JP2015005685A - 太陽光発電モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電モジュールにおいて、専用の部材を使用しなくても、出力取出し用配線を固定可能なもの、等を提供する。
【解決手段】太陽光発電モジュール１は、発電パネル２と、この発電パネル２の周囲に設けられたフレーム枠３と、発電パネル２の背面に取付けられた出力取出し用配線５とを備え、フレーム枠３は、押出成形によって形成されたアルミ合金製の複数の条材で構成され、複数の条材のうちの少なくとも一部の条材の全長に亙って出力取出し用配線５を固定する為の配線固定部１６が一体的に形成され、配線固定部１６は、内方に向って開口する配線固定溝を有する断面Ｃ形に形成され、配線固定溝の開口幅が出力取出し用配線５の直径よりも小さい。
【選択図】図３

Description

本発明は太陽光発電モジュールに関し、特に発電パネルの発電電力を外部に取り出す為の配線をフレーム枠に固定可能なものに関する。

従来から、太陽光エネルギーを利用して電力を生成する為に、屋根の設置面等に複数の太陽光発電モジュールが固定用架台を介して設置された太陽光発電システムが実用に供されている。一般的な太陽光発電モジュールは、１枚の発電パネル、この発電パネルの周囲に設けられたフレーム枠、発電パネルの背面に取付けられた端子ボックス、この端子ボックスから延びる出力取出し用配線等を有している。

ところで、複数の太陽光発電モジュールの設置時には、一般的に、隣接する太陽光発電モジュール同士を出力取出し用配線を介して電気的に接続し、複数の太陽光発電モジュールの発電電力を纏めて外部に出力可能となるように設置する。従って、太陽光発電モジュールのパネル裏面側に引き回される出力取出し用配線は、隣接する太陽光発電モジュール同士を接続可能な長さ以上の長さを有する。

しかし、上記の出力取出し用配線が長くなると、太陽光発電モジュールの運搬時や設置時に、出力取出し用配線が他の部材と干渉して擦れて損傷したり、風雨に曝されて劣化したりする虞があるため、出力取出し用配線を収納又は固定する構造が必要となる。このような問題を解決する為に、従来では、運搬用の梱包材に出力取出し用配線を収納する為の専用のスペースを設けたり、フレーム枠に出力取出し用配線を専用の部材（例えばアルミ金具）を使用して固定する場合がある。

また、例えば、特許文献１の太陽電池モジュールでは、フレーム枠に貫通孔を形成し、この貫通孔の一部を切り欠くことで配線固定用の固定部を形成し、この固定部に出力取出し用配線の途中部に設けられた収縮部材を係合することで、出力取出し用配線をフレーム枠に固定する構造が開示されている。さらに、出力取出し用配線の固定構造ではないが、特許文献２の太陽電池モジュールでは、フレーム枠に導電部材を取り付け、この導電部材にアース用配線をビスを介して固定する構造が開示されている。

特開２０１０−２５１４２０号公報 特開２０１３−３８３３８号公報

しかし、特許文献１の太陽電池モジュールでは、出力取出し用配線に収縮部材を取り付ける構造であり、さらに、特許文献２の太陽電池モジュールでは、導電部材をフレーム枠に取り付ける構造であるので、出力取出し用配線を固定する為の専用の部材（収縮部材や導電部材等）が必要となり、部品点数が増加してコスト高となる上、専用の部材をフレーム枠に取り付けるため、取付工数が増加して手間がかかるという問題がある。

本発明の目的は、太陽光発電モジュールにおいて、専用の部材を使用しなくても、出力取出し用配線を固定可能なもの、等を提供することである。

請求項１の太陽光発電モジュールは、発電パネルと、この発電パネルの周囲に設けられたフレーム枠と、前記発電パネルの背面に取付けられた出力取出し用配線とを備えた太陽光発電モジュールにおいて、前記フレーム枠は、押出成形によって形成されたアルミ合金製の複数の条材で構成され、前記複数の条材のうちの少なくとも一部の条材の全長に亙って前記出力取出し用配線を固定する為の配線固定部が一体的に形成されていることを特徴としている。

請求項２の太陽光発電モジュールは、請求項１の発明において、前記配線固定部は、内方に向って開口する配線固定溝を有する断面Ｃ形に形成され、前記配線固定溝の開口幅が前記出力取出し用配線の直径よりも小さいことを特徴としている。

請求項３の太陽光発電モジュールは、請求項２の発明において、前記フレーム枠は、長方形状に構成され、前記配線固定溝は、１対の長辺フレームを構成する条材に夫々形成されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、フレーム枠は、押出成形によって形成されたアルミ合金製の複数の条材で構成され、複数の条材のうちの少なくとも一部の条材の全長に亙って出力取出し用配線を固定する為の配線固定部が一体的に形成されているので、太陽光発電モジュールの運搬時や設置時には、配線固定部を介して出力取出し用配線をフレーム枠に固定することができる。

