆの少なくとも一部が、溝状部３１３ａに重なる位置にあることを示している。

［連結部５４］
連結部５４では、図２に示すように、内角θ４が９０度よりも大きいことから、モジュール枠体２４の他方端部とモジュール枠体２５の一方端部とが継手部材３２を用いて連結されている。ここで、モジュール枠体２４の他方端部の端面およびモジュール枠体２５の一方端部の端面は、平面的に見て傾斜するように形成されており、その傾斜した端面が互いに突き合わされている。

継手部材３２は、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であり、図１４〜図１６に示すように、屈曲部３２ａを有する板状に形成されている。この継手部材３２は、モジュール枠体２４および２５の境界に屈曲部３２ａが配置されており、モジュール枠体２４および２５の境界を跨ぐように配置されている。なお、屈曲部３２ａの角度は、内角θ４と同じである。

また、継手部材３２は、モジュール枠体２４の支持部２４ｂの内部に配置される第１板部３２１と、モジュール枠体２５の支持部２５ｂの内部に配置される第２板部３２２と、支持部２４ｂおよび２５ｂを連通する連通部３２３とを含んでいる。第１板部３２１および第２板部３２２は、同じ厚みを有しており、屈曲部３２ａを介して連なるように形成されている。

第１板部３２１は、図１７に示すように、厚みが外側面２４ｃおよび内側面２４ｄの間の距離よりも若干小さくなるように形成され、高さが支持部２４ｂの下端面および上端面の間の距離よりも若干小さくなるように形成されている。すなわち、第１板部３２１は、支持部２４ｂに挿入された場合に、連通部３２３の部分を除き、支持部２４ｂをほぼ塞ぐように形成されている。

また、第１板部３２１は、上下方向に所定の間隔を隔てて形成された２つのボルト挿入孔３２１ａを有する。また、モジュール枠体２４の支持部２４ｂの外側面２４ｃおよび内側面２４ｄには、ボルト挿入孔３２１ａと対応するようにボルト挿入孔２４ｅが形成されている。また、支持部２４ｂの内側面２４ｄには、ボルト挿入孔２４ｅの間に水分を排出するための開口部２４ｆが形成されている。なお、ボルト挿入孔２４ｅおよび開口部２４ｆ（図１３参照）は、たとえば、打ち抜き加工により形成される。

第２板部３２２は、図１８に示すように、厚みが外側面２５ｃおよび内側面２５ｄの間の距離よりも若干小さくなるように形成され、高さが支持部２５ｂの下端面および上端面の間の距離よりも若干小さくなるように形成されている。すなわち、第２板部３２２は、支持部２５ｂに挿入された場合に、連通部３２３の部分を除き、支持部２５ｂをほぼ塞ぐように形成されている。

また、第２板部３２２は、上下方向に所定の間隔を隔てて形成された２つのボルト挿入孔３２２ａを有する。また、モジュール枠体２５の支持部２５ｂの外側面２５ｃおよび内側面２５ｄには、ボルト挿入孔３２２ａと対応するようにボルト挿入孔２５ｅが形成されている。また、支持部２５ｂの内側面２５ｄには、ボルト挿入孔２５ｅの間に水分を排出するための開口部２５ｆが形成されている。なお、ボルト挿入孔２５ｅおよび開口部２５ｆ（図１３参照）は、たとえば、打ち抜き加工により形成される。

連通部３２３は、図１４〜図１６に示すように、ボルト挿入孔３２１ａの間に配置されるとともに、ボルト挿入孔３２２ａの間に配置される溝状部３２３ａと、溝状部３２３ａの両端部とそれぞれ連通する一対の第１凹状部３２３ｂとを含んでいる。

溝状部３２３ａは、横方向（継手部材３２の厚み方向および高さ方向と直交する方向）に延びるように形成されており、一対の第１凹状部３２３ｂを連通する機能を有する。第１凹状部３２３ｂは、第１板部３２１および第２板部３２２の屈曲部３２ａとは反対側の端部に、上下方向（高さ方向）に延びるように形成されている。

