JP2016089620A - 太陽電池アレイ - Google Patents

Abstract

【課題】耐荷重性を高めた太陽電池アレイを提供する。
【解決手段】太陽電池アレイ１は、棟側に位置する棟側フレーム１２ｂを有する第１太陽電池モジュール４ａと、該第１太陽電池モジュール４ａよりも棟側に位置するとともに、軒側に位置する軒側フレーム１２ａを有する第２太陽電池モジュール４ｂと、棟側フレーム１２ｂが配置される第１部位５ａと、第１部位５ａに対向する部位で設置面３に固定された第２部位５ｂを有する固定部材５と、棟側フレーム１２ｂおよび第１部位５ａを挟む凹部７ａおよび軒側フレーム１２ａが配置される支持部を有するカバー部材７とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽電池アレイに関する。

太陽電池装置の種類の一つとして、太陽電池モジュールが屋根建材を兼ねる屋根材形の太陽電池アレイがある。このような屋根材形の太陽電池アレイに求められる性能の一つに積雪や強風等に対する強度がある。そこで、屋根材形の太陽電池アレイの強度を高めるために、太陽電池モジュールと設置面の間にブロック状のバックアップ材を配置し、太陽電池モジュールをバックアップ材で支持することが行われていた。しかし、バックアップ材を使用すると太陽電池アレイの構成部材が大型化して原材料の使用量が増すと共に輸送効率がよくないことから、太陽電池モジュールの支持構造を簡素化した屋根材形の太陽電池アレイが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−００２２４４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された太陽電池アレイでは、太陽電池モジュールの棟側のフレームよりも外側に延びた部分で屋根の設置面にネジ等で固定している。また、太陽電池モジュールの軒側のフレームは、軒側のフレームの下側に位置する太陽電池モジュールに固定される。このような太陽電池アレイでは、それぞれの太陽電池モジュールの軒側と棟側を支持する支点間の距離が長くなるため、太陽電池モジュールに加わるモーメントが大きくなり耐荷重性が低下しやすい。

本発明の１つの目的は、耐荷重性を高めた太陽電池アレイを提供することにある。

本発明の一形態に係る太陽電池アレイは、棟側に位置する棟側フレームを有する第１太陽電池モジュールと、該第１太陽電池モジュールよりも棟側に位置するとともに、軒側に位置する軒側フレームを有する第２太陽電池モジュールと、前記棟側フレームが配置される第１部位と、前記第１部位に対向する部位で前記設置面に固定された第２部位を有する固定部材と、前記棟側フレームおよび前記第１部位を挟む凹部および前記軒側フレームが配置される支持部を有するカバー部材とを備えている。

本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイによれば、第１太陽電池モジュールの棟側フレームを支持する第１部位に対向する第２部位で設置面に固定することができるため、棟側で第１太陽電池モジュールを設置面に対して固定する部位を、軒側に近付けて位置させることができる。これにより、本実施形態では、第１太陽電池モジュールの軒側および棟側で支持する支点間の距離を小さくすることができるため、太陽電池アレイの耐荷重性を高めることができる。

本発明の一形態に係る太陽電池アレイの一実施様態を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した様子を示す端面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線で切断した様子を示す端面図である。 本発明の一形態に係る太陽電池アレイにおける太陽電池モジュールの一実施形態を説明する図であり、（ａ）は受光面側から見た平面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は図２（ｂ）をＤ−Ｄ’線で切断した様子を示す端面図、（ｄ）は図２（ｂ）をＥ−Ｅ’線で切断した様子を示す端面図である。 本発明の一形態に係る太陽電池アレイにおける太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルの一実施形態太陽電池パネルの一実施形態を説明する図であり、（ａ）は受光面側から見た平面図であり、（ｂ）はＣ−Ｃ’線で切断した様子を示す断面図である。 本発明の一形態に係る太陽電池アレイにおけるテンションバーの一実施形態を説明する斜視図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイを説明する図であり、（ａ）は図１（ｃ）のＧ部に相当する部位を拡大して示す分解斜視図であり、（ｂ）は固定部材を拡大して示す側面図であり、（ｃ）は図１（ｃ）のＦ部を拡大して示す端面図であり、（ｄ）は図１（ｃ）のＧ部を拡大して示す端面図である。 本発明の一形態に係る太陽電池アレイにおける固定部材の一実施形態を示す図面であり、斜め下から見た様子を示す斜視図である。 本発明の一形態に係る太陽電池アレイにおけるカバー部材の一実施形態を示す図面であり、（ａ）はカバー部材を斜め上から見た様子を示す斜視図であり、（ｂ）はカバー部材を斜め下から見た様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイを説明する図であり、（ａ）は図１（ｂ）のＨ部に相当する部位を拡大して示す分解斜視図であり、（ｂ）は図１（ｂ）のＨ部に相当する部位を拡大して示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイを説明する図であり、図１のＨ部を拡大して示す端面図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイを説明する図であり、（ａ）は図１（ｃ）のＩ部に相当する部位を拡大して示す分解端面図であり、（ｂ）は図１（ｃ）のＪ部に相当する部位を拡大して示す分解端面図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイを説明する図であり、（ａ）は図１（ａ）のＫ部に相当する部位を分解して示す分解斜視図であり、（ｂ）は図１（ｂ）のＬ部に相当する部位を拡大して示す側面図である。 本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイを説明する図面であり、図１（ｂ）のＨ部に相当する部位を拡大して示す端面図である。 本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイを説明する図であり、（ａ）は図１（ａ）のＭ部に相当する部位を拡大して示す分解斜視図であり、（ｂ）は固定部材を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイを説明する図であり、（ａ）図１（ａ）のＮ部に相当する部位を分解して示す分解斜視図であり、（ｂ）はアンダーラップの斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、太陽電池アレイを構成する同一名称の部材については同一符号を付すものとし、重複した説明を省略する。また、図面は模式的に示したものであり、各図における構成要素のサイズおよび位置関係等は必ずしも正確に示したものではない。

