JP2015180171A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールにおいて、架台や屋根に傾斜させて設置したとき、強風によって、太陽電池モジュール本体が、枠体であるフレームの上に乗り上げたり、フレームから外れて落下することのない構造を提供する。【解決手段】太陽電池モジュール本体の下辺の周縁部に取り付けられる支持部を有する下枠３０を含み、下辺の裏面と下枠の支持部の上面との間にスペーサ４０と接着層５０を有する構造とすることにより、太陽電池モジュール本体の取り付け強度が向上するとともに、雨水が溜まりにくく、また、積雪が滑落しやすい太陽電池モジュールを得る。【選択図】図３

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関するものである。

近年、地球環境問題への関心が高まりつつある中、自然エネルギーを利用した新しいエネルギー技術が大いに注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用したシステムの関心が高く、特に光電変換効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電は、クリーンなエネルギーを得る手段として広く行われている。

太陽電池素子は、たとえば単結晶シリコン基板や、多結晶シリコン基板を用いて作製されている。太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を電気的に接続して実用的な電気出力が得られるようにしている。

太陽電池モジュール本体は、バックカバー上に直列あるいは並列に接続された複数の太陽電池素子を並べて配置し、さらに、太陽電池素子の受光面側に透明基板（ガラス）を配置した構造となっている。尚、太陽電池素子はＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）などの封止樹脂にて封止されている。

さらに、この太陽電池モジュール本体に、封止部材や接着剤等の緩衝材を介して、太陽電池モジュール本体の外周部に断面がコの字状の枠体を取り付けた構造の太陽電池モジュールが多用されている。

上述のように、太陽電池素子は、その両面を封止樹脂で封止され、太陽電池モジュール本体は、枠体への取り付けに使用されるブチルゴム、シリコーン樹脂などの接着剤、あるいはポリプロピレン系またはポリスチレン系のエラストマー樹脂等で端面が封止され、防水されている。

太陽電池モジュールは、通常、屋根や架台に水平面に対して傾斜して設置され、降雨は太陽電池モジュールの傾斜に沿って流れる。しかしながら、上述の太陽電池モジュールは太陽電池モジュール本体の外周部に枠体を嵌めた構造であるため、太陽電池モジュール本体の受光面部と枠体との間に段差が存在する。この段差のために降雨時に太陽電池モジュールの受光面に雨水が溜まり、その後雨水が蒸発した後に塵や埃、煤煙、砂、花粉、火山灰などの汚れが太陽電池モジュールの受光面に付着してしまい、太陽電池素子へ到達する光の量が減少し、太陽電池モジュールの発電量が低下するという問題あった。

また、太陽電池モジュール上に積雪すると、雪が段差に引っかかるために、落雪しにくくなり、太陽電池モジュール上に雪がとどまって、積雪によって低下した発電量が回復しにくいという問題があった。

このような問題を低減できる太陽電池として、例えば特許文献１（実開昭５８−１４７２６０号公報）には、枠体と、太陽電池モジュール本体の受光面との間の段差をなくした太陽電池モジュールが提案されている。

図２１は特許文献１で開示された太陽電池モジュールを示す図である。太陽電池モジュール１００において、太陽電池モジュール本体１０１は、フレーム１０２に固定されてなり、フレーム１０２は、左右の側壁１０２ａおよび１０２ｂと、上下の側壁１０２ｃおよび１０２ｄからなる。左右の側壁１０２ａ，１０２ｂは太陽電池モジュール本体１０１の上側を押さえているが、上下の側壁１０２ｃおよび１０２ｄは、太陽電池モジュール本体の受光面と略面一になるように形成されている。積雪の滑落を妨げることがないようにするためである。

実開昭５８−１４７２６０号公報

しかしながら、従来例のような太陽電池モジュールでは、架台や屋根に傾斜させて設置したとき、太陽電池モジュール本体下端を受光面側から押さえる構造がないので、強風によって、太陽電池モジュール本体が、枠体であるフレームの上に乗り上げたり、フレームから外れて落下する怖れがあった。

本発明は、上記のような問題を鑑みてなされたものであり、流動性の付着物の滑落を妨げることがなく、太陽電池モジュール本体とフレームとの間の取り付け強度が高い太陽電池モジュールを提供することを目的とするものである。

本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール本体と枠体とを含み、枠体は太陽電池モジュール本体の下辺周縁部に取り付けられる支持部を有する下枠を有するものであって、下辺周縁部の裏面と下枠の支持部の上面との間にスペーサと接着層とを有することを特徴としている。

本発明によれば、太陽電池モジュール本体の下辺周縁部の裏面と下枠の支持部の上面との間にスペーサと接着層を有しているため、太陽電池モジュール本体と枠体との間の取付け強度が高い太陽電池モジュールを得ることができる。

