JP3240653U - 屋根型太陽電池の基板、屋根型太陽電池、及び太陽光発電屋根 - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱能力が優れ、屋根システムの防火能力が良く、保温防熱層の取り付けや屋根の配線が便利である太陽光発電屋根を提供する。【解決手段】屋根型太陽電池の基板を備えた太陽光発電屋根であり、基板は、底面領域と、前記底面領域の少なくとも一方の側に位置し、太陽光発電モジュールの側縁を支持する少なくとも１つの支持板領域と、前記底面領域の両側にそれぞれ接続する２つの弯曲接続領域であって、少なくとも１つの前記弯曲接続領域の他方の側が前記支持板領域に接続する弯曲接続領域と、前記底面領域と前記弯曲接続領域が太陽光発電モジュールとともに構成された放熱通路と、少なくとも前記支持板領域が接続された少なくとも１つの接続構造とを有し、１つの前記屋根型太陽電池の基板の一方の側の接続構造は隣接する前記屋根型太陽電池の基板の他方の側に接続可能である。【選択図】図８
Description
＜関連出願の相互参照＞
本出願は２０１９年０９月１８日に中国特許庁に提出され、出願番号が２０１９１０８８２０４３．Ｘであり、発明の名称が「屋根型太陽電池の基板、屋根型太陽電池、及び太陽光発電屋根」である中国特許出願、及び２０２０年０５月１９日に中国特許局に提出され、出願番号が２０２０１０４２６１３４．５、発明の名称が「屋根型太陽電池の基板、屋根型太陽電池、及び太陽光発電屋根」である中国特許出願の優先権を主張しており、その全ての内容は引用によって本出願に組み込まれている。
本出願は２０１９年０９月１８日に中国特許庁に提出され、出願番号が２０１９１０８８２０４３．Ｘであり、発明の名称が「屋根型太陽電池の基板、屋根型太陽電池、及び太陽光発電屋根」である中国特許出願、及び２０２０年０５月１９日に中国特許局に提出され、出願番号が２０２０１０４２６１３４．５、発明の名称が「屋根型太陽電池の基板、屋根型太陽電池、及び太陽光発電屋根」である中国特許出願の優先権を主張しており、その全ての内容は引用によって本出願に組み込まれている。
本考案は、一般に、太陽光発電の技術分野に関し、具体的には、屋根型太陽電池の基板、屋根型太陽電池、及び太陽光発電屋根に関する。
ＢＩＰＶ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ；建材一体型太陽光発電設備）は、新しい建築物と同時に設計、施工、設置されて建築物と結合した太陽光発電システムであり、建築物にとって不可欠な一部であり、建材の機能（例えば防風・防雨・防熱など）を発揮するとともに、発電の機能を発揮し、建築物をグリーン建築物にする。
ＢＩＰＶには、太陽光発電屋根、太陽光発電カーテンウォールや太陽光発電キャノピーなど、さまざまな取り付け形態がある。現在、太陽光発電屋根はコンポーネント式ＢＩＰＶが多いが、この解決手段は、主に亜鉛めっきアルミ合金製バックシートのモジュールのフレームを係止構造にすることにより、屋根の代わりに、又は屋根の上に覆う太陽光発電屋根の取り付け方法であり、屋根の建材を直接代替することができ、この解決手段では、太陽光発電モジュールが金属部品の面に完全に密着しているため、モジュールの放熱が劣るほか、この解決手段では、ジャンクションボックスが同様に室内にあり、このため、屋根システムの防火能力が劣り、保温防熱システムを取り付けることができなかったり、屋根の配線が不便になったりするなどの問題がある。
従来技術における上記の欠点又は欠陥に鑑み、従来技術において太陽光発電モジュールの放熱能力が劣り、屋根システムの防火能力が劣り、保温防熱層の取り付けや屋根の配線が不便であるという問題を解決するために、屋根型太陽電池の基板、屋根型太陽電池、及び太陽光発電屋根を提供することが望まれる。
第１の態様では、本考案は、屋根型太陽電池の基板であって、
底面領域と、
前記底面領域の少なくとも一方の側に位置し、太陽光発電モジュールの側縁を支持する少なくとも１つの支持板領域と、
前記底面領域の両側にそれぞれ接続する２つの弯曲接続領域であって、少なくとも１つの前記弯曲接続領域の他方の側が前記支持板領域に接続する弯曲接続領域と、
前記底面領域と前記弯曲接続領域が太陽光発電モジュールとともに構成された放熱通路と、
少なくとも前記支持板領域が接続された少なくとも１つの接続構造と、を有し、
１つの前記屋根型太陽電池の基板の一方の側の接続構造は、隣接する前記屋根型太陽電池の基板の他方の側に接続可能である屋根型太陽電池の基板を提供する。
底面領域と、
前記底面領域の少なくとも一方の側に位置し、太陽光発電モジュールの側縁を支持する少なくとも１つの支持板領域と、
前記底面領域の両側にそれぞれ接続する２つの弯曲接続領域であって、少なくとも１つの前記弯曲接続領域の他方の側が前記支持板領域に接続する弯曲接続領域と、
