JP2014134037A - 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの架台取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】施工が容易な太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの架台取付け構造を提供する。
【解決手段】太陽電池モジュールの架台取付け構造は、太陽電池モジュール１００の補助枠７が補助枠用桟８１の上にある構造である。
【選択図】図５

Description

本発明は、太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの架台取付け構造に関し、特に補助枠を有する太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの架台取付け構造に関する。

太陽電池を屋外に設置する際には、太陽電池モジュールの強度を確保するために、太陽電池パネルの外周領域を枠体に嵌め込んだ太陽電池モジュールとすることが、広く行われている。

また近年、太陽電池モジュールの大型化がすすんでおり、風雨等で太陽電池モジュールにかかる荷重で太陽電池パネルにゆがみが生じることがあり、対策が必要とされている。対策の一例として、補助枠を用いることが行われている。補助枠は、一般に、太陽電池モジュールの一対の枠体の相互間に架設されるとともに、太陽電池パネルを裏面側から保持するように配置される。

特許文献１に、補強部材を有する太陽電池モジュールの架台へ取付け構造が開示されている。架台には補強部材の固定される位置に引っ掛け構造の金具がねじにて固定されており、太陽電池モジュールを設置する際に、補強部材の対向する面の底面を金具の固定部に嵌め込んだ後に、長辺側枠材をネジで固定する構造を有している。

特開平９−１４８６１２号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構造では、太陽電池モジュールを設置する際、補強部材の対向する面の底面を金具の固定部に嵌め込んだ後に、架台へ太陽電池モジュールの長辺側枠材をねじで固定するため、架台と太陽電池モジュールの位置関係が正確である必要がある。すなわち、太陽電池モジュールの設置の際に、高い施工の精度が求められるという課題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、施工が容易な太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの架台取付け構造を提供することにある。

太陽電池パネルと太陽電池パネルの外周領域を嵌め込んだ枠体と補助枠とを有する太陽電池モジュールの架台取付け構造は、架台が概ね平行に配置された枠体用桟と補助枠用桟を有し、補助枠は補助枠用桟の上にあることを特徴としている。

本発明によれば、施工が容易な太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの架台取付け構造を提供することができる。

本発明の実施形態１に係るものであって、太陽電池モジュールの受光面側からみた平面図である。 本発明の実施形態１に係るものであって、太陽電池モジュールを裏面側からみた平面図である。 本発明の実施形態１に係るものであって、図１に示す太陽電池モジュールのＡ−Ａ´線に沿った端面図である。 本発明の実施形態１に係るものであって、太陽電池モジュールの架台取付け構造を受光面側からみた平面図である。 本発明の実施形態１に係るものであって、図４に示す太陽電池モジュールの架台取付け構造のＢ−Ｂ´線に沿った端面図である。 本発明の実施形態２に係るものであって、太陽電池モジュールを示す端面図である。 本発明の実施形態２に係るものであって、太陽電池モジュールの架台取付け構造を示す端面図である。 本発明の実施形態２に係るものであって、補助枠用桟を斜めから見た図である。 本発明の実施形態３に係るものであって、太陽電池モジュールの架台取付け構造を受光面側からみた平面図である。

本発明の太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの架台取付け構造について、図面を参照しながら以下に説明する。

〔実施形態１〕
図１ないし図５を参照して、本実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。

図１は、本発明の実施形態１に係る太陽電池モジュールを受光面側からみた平面図であり、図２は、裏面側からみた平面図である。受光面とは、光エネルギーを電力に変換するために太陽電池セルが光を受ける側の面である。裏面とは、受光面の反対側の面である。

太陽電池モジュール１００は、少なくとも太陽電池パネル２と、枠体３と、補助枠７とを有する。

太陽電池パネル２は、受光面側の保護部材と裏面側の保護部材とで、太陽電池セル１を挟み込んだ構成を有している。本実施形態においては、太陽電池セル１として、結晶系シリコンウエハを用いた太陽電池セルを用いており、受光面側の保護部材と太陽電池セルとの間、及び裏面側の保護部材と太陽電池セルとの間に封止樹脂を配置している。

十分な出力電力を得るために、複数の太陽電池セル１を、内部配線４を用いて電気的に接続している。正極側と負極側それぞれの内部配線４の一端は端子ボックス５に接続されており、端子ボックス５から正極側と負極側の２本の引き出し線６を引き出している。

本実施形態においては、略長方形の太陽電池パネル２を用いており、太陽電池パネル２の外周領域に枠体を嵌め込んだ構成とした。枠体３は、枠片３１、枠片３２、枠片３３、枠片３４の４個の枠片を相互に連結することで構成している。枠体を太陽電池パネルの外周領域に嵌め込むことで、太陽電池太陽電池パネルの端面からの水分の侵入を防ぐとともに、太陽電池モジュールの強度を確保することができる。また、太陽電池パネルと枠体との間に緩衝材を入れてもよい。太陽電池パネルと枠体との間の接着強度を増すことができる。

