JP3218833U

JP3218833U - 太陽電池モジュール

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Publication number: JP3218833U
Application number: JP2018003387U
Authority: JP
Inventors: 貴寛北野
Original assignee: Solar Frontier KK
Current assignee: Solar Frontier KK
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2018-11-08
Anticipated expiration: 2028-08-30

Abstract

【課題】太陽電池パネルと補強部材の接合の信頼性を高めることが可能な太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池モジュールは、太陽電池パネル１１０と、太陽電池パネル１１０の非受光面に接合された補強部材１４０と、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０とを接合する第１接合材１２０及び第２接合材１３０と、を有する。第１接合材１２０は、液体接着材である。第２接合材１３０は、第１接合材１２０の硬化速度よりも速い硬化速度を有する液体接着材、又は感圧接着材である。【選択図】図２

Description

本考案は、太陽電池モジュールに関する。

近年、太陽電池モジュールは様々な建造物の屋根に設置されている。太陽電池モジュールは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子を含むパネルと、パネルの周囲に設けられたフレーム（枠材）と、を有する（下記の特許文献１）。

特許文献１に記載された太陽電池モジュールでは、パネル（太陽電池モジュール本体）の長辺側それぞれを挟持する長辺側枠材どうしの間に、パネルの裏面を支持する補強部材が設けられている。この補強部材は、ネジによって枠材に固定されるとともに、接着部材によってパネルの裏面に固定されている。

特開平９−１４８６１２号公報

本願の考案者は、パネルの裏面に補強部材を接着部材で接着させる場合に、以下のような課題が生じ得ることを見出した。太陽電池モジュールを大量生産する際、製造中の太陽電池モジュールは、製造ライン上で様々な処理が施される。具体的には、パネルの裏面に接着剤によって補強部材を取り付けた直後に、他の部材の取り付けや検査等の工程によりパネルに負荷（外力）がかかることがある。接着剤は、完全に硬化するまでに時間を要することがあるため、接着材が完全に硬化する前にパネルに負荷がかかると、パネルが補強部材から若干浮き上がることがある。特に、本願の考案者は、補強部材がネジによって枠材に固定されていたとしても、接着剤が完全に硬化する前においてパネル、特にパネルの中央付近が補強部材から浮き上がることがあることを見出した。パネルが補強部材から浮き上がった状態で接着剤が完全に硬化してしまうと、補強部材とパネルの接合の信頼性が低下することになる。

したがって、太陽電池パネルと補強部材の接合の信頼性を高めることが可能な太陽電池モジュールが望まれる。

一態様に係る太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの非受光面に接合された補強部材と、前記太陽電池パネルと前記補強部材とを接合する第１接合材及び第２接合材と、を有し、前記第１接合材は、液体接着材であり、前記第２接合材は、前記第１接合材の硬化速度よりも速い硬化速度を有する液体接着材、又は感圧接着材である。

上記態様によれば、太陽電池パネルと補強部材の接合の信頼性を高めることが可能な太陽電池モジュールを提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの受光面側から見た模式的平面図である。図２は、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの非受光面側から見た模式的平面図である。図３は、図１の３Ａ−３Ａ線に沿った太陽電池モジュールの模式的断面図である。図４は、第１フレームの斜視図である。図５は、図１の５Ａ−５Ａ線に沿った太陽電池モジュールの模式的断面図である。図６は、第２フレームの斜視図である。図７は、Ｙ方向から見た図１の領域Ｒの側面図である。図８は、第１実施形態に係る太陽電池パネル用の補強部材の側面図である。図９は、第１実施形態に係る太陽電池パネル用の補強部材の斜視図である。図１０は、第１実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。図１１は、第２実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。図１２は、第３実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。図１３は、第４実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。図１４は、第５実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。図１５は、第６実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。図１６は、第７実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがあることに留意すべきである。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの受光面側から見た模式的平面図である。図２は、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの非受光面側から見た模式的平面図である。図３は、図１の３Ａ−３Ａ線に沿った太陽電池モジュールの模式的断面図である。図４は、第１フレームの斜視図である。図５は、図１の５Ａ−５Ａ線に沿った太陽電池モジュールの模式的断面図である。図６は、第２フレームの斜視図である。図７は、Ｙ方向から見た図１の領域Ｒの側面図である。図８は、第１実施形態に係る太陽電池パネル用の補強部材の側面図である。図９は、第１実施形態に係る太陽電池パネル用の補強部材の斜視図である。図１０は、第１実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。