≪第１実施形態≫
図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、太陽電池アレイ１は、水平面２に対して傾斜した構造物の設置面３上に、複数の太陽電池モジュール４を固定した構造を有する。また、太陽電池アレイ１は、屋根材としての防水性の機能を有するものである。設置面３と
しては、例えば建物の野地である。また、太陽電池アレイ１は、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、固定部材５、テンションバー６およびカバー部材７を有している。なお、図１（ｂ）は、テンションバー６の見えない位置で示す端面図であり、図１（ｃ）はテンションバー６の見える位置で示す端面図である。

また、図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、各太陽電池モジュール４は、太陽電池パネル１１の外周部を複数のフレームで構成されるフレーム１２で固定されている。各太陽電池モジュール４は、棟側（棟側のフレーム）の部位を固定部材５によって固定され、軒側（軒側フレーム）をカバー部材７によって固定される。

なお、以下の説明では、設置面３と水平面２の交線に平行な方向を水平方向Ｘ（以下、Ｘ方向）とし、設置面３に平行でかつ設置面３と水平面２の交線に垂直な方向を傾斜方向Ｙ（以下、Ｙ方向）とし、Ｘ方向およびＹ方向の双方に対して垂直な方向を垂直方向Ｚ（以下、Ｚ方向）とする。

また、Ｙ方向へ隣接して配置された３枚の太陽電池モジュール４のうち、中央に位置する太陽電池モジュールを第１太陽電池モジュール４ａ、第１太陽電池モジュール４ａのＹ方向の上側に位置する太陽電池モジュール４を第２太陽電池モジュール４ｂ、第１太陽電池モジュール４ａのＹ方向の下側に位置する太陽電池モジュールを第３太陽電池モジュール４ｃとする。

また、通常、太陽電池パネル１１の光を受けて発電に寄与する側の面を上面１１ａとし、上面１１ａと反対側の面を裏面１１ｂとする。また、太陽電池アレイ１が設置面３上へ設置された際に、Ｙ方向における上方向側を棟側または＋Ｙ方向とし、Ｙ方向における下方向側を軒側または−Ｙ方向とする。

＜太陽電池モジュール＞
まず、太陽電池モジュール４の具体的な構成例について説明する。

太陽電池モジュール４は、図２に示すように、太陽電池パネル１１を４個のフレーム１２で固定されている。

太陽電池パネル１１は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、主として光を受光する上面１１ａと該上面１１ａの反対側に位置する裏面１１ｂとを有している。また、以下の説明においては、太陽電池アレイ１を設置した際に、太陽電池パネル１１の軒側に位置する長辺を下端（例えば軒側）１１ｃとし、棟側に位置する長辺を上端（例えば棟側）１１ｄとし、一対の短辺を短辺１１ｅとする。また、太陽電池パネル１１の裏面１１ｂには、裏面保護部材１３が設けられている。太陽電池パネル１１は、上面１１ａ側から順に、太陽電池モジュール４の基板を兼ねる透光性基板１４と、熱硬化性樹脂からなる一対の充填材１５と、これら充填材１５に周囲を保護されるとともに、インナーリード１６で互いに電気的に接続された複数の太陽電池素子１７と、裏面保護部材１３とを備えている。太陽電池パネル１１の外形は、例えば矩形状を有している。

また、太陽電池パネル１１の裏面１１ｂには、太陽電池モジュール４の太陽電池素子１７で得られた出力を外部に取り出すための端子ボックス１８が設けられている。

なお、太陽電池パネルの裏面１１ｂは、全く受光（発電に寄与）しないわけではない。例えば、裏面保護部材１３および充填材１５に透光性を有するような材質を用いることによって、非受光面１１ｂ側から入射される光の一部を受けて発電に寄与させることができる。

フレーム１２は、太陽電池パネル１１を保護する機能を有する。フレーム１２は、例えば４個のフレームを組み合わせて構成される。具体的に、フレーム１２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、軒側に配置される軒側フレーム１２ａと、棟側に配置される棟側フレーム１２ｂと、一対の短辺に配置される２個の横側フレーム１２ｃとからなる。

