JP2018038153A - Solar cell module mounting structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュールの搭載構造に関する。 The present invention relates to a mounting structure for a solar cell module.
従来、太陽電池セルを封止した封止層を受光面側に位置する表面層と背面側に位置する背面層で挟持する太陽電池モジュールが提案されている。 Conventionally, a solar cell module has been proposed in which a sealing layer sealing solar cells is sandwiched between a surface layer located on the light-receiving surface side and a back layer located on the back side.
この太陽電池モジュールを車両のルーフとして搭載することが図られている。この場合、太陽電池モジュールは、車幅方向両端がルーフサイドレールに支持されると共に、車両前後方向の端部がフロントヘッダ、リヤヘッダに支持される。 It is intended to mount this solar cell module as a vehicle roof. In this case, both ends of the solar cell module in the vehicle width direction are supported by the roof side rail, and ends in the vehicle front-rear direction are supported by the front header and the rear header.
また、太陽電池モジュールが車両のルーフとして搭載される場合には、軽量化の観点から無機ガラスに換えて樹脂が表面層に採用されることがある。表面層に樹脂が採用された場合には、表面層に無機ガラスが採用された場合と比較して、太陽電池モジュールの剛性が低下する。 Further, when the solar cell module is mounted as a vehicle roof, a resin may be used for the surface layer instead of inorganic glass from the viewpoint of weight reduction. When resin is employed for the surface layer, the rigidity of the solar cell module is reduced as compared with the case where inorganic glass is employed for the surface layer.
そこで、表面層に樹脂が採用された太陽電池モジュールの剛性低下を補うために、ルーフサイドレール間で車幅方向に延在し、下方から太陽電池モジュールを支持する金属製のリインフォースを複数本設け、リインフォースを介して車両のルーフに太陽電池モジュールを取り付ける構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to compensate for the decrease in rigidity of the solar cell module that uses resin for the surface layer, a plurality of metal reinforcements that extend in the vehicle width direction between the roof side rails and support the solar cell module from below are provided. A structure in which a solar cell module is attached to the roof of a vehicle via reinforcement has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかし、上記先行技術では、太陽電池モジュールを車体のルーフに取り付けるのに、金属製のリインフォースを介在させているため、その分だけ車体重量が増加する。この点において、上記先行技術は改善の余地がある。 However, in the above prior art, the weight of the vehicle body increases correspondingly because the metal reinforcement is interposed to attach the solar cell module to the roof of the vehicle body. In this respect, the prior art has room for improvement.
本発明は上記事実を考慮し、車体重量の増加を抑制しつつ、表面層が樹脂から形成された太陽電池モジュールの剛性低下を補う太陽電池モジュールの搭載構造を提供することを目的とする。 In view of the above facts, the present invention has an object to provide a solar cell module mounting structure that compensates for a decrease in rigidity of a solar cell module whose surface layer is made of resin while suppressing an increase in vehicle body weight.
請求項1記載の発明は、発電素子が封止された封止層と、前記封止層における前記発電素子の受光面側に接合された樹脂からなる表面層と、を備え、車体のルーフを構成する車両骨格部材に第1周縁部が固定された太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの前記受光面側と反対側の面に中央部が固定されると共に、前記車両骨格部材に第2周縁部が固定された面状部材と、を有する。 The invention according to claim 1 includes a sealing layer in which the power generation element is sealed, and a surface layer made of resin bonded to the light receiving surface side of the power generation element in the sealing layer, A solar cell module having a first peripheral edge portion fixed to a vehicle skeleton member to be configured, a center portion being fixed to a surface opposite to the light receiving surface side of the solar cell module, and a second peripheral edge to the vehicle skeleton member A planar member having a fixed portion.