太陽電池モジュールは、太陽電池パネル１１０と、第１フレーム１２０と、第２フレーム１３０と、を有していてよい。太陽電池パネル１１０は、光を電気に変換する光電変換素子を含む。太陽電池パネル１１０の表面は光を受ける受光面であり、太陽電池パネル１１０の裏面は非受光面である。太陽電池パネル１１０は、平板状であってよい。本実施形態では、太陽電池パネル１１０は、略四角形状である。

太陽電池パネル１１０は、湾曲可能なパネルであることが好ましい。ただし、これに限らず、太陽電池パネル１１０は、実質的に湾曲不能なパネルであってもよい。

第１フレーム１２０及び第２フレーム１３０は、それぞれ太陽電池パネル１１０の外縁に沿って設けられている。本実施形態では、第１フレーム１２０は、太陽電池パネル１１０の長辺に沿って延びており、第２フレーム１３０は、太陽電池パネル１１０の短辺に沿って延びている。

具体的一例では、第１フレーム１２０は、１２３０ｍｍ〜１２８０ｍｍの長さを有していてよい。また、第２フレーム１３０は、９６０ｍｍ〜１０００ｍｍの長さを有していてよい。

第１フレーム１２０は、太陽電池パネル１１０の外縁を受け入れ可能に構成されたパネル保持部１２５を有する（図３及び図４）。パネル保持部１２５は、断面視で略コの字型の形状を有する（第１フレームが延びている方向に直交する断面）。パネル保持部１２５の上部１２４は、太陽電池パネル１１０の外縁の表面（受光面）を覆っている。図３のＸ方向におけるパネル保持部１２５の上部１２４の長さＬ１は、例えば１０ｍｍ〜１６ｍｍであってよい。

太陽電池パネル１１０の裏面（非受光面）において、第１フレーム１２０は、太陽電池パネル１１０と交差する方向に延びた起立部１２３と、太陽電池パネル１１０から最も離れたところに位置する脚部１２２と、を有する。脚部１２２、起立部１２３及びパネル保持部１２５は、一体に形成されていてよい。

脚部１２２は、太陽電池パネル１１０と概ね平行に延びている。起立部１２３は、太陽電池パネル１１０と交差する方向において、脚部１２２からパネル保持部１２５まで延びている。

より具体的には、起立部１２３は、パネル保持部１２５の下部の、太陽電池パネル１１０側の端部と、脚部１２２の、太陽電池パネル１１０側の端部と、を連結している。したがって、パネル保持部１２５の下部と起立部１２３と脚部１２２とによって、断面視で略コの字型の形状が形成される。これにより、第１フレーム１２０は、断面視で略Ｓ字型の形状を有する。

具体的一例では、脚部１２２の下端からパネル保持部１２５の上端までの距離Ｌ２は、１９ｍｍ〜２４ｍｍであってよい。また、脚部１２２の下端から太陽電池パネル１１０までの距離Ｌ３は、例えば１６ｍｍ〜２０ｍｍであってよい。さらに、パネル保持部１２５の上部と下部との間の最大距離Ｌ４は、例えば３ｍｍ〜４ｍｍであってよい。

第１フレーム１２０の起立部１２３は、ボルトのような締結部材が挿通可能な複数の孔部１２６を有していてよい。複数の孔部１２６は、第１フレーム１２０が延びている方向に沿って並んで形成されていてよい。各々の孔部１２６は、第２フレーム１３０や後述する補強部材１４０を第１フレーム１２０に連結するために設けられる。孔部１２６は、少なくとも第２フレーム１３０の数と補強部材１４０の数の合計設けられている。