軒側フレーム１２ａは、太陽電池パネル１１の下端（軒側）１１ｃを保護する。棟側フレーム１２ｂは、太陽電池パネル１１の上端（棟側）１１ｄを保護する。横側フレーム１２ｃは、太陽電池パネル１１の短辺１１ｅを保護する。

軒側フレーム１２ａは、図２（ｃ）に示すように、上側の部分にあたる上部１２ａ１と、上部１２ａ１の下側に設けられており、太陽電池パネル１１の下端１１ｃの厚みよりも広く開口し、下端１１ｃを嵌合可能なＵ型断面の嵌合部１２ａ２を有する。また、軒側フレーム１２ａは、上部１２ａ１から−Ｚ方向に延びる側部１２ａ３を有する。また、軒側フレーム１２ａは、側部１２ａ３の下端から太陽電池パネル１１の裏面１１ｂと平行な方向に＋Ｙ方向（棟側方向）に延びるフランジ部１２ａ４を有する。また、側部１２ａ３は、図２（ｄ）に示すように、後述のテンションバー６を固定する第１ねじ８を挿通可能な孔部１２ａ３１を有している。

また、棟側フレーム１２ｂは、図２（ｃ）に示すように、上側の部分にあたる上部１２ｂ１と、上部１２ｂ１の下側に設けられており、太陽電池パネル１１の上端１１ｄの厚みよりも広く開口し、上端１１ｄを嵌合可能なＵ型断面の嵌合部１２ｂ２を有する。また、棟側フレーム１２ｂは、嵌合部１２ｂ２の下側に位置する下部１２ｂ３を有する。また、棟側フレーム１２ｂは、下部１２ｂ３の下側に設けられ、嵌合部１２ｂ２と逆の方向（棟側方向）に開口するＵ型断面の鉤部１２ｂ４を有する。また、鉤部１２ｂ４は、図２（ｂ），（ｄ）に示すように、後述のテンションバー６の連結部６ｃを嵌められるように、テンションバー６の幅よりも大きい幅に切りかかれた切欠部１２ｂ４１を有する。なお、以下で鉤部１２ｂ４のうち、鉤部１２ｂ４の下側の部分を板状部１２ｂ４２とする。

なお、フレーム１２には、例えばアルミニウム材を用いることができる、このような場合、フレーム１２は押し出し成形等で製造すればよい。

裏面保護材１３は、充填材１５を保護する役割を有するものであり、例えば、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、或いは、これらを積層したものが好適に用いられる。

透光性基板１４としては、太陽電池素子１７に光を入射させることができる部材であれば特に限定されないが、例えば、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどのガラスやポリカーボネート樹脂などからなる光透過率の高い基板を用いればよい。また、白板強化ガラスであれば、例えば厚みが３ｍｍ〜５ｍｍであればよい。また、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂基板であれば、例えば厚みが５ｍｍ程度であればよい。

充填材１５は、後述する太陽電池素子１７を封止する役割を有するものであり、例えば、熱硬化性樹脂や、熱可塑性樹脂に架橋剤を含有して熱硬化の特性を持たせた樹脂を、Ｔダイと押出し機によりシート状に成形し切断して用いる。このような熱硬化性樹脂としては、例えばアクリル樹脂、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などが利用可能である。また、熱可塑性樹脂としては、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）やエチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）などの熱可塑性樹脂を主成分とし、それらに架橋剤を含有させたものが好適に用いられる。架橋剤は、熱可塑性樹脂の分子間を結合させる役割を有するものであり、例えば７０〜１８０℃の温度で分解してラジカルを発生する有機過酸化物を用いることができる。有機過酸化物として、例えば２、５−ジメチル−２、５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンやｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシピバレートなどが挙げられ、例えばＥＶＡ１００質量部に対し１質量部程度の割合で含有させることが好ましい。

インナーリード１６は、例えば、厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの銅箔などの配線材の表面全面を２０〜７０μｍ程度メッキやディピングによりハンダコートしたものを用いればよい。

太陽電池素子１７は、例えば、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等からなる平板状の部材が用いられる。このようなシリコン基板を用いる場合は、上述したように、インナーリード１６で隣接するシリコン基板同士を電気的に接続すればよい。また、太陽電池素子１７は、例えば、太陽電池素子１７として、アモルファスシリコンからなる薄膜太陽電池、主に銅−インジウム−ガリウム−セレンの四元化合物からなるＣＩＧＳ系太陽電池、ＣｄＴｅ系太陽電池、または結晶シリコン基板上に薄膜アモルファスを形成した太陽電池等を用いてもよい。

例えば、アモルファスシリコン系太陽電池、ＣＩＧＳ系太陽電池またはＣｄＴｅ系太陽電池を採用する場合、透光性基板上において、アモルファスシリコン層、ＣＩＧＳ層またはＣｄＴｅ層を透明電極等と組み合わせて適宜積層するようにしたものが利用できる。