従って、出力取出し用配線を固定する為に専用の部材を使用しなくても、出力取出し用配線をフレーム枠に固定可能であるので、部品点数が低減してコストが低減すると共に、取付工数が低減して取付作業の効率が向上する。条材を押出成形する際に配線固定部を同時に一体形成するので、低コストで且つ容易にフレーム枠に配線固定構造を実現できる。

請求項２の発明によれば、配線固定部は、内方に向って開口する配線固定溝を有する断面Ｃ形に形成され、配線固定溝の開口幅が出力取出し用配線の直径よりも小さいので、出力取出し用配線を配線固定溝に固定する場合、出力取出し用配線は、配線固定溝の開口部によって収縮されながら配線固定溝に押し込まれる。故に、出力取出し用配線の弾性変形によって開口部が出力取出し用配線を押圧保持するので、出力取出し用配線を配線固定溝に確実に固定することができる。

請求項３の発明によれば、フレーム枠は、長方形状に構成され、配線固定溝は、１対の長辺フレームを構成する条材に夫々形成されているので、複数の太陽光発電モジュールを長手方向に並べて設置した場合でも、出力取り出し用配線の固定を容易に行うことができる。

本発明の実施例に係る太陽光発電モジュールの斜視図である。 搬送状態における太陽光発電モジュールの裏面図である。 設置状態における太陽光発電モジュールの裏面図である。 フレーム枠の長辺フレームの側面図である。 フレーム枠の長辺フレームの斜視図である。 部分変更形態に係るフレーム枠の長辺フレームの側面図ある。 部分変更形態に係るフレーム枠の長辺フレームの側面図ある。

以下、本発明の実施の形態について実施例に基づいて説明する。

先ず、太陽光発電モジュール１の全体構成について簡単に説明する。
図１〜図３に示すように、太陽光発電モジュール１は、長方形状の発電パネル２、この発電パネル２の四辺全周を取り囲んで保護する金属製のフレーム枠３、発電パネル２の背面に取付けられた出力取出し用配線５等から構成されている。この太陽光発電モジュール１は、例えば、（１．３ｍ〜２．０ｍ）×１．０ｍ程度のサイズに構成され、一般的に複数枚並べて設置されて発電電力を供給する。尚、太陽光発電モジュール１の形状は、長方形状に限らず正方形状や台形状のものであってもよい。

発電パネル２は、平板状の太陽電池セル、この太陽電池セルの表面側を覆うカバーガラス、太陽電池セルを封止する合成樹脂材、この合成樹脂材を覆う保護フィルムからなる背面保護材等から構成されている。この発電パネル２の構造は、一般的な構造なのでこれ以上の詳細な説明は省略する。

この発電パネル２で発電された電力は、パネル裏面側に設けられた端子ボックス４から延びる出力取出し用配線５を介して外部に出力可能である。この出力取出し用配線５は、正極線６と負極線７を有し、これら正極線６と負極線７は、例えば、長さ０．８ｍ〜１．５ｍ程度で且つ直径１０ｍｍ程度のサイズのケーブルである。正極線６の先端部にコネクタ６ａが設けられ、負極線７の先端部にもコネクタ７ａが設けられている。

図３に示すように、長手方向に並べて設置された複数の太陽光発電モジュール１を電気的に接続する場合、正極線６のコネクタ６ａ（又は負極線７のコネクタ７ａ）を隣接する太陽光発電モジュール１の負極線７のコネクタ７ａ（又は正極線６のコネクタ６ａ）に接続することで、隣接する太陽光発電モジュール１同士を電気的に直列接続することができる。

次に、フレーム枠３について説明する。
図１〜図３に示すように、フレーム枠３は、発電パネル２の長辺側を保持する為の対向する１対の長辺フレーム１１と、発電パネル２の短辺側を保持する為の対向する１対の短辺フレーム１２とから長方形状に構成されている。長辺フレーム１１と短辺フレーム１２は、押出成形によって形成されたアルミ合金製の複数の条材で構成されている。フレーム枠３の表面には酸化アルミニウムの絶縁性被膜が形成されている。

尚、長辺フレーム１１と短辺フレーム１２の主要部分は、長辺フレーム１１が係合溝１５と配線固定部１６を備えている以外ほぼ同様の構成であるので、以下の説明では、１つの長辺フレーム１１を中心に説明する。