本発明の第１の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの下辺周縁部を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、図１に示す太陽電池モジュールのＡ−Ａ’の断面図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、図１に示す太陽電池モジュールのＢ−Ｂ’の断面図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの製造工程の一部を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの製造工程の一部を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、複数枚の太陽電池モジュールを設置した場合の模式図である。 本発明の第２の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの下辺周縁部の断面図である。 本発明の第３の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールを示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュール角部の部分拡大図である。 本発明の第３の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールのコーナ部材を示す図である。 本発明の第４の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールを示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュール角部の部分拡大図である。 本発明の第４の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールのコーナ部材を示す図である。 本発明の第４の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの分解斜視図である。 本発明の第５の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの下辺周縁部の断面図である。 本発明の第５の実施形態の別の例を示すものであって、太陽電池モジュールの下辺周縁部の断面図である。 本発明の第５の実施形態の別の例を示すものであって、太陽電池モジュールの下辺周縁部の断面図である。 本発明の第６の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールを示す斜視図である。 本発明の第６の実施形態を示すものであって、複数枚の太陽電池モジュールを設置した場合の模式図である。 従来の太陽電池モジュールを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

［実施形態１］
実施形態１に係る太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。

図１は本実施形態の太陽電池モジュールを受光面側からみた様子を模式的に示す斜視図である。

図１において、太陽電池モジュール１は、略矩形の太陽電池モジュール本体１０の各辺に枠体を嵌めこんで形成している。太陽電池モジュール本体１０の側辺１１、１２に、横枠２０、２１をそれぞれ嵌めこんでいる。また、太陽電池モジュール本体１０の下辺１３には、下枠３０を取り付けており、太陽電池モジュール本体１０の上辺１４には、上枠３１を取り付けている。

横枠２０，２１は、太陽電池モジュール本体１０の側辺１１、１２の周縁部の受光面および裏面を覆っている。ここで裏面とは、受光面の逆側にある面である。一方、下枠３０は、太陽電池モジュール本体１０の下辺１３の周縁部に取り付けられているが、太陽電池モジュール本体１０の下辺１３の受光面を覆ってはいない。また、上枠３１は、太陽電池モジュール本体１０の上辺１４の周縁部に取付けられているが、太陽電池モジュール本体１０の受光面を覆ってはいない。上枠及び下枠が太陽電池モジュール本体の周縁部を覆う構造とはなっていないため、枠体の軽量化が可能となった。

太陽電池モジュール１は、横枠２０、２１の長手方向に沿って傾斜して設置され、太陽電池モジュール１上に雨が降った場合には、太陽電池モジュール本体１０の上辺１４から下辺１３に向けて水が流れる。雪が積もった場合も同様に、太陽電池モジュール本体１０の上辺１４から下辺１３に向けて滑落する。よって、汚れや雪によって発電量が低下するという問題を低減することが可能となった。

設置に際しては、太陽電池モジュールは１枚で設置しても良く、複数枚を横枠の長手方向に沿って設置しても良い。また、横枠の長手方向に略垂直の方向に沿って設置しても良く、マトリクス状に設置しても良い。

図２は太陽電池モジュール１を構成する太陽電池モジュール本体１０の下辺１３の周縁部を受光面側からみた斜視図である。横枠２０と横枠２１は省略している。太陽電池モジュール本体１０の下辺１３の周縁部に下枠３０を取付けている。下枠３０は、太陽電池モジュール本体１０の下辺１３の周縁部の受光面は覆っておらず、下辺１３の周縁部の裏面のみを覆っている。太陽電池モジュール本体は、受光面側から透光性基材、封止樹脂、太陽電池セル、封止樹脂、裏面側保護材からなる。透光性基材としてガラス基板を用い、封止樹脂としてＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）を用いた。また、太陽電池セルとして複数の多結晶シリコン太陽電池セルを用い、裏面側保護材としてＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴを積層した多層シートを用いた。また、図２においては記載を省略しているが、太陽電池モジュールとして十分な出力電力を得るために複数の太陽電池セルを、内部配線を用いて直列に電気的に接続した。さらに、太陽電池モジュールは正極側と負極側の２個の引出し電極を有しており、それぞれの引出し電極の一端は太陽電池セルと電気的に接続し、引出し電極の逆側の一端は端子ボックスに電気的に接続した。

本実施形態の太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール本体１０の下辺１３の周縁部の裏面と下枠の支持部の上面との間に、スペーサ４０と接着層５０を有している。スペーサ４０は太陽電池モジュール本体１０の下辺１３に沿って５個配置しており、下枠の支持部のスペーサのない部分は接着層５０で覆われている。スペーサ４０はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）を主成分とする材料を用いて形成した。材料はＥＰＤＭに限る必然性はなく、太陽電池モジュール本体１０を載せても大きく変形せず、耐熱性のある材料であれば良い。太陽電池モジュールの内部配線や引出し電極が、スペーサと近い位置に配置される場合がある。内部配線や引出し電極で発熱がおこった場合に、熱がスペーサに伝わりスペーサが熱変形しないため、耐熱性が必要とされる。