端子ボックス１８は、変性ポリフェニレンエーテル樹脂（変性ＰＰＥ樹脂）またはポリフェニレンオキサイド樹脂（ＰＰＯ樹脂）からなる箱体内にターミナル板を備えており、さらに端子ボックス１８の外部へ電力を導出する出力ケーブルを備えるものでよい。

＜テンションバー＞
テンションバー６は、太陽電池モジュール４を固定部材５に固定する部材である。テンションバー６は、図４に示すように、一端側に設けられた鉤部６ａと、他端側に設けられた当接部６ｂと、鉤部６ａと当接部６ｂとを連結する短冊状の連結部６ｃとを有する長尺状の部材である。

鉤部６ａは、連結部６ｃと協働してＵ型断面を構成しており、当接部６ｂと相対する方向に開口している。鉤部６ａの開口幅は、太陽電池モジュール４および固定部材５と組み合わせたときに、鉤部６ａと連結部６ｃの間に、棟側フレーム１２ｂの鉤部１２ｂ４と、固定部材５のフランジ部５ａ１および第１突出部５ａ３を挟むことできる幅に開口している。

当接部６ｂは、連結部６ｃの先端を曲折し、連結部６ｃと直交するように設けられた部位である。当接部６ｂは、軒側フレーム１２ａの側部１２ａ３と固定する第１ねじ８を取付けるねじ穴６ｂ１を有している。

このようなテンションバー６は、ステンレスや溶融亜鉛メッキを施した鉄鋼、アルミニウム合金などで形成することができる。

＜固定部材＞
固定部材５は、図５および図６に示すように、固定部材５の長手方向（Ｘ方向）に直交する断面（ＹＺ断面）の方向から見るとＣ字型の断面を有する長尺状の部材である。固定部材５は、太陽電池モジュール４と同じ長さを有する。固定部材５は、太陽電池モジュール４の棟側フレーム１２ｂを支持する第１部位５ａと、第１部位５ａと対向する下側の部
分に設けられた第２部位５ｂとを有する。この第２部位５ｂは、設置面３に固定されている。さらに、固定部材５は、第１部位５ａと第２部位５ｂとを連結する連結部５ｃを有する。

また、第１部位５ａは、連結部５ｃから＋Ｙ方向に張り出したフランジ部５ａ１と、フランジ部５ａ１の先端から上方向へ立設した立設部５ａ２とを有する。また、第１部位５ａは、断面視（ＹＺ断面）した場合において、立設部５ａ２の上端からフランジ部５ａ１と同じ方向に張り出した第１突出部５ａ３と、立設部５ａ２の上端から第１突出部５ａ３と逆の方向に張り出した第２突出部５ａ４とを有する。なお、第１フランジ部５ａ１と第１突出部５ａ３の主面同士は、Ｙ方向において相対する。

第１突出部５ａ３は、太陽電池モジュール４を第１部位５ａ上に配置したときに、太陽電池モジュール４に向かう方向に張り出した部分であり、棟側フレーム１２ｂの鉤部１２ｂ４に挿入される。なお、図６において、第１突出部５ａ３は、立設部５ａ２と直接に接続されず、第２突出部５ａ４と接続しているが、立設部５ａ２と直接接続する形態であっても構わない。

また、固定部材５は、図５（ｂ）に示すように、フランジ部５ａ１、立設部５ａ２および第１突出部５ａ３でＵ型断面を構成することから、フランジ部５ａ１と第１突出部５ａ３との間に軒側フレーム１２の鉤部１２ｂ４の板状部１２ｂ４２を挟むことができる。

また、第２突出部５ａ４は、図５（ｄ）に示すように、太陽電池モジュール４を第１部位５ａ上に配置したときに、太陽電池モジュール４から遠ざかる方向に張り出した部分である。第２突出部５ａ４は、テンションバー６の鉤部６ａの短辺方向の幅よりも大きい幅に切り欠かれた切欠部５ａ４１を有する。この切欠き部５ａ４１には、テンションバー６の鉤部６ａが挿入される。テンションバー６の鉤部６ａが切欠部５ａ４１に挿入されることにより、テンションバー６と固定部材５とが電気的に接続される。これにより、太陽電池モジュール４、固定部材５およびテンションバー６が電気的に接続される。さらに、第２突出部５ａ４は、下方向（−Ｚ方向）に向けて突出したフック部５ａ４２を有する。フック部５ａ４２は、後述するカバー部材７の孔部７ａ３２に嵌まることによって、固定部材５とカバー部材７とを固定することができる。

第２部位５ｂは、張出部５ｂ１と、張出部５ｂ１上に設けられた孔部５ｂ２とを有する。張出部５ｂ１は、第２部位５ｂから上方に張り出すように形成されている。また、張出部５ｂ１の上面は、連結部５ｃから遠ざかる方向に傾斜している。また、孔部５ｂ２は、固定部材５を設置面３に固定する第２ねじ９を挿通する孔である。この第２ねじ９には、例えば木ねじが用いられる。