図４，図５に示すように、長辺フレーム１１は、発電パネル２の１つの長辺の全長に亘って延びるフレーム本体１３、フレーム本体１３の上端部の発電パネル２側に形成された嵌合溝１４、フレーム本体１３の下端部の外側に形成された係合溝１５、出力取出し用配線５を固定する為の配線固定部１６等を備え、これらフレーム本体１３と嵌合溝１４と係合溝１５と配線固定部１６は一体的に形成されている。

フレーム本体１３は、縦壁部１３ａと底壁部１３ｂとから側面視Ｌ字状に形成されている。縦壁部１３ａは、発電パネル２の表面と直交状になるように縦向きに設けられ、底壁部１３ｂは、縦壁部１３ａの下端部に一体的に形成され、発電パネル２側へ延びるように形成されている。

フレーム本体１３の下端部の外周側には、外方に突出した突出部１７が形成され、この突出部１７に上方に開口された浅い溝状の係合溝１５が形成されている。この係合溝１５は、長辺フレーム１１の全長に亙って延びるように形成される。係合溝１５は、太陽光発電モジュール１を固定用架台等に取り付ける際に使用される。

嵌合溝１４は、フレーム本体１３の上端部と、このフレーム本体１３の上端部から発電パネル２側へ突出する上突出片１８と、この上突出片１８の下側に設けられた下突出片１９とから形成され、長辺フレーム１１の全長に亙って延びるように形成されている。

下突出片１９の先端部分は、先端下がりの少し折れ曲がった状態に形成され、下突出片１９の幅方向（図４の左右方向）の全長は、上突出片１８より長く形成されている。嵌合溝１４の断面形状は、発電パネル２の端部の断面形状に適合したほぼ同じ形状に形成されている。嵌合溝１４には、発電パネル２の長辺側外周部が挿入され接着材を介して接着される。

次に、本発明に係る配線固定部１６について説明する。
図４，図５に示すように、配線固定部１６は、出力取出し用配線５を固定する為のものであり、下突出片１９の先端部と底壁部１３ｂの中心部とを接続し且つ長辺フレーム１１の全長に亙って延びる縦板部２１に設けられている。尚、縦板部２１によって下突出片１９と底壁部１３ｂとを連結した構造とすることで、長辺フレーム１１の強度が向上する。

配線固定部１６は、内方に向って開口する配線固定溝２２を有する断面Ｃ形に形成され、且つ長辺フレーム１１の全長に亙って一体的に形成されている。配線固定溝２２の開口部は、縦板部２１の表面と同一平面上に位置するように形成されている。配線固定溝２２の開口幅αは、出力取出し用配線５の直径βよりも小さくなるように形成されている。断面Ｃ形の形状によって、出力取出し用配線５を嵌め込み易く抜け難い構造とすることができる。尚、１対の長辺フレーム１１を構成する条材が、複数の条材のうちの少なくとも一部の条材に相当するものである。

配線固定溝２２の開口部には、互いに接近する方向に延びる上下１対の爪部２３が一体的に形成されている。出力取出し用配線５（正極線６と負極線７）を配線固定溝２２に固定する場合、出力取出し用配線５の表面のビニール被覆を１対の爪部２３によって弾性変形させながら配線固定溝２２に押し込むと、図４に示すように、配線固定溝２２に出力取出し用配線５の断面積の約２／３が収納されると共に、１対の爪部２３が出力取出し用配線５の表面のビニール被覆に係合されることで、出力取出し用配線５を配線固定溝２２に固定することができる。

次に、本発明の太陽光発電モジュール１の作用及び効果について説明する。
太陽光発電モジュール１の搬送時には、図２に示すように、太陽光発電モジュール１の裏面側において、正極線６及び負極線７が撓まないように、正極線６及び負極線７のコネクタ近傍部から中央部分にかけて長辺フレーム１１の配線固定溝２２に夫々嵌め込んで、正極線６及び負極線７をフレーム枠３に夫々固定する。このように出力取出し用配線５を固定することで、太陽光発電モジュール１の搬送時に、出力取出し用配線５が他の部材と干渉して損傷するのを防止可能である。

また、太陽光発電モジュール１の設置時には、図３に示すように、正極線６（又は負極線７）のコネクタを隣接する太陽光発電モジュール１の負極線７（又は正極線６）のコネクタと電気的に接続した後に、正極線６（又は負極線７）のコネクタ近傍部から中央部分にかけて長辺フレーム１１の配線固定溝２２に嵌め込んで、接続状態の正極線６と負極線７をフレーム枠３に固定する。このように出力取出し用配線５をフレーム枠３に固定することで、太陽光発電モジュール１の裏面側から出力取出し用配線５が垂れ下がって屋根面に接することで風雨によって劣化するのを防止可能である。