そして、図２、図１３および図１７に示すように、ボルト４３がボルト挿入孔３２１ａおよび２４ｅに挿入された状態で、ボルト４３にナット４３ａが取り付けられることにより、モジュール枠体２４と継手部材３２とが締結される。また、図２、図１３および図１８に示すように、ボルト４４がボルト挿入孔３２２ａおよび２５ｅに挿入された状態で、ボルト４４にナット４４ａが取り付けられることにより、モジュール枠体２５と継手部材３２とが締結される。これにより、連結部５４では、継手部材３２を用いてモジュール枠体２４および２５が連結される。また、連結部５４では、連通部３２３により支持部２４ｂおよび２５ｂが連通されるとともに、開口部２４ｆおよび２５ｆが溝状部３２３ａと対応する位置に配置されている。ここで、開口部２４ｆおよび２５ｆが溝状部３２３ａと対応する位置に配置されているとは、開口部２４ｆおよび２５ｆの少なくとも一部が、溝状部３２３ａに重なる位置にあることを示している。

［連結部５５］
連結部５５では、図１９に示すように、モジュール枠体２５の他方端部に当接面２５ｇが形成されており、その当接面２５ｇにモジュール枠体２１の他方端部が突き当たるようにされている。この当接面２５ｇは、外側面２５ｃから延びるように形成されており、モジュール枠体２１の他方端部の端面を塞ぐように構成されている。なお、当接面２５ｇの長さはモジュール枠体２１の幅とほぼ同じである。そして、当接面２５ｇには上下方向に所定の間隔を隔てて２つのねじ挿入孔（図示省略）が形成されており、そのねじ挿入孔を介しておねじ６３（図２参照）がモジュール枠体２１のめねじ部２１ｅ（図３参照）に取り付けられることにより、モジュール枠体２５および２１が連結される。

また、モジュール枠体２１の内側面２１ｄには、水分を排出するための開口部２１ｆが形成されている。この開口部２１ｆは、トラック状（角丸長方形状）に形成されており、モジュール枠体２５の内側面２５ｄを跨ぐように形成されている。このため、開口部２１ｆは、支持部２１ｂの内部を外気に連通するとともに、支持部２１ｂの内部と支持部２５ｂの内部とを連通する機能を有する。なお、開口部２１ｆは、支持部２１ｂにめねじ部２１ｅが形成されているため、たとえば、切削加工により形成される。

−補助枠体−
補助枠体２６は、図２０に示すように、モジュール枠体２１および２４の間に架けられている。この補助枠体２６は、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であり、太陽電池モジュール本体１０の下方に、モジュール枠体２２および２５と平行に配置されている。この補助枠体２６は、一方端部がモジュール枠体２１に連結され、他方端部がモジュール枠体２４に連結されている。モジュール枠体２４と補助枠体２６とは、モジュール枠体２４の長さ方向における中央部近傍で連結されている。

なお、モジュール枠体２１と補助枠体２６との連結は、たとえば、ねじなどの締結部材（図示省略）を用いて行われる。また、モジュール枠体２４と補助枠体２６との連結についても同様である。また、図２０は補助枠体２６を説明するための図であり、太陽電池モジュール１００ａの各辺の比は図２０に示すものに限定されない。

−効果−
本実施の形態では、上記のように、各段の横方向における端部に配置される太陽電池モジュール１００ａを五角形に形成するとともに、その太陽電池モジュール１００ａの３つの角部が直角であり、２つの角部が鈍角であることによって、太陽電池モジュール１００ａが鋭角の角部を有していないことにより、設置作業時に作業員がけがをするのを抑制することができるので、安全性の向上を図ることができる。

また、本実施の形態では、太陽電池モジュール１００を横桟５０１に取り付けることによって、太陽電池モジュール１００ａの下側の横辺１０１ａを太陽電池モジュール１００ｃの上側の横辺１０２ｃよりも長くすることができる。これにより、太陽電池モジュール１００ａの下側の横辺１０１ａと太陽電池モジュール１００ｃの上側の横辺１０２ｃとが同じ長さである場合に比べて、受光面積の向上を図ることができる。なお、太陽電池モジュール１００ａの下側の横辺１０１ａを太陽電池モジュール１００ｃの上側の横辺１０２ｃよりも長くしても、太陽電池モジュール１００ａの連結部５５を横桟５０１に固定することができる。