また接着層５０としてシリコーン樹脂を用いた。シリコーン樹脂を用いることにより、下枠と太陽電池モジュール本体との高い接着強度を維持することが可能となった。また、シリコーン樹脂は耐候性が高く、高い接着強度を維持することが可能であるため、太陽電池モジュールの長期信頼性も確保することができる。接着層５０の幅は約２ｃｍとした。ここで、接着層５０の幅とは、下枠３０の長手方向に略垂直となる方向の長さである。

スペーサ４０の主成分であるＥＰＤＭは、接着層５０として用いたシリコーン樹脂よりも常温における硬度が高いため、太陽電池モジュール本体１０の自重でたわみが生じることを防ぐことが可能となる。たわみを確実に防止するためには、スペーサ４０は、少なくとも下枠３０の長手方向のほぼ中央部に配置することが望ましい。太陽電池モジュール本体１０の自重でたわみが生じると、裏面側保護材の中にあるＡｌ層と下枠との距離が短くなり、落雷等により太陽電池モジュールに高電圧がかかった際に、絶縁破壊が発生する恐れがあった。スペーサ４０を配置することで、たわみを防ぎ、太陽電池モジュールの信頼性をより高めることが可能となった。

図３は、図１で示した太陽電池モジュール１のＡ−Ａ’の断面図である。図２で示した太陽電池モジュール本体１０の下辺１３の周縁部を含む斜視図中に示したＡ−Ａ´断面にもあたる。

下枠３０は、アルミニウムの押出加工により形成されてなる。下枠３０は、支持部３２とボックス部３３からなる。支持部３２はボックス部３３の上方にあって、一部はボックス部３３と共有している。ボックス部３３は、上片３３ａと、内側片３３ｂと、下片３３ｃと、外側片３３ｄとが、箱状に連結された形状であり上片３３ａは、支持部３２と共有している。

支持部３２上にスペーサ４０と接着層５０が配置されており、スペーサ４０と接着層５０上に太陽電池モジュール本体１０が載置されている。太陽電池モジュール本体１０の下辺側の端面と下枠３０の支持部３２の端面は、ほぼ同一面としている。ほぼ同一面とすることで、運搬や設置における作業性が良く、意匠性に優れた太陽電池モジュールとすることができる。

ここまで、図２と図３を用いて本実施形態における太陽電池モジュールの下辺と下枠について説明したが、上辺と上枠についても同様である。

図４は、図１で示した太陽電池モジュール１のＢ−Ｂ’断面図である。横枠２０は、アルミニウムの押出加工により形成されてなる。横枠２０は、嵌合部２２と、ボックス部２３とフランジ部２４からなる。嵌合部２２は、ボックス部２３の上方にあり、上片と側片と下片とを連結したＣ字状に形成されている。ボックス部２３は、上片と内側片と下片と外側片が箱状に連結された形状であり、内側には仕切片が形成され、内側片と外側片を連結している。また、内側片の一部にねじ穴部２３ａ、２３ｂが形成されている。嵌合部２２の下片はボックス部の上片と共有している。フランジ部２４は、ボックス部２３の下片を太陽電池モジュール１の内側に向かって延設されたものである。フランジ部２４の先端は少し上方に折り曲げられて形成されている。尚、枠体の構造によっては、仕切片は省略することができる。

弾性体６０は、断面が、嵌合部２２の内壁の形状に合わせてＣ字状に形成されており、嵌合部２２の内壁に密着している。太陽電池モジュール本体１０の側辺１１を横枠２０の嵌合部２２に挿入することにより、横枠２０が太陽電池モジュール本体１０に取り付けられている。嵌合部２２と太陽電池モジュール本体１０に挟まれた弾性体６０は、圧縮されて嵌合部と太陽電池モジュール本体に接触し、枠体にかかった衝撃を太陽電池モジュール本体に伝えにくくする機能を有している。また、太陽電池モジュール本体の側辺側の端面をより確実に封止し、水分等の侵入を防ぐ機能も有している。本実施形態においては、弾性体６０として、エラストマー樹脂を用いた。

太陽電池モジュールは、上辺が高く下辺が低くなるように傾けて架台や屋根に取り付けられる。その際、下枠及び上枠太陽電池モジュール本体の受光面を覆っていないため、水が太陽電池モジュールの受光面をスムーズに流れる。よって、塵やほこりを含む雨水が受光面上に留まって蒸発することにより、受光面に塵やほこりが堆積して発電量が低下することを防ぐことができる。

