JP3203496U - ソーラーパネル用フレーム及び太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールに水等が溜まることなくソーラーパネルが良好に受光でき、その光電変換効率の向上を図ることができるソーラーパネルを取り付けて保持するためのフレームを提供する。【解決手段】フレーム１２は、枠座２と、枠座２に設けられた少なくとも一つの排水機構３とを有する。枠座２は、挟持部２１を有し、挟持部２１は、ソーラーパネル１１を挟持する頂壁２１１及び底壁２１２と、頂壁２１１と底壁２１２とに連結する側壁２１３とを有する。排水機構３は、前記側壁２１３と前記ソーラーパネル１１との間に形成された隙間３１と、頂壁２１１に設けられた頂部開口３２と、底壁２１２に設けられた底部開口３３とを含む。流体が頂部開口３２を介して隙間３１に流入すると共に、底部開口３３から外部に流出される。【選択図】図６

Description

本考案は、太陽電池に関する技術であり、ソーラーパネルを取り付けて保持するためのフレーム及びソーラーパネルをフレームに取り付けて構成された太陽電池モジュールに関する。

図１〜３には、従来の太陽電池モジュールの一例を概略的に示している。図示のごとく、太陽電池モジュール９は、複数の小さい太陽電池を集めてパネル状にしたソーラーパネル９０の周縁をフレーム９１に挟持して取り付けることによって構成されたものである。フレーム９１は、４つの長手状の枠材９２と、２つの枠材９２の間を連結するＬの字形をした４つの連結ブロック９３とによって平面四角形状に連結され、ソーラーパネル９０の周縁の受光面、側面、及び裏面を覆うようにソーラーパネル９０の周縁を挟持することによって、ソーラーパネル９０の周縁を保護すると共にソーラーパネル９０の強度を向上することができる。

枠材９２は、ソーラーパネル９０の周縁周囲を取り囲むように取り付けられ、各枠材９２は、挟持部９２１と、挟持部９２１の下方に配置され、地面等の平面に取り付けられる支持部９２５とを有する。挟持部９２１は、所定の間隔をおいて上下から協働してソーラーパネル９０を挟持する頂壁９２２及び底壁９２３と、頂壁９２２と底壁９２３とを連結する側壁９２４とを有する。頂壁９２２は所定の厚みを有し、頂壁９２２の頂面とソーラーパネル９０の頂面との間には段差があり、頂壁９２２の縁とソーラーパネル９０とにより浅い溝９９が画成される。

中国登録実用新案第２０２６７８３６４号明細書

太陽電池モジュール９は、通常できるだけ多くの太陽光を浴びるように屋外に設置されるため、雨水、塵埃がソーラーパネル９０の頂壁９２２の縁とソーラーパネル９０とにより画成された浅い溝９９に溜まる場合がある。また、ソーラーパネル９０の周縁は挟持部９２１によって強固に挟持されるように設けられ、挟持部９２１の頂壁９２２の底面とソーラーパネル９０の頂面とは緊密に接触するよう接近しているため、雨水が流出できず溜まりやすくなる。

そして、雨水の中に空気中の塵埃を含むため、太陽電池モジュール９に溜まった雨水が乾くと、該太陽電池モジュール９の表面に空中の塵埃を含む雨による汚れが残り、この雨による汚れが太陽光を遮断し、結果、ソーラーパネル９０の受光量が減少し、光電変換効率の低下につながるという問題点がある。