また、本実施の形態では、各段の太陽電池モジュール１００ａの斜辺１０５ａを直線上に配置するとともに、外側の縦辺１０４ａを上側の横辺１０２ａよりも短くすることによって、所定の太陽電池モジュール１００ａの斜辺１０５ａと１段下の太陽電池モジュール１００ａの斜辺１０５ａとの間の距離を短くすることができるので、太陽電池アレイ５００の美観の向上を図ることができる。

また、本実施の形態では、太陽電池モジュール１００ａの下側に太陽電池モジュール１００ｃを縦方向において連なるように配置することによって、太陽電池モジュール１００ｃが千鳥格子状に配置される場合に比べて、各段の太陽電池モジュール１００ｃの横方向における位置合わせを行いやすいので、太陽電池モジュール１００ｃの設置作業を行いやすくすることができる。

−他の実施の形態−
なお、今回開示した実施の形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施の形態において、図２１に示す第１変形例のように、太陽電池アレイ６００がダミーピース６０１を備えていてもよい。ダミーピース６０１は、平面的に見て三角形状に形成されており、所定の太陽電池モジュール１００ａと１段下の太陽電池モジュール１００ａとに隣接配置されている。具体的には、ダミーピース６０１は、所定の太陽電池モジュール１００ａの外側の縦辺１０４ａの外側に配置されるとともに、１段下の太陽電池モジュール１００ａの上側の横辺１０２ａの上側に配置されており、所定の太陽電池モジュール１００ａの斜辺１０５ａと１段下の太陽電池モジュール１００ａの斜辺１０５ａとを結ぶように形成されている。このように、ダミーピース６０１を設けた場合には、太陽電池アレイ６００の外側（外縁）を斜めの直線にすることができるので、美観の向上を図ることができる。なお、ダミーピース６０１は、本発明の「化粧部材」の一例である。

また、本実施の形態では、各段の端部に太陽電池モジュール１００ａおよび１００ｂが配置される例を示したが、これに限らず、図２２に示す第２変形例のように、太陽電池アレイ７００の下段側に太陽電池モジュール１００ａおよび１００ｂが設けられていなくてもよい。すなわち、上段側に比べて強度が要求される下段側を矩形状の太陽電池モジュール１００ｃおよび１００ｄのみで構成するようにしてもよい。たとえば、半切妻の屋根に、太陽電池アレイを設置する場合、屋根全体を有効に利用することが可能となる。この第２変形例では、１段目および２段目の両端部に、太陽電池モジュール１００ｃよりも横方向における長さが大きい矩形状の太陽電池モジュール１００ｄが配置されている。なお、太陽電池モジュール１００ｄは、本発明の「第１太陽電池モジュール」の一例である。

また、本実施の形態では、太陽電池アレイ５００が５段である例を示したが、これに限らず、太陽電池アレイが何段であってもよい。

また、本実施の形態では、太陽電池アレイ５００の最上段に矩形状の太陽電池モジュール１００ｃが設けられていない例を示したが、これに限らず、太陽電池アレイの最上段に矩形状の太陽電池モジュールが設けられていてもよい。

また、本実施の形態では、開口部２１ｆ、２３ｆ、２４ｆおよび２５ｆが形成される例を示したが、これに限らず、水分を排出するための開口部が形成されていなくてもよい。

また、本実施の形態では、継手部材３１（３２）に連通部３１３（３２３）を形成する例を示したが、これに限らず、継手部材に連通部が形成されていなくてもよい。

また、本実施の形態では、支持部２３ｂの外側面２３ｃおよび内側面２３ｄにボルト挿入孔２３ｇを形成する例を示したが、これに限らず、支持部２３ｂの外側面２３ｃのみにボルト挿入孔２３ｇを形成し、外側面２３ｃ側からモジュール枠体２３と継手部材３１とをねじ止めするようにしてもよい。なお、モジュール枠体２４および２５についても同様である。

また、本実施の形態の連結部５４において、ボルト４３（４４）が挿入されるボルト挿入孔３２１ａおよび２４ｅ（３２２ａおよび２５ｅ）にねじ山が形成され、ボルト４３（４４）とボルト挿入孔３２１ａおよび２４ｅ（３２２ａおよび２５ｅ）とが螺合するようにしてもよい。また、ボルト挿入孔３２１ａおよび２４ｅ（３２２ａおよび２５ｅ）にねじ山が形成されておらず、ボルト４３（４４）とボルト挿入孔３２１ａおよび２４ｅ（３２２ａおよび２５ｅ）とが螺合していなくてもよい。なお、連結部５３についても同様である。

１００ａ、１００ｂ 太陽電池モジュール（第２太陽電池モジュール）
１０１ａ 下側の横辺
１０２ａ 上側の横辺
１０３ａ 内側の縦辺
１０４ａ 外側の縦辺
１０５ａ 斜辺
１００ｃ、１００ｄ 太陽電池モジュール（第１太陽電池モジュール）
１０２ｃ 上側の横辺
５００、６００、７００ 太陽電池アレイ
５０１ 横桟
６０１ ダミーピース（化粧部材）

Claims (7)

1. 横桟に取り付けられる複数の太陽電池モジュールを備える太陽電池アレイであって、
   前記複数の太陽電池モジュールは、行列状に配置されており、平面的に見て矩形状の第１太陽電池モジュールと、平面的に見て五角形状の第２太陽電池モジュールとを含み、
   前記第２太陽電池モジュールは、３つの角部が直角であるとともに、２つの角部が鈍角であり、
   所定の前記第２太陽電池モジュールの１段下には、１段下の前記第１太陽電池モジュールおよび前記第２太陽電池モジュールが配置されており、
   前記１段下の第１太陽電池モジュールは、前記所定の第２太陽電池モジュールと縦方向において隣接するように配置され、
   前記１段下の第２太陽電池モジュールは、前記１段下の第１太陽電池モジュールと横方向において隣接するように配置され、
   前記所定の第２太陽電池モジュールの下側の横辺は、前記１段下の第１太陽電池モジュールの上側の横辺よりも長くなるように構成されており、前記１段下の第１太陽電池モジュールの上側の横辺に隣接配置されるとともに、前記１段下の第２太陽電池モジュールの上側の横辺に隣接配置されていることを特徴とする太陽電池アレイ。
2. 請求項１に記載の太陽電池アレイであって、
   前記第１太陽電池モジュールは、縦方向において対応するように配置されていることを特徴とする太陽電池アレイ。
3. 請求項１または２に記載の太陽電池アレイであって、
   前記所定の第２太陽電池モジュールの下側の横辺の長さは、前記１段下の第１太陽電池モジュールの上側の横辺の長さと、前記１段下の第２太陽電池モジュールの上側の横辺の長さとの合計よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする太陽電池アレイ。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽電池アレイであって、
   前記所定の第２太陽電池モジュールと横方向において隣接配置されるとともに、前記１段下の第２太陽電池モジュールと縦方向において隣接配置される化粧部材を備えることを特徴とする太陽電池アレイ。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の太陽電池アレイであって、
   最上段から最下段までの各段の横方向における端部に前記第２太陽電池モジュールが配置されることを特徴とする太陽電池アレイ。
6. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の太陽電池アレイであって、
   上段側の各段の横方向における端部に前記第２太陽電池モジュールが配置され、
   下段側の各段には前記第１太陽電池モジュールのみが配置されることを特徴とする太陽電池アレイ。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の太陽電池アレイであって、
   前記第２太陽電池モジュールは、下側の横辺と、前記下側の横辺よりも短い上側の横辺と、前記下側の横辺と前記上側の横辺とを結ぶ内側の縦辺と、前記内側の縦辺よりも短い外側の縦辺と、前記上側の横辺と前記外側の縦辺とを結ぶ斜辺とを含むことを特徴とする太陽電池アレイ。

Images