この構成によれば、太陽電池モジュールの第1周縁部が車体のルーフを構成する車両骨格部材に固定されると共に、太陽電池モジュールにおいて発電素子の受光面側と反対側の面に中央部が固定された面状部材の第2周縁部が車両骨格部材に固定されている。すなわち、太陽電池モジュールは、直接、車両骨格部材に固定されると共に、面状部材を介して車両骨格部材に固定されている。したがって、無機ガラスと比較して剛性の低い樹脂が表面層に採用された場合でも、太陽電池モジュールが面状部材を介して車両骨格部材に固定されているため、すなわち、太陽電池モジュールが面状部材によって支持されているため、太陽電池モジュールの剛性低下を補うことができる。 According to this configuration, the first peripheral edge portion of the solar cell module is fixed to the vehicle frame member constituting the roof of the vehicle body, and the center portion is fixed to the surface opposite to the light receiving surface side of the power generation element in the solar cell module. The 2nd peripheral part of the made planar member is being fixed to the vehicle frame member. That is, the solar cell module is directly fixed to the vehicle skeleton member and is fixed to the vehicle skeleton member via the planar member. Therefore, even when a resin having low rigidity compared to inorganic glass is adopted for the surface layer, the solar cell module is fixed to the vehicle skeleton member via the planar member, that is, the solar cell module is planar. Since it is supported by the member, it is possible to compensate for a decrease in rigidity of the solar cell module.
一方、この太陽電池モジュールの搭載構造では、太陽電池モジュールの剛性低下を補うために面状部材を追加しただけなので、車体重量の増加が抑制される。 On the other hand, in this solar cell module mounting structure, since a planar member is only added to compensate for the decrease in rigidity of the solar cell module, an increase in vehicle body weight is suppressed.
請求項1記載の発明の太陽電池モジュールの搭載構造は、上記構成としたので、車体重量の増加を抑制しつつ、表面層が樹脂から形成された太陽電池モジュールの剛性低下を補うことができる。 Since the solar cell module mounting structure according to the first aspect of the present invention has the above-described configuration, it is possible to compensate for a decrease in rigidity of the solar cell module in which the surface layer is formed of a resin while suppressing an increase in the weight of the vehicle body.
本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの搭載構造について図1及び図2を参照して説明する。なお、本実施形態に係る太陽電池モジュールの搭載構造は、車体のルーフとして車両骨格部材に取り付けられるものである。また、各図は模式的なものであり、本発明と関連性の低いものは図示を省略している。さらに、図1では、後述するネット部材50の図示を省略している。なお、図1において矢印FRは車両前方、矢印Wは車幅方向、矢印UPは車両上方を示す。
A solar cell module mounting structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In addition, the mounting structure of the solar cell module according to the present embodiment is attached to the vehicle skeleton member as a roof of the vehicle body. Moreover, each figure is typical and the thing with low relevance to this invention is abbreviate | omitting illustration. Further, in FIG. 1, illustration of a
(構成)
図1に示されるように、本実施形態に係る自動車の太陽電池モジュールの搭載構造10は、太陽電池モジュール11が車体12にルーフとして取り付けられるものである。車体12には、太陽電池モジュールの搭載構造10を支持する部材として、車両幅方向両端部に設けられ車両前後方向に延在する一対のルーフサイドレール14A、14Bを備えている。ルーフサイドレール14A、14Bは、フロントピラー16A、16B等と一体的に形成されているものである。
(Constitution)
As shown in FIG. 1, a solar cell
また、ルーフサイドレール14A、14B間には、車幅方向に延在するフロントヘッダ18、リヤヘッダ22が、それぞれ車両前方側と車両後方側に配設されている。
Further, between the