本考案は、上記問題点を解消するためになされたものであり、太陽電池モジュールに水等が溜まることなく、ソーラーパネルが良好に受光でき、その光電変換効率の向上を図ることができるソーラーパネル用フレーム及び太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本考案に係るフレームは、ソーラーパネルを取り付けることにより太陽電池モジュールが構成されるためのフレームであって、前記ソーラーパネルの周縁が差し込まれて設けられる挟持部を有し、前記挟持部は、所定の間隔をおいて上下に並列して前記ソーラーパネルを挟持する頂壁及び底壁と、前記頂壁と前記底壁とに連結する側壁とを有する、枠座と、前記枠座に設けられ、前記側壁と前記ソーラーパネルとの間に形成された隙間と、前記隙間に空間的に連通するように前記頂壁に設けられた頂部開口と、前記隙間に空間的に連通するように前記底壁に設けられた底部開口とを含む、少なくとも一つの排水機構と、を備え、前記枠座は更に、前記挟持部内に設けられた少なくとも一つの上部当接部を有し、前記上部当接部は、前記挟持部内に差し込まれた前記ソーラーパネルの周縁と接触するように設けられた少なくとも一つの上部当接面を有し、該上部当接面は、前記挟持部の前記側壁と前記ソーラーパネルとの間に隙間が形成されるように前記側壁と所定の間隔をおいて離れている、ことを特徴とする。

また、本考案に係る太陽電池モジュールは、上記のように構成された本考案に係るフレームを用いてソーラーパネルを取り囲んで構成されることを特徴とする。

本考案に係るフレームは、排水機構を設けていることにより、排水効果を有する。これによってソーラーパネルの上の流体をスムーズに排出することができる。従って、ソーラーパネルの表面に空気中の塵埃を含む雨による汚れが残り、この雨による汚れが太陽光を遮断し、結果、ソーラーパネルの受光量が減少する問題を解消することができ、光電変換効率を向上させることができる。

従来の太陽電池モジュールの一例を概略的に示す分解斜視図である。 図１の太陽電池モジュールの組立ての仕方を説明する図である。 図１の太陽電池モジュールの連結ブロックを取り除いた側面図である。 本考案に係る太陽電池モジュールの第１の実施例を示す平面図である。 第１の実施例の一部を拡大して示す斜視図である。 第１の実施例に係る太陽電池モジュールの取り付けの一例を説明する図である。 本考案に係る太陽電池モジュールの第２の実施例の一部を拡大して示す斜視図である。

以下、本考案に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、同一構成及び機能を有する構成要素については、同一番号を付してその説明を省略する。
（第１の実施例）

図４〜６は、本考案に係る第１の実施例の太陽電池モジュールを示している。図示のごとく、太陽電池モジュール１は、複数の小さい太陽電池を集めてパネル状にしたソーラーパネル１１と、ソーラーパネル１１を取り付けるフレーム１２とを備えている。ソーラーパネル１１は、パネル状本体と、パネル状本体の周りである周縁１１０とを有する。フレーム１２は、ソーラーパネル１１を取り囲むように回の字形状に形成された枠座２と、枠座２に設けられた複数の排水機構３とを備えている。

枠座２は挟持部２１を有し、該挟持部２１は、所定の間隔をおいて上下に並列してソーラーパネル１１を挟持する頂壁２１１及び底壁２１２と、頂壁２１１と底壁２１２とを直立に連結する側壁２１３とを有することにより、頂壁２１１と底壁２１２と側壁２１３とにより、ソーラーパネル１１の周縁１１０が挿入され挟持される挟み溝２１０が画成される。頂壁２１１と底壁２１２とは、側壁２１３のソーラーパネル１１に向かう側の上下端から外向きに延伸されている。なお、図５において頂壁２１１と側壁２１３とは仮想線によって仕切られるように描かれている。なお、一例として挟み溝２１０に、挟持部２１とソーラーパネル１１との密封性を高めるシール部材（図示せず）を充填してもよい。

排水機構３はそれぞれ、側壁２１３とソーラーパネル１１の周縁１１０との間に形成された隙間３１と、頂壁２１１に設けられた頂部開口３２と、底壁２１２に設けられた底部開口３３とを含む。隙間３１と頂部開口３２と底部開口３３とはそれぞれ空間的に連通されている。

本実施例では、頂部開口３２は、頂壁２１１の側壁２１３の反対側の一側（即ち側壁２１３から離れた側）から側壁２１３に向かって窪むように形成されている。この例では、頂部開口３２は、側壁２１３にまでは延伸しないように窪んで設けられている。

枠座２は、挟持部２１の挟み溝２１０内に差し込まれたソーラーパネル１１の周縁１１０と接触するように設けられた複数の上部当接部２３を有する。この実施例では、上部当接部２３のそれぞれは、ソーラーパネル１１の周縁１１０と挟持部２１の側壁２１３とが所定の間隔をおいて離れるように用いられるものであって、側壁２１３とソーラーパネル１１との間に隙間３１が形成されるように挟持部２１の挟み溝２１０における頂壁２１１と側壁２１３の間に接触して設けられている。

なお、この例では、複数の上部当接部２３は、挟持部２１の挟み溝２１０における頂壁２１１と側壁２１３との間に設けられているが、側壁２１３とソーラーパネル１１との間に隙間３１が形成されるようにすれば、底壁２１２と側壁２１３との間に設けられてもよく、ソーラーパネル１１の周縁１１０が側壁２１３との間に所定の間隔を開けるようにソーラーパネル１１に設けられても良い。また、上部当接部２３は、該上部当接部２３の頂壁２１１に対する投影が頂部開口３２に対応するエリアに重ならないように設けられているが、これに制限されず、ソーラーパネル１１の周縁１１０が側壁２１３との間に所定の間隔を有する隙間３１を形成するために、場合によって、該上部当接部２３の頂壁２１１に対する投影が頂部開口３２に対応するエリアに重なるように設けられてもよい。

上部当接部２３は、側壁２１３から離れた側に、ソーラーパネル１１の周縁１１０に当接される上部当接面２３１を有する。この例では、上部当接面２３１の側壁２１３に対する距離を変えることによって隙間３１の幅を変えることができる。

この例では、上部当接部２３は、帯状に長くなっているが、上部当接部２３によって、ソーラーパネル１１０と挟持部２１の側壁２１３との間に所定の間隔をあけるように構成されればよく、上部当接部２３は、帯状に制限されず、ドット状などに形成されてもよい。

枠座２は更に、挟持部２１の下方に設けられた支持部２２を有する。支持部２２は、取付け基礎となる地面や屋上に設置可能であると共に、挟持部２１の下方に挟持部２１と所定の間隔をおいて設けられた基壁２２１と、基壁２２１と挟持部２１との間に連結された連結壁２２３とを有する。連結壁２２３は、挟持部２１に挟持されたソーラーパネル１１に近いガイド面２２４を有する。ガイド面２２４は、挟持部２１に最も近い第１エリア２２５と、挟持部２１に最も遠い第３エリア２２７と、第１エリア２２５と第３エリア２２７との間の第２エリア２２６とを有する。第１エリア２２５と第３エリア２２７は互いに平行であると共に、第２エリア２２６は第１エリア２２５から第３エリア２２７に向かって傾くようになる。この例では、第２エリア２２６の延伸直線８と基壁２２１とによる鋭角αと、基壁２２１と水平線との夾角βとは、α＞β又はα＝βという関係を満たすようになる。

基壁２２１は、挟持部２１に対面する頂面４１と、頂面４１の反対側の底面４２と、頂面４１と底面４２との間に連結された側面４３と、頂面４１と底面４２とに上下貫通して形成された複数の基壁開口２２２とを有し、複数の基壁開口２２２は、ガイド面２２４上の流体が通るようにガイド面２２４に隣接して形成されている。なお、この例では、複数の基壁開口２２２は、側面４３を貫通しないように形成されている。

枠座２は、ソーラーパネル１１を取り囲むように構成され、一例として、２本の短辺枠棒２０１、２０１と、２本の長辺枠棒２０２、２０２とにより平面視で長方形に組み立てられるものである。なお、枠座２の形状はこの例に制限されず、その数や形状、長さはソーラーパネル１１の形状に応じて用いられるとよい。

２本の短辺枠棒２０１、２０１と、２本の長辺枠棒２０２、２０２とは、例えば、螺結又は溶接等の連結法によって平面視で長方形に組立てることができるが、この例では、例えば平面視でＬの字形状を呈した連結ブロック２０３によって、対応する長辺枠棒２０２と短辺枠棒２０１の間を連結してなる。この場合、枠座２の支持部２２の連結壁２２３は回の字形になる係合通路２２８が画成され、連結ブロック２０３の両端を対応する係合通路２２８に差し込むことによって、対応する長辺枠棒２０２と短辺枠棒２０１の間が連結される。

上記のように構成された本実施例に係るソーラーパネル用フレームは、排水機構３が設けられていることによって、雨水等の流体がソーラーパネル１１の表面に沿って下向きに下方の長辺枠棒２０２に流れ、排水機構３の頂部開口３２を介して対応する隙間３１に流入し、対応する底部開口３３から流出される。このように雨水等はソーラーパネル１１の表面に溜まることなく、挟持部２１から排出される。また、底部開口３３から流出された流体は、支持部２２のガイド面２２４によって下側に流れるように案内され、支持部２２の基壁開口２２２から下側に流出される。従って、本実施例に係るソーラーパネル用フレームは、雨水等の流体がソーラーパネル１１に溜まらずに外部に排出される排水効果を奏することができる。

以上により、本実施例に係るソーラーパネル用フレームは、複数の排水機構３を設けていることによって、排水効果を奏することができるので、ソーラーパネル１１の表面上の流体を排出することができ、空気中の塵埃を含む雨による汚れがソーラーパネル１１に残り太陽光を遮断しソーラーパネルの受光量が減少する問題を解消することができ、光電変換効率が良好なソーラーパネル１１を得ることができる。

排水機構３に設けられた頂部開口３２は、側壁２１３を貫通せずに延伸されて形成されている、即ち、側壁２１３が頂部開口３２の後ろ側に配置されることによって、流体が頂部開口３２に流入した時、側壁２１３は流体が隙間３１に流入するように案内することができる。従って、流体が所定の流れルートに沿って外部に排出されることができる。

なお、枠座２は、連結ブロック２０３で連結させるように長辺枠棒２０２と短辺枠棒２０１を組み立てる。連結壁２２３は、連結ブロック２０３に応じて連結ブロック２０３が係入可能な係合通路２２８が設けられている。

また、この例では、上述のように、第２エリア２２６の延伸直線８と基壁２２１とによる鋭角αと、基壁２２１と水平線との夾角βとは、α＞β又はα＝βという関係を満たすように構成されている。α＞β又はα＝βという関係を満たさない場合、流体が第２エリア２２６を越えて流れることができず、第１エリア２２５と第２エリア２２６の間に溜まってしまう。

なお、複数の排水機構３は、排水の流れを考慮すると、枠座２の下側に設けられると排水効果がよい。この例では、取付け基礎に対して、長辺枠棒２０２、２０２が上下両側、短辺枠棒２０１、２０１が左右両側にそれぞれ配された場合、排水機構３が長辺枠棒２０２に設けられるとよいが、これに制限されない。場合によって、排水機構３が下側に配置される長辺枠棒２０２だけに設けられてもよい。

なお、フレーム１２に複数の排水機構３を設け、枠座２の基壁２２１に複数の基壁開口２２２を設ける場合、基壁開口２２２は排水機構３の数と位置に対応して設けられている。排水機構３は、その数が一つでも又は多くてもよく、基壁開口２２２は排水機構３に応じて設けられればよく、上記例に制限されない。

（第２の実施例）
図７は、本考案に係る太陽電池モジュールの第２の実施例の一部を拡大して示す斜視図である。この実施例は、第１の実施例の構成とほぼ同じであるが、基壁開口２２２の形状が異なる。

この例では、複数の基壁開口２２２は、頂面４１と底面４２とを貫通する他、側面４３を貫通して形成されている。これによって、ガイド面２２４に流れた流体が、頂面４１と底面４２と側面４３とを貫通して形成された基壁開口２２２を介して流出される。

基壁開口２２２は、例えば機械式加工法で、基壁２２１を貫通して側面４３からガイド面２２４に延伸された切り欠きとして形成されることができるので、基壁開口２２２の形成に手間が掛からずに簡便である。

本考案に係るフレームは、排水機能を備えた太陽電池モジュールを製造するのに有用である。

１ 太陽電池モジュール
１１ ソーラーパネル
１１０ 周縁
１２ フレーム
２ 枠座
２０１ 短辺枠棒
２０２ 長辺枠棒
２０３ 連結ブロック
２１ 挟持部
２１０ 挟み溝
２１１ 頂壁
２１２ 底壁
２１３ 側壁
２２ 支持部
２２１ 基壁
２２２ 基壁開口
２２３ 連結壁
２２４ ガイド面
２２５ 第１エリア
２２６ 第２エリア
２２７ 第３エリア
２２８ 係合通路
２３ 上部当接部
２３１ 上部当接面
３ 排水機構
３１ 隙間
３２ 頂部開口
３３ 底部開口
４１ 頂面
４２ 底面
４３ 側面
α 鋭角
β 夾角
８ 延伸直線

Claims (11)

1. ソーラーパネルを取り付けることにより太陽電池モジュールが構成されるためのフレームであって、
   前記ソーラーパネルの周縁が差し込まれて設けられる挟持部を有し、前記挟持部は、所定の間隔をおいて上下に並列して前記ソーラーパネルを挟持する頂壁及び底壁と、及び前記頂壁と前記底壁とに連結する側壁とを有する、枠座と、
   前記枠座に設けられ、前記側壁と前記ソーラーパネルとの間に形成された隙間と、前記隙間に空間的に連通するように前記頂壁に設けられた頂部開口と、前記隙間に空間的に連通するように前記底壁に設けられた底部開口とを含む、少なくとも一つの排水機構と、を備え、
   前記枠座は更に、前記挟持部内に設けられた少なくとも一つの上部当接部を有し、前記上部当接部は、前記挟持部内に差し込まれた前記ソーラーパネルの周縁と接触するように設けられた少なくとも一つの上部当接面を有し、前記上部当接面は、前記挟持部の前記側壁と前記ソーラーパネルとの間に前記隙間が形成されるように前記側壁と所定の間隔をおいて離れている、ことを特徴とするフレーム。
2. 前記枠座は更に、前記挟持部の下方に設けられた支持部を有し、前記支持部は、前記挟持部に挟持された前記ソーラーパネルに近い、前記底部開口から流出された流体を案内するガイド面を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のフレーム。
3. 前記支持部は、基壁と、前記基壁と前記挟持部との間に連結されるように設けられ、前記ガイド面を有する連結壁とを有し、
   前記ガイド面は、前記挟持部に最も近い第１エリアと、前記挟持部に最も遠い第３エリアと、前記第１エリアと前記第３エリアとの間の第２エリアとを有し、
   前記第２エリアにおける１本の延伸直線と前記基壁とによる鋭角は、前記基壁と水平線との夾角と等しい又は、前記基壁と水平線との夾角よりも大きいという関係を満たす、ことを特徴とする請求項２に記載のフレーム。
4. 前記基壁は、前記ガイド面上の流体が通るように前記ガイド面に隣接して形成された少なくとも一つの基壁開口を有する、ことを特徴とする請求項３に記載のフレーム。
5. 前記頂部開口は、前記頂壁の前記側壁の反対側の一側から前記側壁に向かって窪むように形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のフレーム。
6. 前記頂部開口は、前記側壁にまでは延伸しないように窪んで設けられている、ことを特徴とする請求項５に記載のフレーム。
7. 前記排水機構を複数有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフレーム。
8. 前記枠座は、前記ソーラーパネルを取り囲むように、２本の短辺枠棒と、２本の長辺枠棒とにより平面視で長方形に組み立てられ、
   前記排水機構は、前記フレームにおける少なくとも１本の前記長辺枠棒に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のフレーム。
9. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のフレームと、
   前記フレームに取り囲まれて取り付けられたソーラーパネルと、
   を備えていることを特徴とする太陽電池モジュール。
10. 前記フレームは、複数の前記排水機構が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュール。
11. 前記ソーラーパネルは、平面視で長方形状に構成され、
    前記枠座は、前記ソーラーパネルを取り囲むように平面視で長方形状に組み立てられる２本の短辺枠棒と２本の長辺枠棒とを有し、
    前記排水機構は、前記枠座の少なくとも１本の前記長辺枠棒に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池モジュール。

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