第２フレーム１３０は、太陽電池パネル１１０の外縁を受け入れ可能に構成されたパネル保持部１３５を有する（図５及び図６）。パネル保持部１３５は、断面視で略コの字型の形状を有する（第２フレームが延びている方向に直交する断面）。パネル保持部１３５の上部１３４は、太陽電池パネル１１０の外縁の表面（受光面）を覆っている。図５のＹ方向におけるパネル保持部１３５の上部１３４の長さＬ５は、例えば１０ｍｍ〜１６ｍｍであってよい。

太陽電池パネル１１０の裏面（非受光面）において、第２フレーム１３０は、太陽電池パネル１１０と交差する方向に延びた起立部１３３と、太陽電池パネル１１０から最も離れたところに位置する脚部１３２と、を有する。脚部１３２、起立部１３３及びパネル保持部１３５は、一体に形成されていてよい。

脚部１３２は、太陽電池パネル１１０と概ね平行に延びている。起立部１３３は、太陽電池パネル１１０と交差する方向において、脚部１３２からパネル保持部１３５まで延びている。より具体的には、パネル保持部１３５の下部と起立部１３３と脚部１３２とによって、断面視で略エの字型の形状が形成される。

起立部１３３と脚部１３２の連結部に、ボルトのような締結部材が挿通可能な孔部１３６が形成されている。孔部１３６は、断面視でＣ字型の構造１３７によって囲まれている。Ｃ字型の構造１３７は、起立部１３３と脚部１３２の連結部に設けられており、第２フレーム１３０が延びている方向に沿って延びている。

第２フレーム１３０の孔部１３６は、第１フレーム１２０の孔部１２６と位置合わせされている。ボルトのような締結部材１５０が、第１フレーム１２０の孔部１２６と第２フレーム１３０の孔部１３６の両方を通っている（図７）。これにより、第１フレーム１２０と第２フレーム１３０が互いに締結されている。第２フレーム１３０は、両側の端部において、第１フレーム１２０に締結されていてよい。

具体的一例では、脚部１３２の下端からパネル保持部１３５の上端までの距離Ｌ６は、１３．５ｍｍ〜１６．５ｍｍであってよい。また、脚部１３２の下端から太陽電池パネル１１０までの距離Ｌ７は、例えば１１ｍｍ〜１３ｍｍであってよい。さらに、パネル保持部１３５の上部と下部との間の最大距離Ｌ８は、例えば３ｍｍ〜４ｍｍであってよい。さらに、脚部１３２の下端から孔部１３６の中心までの距離Ｌ９は、例えば２．５ｍｍ〜３．５ｍｍであってよい。

図２に示すように、太陽電池モジュールは、太陽電池パネル１１０の非受光面に接合された補強部材１４０を有する。補強部材１４０は、一方向（第１方向）に沿って延びていてよい。本実施形態では、補強部材１４０は、第２フレーム１３０が延びている方向と同じ方向に延びている。補強部材１４０は、例えば図２のＸ方向に９６０ｍｍ〜１０００ｍｍの長さを有していてよい。

補強部材１４０は、一対の第２フレーム１３０どうしの間に、互いに間隔をあけて複数設けられることが好ましい（図２）。図２のＹ方向において、補強部材１４０と第２フレーム１３０との間の間隔、及び補強部材１４０どうしの間の間隔は、例えば２５０ｍｍ〜３５０ｍｍであってよい。

補強部材１４０は、太陽電池パネル１１０の非受光面に接合される上部１４４と、太陽電池パネル１１０から離れる方向に延びた起立部１４３と、太陽電池パネル１１０から最も離れたところに位置する脚部１４２と、を有する。脚部１４２、起立部１４３及び上部１４４は、一体に形成されていてよい。

脚部１４２及び上部１４４は、太陽電池パネル１１０と概ね平行に延びている。起立部１４３は、太陽電池パネル１１０と交差する方向において、脚部１４２から上部１４４まで延びている。より具体的には、補強部材１４０の上部１４４と起立部１４３と脚部１４２とによって、断面視で略エの字型の形状が形成される。