前記底面領域と前記弯曲接続領域が太陽光発電モジュールとともに構成された放熱通路と、
少なくとも前記支持板領域が接続された少なくとも１つの接続構造と、を有し、
１つの前記屋根型太陽電池の基板の一方の側の接続構造は、隣接する前記屋根型太陽電池の基板の他方の側に接続可能である屋根型太陽電池の基板を提供する。
実施可能な形態として、前記接続構造は係止構造であり、前記弯曲接続領域がそれぞれ前記支持板領域に接続し、１つの前記屋根型太陽電池の基板の一方の側の係止構造は、隣接する前記屋根型太陽電池の基板の他方の側の係止構造に係止可能であり、又は、
前記接続構造は重ね装着構造であり、１つの前記屋根型太陽電池の基板の一方の側の重ね装着構造は、隣接する前記屋根型太陽電池の基板の他方の側の前記弯曲接続領域に重ね装着可能である。
前記接続構造は重ね装着構造であり、１つの前記屋根型太陽電池の基板の一方の側の重ね装着構造は、隣接する前記屋根型太陽電池の基板の他方の側の前記弯曲接続領域に重ね装着可能である。
実施可能な形態として、前記支持板領域が２つ設けられた場合、２つの前記支持板領域は同一面にある。
実施可能な形態として、前記底面領域の中央部にリブが有し、前記リブは前記底面領域の長手方向に延在している。
実施可能な形態として、前記リブの頂面が前記支持板領域と同一面にある。
実施可能な形態として、前記底面領域に複数の補強リブが設けられており、各前記補強リブの延在方向が前記底面領域の長手方向と交差している。
実施可能な形態として、底面領域が位置する平面と支板領域が位置する平面とが平行であり、両者の間隔が２～２０ｃｍである。
第２の態様では、本考案は、屋根型太陽電池であって、
上記の屋根型太陽電池の基板を有し、太陽光発電モジュールをさらに有し、
前記太陽光発電モジュールの両側縁がそれぞれ前記支持板領域に固定され、前記支持板領域と前記底面領域が前記太陽光発電モジュールとともに放熱通路を構成し、前記放熱通路内に位置するジャンクションボックスが前記太陽光発電モジュールの裏面に設けられている。
上記の屋根型太陽電池の基板を有し、太陽光発電モジュールをさらに有し、
前記太陽光発電モジュールの両側縁がそれぞれ前記支持板領域に固定され、前記支持板領域と前記底面領域が前記太陽光発電モジュールとともに放熱通路を構成し、前記放熱通路内に位置するジャンクションボックスが前記太陽光発電モジュールの裏面に設けられている。
実施可能な形態として、前記底面領域の長手方向に沿って複数の前記太陽光発電モジュールが有し、隣接する前記太陽光発電モジュールの少なくとも一部の間には、踏み板を設置するための隙間が設けられている。
実施可能な形態として、前記太陽光発電モジュールは前記支持板領域に接着されている。
実施可能な形態として、前記太陽光発電モジュールは、フレームレス太陽光発電モジュールである。
第３の態様では、本考案は、上記の屋根型太陽電池を有する太陽光発電屋根を提供する。
実施可能な形態として、前記屋根型太陽電池は、前記太陽光発電屋根の棟から軒先まで１つだけ有する。
実施可能な形態として、前記屋根型太陽電池の少なくとも１つには上記の屋根型太陽電池の基板が係止接続されており、前記屋根型太陽電池の基板は、前記太陽光発電屋根の棟から軒先へと延在しており、前記屋根型太陽電池の基板には踏み板が設置されている。
本出願に係る上記の解決手段では、太陽光発電屋根が組み立てられた後、太陽電池モジュール、ジャンクションボックス、及びジャンクションボックス間の接続線がすべて室外（屋根型太陽電池の基板の下は室内、屋根型太陽電池の基板の上は室外）に位置し、室内と太陽電池モジュールとの間に屋根型太陽電池の基板が介在しており、これにより、太陽電池屋根は非常に良い防火性能を有する。また、太陽光発電モジュールが屋根型太陽電池の基板に取り付けられると、屋根型太陽電池の基板と太陽光発電モジュールとの間に放熱通路が形成され、この放熱通路は、太陽光発電モジュールの放熱能力を向上させることができる。さらに、ジャンクションボックスが室外にあるので、室内からジャンクションボックスを接続するために穴を開ける必要がなく、室外で配線を介してジャンクションボックスと接続するだけでよく、配線の利便性が向上する一方、屋根型太陽電池の基板に穴を開けて配線を通す必要がないので、屋根型太陽電池の基板の裏面に保温防熱層を設けることが容易になる。
以上の説明は、本考案の技術的解決手段をより明確に理解し、明細書の内容に従って実施することを可能とする本考案の技術的解決手段の概要にすぎず、また、本考案の上記及び他の目的、特徴及び利点をより明白かつ分かりやすくするために、以下では、本考案の具体的な実施形態を例示する。