このような固定部材５は、ステンレスや溶融亜鉛メッキを施した鉄鋼で形成することができる。

＜カバー部材＞
カバー部材７は、図７および図８に示すように、第１太陽電池モジュール４ａの棟側フレーム１２ｂおよび固定部材５の第２突出部５ａ４を挟むＣ型断面の凹部７ａを有している。また、カバー部材７は、第２太陽電池モジュール４ｂの軒側フレーム１２ａのフランジ部１２ａ４が挿入される嵌合部７ｂを有する。

凹部７ａは、図７に示すように、Ｃ型の縦棒に相当する立設部７ａ１と、立設部７ａ１の上部に連結する上部７ａ２と、立設部６ａ１の下部に連結する下部７ａ３とを有する。凹部７ａの上部７ａ２の上面は、第２太陽電池モジュール４ｂの軒側フレーム１２ａを支
持する支持部となる。凹部７ａの下部７ａ３は、テンションバー６の鉤部６ａよりも広い幅に切り欠かれた切欠部７ａ３１を有する。これにより、テンションバー６を取り付けた第１太陽電池モジュール４ａにカバー部材７を取り付ける際に、テンションバー６とカバー部材７との干渉を避けることができる。また、凹部７ａの下部７ａ３は、孔部７ａ３２を有する。凹部７ａの孔部７ａ３２は、太陽電池アレイ１を組み立てたときに、固定部材５のフック部５ａ４２と相対する位置に設けられている。凹部７ａの孔部７ａ３２にフック部５ａ４２が嵌まることによって、カバー部材７と固定部材５との間の位置を固定することができる。

凹部７ａは、その内側に立設部７ａ１から下部７ａ３と同じ方向へ平行に張り出した張出部７ｃを有する。張出部７ｃと下部７ａ３との間の距離は、固定部材５の第２突出部５ａ４の厚みよりも大きいか同じであればよい。これにより、張出部７ｃと下部７ａ３との間に固定部材５の第２突出部５ａ４を嵌めることができる。

また、嵌合部７ｂは、図７に示すように、立設部７ｂ１と、立設部７ｂ１の上側に連結する上部７ｂ２と、立設部７ｂ１の下側に連結する下部７ｂ３とを有する。嵌合部７ｂは凹部７ａと同じ方向へ開口したＣ型の断面を有する。

嵌合部７ｂは下部７ｂ３を、凹部７ａの立設部７ａ１に連結するとともに凹部７ａの上部７ａ２から延在するように設けられている。このため、嵌合部７ｂは凹部７ａよりも＋Ｙ方向側に位置する。

このようなカバー部材７は、アルミニウム合金などで押出成形することで形成することができる。

次に、図５を用いて太陽電池モジュール４の固定部材５に対する固定について詳述する。

まず、図５（ａ）に示すように、−Ｚ方向に向かうに従って太陽電池モジュール４（本実施形態では、第１太陽電池モジュール４ａ）とテンションバー６と固定部材５の順となるように重ねる。このとき、太陽電池モジュール４、テンションバー６および固定部材５の第２突出部５ａ４の＋Ｙ方向側の端部が、＋Ｙ方向へ向かうに従って太陽電池モジュール４、固定部材５、テンションバー６の順となるように配置する。次に、固定部材５およびテンションバー６を太陽電池モジュール４に向けて−Ｙ方向に移動する。これにより、図５（ｃ）に示すように、太陽電池モジュール４の−Ｙ方向側において、テンションバー６の当接部６ｂが太陽電池モジュール４の軒側フレーム１２ａに当接する。その後、第１ねじ８を軒側フレーム１２ａの孔部１２ａ３１に挿通した後にテンションバー６のねじ穴６ｂ１に締結することによって、テンションバー６を太陽電池モジュール４に固定することができる。また、太陽電池モジュール４およびテンションバー６は、第１ねじ８で固定されるため、互いに電気的に接続される。

一方、太陽電池モジュール４の＋Ｙ方向側では、図５（ｄ）に示すように、固定部材５の第１突出部５ａ３が棟側フレーム１２ｂの鉤部１２ｂ４に入り込む。これにより、固定部材５は、太陽電池モジュール４に対して−Ｙ方向の移動を拘束される。

また、テンションバー６の鉤部６ａが棟側フレーム１２ｂの切欠部１２ｂ４１に入り込み、テンションバー６の鉤部６ａが固定部材５の切欠部５ａ４１に入り込む。そして、太陽電池モジュール４の棟側フレーム１２ｂ、固定部材５およびテンションバー６をＸ方向から断面視すると、テンションバー６の鉤部６ａと連結部６ｃとの間に、固定部材５の第１突出部５ａ３およびフランジ部５ａ１と棟側フレーム１２ｂの鉤部１２ｂ４を挟むこと
ができる。このように固定部材５とテンションバー６により、太陽電池モジュール４の棟側は、固定部材５に対する＋Ｙ方向の移動および±Ｚ方向の移動が拘束される。