また、積雪した際も、受光面上の雪がスムーズに滑落するので、長時間受光面に雪が留まって発電量が回復しないといった事象を回避することができる。なお、上枠も下枠と同様の構造であるので、太陽電池モジュールを縦方向に連続して設置しても、積雪の滑落を妨げることがない。

次に、本実施形態の太陽電池モジュールの製造方法について説明する。

図５は、本実施形態の太陽電池モジュールを構成する太陽電池モジュール本体１０の下辺１３に下枠３０を取り付ける工程を示す概略図である。

図５（ａ）に示すように、スペーサ載置工程Ｓ１（Ｓはステップを表す）において、下枠３０の支持部３２にスペーサ４０を５箇所に配置した。スペーサ４０として粘着性を有するものを用いた。よって、この後の工程においても支持部３２とスペーサ４０の相対的な位置が変わることはないため、太陽電池モジュールを安定して生産することが可能となった。本実施形態においては、スペーサは５箇所に配置したがこの数に限るものではない。少なくとも支持部３２の長手方向における両端と、長手方向のほぼ中央部の少なくとも３箇所にスペーサを配置することが望ましい。

次に、図５（ｂ）に示すように、接着層形成工程Ｓ２において下枠３０の支持部３２に接着層５０を配置した。接着層５０としてシリコーン樹脂を用い、スペーサ４０を避けて配置した。その際に、接着層５０の高さがスペーサ４０の高さとほぼ同じになるようにした。接着層５０の高さがスペーサ４０の高さよりも低い場合、接着層５０と下枠３０の支持部３２、あるいは接着性５０と太陽電池モジュール本体１０の裏面との十分な接触面積が確保できなくなり、接着強度が得られなくなる可能性があるためである。また、接着層５０の高さがスペーサ４０の高さよりも高い場合、接着層５０が端面からはみ出し、太陽電池モジュールの意匠性を損ねることになる。よって、接着層の高さがスペーサの高さとほぼ同じになるように配置することが望ましい。

少なくとも支持部３２の長手方向における両端と、長手方向のほぼ中央部の少なくとも３箇所にスペーサ４０を配置しているので、太陽電池モジュール本体の自重でガラス基板の中央部にたわみが生じ、接着層５０が局所的に薄くなることを防ぐことが可能となり、高い接着強度を安定して得ることができるようになった。

次に、図５（ｃ）に示すように、太陽電池モジュール本体を載置する本体載置工程Ｓ３において、スペーサ４０と接着層５０を載置した下枠３０の支持部３２の受光面側に太陽電池モジュールを載置した。

接着層５０として、常温硬化型のシリコーン樹脂を用いたため、加熱を行うことなく接着強度を得ることができた。

図６は、本実施形態の太陽電池モジュールを構成する太陽電池モジュール本体１０の側辺１１と横枠２０の勘合を示す概略図である。側辺１１と横枠２０との勘合について説明するが、側辺１２と横枠２１についても同様である。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール本体１０の側辺１１に弾性体６０として、エラストマー樹脂を嵌め込み、さらに横枠２０の勘合部に太陽電池モジュール本体１０の側辺１１と弾性体６０を嵌め込んだ。弾性体６０は、エラストマー樹脂に限るものではなく、ブチルゴム、シリコーン樹脂や合成ゴム等で形成しても良い。弾性体６０は太陽電池モジュール本体の側辺側の端面が収まるようにＬ字状に曲がっており、端面を包み込むように保護している。

横枠の勘合は、太陽電池モジュール本体に上枠と下枠をつけた後に行っても良く、つける前におこっても良い。本実施形態においては、さらに太陽電池モジュール本体と枠体との接合強度を上げるために、横枠と下枠、横枠と上枠のねじ止めを行った。弾性体６０として接着性のある材料を用いることで、太陽電池モジュール本体と枠体との接着強度をあげても良い。

このような方法で太陽電池モジュールを製造することにより、太陽電池モジュール本体と枠体との接着強度が強い太陽電池モジュールを製造することができる。

また、副次的な効果として複数枚の太陽電池モジュールを載置した際の意匠性を向上させることが可能となった。詳細を図７を用いて説明する。

図７(ｂ)に、従来の太陽電池モジュール２００を、規則性を持って配置した場合を示す。太陽電池モジュール本体にたわみが生じ、下枠２３０と太陽電池モジュール本体を構成するガラス基板との平行性が保つことができないため、全体としての統一感が得にくい。

図７（ａ）に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１のようにスペーサを配置し太陽電池モジュール本体にたわみが生じることを防ぐことによって、複数枚の太陽電池モジュールを載置した際の意匠性を向上させることができた。全体としての統一感が得られたためである。

［実施形態２］
実施形態２に係る太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照し説明する。実施形態１と異なる点は、下枠の構造である。実施形態１と重複する箇所については説明を省略する。