本考案の実施例又は従来技術における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明に使用する必要のある図面を簡単に説明するが、明らかに、以下に説明する図面は、本考案の一部の実施例であり、当業者にとっては、創造的な努力を必要とせずに、これらの図面から他の図面を取得することもできる。
本考案の実施例に係る屋根型太陽電池の基板の正面図である。
図１に示す２枚の屋根型太陽電池の基板を接続した正面図である。
図２の部分拡大図Ｉである。
図２に示す２枚の屋根型太陽電池の基板を接続した後に太陽光発電モジュールが設けられた正面図である。
本考案の他の実施例に係る屋根型太陽電池の基板の正面図である。
図５に示す２枚の屋根型太陽電池の基板を接続した正面図である。
図６に示す２枚の屋根型太陽電池の基板を接続した後に太陽光発電モジュールが設けられた正面図である。
本考案のさらに他の実施例に係る屋根型太陽電池の基板の正面図である。
図８の上面図である。
図８の斜視図である。
本考案の実施例に係る屋根型太陽電池の正面図である。
図１１の上面図である。
図１１の斜視図である。
太陽光発電モジュールの構造模式図である。
太陽光発電モジュールの回路原理図である。
太陽電池モジュールの下面図である。
本考案の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下、本考案の実施例の図面を参照して、本考案の実施例の技術的解決手段を明確かつ完全に説明し、明らかに、説明する実施例は、本考案の全ての実施例ではなく、本考案の実施例の一部である。本考案の実施例に基づいて、当業者が創造的な努力を必要とせずに取得する他の全ての実施例は、本考案の保護範囲に属する。
なお、本出願の実施例及び実施例の特徴は、矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。以下、図面を参照して、実施例と併せて本出願を詳細に説明する。
図１に示すように、本考案の実施例に係る屋根型太陽電池の基板は、底面領域１と、１つの支持板領域３と、２つの弯曲接続領域２と、１つの接続構造１８とを有する。
底面領域１は、平面であってもよく、非平面であってもよく、一般に、平面を採用する場合、剛性や強度を高めるために凸部や凹部のような補強構造が平面に設けられてもよい。支持板領域３は、底面領域１の一方の側に位置し、太陽光発電モジュールの側縁を支持するためのものである。２つの弯曲接続領域２はそれぞれ、底面領域１の両側に接続され、一方の弯曲接続領域２の他方の側は支持板領域３に接続されるが、もちろん、２つの支持板領域３を設けてもよく、これについて後の実施例で説明し、すなわち、底面領域１の両側のそれぞれには、１つの弯曲接続領域２が接続され、一方の弯曲接続領域の底面領域１から離れた側（他方の側とも称される）には支持板領域３が接続され、図１に示すように、弯曲接続領域２は、底面領域１に対して上方に曲がり、弯曲接続領域２は、支持板領域３に対して下方に曲がり、弯曲接続領域２により底面領域１と支持板領域３との間に一定の距離が形成され、この距離により、支持板領域３と底面領域１は、太陽光発電モジュールとともに放熱通路を構成する。接続構造１８は支持板領域１の外側に接続され、この実施例では、左側の支持板領域１の外側に接続されるが、もちろん、支持板領域１は右側に設けられてもよく、それに対応して、接続構造１８は右側の支持板領域１の外側に接続され、１つの屋根型太陽電池の基板の一方の側の接続構造１８は、隣接する屋根型太陽電池の基板の他方の側に接続可能である。ここでは、接続構造１８の具体的な構造については限定せず、２つの屋根型太陽電池の基板を接続できるものであればよい。この実施例では、屋根型太陽電池の基板では、一方の側は左側、他方の側は右側であってもよい。図２、図３に示すように、１つの屋根型太陽電池の基板の左側は、隣接する屋根型太陽電池の基板の右側に接続されている。
上記の構造の屋根型太陽電池の基板は、金属板材を採用して、プレス加工、圧延加工などのプロセスにより形成されてもよいが、これに限定されるものではない。この金属板は、板材の耐食性を向上させるために表面に防食層を有するものが好ましく、例えば、鋼板が挙げられるが、これに限定されるものではない。防食層は、例えば、ペイント層、亜鉛めっき層等であるが、これらに限定されるものではない。
図４に示すように、この例では、屋根型太陽電池の基板が接続された後、太陽光発電モジュール９を取り付ける際には、太陽光発電モジュール９の左側縁は、左側の屋根型太陽電池の基板の支持板領域３に支持され、太陽光発電モジュール９の右側縁は、右側の屋根型太陽電池の基板の支持板領域３に支持されている。
別の実施形態として、図５～７に示すように、本考案の実施例に係る屋根型太陽電池の基板は、底面領域１と、１つの支持板領域３と、２つの弯曲接続領域２と、２つの接続構造１８，１９とを有する。２つの接続構造１８，１９は重ね装着構造であってもよく、２つの屋根型太陽電池の基板を接続可能なものであれば、具体的な形状が異なってもよい。
底面領域１は、平面であってもよく、非平面であってもよく、一般に、平面を採用する場合、剛性や強度を高めるために凸部や凹部のような補強構造が平面に設けられてもよい。支持板領域３は、底面領域１の一方の側に位置し、太陽光発電モジュールの側縁を支持するものである。２つの弯曲接続領域２はそれぞれ、底面領域１の両側に接続され、一方の弯曲接続領域２は支持板領域３に接続されるが、もちろん、２つの支持板領域３を設けてもよく、これについて後の実施例で説明し、すなわち、底面領域１の両側のそれぞれには、１つの弯曲接続領域２が接続され、一方の弯曲接続領域２の底面領域１から離れた側には支持板領域３が接続され、図５に示すように、弯曲接続領域２は、底面領域１に対して上方に曲がり、弯曲接続領域２は、支持板領域３に対して下方に曲がり、弯曲接続領域２により底面領域１と支持板領域３との間に一定の距離が形成され、この距離により、支持板領域３と底面領域１は、太陽光発電モジュールとともに放熱通路を構成する。一方の接続構造１８は、支持板領域３の外側に接続され、この実施例では、左側の支持板領域３の外側に接続されるが、もちろん、支持板領域３は右側に設けられてもよく、それに対応して、接続構造１８は右側の支持板領域３の外側に接続され、他方の接続構造１９は、右側の弯曲接続領域２の外側に接続され、１つの屋根型太陽電池の基板の左側の接続構造１８は、隣接する屋根型太陽電池の基板の右側の弯曲接続領域２に重ねて装着されているとともに、右側の接続構造１９上に位置し、ここでの接続は重ね装着であってもよく、この重ね装着箇所で、屋根型太陽電池の基板はセルフタッピングネジ２２により屋根の母屋２３に固定される。
この例では、図７に示すように、屋根型太陽電池の基板が接続された後、太陽光発電モジュール９を取り付けた際には、太陽光発電モジュール９の左側縁は、左側の屋根型太陽電池の基板の支持板領域３に支持され、太陽光発電モジュール９の右側縁は、右側の屋根型太陽電池の基板の支持板領域３に支持されている。
さらに別の実施形態として、図８～図１０に示すように、本考案の実施例に係る屋根型太陽電池の基板は、底面領域１と、２つの支持板領域３と、２つの弯曲接続領域２と、２つの接続構造とを有し、接続構造は、係止構造５である。
底面領域１は、平面であってもよく、非平面であってもよく、一般には、平面を採用する場合、剛性や強度を高めるために凸部や凹部のような補強構造が平面に設けられてもよい。２つの支持板領域３は、底面領域１の両側に位置し、それぞれ太陽光発電モジュールの両側縁を支持するものであり、図８に示すように、底面領域１の左右両側にはそれぞれ支持板領域３が設けられている。２つの弯曲接続領域２はそれぞれ、底面領域１の両側と２つの支持板領域３との間に接続され、すなわち、底面領域１の両側のそれぞれには、１つの弯曲接続領域２が接続され、弯曲接続領域２のうち底面領域１から離れた側には支持板領域３が接続され、図８に示すように、弯曲接続領域２は、底面領域１に対して上方に曲がり、弯曲接続領域２は、支持板領域３に対して下方に曲がり、弯曲接続領域２により底面領域１と支持板領域３との間に一定の距離が形成され、この距離により、支持板領域３と底面領域１は、太陽光発電モジュールとともに放熱通路を構成する。２つの係止構造５はそれぞれ、２つの支持板領域１の外側に接続され、２つの係止構造５は、２つの支持板領域１の外側に直接接続されてもよく、接続板４を介して２つの支持板領域１の外側に接続されてもよく、１つの屋根型太陽電池の基板の一方の側の係止構造５は、隣接する屋根型太陽電池の基板の他方の側の係止構造５に係止可能であり、係止構造５の折曲方向は同一であってもよく、異なってもよく、この実施例では、係止構造５の折曲方向は同一であり、一方の係止構造５の折曲角度が他方の係止構造５の折曲角度よりも小さくなっており、これにより、１つの屋根型太陽電池の基板の一方の側の係止構造５が隣接する屋根型太陽電池の基板を覆い、他方の係止構造５で係止されることが容易になる。
上記の構造の屋根型太陽電池の基板は、金属板材を採用して、プレス加工、圧延加工等のプロセスにより形成されてもよいが、これに限定されるものではない。この金属板は、板材の耐食性を向上させるために表面に防食層を有するものが好ましく、例えば、鋼板が挙げられるが、これに限定されるものではない。防食層は、例えば、ペイント層、亜鉛めっき層等であるが、これらに限定されるものではない。
上記の解決手段では、２つの支持板領域３は、同一面にあってもよく、各支持板領域３が同一面にあるので、太陽光発電モジュール９を取り付ける際に、太陽光発電モジュール９の幅方向の一方の側は、一方の支持板領域３に合致して支持され、他方の側は他方の支持板領域３に合致して支持され、このように、太陽光発電モジュール９を良く支持することができ、支持効果が良い場合、太陽光発電モジュール９自体の強度への要求を下げることができ、その自体の強度への要求の低下に伴い、太陽光発電モジュール９自体の厚さを下げ、重量及び製造コストを下げることができる。一般には、太陽光発電モジュール９の前面のガラスパッケージ板の厚さを薄くすることにより、太陽光発電モジュール９自体の厚さを薄くすることができ、前面のガラスパッケージ板の厚さを薄くすることにより、太陽光発電モジュール９の光透過性が向上し、それに伴って光電変換効率も向上する。
さらに、この屋根型太陽電池の基板８の強度を高めるために、底面領域１の中央部にリブ６が有し、リブ６は底面領域１の長手方向に延在している。このリブ６は、底面領域１において圧延加工やプレス加工プロセスにより形成されていてもよい。この実施例では、リブ６が１つ設けられている。もちろん、他の実施例では、２つ以上のリブ６が設けられてもよく、２つ以上のリブ６が設けられた場合、隣接するリブ６間の間隔は均等であってもよく、不均等であってもよい。一般には、リブ６の数が増えるにつれて、この屋根型太陽電池の基板の強度もその分向上する。
さらに、太陽光発電モジュール９の厚さをできるだけ薄くし、コストを削減し、太陽光発電モジュール９を軽量化するために、リブ６の頂面は支持板領域３と同一面にある。このようにして、太陽光発電モジュール９をこの屋根型太陽電池の基板８に取り付ける際に、リブ６は、太陽電池モジュール９の中央部を支持する役割を果たし、これにより、太陽光発電モジュール９自体の剛性への要求を低減することができ、その自体の剛性への要求の低下に伴い、太陽光発電モジュール９の厚さもその分低下し、既存の通常のガラス太陽光発電モジュールでは、剛性の要求を満たすために、その上部のパッケージガラス板は、一般的に３．２ｍｍ厚さの太陽光発電ガラスとするが、本出願の屋根型太陽電池の基板を採用すると、３．２ｍｍ以下の太陽光発電ガラスを採用することが可能になる。
さらに、この屋根型太陽電池の基板の強度をさらに高めるために、底面領域１に複数の補強リブ７が設けられ、各補強リブ７の延在方向は底面領域１の長手方向と交差している。上記リブ６は、この屋根型太陽電池の基板を長手方向に補強する効果を発揮し、この補強リブ７は、この屋根型太陽電池の基板をこの長手方向と交差する方向に補強する効果を発揮する。
補強リブ７は、圧延加工やプレス加工プロセスにより形成されてもよい。
補強リブ７は、長尺状、十字状等の形状であってもよい。この実施例では、長尺状を例に説明する。底面領域１には、リブ６とは異なる位置に複数の補強リブ７が均等に並設されており、補強リブ７の凸出方向はリブ６の凸出方向と一致している。
さらに、良好な補強作用を得るために、各補強リブ７の延在方向は底面領域１の長手方向に対して垂直である。
さらに、形成された放熱通路が十分な放熱性能を有することを保証するために、底面領域が位置する平面と支持板領域が位置する平面とが平行であり、両方の間の間隔が２～２０ｃｍである。この間隔を設けることにより、通路は十分な断面積を有するので、太陽光発電モジュールを放熱するのに十分な空気の流れを確保することができる。
一方、図１１～図１３に示すように、本考案の実施例は、上記実施例の屋根型太陽電池の基板８を有する屋根型太陽電池も提供し、屋根型太陽電池の基板８の具体的な構造及び効果は上記実施例を参照し、ここでは詳しく説明しない。太陽電池モジュール９をさらに有し、太陽電池モジュール９の両側縁が支持板領域３にそれぞれ固定され、支持板領域３と底面領域１が太陽電池モジュール９とともに放熱通路を構成し、前記放熱通路内に位置しているジャンクションボックス１０が太陽電池モジュール９の裏面に設けられている。
上記の解決手段では、太陽光発電屋根が組み立てられた後、太陽光発電モジュール９、ジャンクションボックス１０及びジャンクションボックス１０間の接続線がすべて室外（屋根型太陽電池の基板８の下は室内、屋根型太陽電池の基板８の上は室外）に位置し、室内と太陽光発電モジュール９との間に屋根型太陽電池の基板８が介在しており、これにより、太陽光発電屋根は非常に良い防火性能を有する。また、太陽光発電モジュール９が屋根型太陽電池の基板８に取り付けられた後、屋根型太陽電池の基板８と太陽光発電モジュール９との間に放熱通路が形成され、この放熱通路は、太陽光発電モジュール９の放熱能力を向上させることができ、具体的には、使用中に、太陽光発電モジュールが作動するときに発生する熱は放熱通路内の空気に伝達され、放熱通路内の空気は、熱を受けて膨張するため、密度が小さくなり、放熱通路に沿って上方に移動して上昇気流を形成し、そして、放熱通路の頂部の開口を経て外部環境に拡散し、放熱通路内の気流が上昇した後、放熱通路内の気圧は低下し、外気は大気圧の作用で放熱通路の底部から入り、その後、太陽光発電モジュールによる影響を受けて熱膨張して上昇気流を形成し、このように順に循環して太陽光発電モジュールを効果的に降温する。また、ジャンクションボックス１０が室外にあるので、室内からジャンクションボックス１０を接続するために孔を開ける必要がなく、室外（屋根上）で配線を介してジャンクションボックス１０と接続するだけでよく、配線の利便性が向上する一方、屋根型太陽電池の基板８に孔を開けて配線を通す必要がないので、屋根型太陽電池の基板８の裏面に保温防熱層を設けることが容易になる。
さらに、底面領域１の長手方向に沿って、複数の太陽光発電モジュール９が有し、隣接する太陽光発電モジュール９の少なくとも一部の間に隙間１１が設けられており、この隙間の箇所には踏み板が設けられてもよく、踏み板は屋根型太陽電池の基板に重ね合わせられる。つまり、この隙間は太陽光発電屋根の作業メンテナンス通路として機能し得る。
実際の使用においては、屋根型太陽電池の基板８上には１列の太陽光発電モジュール９が敷設され、各太陽光発電モジュール９は互いに密接して配置されていてもよく、もちろん、隣接する２つの太陽光発電モジュール９の間には隙間が設けられていてもよい。この隙間は、小さな隙間２１であってもよく、例えば５ｍｍであるが、これに限定されるものではなく、大きな隙間１１であってもよく、例えば３０ｃｍであるが、これに限定されるものではなく、この大きな隙間１１は作業メンテナンス隙間として機能する。太陽光発電モジュール９の表面にはガラスが設けられているので、作業者が取り付けや作業メンテナンスを行う際に太陽光発電モジュール９を踏むと太陽光発電モジュール９に不可逆的な損傷を与えやすく、これに対して、作業メンテナンス隙間が設けられると、作業メンテナンス隙間における屋根型太陽電池の基板に踏み板が重ねて装着される。この屋根型太陽電池を用いて屋根の舗装やその後の作業メンテナンスを行う際には、作業者は隙間１１での踏み板を踏んで作業を行うことができ、これにより、太陽光発電モジュール９に損傷を与えることを回避できる。また、太陽光発電モジュール９の間に設けられた小さな隙間２１及び／又は大きな隙間１１は全て放熱通路の空気流の出入口とすることができ、このように、放熱通路内外の空気の流れを改善して放熱効果を高めることができる。
さらに、太陽光発電モジュール９は支持板領域３に接着されている。太陽光発電モジュール９は、接着剤や粘着テープ等で支持板領域３に接着されてもよく、このような方式を採用すると、操作しやすいという効果がある。接着剤は、シリコーン系接着剤であってもよく、他の材料であってもよく、粘着テープは感圧接着剤であってもよく、他の材料の粘着テープであってもよい。
さらに、太陽光発電モジュール９は、フレームレス太陽光発電モジュール９である。これにより、太陽光発電モジュールのさらなる軽量化が図られ、フレームレス太陽光発電モジュール９の表面及び裏面のいずれにも、ＰＯＥ（Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ：ポリオレフィンエラストマー）のパッケージ層が設けられ、これにより、太陽電池セルに対して水蒸気が効率よく遮断される。
図１４に示すように、一実施形態として、太陽光発電モジュール９は、ＰＯＥパッケージ層１３が形成された太陽光発電バックシート１２を有し、ＰＯＥパッケージ層１３上に太陽電池セル１４が形成され、太陽電池セル１４のサイズは、例えば、従来の太陽電池セルの半分であってもよいが、これに限定されるものではなく、太陽電池セル１４上には、太陽光発電ガラス１６が形成された別のＰＯＥパッケージ層１５が形成されている。
図１５に示すように、この太陽光発電モジュール９における太陽電池セルは、互いに直列接続されてセルストリングを形成してもよく、セルストリングを形成する太陽電池セルの数は、実際の状況に応じて決定することができる。２つ又は２つ以上のセルストリングを互いに並列接続してセルストリング群を形成し、セルストリング群を直列接続する。セルストリング群は、バイパスダイオード１７に並列接続され、バイパスダイオード１７は、太陽光発電モジュールの内部回路を保護し、ホットスポット効果による影響を低減する。
さらに、図１６に示すように、隣接する太陽光発電モジュール９を容易に電気的に接続するために、ジャンクションボックス１０は、底面領域１の長手方向に沿って太陽光発電モジュール９の裏面に設けられている。
この屋根型太陽電池により屋根を建てる場合、工場で屋根型太陽電池の組み立てを完了した後、建築現場で屋根型太陽電池により屋根を直接組み立てもよいし、工場で屋根型太陽電池の各構成部材の加工を完了した後、建築現場で屋根型太陽電池を組み立てから、屋根の組み立てを行ってもよい。