以上により、太陽電池モジュール４が固定部材５に固定される。

次に、図６〜図９を用いて第１太陽電池モジュール４ａと第２太陽電池モジュール４ｂとをカバー部材７を介して固定する構造について説明する。

まず、第１太陽電池モジュール４ａに装着された固定部材５の孔部５ｂ２を用いて、第２ねじ９で固定部材５の第２部位５ｂを設置面３に固定する。これにより、固定部材５が装着された第１太陽電池モジュール４ａが設置面３に固定される。この際に、固定部材５の孔部５ｂ２の設けられた張出部５ｂ１が、後述のカバー部材７に遮られないことから、第２ねじ９を棟側フレーム１２ｂのＺ方向の下方で締結（固定）することができるまた、固定部材５の孔部５ｂ２に設けられた張出部５ｂ１が、連結部５ｃから遠ざかる方向に傾斜しているため、第２ねじ９を容易に締結することができる。

次に、カバー部材７を第１太陽電池モジュール４ａの棟側フレーム１２ｂに嵌め込む。このとき、図８（ｂ）と図９に示すように、カバー部材７の凹部７ａは、第１太陽電池モジュール４ａの棟側フレーム１２ｂと固定部材５の第２突出部５ａ４を挟みこむ。同時に、図６に示す固定部材５のフック部５ａ４２が、図７に示すカバー部材７の孔部７ａ３２に嵌まるように配置される。これにより、カバー部材７が固定部材５から脱落しないようになる。

なお、カバー部材７は、下部７ａ３に切欠部７ａ３１を設けられているため、テンションバー６を切欠部７ａ３１内に収容することで干渉を避けて、第１太陽電池モジュール４ａに取り付けることができる。これにより、カバー部材７が第１太陽電池モジュール４ａおよび固定部材５に固定される。

次に、第２太陽電池モジュール４ｂをカバー部材７の−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に動かして、第２太陽電池モジュール４ｂの軒側フレーム１２ａのフランジ部１２ａ４を、カバー部材７の嵌合部７ｂに差し込み、第２太陽電池モジュール４ｂをカバー部材７に固定する。より詳細には、第２太陽電池モジュール４ｂの軒側フレーム１２ａは、フランジ部１２ａ４がカバー部材７の上部７ａ２と上部７ｂ２との間に挟まれることによって、Ｚ方向の移動が拘束される。これにより、第２太陽電池モジュール４ｂは、カバー部材７および固定部材５を介して設置面３に固定される。換言すれば、第２太陽電池モジュール４ｂは、第１太陽電池モジュール４ａにカバー部材７を介して固定される。以下、第１太陽電池モジュール４ａの固定と同様に、第２太陽電池モジュール４ｂに取り付けられた固定部材５を設置面３に第２ねじ９で固定する。なお、Ｙ方向に隣接する他の太陽電池モジュール４についても同様の方法（構造）で固定することができる。

次に、設置面３に取り付けた太陽電池アレイ１を例えばメンテナンスする際に太陽電池モジュール４を取り外す方法について図１０を用いて説明する。

まず、図１０（ａ）に示すように、第１太陽電池モジュール４ａとテンションバー６の間を固定する第１ねじ８を取り外し、第１太陽電池モジュール４ａの軒側を−Ｙ方向に移動させる。

第１ねじ８を取り外した際、図１０（ｂ）に示すように、第１太陽電池モジュール４ａの棟側フレーム１２ｂは、固定部材５の第１突出部５ａ３およびテンションバー６の鉤部６ａによってＺ方向および＋Ｙ方向の移動が拘束されているが、−Ｙ方向への移動は許容
されている。そのため、元の位置に固定部材５およびカバー部材７を残した状態で、第１太陽電池モジュール４ａを−Ｙ方向に抜き取ることができる。

一方、固定部材５の第２突出部５ａ４は、フック部５ａ４２がカバー部材７の孔部７ａ３２に挿入されている。さらに、固定部材５の第２突出部５ａ４は、カバー部材７の下部７ａ３と張出部７ｃとの間に挟まれている。これにより、カバー部材７は、第１太陽電池モジュール４ａを取り外しても、固定部材５から脱落しない。

上述のように、本実施形態では、太陽電池モジュール４の点検や交換などのために、太陽電池アレイ１から１枚の太陽電池モジュール４を容易に取り外すことができる。その結果、本実施形態では、定期なメンテナンスが容易になるため、太陽電池アレイ１の出力を維持しやすい。

本実施形態では、第１太陽電池モジュール４ａの棟側フレーム１２ｂと、設置面３に固定される固定部材５の第２部位５ｂとが、設置面３に対する法線方向（Ｚ方向）に並ぶように配置されている。そして、第１太陽電池モジュール４ａおよび第２太陽電池モジュール４ｂを固定するカバー部材７が、第１太陽電池モジュール４ａの棟側フレーム１２ｂおよび固定部材５と別体で構成されている。本実施形態では、固定部材５の第１部位５ａよりも棟側に張り出した嵌合部７ｂを有してはいるが、カバー部材７を別体としたため、カバー部材７に遮られることなく固定部材５の第２部位５ｂに第２ねじ９を取付けて固定しやすい。