図８に、太陽電池モジュール本体１５の下辺と下枠を示す断面図を示す。図１で示したＡ−Ａ´断面にあたる。下枠３４は、太陽電池モジュール本体１５の下辺１６の周縁部に取り付けられている。太陽電池モジュール本体１５の下辺１６の周縁部の受光面を覆ってはおらず、下枠３４の上端面は、太陽電池モジュール本体１５の受光面と略同一面にある。

より詳しく説明すると、本実施形態の下枠３４の支持部３５はボックス部３６の上方にあって、横片３５ａと縦片３５ｂからなる。横片３５ａの一部はボックス部３６と共有している。支持部３５の縦片３５ｂの先端は、太陽電池モジュール本体の受光面と同じ位置にある。

本実施形態の下枠３４の横片３５ａの受光面側にスペーサ−４１と接着層５１が載置されており、接着層５１は縦片３５ｂに沿っても配置されている。このような構造とすることで、太陽電池モジュール本体１５の下辺１６の周縁部と下枠３５の接着面積が広くなるため、下辺の周縁部と下枠との接着強度を上げることが可能となる。また、下枠３４に縦片３５ｂがあるため、太陽電池モジュールを傾斜させて載置した場合でも、枠体がはずれにくくなる。

太陽電池モジュール本体の上辺と上枠についても同様である。

本実施形態においては、下枠及び上枠の上端面が太陽電池モジュール本体の受光面と略同一面にある場合について述べたが、上端面が受光面より下にあってもよい。

［実施形態３］
実施形態３に係る太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照し説明する。実施形態１と異なる点は、コーナ部材を用いた点である。実施形態１と重複する箇所については説明を省略する。

図９に、本実施形態の太陽電池モジュールを受光面側からみた様子を模式的に示す斜視図を示す。太陽電池モジュール本体１７に２つの横枠、上枠及び下枠が嵌め込まれており、さらに太陽電池モジュール本体１７の４つの角部にコーナ部材７０が設置されている。コーナ部材７０は太陽電池モジュール本体１７の角部を覆うと共に、太陽電池モジュール本体１７の隣り合う２辺に嵌めこんだ枠体とそれぞれ連結している。例えば、図８で示すコーナ部材７０は横枠２５と下枠３７とを連結している。コーナ部材を取り付けることで、太陽電池モジュールを傾斜して設置した際に、太陽電池モジュールの自重によって太陽電池モジュール本体が枠体からはずれることを長期間にわたりより確実に防ぐことができる。

図１０は、本実施形態の太陽電池モジュールの部分拡大図であり、太陽電池モジュールの角部を受光面側から見た図である。コーナ部材７０は、太陽電池モジュール本体１７の上辺に近い部分である上片７１ａが横枠２５に当接する上辺側においては、横枠２５の幅と同じ幅であるが、太陽電池モジュール本体１７の下辺１９を挟持する下辺側は上辺側よりも幅広であり、横枠２５よりも幅広である。コーナ部材７０がより横枠の幅よりも大きい長さにわたって、下辺１９を支えることができるので、太陽電池モジュール本体１７と枠体との取り付け強度を増大させることができる。

また、コーナ部材７０の勘合部７１の受光面は、緩やかなカーブを有しており、太陽電池モジュール本体１７の上辺側から下辺側に向かって連続的に幅を広くしている。すなわち、雨水が溜まりにくく、また、積雪も滑落しやすい形状としている。雨水が溜まりにくい構造であるので、雨水に含まれる塵やほこりが受光面上で蒸発して付着することが少なくなり、防汚効果を発揮して、発電効率の低下を防ぐことができる。また、積雪が滑落しやすいので、太陽電池モジュールの発電機能を速やかに回復することができる。

図１１は、本実施形態の太陽電池モジュールのコーナ部材を示す斜視図である。図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、コーナ部材７０をそれぞれ別方向から見たものである。
コーナ部材７０は、嵌合部７１とボックス部７２と凸部７５からなる。嵌合部７１において、上片７１ａと下片７１ｂで形成される溝部は、太陽電池モジュール本体１７の側辺１８および下辺１９と嵌合する。上片７１ａは、横枠２５に当接する部分よりも、下辺１９に近い部分が幅広になるように形成されている。

また、上片７１ａの縁部は、テーパが付けられて薄くなっており、太陽電池モジュール本体１７の受光面との段差を小さくして、雪や塵やほこりの滞留を軽減している。また、嵌合部７１には切欠き７４が設けられている。

ボックス部７２は、上片と、外側片と、下片と、内側片が順に連結した構造を有し、仕切片が、上片と下片の間に設けられている。上片の一部は、嵌合部７１の下片と共有している。また、枠体に接続する面である枠体接続片には、貫通孔７２ａ、７２ｂが設けられ、貫通孔の間に係合爪７３が設けられている。