以上説明したように、フレーム枠３は、押出成形によって形成されたアルミ合金製の複数の条材で構成され、複数の条材のうちの少なくとも一部の条材（長辺フレーム１１）の全長に亙って出力取出し用配線５を固定する為の配線固定部１６が一体的に形成されているので、太陽光発電モジュール１の運搬時や設置時には、配線固定部１６を介して出力取出し用配線５をフレーム枠３に固定することができる。

従って、出力取出し用配線５を固定する為に専用の部材を使用しなくても、出力取出し用配線５をフレーム枠３に固定可能であるので、部品点数が低減してコストが低減すると共に、取付工数が低減して取付作業の効率が向上する。条材を押出成形する際に配線固定部１６を同時に一体形成するので、低コストで且つ容易にフレーム枠３に配線固定構造を実現できる。

また、配線固定部１６は、内方に向って開口する配線固定溝２２を有する断面Ｃ形に形成され、配線固定溝２２の開口幅αが出力取出し用配線５の直径βよりも小さいので、出力取出し用配線５を配線固定溝２２に固定する場合、出力取出し用配線５は、配線固定溝２２の開口部によって収縮されながら配線固定溝２２に押し込まれる。故に、出力取出し用配線５の弾性変形によって配線固定溝２２の開口部（１対の爪部２３）が出力取出し用配線５を押圧保持するので、出力取出し用配線５を配線固定溝２２に確実に固定することができる。

さらに、フレーム枠３は、長方形状に構成され、配線固定溝２２は、１対の長辺フレーム１１を構成する条材に夫々形成されているので、複数の太陽光発電モジュール１を長手方向に並べて設置した場合でも、出力取出し用配線５の固定を容易に行うことができる。

前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
［１］図６に示すように、配線固定部１６Ａは、縦壁部１３ａの中段部から発電パネル２側に延びる水平板部２５の先端に一体的に形成されている。即ち、この配線固定部１６Ａは、長手方向の全長に亙って延び、内方に向って開口する配線固定溝２２Ａを有する断面Ｃ形に形成されている。配線固定溝２２Ａの開口幅αが出力取出し用配線５の直径βよりも小さく形成されている。配線固定溝２２Ａの開口部には、互いに接近する方向に延びる上下１対の爪部２３Ａが形成されている。

［２］図７に示すように、配線固定部１６Ｂは、縦壁部１３ａの中段部の発電パネル２側に一体的に形成されている。即ち、配線固定部１６Ｂは、上方に向って開口する配線固定溝２２Ｂを有する断面Ｃ形に形成されている。配線固定溝２２Ｂの開口幅αが出力取出し用配線５の直径βよりも小さく形成されている。配線固定溝２２Ｂの開口部には、互いに接近する方向に延びる左右１対の爪部２３Ｂが形成されている。

尚、配線固定部１６，１６Ａ，１６Ｂの形状は、出力取出し用配線５が係合可能であれば、断面Ｃ形の形状に限定する必要はなく、断面コ字形やその他の形状に適宜変更可能である。また、１対の爪部２３，２３Ａ，２３Ｂの形状も、特にこの形状に限定する必要はなく、種々の形状に適宜変更可能である。

［３］前記実施例において、前記配線固定部１６は、長辺フレーム１１を構成する条材に一体的に形成されているが、特にこの構造に限定する必要はなく、短辺フレーム１２を構成する条材と長辺フレーム１１を構成する条材の両方に配線固定部１６を形成しても良く、適宜変更可能である。

［４］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

１ 太陽光発電モジュール
２ 発電パネル
３ フレーム枠
５ 出力取出し用配線
１１ 長辺フレーム
１６，１６Ａ，１６Ｂ 配線固定部
２２，２２Ａ，２２Ｂ 配線固定溝

Claims (3)

1. 発電パネルと、この発電パネルの周囲に設けられたフレーム枠と、前記発電パネルの背面に取付けられた出力取出し用配線とを備えた太陽光発電モジュールにおいて、
   前記フレーム枠は、押出成形によって形成されたアルミ合金製の複数の条材で構成され、
   前記複数の条材のうちの少なくとも一部の条材の全長に亙って前記出力取出し用配線を固定する為の配線固定部が一体的に形成されていることを特徴とする太陽光発電モジュール。
2. 前記配線固定部は、内方に向って開口する配線固定溝を有する断面Ｃ形に形成され、
   前記配線固定溝の開口幅が前記出力取出し用配線の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
3. 前記フレーム枠は、長方形状に構成され、
   前記配線固定溝は、１対の長辺フレームを構成する条材に夫々形成されていることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電モジュール。