また、本実施形態では、第１太陽電池モジュール４ａの軒側と棟側とを支持する支点間の距離を軒側フレーム１２ａと棟側フレーム１２ｂの間の距離以下にすることができるため、第１太陽電池モジュール４ａを支持するＹ方向の支点間の距離を小さくすることができる。これにより、本実施形態では、太陽電池アレイ１を構成する部材に加わるモーメントを低減できるため、太陽電池アレイ１の耐荷重性を高めることができる。

なお、図１および図１１に示すように、太陽電池アレイ１の軒側には屋根材１０が配置されており、太陽電池アレイ１の最も軒側に位置する第３太陽電池モジュール４ｃは、その軒側フレーム１２ａをスターター部材２０によって、屋根材１０上に固定される。

スターター部材２０は、設置面３に当接する第１固定部２０ａを、屋根材１０の棟側の設置面３にネジ止めにより固定されている。スターター部材２０は、第１固定部２０ａから立ち上がる立ち上がり部２０ｂと、立ち上がり部２０ｂの上部から屋根材１０上へ向かう方向に延びる板状の押さえ部２０ｃとを有する。押さえ部２０ｃは、太陽電池モジュールの軒側フレーム１２ａのフランジ部１２ａ４を屋根材１０との間で挟み込む。これにより、第３太陽電池モジュール４ｃは設置面３に固定される。

≪第２実施形態≫
本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイ１について図１２を参照して説明する。図１２に示すように、太陽電池アレイ１を構成するカバー部材７の下部７ｂ３の長さが異なる点で上述の実施形態と相違する。

本実施形態でも、上述の実施形態と同様に、カバー部材７が固定部材５および軒側フレーム１２ａと別体であることから異なる形状のものに換装することができる。このように、本実施形態では、カバー部材７の形状容易に変更できるため、Ｙ方向の長さが種々に異なる屋根材１０に合わせて、太陽電池モジュール４のＹ方向の配置間隔を調整して設置することができる。これにより、本実施形態では、太陽電池アレイ１と屋根材１０のＹ方向の長さを合わせられるため、太陽電池アレイ１と屋根材１０との境の部分でのズレを低減して防水性を高めることができる。

≪第３実施形態≫
本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイ１について図１３を参照して説明する。図１３（ａ）に示すように、本実施形態は、Ｘ方向に隣接する固定部材５同士が、電気的に接続される点で上述の実施形態と相違する。

図１３（ｂ）に示すように、固定部材５は、Ｘ方向の第１端部５ｄに雌ネジを切ったねじ穴５ｅを有し、第１端部５ｄの他端である第２端部５ｆにおいてＸ方向に隣接する他の固定部材５の第１端部５ｄ上に重なる接続部５ｇと、ねじ穴５ｅと重なるように接続部５ｇに設けられた貫通孔５ｈを有する。Ｘ方向に隣接する固定部材５は、第１端部５ｄと第２端部５ｆとが重ね合せられ、第３ねじ１９が貫通孔５ｈを通りねじ穴５ｅに固定されることで、Ｘ方向に隣接する固定部材５同士が電気的に接続される。

前述の通り、太陽電池モジュール４と固定部材５とは電気的に接続されているため、Ｘ方向に隣接する固定部材５同士を電気的に接続すれば、Ｘ方向に隣接する太陽電池モジュール４同士を電気的に接続することができる。

これにより、Ｘ方向に隣接する複数の固定部材５から１つのアース線を接地することで、Ｘ方向に隣接する複数の太陽電池モジュール４を接地できる。その結果、太陽電池アレイ１を施工する工数を低減し、施工性を向上することができる。

≪第４実施形態≫
本発明の他の実施形態に係る太陽電池アレイ１について図１４を参照して説明する。図１４（ａ）に示すように、本実施形態は、太陽電池モジュール４のＸ方向の端部で下側に配置されるアンダーラップ２１を有する点で上述の実施形態と相違する。

図１４（ｂ）に示すように、アンダーラップ２１は、Ｙ方向に延びる平板状の本体部２１ａと、本体部２１ａのＸ方向の両端で＋Ｚ方向に立ち上がるように設けられた第１立設部２１ｂとを有する。さらに、アンダーラップ２１は、本体部２１ａの＋Ｙ方向側に設けられた＋Ｚ方向に立ち上がる第２立設部２１ｃと、第２立設部２１ｃの＋Ｙ方向側に設けられた第２固定部２１ｄとを有する。この第２固定部２１ｄは、第２立設部２１ｃから下垂し、設置面３に接触している。なお、第２立設部２１ｃのＺ方向の高さは、第１立設部２１ｂのＺ方向の高さよりも高い。