凸部７５は、ボックス部７２の下方に形成されており、架台に取り付けるための係合部材と係合するための係合手段として、穴が形成されている。また、太陽電池モジュールを重ねて保管するときのガイドの役割も果たしている。すなわち、太陽電池モジュールを積み重ねたとき、凸部７５が一段下の太陽電池モジュールの切欠き７４に位置する。四隅のコーナ部材７０において、凸部７５が切欠き７４に位置することになり、積み重ねたときに太陽電池モジュールの位置ずれを防ぐことができる。

コーナ部材７０のボックス部７２の空洞部に２本のねじをねじこむことで横枠２５と下枠３７とコーナ部材７０を締結する。本実施形態においては、タッピンねじを用いた。このようにねじ穴部はねじ挿入と同時にねじ山が形成されて勘合する。このようにすることで、太陽電池モジュール本体の角部を太陽電池モジュール本体１７の受光面と、受光面と反対の面の両側から挟持することができる。特に、太陽電池モジュール本体１７の下辺の端を挟持するので、太陽電池モジュール本体１７と枠体の取り付け強度が増し、信頼性が増加する。また、コーナ部材７０は、太陽電池モジュール本体１７の側辺１８と下辺１９とを挟持する。コーナ部材によって、太陽電池モジュール本体の側辺と下辺の両方を１つの部材で挟持することができるので取り付け強度を増大させることができる。すなわち、降雪の滑落を妨げることがなく、太陽電池モジュール本体と枠体との間の取り付け強度がより高い太陽電池モジュールを提供することができる。
［実施形態４］

実施形態４に係る太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照し説明する。実施形態３と異なる点は、コーナ部材の形状である。実施形態３と重複する箇所については説明を省略する。

図１２に、本実施形態の太陽電池モジュールを受光面側からみた様子を模式的に示す斜視図を示す。太陽電池モジュール本体８０の４つの角部にコーナ部材７６を配置している。コーナ部材７６は太陽電池モジュール本体８０を受光面側から抑えながら、太陽電池モジュール本体８０の隣り合う２辺に嵌め込んだ枠体とそれぞれ連結している。よって、太陽電池モジュールを傾斜して設置した際に、太陽電池モジュールの自重によって太陽電池モジュール本体が枠体からはずれることを、長期間にわたりより確実に防ぐことができる。

図１３に、本実施形態の太陽電池モジュールの角部の部分拡大図を示す。図１３は、図１２におけるＡの箇所の拡大図である。

コーナ部材７６の上片７７は、上辺側の幅と下辺側の幅がほぼ同じである。このような形状とすることで、太陽電池モジュール上におちた雨水や雪がより流れおちやすくすることができる。よって、より高い防汚効果を発揮し、発電効率の低下を防ぐことが可能となるとともに、積雪が滑落しやすいため発電機能をより速やかに回復することが可能となる。また、コーナ部材の小型化により、太陽電池モジュールの軽量化も可能となる。

図１４は、本実施形態の太陽電池モジュールのコーナ部材を示す斜視図である。図１４（ａ）、（ｂ）は、コーナ部材７６をそれぞれ別方向から見た図である。コーナ部材７６は、上片７７と支持片７８からなる。上片７７の縁部は、テーパが付けられており、太陽電池モジュールの上辺側から下辺側に向かって雨や雪が流れ落ちやすくなっている。

さらに、コーナ部材７６の支持片７８には複数の凸部７９が設けられている。凸部７９は、横枠の対応する位置に設けられた凸部挿入孔に嵌り込み、コーナ部材の位置づれを防ぐ機能を有する。

図１５は、本実施形態の太陽電池モジュールを分解した様子を示す模式図である。図１５に示すように、本実施形態の太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール本体８０と、横枠２６と下枠３８と緩衝体６１とコーナ部材７６を有している。横枠２６の側面には、水抜き穴２７とねじ貫通孔２８と２個の凸部挿入孔２９とを有し、下枠３８は、ボックス部３９と２個のねじ穴部とを有している。

下枠３８のボックス部３９は、太陽電池モジュールの受光面側に降った雨が枠体をつたい入りこんだり、温度変化により結露によって水分が溜まる場合がある。ボックス部３９に溜まった水分は、横枠２６に設けられた水抜き穴２７を通って排出される。

コーナ部材７６に形成した２個の凸部７９は、横枠２６の側面に設けられた２個の凸部挿入孔２９にそれぞれ挿入される。複数箇所で位置決めをすることにより、コーナ部材７６の位置づれ、特に回転を抑えることが可能となる。本実施形態においては２個の凸部を設けたが、３個以上でも良いことはいうまでもない。

以下に、本実施形態の太陽電池モジュールの製造方法を図１５を参照し説明する。

太陽電池モジュール本体８０の側辺に弾性体６１を嵌め込み、さらに横枠２６の勘合部に太陽電池モジュール本体８０の側辺と弾性体６１を嵌め込んだ。弾性体６１としてエラストマー樹脂からなる成型物を用いた。