例えば、工場で太陽光発電モジュール９、屋根型太陽電池の基板８をそれぞれ加工した後、この屋根型太陽電池の基板８の支持板領域３に接着剤を塗布したり粘着テープを貼り付けたりし、その後、この支持板領域３に太陽光発電モジュール９を取り付けて接着、固定し、屋根型太陽電池を形成し、その後、この屋根型太陽電池を建築現場に輸送して建築物の屋根の組み立てを行う。
組み立てに際しては、隣接する屋根型太陽電池のうちの一方の屋根型太陽電池の係止構造５は他方の屋根型太陽電池の係止構造５を覆い、両係止構造５を係止機で密着させることにより、良好な防水効果を発揮する。
屋根の組み立てに用いられる屋根型太陽電池は、連続式であってもよく、非連続式であってもよい。ここでいう連続式とは、棟から軒先まで１枚の完全な屋根型太陽電池であることを意味し、屋根の組み立てを行う際には、複数枚の屋根型太陽電池を棟方向に並べて組み立てるだけでよい。非連続式とは、棟から軒先まで複数枚の屋根型太陽電池を接合する必要があることを意味する。
また、建築現場で屋根型太陽電池の組み立てを行ってもよく、すなわち、建築物の屋根に屋根型太陽電池の基板８を取り付け、その後、屋根型太陽電池の基板８の支持板領域３に接着剤を塗布したり粘着テープを貼り付けたりし、その後、支持板領域３に太陽光発電モジュール９を設置して接着、固定し、最後に、隣接する太陽光発電モジュール９間のジャンクションボックス１０同士を電気的に接続して、太陽光発電屋根の組み立てを完了する。
この屋根型太陽電池を組み立てた型材を用いた屋根では、ジャンクションボックス１０が建築物の室外にあるため、室内で火災が発生した場合、太陽光発電モジュール９は全体として屋根型太陽電池の基板８の上方に位置し、屋根型太陽電池の基板８によって火元が遮断され、太陽光発電屋根全体として優れた防火性能を有する。
第３の態様では、本考案の実施例は、上記実施例の屋根型太陽電池を有する太陽光発電屋根を提供する。
屋根型太陽電池は連続式構造及び非連続式構造を採用することができる。
屋根型太陽電池が連続式構造を採用する場合、太陽光発電屋根の棟から軒先まで、１つの屋根型太陽電池だけが有し、すなわち、屋根型太陽電池が連続式構造である場合、屋根の棟方向に沿ってこの屋根型太陽電池を並べて敷設するだけで、太陽光発電屋根の組み立てを完了することができる。
屋根型太陽電池が非連続式構造を採用する場合、太陽電池屋根の組み立てにおいて、棟方向及び棟から軒先までの方向の両方向に沿って組み立てる必要がある。
さらに、少なくとも１つの屋根型太陽電池には、上記実施例の屋根型太陽電池の基板が係止接続されており、屋根型太陽電池の基板は、太陽光発電屋根の棟から軒先へと延在し、屋根型太陽電池の基板には、踏み板が設置されている。一実施形態として、屋根型太陽電池及び屋根型太陽電池の基板の両方を連続式構造とすることにより、この屋根型太陽電池の基板は作業メンテナンス通路として機能してもよく、作業者がこの屋根型太陽電池の基板に設けられた踏み板を踏んで、軒や棟の間を移動して、取り付けや作業メンテナンスを行うことができる。
本実施例における放熱通路の設置による屋根型太陽電池の放熱能力への効果を確認するために、以下では、従来の屋根型太陽電池と放熱通路構造を有する本実施例の屋根型太陽電池の温度を比較するために、シミュレーションソフトウェアによりシミュレーションを行う。
シミュレーションの条件としては、環境温度は２０℃、屋根型太陽電池と水平面の角度は５度、場所は西安（北緯３４°、東経１０８°）であり、最大の光照射を得るために８月１日の午後２時の日射を採用する。
シミュレーションした結果、本実施例の屋根型太陽電池の上面温度は７０．５０℃、太陽電池セルの温度は７１．３３℃、屋根型太陽電池の基板８の温度は７０．２９℃であり、
従来の屋根型太陽電池の上面温度は８２．９４℃、太陽電池セルの温度は８６．６９℃、屋根型太陽電池の基板８の温度は８７．８０℃であり、
シミュレーションの結果から、本出願の屋根型太陽電池の温度は従来の屋根型太陽電池の温度より摂氏１０度以上低いことが分かった。屋根型太陽電池の温度が下がったことで、太陽電池セルの稼働の安定性や信頼性を確保する一方、屋根型太陽電池の裏面に保温防熱層を設けるなどの要求を低減し、使用コストを低減することができ、同じ厚さの保温防熱層を採用した場合、本実施例で提供した屋根型太陽電池では、室内温度は従来の屋根型太陽電池の場合の室内温度よりも低い。
従来の屋根型太陽電池の上面温度は８２．９４℃、太陽電池セルの温度は８６．６９℃、屋根型太陽電池の基板８の温度は８７．８０℃であり、
シミュレーションの結果から、本出願の屋根型太陽電池の温度は従来の屋根型太陽電池の温度より摂氏１０度以上低いことが分かった。屋根型太陽電池の温度が下がったことで、太陽電池セルの稼働の安定性や信頼性を確保する一方、屋根型太陽電池の裏面に保温防熱層を設けるなどの要求を低減し、使用コストを低減することができ、同じ厚さの保温防熱層を採用した場合、本実施例で提供した屋根型太陽電池では、室内温度は従来の屋根型太陽電池の場合の室内温度よりも低い。