アンダーラップ２１は、Ｘ方向に隣接する太陽電池モジュール４の間で、その下側に跨って配置される。また、本体部２１ａの＋Ｙ方向の端部は、太陽電池モジュール４およびカバー部材の＋Ｙ方向の端部よりも、＋Ｙ方向に突き出して配置される。また、第２固定部２１ｄは、設置面３に接触してネジで固定される。一方で、本体部２１ａの−Ｙ方向の端部は、太陽電池モジュール４の軒側フレーム１２ａの嵌合部１２ａ２とフランジ部１２ａ４との間に配置される。

アンダーラップ２１は、Ｘ方向に隣接する太陽電池モジュール４の間から浸入した雨水を本体部２１ａで受けることができる。また、アンダーラップ２１は、Ｙ方向に隣接する太陽電池モジュール４同士の間から棟側に向かって強風により吹き込んだ雨水を第２立設部２１ｃで遮ることができるため、設置面３が雨水で濡れにくくなる。これにより、設置面３の雨水等に起因する傷みを低減できる。また、第２立設部２１ｃは、第１立設部２１ｂよりも大きなＺ方向の高さを有することによって、太陽電池モジュール４同士の隙間から強い空気の流れとともに吹き込む雨滴を効率よく遮ることができる。その結果、雨水銅を本体部２１ａ上で受けることができる。

また、太陽電池モジュール４のフランジ部１２ａ４は、Ｘ方向に沿う一部を切欠かれた排水部（不図示）を有する。これにより、アンダーラップ２１上を流れる雨水を、排水部から太陽電池アレイ１の外側に排水できる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。

例えば、本実施形態に適用できる太陽電池モジュール４としては、上述の実施形態で説明したスーパーストレート構造のものに限られるものではなく、ガラスパッケージ構造または、サブストレート構造などの種々の構造のものに適用可能である。

１：太陽電池アレイ
２：水平面
３：設置面
４：太陽電池モジュール
４ａ：第１太陽電池モジュール
４ｂ：第２太陽電池モジュール
４ｃ：第３太陽電池モジュール
５：固定部材
５ａ：第１部位
５ａ１：フランジ部
５ａ２：立設部
５ａ３：第１突出部
５ａ４：第２突出部
５ａ４１：切欠部
５ａ４２：フック部
５ａ５：嵌合部
５ｂ：第２部位
５ｂ１：張出部
５ｂ２：孔部
５ｃ：連結部
５ｄ：第１端部
５ｅ：ねじ穴
５ｆ：第２端部
５ｇ：接続部
５ｈ：貫通孔
６：テンションバー
６ａ：鉤部
６ｂ：当接部
６ｂ１：ねじ穴
６ｃ：連結部
７：カバー部材
７ａ：凹部
７ａ１：立設部
７ａ２：上部（支持部）
７ａ３：下部
７ａ３１：切欠部
７ａ３２：孔部
７ｂ：嵌合部
７ｂ１：立設部
７ｂ２：上部
７ｂ３：下部
７ｃ：張出部
８：第１ねじ
９：第２ねじ
１０：屋根材
１１：太陽電池パネル
１１ａ：上面
１１ｂ：裏面
１１ｃ：下端（軒側）
１１ｄ：上端（棟側）
１１ｅ：短辺
１２：フレーム
１２ａ：軒側フレーム
１２ａ１：上部
１２ａ２：嵌合部
１２ａ３：側部
１２ａ３１：孔部
１２ａ４：フランジ部
１２ｂ：棟側フレーム
１２ｂ１：上部
１２ｂ２：嵌合部
１２ｂ３：下部
１２ｂ４：鉤部
１２ｂ４１：切欠部
１２ｂ４２：板状部
１２ｃ：横側フレーム
１３：裏面保護部材
１４：透光性基板
１５：充填剤
１６：インナーリード
１７：太陽電池素子
１８：端子ボックス
１９：第３ねじ
２０：スターター部材
２０ａ：第１固定部
２０ｂ：立ち上がり部
２０ｃ：押さえ部
２１：アンダーラップ
２１ａ：本体部
２１ｂ：第１立設部
２１ｃ：第２立設部
２１ｄ：第２固定部

Claims (4)

1. 棟側に位置する棟側フレームを有する第１太陽電池モジュールと、
   該第１太陽電池モジュールよりも棟側に位置するとともに、軒側に位置する軒側フレームを有する第２太陽電池モジュールと、
   前記棟側フレームが配置される第１部位と、前記第１部位に対向する部位で前記設置面に固定された第２部位を有する固定部材と、
   前記棟側フレームおよび前記第１部位を挟む凹部および前記軒側フレームが配置される支持部を有するカバー部材と、を備えた太陽電池アレイ。
2. 前記軒側フレームは、棟側に突出するフランジ部を有しており、
   前記カバー部材は、前記支持部から前記棟側に延在するとともに前記フランジ部が挿入される嵌合部を有する、請求項１に記載の太陽電池アレイ。
3. 前記嵌合部は、前記固定部材の前記第１部位よりも棟側に位置している、請求項２に記載の太陽電池アレイ。
4. 前記棟側フレームは、前記棟側に向けて開口する鉤部を有しており、
   前記固定部材は、前記鉤部に挿入される突出部を有する、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の太陽電池アレイ。

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