補強部材１４０は、起立部１４３に、ボルトのような締結部材が挿通可能な孔部１４６が形成されている。孔部１４６は、断面視でＣ字型の構造１４７によって囲まれている。補強部材１４０の孔部１４６は、第１フレーム１２０の孔部１２６と位置合わせされている。第１フレーム１２０と第２フレーム１３０の締結と同様に、ボルトのような締結部材が、第１フレーム１２０の孔部１２６と補強部材１４０の孔部１３６の両方を通っている。これにより、第１フレーム１２０と補強部材１４０が互いに締結される。補強部材１４０は、両側の端部において、第１フレーム１２０に締結されていてよい。

具体的一例では、補強部材１４０の脚部１４２の下端から上部１４４の上端までの距離Ｌ１０は、１５ｍｍ〜１９ｍｍであってよい。脚部１４２の下端から孔部１４６の中心までの距離Ｌ１１は、例えば８ｍｍ〜９ｍｍであってよい。また、補強部材１４０の脚部１４２及び上部１４４は、図８のＹ方向において、例えば１６ｍｍ〜２０ｍｍであってよい。また、孔部１４６の中心は、図８のＹ方向において、脚部１４２の中心付近に設けられていてよい。

太陽電池モジュールは、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０とを接合する第１接合材１５０及び第２接合材１５２と、を有する。第１接合材１５０は、液体接着材である。なお、第１接合材１５０の接合力は、第２接合材１５２の接合力よりも高い。第１接合材１５０としての液体接着材は、特に限定されないが、シリコーン系の接着剤であってよい。このような液体接着剤は、硬化するまでに時間を要することがあるものの、一般に高い接着力を有する。

第２接合材１５２は、第１接合材１５０の硬化速度よりも速い硬化速度を有する液体接着材、又は感圧接着材である。第２接合材１５２は、太陽電池モジュールの製造時に、第１接合材が硬化するまでの仮止めとして機能する。したがって、第２接合材１５２は、第１接合材１５０の硬化速度よりも早い硬化速度を有するか、常時接着力を有するものであればよい。感圧接着材（粘着剤）は、常時接着力を有する接合材として利用できる。感圧接着材は、例えば両面テープであってよい。

補強部材１４０と太陽電池パネル１１０の接着時に、前述のような第２接合材１５２を用いると、第１接合材１５０の硬化前に、製造工程中に太陽電池パネル１１０に加わる外力等によって太陽電池パネル１１０が補強部材１４０から浮いてしまうことを抑制することができる。すなわち、第１接合材１５０が硬化するまで、第２接合材１５２によって太陽電池パネル１１０を補強部材１４０に密着させた状態を維持し易くなるため、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０の接合の信頼性を高めることができる。

特に太陽電池パネル１１０が湾曲可能なパネルによって構成されている場合、製造工程中に、太陽電池パネル１１０が補強部材１４０から浮いてしまい易くなる。太陽電池パネル１１０が補強部材１４０から浮いた状態で第１接合材１５０が硬化すると、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０との接合の信頼性が低下することがある。したがって、前述した第２接合材１５２の利用は、湾曲可能な太陽電池パネル１１０を有する太陽電池モジュールに特に好適に適用できる。

また、第１接合材１５０と第２接合材１５２は、補強部材１４０が延びている方向において、互いに重複しない位置に設けられていてよい。言い換えると、第１接合材１５０と第２接合材１５２は、補強部材１４０が延びている方向と交差する方向において、互いにずれた位置に設けられていてよい。

第１実施形態では、第２接合材１５２は、補強部材１４０が延びている方向において、補強部材１４０の中央のみに設けられている。この場合、仮止めに必要な第２接合材１５２の量を最小限に維持することができる。一方で、第１接合材１５０は、補強部材１４０に沿って実質的に一端部から反対側の端部まで延びている。

第１接合材１５０及び第２接合材１５２は、例えば０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの厚みを有していてよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。第１実施形態と同様の構成については、説明を省略することがある。第２実施形態では、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０とを接合する第２接合材１５２の位置が、第１実施形態と異なっている。

図１１は、第２実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。第２実施形態では、第２接合材１５２は、補強部材１４０が延びている方向において、補強部材１４０の中央と、補強部材１４０の両端部と、に設けられている。この場合、仮止め力を高めることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。第１実施形態と同様の構成については、説明を省略することがある。第３実施形態では、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０とを接合する第２接合材１５２の位置が、第１実施形態と異なっている。

