JP3627539B2

JP3627539B2 - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP3627539B2
Application number: JP31096598A
Authority: JP
Inventors: 浩藤井; 正弘大澤; 茂丸山; 信虎口
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: JP2000138389A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフレキシブルタイプの太陽電池モジュールに関し、特に太陽電池素子を充填材で封止した太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築物の屋上などに設置される太陽電池モジュールには、フレキシブルタイプのものがある。
【０００３】
図７は従来のフレキシブルタイプの太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。また、図８は図７のＹ１−Ｙ１線に沿う断面図である。太陽電池モジュール４０では、複数の太陽電池素子４１が１方向に並べられている。各太陽電池素子４１の両側には、電極用配線４２，４３が互いに平行となるように配置されている。各太陽電池素子４１の両電極は、それぞれ導電性粘着テープ４１ａ，４１ｂを介して電極用配線４２，４３と接続されている。
【０００４】
これら太陽電池素子４１，導電性粘着テープ４１ａ，４１ｂ、および電極用配線４２，４３は、エチレン−酢酸ビニール共重合体樹脂（ＥＶＡ）などの熱融着性プラスチック材である充填材４４によって封止されている。具体的には、下側の充填材シート４４１の上に太陽電池素子４１，導電性粘着テープ４１ａ，４１ｂ、および電極用配線４２，４３を配置し、その上から上側の充填材シート４４２を載置し、熱融着することにより一体形成されている。また、充填材４４の上面および下面には、耐候性フィルムとして、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などのフッ素系フィルム材を用いた表面保護材４５，４６が設けられている。
【０００５】
さらに、太陽電池モジュール４０には、電極用配線４２，４３の各一端部と接続される電力取り出し用の端子部４７，４８が設けられている。これら端子部４７，４８は、図示されていない電力ケーブルと接続され、各太陽電池素子４１で発電された電力を取り出し、屋内に設置された電力変換器に送出する。
【０００６】
このような構成の太陽電池モジュール４０は、フレキシブルなため、曲面構造を有する建築物にも容易に設置することができる。また、太陽電池モジュール４０全体の長さは、充填材４４および表面保護材４５，４６の長さ分だけとれるため、設置場所のサイズに合わせて製造できる。よって、定尺寸法の太陽電池モジュールを設置するよりも施工が容易になる利点がある。
【０００７】
しかし、上記太陽電池モジュール４０は、太陽電池素子４１などを封止する充填材４４がプラスチック材のため、ねじれや引っ張り力に対する強度が弱い。このため、施工時の外力によって破損したりするおそれがあった。
【０００８】
そこで、従来は、特許第２６５１１２１号のように太陽電池モジュールの裏面全体に補強板を設けたり、フレキシブルタイプではないが、実開昭５５−２５３８３号公報のように、電極用配線として金属梁を用いることにより、強度を高めたものがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許第２６５１１２１号の太陽電池モジュールでは、全面補強ゆえにモジュール重量が大きくなり、また、実開昭５５−２５３８３号公報の太陽電池モジュールでは、フレキシブル性が無いという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、軽量およびフレキシブル性を維持しつつ、モジュール強度を高くすることのできる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、フレキシブルタイプの太陽電池モジュールにおいて、ほぼ長方形で１方向に並べられ、受光した光エネルギーを電力に変換する複数の太陽電池素子と、前記太陽電池素子の電極と前記電力の取り出し用の端子部との間を電気的に接続するとともに、前記太陽電池素子の両側に互いに平行となるように配置される電極用配線と、前記太陽電池素子とほぼ同一平面上で、かつ前記電極用配線の外側の領域に、互いに平行となるように配置されるフレキシブル性を有する補強部材と、電気絶縁性を有し、前記太陽電池素子、前記電極用配線、および前記補強部材を密閉する充填材と、を有することを特徴とする太陽電池モジュールが提供される。
【００１２】
このような太陽電池モジュールでは、フレキシブル性を有する補強部材を充填材内に設けたので、フレキシブル性を確保しつつ、かつ、ねじれや引っ張り力などに対して強度を高めることができる。
【００１３】
また、補強部材は、太陽電池素子とほぼ同一の平面上に配置され、充填材内部に封止される構成なので、従来のようにモジュールの裏面全体に設けたり、金属梁などのように硬く厚手の部材を用いる必要がない。よって、軽量を維持できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図２は本発明の第１の形態の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。また、図１は、図２のＸ１−Ｘ１線に沿う断面図である。太陽電池モジュール１０では、ほぼ長方形の複数の太陽電池素子１１が１方向に並べられている。各太陽電池素子１１の両側には、平箔金属板からなる電極用配線１２，１３が、互いに平行となるように配置されている。各太陽電池素子１１の両電極は、それぞれ導電性粘着テープ１１ａ，１１ｂを介して電極用配線１２，１３と接続されている。なお、導電性粘着テープ１１ａ，１１ｂに代えて、金属線や金属板を使用し、これらをはんだ付けによって接続するようにしてもよい。
【００１５】
また、太陽電池素子１１とほぼ同一平面上で、かつ電極用配線１２，１３の外側には、補強部材１４，１５が、互いに平行となるように配置されている。補強部材１４，１５は、例えば０．５〜０．７ｍｍ程度の金属板（ＳＵＳ板、鋼板など）であり、フレキシブル性を有するように、例えば厚さ０．５〜０．７ｍｍ、幅数ｃｍ程度の帯状に形成されている。
【００１６】
これら太陽電池素子１１，導電性粘着テープ１１ａ，１１ｂ、電極用配線１２，１３、および補強部材１４，１５は、エチレン−酢酸ビニール共重合体樹脂（ＥＶＡ）などの熱融着性プラスチック材である充填材１６によって封止されている。具体的には、下側の充填材シート１６１の上に太陽電池素子１１，導電性粘着テープ１１ａ，１１ｂ、電極用配線１２，１３、および補強部材１４，１５を配置し、その上から上側の充填材シート１６２を載置し、全体を熱融着することにより一体形成されている。また、充填材１６の上面および下面には、耐候性フィルムとして、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などのフッ素系フィルム材を用いた表面保護材１６１ａ，１６２ａが設けられている。