補助枠７は、太陽電池モジュールの対向する枠片３１及び枠片３３にほぼ平行に配置し、枠片３２、枠片３４の相互間に架設した。枠片３２と補助枠７、枠片３４と補助枠７は、それぞれねじにより接続した。補助枠７は、太陽電池パネルを裏面側から保持するように配置した。補助枠７を配置することで、受光面側から太陽電池モジュール１００にかかる荷重、いわゆる正荷重に対する強度を上げることができる。補助枠７を例えばシリコーン系接着剤を用いて、太陽電池パネル１２の裏面側の保護部材に接着させてもよい。接着させることにより、裏面側から太陽電池モジュール１００にかかる荷重、いわゆる負荷重に対する強度を上げることができるとともに、太陽電池パネルが破損した場合も、破損片が飛散することを防ぐことができる。

図３は、図１に示す太陽電池モジュールのＡ−Ａ´線に沿った端面図である。対向する枠片３１と枠片３３のほぼ中央に補助枠７を配置した。補助枠７は、支持部７０１と底部７０２を有する。支持部７１１は太陽電池パネルに接するように配置した。

枠片３１は、太陽電池パネル２の受光面に対しほぼ垂直に配置した外壁３１０と、この外壁の上部に水平に形成され、断面が略コの字形をした保持部３１１と、この外壁の下部に水平に形成された底部３１２とを有する。保持部３１１は太陽電池パネルに接するように配置しる。

同様に、枠片３３は、太陽電池パネル２の受光面に対しほぼ垂直に配置した外壁３３０と、この外壁の上部に水平に形成され、断面が略コの字形をした保持部３３１と、この外壁の下部に水平に形成された底部３３２とを有する。保持部３１１は太陽電池パネルに接するように配置している。

次に、図４ないし図５を参照して、本実施形態に係る太陽電池モジュールの架台取付け構造について説明する。

図４は、太陽電池モジュールの架台取付け構造を受光面側からみた平面図である。複数の桟を、地面にほぼ平行に配置しており、桟８として、枠体用桟８１と補助枠用桟８２の２種類の桟を用いた。枠体用桟８１と補助枠用桟８２は、交互に配置した。枠体用桟８１は、太陽電池モジュール１００の枠体３を固定するものであり、補助枠用桟８２は、補助枠７を載せるものである。本実施形態においては、略長方形の太陽電池モジュールの短辺がほぼ地面に平行になるように、４枚×３枚の計１２枚の太陽電池モジュールを配置した。

図５は図４に示す太陽電池モジュールの架台取付け構造のＢ−Ｂ´線に沿った端面図である。枠体用桟８１と枠体３１の底部３１２、及び枠体用桟８１と枠体３３の底部３３２をねじ９でしめることにより、太陽電池モジュール１００を固定した。固定は、ねじを用いた方法に限定されるものではなく、クリップ固定等の他の方法を用いても良い。

補助枠用桟８２の上に補助枠７の底部７０２がくるように配置した。補助枠７の底部７０２と補助枠用桟８２は接するだけであり、ねじ等を用いた固定は行っていない。このような太陽電池モジュールの架台取付け構造とすることで、太陽電池モジュールを設置する際の工程数が減り、施工が容易となった。また、補助枠をねじ等で固定しない構造としたことにより、補助枠と補助枠用桟との間の位置関係の高い精度が必要なくなったため、施工コストを抑えることが可能となった。

太陽電池モジュールを設置した際に、補助枠７の底部７０２と補助枠用桟８２が接していることは必須ではなく、補助枠用桟８２の上に補助枠７の底部７０２がくれば良い。補助枠用桟８２と補助枠７の底部７０２の間に隙間があっても良い。太陽電池モジュールに正荷重がかかりたわんだ際に、補助枠用桟８２と補助枠７が接する構造としておけば、太陽電池モジュールの破損を防ぐことができるからである。

本実施形態においては、１本の補助枠を有する太陽電池モジュールの補助枠の下に、補助枠用桟を配置した太陽電池モジュールの架台取付け構造について示した。太陽電池モジュールに補助枠を２本配置し、補助枠の下に補助枠用桟を配置しなかった場合と比較したところ、太陽電池モジュールに対してかかる正荷重が大きくなった場合でも、太陽電池モジュールの破損を防ぐことができることがわかった。よって、軽量でより強度の高い構造の太陽電池モジュールを得ることができたといえる。軽量化は、補助枠の数を、複数本ではなく１本としたことで実現したものである。

本実施形態においては、略長方形の太陽電池モジュールの短辺がほぼ地面に平行になるように配置した場合について述べたが、長辺がほぼ地面に平行になるように配置しても良いことはいうまでもない。

また、本実施形態においては、枠体用桟と補助枠用桟の２種類の桟を用いた場合について述べたが、同じ構造の桟を枠体用と補助枠用として用いても良い。

また、本実施形態においては、太陽電池モジュールの補助枠が１本の場合について述べたが、補助枠が複数本である場合についても同様であることは言うまでもない。例えば、補助枠が太陽電池モジュールの短辺側の枠片に平行に２本存在する場合には、補助枠用桟を２本とする。より具体的には、補助枠が1本の場合は、図４に示したように、枠体用桟８１と補助枠用桟８２を交互に配置する構造としているが、補助枠を２本とした場合は、枠体用桟８１、補助枠用桟８２、補助枠用桟８２、枠体用桟８１の順に桟を並べればよい。実施形態２ないし実施形態４についても同様である。

また、枠体の形状は、本実施形態で示した形状に限定されるものではない。例えば外壁と平行に保持部と底部に接する内壁を有する構造としても良い。他の実施形態についても同様である。

また、太陽電池セルは、本実施形態に記載の太陽電池に限定されるものではない。結晶系だけでなく薄膜系のシリコン太陽電池セルを用いても良く、化合物太陽電池セル、有機太陽電池セル等のシリコン系以外の太陽電池セルを用いても良い。他の実施形態についても同様である。

〔実施形態２〕
本発明の別の例を、実施形態２を用いて示す。実施形態２の実施形態１と異なる点は、太陽電池モジュールの補助枠の高さと、補助枠用桟の形状である。以下に、図６ないし図８を参照して、本実施形態に係る太陽電池モジュールの架台取付け構造について説明する。尚、実施形態１と共通部分の詳細な説明は省略する。

図６は、本実施形態の太陽電池モジュールの構造を、図３と同一の端面で示す端面図である。図６に示すように、補助枠７１は、支持部７１１と底部７１２を有する。支持部７１１の太陽電池パネルと接する面、言い換えると支持部７１１の受光面側の面から、底部７１２の裏面側の面までの距離をＨ１とする。

枠片３１は、外壁の上部に水平に形成され、断面が略コの字形をした保持部３１１と、外壁の下部に水平に形成された底部３１２とを有する。保持部３１１は、太陽電池パネル２の受光面側の保持上片３１１（ａ）と、裏面側の保持下片３１１（ｂ）を有する。枠片３１の、保持下片３１１（ｂ）の太陽電池パネル２と接する面、言い換えると保持下片３１１（ｂ）の受光面側の面と、底部３１２の裏面側との間の距離をＨ２とする。

同様に、枠片３３は、外壁の上部に水平に形成され、断面が略コの字形をした保持部３３１と、外壁の下部に水平に形成された底部３３２とを有する。保持部３３１は、太陽電池パネル２の受光面側の保持上片３３１（ａ）と、裏面側の保持下片３３１（ｂ）とを有する。枠片３３の、保持下片３３１（ａ）の太陽電池パネル２と接する面、言い換えると保持下片３１１ｂの受光面側の面と、底部３３２（ｂ）の裏面側の面との間の距離をＨ３とする。

距離Ｈ１と距離Ｈ２と距離Ｈ３とを比較すると、距離Ｈ１は距離Ｈ２より小さくかつ距離Ｈ１は距離Ｈ３より小さい。距離Ｈ２と距離Ｈ３はほぼ同じである。つまり、太陽電池モジュールを、枠片３１の底部３１２と枠片３３の底部３３２が下になるように、平面上に載置すると、補助枠７１の底部７１２は平面に載置しないこととなる。

このように、距離Ｈ１を距離Ｈ２よりも短い構造とすることで、距離Ｈ１を距離Ｈ２と等しい構造とした場合と比較して、補助枠７１を軽量化することが可能となる。部材の量を減らすことが可能となるからである。また、補助枠７１を軽量化することで、太陽電池モジュール１００を軽量化することが可能となる。

図７は、太陽電池モジュールの架台取付け構造を、図５と同一の端面で示す端面図である。図８は、補助枠用桟を斜めから見た図である。

図７及び図８に示すように、補助枠用桟８３には、補助枠用桟の凸部８３１を設けている。補助枠用桟の凸部８３１の上に、補助枠７１の底部７１２がくるように配置している。より詳しくは、補助枠７１の底部７１１の裏面側の面と補助枠用桟の凸部８３１が接する構造となっている。補助枠７の底部７１２と補助枠用桟８２は接するだけであり、ねじ等を用いた固定は行っていない。

また、補助枠７１の底部７１２の幅をＬ１とし、補助枠用桟の凸部８３１の幅をＬ２とする。補助枠７１の底部７１２の幅とは、補助枠が延びている方向と略垂直方向の底部の長さである。補助枠用桟の凸部８３１の幅とは、補助枠用桟が延びている方向と略垂直方向の底部の長さである。Ｌ１よりもＬ２の方が大きくなる構造とした。このような太陽電池モジュールの架台取付け構造とすることで、太陽電池モジュールを設置する際に、補助枠用桟８３と補助枠７１の位置関係がずれた場合でも、補助枠の底部を補助枠用桟の凸部に載せることが可能となり、施工精度の要求を低くすることが可能となる。

〔実施形態３〕
本発明の別の例を、実施形態３を用いて示す。実施形態３の実施形態２と異なる点は、太陽電池モジュールの架台取付け構造における、太陽電池モジュールの配置の仕方である。実施形態３においては、略長方形の太陽電池モジュールの長辺が地面にほぼ平行となるように配置した。

図９は、本実施形態の太陽電池モジュールの架台取付け構造を受光面側からみた平面図である。太陽電池モジュールの配置の仕方以外は、実施形態２と同じであるので、共通部分の詳細な説明は省略する。

太陽電池モジュール１００の補助枠は、地面と垂直な方向に延びていることになるが、実施形態２と同じ構造の枠体用桟８１と補助枠用桟８３を用いることが可能である。補助枠用桟の凸部８３１は、補助枠用桟８３の一部に設けられているものであるからである。

すなわち、太陽電池モジュールの短辺側を地面に平行に配置する場合も、長辺側を地面に平行に配置する場合も、同じ構造の桟を用いることが可能である。いうなれば、太陽電池モジュールの並べ方が変わっても同じ桟を用いることができるため、部材の共通化が可能となり、太陽電池モジュールの設置コストを下げることが可能となる。

〔実施形態４〕
本発明の別の例を、実施形態４を用いて示す。実施形態４の実施形態２と異なる点は、
補助枠用桟における補助枠用桟の凸部の数である。補助枠用桟における補助枠用桟の凸部の数以外は同じであるので、共通部分の詳細な説明は省略する。
補助枠の底部の３箇所と接するように、補助枠用桟に補助枠用桟の凸部が３個設けられている。両端の補助枠用桟の凸部は、太陽電池モジュールの枠片とは接しないように配置した。補助枠用桟の３箇所で補助枠を支えることで、太陽電池モジュールにかかる正荷重に対する強度を上げることが可能となった。

以上、実施形態１から実施形態４について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した４個の実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。

本発明は、太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの架台取付け構造全般に広く適用することができる。

１００ 太陽電池モジュール
１ 太陽電池セル
２ 太陽電池パネル
３ 枠体
３１、３２、３３、３４ 枠片
３１１、３３１ 枠片の保持部
３１１（ａ）、３３１（ｂ） 保持上片
３１１（ａ）、３３１（ｂ） 保持下片
３１２、３３２ 枠片の底部
４ 内部配線
５ 端子ボックス
６ 引き出し線
７、７１ 補助枠
７０１、７１１ 補助枠の支持部
７０２、７１２ 補助枠の底部
８ 桟
８１ 枠体用桟
８２、８３ 補助枠用桟
８３１ 補助枠用桟の凸部
９ ねじ

Claims (5)

1. 太陽電池パネルと前記太陽電池パネルの外周領域を嵌め込んだ枠体と補助枠とを有する太陽電池モジュールの架台取付け構造であって、
   前記架台は概ね平行に配置された枠体用桟と補助枠用桟を有し、
   前記補助枠は前記補助枠用桟の上にある太陽電池モジュールの架台取付け構造。
2. 前記補助枠用桟は、少なくとも１つの凸部を有しており、
   前記補助枠は前記補助枠用桟の凸部の上にある請求項１に記載の太陽電池モジュールの架台取付け構造。
3. 前記補助枠の底部の幅より、前記補助枠用桟の前記凸部の幅が大きい請求項２に記載の太陽電池モジュールの架台取付け構造。
4. 前記補助枠用桟の凸部が複数個ある請求項２または３に記載の太陽電池モジュールの架台取付け構造。
5. 太陽電池パネルと前記太陽電池パネルの外周領域を嵌め込んだ枠体と補助枠とを有する太陽電池モジュールであって、
   前記補助枠の支持部の受光面側の面から底部の裏面側の面までの距離が、
   前記枠体の保持部の保持下片の受光面側の面から底部の裏面側の面までの距離よりも短い太陽電池モジュール。