図１２は、第３実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。第３実施形態では、第２接合材１５２は、補強部材１４０が延びている方向において、補強部材１４０の中央と、補強部材１４０の両端部から内側に離れた２つの位置と、に設けられている。この場合であっても、第２実施形態と同様に仮止め力を高めることができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。第１実施形態と同様の構成については、説明を省略することがある。第４実施形態では、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０とを接合する第１接合材１５０の位置が、第１実施形態と異なっている。

図１３は、第４実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。第４実施形態では、第２接合材１５２は、第１実施形態と同様の位置に設けられている。

製造工程中に第１接合材１５０が第２接合材１５２を覆うと、仮止め中の第２接合材１５２の接合力が低下することがある。したがって、第１接合材１５０は、第２接合材１５２から離れた位置に設けられていることが好ましい。

具体的には、第４実施形態では、第１接合材１５０は、補強部材１４０に沿って概ね一端部から反対側の端部まで延びているが、補強部材１４０が延びている方向に直交する方向おいて第２接合材１５２に重複しない位置に設けられている。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。第２実施形態と同様の構成については、説明を省略することがある。第５実施形態では、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０とを接合する第１接合材１５０の位置が、第２実施形態と異なっている。

図１４は、第５実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。第５実施形態では、第２接合材１５２は、第２実施形態と同様の位置に設けられている。

一方、第１接合材１５０は、補強部材１４０に沿って概ね一端部から反対側の端部まで延びているが、補強部材１４０が延びている方向に直交する方向おいて第２接合材１５２に重複しない位置に設けられている。

（第６実施形態）
次に、第６実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。第３実施形態と同様の構成については、説明を省略することがある。第６実施形態では、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０とを接合する第１接合材１５０の位置が、第３実施形態と異なっている。

図１５は、第６実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。第６実施形態では、第２接合材１５２は、第２実施形態と同様の位置に設けられている。

（第７実施形態）
次に、第７実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。第６実施形態と同様の構成については、説明を省略することがある。第７実施形態では、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０とを接合する第１接合材１５０の位置が、第６実施形態と異なっている。

図１６は、第７実施形態に係る太陽電池パネルと補強部材とを接合する接合材の位置を説明する図である。第７実施形態では、第２接合材１５２は、第２実施形態と同様の位置に設けられている。

第６実施形態では、第１接合材１５０は、補強部材１４０が延びる方向において、補強部材１４０の両端部に設けられている。一方で、第７実施形態では、第１接合材１５０は、補強部材１４０が延びる方向において、補強部材１４０の両端部に設けられていない。補強部材１４０の両端部のところでは、太陽電池パネル１１０は第１フレーム１２０に保持されるため、補強部材１４０から浮き上がり難い。したがって、第１接合材１５０が補強部材１４０の両端部に設けられていなくても、太陽電池パネル１１０と補強部材１４０の接合の信頼性を確保することができる。

上述したように、実施形態を通じて本考案の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本考案を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。したがって、本考案の技術的範囲は、上述の説明から妥当な実用新件請求の範囲に係る特定事項によってのみ定められるものである。

１１０太陽電池パネル
１２０第１フレーム
１３０第２フレーム
１４０補強部材
１５０第１接合材
１６０第２接合材

Claims

太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの非受光面に接合された補強部材と、
前記太陽電池パネルと前記補強部材とを接合する第１接合材及び第２接合材と、を有し、
前記第１接合材は、液体接着材であり、
前記第２接合材は、前記第１接合材の硬化速度よりも速い硬化速度を有する液体接着材、又は感圧接着材である、太陽電池モジュール。
前記第１接合材の接合力は、前記第２接合材の接合力よりも高い、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
前記第１接合材は、前記第２接合材から離れた位置に設けられている、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
前記補強部材は、第１方向に沿って延びており、
前記第１接合材と前記第２接合材は、前記第１方向において互いに重複しない位置に設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
前記補強部材は、第１方向に沿って延びており、
前記第１接合材と前記第２接合材は、前記第１方向に直交する方向おいて互いに重複しない位置に設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。