【００１７】
さらに、太陽電池モジュール１０には、電極用配線１２，１３の各一端部と接続される電力取り出し用の端子部１７，１８が設けられている。これら端子部１７，１８は、図示されていない電力ケーブルと接続され、各太陽電池素子１１で発電された電力を取り出し、屋内に設置された電力変換器に送出する。
【００１８】
このような構成の太陽電池モジュール１０は、帯状の補強部材１４，１５を充填材１６内に設けたので、モジュール全体のフレキシブル性と軽量を維持しつつも、ねじれや引っ張り力に対して強度を持たせることができる。したがって、曲面構造を有する建築物にも容易に設置することができる。
【００１９】
また、本形態では、太陽電池素子１１とほぼ同一平面上で、かつ電極用配線１２，１３の外側に補強部材１４，１５を配置したので、太陽電池素子１１の受光領域を避けることができ、発電効率を下げることがない。
【００２０】
さらに、強度が高いことから、太陽電池モジュール１０を取り付ける際には、補強部材１４，１５を金具代わりとし、ネジ止め固定することができる。
なお、補強部材１４，１５としては、金属板以外にも、織布、または織布をプラスチック樹脂でコートしたもの、さらには、ＦＲＰ（ＦｉｂｏｕｓｇｌａｓｓＲｅｉｎｆｏｒｅｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ）などを使用することができる。
【００２１】
次に、本発明の第２の形態について説明する。
図３は第２の形態の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。また、図４は図３のＸ２−Ｘ２線に沿う断面図である。なお、ここでは、第１の形態の太陽電池モジュール１０と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
本形態の太陽電池モジュール２０では、補強部材１４，１５の各端部間に架かるように、２本の補強部材２１，２２が設けられている。これら補強部材２１，２２は、補強部材１４，１５と同じ材料で形成されている。補強部材２１，２２と補強部材１４，１５とがそれぞれ重なる部分は、溶接などで固着されている。なお、図４では、補強部材１４，１５の下に補強部材２１，２２が配置されているが、必要に応じて上下関係が逆になってもよい。
【００２３】
このような構成により、太陽電池モジュール２０は、第１の形態の太陽電池モジュール１０よりも、より強固な構成とすることができる。
次に、本発明の第３の形態について説明する。
【００２４】
図５は第２の形態の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。また、図６は図５のＸ３−Ｘ３線に沿う断面図である。なお、ここでは、第２の形態の太陽電池モジュール２０と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
本形態の太陽電池モジュール３０では、太陽電池素子１１間の隙間の領域に、補強部材１４，１５間に架かるように補強部材３１，３２などが設けられている。これら補強部材３１，３２は、補強部材１４，１５，２１，２２と同じ材料で形成されている。補強部材３１，３２は、図６に示すように、補強部材１４，１５の下に重なるように配置される。補強部材３１，３２と補強部材１４，１５とがそれぞれ重なる部分は、溶接などで固着されている。また、補強部材３１，３２の材料として金属を使用する場合には、補強部材３１，３２と、上側の電極用配線１２，１３、および導電性粘着テープ１１ａ，１１ｂとが電気的に接触しないように、補強部材３１，３２上に絶縁フィルム３３を貼り付ける。
【００２６】
このような構成により、太陽電池モジュール３０では、第２の形態の太陽電池モジュール２０よりもさらに強固な構成とすることができる。
なお、図５，６では、補強部材１４，１５の下に補強部材３１，３２が配置されているが、必要に応じて上下関係が逆になってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、フレキシブルな補強部材を有するので、フレキシブル性を確保しつつ、かつ、ねじれや引っ張り力などに対して強度を高めることができる。
【００２８】
また、補強部材は、太陽電池素子とほぼ同一の平面上に配置され、充填材内部に封止される構成なので、従来のようにモジュールの裏面全体に設けたり、金属梁などのように硬く厚手の部材を用いる必要がない。よって、軽量を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２のＸ１−Ｘ１線に沿う断面図である。
【図２】本発明の第１の形態の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図３】第２の形態の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図４】図３のＸ２−Ｘ２線に沿う断面図である。
【図５】第３の形態の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図６】図５のＸ３−Ｘ３線に沿う断面図である。
【図７】従来のフレキシブルタイプの太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図８】図７のＹ１−Ｙ１線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０太陽電池モジュール
１１太陽電池素子
１２，１３電極用配線
１４，１５補強部材
１６充填材
１７，１８端子部

Claims

フレキシブルタイプの太陽電池モジュールにおいて、
ほぼ長方形で 1 方向に並べられ、受光した光エネルギーを電力に変換する複数の太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の電極と前記電力の取り出し用の端子部との間を電気的に接続するとともに、前記太陽電池素子の両側に互いに平行となるように配置される電極用配線と、
前記太陽電池素子とほぼ同一平面上で、かつ前記電極用配線の外側の領域に、互いに平行となるように配置されるフレキシブル性を有する補強部材と、
電気絶縁性を有し、前記太陽電池素子、前記電極用配線、および前記補強部材を密閉する充填材と、
を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
前記補強部材間に架かるように、他の補強部材が配置されることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
前記他の補強部材は、絶縁用フィルムで他の構成要素と電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール。
前記補強部材は、帯状の金属板であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
前記補強部材は、帯状の織布であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
前記織布をプラスチック樹脂でコートした構成とすることを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュール。