JP2023135343A - 太陽光パネルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】より多くの環境に設置できるフレキシブルな太陽光パネルシステムを提供する。【解決手段】太陽光パネルシステムは、フレキシブルな太陽光発電パネルと、太陽光発電パネルを保持する取付具とを備える。また、取付具は、太陽光発電パネルの縁部を挟持する保持部と、取付具を対象物に固定するための固定用ボルトを挿通可能なボルト挿通孔と、取付具が太陽光発電パネルに取り付けられた取付状態において太陽光発電パネルと平行に延在し、ワイヤーまたはポールを挿通可能な貫通孔とを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、太陽光パネルシステムに関する。

近年、環境保護、省資源、ＣＯ２削減等の観点から、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽光発電システムが急速に普及しており、より大きな発電量を得るために複数枚の太陽光発電パネルを縦横に平面的に並べた太陽光発電アレイが一般化している。

従来、フレキシブルな太陽光発電モジュールを折板屋根に取付ける装置が提案されている（例えば、特許文献１）。本技術は、太陽光発電モジュールの裏面における幅方向の中央部に長手方向に沿って貼着される１又は複数本の中央支持レールと、中央支持レールを折板屋根に取付可能にするために、当該折板屋根に固定される中央支持レール固定具と、太陽光発電モジュールの幅方向の両端部を挟持状態で固定支持するために、折板屋根に固定される一対の両端支持レールとを備える。

また、牽引車体、巻取式フレキシブル封止太陽光発電装置及び電気システムを備える牽引式エネルギー貯蔵室が提案されている（例えば、特許文献２）。本技術では、巻取式フレキシブル封止太陽光発電装置は、牽引車体内に設置され、巻取機械装置及び巻取式フレキシブル太陽光発電ストリップを備え、巻取式フレキシブル太陽光発電ストリップは、巻取機械装置に巻き付けられ、電気システムは巻取式フレキシブル太陽光発電ストリップに接続される。

特開２０１７－１５０２３９号公報 特開２０１９－９９９０号公報

フレキシブルな太陽光発電パネルは、比較的軽量であるが、ある程度の大きさのパネルを設置場所に固定するためには従来の板状のパネルの場合と同様に架台に設置する必要があった。本発明は、より多くの環境に設置できるフレキシブルな太陽光パネルシステムを提供することを目的とする。

太陽光パネルシステムは、フレキシブルな太陽光発電パネルと、太陽光発電パネルを保持する取付具とを備える。また、取付具は、太陽光発電パネルの縁部を挟持する保持部と、取付具を対象物に固定するための固定用ボルトを挿通可能なボルト挿通孔と、取付具が太陽光発電パネルに取り付けられた取付状態において太陽光発電パネルと平行に延在し、ワイヤーまたはポールを挿通可能な貫通孔とを有する。

また、保持部は、締付用ボルトの締め付けにより太陽光発電パネルを挟持すると共に、締め付けにより太陽光発電パネルの表面又は裏面の縁部に突き刺さる突出ピンを有するようにしてもよい。

また、保持部は、太陽光発電パネルの表面側を保持する第１保持部と、太陽光発電パネルの裏面側を保持する第２保持部とを含み、突出ピンは、第１保持部の太陽光発電パネル
の表面と接する位置又は第２保持部の太陽光発電パネルの裏面と接する位置に設けられ、締付用ボルトは、第１保持部と第２保持部とを締結するようにしてもよい。

また、太陽光発電パネルに対して垂直な方向から見た平面視において、貫通孔は、太陽光発電パネルと重なる位置に設けられるようにしてもよい。

なお、課題を解決するための手段に記載の内容は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、より多くの環境に設置できるフレキシブルな太陽光パネルシステムを提供することができる。

図１は、レール部材を用いて設置された太陽光発電装置の一例を示す斜視図である。 図２は、ワイヤーを用いて設置された太陽光発電装置の一例を示す斜視図である。 図３は、太陽光発電装置の取付具の周囲を部分的に示す斜視図である。 図４は、太陽光発電装置の取付具の周囲を部分的に示す分解斜視図である。 図５は、取付具を説明するための図である。 図６は、第１保持部の底面図である。

次に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明は例示であり、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

図１は、レール部材を用いて設置された太陽光パネルシステム１の一例を示す斜視図である。図２は、ワイヤーを用いて設置された太陽光パネルシステム１の一例を示す斜視図である。太陽光パネルシステム１は、フレキシブルな太陽光発電パネル２と、太陽光発電パネル２を取り付けるための取付具３とを備える。太陽光発電パネル２は、光起電力効果により電力を生じさせる太陽電池セル２１をＰＯＥ（Polyolefin Elastomer）等の基材に積層し、光透過率が比較的高い樹脂等の封止材で圧着（例えばラミネート加工）したシートであり、柔軟性を有する。取付具３は、太陽光発電パネル２を、架台や建物の屋根に設けられた取付対象物４に固定することができると共に、ワイヤー７によって空中など任意の位置に吊設することもできる。図１の例では、取付具３は、太陽光発電パネル２の縁部を挟持すると共に、折板屋根５のハゼ部５１に設置された取付対象物４に固定されている。図２の例では、取付具３は、太陽光発電パネル２の縁部を挟持すると共に、ワイヤー７が挿通されて吊設されている。なお、太陽光パネルシステム１が備える太陽光発電パネル２の数は、特に限定されない。また、１つの太陽光発電パネル２を設置するために用いる取付具３の数は、４つには限定されない。太陽光発電パネル２は、ジャンクションボックス６等を介して配線され、送電する。

図３は、太陽光パネルシステム１の取付具３の周囲を部分的に示す斜視図である。図４は、太陽光パネルシステム１の取付具３の周囲を部分的に示す分解斜視図である。なお、図３及び図４に矢印で示すように、便宜上、太陽光発電パネル２と取付具３とが接続された状態（以下、「取付状態」と呼ぶ）における、太陽光発電パネル２の表面側を上、裏面側を下、太陽光発電パネル２の長手方向を左右、太陽光発電パネル２の短手方向を前後として説明する。特に、取付具３については、取付状態における、太陽光発電パネル２の外側の方向を前、太陽光発電パネル２の内側の方向を後と呼ぶものとする。

太陽光発電パネル２は、例えば電気的に直列に接続された複数の太陽電池セル２１を封止材で封止した矩形状の柔軟なシートであり、太陽光発電パネル２の周縁には基材や封止材によって縁部２２が形成されている。太陽電池セル２１は、例えば単結晶シリコン型等のシリコン系や、カルコパイライト系、ＣＩＧＳ（Cu,In,Ga,Se）系等の化合物系等の、
光起電力効果を利用して光エネルギーを電力に変換する部材である。縁部２２は、ＰＯＥ等の樹脂で形成される所定の幅の外枠をいうものとする。

取付具３は、第１保持部３１と第２保持部３２とを含む。取付具３は、例えばアルミニウム等の金属で形成することができるが、材質については特に限定されない。図５は、取付具３を説明するための図である。図５の（Ａ）は、取付具３の正面図である。図５の（Ｂ）は、取付具３の右側面図である。また、図６は、第１保持部３１の底面図である。

第１保持部３１は、段差が付けられた平板状の部材であり、太陽光発電パネル２の表面側を保持する。第２保持部３２は、直方体状の部材であり、太陽光発電パネル２の裏面側を保持する。第１保持部３１と第２保持部３２とは、両者を締結するための締付用ボルト３３によって接続される。締付用ボルト３３の数は特に限定されないが、図４の例では、２つの締付用ボルト３３によって第１保持部３１と第２保持部３２とが互いに回転しないように接続されている。また、第１保持部３１と第２保持部３２とは、取付対象物である取付対象物４の後述するスライド部材４５に対して、固定用ボルト３４を用いて接続される。なお、第１保持部３１は、締付用ボルト３３が挿通されるボルト挿通孔３１１と、固定用ボルト３４が挿通されるボルト挿通孔３１２とを有する。ボルト挿通孔３１１及びボルト挿通孔３１２は、上下方向（取付状態における、太陽光発電パネル２に垂直な方向）に延在している。また、第１保持部３１は、その底面に、第１底面部３１３と、第１底面部３１３よりも第１保持部３１の厚さが薄くなった第２底面部３１４とを有し、段差が付けられている。段差の高さは太陽光発電パネル２の厚さと同一又は略同一であり、第２底面部３１４と第２保持部３２との間に太陽光発電パネル２を挟持することができる。また、図６に示すように、第２底面部３１４には、下方に向かって突出する円錐状の突出ピン３１５が設けられている。突出ピン３１５は、例えばステンレス等の金属で形成することができるが、材質については特に限定されない。締付用ボルト３３又は固定用ボルト３４の締め付けにより、第１保持部３１と第２保持部３２とが締結されると、第１保持部３１と第２保持部３２との間に太陽光発電パネル２を挟持することができると共に、突出ピン３１５が太陽光発電パネル２の縁部２２に突き刺さり、取付具３に対する太陽光発電パネル２の位置ずれが抑制される。特に、突出ピン３１５が太陽光発電パネル２の縁部２２を開孔すれば、太陽光発電パネル２を確実に保持することができる。突出ピン３１５の数は特に限定されないが、図６の例では突出ピン３１５が２つ設けられており、取付具３に対する太陽光発電パネル２の回転も抑制される。

第２保持部３２は、平面形状が第１保持部３１と同一又は略同一である直方体状の部材である。第２保持部３２も、締付用ボルト３３が挿通されるボルト挿通孔３２１と、固定用ボルト３４が挿通されるボルト挿通孔３２２とを有する。ボルト挿通孔３２１及びボルト挿通孔３２２も、上下方向に延在している。ボルト挿通孔３２１には雌ネジが形成されており、締付用ボルト３３と螺合する。また、第２保持部３２は、左右方向に延在する貫通孔３２３を有する。貫通孔３２３には、図３及び図４において二点鎖線で示すワイヤー７を挿通することができる。取付状態において、太陽光発電パネル２に対して垂直な方向（上方）から見た平面視上、貫通孔３２３は、太陽光発電パネル２と重なる位置に設けられている。換言すれば、第１保持部３１の厚さが薄くなった第２底面部３１４と、ワイヤー７を挿通させる貫通孔３２３とが、上下方向に重なる位置に形成され、第１保持部３１の第２底面部３１４と第２保持部３２との間に太陽光発電パネル２を挟持すると、平面視上、貫通孔３２３は、太陽光発電パネル２と重なるようになっている。したがって、ワイ
ヤー７は太陽光発電パネル２の裏側に位置するようになる。なお、図４、図５の例では取付具３から固定用ボルト３４のねじ先が突出し、スライド部材４５と螺合しているが、ワイヤー７を用いて太陽光発電パネル２を吊設する場合にはスライド部材４５及び固定用ボルト３４を使用しないようにしてもよい。

取付対象物４は、レール部材４１と、第１挟持部材４２と、第２挟持部材４３と、アングル部材４４と、スライド部材４５とを含む。レール部材４１は、建築物の屋根や架台に架け渡された横架部材である。レール部材４１の上面には、ガイド溝４１１が長手方向に沿って設けられている。ガイド溝４１１の一対の側壁４１２には、それぞれ係止片４１３（４１３Ａ、４１３Ｂ）がガイド溝４１１内側に向かって突設されている。係止片４１３Ａは、側壁４１２の上端の位置に設けられている。一方、係止片４１３Ｂは、側壁４１２における上端から少し低い位置に設けられており、係止片４１３Ａに比べて相対的に低位に配置されている。２つの係止片４１３は、それぞれレール部材４１（ガイド溝４１１）の長手方向に沿って延設されている。また、レール部材４１の側面には、レール部材４１の側方へ突出すると共に先端部が上下の少なくとも一方へ屈曲して延在する固定溝４１４が、長手方向に沿って形成されている。固定溝４１４は、左右の側壁４１２に、それぞれ複数形成されている。

第１挟持部材４２及び第２挟持部材４３は、折板屋根５のハゼ部５１を挟持するクランプ状の挟持部材を構成する。第１挟持部材４２は、レール部材４１を支持する支持部４２１と、ハゼ部５１の一方の側面に当接する第１当接部４２２と、支持部４２１と第１当接部４２２とを接続すると共に第２挟持部材と接続するためのボルトを挿通させるボルト穴が設けられた第１接続部４２３と、曲面状に凹み、第２挟持部材の端部を回動可能に接続するための凹部４２４とを有する。第２挟持部材４３は、曲面状の外形を有し、凹部４２４と回動可能に接続される凸部４３１と、ハゼ部５１の他方の側面に当接する第２当接部４３２と、凸部４３１及び第２当接部４３２を接続すると共に第１挟持部材と接続するためのボルト４６を挿通させるボルト穴が設けられた第２接続部４３３とを有する。第１挟持部材４２及び第２挟持部材４３は、第１当接部４２２と第２当接部４３２との間に例えばハゼ部５１を挟持した状態でボルト４６を用いて接続され、折板屋根５等に固定することができる。

また、アングル部材４４は、レール部材４１及び第１挟持部材４２を接続するＬ字状に屈曲した板状の部材である。アングル部材４４の第１面４４１は、第１挟持部材４２の支持部４２１上に載置されると共に、支持部４２１と接続するためのボルト４７を挿通させるボルト穴を有する。アングル部材４４の第２面４４２は、第２面の側方へ突出すると共に先端部が下方へ屈曲して延在する係合溝４４３を有する。係合溝４４３は、レール部材４１の固定溝４１４と係合し、レール部材４１を第１挟持部材４２の支持部４２１上に固定する。

スライド部材４５は、雌ネジ部４５１を有し、固定用ボルト３４の雄ネジ部の先端側に連結されるナット状の部材である。また、スライド部材４５は、レール部材４１のガイド溝４１１内をスライド自在に構成されており、これによってレール部材４１の長手方向における任意の位置にスライド部材４５を配設できる。また、ガイド溝４１１の両側部に設けられている係止片４１３は、段違いに設けられているため、スライド部材４５の姿勢を斜めにすることで、レール部材４１の長手方向の任意の位置において、レール部材４１の上側からスライド部材４５をガイド溝４１１内に滑り込ませることができる。また、スライド部材４５は、その側面に段違いに突出する係合部４５２（４５２Ａ、４５２Ｂ）を備える。２つの係合部４５２の上下方向の位置の差は、ガイド溝４１１の両側部に段違いに設けられている２つの係止片４１３の上下方向の差と対応しており、固定用ボルト３４とスライド部材４５とを螺合させることにより、取付具３とレール部材４１とを締結するこ
とができる。

＜その他＞
上述した実施形態の構成は例示であり、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせたり、変更したりすることができる。例えば、取付具３は、太陽光発電パネル２の短辺に取り付けられるようにしてもよい。また、第２保持部３２の貫通孔３２３は、取付状態において、太陽光発電パネル２と平行又は略平行に延在していればよい。また、ワイヤー７に代えて、棒状のポールによって太陽光パネルシステム１を支持するようにしてもよい。また、取付対象物４は、建築物の屋根に設置されるものに限られず、レール部材４１は、例えば架台の一部を構成するものであってもよい。また、取付具３は、太陽光発電パネル２を挟持するための段差部を、第１保持部３１でなく第２保持部３２に有していてもよいし、第１保持部３１及び第２保持部３２の両者に有していてもよい。突出ピン３１５も、第１保持部３１でなく第２保持部３２に設けられていてもよいし、第１保持部３１及び第２保持部３２の両者に設けられていてもよい。

＜効果＞
取付具３によれば、一般的な架台や建築物の屋根に太陽光発電パネル２を設置することもできるし、ボルトで締結するための取付対象物を設置しにくい場所においてはワイヤー７を用いて空中に太陽光発電パネル２を吊設することもできる。ワイヤー７を用いてフレキシブルな太陽光発電パネル２を支持すれば、曲面状の屋根に太陽光発電装置を設置したり、建築物の壁面等に設けられる懸垂幕の昇降装置に太陽光発電装置を設置したりすることも容易になる。また、取付状態において、太陽光発電パネル２を上方から見た平面視上、貫通孔３２３は、太陽光発電パネル２と重なる位置に設けられている。よって、ワイヤー７は太陽光発電パネル２の裏側に位置し、太陽光発電パネル２に影を落とさないため発電効率を向上させることができると共に、太陽光パネルシステム１の意匠性を向上させることができる。なお、太陽光発電パネル２は、メタル・ラップ・スルー（ＭＷＴ）型のバックコンタクト構造を採用するようにしてもよい。このような構造によっても、太陽光発電パネル２にバスバーの影を落とさないため発電効率を向上させることができると共に、太陽光パネルシステム１の意匠性を向上させることができる。

１：太陽光パネルシステム
２：太陽光発電パネル
２１：太陽電池セル
２２：縁部
３：取付具
３１：第１保持部
３１１、３１２：ボルト挿通孔
３１３：第１底面部
３１４：第２底面部
３１５：突出ピン
３２：第２保持部
３２１、３２２：ボルト挿通孔
３２３：貫通孔
３３：締付用ボルト
３４：固定用ボルト
４：取付対象物
４１：レール部材
４２：第１挟持部材
４３：第２挟持部材
４４：アングル部材
４５：スライド部材
４６、４７：ボルト
５：折板屋根
５１：ハゼ部
６：ジャンクションボックス
７：ワイヤー（ポール）

Claims (4)

1. フレキシブルな太陽光発電パネルと、
   前記太陽光発電パネルを保持する取付具と、
   を備え、
   前記取付具は、前記太陽光発電パネルの縁部を挟持する保持部と、前記取付具を対象物に固定するための固定用ボルトを挿通可能なボルト挿通孔と、前記取付具が前記太陽光発電パネルに取り付けられた取付状態において前記太陽光発電パネルと平行に延在し、ワイヤーまたはポールを挿通可能な貫通孔とを有する
   太陽光パネルシステム。
2. 前記保持部は、締付用ボルトの締め付けにより前記太陽光発電パネルを挟持すると共に、前記締め付けにより前記太陽光発電パネルの表面又は裏面の縁部に突き刺さる突出ピンを有する
   請求項１に記載の太陽光パネルシステム。
3. 前記保持部は、前記太陽光発電パネルの表面側を保持する第１保持部と、前記太陽光発電パネルの裏面側を保持する第２保持部とを含み、
   前記突出ピンは、前記第１保持部の前記太陽光発電パネルの表面と接する位置又は前記第２保持部の前記太陽光発電パネルの裏面と接する位置に設けられ、
   前記締付用ボルトは、前記第１保持部と前記第２保持部とを締結する
   請求項２に記載の太陽光パネルシステム。
4. 前記太陽光発電パネルに対して垂直な方向から見た平面視において、前記貫通孔は、前記太陽光発電パネルと重なる位置に設けられる
   請求項１から３の何れか一項に記載の太陽光パネルシステム。

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