上記の説明は、本出願の好適な実施例及び適用される技術原理の説明にすぎない。当業者にとって明らかなように、本出願に係る考案の範囲は、上述した技術的特徴の特定の組み合わせによって形成される技術的解決手段に限定されるものではなく、また、上述した技術的特徴又はその同等の特徴を、前記考案の構想から逸脱することなく任意に組み合わせてなる他の技術的解決手段も含むすべきである。例えば、上述した特徴と、本出願において開示された（ただし、これらに限定されるものではない）ものと類似の機能を有する技術的特徴とが相互に置換された技術的解決手段を含む。
Claims (14)
- 屋根型太陽電池の基板であって、
底面領域と、
前記底面領域の少なくとも一方の側に位置し、太陽光発電モジュールの側縁を支持する少なくとも１つの支持板領域と、
前記底面領域の両側にそれぞれ接続する２つの弯曲接続領域であって、少なくとも１つの前記弯曲接続領域の他方の側が前記支持板領域に接続する弯曲接続領域と、
前記底面領域と前記弯曲接続領域が太陽光発電モジュールとともに構成された放熱通路と、
少なくとも前記支持板領域が接続された少なくとも１つの接続構造とを有し、
１つの前記屋根型太陽電池の基板の一方の側の接続構造は、隣接する前記屋根型太陽電池の基板の他方の側に接続可能であることを特徴とする屋根型太陽電池の基板。 - 前記接続構造は係止構造であり、前記弯曲接続領域がそれぞれ前記支持板領域に接続し、１つの前記屋根型太陽電池の基板の一方の側の係止構造は、隣接する前記屋根型太陽電池の基板の他方の側の係止構造に係止可能であり、又は、
前記接続構造は重ね装着構造であり、１つの前記屋根型太陽電池の基板の一方の側の重ね装着構造は、隣接する前記屋根型太陽電池の基板の他方の側の前記弯曲接続領域に重ね装着可能であることを特徴とする請求項１に記載の屋根型太陽電池の基板。 - 前記支持板領域が２つ設けられた場合、２つの前記支持板領域は同一面にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋根型太陽電池の基板。
- 前記底面領域の中央部にリブが有し、前記リブは前記底面領域の長手方向に延在していることを特徴とする請求項１に記載の屋根型太陽電池の基板。
- 前記リブの頂面が前記支持板領域と同一面にあることを特徴とする請求項４に記載の屋根型太陽電池の基板。
- 前記底面領域に複数の補強リブが設けられており、各前記補強リブの延在方向が前記底面領域の長手方向と交差していることを特徴とする請求項１～２、及び４～５のいずれかに記載の屋根型太陽電池の基板。
- 底面領域が位置する平面と支板領域が位置する平面とが平行であり、両者の間隔が２～２０ｃｍであることを特徴とする請求項６に記載の屋根型太陽電池の基板。
- 屋根型太陽電池であって、
請求項１～７のいずれかに記載の屋根型太陽電池の基板を有し、太陽光発電モジュールをさらに有し、
前記太陽光発電モジュールの両側縁がそれぞれ前記支持板領域に固定され、前記支持板領域と前記底面領域が前記太陽光発電モジュールとともに放熱通路を構成し、前記放熱通路内に位置するジャンクションボックスが前記太陽光発電モジュールの裏面に設けられていることを特徴とする屋根型太陽電池。 - 前記底面領域の長手方向に沿って複数の前記太陽光発電モジュールが有し、隣接する前記太陽光発電モジュールの少なくとも一部の間には、踏み板を設置するための隙間が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の屋根型太陽電池。
- 前記太陽光発電モジュールは前記支持板領域に接着されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の屋根型太陽電池。
- 前記太陽光発電モジュールは、フレームレス太陽光発電モジュールであることを特徴とする請求項８又は９に記載の屋根型太陽電池。
- 請求項８～１１のいずれかに記載の屋根型太陽電池を有することを特徴とする太陽光発電屋根。
- 前記屋根型太陽電池は、前記太陽光発電屋根の棟から軒先まで１つだけ有することを特徴とする請求項１２に記載の太陽光発電屋根。
- 前記屋根型太陽電池の少なくとも１つには請求項１～５のいずれかに記載の屋根型太陽電池の基板が接続されており、前記屋根型太陽電池の基板は、前記太陽光発電屋根の棟から軒先へと延在しており、前記屋根型太陽電池の基板には踏み板が設置されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の太陽光発電屋根。
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