JP3929620B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は 太陽電池モジュールにおける太陽電池バネルの外側端面シール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池モジュールのシール構造としては実開昭５９−１１２９６０、実開昭６０−６２５４、特開平８−１４８７１０に示されているように、例えば第１２図、第１３図、第１４図に示すようなものがある。
この太陽電池パネル５はガラス板などからなる透明カバー１と、ＥＶＡ樹脂などからなる封入材３と、シリコン単結晶、シリコン多結晶またはアモルファスシリコンなどで形成される太陽電池素子２とフッ化ビニル樹脂などからなる防湿シート４からなる。
太陽電池パネル５の端部はゴムまたはプラスチック製のガスケット８と場合によりブチルゴムなどのシール材９を介してアルミニウムまたはＦＲＰなどのプラスチックからなる外枠６の溝部に挿入し、支持されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシール構造にあっては、外枠６と太陽電池パネル５との間のシーリングをブチルゴムとコ字型または略Ｌ字型ガスケット８により行うようになっているため、透明カバーガラス１と外枠６との間のクリアランスに寸法精度が要求される。このクリアランスが適切でない場合にはシーリングの不良が発生し、太陽電池パネル５の内部に水などが侵入して太陽電池素子２が劣化してしまったり、ブチルゴムなどのシール材９が表面にはみ出してくるという問題があった。また外枠と太陽電池パネルの線膨張率が異なるために、屋外における長期の使用中に１００℃近い温度差の熱サイクルを受けて、この時の膨張の差によりシーリング不良が発生することがあった。
特に海岸沿いなどの塩害をうける地域にあっては、このシーリング不良により太陽電池出力の地落が発生し、太陽光発電システムを運転出来ない事態に陥ることがあった。
【０００４】
また、太陽電池パネル５の外側端部に外枠６を装着して太陽電池モジュールとする組み立て工程において、軟質のガスケット８を使用しているために、外枠６の締め付けが不均一となって外形が太鼓状になってしまうことがあった。さらに、これを修正するために無理に締め付けた場合には、シール材９がはみ出してしまう等の問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、クリアランスの精度に関係なく、また温度差が発生する場合でも良好なシーリング効果を有し、さらに組み立てしやすい太陽電池パネル５の端面シール構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、
「太陽電池パネルと、外枠と、ガスケットとを備えた太陽電池モジュールであって、該ガスケットは材質として硬質プラスチック及び軟質プラスチックを含むバネ機能を持つ略Ｕ字型であってその外側に係止用突起部を有し、該外枠は該太陽電池パネルの外周に取り付けられてなり該ガスケットを係止するコーナー部を備えた略コの字形状の溝を備え、該ガスケットは該太陽電池パネルの外側端部を覆って挟持しており、該バネ機能により該係止コーナー部と該係止用突起部とにより該溝と該ガスケットとは嵌合させられ組み付けられている、太陽電池モジュール。」である。
本発明は、また、
「前記ガスケットは硬質プラスチックと軟質プラスチックとの複合成形品であってその内側に軟質プラスチックの弾力性を持つ突起部である軟質ヒレ部を備え、該軟質ヒレ部は太陽電池パネルを挿入する事により形状が変化させられ該太陽電池パネルの外側端部をシールしていることを特徴とする太陽電池モジュール。」、である。
本発明は、また、
「前記ガスケットは硬質プラスチックと軟質プラスチックとの複合成形品であってその内側に前記太陽電池パネルの外側と当接し位置決めの役割を果たす突起を備える事を特徴とする太陽電池モジュール。」、である。
本発明は、また、
「前記ガスケットは硬質プラスチックと軟質プラスチックとの複合成形品であってその外側に前記外枠の溝の内壁と当接触する突起を備える事を特徴とする太陽電池モジュール。」、である。
本発明は、また、
「前記ガスケットは硬質プラスチックと軟質プラスチックとの複合成形品であって、前記太陽電池パネルを導入するための軟質プラスチック製のガイドを備え、該ガイドと前記軟質ヒレ部とは該ガスケットの開口端側にて連結されている事を特徴とする太陽電池モジュール。」、である。
太陽電池パネルと、この太陽電池パネルの外周に取付けられた外枠とを備えた太陽電池モジュールであって、前記外枠に一様な断面形状の溝を形成するとともに、略Ｕ字型ガスケットにより前記太陽電池パネルの外側端部を覆って挟持しながら、さらにこのガスケットを前記外枠の溝と略Ｕ字型ガスケットのバネ機能により嵌合させ組み付けたことを特徴とした太陽電池モジュールにすることで、上記目的を達成する。
【０００７】
例えば、太陽電池素子２を透明カバー１と防湿シート４の間に封止してなる太陽電池バネル５の外側端部を覆うように、略Ｕ字型ガスケットのバネ機能により太陽電池パネルを挟み付けて嵌合する略Ｕ字型のガスケット８を装着し、さらに外枠６と外枠６に形成した略コの字形状の溝に前記外枠の溝に略Ｕ字型のガスケット８を嵌合させバネの機能により脱落を防止するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明では、予め用意したバネ機能を持つガスケット８を太陽電池パネル５の外側端部を覆う様に４辺に装着し、さらに外枠の嵌合用溝に装着し、この時溝の入口付近に設けた係止部とガスケット外側に設けた突起部とにより嵌合するようにしたため、透明カバー１と外枠６との間のクリアランスの寸法精度に関係なく、また温度差が生じた場合であっても良好なシール効果を確保することができる。したがって水などの浸入を防止することができ、太陽電池素子２の劣化を防止することができる。また、バネ機能を持つガスケット８を使用するため、太陽電池パネル５へ装着する時取り付けが容易で脱落しにくく、さらに外枠６と嵌合させる時には滑り性が良く容易に装着することができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１０】
（参考例１）第１図は、本発明ガスケット８の一参考例を示す図である。８はガスケットであり、ＰＶＣ、ＰＣ、ＰＰなどの硬質プラスチックを押し出し成型して作られる。１５、１６は外枠と嵌合させるための突起部である。第２図は、本発明の一参考例を示す図である。５は太陽電池パネルであり、透明カバー１、太陽電池素子２、封入材３、防湿シート４から構成されている。透明カバー１は、例えば透明ガラス板などを用い、太陽電池パネルの表面を保護する機能を有している。封入材３は、ＥＶＡ樹脂、ＰＶＢ樹脂またはＰＩＢ樹脂などからなり、太陽電池素子２を保護すると同時に、透明カバー１と防湿シート４を貼り合わせる機能を有している。防湿シート４は、ＰＶＦ、ＰＥＴなどの樹脂シート、または前記樹脂シートとアルミ箔などをラミネートしたものが使用され、内部へ湿気が侵入するのを防止する機能がある。太陽電池素子２は、太陽の光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する機能があり、シリコン単結晶、シリコン多結晶、アモルファスシリコン、ＣＩＳなどの化合物などより形成されている。アモルファスシリコンやＣＩＳなどの化合物の場合には、透明カバー１を基板としてその上に直接形成されることもあり、その場合には太陽電池素子２と透明カバー１の間の距離は無くなる。前記のように構成された太陽電池パネル５の外側端部はシール材９とガスケット８で覆いシーリングされる。ガスケット８は、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＣなどの硬質プラスチックの押し出し成型品よりなり、第１図のような断面を持っている。この形状は、太陽電池パネル１を挟持し、且つ外枠６に設けた溝と嵌合するように設計されている。シール材９は、ブチルゴム、シリコーン樹脂などよりなり、太陽電池パネル５の外側端部を保護し防湿の機能を有している。ただし、このシール材９は、太陽電池パネル５で十分な防湿性能を持っている場合には、使用されないこともある。外枠６は、アルミニウムの成型品やＦＲＰ成型品が使用され、太陽電池モジュール全体としての強度を確保している。ただし、用途によりあまり機械的強度の必要でない場合には、外枠６としてプラスチック成型品や金属製曲板が利用される事がある。次に、前記シール構造を形成し、太陽電池モジュールを組み立てる方法について説明する。まず、太陽電池パネル５の四辺に適応した長さのガスケット８を用意し、その内側にブチルゴムなどのシール材９を適量塗布する。このシール材９を太陽電池パネル５の外側端部で押すようにガスケット８を四辺に装着する。この時、ガスケット８は適度な強度で太陽電池パネルの厚さ方向を挟持し、すぐに脱落することは無い。四辺にそれぞれガスケット８を装着し、次に外枠６の溝に向かってガスケット８を装着した太陽電池パネル５を押し付け、外枠６に設けたガスケット係止コーナー部１０、１１とガスケット８の係止用突起部とが噛み合う状態まで挿入する。この時、治具を用いて太陽電池モジュールの二辺または四辺同時に、外枠６を組み付けることもできる。また、外枠６の溝に嵌合したガスケット８は、長さ方向には容易くスライドさせることができ、コーナー部の重なり状態を修正することが可能である。
【００１１】
あるいは、先にシール材９を適量塗布したガスケット８を外枠６の溝に嵌め込んでおき、後で太陽電池パネル５をガスケット８の開口部に挿入してモジュールを組み立てることもできる。
【００１２】
（実施例１）第３図は、本発明ガスケットの実施例を示す図である。８はガスケットであり、ＰＶＣ、ＰＣ、ＰＰなどの硬質プラスチックとＰＶＣ、ＴＰＯなどの軟質プラスチックの同時押し出し成型で作られる。１５、１６は外枠と嵌合させるための突起部でありこの部分は硬質プラスチックで作られるが、１４のヒレ部は軟質プラスチックで作られる。このガスケット８は、１２の外側突起と１３の内側突起を持っている。第４図は、前記ガスケット８を利用した本発明の一実施例を示す図である。ガスケット８の内側に設けた軟質ヒレ部１４は、太陽電池パネル５の挿入により図示したように内側に折れ曲がり、シールと緩衝材の役割を果たす。また、内部突起１３は、太陽電池パネル５の位置決めの役割を果たす。そして、外側突起１２は、外枠６の溝と当接し、外枠６の溝の中で自由な空間を作り、熱膨張などによる応力の緩和と衝撃を緩衝する役割を果たしている。
【００１３】
第５図は、ガスケット８の内側にシール材９を塗布した場合の断面を示す図である。この時、ガスケットの内部突起１３は位置決めの役割を果たし、余分なシール材９がはみ出すのを防止する。さらに、軟質ヒレ部１４もシール材６のはみ出しを止める役割を果たす。
【００１４】
シール構造の形成、太陽電池モジュールを組み立てる方法については参考例１と同様である。
【００１５】
（実施例２）第６図は、本発明ガスケットの別の実施例を示す図である。このガスケット８は、前記実施例１で説明した第３図で示したガスケット８を基に、開口部に軟質プラスチックよりなるガイド１７，１８を有している。この開口ガイド１７，１８は、軟質ヒレ部１４と連結しており、軟質ヒレ部１４が太陽電池パネル５に押されて倒れ込むと、開口ガイド１７，１８は内側に引っ張られ第７図に示したように太陽電池パネル５を挟むように変形される。
【００１６】
シール構造の形成、太陽電池モジュールを組み立てる方法については参考例１、実施例１と同様である。
【００１７】
（実施例３）第８図は、本発明ガスケットの別の実施例を示す図である。このガスケット８は、前記参考例１で説明した第１図で示したガスケット８を基に、開口部に軟質プラスチックよりなるパッド２０を有している。軟質パッド２０は、同時押し出し成型により形成されるが、硬質と軟質を別々に成型した後、貼り合わせても良い。この軟質パッド２０は、前記実施例１，２の軟質ヒレ部と同様に、シールと緩衝材の役割を果たす。第９図は、前記ガスケット８を利用した本発明の一実施例を示す図である。ここでは、図示していないが、前記実施例と同様に、シール材９を併用することも可能である。
【００１８】
シール構造の形成、太陽電池モジュールを組み立てる方法については参考例１、実施例１と同様である。
【００１９】
（参考例２）第１０図と第１１図には、本発明ガスケットの別の参考例を示す図である。第１０図では、ガスケット８の内側にバネ機能補強金属片１９を内臓し一体化してある。また第１１図では、略Ｕ字型ガスケットのガスケット８の外側にバネ機能補強金属片１９を添わせて一体化している。どちらも、プラスチックの成型時にインサートしたり添わせて同時成型することができる。略Ｕ字型ガスケットのバネ機能補強金属片１９としては、通常鉄板が使われ、プラスチックの成型と同時に、テープ状の原料から自在に曲げ加工がされ、プラスチックの押し出し機に挿入されて一体成型される。この時に使用する鉄板の組成と厚さ、曲げ形状を変えることで、剛性とバネ性能を自在にコントロールすることが可能である。少し厚手の鋼板を利用すれば、外枠６の無いモジュールも可能である。
【００２０】
（比較例１）
従来、第１２図、第１３図、第１４図に示したように、ガスケット８は略Ｌ字形もしくはコの字形の形状をしており、緩衝材として機能させるためにすべてゴムまたは軟質プラスチックが使用されて来た。このような形状と材質からは、本発明ガスケット８のバネ機能は得られない。また、軟質のガスケットは滑り性が非常に悪いため、モジュール組み立て時に、ガスケット８の位置や太陽電池パネルの位置の修正が難しい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、外枠６と太陽電池パネル５との間のシーリングを、透明カバーガラスと外枠間のクリアランスの寸法精度に関係なく完璧に実施することができ、太陽電池パネルの内部に水などが侵入して太陽電池素子が劣化することを防止できる。また、モジュール組み立て時にブチルゴムなどのシール材９を適量塗布すれば、ガスケット８の内側突起の位置決めの効果により、シール材９が表面にはみ出してくることが無い。また、屋外における長期の使用中の熱サイクルを受けても、外枠６と太陽電池パネル５の線膨張率が異なるための歪みや応力をガスケット８が緩和し、しっかりと太陽電池パネルの外側端部を挟持しているため、シーリング不良が発生することが無く、海岸沿いなどの塩害をうける地域であっても、このシーリング不良による太陽電池出力の地落の発生を防止することができる。
【００２２】
また、太陽電池モジュールとする組み立て工程において、硬質のガスケット８を使用しているために、取り扱いがし易く、各部材の位置決めがし易いので、組み立ての作業能率が上がるとともに、外枠の締め付け不良などによる外形の太鼓状変形を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１で使用したガスケットの構造を示した縦断面正面図である。
【図２】参考例１の太陽電池モジュールのシール構造を示した縦断面正面図である。
【図３】本発明、実施例１，２で使用したガスケットの構造を示した縦断面正面図である。
【図４】本発明、実施例１の太陽電池モジュールのシール構造を示した縦断面正面図である。
【図５】本発明、実施例２の太陽電池モジュールのシール構造を示した縦断面正面図である。
【図６】本発明、実施例３で使用したガスケットの構造を示した縦断面正面図である。
【図７】本発明、実施例３の太陽電池モジュールのシール構造を示した縦断面正面図である。
【図８】参考例２で使用したガスケットの構造を示した縦断面正面図である。
【図９】参考例２の太陽電池モジュールのシール構造を示した縦断面正面図である。
【図１０】他の参考例のガスケットの構造を示した縦断面正面図である。
【図１１】他の参考例のガスケットの構造を示した縦断面正面図である。
【図１２】従来の太陽電池モジュールのシール構造を示した縦断面正面図である。（実開昭６０−６２５４）
【図１３】従来の太陽電池モジュールのシール構造を示した縦断面正面図である。（実開昭５９−１１２９６０）
【図１４】従来の太陽電池モジュールのシール構造を示した縦断面正面図である。（特開平８−１４８７１０）

Claims (5)

1. 太陽電池パネルと、外枠と、ガスケットとを備えた太陽電池モジュールであって、該ガスケットは材質として硬質プラスチック及び軟質プラスチックを含むバネ機能を持つ略Ｕ字型であってその外側に係止用突起部を有し、該外枠は該太陽電池パネルの外周に取り付けられてなり該ガスケットを係止するコーナー部を備えた略コの字形状の溝を備え、該ガスケットは該太陽電池パネルの外側端部を覆って挟持しており、該バネ機能により該係止コーナー部と該係止用突起部とにより該溝と該ガスケットとは嵌合させられ組み付けられている、太陽電池モジュール。
2. 前記ガスケットは硬質プラスチックと軟質プラスチックとの複合成形品であってその内側に軟質プラスチックの弾力性を持つ突起部である軟質ヒレ部を備え、該軟質ヒレ部は太陽電池パネルを挿入する事により形状が変化させられ該太陽電池パネルの外側端部をシールしていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記ガスケットは硬質プラスチックと軟質プラスチックとの複合成形品であってその内側に前記太陽電池パネルの外側と当接し位置決めの役割を果たす突起を備える事を特徴とする請求項１、２のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記ガスケットは硬質プラスチックと軟質プラスチックとの複合成形品であってその外側に前記外枠の溝の内壁と当接触する突起を備える事を特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記ガスケットは硬質プラスチックと軟質プラスチックとの複合成形品であって、前記太陽電池パネルを導入するための軟質プラスチック製のガイドを備え、該ガイドと前記軟質ヒレ部とは該ガスケットの開口端側にて連結されている事を特徴とする請求項２、３、４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。

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