次に、スペーサ載置工程において下枠３８の支持部にスペーサを配置し、接着層形成工程において下枠の支持部に接着層を配置した。本実施形態の太陽電池モジュールは、コーナ部材の幅が横枠２６の幅とほぼ同じであるので、下枠３８の長さを太陽電池モジュール本体８０の下辺の長さとほぼ同じにすることができる。よって、より高い接着強度を得ることが可能となった。太陽電池モジュール本体の下辺全体にわたって接着層を配置することができるため、太陽電池モジュール本体と下枠３８の接着面積が増えたためである。

次に、太陽電池モジュール本体を載置する本体載置工程において、スペーサと接着層を載置した下枠の支持部の受光面側に太陽電池モジュール本体を載置した。

次に、１本のねじを、横枠２６に設けたねじ貫通孔２８と下枠３８に設けたねじ穴部に挿入することで、横枠２６と下枠３８を締結した。さらに、コーナ部材７６を、太陽電池モジュール本体８０に嵌め込み、１本のねじをコーナ部材７６に設けたねじ穴と横枠２６に設けられたねじ貫通孔２８と下枠３８に設けたねじ穴部とにねじこむことで、横枠２６と下枠３８とコーナ部材７６を締結した。このようにコーナ部材７６を用いることにより、太陽電池モジュール本体８０と枠体との取付け強度が増し、信頼性を高めることが可能となった。
［実施形態５］

実施形態５に係る太陽電池モジュールについて図面を参照して説明する。実施形態２と異なる点は、下枠及び上枠の形状である。実施形態２と重複する箇所については説明を省略する。

図１６に、太陽電池モジュール本体１５１の下辺の周縁部と下枠を示す断面図を示す。図１で示したＡ−Ａ´断面にあたる。下枠３４１は、太陽電池モジュール本体１５１の下辺１６１の周縁部に取り付けられている。下枠３４１は、太陽電池モジュール本体の下辺１６１の周縁部の受光面を覆ってはおらず、下枠３４１の上端面は、太陽電池モジュール本体１５１の受光面と略同一面にある。

より詳しく説明すると、本実施形態の下枠３４１の支持部３５１は、横片３５１ａと縦片３５１ｂとからなる。横片３５１ａはボックス部３６１と共有している。支持部の縦片３５１ｂの先端は、太陽電池モジュール本体の受光面と同じ位置にある。下枠の横片３５１ａの受光面側にスペーサ−４１１と接着層５１１を配置した。さらに、接着層５１１は縦片３５１ｂに沿っても配置した。このような構造とすることで、スペーサ直下に下枠のボックス部を配置することになり、下辺の周縁部と下枠との間の高い接着強度をより安定して得ることが可能となる。太陽電池モジュール本体を下枠に載置した際に乗じる下枠の支持部の横片の微小なたわみも防ぐことができるためである。

図１７（ａ）、（ｂ）に、下枠の別の例を示す。図１７（ａ）で示した下枠３４２は、突出部３７２を有しており、図１７（ｂ）で示した下枠３４３は固定部３８３を有している。

図１７（ａ）で示した下枠３４２は、下枠３４２を構成する支持部３５２の横片３５２ａがボックス部３６２を越えて突出した部分である突出部３７２を有している。この突出部３７２により、横片３５２ａ上の接着層を載置する面積が増え、下辺の周縁部と下枠との接着強度をあげることが可能となる。また、太陽電池モジュール本体の周縁部から中央部に向かって延びる方向に突出させることにより、スペーサ４１２を横片３５２ａ上に配置する際に、太陽電池モジュール本体のより中央部よりに配置することが可能となり、太陽電池モジュールの生産効率が向上した。スペーサを中央部よりに配置することで、接着層形成工程において接着層を載置する際に、スペーサを避けずに一直線に接着層排出ノズルを動かすことができるようになるためである。

図１７（ｂ）で示した下枠３４３は、下枠３４３を構成するボックス部の下辺に固定部３８３を有する。固定部は、架台に太陽電池モジュールを載置するために使用される。

図１８（ａ）、（ｂ）に、下枠の別の例を示す。下枠はボックス部を有さず伸長部を有している。

図１８（ａ）で示した下枠３４４は、下枠３４４を構成する伸長部３９４が支持部３５４の横片３５４ａとつながっている。

図１８（ｂ）で示した下枠３４５は、支持部３５４の横片３５５ａと縦片３５５ｂが交差する箇所と、下枠３４５を構成する伸長部３９５とがつながっている。

本実地形態に示したいずれの例においても、太陽電池モジュール本体の上枠は下枠と同じ構造を有する。

本実施形態においては、下枠及び上枠の上端面が太陽電池モジュール本体の受光面と略同一面にある場合について説明したが、上端面が受光面より下にあってもよい。

本実施形態においては、下枠として支持部の横片と縦片とを有する構造のものを示したが、縦片のない構造とすることも可能である。

尚、枠体に架台と勘合させるための部分が追加されていてもよいことはいうまでもない。
［実施形態６］

実施形態６に係る太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの設置方法について図面を参照して説明する。実施形態２で説明した太陽電池モジュールと異なる点は、補助枠を有することである。実施形態２と重複する箇所については説明を省略する。