なお、本実施形態に係る太陽電池モジュールの搭載構造10は、車両骨格部材であるルーフサイドレール14A、14Bと、フロントヘッダ18と、リヤヘッダ22とで構成された開口部24に太陽電池モジュール11が取り付けられる構造である。具体的には、太陽電池モジュール11の周縁部がルーフサイドレール14A、14Bと、フロントヘッダ18と、リヤヘッダ22に接合(固定)されるものである。
In the solar cell
太陽電池モジュール11は、図2に示されるように、光透過性を有する表面層30と、表面層30の背面側に配置され発電素子(太陽電池セル)32が封止された封止層34と、封止層34を背面側から支持する背面層36とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
表面層30は、矩形状の樹脂板から形成されている。樹脂板は、例えば、透明で対候性に優れているポリカーボネート(PC)から形成されている。ポリカーボネートからなる樹脂板(PC板)は、耐候性に優れると共に軽量であるため、車両に搭載される太陽電池モジュールの搭載構造10の表面層30として好適である。なお、本実施形態における「樹脂」とは、光透過性を有するものである。
The
なお、表面層30には、図2に示されるように、車両上下方向(封止層34との積層方向)から視て封止層34及び背面層36を覆う中央部30Aと、表面層30の延在方向に沿って中央部30Aの車両外側に位置し、表面層30の外周に沿って位置する周縁部30Bとを備えている。ここで、「(車両)外側」とは、車幅方向又は車両前後方向(表面層30の延在方向)において対象物(例えば、表面層30)の端部側(封止層34と離間する方向の端部側)のことをいい、「(車両)内側」とは車幅方向又は車両前後方向において対象物の中心側(封止層34側)のことをいう。なお、周縁部30Bが、本発明の第1周縁部に相当する。
As shown in FIG. 2, the
封止層34は、複数の発電素子32と、発電素子32を封止する封止材38とから構成されている。複数の発電素子32は、封止層34内に規則的に配置され、封止材38によって封止されている。発電素子32は、シリコン系セル等の周知の発電素子である。封止材38は、透明で弾性や接着性を有するエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)から形成されている。
The
また、図2に示されるように、表面層30の延在方向(例えば、車幅方向)において、封止層34の端部は表面層30の端部よりも車両内側(発電素子32側)に位置している。
Further, as shown in FIG. 2, in the extending direction of the surface layer 30 (for example, the vehicle width direction), the end portion of the
背面層36は、背面板により構成されている。背面板は、表面層30にPCを採用したことによる太陽電池モジュールの搭載構造10のバックリングを防止するために、表面層30と同じPCから形成されている。図2に示されるように、背面層36は、その板厚が略一定であるが、車両外側端部において車両上方(表面層30側)に突出形成された凸部40が外周に沿って形成されている。
The
なお、図2に示されるように、背面層36は、積層方向から視て封止層34を覆うものである。したがって、表面層30の延在方向において、背面層36の端部は封止層34の端部よりも車両外側に位置している。この結果、背面層36の車両外側端部に形成された凸部40は、封止層34の車両外側で車両上方に突出しており、表面層30の下側表面31に当接されると共に、内側表面36Bが封止層34の車両外側端部に当接される。
As shown in FIG. 2, the
したがって、ラミネート加工により、背面層36の上側表面36Aと内側表面36Bが封止層34に接合されると共に、凸部40の上端が表面層30の下側表面31に接合される。
Therefore, the
また、図2に示されるように、表面層30の延在方向(例えば、車幅方向)において、背面層36の端部(凸部40)は表面層30の端部よりも車両内側(発電素子32側)に位置している。したがって、図2に示されるように、表面層30の周縁部30Bに位置する下側表面31は、封止層34又は背面層36と接合されておらず、車両下方に露出している。
Further, as shown in FIG. 2, in the extending direction of the surface layer 30 (for example, the vehicle width direction), the end portion (convex portion 40) of the
図2に示されるように、太陽電池モジュール11の車幅方向端部は、モール44の凹部44Aに嵌合されている。したがって、モール44がルーフサイドレール14A、14Bのフランジ部42(一方のみ図示)上に配設されることによって、太陽電池モジュール11がルーフサイドレール14A、14Bに支持される。また、太陽電池モジュール11の表面層30の周縁部30Bにおける下側表面31とフランジ部42とはウレタン系の接着剤46によって固定されている。
As shown in FIG. 2, the vehicle width direction end portion of the
さらに、太陽電池モジュール11の背面層36の下側表面48(発電素子32の受光面側と反対側の面)には、ネット部材50が接合されている。ネット部材50は、金属製であり、車両上下方向視で背面層36よりも広い矩形状に形成されている。また、ネット部材50の中央部50Aが背面層36の下側表面48の全面に亘って固着されている。さらに、ネット部材50のうち、中央部50Aの外側に位置する周縁部50Bは、ルーフサイドレール14A、14Bのフランジ部42の内側端部に、リベット52を介して固定されている。なお、周縁部50Bが、本発明の第2周縁部に相当する。
Furthermore, the
また、太陽電池モジュール11(表面層30)の車両前後方向端部(周縁部30B)及びネット部材50の周縁部50Bも、同様にしてフロントヘッダ18、リヤヘッダ22に固定されている。
Further, the vehicle longitudinal direction end portion (
(作用)
このように構成された太陽電池モジュールの搭載構造10の作用について説明する。
(Action)
The effect | action of the mounting
太陽電池モジュール11は、図2に示されるように、表面層30がPCから形成されているため、無機ガラスから形成されていた場合と比較して軽量化が達成されている。
As the
また、太陽電池モジュールの搭載構造10では、太陽電池モジュール11の背面層36の下側表面48に中央部50Aが固着されたネット部材50の周縁部50Bがルーフサイドレール14A、14Bのフランジ部42に固定されている。また、フロントヘッダ18とリヤヘッダ22にも同様にして固定されている。このように、太陽電池モジュール11は、ルーフサイドレール14A、14B等に接着剤46で直接固定されると共に、ネット部材50を介してルーフサイドレール14A、14B等に固定(下方から支持)されている。したがって、太陽電池モジュール11の表面層30にPCを採用することによって、表面層30が無機ガラスから形成された場合と比較して太陽電池モジュール11の剛性が低下しても、金属製のネット部材50で下方から支持されることによって太陽電池モジュール11の剛性低下を補うことができる。
Further, in the solar cell
一方、この太陽電池モジュールの搭載構造10において、既成の構造に追加されたのは金属製のネット部材50のみなので、特許文献1のように金属製のリインフォースをルーフサイドレール14A、14B間に複数本掛け渡す構造よりも車体重量の増加を抑制できる。
On the other hand, in this solar cell
さらに、太陽電池モジュール11の一部が陰になることにより太陽電池モジュール11にホットスポットが形成されても、ネット部材50の中央部50Aが、背面層36の下側表面48の全面に亘って接合されているため、ホットスポットの熱が背面層36からネット部材50に熱伝導して拡散される。これにより、太陽電池モジュール11におけるホットスポットの温度上昇が抑制される。
Furthermore, even if a hot spot is formed in the
さらに、太陽電池モジュール11が接着剤46によってルーフサイドレール14A、14B及びフロントヘッダ18、リヤヘッダ22に直接接合されるだけでなく、ネット部材50を介してルーフサイドレール14A、14B及びフロントヘッダ18、リヤヘッダ22に固定されているため、太陽電池モジュール11に大きな荷重が入力された場合にも太陽電池モジュール11が車両の開口部24から離脱することを一層確実に防止又は抑制できる。
Further, the
なお、本実施形態では、表面層30と背面層36がPCから形成され、封止層34がEVAから形成された太陽電池モジュールの搭載構造について説明したが、表面層30、封止層34、背面層36が他の樹脂から形成されている太陽電池モジュールの搭載構造に適用することも可能である。
In the present embodiment, the solar cell module mounting structure in which the
また、本実施形態では、ネット部材50を金属製として説明したが、耐衝撃性が高い材料であれば良い。なお、材料自体の剛性が低い場合には、ネット部材50に張力を付与することが望ましい。また、ネット部材50は、放熱性を考慮すると熱伝導率の高い材料であることが望ましい。さらに、ネット部材50は、ネットでなくても面状の部材であれば良い。また、本実施形態では、ネット部材50が背面層36の下側表面48に全面に亘って接合されていたが、一部に接合しても良い。ただし、ホットスポットに対する放熱性を考慮すると、少なくとも発電素子32が配置されている領域には接合していることが好ましい。
In the present embodiment, the
10 太陽電池モジュールの搭載構造
11 太陽電池モジュール
14A、14B ルーフサイドレール(車両骨格部材)
18 フロントヘッダ(車両骨格部材)
22 リヤヘッダ(車両骨格部材)
30 表面層
30B 周縁部(第1周縁部)
32 発電素子
34 封止層
50 ネット部材(面状部材)
50B 周縁部(第2周縁部)
DESCRIPTION OF
18 Front header (vehicle frame member)
22 Rear header (vehicle frame member)
30
32
50B peripheral edge (second peripheral edge)
Claims (1)
前記太陽電池モジュールの前記受光面側と反対側の面に中央部が固定されると共に、前記車両骨格部材に第2周縁部が固定された面状部材と、
を有する太陽電池モジュールの搭載構造。 A vehicle skeleton member that includes a sealing layer in which the power generation element is sealed and a surface layer made of a resin bonded to the light receiving surface side of the power generation element in the sealing layer, and is a first in a vehicle skeleton member that constitutes the roof of the vehicle body. A solar cell module having a fixed peripheral edge;
A planar member having a center portion fixed to the surface opposite to the light receiving surface side of the solar cell module, and a second peripheral edge portion fixed to the vehicle skeleton member;
A structure for mounting a solar cell module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016168369A JP2018038153A (en) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | Solar cell module mounting structure |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023218693A1 (en) * | 2022-05-12 | 2023-11-16 | 株式会社豊田自動織機 | Functional roof and production method for same |
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2016
- 2016-08-30 JP JP2016168369A patent/JP2018038153A/en active Pending
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