図１９に、本実施形態の太陽電池モジュールを受光面側から見た図を示す。太陽電池モジュール１０００は、略矩形の太陽電池モジュール本体１５６の側辺に、横枠２４６、２４７をそれぞれ嵌めこんだ構造を有する。また、太陽電池モジュール本体１５６の下辺には下枠３４６を取り付けており、太陽電池モジュール本体１５６の上辺には上枠３４７を取り付けている。

横枠２４６、２４７は、太陽電池モジュール本体１５６の側辺の周縁部の受光面および裏面を覆っている。一方、下枠３４６は、太陽電池モジュール本体１５６の下辺の周縁部に取り付けているが、太陽電池モジュール本体１５６の下辺の受光面を覆ってはいない。また、上枠３４７は太陽電池モジュール本体１５６の上辺の周縁部に取付けているが、太陽電池モジュール本体１５６の受光面を覆ってはいない。さらに、太陽電池モジュール本体１５６の裏面側に、横枠に略平行に補助枠２５０を配置した。補助枠２５０の一端を上枠３４７に勘合し、反対側の一端を下枠３４６に勘合した。さらに、補助枠２５０の一部を太陽電池モジュール本体１５６の裏面に接着樹脂で接着した。補助枠２５０の全体を接着してもよく、全く接着しなくても良い。このように補助枠を配置することにより、太陽電池モジュールに荷重がかかった場合でも、太陽電池モジュール本体と枠体との間で高い接着強度を維持することができる。また、太陽電池モジュール本体のたわみを軽減することができるため、設置した際の意匠性を維持することが可能である。

図１９には、補助枠を1本配置した場合について示したが、横枠に略平行に複数本配置してもよい。複数本配置することにより、より安定して太陽電池モジュール本体と枠体との間の高い接着強度を維持することが可能となる。

図２０（ａ）、（ｂ）に、本実施形態の太陽電池モジュール１０００を設置した概略図を示す。図２０（ａ）は、補助枠２５０を１本配置した太陽電池モジュール１０００を設置した場合の概略図であり、図２０（ｂ）は、補助枠２５１を２本配置した太陽電池モジュール２０００を設置した場合の概略図である。

太陽電池モジュール１０００は、横枠の長手方向に沿って傾斜して設置している。設置に際しては架台２０００を横枠の長手方向に略平行に配置し、それらの架台２０００の上に複数の太陽電池モジュール１０００を配置した。受光面側から見た際に、補助枠２５０と架台とは互いに重ならないように設置した。補助枠と架台が重なることを前提とした配置設計としないことで、架台設計・架台部材配置の自由度が確保することができる。補助枠２５１を２本有する太陽電池モジュール２０００についても同様である。

本実施形態においては、横枠の長手方向の長さよりも下枠の長手方向の長さが小さい太陽電池モジュールを図示してきたが、横枠の長手方向の長さよりも下枠の長手方向の長さの方が長い場合についても同様であることはいうまでもない。

以上、実施形態１から実施形態６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６つの実施形態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。

なお、今回開示した実施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。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施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、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 太陽電池モジュール
１０、１５、１７、８０ 太陽電池モジュール本体
１１、１２、１８ 側辺
１３、１６、１９ 下辺
１４ 上辺
２０、２１、２５、２６ 横枠
３０、３７、３８ 下枠
３１ 上枠
４０ スペーサ
５０ 接着層
６０、６１ 弾性体
７０、７６ コーナ部材
２５０、２５１ 補助枠
２０００ 架台

Claims (5)

1. 太陽電池モジュール本体と枠体とを含む太陽電池モジュールにおいて、
   前記枠体は、太陽電池モジュール本体の下辺の周縁部に取り付けられる支持部を有する下枠を含み、
   前記下辺の周縁部の裏面と前記下枠の支持部の上面との間にスペーサと接着層を有する太陽電池モジュール。
2. 前記スペーサは、少なくとも支持部の長手方向における両端とほぼ中央部とに配されている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記スペーサは前記接着層よりも常温における硬度が高い請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記下枠は前記支持部から受光面側に延びる縦片を有し、
   前記縦片の上端面は、前記太陽電池モジュール本体の受光面と略同一面または受光面より裏面側にある請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
5. 前記太陽電池モジュールは、
   前記太陽電池モジュール本体の角部に、コーナ部材を有する請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。

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